JP4719023B2

JP4719023B2 - メータ

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Publication number: JP4719023B2
Application number: JP2006033264A
Authority: JP
Inventors: 茂樹戸塚
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2026-02-10
Also published as: US20070190832A1; JP2007212322A; CN100541142C; US7573255B2; CN101017103A; FR2897934A1; FR2897934B1; DE102007006850A1

Description

本発明は、文字板上に配置された目盛部の計測量に応じた箇所を、その目盛部の外側から内側に延出する指針によって指示するセンターレスタイプのメータに関する。

例えば、車両のコンビネーションメータ等に用いられるセンターレスタイプのメータとしては、文字板の表側に配置した指針を、文字板の裏側に配置された円環状や円弧状のリングギアに連結し、モータによりリングギアをその延長線上にスライド駆動させて、指針を移動させるるものや（例えば特許文献１）、リングギアに代えて文字板の裏側に配置したベルトやボールチェーン等のループ部材に指針を連結して、モータ、プーリによりループ部材を周回駆動させて、指針を移動させるものがある（例えば特許文献２，３）。
特開２０００−１３１０９９号公報特開２００５−９１０３２号公報特開２００５−１０６５８８号公報

上述した従来のセンターレスタイプのメータはいずれも、リングギアやループ部材といった動力伝達機構を介して指針にモータの動力を伝達するものであることから、メータ上における指針の移動領域のレイアウトに合わせて動力伝達機構の構成を選択、設計しなければならない。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、文字板上に配置された目盛部の計測量に応じた箇所を、その目盛部の外側から内側に延出する指針によって指示するセンターレスタイプのメータを構築するに当たり、メータ上における指針の移動領域のレイアウトに合わせた構成の選択、設計の必要性を極力抑制することができるメータを提供することにある。

前記目的を達成するために請求項１に記載した本発明のメータは、文字板上に配置された目盛部の計測量に応じた箇所を、該目盛部の外側から内側に延出する指針によって指示するセンターレスタイプのメータであって、前記目盛部に沿って延在するように前記文字板の外側に形成されたガイド溝部と、前記ガイド溝部にその延在方向に移動可能に収容された移動体と、前記移動体に取着された前記指針と、前記移動体を前記ガイド溝部に対してその延在方向に移動させる移動手段とを備えており、前記移動手段が、前記ガイド溝部及び前記移動体の何れか一方に取着され、少なくとも一組のＮ極とＳ極とが隣り合って配置された多極マグネットと、前記ガイド溝部及び前記移動体の何れか他方に取着され、前記多極マグネットに対向して配置される複数の極に磁極を発生させるコイルと、隣り合う前記極に互いに異なる磁極が発生するように、前記コイルに通電方向切換可能に通電させる電源手段とを有しており、前記ガイド溝部に取着される前記多極マグネット又は前記コイルが、該ガイド溝部における前記移動体の全移動範囲に亘って配置されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載した本発明のメータは、請求項１に記載した本発明のメータにおいて、前記一方が前記ガイド溝部であり、前記他方が前記移動体であり、前記ガイド溝部に取着される前記多極マグネットのＮ極とＳ極とが、前記移動体の前記ガイド溝部における全移動範囲に亘り複数組交互に配置されていると共に、前記移動体に前記コイルが２つ取着されていて、これら各コイルの隣り合う前記極が、前記ガイド溝部の延在方向において、前記多極マグネットの隣り合うＮ極及びＳ極の間隔の半分の間隔をおいて該多極マグネットに対向する構成とした。

さらに、請求項３に記載した本発明のメータは、請求項１又は２に記載した本発明のメータにおいて、前記一方が前記ガイド溝部であり、前記他方が前記移動体であり、該移動体に取着される前記コイルに、前記ガイド溝に沿って前記移動体の前記ガイド溝部における移動範囲の一端側から他端側に繰り出され、前記ガイド溝部の前記他端に前記移動体が位置する場合の前記コイルに到達可能な電気配線の先端が接続されている構成とした。

また、請求項４に記載した本発明のメータは、請求項３に記載した本発明のメータにおいて、前記電気配線の前記先端を、前記ガイド溝部に沿って該ガイド溝部の前記他端側から前記一端側に向けて付勢するテンション機構がさらに設けられている構成とした。

さらに、請求項５に記載した本発明のメータは、請求項１又は２に記載した本発明のメータにおいて、前記一方が前記ガイド溝部であり、前記他方が前記移動体であり、前記ガイド溝部に、前記移動体の全移動範囲に亘って給電用導電パターンが延設されており、前記移動体に、前記コイルに電気的に接続されて前記ガイド溝部の延在方向への移動に伴い前記給電用導電パターン上を摺動する受電用ブラシが設けられている構成とした。

また、請求項６に記載した本発明のメータは、請求項１に記載した本発明のメータにおいて、前記一方が移動体であり、前記他方が前記ガイド溝部であり、該ガイド溝部に取着される前記コイルの前記各極が、前記移動体の前記ガイド溝部における全移動範囲に亘り、前記ガイド溝部の延在方向において隣り合う極と所定間隔をおいて各々配置されていると共に、前記移動体に前記多極マグネットが取着されていて、該多極マグネットの隣り合うＮ極とＳ極とが、前記ガイド溝部の延在方向において前記所定間隔の２倍の間隔をおいて配置されている構成とした。

さらに、請求項７に記載した本発明のメータは、請求項６に記載した本発明のメータにおいて、前記コイルが、前記ガイド溝部の延在方向において一定間隔をおいて配置した複数の極を有するヨークを、前記一定間隔の半分の間隔分だけ前記ガイド溝部の延在方向において位置をずらして前記コイルの中心軸方向の両端に各々配置したコイル組立体を、１又は複数有して構成されているものとした。

請求項１に記載した本発明のメータによれば、コイルのコイルに対する電源手段の通電方向の切換により、多極マグネットのＮ極やＳ極にそれぞれ対向するコイルの極の磁極が切り換わって、コイル及び多層マグネットのうち一方が他方に対して、ガイド溝部における移動体の全移動範囲に亘って相対移動し、移動体に取着された指針が指示する目盛部上の位置が、目盛部に沿って延在するガイド溝部における移動体の移動位置に応じて変化することになる。

このため、途中に動力伝達機構を介在させることなく、移動手段による動力が移動体乃至指針に伝達されることから、メータ上における指針の移動領域のレイアウトに合わせて動力伝達機構の構成を選択、設計する必要性を極力抑制することができる。

また、請求項２に記載した本発明のメータによれば、請求項１に記載した本発明のメータにおいて、ガイド溝部に多極マグネットを取着し、移動体にコイルを取着する構成とする場合、移動体の全移動範囲に亘って複数組交互に配置された多極マグネットに対向する移動体の２つのコイルの各極が、多極マグネットの隣り合うＮ極とＳ極との間隔の半分の間隔をおいて配置されることから、電源手段によるコイルへの通電により多極マグネットの間隔の２倍の分解能で移動体の位置を管理することができる。

さらに、請求項３に記載した本発明のメータによれば、請求項１又は２に記載した本発明のメータにおいて、ガイド溝部に多極マグネットを取着し移動体にコイルを取着する場合、ガイド溝部に沿ってその一端側から他端側に繰り出される、移動体が最も遠いガイド溝部の他端に位置していてもコイルに到達できる長さの電気配線により、コイルに電力を供給することで、また、請求項５に記載した本発明のメータによれば、請求項１又は２に記載した本発明のメータにおいて、ガイド溝部に多極マグネットを取着し移動体にコイルを取着する場合、移動体の全移動範囲に亘ってガイド溝部に延設した給電用導電パターン上を摺動する移動体の受電用ブラシにより、コイルに電力を供給することで、ガイド溝部における移動体の位置に関係なく移動体のコイルに電力を確実に供給することができる。

さらに、請求項４に記載した本発明のメータによれば、請求項３に記載した本発明のメータにおいて、テンション機構の付勢力によってガイド溝部における移動体の位置に応じた長さだけ、ガイド溝部に沿ってその一端側から他端側に電気配線が繰り出されるようにして、移動体の位置に対して電気配線が余分に繰り出されて絡まり断線等の損傷を受けるのを防止することができる。

また、請求項６に記載した本発明のメータによれば、請求項１に記載した本発明のメータにおいて、ガイド溝部にコイルを取着し、移動体に多極マグネットを取着する構成とする場合、移動体の全移動範囲に亘って複数配置されるコイルの各極に対向する移動体の多極マグネットのＮ極とＳ極が、隣り合う極の間隔の２倍の間隔をおいて配置されることから、電源手段によるコイルへの通電により多極マグネットの間隔の２倍の分解能で移動体の位置を管理することができる。

さらに、請求項７に記載した本発明のメータによれば、請求項６に記載した本発明のメータにおいて、コイル組立体のコイルの中心軸方向の両端に各々配置されるヨークの極どうしを、各ヨークの隣り合う極との間隔の半分だけガイド溝部の延在方向に位置をずらして配置することで、各ヨークの隣り合う極どうしの間隔と同じ多極マグネットのＮ極とＳ極との間隔の半分の所定間隔で、コイルの複数の極を配置する構成とすることで、単一のヨークに小さい間隔で極を形成することなく、高分解能での移動体の位置管理を行えるようにすることができる。

以下、本発明のメータの実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係るメータの正面図であり、図１中引用符号１で示す本実施形態のメータは、文字板３の中央に液晶ディスプレイ等によるマルチ表示部５を有していることから、その周囲に円弧状に配置された目盛部７を、目盛部７の外側から内側に向けて延出する指針９によって指示するセンターレスタイプを採用している。

文字板３とその周囲の見返し板１０との間には目盛部７に沿ってガイド溝部１１が形成されており、このガイド溝部１１には中空箱状の移動体１３がガイド溝部１１の延在方向に移動可能に収容されていて、この移動体１３に指針９が取着されている。

そして、指針９は、ガイド溝部１１と移動体１３とに跨って設けられたリニアモータユニットにより移動体１３がガイド溝部１１に沿って移動されることで、目盛部７の計測量に応じた箇所を指示するように構成されている。

前記リニアモータユニットは、図２にガイド溝部１１の内部を拡大した一部截断斜視図で示すように、ガイド溝部１１の全長に亘ってその底面に設置された多極マグネット１５と、移動体１３に収容された２つのコイル１７Ａ，１７Ｂと、これらコイル１７Ａ，１７Ｂへの給電用の電気配線１９とを有している。

前記ガイド溝部１１の両側面には、その延在方向の全長に亘るガイドレール１１ａ，１１ａが形成されており、前記移動体１３は、前記指針９が取着される上ケース１３ａと、前記ガイドレール１１ａ，１１ａに各々挿入されてよって案内されるガイド片１３ｃ，１３ｃを有する下ケース１３ｂとを有していて、各ガイド片１３ｃには、ガイドレール１１ａへの接触面積を減らすための半球状の凸部１３ｄが、適当な間隔をおいて複数形成されている。

前記多極マグネット１５は、図３に説明図で示すように、Ｎ極とＳ極とを交互に配置し隣り合うＮ極とＳ極との間隔が等間隔となるように構成されており、前記各コイル１７Ａ，１７Ｂは、図４に拡大分解斜視図で示すように、コイル線１７ｂが巻装されたコイルボビン１７ａと、コイルボビン１７ａの中心軸方向両端からＬ字状に折曲してその外部にそれぞれ延出する極１７ｃ，１７ｄとを有している。

前記各コイル１７Ａ，１７Ｂは、図３に示すように、（ガイド溝部１１の延在方向と一致する）多極マグネット１５の延在方向に、コイルボビン１７ａの中心軸方向を一致させてそれぞれ配置されており、各コイル１７Ａ，１７Ｂの２つの極１７ｃ，１７ｄは、多極マグネット１５の隣り合うＮ極とＳ極との間隔と等しい間隔を有するように形成されている。

そして、コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｃどうし、コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｄどうし、及び、コイル１７Ａの極１７ｄとコイル１７Ｂの極１７ｃとは、いずれも、多極マグネット１５の延在方向において、隣り合うＮ極とＳ極との間隔の半分の間隔だけ位置をずらして配置されている。

ここで、図１に示す目盛部７の最高スピード（１８０ｋｍ／ｈ）側をガイド溝部１１の一端１１ｂ側、最低スピード（０ｋｍ／ｈ）側をガイド溝部１１の他端１１ｃ側とすると、図３に示すようにコイル１７Ｂは、コイル１７Ａに対してガイド溝１１の他端１１ｃ側に、多極マグネット１５の隣り合うＮ極とＳ極との間隔の半分の間隔だけ位置をずらして配置されている、ということになる。

前記各極１７ｃ，１７ｄの先端は、図５に拡大断面図で示すように、移動体１３の下ケース１３ｂから外部に突出されており、移動体１３のガイド片１３ｃ，１３ｃをガイド溝部１１のガイドレール１１ａ，１１ａに挿入、案内させた状態で、各極１７ｃ，１７ｄの先端は多極マグネット１５に対向する。

したがって、コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｃが多極マグネット１５のＮ極（Ｓ極）とガイド溝部１１の他端１１ｃ側の隣りのＳ極（Ｎ極）にそれぞれ対向する状態では、コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｄが多極マグネット１５のＮ極とガイド溝部１１の他端１１ｃ側の隣りのＳ極との境界（隣り合うＳ極とＮ極との境界）と、Ｓ極とガイド溝部１１の他端１１ｃ側の隣りのＮ極との境界（隣り合うＮ極とＳ極との境界）にそれぞれ対向することになる。

また、コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｃが多極マグネット１５のＮ極とガイド溝部１１の他端１１ｃ側のＳ極との境界（Ｓ極とガイド溝部１１の他端１１ｃ側のＮ極との境界）と、Ｓ極とガイド溝部１１の他端１１ｃ側のＮ極との境界（Ｎ極とガイド溝部１１の他端１１ｃ側のＳ極との境界）にそれぞれ対向する状態では、コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｄが多極マグネット１５のＮ極（Ｓ極）とガイド溝部１１の他端１１ｃ側のＳ極（Ｎ極）にそれぞれ対向することになる。

前記各コイル１７Ａ，１７Ｂのコイル線１７ｂには、極１７ｃ，１７ｄの励磁用の電源が、図４に示すプリント基板２１とこれに電気的に接続された前記電気配線１９とを介して、図６に電気的な概略構成を示すブロック図で示すマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略記する。）μＣＯＭ乃至ドライバｄｒｖから供給される。

前記マイコンμＣＯＭ乃至ドライバｄｒｖから各コイル１７Ａ，１７Ｂのコイル線１７ｂに各々供給される電源は、互いの位相を９０゜ずらした正弦波であり、この正弦波の通電により各コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｃと極１７ｄは、コイル線１７ｂに発生する磁束によって互いに逆の磁極に励磁される。

そして、図７（ａ），（ｂ）に波形図で示すように、コイル１７Ｂのコイル線１７ｂに通電する正弦波よりもコイル１７Ａのコイル線１７ｂに通電する正弦波の位相を９０゜進めると、換言すると、コイル１７Ａのコイル線１７ｂには余弦波を通電することにすると、各コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｃ，１７ｄに発生する磁極と多極マグネット１５の磁極との位置関係によって、移動体１３はガイド溝部１１の他端１１ｃ側から一端１１ｂ側に移動し、指針９が指示する目盛部７箇所が高速度となる。

反対に、コイル１７Ｂのコイル線１７ｂに通電する正弦波よりもコイル１７Ａのコイル線１７ｂに通電する正弦波の位相を９０゜遅らせると、換言すると、コイル１７Ａのコイル線１７ｂにはマイナスの余弦波を通電することにすると、各コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｃ，１７ｄに発生する磁極と多極マグネット１５の磁極との位置関係によって、移動体１３はガイド溝部１１の一端１１ｂ側から他端１１ｃ側に移動し、指針９が指示する目盛部７箇所が低速度となる。

図２に示す前記電気配線１９は、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）やフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）等の可撓性の帯状体で構成されており、ガイド溝部１１の外周に沿って形成された配線収容溝２３に、ガイド溝部１１の一端１１ｂ側から他端１１ｃ側に向けて繰り出されている。

図８に要部拡大斜視図で示すように、配線収容溝２３の外部に位置する電気配線１９の基端１９ａは固定されており、図２及び図４に示すように、電気配線１９の先端１９ｂは、プリント基板２１を介して各コイル１７Ａ，１７Ｂのコイル線１７ｂにそれぞれ電気的に接続されている。

そして、図２及び図４に示す電気配線１９の先端１９ｂと図８に示す電気配線１９の基端１９ａとの間の電気配線１９部分（請求項中の中間部分に相当）は、図８に示すように、テンションローラ２５に当接している。

このテンションローラ２５は、図２に示す、文字板３の裏側に配置された導光板２７と、その背後に配置された光源２８等の実装基板２９との間に、図８に示すように配置されており、導光板２７と実装基板２９のガイド孔２７ａ，２９ａに、テンションローラ２５のピン２５ａ，２５ａを挿入することで、ガイド孔２７ａ，２９ａに沿ってガイド溝部１１の一端１１ｂに対して接近離間する方向に移動可能に支持されている。

そして、テンションローラ２５は、電気配線１９の基端１９ａの固定箇所付近に一端が固定されたコイルばね３１の弾発力により、ガイド溝部１１の一端１１ｂから離間する方向に付勢されている。

このコイルばね３１によるテンションローラ２５への付勢力により電気配線１９は、ガイド溝部１１の一端１１ｂから他端１１ｃ側に向けて配線収容溝２３内に繰り出される電気配線１９の長さが、移動体１３のガイド溝部１１における位置に応じた分量となり、それ以上余分に電気配線１９が配線収容溝２３内に繰り出されることの無いように構成されている。

尚、第１実施形態のメータ１では、テンションローラ２５とコイルばね３１とにより、請求項中のテンション機構が構成されている。

このように構成された第１実施形態のメータ１では、各コイル１７Ａ，１７Ｂのコイル線１７ｂに通電すると、それぞれの波形の位相差に応じた方向に、通電量に応じた分だけ、移動体１３がガイド溝部１１内を移動し、指針９によって指示される目盛部７上の位置が変化する。

このとき、移動体１３乃至指針９を移動させるリニアモータユニットは、目盛部７の外周に位置して移動体１３の移動範囲を規定するガイド溝部１１と、ガイド溝部１１に設置した多極マグネット１５と、移動体１３内に収容した２つのコイル１７Ａ，１７Ｂとにより構成され、ガイド溝部１１は文字板３と見返し板１０との間に容易に形成でき、コイル１７Ａ，１７Ｂはコイル線１７ｂを巻装したコイルボビン１７ａと極１７ｃ，１７ｄにより容易に構成できるので、メータ１上における指針９の移動領域のレイアウトに合わせた構成の選択、設計の必要性を極力抑制して、構成の容易化や部品の共通化を図ることができる。

尚、上述した第１実施形態のメータ１では、多極マグネット１５をガイド溝部１１の底面に設置し、多極マグネット１５に対向する各コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｃ，１７ｄを下ケース１３ｂから露出させた移動体１３を、移動体１３のガイド片１３ｃ，１３ｃが挿入されるガイド溝部１１の両側面のガイドレール１１ａ，１１ａによって案内する構成としたが、多極マグネット１５の配置や移動体１３のガイド溝部１１における案内のための構成は、適宜変更可能である。

例えば、図９に要部拡大断面図で示す第１実施形態の変形例のように、ガイド溝部１１の内側の側面の内部にインサート成形等により多極マグネット１５を一体成形し、その側面の上下に形成したガイドレール１１ｄ，１１ｄに、移動体１３の内ケース１３ｅに形成した上下のガイド片１３ｇ，１３ｇを挿入し、内ケース１３ｅと共に移動体１３を構成し指針９を取着した外ケース１３ｆに２つのコイル１７Ａ，１７Ｂを収容して、内ケース１３ｅから外部に突出させた各コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｃ，１７ｄの先端を、ガイド溝部１１の内側の側面の肉厚越しに多極マグネット１５に対向させるように構成してもよい。

あるいは、図１０に要部拡大断面図で示す第１実施形態の他の変形例のように、ガイド溝部１１の外側の側面に多極マグネット１５を設置し、その側面の上下に形成したガイドレール１１ｅ，１１ｅに、移動体１３の外ケース１３ｈに形成した上下のガイド片１３ｋ，１３ｋを挿入し、外ケース１３ｈと共に移動体１３を構成し指針９を取着した内ケース１３ｊに２つのコイル１７Ａ，１７Ｂを収容して、外ケース１３ｈから外部に突出させた各コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｃ，１７ｄの先端を、多極マグネット１５に対向させるように構成してもよい。

さらに、図１１に要部拡大断面図で示す第１実施形態の他の変形例のように、ガイド溝部１１の外側の側面の上下両端を内側に延出させて、その上下中間位置に多極マグネット１５を水平に突設し、移動体１３の外部に露出させた２つのコイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｃ，１７ｄの先端を多極マグネット１５の上下に延出させて対向させるように構成してもよい。

また、上述した第１実施形態のメータ１では、移動体１３の各コイル１７Ａ，１７Ｂのコイル線１７ｂへの給電を電気配線１９により行う構成としたが、この場合、テンションローラ２５やコイルばね３１によるテンション機構は、例えば図１２に要部拡大斜視図で示し、図１３に要部拡大平面図で示すような、巻き取り式のものに変えてもよい。

この巻き取り式のテンション機構は、つるまきバネ３７ａにより一方の回転方向に付勢されたテンションギア３７を、電気配線１９の基端１９ａを取り付けたボビン３５と同軸上の中間ギア３５ａと噛合させ、この中間ギア３５ａを介してテンションギア３７から伝わる付勢力により、電気配線１９の巻き取り方向にボビン３５を付勢するものである。

尚、この巻き取り式のテンション機構を用いる場合の電気配線１９は、特にフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）を用いることが好ましく、マイコンμＣＯＭ乃至ドライバｄｒｖ側と電気配線１９との電接は、マイコンμＣＯＭ乃至ドライバｄｒｖ側に接続されたプリント基板３９から延設したブラシ３９ａを、ボビン３５の最外周に巻回された電気配線１９の導電パターンに摺接させることで行うことができる。

ちなみに、上述した巻き取り式のテンション機構や、第１実施形態のメータ１で採用したテンションローラ２５やコイルばね３１によるテンション機構は、省略してもよい。

しかし、これらのテンション機構を設けた方が、配線収容溝２３内に余分な長さの電気配線１９がガイド溝部１１の一端１１ｂ側から繰り出されて絡まり、断線等の損傷を受けることが無いようにすることができるので、有利である。

さらに、第１実施形態のメータ１における電気配線１９に代えて、図１４に第１実施形態の他の変形例のガイド溝部１１の内部を拡大した一部截断斜視図で示し、かつ、図１５に拡大断面図で示すように、ガイド溝１１の底面に多極マグネット１５と並べて設置したプリント基板３３の給電用導電パターン３３ａ上を、プリント基板２１に接続したブラシ２１ａ（請求項中の受電用ブラシに相当）に摺動させて、このブラシ２１ａ及びプリント基板２１を介して各コイル１７Ａ，１７Ｂのコイル線１７ｂへの給電を行う構成としてもよい。

このように構成すれば、ガイド溝部１１における移動体１３の位置まで電気配線１９を繰り出す必要が無く、よって、テンション機構を用いずに、移動体１３の位置に関係なく各コイル１７Ａ，１７Ｂのコイル線１７ｂに給電することができるので、有利である。

そして、上述した第１実施形態やその変形例に係るメータ１においては、いずれも、２つのコイル１７Ａ，１７Ｂを設け、多極マグネット１５の隣り合うＮ極とＳ極との間隔と等しい間隔を有する各コイル１７Ａ，１７Ｂの極１７ｃ，１７ｄを、多極マグネット１５の延在方向において、隣り合うＮ極とＳ極との間隔の半分の間隔だけ位置をずらして配置する構成とした。

この構成により、多極マグネット１５の隣り合うＮ極とＳ極との間隔の２倍の分解能で、ガイド溝部１１における移動体１３の位置、ひいては、目盛部７に対する指針９の指示位置を管理することができる。

しかし、そのような高分解能が必要ない場合は、コイル１７Ａ，１７Ｂのどちらか一方を省略する構成に変えてもよい。

次に、図１６は本発明の第２実施形態に係るメータの正面図であり、図１６中引用部号１Ａで示す本実施形態のメータは、図１に示す第１実施形態に係るメータ１と外観上ほとんど同じ構成となっており、ガイド溝部１１や移動体１３の内部の構成が、図１に示す第１実施形態に係るメータ１とは異なっている。

そして、本実施形態のメータ１Ａにおいてガイド溝部１１と移動体１３とに跨って設けられたリニアモータユニットは、図１７にガイド溝部１１の内部を拡大した一部截断斜視図で示すように、ガイド溝部１１に設置されてその全長に亘って延在するコイルユニット１７Ｃと、移動体１３に収容された多極マグネット１５Ａ（図１８参照）とを有している。

前記多極マグネット１５Ａは、図１８に拡大分解斜視図で示すように、Ｎ極とＳ極とを１つずつ有しており、これらＮ極とＳ極との間隔が、コイルユニット１７Ｃの隣り合う磁極歯１７ｆ，１７ｆの間隔と等しくなるように形成されている。

尚、本実施形態では、多極マグネット１５Ａを収容する移動体１３が、ガイド片１３ｃ，１３ｃを上ケース１３ａに有する構成に変更されている。

前記コイルユニット１７Ｃは、図１９に拡大分解斜視図で示すように、外周縁に等間隔（請求項中の所定間隔に相当）で複数の磁極歯１７ｆ，１７ｆ，…（請求項中の極に相当）が形成されたヨーク１７ｅと、各磁極歯１７ｆ，１７ｆ，…と１対１に対応して複数設けられたコイル１７ｇ，１７ｇ，…とを有している。

尚、本実施形態では、上述したコイルユニット１７Ｃが、請求項中のコイルに相当している。

各コイル１７ｇは、図２０に拡大断面図で示すように、ヨーク１７ｅの対応する各磁極歯１７ｆ付近の箇所に、一方の端面を当接させて配置されており、磁極歯１７ｆの励磁用の電源は、各コイル１７ｇの他方の端面が当接する支持板４１を貫通するピン４３と、このピン４３が半田付けされた実装基板２９とを介して、図６のマイコンμＣＯＭ乃至ドライバｄｒｖから供給される。

前記マイコンμＣＯＭ乃至ドライバｄｒｖからコイルユニット１７Ｃの各コイル１７ｇに各々供給される電源は、隣のコイル１７ｇに供給される電源とは互いの位相を１８０゜ずらした正弦波であり、この正弦波の通電によりコイルユニット１７Ｃの各磁極歯１７ｆは、対応する各コイル１７ｇに発生する磁束によって、隣のコイル１７ｇとは逆の磁極に励磁される。

そして、隣のコイル１７ｇと位相が１８０゜異なる正弦波を各コイル１７ｇに通電すると、コイルユニット１７Ｃの各磁極歯１７ｆ，１７ｆ，…に発生する磁極と多極マグネット１５の磁極との位置関係によって、移動体１３はガイド溝部１１の他端１１ｃ側から一端１１ｂ側に移動し、指針９が指示する目盛部７箇所が高速度となる。

また、各コイル１７ｇに通電する正弦波の向きを逆転させると、コイルユニット１７Ｃの各磁極歯１７ｆ，１７ｆ，…に発生する磁極と多極マグネット１５の磁極との位置関係によって、移動体１３はガイド溝部１１の一端１１ｂ側から他端１１ｃ側に移動し、指針９が指示する目盛部７箇所が低速度となる。

このように構成された第２実施形態のメータ１では、コイルユニット１７Ｃの各コイル１７ｇ，１７ｇ，…に通電すると、その通電方向に応じた方向に、通電量に応じた分だけ、移動体１３がガイド溝部１１内を移動し、指針９によって指示される目盛部７上の位置が変化する。

このとき、移動体１３乃至指針９を移動させるリニアモータユニットは、目盛部７の外周に位置して移動体１３の移動範囲を規定するガイド溝部１１と、ガイド溝部１１に設置したコイルユニット１７Ｃと、移動体１３内に収容した多極マグネット１５Ａとにより構成され、ガイド溝部１１は文字板３と見返し板１０との間に容易に形成でき、コイルユニット１７Ｃは、複数の磁極歯１７ｆ，１７ｆ，…を形成したヨーク１７ｅと、各磁極歯１７ｆ，１７ｆ，…に対応してヨーク１７ｅに一端を当接させた複数のコイル１７ｇ，１７ｇ，…とにより容易に構成できるので、メータ１上における指針９の移動領域のレイアウトに合わせた構成の選択、設計の必要性を極力抑制して、構成の容易化や部品の共通化を図ることができる。

尚、図２１に拡大斜視図で示す第２実施形態の変形例のように、図１９に示す第２実施形態のヨーク１７ｅにおける隣の磁極歯１７ｆとの間隔の２倍の間隔（請求項中の一定間隔に相当）で外周縁に複数の磁極歯１７ｆ，１７ｆ，…（請求項中の極に相当）が形成された上下２つのヨーク１７ｅ，１７ｅを、図１９に示す第２実施形態のヨーク１７ｅにおける隣の磁極歯１７ｆとの間隔、つまり、上側のヨーク１７ｅや下側のヨーク１７ｅの、隣り合う２つの磁極歯１７ｆどうしの間隔の半分（請求項中の一定間隔の半分の間隔に相当）だけ、上下の磁極歯１７ｆ，１７ｆ，…の位置をずらした状態で、内周縁側において連結部１７ｈにより連結して一体化し、この連結部１７ｈに単一のコイル１７ｊを巻回したコイル組立体１７Ｄを、上述したコイルユニット１７Ｃとして用いるようにしてもよい。

このコイル組立体１７Ｄをコイルユニット１７Ｃとして用いれば、コイル１７ｊに正弦波による通電を行うと、上下のヨーク１７ｅ，１７ｅの磁極歯１７ｆに互いに逆の磁極が発生し、しかも、上下のヨーク１７ｅ，１７ｅの磁極歯１７ｆの位置が、上側のヨーク１７ｅや下側のヨーク１７ｅの、隣り合う２つの磁極歯１７ｆどうしの間隔の半分だけずれていることから、第２実施形態のメータ１Ａのように、複数の磁極歯１７ｆ，１７ｆ，…に対応して複数のコイル１７ｇ，１７ｇ，…を設けたり、各コイル１７ｇに、隣のコイル１７ｇとは互いの位相が１８０゜異なる正弦波による通電を行ったりする必要がなく、単一のコイル１７ｊに対して正弦波による通電を行うだけで済むので、電気的な構成、制御の簡略化を図ることができ、有利である。

また、上述した図２１のコイル組立体１７Ｄを、図２２に斜視図で示す第２実施形態の他の変形例のように、上下２段に重ね、上下の各コイル組立体１７Ｄの上側のヨーク１７ｅの磁極歯１７ｆどうしや、下側のヨーク１７ｅの磁極歯１７ｆどうしの位置を、上側のヨーク１７ｅや下側のヨーク１７ｅの、隣り合う２つの磁極歯１７ｆどうしの間隔の４分の１だけずらして配置して、コイルユニット１７Ｃとして用い、各コイル組立体１７Ｄのコイル１７ｊにそれぞれ正弦波による通電を行うように構成してもよい。

上述した図２１や図２２のような第２実施形態の変形例は、必ずしも採用する必要はないが、採用すれば、前述したように、コイル通電に関する電気的な構成、制御の簡略化を図ることができる他、移動体１３のガイド溝部１１における位置を、ヨーク１７ｅの隣り合う磁極歯１７ｆどうしの間隔の２倍や４倍の分解能で管理することができるので、指針９の指示位置の高分解能での管理が可能となるので、有利である。

そして、上述した各実施形態やその変形例においては、目盛部が円弧状に配置されたメータを例に取って説明したが、本発明は、例えば目盛部が直線上に配置されたメータ等においても適用可能である。

また、上述した各実施形態やその変形例においては、車両のコンビネーションメータ等に用いられるセンターレスタイプのメータを例に取って説明したが、本発明は、文字板上に配置された目盛部の計測量に応じた箇所を、その目盛部の外側から内側に延出する指針によって指示するセンターレスタイプのメータであれば、車両用のメータに限らず他の分野で用いられるメータにも適用可能である。

本発明の第１実施形態に係るメータの正面図である。図１に示すガイド溝部の内部を拡大した一部截断斜視図である。図２に示す多極マグネットと２つのコイルとの位置関係の説明図である。図２に示す移動体の拡大分解斜視図である。図１に示すガイド溝部の内部の拡大断面図である。図１に示すメータの電気的な概略構成を示すブロック図である。（ａ），（ｂ）は図３に示す２つのコイルの通電波形図である。図２に示す電気配線のテンション機構の要部拡大斜視図である。本発明の第１実施形態の変形例に係るメータのガイド溝部の内部の要部拡大断面図である。本発明の第１実施形態の他の変形例に係るメータのガイド溝部の内部の要部拡大断面図である。本発明の第１実施形態の他の変形例に係るメータのガイド溝部の内部の要部拡大断面図である。図２に示す電気配線のテンション機構の変形例の要部拡大斜視図である。図１２のテンション機構の要部拡大平面図である。本発明の第１実施形態の他の変形例に係るメータのガイド溝部の内部の一部截断拡大斜視図である。図１４に示すガイド溝部の内部の拡大断面図である。本発明の第２実施形態に係るメータの正面図である。図１６に示すガイド溝部の内部を拡大した一部截断斜視図である。図１７に示す移動体の拡大分解斜視図である。図１７に示すコイル組立体の拡大分解斜視図である。図１６に示すガイド溝部の内部の拡大断面図である。本発明の第２実施形態の変形例に係るメータのコイル組立体の拡大斜視図である。本発明の第２実施形態の他の変形例に係るメータのコイル組立体の拡大斜視図である。

符号の説明

１，１Ａメータ
３文字板
７目盛部
９指針
１１ガイド溝部
１３移動体
１５，１５Ａ多極マグネット
１７Ａ，１７Ｂコイル
１７Ｃコイルユニット（コイル）
１７Ｄコイル組立体
１７ｃ，１７ｄ，１７ｆ極
１７ｅヨーク
１９電気配線
１９ｂ先端
２１ａブラシ（受電用ブラシ）
２５テンションローラ（テンション機構）
３１コイルばね（テンション機構）
３３ａ給電用導電パターン
３５ボビン（テンション機構）
３７テンションギア（テンション機構）

Claims

文字板上に配置された目盛部の計測量に応じた箇所を、該目盛部の外側から内側に延出する指針によって指示するセンターレスタイプのメータであって、
前記目盛部に沿って延在するように前記文字板の外側に形成されたガイド溝部と、
前記ガイド溝部にその延在方向に移動可能に収容された移動体と、
前記移動体に取着された前記指針と、
前記移動体を前記ガイド溝部に対してその延在方向に移動させる移動手段とを備えており、
前記移動手段は、
前記ガイド溝部及び前記移動体の何れか一方に取着され、少なくとも一組のＮ極とＳ極とが隣り合って配置された多極マグネットと、
前記ガイド溝部及び前記移動体の何れか他方に取着され、前記多極マグネットに対向して配置される複数の極に磁極を発生させるコイルと、
隣り合う前記極に互いに異なる磁極が発生するように、前記コイルに通電方向切換可能に通電させる電源手段とを有しており、
前記ガイド溝部に取着される前記多極マグネット又は前記コイルは、該ガイド溝部における前記移動体の全移動範囲に亘って配置されている、
ことを特徴とするメータ。
前記一方は前記ガイド溝部であり、前記他方は前記移動体であり、前記ガイド溝部に取着される前記多極マグネットのＮ極とＳ極とは、前記移動体の前記ガイド溝部における全移動範囲に亘り複数組交互に配置されていると共に、前記移動体には前記コイルが２つ取着されていて、これら各コイルの隣り合う前記極は、前記ガイド溝部の延在方向において、前記多極マグネットの隣り合うＮ極及びＳ極の間隔の半分の間隔をおいて該多極マグネットに対向する請求項１記載のメータ。
前記一方は前記ガイド溝部であり、前記他方は前記移動体であり、該移動体に取着される前記コイルには、前記ガイド溝部に沿って前記移動体の前記ガイド溝部における移動範囲の一端側から他端側に繰り出され、前記ガイド溝部の前記他端に前記移動体が位置する場合の前記コイルに到達可能な電気配線の先端が接続されている請求項１又は２記載のメータ。
前記電気配線の前記先端を、前記ガイド溝部に沿って該ガイド溝部の前記他端側から前記一端側に向けて付勢するテンション機構がさらに設けられている請求項３記載のメータ。
前記一方は前記ガイド溝部であり、前記他方は前記移動体であり、前記ガイド溝部には、前記移動体の全移動範囲に亘って給電用導電パターンが延設されており、前記移動体には、前記コイルに電気的に接続されて前記ガイド溝部の延在方向への移動に伴い前記給電用導電パターン上を摺動する受電用ブラシが設けられている請求項１又は２記載のメータ。
前記一方は移動体であり、前記他方は前記ガイド溝部であり、該ガイド溝部に取着される前記コイルの前記各極は、前記移動体の前記ガイド溝部における全移動範囲に亘り、前記ガイド溝部の延在方向において隣り合う極と所定間隔をおいて各々配置されていると共に、前記移動体には前記多極マグネットが取着されていて、該多極マグネットの隣り合うＮ極とＳ極とは、前記ガイド溝部の延在方向において前記所定間隔の２倍の間隔をおいて配置されている請求項１記載のメータ。
前記コイルは、前記ガイド溝部の延在方向において一定間隔をおいて配置した複数の極を有するヨークを、前記一定間隔の半分の間隔分だけ前記ガイド溝部の延在方向において位置をずらして前記コイルの中心軸方向の両端に各々配置したコイル組立体を、１又は複数有して構成されている請求項６記載のメータ。