KR20010075400A

KR20010075400A - 코일식 계기

Info

Publication number: KR20010075400A
Application number: KR1020017003904A
Authority: KR
Inventors: 사토고이치; 누마야히로야스; 지누시고이치; 가미무라요시히로
Original assignee: 나가이 아츠오; 닛폰 세이키 가부시키가이샤
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2001-08-09
Also published as: KR100748830B1; EP1118864B1; EP1118864A4; EP1118864A1; DE60044422D1; WO2001009624A1; US6538423B1; CN1165767C; CN1319188A

Abstract

본 발명은 지침측의 회동축을 기어를 통해 감속 회동시키는 경우에도 소형의 코일식 계기를 제공하는 것으로서, 로터자석(1) 및 제 1 기어(2)를 갖는 로터축(3)과 제 1 기어(2)에 연결되는 제 2 기어(4)를 갖는 지침축(5)과, 상기 지침축(5) 및 로터축(3)을 나란히 설치한 상태로 지지하는 하우징(6)과 제 2 기어(4)가 배치되지 않은 로터자석(1)의 외주측면에 대향 배치되어 통전에 의해 로터자석(1)에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일(7, 8)로 코일식 계기를 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

코일식 계기{COIL TYPE METER}

차량용 계기에 적용되는 코일식 계기로서, 예를 들면 교차 코일식 계기가 일반적으로 잘 알려져 있다. 교차 코일식 계기는 에어 코어식 무브먼트(air core type movement)라고도 불리우며, 하우징에 형성된 공간내에 로터 자석을 수납하고 또 로터 자석에 고정된 로터축을 하우징상에 지지하고 그 한 단부를 하우징의 외부로 돌출시켜 그 돌출 단부에 지침(指針)을 장착하고 하우징의 외주에는 한쌍의 코일을 직교하도록 감아 구성하여, 각 코일의 통전에 의해 발생하는 합성 자계에 의해 로터 자석(지침)을 회동시키는 것으로 각 코일로의 통전량(입력 신호)을 계측량에 따라서 조절하여 지침을 계측량에 따라서 각도 운전시킬 수 있다.

그런데, 이와 같은 교차 코일식 계기에 있어서는 한쌍의 코일을 교차 상태로 적층하여 감는 것에 의해 생기는 각 코일마다의 감는 직경 치수 차나 자기적 히스테리시스(hysteresis) 등에 기인하여, 입력 신호에 대한 지침의 회동각(출력각)에 오차가 생기고 그것이 지도(指度) 오차가 되어 나타나는 것이 알려져 있고, 이때문에 예를 들면 일본 특개평6-27146호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 로터자석이고정되는 로터축과는 별도로 지침이 고정되는 지침축을 설치하고, 이들 양쪽의 축을 기어에 의해 연결하여 로터축에 대해 지침축을 감속 회동시켜 지도 오차의 발생을 억제하는 것을 생각할 수 있다.

그러나, 앞에서 게시한 공보에 개시된 코일식 계기는 하우징에 대해 한쌍의 코일을 적층하여 감고 있을 뿐만 아니라 코일을 감은 하우징상에 기어를 더 적층하여 겹치는 구조이기 때문에 계기의 높이가 높아져 대형화를 초래하는 문제가 있다.

본 발명은 이 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 주요 목적은 지침측의 회동축을 기어를 통하여 감속 회동시키는 경우에도 소형의 코일식 계기를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 코일의 통전에 의해 로터 자석을 회동하는 코일식 계기에 관한 것으로서, 예를 들면 차량용 조합 계기에 내장되는 코일식 계기에 관한 것이다.

도 1과 도 2는 본 발명의 제 1 실시예를 나타내는 것으로서,

도 1은 코일식 계기의 평면도,

도 2는 도 1의 A-A선을 따르는 단면도,

도 3은 본 발명의 제 2 실시예를 나타내는 코일식 계기의 평면도,

도 4는 본 발명의 제 3 실시예를 나타내는 평면도,

도 5는 본 발명의 제 4 실시예를 나타내는 단면도,

도 6 내지 도 8은 본 발명의 제 5 실시예를 나타내는 것으로서,

도 6은 코일식 계기의 평면도,

도 7은 도 6의 A-A선을 따르는 단면도 및

도 8은 도 6의 B-B선을 따르는 단면도이다.

본 발명의 코일식 계기는 로터 자석 및 이 로터 자석과 함께 회동하는 제 1 기어를 갖는 로터축과 상기 제 1 기어에 연결되는 제 2 기어를 갖는 지침축 및 상기 제 2 기어가 배치되지 않는 상기 로터 자석의 외주 측면에 대향 배치되어 통전에 의해 상기 로터 자석에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일로 이루어지는 것에 의해 지침측의 회동축을 기어를 통하여 감속 회동시키는 경우에도 소형의 코일식 계기로 할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 로터자석 및 이 로터 자석과 함께 회동하는 제 1 기어를 갖는 로터축과 제 1 기어에 연결되는 제 2 기어를 갖는 지침축 및 이들 지침축 및 로터축을 나란히 설치한 상태로 지지하는 하우징과, 제 2 기어가 배치되지 않은 로터 자석의 외주 측면에 대향 배치되어 통전에 의해 로터 자석에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일로 이루어지는 것에 의해 지침측의 회동축을 기어를 통해 감속 회전시키는 경우에도 소형의 코일식 계기로 할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 로터자석 및 이 로터자석과 함께 회동하는 제 1 기어를 갖는 로터축과, 제 1 기어에 연결되는 제 2 기어를 갖는 지침축, 제 2 기어가 배치되지 않은 로터자석의 외주 측면에 각각의 감는 중심축이 상기 로터 자석의 회동 중심 또는 그 근방에서 소정의 교차각으로 교차하도록 대향 배치되어 통전에 의해 로터 자석에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일로 이루어지는 것에 의해 지침측의 회동축을 기어를 통해 감속 회동시키는 경우에도 소형의 코일식 계기로 할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 로터자석 및 이 로터자석과 함께 회동하는 제 1 기어를 갖는 로터축과, 제 1 기어에 연결되는 제 2 기어를 갖는 지침축, 이들 지침축 및 로터축을 나란히 설치한 상태로 지지하는 하우징, 및 제 2 기어가 배치되지 않은 로터 자석의 외주 측면에 각각의 감는 중심축이 상기 로터 자석의 회동 중심 또는 그 근방에서 소정의 교차각으로 교차하도록 대향 배치되어 통전에 의해 로터 자석에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일로 이루어지는 것에 의해 지침측의 회동축을 기어를 통해 감속 회전시키는 경우에도 소형의 코일식 계기로 할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 각 코일의 감는 중심축의 교차각을 대략 90도로 설정한 것이며, 이에 의해 코일에 생기는 자계 벡터가 대략 직교하기 때문에 코일에 의한 자력을 효율적으로 로터 자석에 작용시킬 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 감는 중심축의 교차각을 90도 보다 작게 설정한 것이며, 이에 의해 코일을 포함한 하우징의 폭을 작게 할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 각 코일의 감는 중심축의 교점 보다 로터 자석의 회동 중심 코일측에 설정한 것이며, 이에 의해 코일을 포함한 하우징의 폭을 작게 할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 제 1 기어가 외주에 제 1 연속톱니를 구비하고, 제 2 기어가 그 외주에 제 1 기어를 수납하는 수납부를 갖고, 이 수납부의 내주에 제 1 연속톱니에 끼워 맞추는 제 2 연속톱니를 형성한 것이며, 이에 의해 로터축에 대한 지침축의 감속 회동을 가능하게 하면서 로터축과 지침축을 서로 가깝게 할 수 있고, 그만큼 코일식 계기의 폭을 감소시킬 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 제 1 기어의 외부직경이 로터 자석의 외부직경 보다 작게, 제 2 기어의 외부직경이 제 1 기어의 외부직경 보다 크게, 또 제 2 기어가 로터 자석과는 소정 거리를 두고 서로 겹치도록 배치된 것이며, 이에 의해 각 기어사이에 다른 기어를 개재시킬 필요가 없어 계기의 폭을 작게 할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 하우징에 각 코일을 지지하는 코일 지지부를 연속 형성한 것으로, 이에 의해 코일의 감는 중심축의 방향이나 양쪽의 교차 각도를 확실히 정할 수 있고, 또 이와 같이 감는 중심축의 방향이나 교차 각도를 확실히 정한 상태로 코일을 안정적으로 유지할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 로터 자석 및 제 1, 제 2 기어를 하우징내에 수납한 것이며, 이에 의해 높이를 감소시킬 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 하우징과 제 2 기어 사이에서 지침축의 회동을규제하는 회동 규제 수단을 설치한 것이며, 이에 의해 지침을 확실히 소정 위치(기점 위치)에 정지시킬 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 제 2 기어에 대응하는 영역을 제외한 하우징의 외주 소요 영역을 컵형상의 자성 케이스로 덮은 것이며, 이에 의해 자성 케이스를 소형화할 수 있고, 비용 절감을 도모할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 하우징에 각 코일의 무통전시에 로터자석의 이동을 제한하는 고정 자석을 설치한 것이며, 이에 의해 각 코일의 무통전시에 지침을 확실히 소정 위치(기점 위치)로 유지할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 지침축에 각 코일의 무통전시에 지침축을 한 방향으로 회동시키는 가압부재를 설치한 것으로, 이에 의해 각 코일의 무통전시라도 지침을 소정 위치(기점 위치)로 되돌릴 수 있고, 또 제 1, 제 2 기어사이의 백러시를 제거할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 로터자석 및 이 로터자석과 함께 회전하는 제 1 기어를 갖는 로터축과, 로터축에 나란히 설치되어 제 1 기어에 연결되는 제 2 기어를 갖는 지침축과, 제 2 기어가 배치되지 않은 로터자석의 래디얼방향 외주부에 배치되어 통전에 의해 로터 자석에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일로 이루어지며, 로터 자석이 각 코일에 의해 부분적으로 덮여진 것이며, 이에 의해 박형이면서 발생 토크를 크게 할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 로터자석 및 이 로터자석과 함께 회전하는 제 1 기어를 갖는 로터축과 제 1 기어에 연결되는 제 2 기어를 갖는 지침축과 이들 지침축 및 로터축을 나란히 설치한 상태로 지지하는 하우징 및 제 2 기어가 배치되지 않은 로터 자석의 래디얼 방향 외주부에 각각의 감는 중심축이 로터 자석의 회전 중심 또는 그 근방에서 소정의 교차각을 두고 교차하도록 배치되어 통전에 의해 로터자석에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일로 이루어지고, 로터자석이 각 코일에 의해 부분적으로 덮여진 것이며, 이에 의해 박형이면서 발생 토크를 크게 할 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 코일이 적어도 로터 자석의 래디얼 둘레면에 대응하는 감는 직경이 로터축을 향해 점점 커지도록 감긴 것이며, 이에 의해 권선량을 확보하면서 구조를 소형으로 할 수 있고 이에 의해 공간 효율을 높일 수 있다.

또, 본 발명의 코일식 계기는 하우징에 각 코일을 감는 프레임부를 연속 형성하여 이루어진 것이며, 이에 의해 각 코일의 감는 중심축의 방향이나 양쪽의 교차 각도를 확실히 정할 수 있고, 또 이와 같이 감는 중심축의 방향이나 교차 각도를 확실히 정한 상태로 코일을 안정적으로 유지할 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예가 되는 도 1, 도 2에 있어서, 코일식 계기는 로터 자석(1)과 제 1 기어(2)를 갖는 로터축(3)과, 제 1 기어(2)와 연결하여 끼워 맞추는 제 2 기어(4)를 갖고, 또 선단에 지침(P)이 장착되는 지침축(5)과, 각 기어(2, 4)를 연결시킨 상태로 로터축(3) 및 지침축(5)을 나란히 설치한 상태로 지지하고, 또 로터자석(1)과 제 1, 제 2 기어(2, 4)를 수납하는 하우징(6)과 이 하우징(6)의 외주에 위치하여 로터 자석(1)의 측방으로 대향 배치되어 통전에 의해 로터 자석(1)에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일(7, 8)과 하우징(6)의 소정 영역을 덮는 자성케이스(9)를 구비하고 있다.

로터자석(1)은 N, S 2극이 착자(着磁)된, 예를 들면 원반형상의 플라스틱마그네트로 이루어지고, 제 1 기어(2)는 외주에 적절한 수의 연속톱니가 형성된 톱니바퀴로 이루어지며, 도 2중 로터 자석(1)은 아래쪽, 제 1 기어(2)는 윗쪽에 위치하도록 로터축(3)에 고정되어 있다.

제 2 기어(4)는 제 1 기어(2) 보다 직경이 크고 또 외주에 제 1 기어(2) 보다 많은 연속 톱니바퀴로 지침축(5)에 고정되고, 도 2중 로터자석(1)의 상측에서또 로터자석(1)과는 적절한 공간을 두고 겹치도록 제 1 기어(2)측으로 연장하여 제 1 기어(2)와 끼워 맞추고 있다.

하우징(6)은 합성 수지로 이루어지며, 도 2중 하측에 위치하는 제 1 프레임체(61)와 상측에 위치하는 제 2 프레임체(62)로 분할 형성되고, 이들 제 1, 제 2 프레임체(61, 62)사이에 수납부(S)가 되는 공동부(空洞部)를 형성하고, 또 로터축(3)과 지침축(5)을 지지하며, 지침축(5)의 한 단부는 하우징(6)으로부터 외부로 돌출되어 있다.

수납부(S)는 도 2중, 하측에 위치하여 로터자석(1)을 수납하는 제 1 수납부(S1)를 형성하는 제 1 하우징부(63)와 상측에 위치하여 제 1, 제 2 기어(2, 4)를 수납하는 제 2 수납부(S)를 형성하는 제 2 하우징부(64)에 의해 형성되고, 이들 하우징부(63, 64)에 의해 형성되는 각 수납부(S1, S2)는 전술한 바와 같이 공간을 두고 서로 겹치는 로터자석(1)과 제 2 기어(4) 및 서로 연결되는 제 1 기어(2)와 제 2 기어(4)의 관계에 따라서 서로 연통되어 있고, 또 각 하우징부(63, 64)는 도 1에 도시한 바와 같이, 양쪽이 로터자석(1)과 제 2 기어(4)의 외부직경 형상에 따른 원호형상의 평면 형상을 갖고 있다.

코일(7, 8)은 도 1에 도시한 바와 같이, 제 2 기어(4)의 수납측이 되는 제 2 하우징부(64)와는 반대측에 위치하는 제 1 하우징부(63)의 외주 영역에서 각각의 감는 중심축(C1, C2)을 따라서 로터자석(1)측으로 뻗어나는 축선이 로터자석(1)의 회동중심(RC)에서 교차하고(교점(CP)), 이때의 각 감는 중심축(C1, C2)의 교차각이 대략 90도가 되도록 로터자석(1)의 외주측면(로터자석(1)의 래디얼방향 외주부)에대향 배치되어 있다. 이때, 코일(7, 8)은 각각이 제 1 하우징부(63)(제 1 프레임체(61))의 외주면에서 외측을 향해 로터자석(1)의 반경방향으로 뻗어나는 한쌍의 코일지지부(65, 66)에 감겨져 하우징(6)에 지지되어 있다.

이와 같이, 코일(7, 8)이 감겨진 하우징(6)에는 컵형상의 자성케이스(9)가 장착되는데, 본 실시예에서는 제 2 기어(4)에 대응하는 영역을 제외한 하우징(6)의 소요 영역, 즉 제 2 기어(4)의 대응 영역을 포함하지 않은 제 1 하우징부(63)의 바닥부 및 그 주위만을 자성 케이스(9)로 덮고 있다.

이와 같이 구성된 코일식 계기는 각 코일(7, 8)의 통전에 의해 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)을 따라서 각각 자계 벡터가 작용하고, 이들 각 자계 벡터의 강도에 따라서 로터 자석(1)(로터축(3))이 회동하고, 그 회동력이 제 1 기어(2), 제 2 기어(4)를 통해 지침축(5)에 전달되어 지침축(5)에 고정된 지침(P)이 각도 운전한다.

이 때, 제 1 기어(2)와 제 2 기어(4)는 제 1 기어(2)에 대해 제 2 기어(4)가 저속(감속) 회동하도록, 각각의 기어비가 예를 들면 1:3으로 설정되어 있고, 이 감속운전에 의해 입력신호에 대해 지시 오차가 적은 지침(P)의 각도 운전이 가능해지고, 지시 특성의 리니얼리티(직선성)를 확보하여 정밀도가 높은 지시를 실시할 수 있다. 또, 제 1, 제 2 기어(2, 4)의 기어비는 지침축(5)측을 감속 운전할 수 있으면 임의로 설정할 수 있다.

또 하우징(6)(이 경우, 제 2 프레임체(62))에는 제 2 수납부(S2)내를 제 2 기어(4)를 향해 부분적으로 뻗어나는 고정측 접촉부(62a)가 형성되고, 제 2기어(4)에는 제 2 수납부(S2)내를 제 2 프레임체(62)의 내벽면을 향해 부분적으로 뻗어나는 가동측 접촉부(4a)가 형성되며, 이들 가동측 접촉부(4a)와 고정측 접촉부(62a)에서 지침축(5)의 회동을 규제하는 회동규제수단을 구성하고 있으며, 양 접촉부(4a, 62a)가 맞닿는 위치를 지침(P)의 기점 위치(예를 들면 최소 지시 위치)로 설정하고 있다.

이와 같이, 지침(P)이 장착되는 지침축(5)에 고정되는 제 2 기어(4)와 하우징(6) 사이에서 지침(P)의 회동 규제를 실시하는 것에 의해 로터축(3)측에서 회동 규제를 실시하는 경우 보다 지침(P)의 정지 위치의 편차를 작게 할 수 있다.

또, 지침(P)의 회동 규제는 지침(P)의 기점 위치뿐만 아니라 최대 지시위치를 규정하도록 해도 좋고, 이와 같이 기점 위치 규제와 함께 최대 지시 위치를 규정하는 경우, 예를 들면 제 2 기어(4)에 회동측 접촉부(4a)와는 다른 가동측 접촉부(도시하지 않음)를 형성하면 좋다.

또 하우징(6)(이 경우, 제 1 프레임체(61))에는 도 1에 도시한 바와 같이, 로터자석(1)의 외주측면과 적절한 간격을 두고 대향할 수 있는 위치에 고정 자석(10)이 배치되고, 이 고정자석(10)에 의해 각 코일(7, 8)의 무통전시에 로터자석(1)의 움직임을 제한하고, 지침(P)을 가동측 접촉부(4a)와 고정측 접촉부(62a)의 접촉 위치가 되는 기점 위치에 유지할 수 있도록 하고 있다. 이 때, 고정자석(10)은 로터자석(1)이 가동측 접촉부(4a)를 고정측 접촉부(62a)측으로 힘을 가할 수 있도록 설치하는 것이 바람직하다.

이와 같은 고정자석(10)의 채용은 로터 자석(1)에 대해 항상 고정자석(10)에의한 자력이 작용하기 때문에 지도 오차를 생기게 하는 요인이 되지만, 본 실시예에서는 전술한 바와 같이 지침축(5)을 로터축(3)에 대해 감속 운전(회동)하는 구성이기 때문에 고정 자석(10)에 의한 자력 영향이 있어도 그것이 지시 오차가 되어 나타나기 어려운 장점이 있다.

또, 하우징(6)(이 경우, 제 2 프레임체(62))에는 하우징(6)에 의해 돌출된 지침축(5)에 각 코일(7, 8)의 무통전시에 로터 자석(1)을 한 방향(감소 지시측)으로 회동시키는 헤어 스프링(hair spring)으로 이루어진 가압부재(11)를 설치하고 있고, 이 가압부재(11)에 의해 무통전시라도 지침(P)을 기점 위치로 되돌릴 수 있어, 도 제 1, 제 2 기어(2, 4)사이의 백러시를 제거할 수 있도록 구성하고 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 의하면 로터 자석(1) 및 로터 자석(1)과 함께 회동하는 제 1 기어(2)를 갖는 로터축(3)과 제 1 기어(2)에 연결되는 제 2 기어(4)를 갖는 지침축(5)과 이 로터축(3), 지침축(5)을 나란히 설치한 상태로 지지하는 하우징(6)과 로터 자석(1)에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일(7, 8)을 구비하며, 각 코일(7, 8)이 제 2 기어(4)가 배치되지 않은 로터 자석(1)의 외주 측면에 대향 배치되는 것에 의해 특히 코일(7, 8)이 그 감는 중심축(C1, C2)이 로터 자석(1)의 회동 중심에서 소정 교차각으로 교차하도록 로터 자석(1)의 외주 측면에 대향 배치되는 것에 의해 하우징(6)에 대해 코일(7, 8)이 적층되지 않기 때문에 지침축을 기어를 통해 감속 회동시키는 경우에도 계기의 높이를 감소시켜 소형화를 도모할 수 있으며, 또 코일(7, 8)의 배치 위치를 제 2 기어(4)가 배치되지 않은 로터 자석(1)의 외주 측면으로 한 것에 의해 코일(7, 8)과 제 2 기어(4)가 로터축(3), 지침축(5)의축방향에 겹치지 않아 그만큼 박형화를 도모할 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면 각 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)의 교차각을 대략 90도로 설정한 것에 의해 코일(7, 8)에 생기는 자계 벡터가 대략 직교하기 때문에 코일(7, 8)에 의한 자력을 효율적으로 로터 자석(1)에 작용시킬 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면 제 1 기어(2)의 외부직경은 로터 자석(1)의 외부직경 보다 작게, 제 2 기어(4)의 외부직경은 제 1 기어(2)의 외부직경 보다 크게, 또 제 2 기어(4)는 로터 자석(1)과는 소정 거리를 두고 서로 겹치도록 배치되는 것에 의해 각 기어(2, 4)사이에 기어를 개재시킬 필요가 없어 계기의 폭을 작게 할 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면 하우징(6)에 각 코일(7, 8)을 지지하는 코일 지지부(65, 66)를 연속 형성한 것에 의해 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)의 방향, 양쪽 교차각도를 확실히 정할 수 있고, 또 이와 같이 감는 중심축(C1, C2)의 방향이나 교차각도를 확실히 정한 상태로 코일(7, 8)을 안정적으로 유지할 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면 로터 자석(1) 및 제 1, 제 2 기어(2, 4)를 하우징(6)내에 수납한 것에 의해 높이를 감소시킬 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면 하우징(6)과 제 2 기어(4) 사이에 지침축(5)의 회동을 규제하는 가동측 접촉부(4a)와 고정측 접촉부(62a)로 이루어진 회동 규제 수단을 설치한 것에 의해 지침(P)을 확실히 소정 위치(기점 위치)에 정지시킬 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면 하우징(6)에 각 코일(7, 8)의 무통전시에 로터자석(1)의 움직임을 제한하는 고정자석(10)를 설치한 것에 의해 각 코일(7, 8)의 무통전시에 지침(P)을 확실히 소정 위치(기점 위치)에 유지할 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면 지침축(5)에 각 코일(7, 8)의 무통전시에 로터자석(1)을 한 방향으로 회동시키는 헤어 스프링으로 이루어진 가압부재(11)를 설치한 것에 의해 각 코일(7, 8)의 무통전시라도 지침(P)을 소정 위치(기점 위치)로 되돌릴 수 있고, 또 제 1, 제 2 기어(2, 4)사이의 백래시를 제거할 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면 제 2 기어(4)에 대응하는 영역을 제외한 하우징(6)의 외주 소요 영역을 컵형상의 자성 케이스(9)로 덮어 이루어진 것에 의해 자성케이스(9)를 소형화할 수 있고, 비용 절감을 도모할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 로터자석(1)의 회동 중심(RC)과 각 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)의 교점(CP)이 일치하는 경우를 나타냈지만, 본 발명의 제 2 실시예로서 도 3에 도시한 바와 같이 각 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)의 교점(CP)을 로터 자석(1)의 회동중심(RC)의 근방에 설정할 수도 있다. 또, 여기서 회동중심(RC)의 근방이라는 것은 각 코일(7, 8)의 교점(CP)을 로터 자석(1)내에 설정할 때, 로터자석(1)을 계기로서 구동할 수 있는 로터 자석(1)의 중앙 영역을 포함하는 것이다.

또, 특히 각 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)의 교점(CP)을 로터 자석(1)의 회동 중심(RC) 보다 지침축(5)측(로터 자석(1)의 회동 중심(RC)을 각 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)의 교점(CP) 보다 코일(7, 8)측)에 설정한 것에 의해 코일(7, 8)을 포함한 하우징(6)의 폭(W1)(도 3 참조)을 작게 할 수 있다.

또 전술한 제 1, 제 2 실시예에서는 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)의 교차각을 대략 90도로 설정했지만, 본 발명의 제 3 실시예로서 도 4에 도시한 바와 같이, 감는 중심축(C1, C2)의 교차각을 90도 보다 작게 설정(도 4에서는 80도)할 수도 있고, 이와 같이 교차각을 90도 미만으로 하는 것에 의해 코일(7, 8)을 포함한 하우징(6)의 폭(W2)(도 4 참조)을 작게 할 수 있다.

또 전술한 제 1∼제 3 실시예에서는 제 1, 제 2 기어(2, 4)를 이들 외주에서 서로 끼워 맞추는 경우를 나타냈지만, 예를 들면 본 발명의 제 4 실시예로서 도 5에 도시한 바와 같이 제 1 기어(2)에는 그 외주에 제 1 연속톱니(2a)를 형성하고, 제 2 기어(4)에는 그 외주에 제 1 기어(2)를 수납하는 기어수납부(4b)를 형성하고, 또 이 수납부(4b)의 내주에 제 1 연속 톱니(2a)에 끼워 맞추는 제 2 연속톱니(4c)를 형성해도 좋고, 이와 같은 구성에 의해 로터축(3)에 대한 지침축(5)의 감속 회동을 가능하게 하면서 로터축(3)과 지침축(5)을 서로 가깝게 할 수 있고, 그만큼 전술한 제 1∼제 4 실시예에 의한 코일식 계기 보다 폭을 감소시킬 수 있다.

또, 본 발명의 제 4 실시예에 의한 코일식 계기에서는 제 2 기어(4)의 단부를 제 2 하우징부(64)로부터 부분적으로 노출시키기 위한 절개부(64a)를 설치하고, 이 절개부(64a)에 의해 코일식 계기의 폭을 더 감소시키고 있다.

또, 본 발명의 제 4 실시예에 의한 코일식 계기에서는 로터축(3)이 제 1 프레임체(61)로 부터 일체 형성되는 것에 의해 하우징(6)으로 지지된 고정축으로 이루어지고, 이 고정축으로 이루어진 로터축(3)에 로터자석(1) 및 이에 응동하는 제 1 기어(2)가 회동 자유롭게 지지되어 있고, 이 경우 제 1 기어(2)는 예를 들면 플라스틱마그네트로 이루어진 로터자석(1)과 일체로 연속 형성되어 있다. 이와 같이, 로터축(3)이 하우징(6)으로 부터 일체 형성된 고정축으로 이루어지는 것에 의해 부품점수를 삭감할 수 있다.

계속해서, 본 발명의 제 5 실시예를 설명한다.

도 6 내지 도 8에 있어서, 코일식 계기는 로터자석(1)과 제 1 기어(2)를 갖는 로터축(3)과 제 1 기어(2)와 연결하여 끼워 맞추는 제 2 기어(4)를 갖고, 또 선단에 지침(P)이 장착되어 제 2 기어(4)의 회전에 따라서 지침(P)을 회전시키는 지침축(5)과, 각 기어(2, 4)를 연결시킨 상태로 로터축(3) 및 지침축(5)을 나란히 설치한 상태로 지지하고, 또 로터자석(1), 제 1, 제 2 기어(2, 4)를 수납하는 하우징(6)과 로터자석(1)의 래디얼 방향 외주에 배치되고 통전에 의해 로터자석(1)에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일(7, 8)과 하우징(6)의 소정 영역을 덮는 금속으로 이루어진 자성케이스(9)를 구비하고 있다.

로터자석(1)은 예를 들면 N, S가 교대로 4극 착자된 원반형상의 플라스틱 마그네트로 이루어지고, 제 1 기어(2)는 외주에 적절한 수의 연속톱니가 형성된 톱니바퀴로 이루어지며, 도 2 중, 로터자석(1)은 아래쪽, 제 1 기어(2)는 윗쪽에 위치하도록 각각이 로터축(3)에 고정되어 있다.

제 2 기어(4)는 제 1 기어(2) 보다 직경이 크고, 또 외주에 제 1 기어(2) 보다 많은 연속 톱니로 지침축(5)에 고정되고, 도 7중, 로터자석(1)의 상측에서 로터자석(1)과는 적절한 공간을 두고 겹치도록 제 1 기어(2)측으로 연장되어 제 1 기어(2)와 끼워 맞춰져 있다.

하우징(6)은 합성수지로 이루어지며, 도 7중 하측에 위치하는 제 1 프레임체(61)와 상측에 위치하는 제 2 프레임체(62)로 분할 형성되고, 이들 제 1, 제 2 프레임체(61, 62)사이에서 수납부(S)가 되는 공동부를 형성하고, 또 로터축(3)과 지침축(5)를 지지하고 있다.

수납부(S)는 도 7중, 하측에 위치하여 로터자석(1)를 수납하는 제 1 수납부(S1)와 상측에 위치하여 제 1, 제 2 기어(2, 4)를 수납하는 제 2 수납부(S2)로 이루어지며, 각 수납부(S1, S2)는 공간을 두고 서로 겹치는 로터 자석(1)과 제 2 기어(4) 및 서로 연결되는 제 1 기어(2)와 제 2 기어(4)의 관계에 따라서 서로 연통되어 있다.

또, 이 경우 제 2 기어(4)가 배치되지 않은 로터자석(1)의 래디얼방향 외주에 대응하는 하우징(6)영역에는 제 1, 제 2 프레임체(61, 62)로 감는 프레임부(630, 640)가 형성되고, 이 감기 프레임부(630, 640)에 각 코일(7, 8)이 감겨 장착되어 있다.

감기 프레임부(630, 640)에는 도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이, 각 코일(7, 8)을 감는 감기부(650)와 이 감기부(650)를 끼우는 한쌍의 대향벽(660)으로 형성되고, 이들 대향벽(660)에 의해 각 코일(7, 8)의 양 단부를 유지하도록 하고 있다. 또 본 실시예에 있어서 감기부(650)는 로터자석(1)의 래디얼 방향 둘레면에 대응하는 외형이 로터축(3)을 향해 점점 커지도록 형성되어 있다.

코일(7, 8)은 감기 프레임부(630, 640)에 감겨지는 것에 의해 제 2 기어(4)가 배치되지 않은 로터자석(1)의 래디얼방향 외주(외주 측면)에 위치하여로터자석(1)의 래디얼 둘레면에 대응하는 감는 직경이 로터축(3)을 향해서 점점 커지도록 설치되어 있고, 이 때, 각 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)을 따라서 로터축(3)측으로 뻗어나는 축선은 로터자석(1)의 회동 중심(RC)에서 교차하고(교점(CP)), 이때의 각 감는 중심축(C1, C2)의 교차각은 본 실시예에서는 대략 135도로 설정되어 있다. 그리고, 각 코일(7, 8)의 로터자석(1)측 단부에는 로터자석(1)을 부분적으로 덮는 피복부(71, 81)가 형성되어 있다.

피복부(71, 81)는 그 내부에 로터자석(1)의 래디얼 방향 외주부를 수납하도록 로터자석(1)을 부분적으로 덮고 있다.

이와 같이, 코일(7, 8)이 감겨진 하우징(6)에는 컵형상의 자성 케이스(9)가 장착되지만, 본 실시예에서는 제 2 기어(4)에 대응하는 영역을 제외한 하우징(6)의 소요 영역, 즉 제 2 기어(4)의 대응 영역을 포함하지 않은 제 1 하우징부(63)의 바닥부 및 그 주위만을 자성케이스(9)로 덮고 있다.

이와 같이 구성된 코일식 계기는 각 코일(7, 8)을 여자(勵磁)하는 것에 의해 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)을 따라서 각각 자계 벡터가 움직이고, 이들 각 자계 벡터의 강도에 따라서 4극 착자된 로터자석(1)(로터축(3))이 회전하고, 그 회전력이 제 1 기어(2), 제 2 기어(4)를 통해 지침축(5)에 전달되어 지침축(5)에 고정된 지침(P)이 각도 운전한다.

이 때, 제 1 기어(2)와 제 2 기어(4)는 제 1 기어(2)에 대해 제 2 기어(4)가 저속(감속) 회전하도록, 각각의 기어비가 예를 들면 1:5로 설정되어 있고, 이 감속 운전에 의해 입력신호에 대해 지시 오차가 적은 지침(P)의 각도 운전이 가능해지고, 지시 특성의 리니얼리티(직선성)를 확보하여 정밀도가 높은 지시를 실행할 수 있다. 또, 제 1, 제 2 기어(2, 4)의 기어는 지침축(5)측을 감속 운전할 수 있으면 임의로 설정할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 의하면 로터 자석(1) 및 이 로터 자석(1)과 함께 회전하는 제 1 기어(2)를 유지하는 로터축(3)을 설치하고, 제 1 기어(2)에 연결 구동되는 제 2 기어(4)를 유지하여 이 제 2 기어(4)의 회전에 따라서 지침(P)을 구동하는 지침축(5)을 설치하고, 이들 지침축(5) 및 로터축(3)을 나란히 설치하는 상태로 지지하는 하우징(6)을 설치하고, 제 2 기어(4)가 배치되지 않은 로터 자석(1)의 래디얼 방향 외주에 각각의 감는 중심축(C1, C2)이 로터 자석(3)의 회전 중심(CR)에서 대략 45도의 교차각으로 교차하도록 배치되어 통전에 의해 로터 자석(1)에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일(7, 8)을 설치하고, 각 코일(7, 8)에 로터자석(1)의 래디얼 방향 외주부를 부분적으로 덮는 피복부(71, 81)를 형성한 것에 의해 코일(7, 8)을 로터 자석(1)의 래디얼방향 외주부에 배치하여 박형을 유지하면서 코일(7, 8)의 피복부(71, 81)로 로터 자석(1)으로의 작용 자계를 크게 하여 로터의 출력 토크를 크게 할 수 있다. 또 사용하는 코일(7, 8)수를 필요 최소한으로 정할 수 있기 때문에 종래 보다 적은 수의 코일(7, 8)로 코일식 계기를 구성할 수 있고, 외형 크기의 소형화나 비용 절감도 달성할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 각 코일(7, 8)을 적어도 로터 자석의 래디얼 둘레면에 대응하는 감는 직경이 로터축(3)을 향해 점점 커지도록 감은 것에 의해 충분한 권선량을 확보하면서 코일(7, 8)의 외형 치수를 소형으로 할 수 있고, 이에 의해 공간 효율을 높일 수 있다.

또, 본 실시예에서는 로터축(3)과 지침축(5) 양쪽을 지지하는 하우징(6)에 감기 프레임부(63, 64)를 연속 형성하고, 이 감기 프레임부(63, 64)에 각 코일(7, 8)을 감는 것에 의해 각 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)의 방향이나 양쪽의 교차 각도를 확실히 정할 수 있고, 또 이와 같이 감는 중심축의 방향이나 교차 각도를 확실히 정한 상태로 코일을 안정적으로 유지할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 N, S 교대로 4극 착자된 로터자석(1)을 이용하여 각 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)의 교차각을 대략 135도로 설정했지만, 로터자석(1)의 착자후, 감는 중심축(C1, C2)의 교차각은 임의이고, 예를 들면 로터자석(1)의 착자수를 6극으로 하고, 각 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)의 교차각을 대략 150도로 설정해도 좋다.

또, 본 실시예에 의하면 제 1 기어(2)의 외부직경은 로터자석(1)의 외부직경 보다 작게, 제 2 기어(4)의 외부직경은 제 1 기어(2)의 외부직경 보다 크게, 또 제 2 기어(4)는 로터 자석(1)과는 소정 거리로 서로 겹치도록 배치되는 것에 의해 각 기어(2, 4)사이에 다른 기어를 개재시킬 필요가 없어 계기의 폭을 작게 할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 로터 자석(1)의 회동 중심(RC)과 각 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)의 교점(CP)이 일치하는 경우를 나타냈지만, 각 코일(7, 8)의 감는 중심축(C1, C2)의 교점(CP)을 로터 자석(1)의 회동 중심(RC)의 근방에 설정할 수도 있다. 또, 여기서 회동 중심(RC)의 근방이라는 것은 각 코일(7, 8)의 교점(CP)을로터자석(1)내에 설정할 때, 로터자석(1)을 계기로서 구동할 수 있는 로터자석(1)의 중앙 영역을 포함하는 것이다.

본 발명은 차량용 조합 계기에 한정되지 않고, 예를 들면 선박이나 항공기에 탑재되는 각종 계기의 구동원으로서 널리 적용이 가능하다.

Claims

로터자석 및 상기 로터자석과 함께 회동하는 제 1 기어를 갖는 로터축;

상기 로터축에 나란히 설치되어 상기 제 1 기어에 연결되는 제 2 기어를 갖는 지침축; 및

상기 제 2 기어가 배치되지 않은 상기 로터자석의 외주 측면에 대향배치되어 통전에 의해 상기 로터자석에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일로 이루어진 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
로터자석 및 상기 로터자석과 함께 회동하는 제 1 기어를 갖는 로터축;

상기 제 1 기어에 연결되는 제 2 기어를 갖는 지침축;

상기 지침축 및 로터축을 나란히 설치하는 상태로 지지하는 하우징; 및

상기 제 2 기어가 배치되지 않은 상기 로터자석의 외주 측면에 대향 배치되어 통전에 의해 상기 로터 자석에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일로 이루어진 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
로터 자석 및 상기 로터 자석과 함께 회동하는 제 1 기어를 갖는 로터축;

상기 로터축에 나란히 설치되어 상기 제 1 기어에 연결되는 제 2 기어를 갖는 지침축; 및

상기 제 2 기어가 배치되지 않은 상기 로터자석의 외주 측면에 각각의 감는중심축이 상기 로터 자석의 회동 중심 또는 그 근방에서 소정의 교차각으로 교차하도록 대향 배치되어 통전에 의해 상기 로터 자석에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일로 이루어진 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
로터자석 및 상기 로터자석과 함께 회동하는 제 1 기어를 갖는 로터축;

상기 제 1 기어에 연결되는 제 2 기어를 갖는 지침축;

상기 지침축 및 로터축을 나란히 설치한 상태로 지지하는 하우징; 및

상기 제 2 기어가 배치되지 않은 상기 로터 자석의 외주 측면에 각각의 감는 중심축이 상기 로터 자석의 회동 중심 또는 그 근방에서 소정의 교차각으로 교차하도록 대향 배치되어 통전에 의해 상기 로터 자석에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일로 이루어진 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 교차각이 대략 90도인 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 교차각이 90도 보다 작은 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각 코일의 감는 중심축의 교점 보다 상기 로터 자석의 회동 중심이 상기 코일측에 위치하는 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 기어는 외주에 제 1 연속톱니를 구비하고, 상기 제 2 기어는 그 외주에 상기 제 1 기어를 수납하는 수납부를 갖고, 상기 수납부의 내주에 상기 제 1 연속톱니에 끼워 맞추는 제 2 연속톱니를 형성한 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 기어의 외부직경은 로터자석의 외부직경 보다 작게, 상기 제 2 기어의 외부직경은 상기 제 1 기어의 외부직경 보다 크게, 또 상기 제 2 기어는 로터자석과는 소정 거리를 두고 서로 겹치도록 배치되는 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 하우징에 상기 각 코일을 지지하는 코일지지부를 연속 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 2 항, 제 4 항, 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하우징에 상기 로터자석 및 상기 제 1, 제 2 기어가 수납되는 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 2 항, 제 4 항, 제 10 항, 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 하우징과 상기 제 2 기어 사이에 상기 지침의 회동을 규제하는 회동 규제 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 2 항, 제 4 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 2 기어에 대응하는 영역을 제외한 상기 하우징의 소요 영역을 컵형상의 자성 케이스로 덮어 이루어진 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각 코일의 무통전시에 상기 로터 자석의 움직임을 제한하는 고정 자석을 설치한 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각 코일의 무통전시에 상기 지침축을 한방향으로 회동시키는 가압부재를 설치한 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
로터자석 및 상기 로터자석과 함께 회전하는 제 1 기어를 갖는 로터축;

상기 로터축에 나란히 설치되어 상기 제 1 기어에 연결되는 제 2 기어를 갖는 지침축; 및

상기 제 2 기어가 배치되지 않은 상기 로터자석의 래디얼 방향 외주부에 배치되어 통전에 의해 상기 로터자석에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일로 이루어지고, 상기 로터자석이 상기 각 코일에 의해 부분적으로 덮여진 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
로터자석 및 상기 로터자석과 함께 회전하는 제 1 기어를 갖는 로터축;

상기 제 1 기어에 연결되는 제 2 기어를 갖는 지침축;

상기 지침축 및 로터축을 나란히 설치한 상태로 지지하는 하우징; 및

상기 제 2 기어가 배치되지 않은 상기 로터자석의 래디얼 방향 외주부에 각각의 감는 중심축이 상기 로터자석의 회동 중심 또는 그 근방에서 소정의 교차각으로 교차하도록 배치되어 통전에 의해 상기 로터 자석에 회전력을 부여하는 한쌍의 코일로 이루어지고, 상기 로터자석이 상기 각 코일에 의해 부분적으로 덮여지는 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,

상기 코일은 적어도 상기 로터자석의 방사상 둘레면에 대응하는 감는 직경이 상기 로터축을 향해 점점 커지도록 감겨지는 것을 특징으로 하는 코일식 계기.
제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,

상기 하우징에 상기 각 코일을 감는 프레임부를 연속 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코일식 계기.