JPH04113077U - クロスコイル形指示計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】コイルの整列性が損なわれることによる指示の
非直線性を軽減して、より正確な指示を行うことのでき
るクロスコイル形指示計器を提供することである。 【構成】マグネットロータ４の回転力が回転ギヤ１７及
び伝達ギヤ１８を介して偏心軸１９に伝達されること
で、偏心軸に固着された指針が回転駆動するものであ
り、また、マグネットロータが収容されたコイルボビン
２部分に、その表面が平坦なコイル巻回部２ｄを形成
し、このコイル巻回部の外側にコイル３ａ，３ｂを直交
して巻回するものであるため、斯かるコイル巻回部に巻
回されるコイルが直線的に案内されるようになり、コイ
ルの整列性を著しく向上させることができるものであ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はクロスコイル形指示計器に係り、特に速度計、回転計、燃料計等の種 々の車載計器に好適なクロスコイル形指示計器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、互いに直交する磁界を発生する一対のコイルにそれぞれ計測量に応じ て変化する電流を流し、上記一対のコイルがそれぞれ発生する磁界を合成した合 成磁界の方向にマグネットロータを回転させ、このマグネットロータとともに回 転する指針により計測量の表示を行う車載用指示計器が多く用いられている。

【０００３】 図９及び図１０は従来のこの種の指示計器のムーブメントを示したもので、こ のムーブメント１は、上ボビン２ａと下ボビン２ｂとからなるコイルボビン２を 有しており、このコイルボビン２の外側には、２つのコイル３ａ，３ｂが互いに 直交するように巻回されている。また、上記コイル３ａ，３ｂが巻回されたコイ ルボビン２の内側には、Ｓ極及びＮ極が形成された円板状のマグネットロータ４ が配設されており、このマグネットロータ４の中心部には、上記コイルボビン２ の軸支部２ｃの内側を通って軸方向に延びる指針軸としての回転軸５が取り付け られている。また、上記コイルボビン２のマグネットロータ４収納部分の下面中 央には、軸受凹部６が形成されており、この軸受凹部６及びマグネットロータ４ 収納部分の下面全体には、粘性の大きいシリコン７が充填されている。

【０００４】 そして、上記回転軸５の下端部を上記軸受凹部６の底面により回転自在に支承 すると共に、上記マグネットロータ４の下面を上記シリコン７内に位置させるこ とにより、上記回転軸５の制動を行うようにしている。また、上記マグネットロ ータ４は、各コイル３ａ，３ｂに通電されていない状態では、上記回転軸５を中 心として自由に回転自在とされ、各コイル３ａ，３ｂに通電されることで、所定 角度回転駆動されるようになっている。

【０００５】 また、上記ムーブメント１の上面には、文字板８が取り付けられており、上記 回転軸５の上記文字板８より突出した部分には、指針９が固着されるようになっ ている。 なお、符号１０は、上記コイルボビン２を収容して磁界を遮断するムーブメン トケースである。

【０００６】 上記従来の指示計器においては、図１１乃至図１３に示したように、上記一方 のコイル３ａにＶ₀ ｃｏｓθなる電圧を、他方のコイル３ｂにＶ₀ ｓｉｎθなる 電圧をそれぞれ印加すると、各電圧による電流が各コイル３ａ，３ｂを流れ、こ れによって磁界が発生されるようになる。上記各コイル３ａ，３ｂがそれぞれ発 生する磁界をφ₁ ，φ₂ とすると、これらは理想的には直交磁界となり、各磁界 φ₁ ，φ₂ をベクトル的に合成した方向に合成磁界φが発生するようになる。

【０００７】 上記各磁界φ₁ ，φ₂ の大きさは、それぞれＶ₀ ｃｏｓθ，Ｖ₀ ｓｉｎθに比 例するので、上記合成磁界φの方向がθとなり、この角度θを所定計測量に対応 させると、合成磁界φの方向が計測量に対応するようになる。これにより、合成 磁界に応じて上記マグネットロータ４、即ち回転軸５を回転させ、上記指針９を 文字板８上で回転させて計測量を表示するようにしている。

【０００８】 この時、上記回転軸５は、コイルボビン２内のシリコン７により制動力を付与 されながら回転駆動されるものであり、これにより、上記回転軸５、即ち指針９ の不必要な振れを防止するようにしている。そして、自動車を停車させた場合等 、上記各コイル３ａ，３ｂに通電しない状態では、上記回転軸５が自由に回転で きるようになり、上記指針９は、図示しない帰零手段による帰零力により回転さ れて所定の零位置に戻るようになされている。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記従来の指示計器においては、図９に示したように、コイルボビン ２の軸支部２ｃが略円柱状に形成されているので、コイルボビン２の外側に各コ イル３ａ，３ｂを巻回する際に、上記軸支部２ｃの外面により各コイル３ａ，３ ｂが曲線状に案内されてしまい、コイル３ａ，３ｂの整列性が悪くなるという不 都合がある。このため、各コイル３ａ，３ｂにおいて、互いに直交する磁界以外 の磁界成分が発生するようになり、この直交成分以外の磁界の影響により、指針 ９の指示直線性が低下し、指示値が不正確になるという不都合を有している。

【００１０】 本考案は上記した点に鑑みてなされたもので、コイルの整列性が損なわれるこ とによる指示の非直線性を軽減して、より正確な指示を行うことのできるクロス コイル形指示計器を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案の請求項１に係るクロスコイル形指示計器は、 コイルボビンの内側に、コイルボビンに軸支された回転軸を中心としてマグネッ トロータを回転自在に配設すると共に、上記コイルボビンの外側に、２つのコイ ルを互いに直交する方向に巻回し、上記各コイルへの通電によりコイルが発生す る磁界の合成磁界に応じて上記マグネットロータを回転駆動し、この回転力によ り指針を回転駆動してなるクロスコイル形指示計器において、上記コイルボビン 内を２つの室に区画形成し、この一方の室内に、一方の室の頂部及び底部にその 両端部が軸支された回転軸を配設すると共に、この回転軸に上記マグネットロー タ及び回転ギヤを固着し、上記他方の室内に、上記回転ギヤと歯合する伝達ギヤ が固着された偏心軸を配設すると共に、この偏心軸の先端部を上記コイルボビン より突出して形成し、上記一方の室が形成されたコイルボビン部分に、その表面 が平坦なコイル巻回部を形成すると共に、このコイル巻回部に上記コイルを直交 して巻回し、上記偏心軸の先端部に、上記指針を固着したことをその特徴とする ものである。

【００１２】 また、本考案の請求項２に係るクロスコイル形指示計器は、請求項１の構成に 加えて、上記回転ギヤ及び伝達ギヤを異形ギヤで形成し、上記指針の指示値が真 値よりマイナス指示傾向の場合に、上記回転ギヤの単位回転角度あたりの上記伝 達ギヤの回転角度が減少するように上記回転ギヤ及び伝達ギヤを形成してなると 共に、上記指針の指示値が真値よりプラス指示傾向の場合に、上記回転ギヤの単 位回転角度あたりの上記伝達ギヤの回転角度が増大するように上記回転ギヤ及び 伝達ギヤを形成してなることをその特徴とするものである。

【００１３】

【作用】

請求項１に記載の考案によれば、マグネットロータの回転力が回転ギヤ及び伝 達ギヤを介して偏心軸に伝達されることで、偏心軸に固着された指針が回転駆動 するものであり、また、マグネットロータが収容されたコイルボビン部分に、そ の表面が平坦なコイル巻回部を形成し、このコイル巻回部の外側にコイルを直交 して巻回するものであるため、斯かるコイル巻回部に巻回されるコイルが直線的 に案内されるようになり、コイルの整列性を著しく向上させることができ、コイ ルの整列性が損なわれることによる指示の非直線性を軽減して、より正確な指示 を行うことができる。

【００１４】 また、請求項２に記載の考案によれば、回転ギヤ及び伝達ギヤを異形ギヤで形 成し、指針の指示値が真値よりマイナス指示傾向の場合に、回転ギヤの単位回転 角度あたりの伝達ギヤの回転角度が減少するように回転ギヤ及び伝達ギヤを形成 してなると共に、指針の指示値が真値よりプラス指示傾向の場合に、回転ギヤの 単位回転角度あたりの伝達ギヤの回転角度が増大するように回転ギヤ及び伝達ギ ヤを形成してなるものであるため、指針に指示直線性をより高めることができ、 より正確な指示を行うことができる。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１乃至図８を参照して説明する。 図１乃至図３は本考案に係るクロスコイル形指示計器に用いられるコイルボビ ンの一実施例を示したもので、上ボビン２ａと下ボビン２ｂとからなるコイルボ ビン２は、表面が平坦な平面形状四角形状のコイル巻回部２ｄと、このコイル巻 回部２ｄの一隅部が膨出形成され、その中心部に略円柱状の軸受部２ｅが突出形 成された軸支部２ｃとから構成されている。上記コイルボビン２の内側には、上 記コイル巻回部２ｄ部分に、円板状のマグネットロータ４が配設されるマグネッ トロータ室１２が形成されると共に、上記軸支部２ｃ部分に、後述する偏心軸１ ９が配設される偏心軸室１３が形成されており、上記マグネットロータ室１２と 偏心軸室１３とは、その上部を除いて下ボビン２ｂの下面より上方に突出する区 画壁１４で区画形成されている。

【００１６】 上記マグネットロータ室１２の頂部及び底部の中央には、それぞれ軸受凹部１ ５、１６が形成されており、この軸受凹部１５、１６を介して上記マグネットロ ータ４の中心部に取り付けられた回転軸５の両端部が回転自在に支承されて、マ グネットロータ４が回転自在に配設されるようになっている。また、上記マグネ ットロータ４の上面には、上記回転軸５に固着され、上記マグネットロータ室１ ２と偏心軸室１３との上部連通部分を介して後述する伝達ギヤ１８と歯合する回 転ギヤ１７が配設されており、上記マグネットロータ４の下面全体には、粘性の 大きいシリコン７が充填されており、これにより、上記回転軸５の制動を行い、 後述する指針の不必要な振れを防止するようにしている。 なお、上記シリコン７を上記偏心軸室１３にも充填するようにすれば、このシ リコン７で後述する偏心軸１９の制動をも行うことができるようになり、指針の 不必要な振れをより防止することができる。

【００１７】 また、上記偏心軸室１３には、上記回転ギヤ１７と歯合する伝達ギヤ１８が固 着された指針軸としての偏心軸１９が上記回転軸５と平行に配設されるようにな っており、この偏心軸１９は、上記偏心軸室１３の上部に突出形成され、偏心軸 １９を水平方向に支持する上記軸受部２ｅ及び偏心軸室１３の下面に形成された 軸受凹部２０を介して回転自在に支承されている。そして、上記偏心軸１９の上 端部が上記軸受部２ｅからコイルボビン２の外側に突出して、その突出端部には 図示しない指針が固着されるようになっている。

【００１８】 また、上記マグネットロータ４及び偏心軸１９が収納されたコイルボビン２の 外側には、上記コイル巻回部２ｄに、その形状に沿ってコイル３ａ，３ｂが互い に直交するように、かつ、直線的に案内されて巻回されており、これにより、ク ロスコイル形式のムーブメント１が構成されるようになっており、さらに、上記 ムーブメント１の上面には、図示しない文字板が取り付けられるようになってい る。

【００１９】 本実施例においては、所定の測定信号に基づく駆動信号としての所定電流を上 記各コイル３ａ，３ｂに供給することにより、各コイル３ａ，３ｂが発生する磁 界の合成磁界に応じて上記マグネットロータ４を回転させるものであり、このマ グネットロータ４の回転力が上記回転ギヤ１７及び伝達ギヤ１８を介して上記偏 心軸１９に伝達されることで、偏心軸１９に固着された指針が文字板上で回転駆 動して所定の計測量が表示されるようになっている。この時、上記マグネットロ ータ４の回転軸５及び偏心軸１９は、上記コイルボビン２内のマグネットロータ 室１２に充填された上記シリコン７により制動力を付与されながら回転駆動され るものであり、これにより、指針の不必要な振れを防止するようにしている。

【００２０】 従って、本実施例においては、上記コイルボビン２のコイル巻回部２ｄを表面 が平坦な平面形状四角形状とし、このコイル巻回部２ｄの外側に上記各コイル３ ａ，３ｂを直交して巻回するようにしており、上記コイル巻回部２ｄには従来の ような指針軸を支承する軸支部が突出形成されておらず、斯かる軸支部２ｃは上 記コイル巻回部２ｄの一隅部に膨出形成されているので、コイル巻回部２ｄに巻 回される各コイル３ａ，３ｂを直線的に案内することができ、各コイル３ａ，３ ｂの整列性を著しく向上させることができる。

【００２１】 その結果、上記各コイル３ａ，３ｂに所定の測定信号に基づいた電流を供給し て計測量を表示する場合に、各コイル３ａ，３ｂにおいて互いに直交する磁界の みが発生するようになり、従来のようにコイルの整列性が悪いために互いに直交 する磁界以外の磁界成分が発生するようなことがなくなり、この直交成分以外の 磁界の影響による指針の指示直線性の低下を防ぐことができ、指示値をより正確 に表示することができる。

【００２２】 また、斯かる計器ユニットは、図３に示したように、ムーブメント１のコイル ボビン２の偏心軸室１３がマグネットロータ室１２より上方に位置し、かつ、偏 心軸１９が斜め上方を向いた姿勢で図示しない車両のインストルメントパネル内 に取り付けられて使用されるものである。

【００２３】 このため、長期間の使用により、上記マグネットロータ室１２内に充填された シリコン７が移動して偏在することがあるが、本実施例においては、上記したよ うに、コイルボビン２の偏心軸室１３がマグネットロータ室１２より上方に位置 し、かつ、偏心軸１９が斜め上方を向いた姿勢となっているので、上記マグネッ トロータ室１２内に充填された多量のシリコン７が偏心軸室１３側に移動するこ とがなく、このシリコン７が偏心軸１９を支持する軸受部２ｅと偏心軸１９との 隙間からコイルボビン２外に漏れ出るおそれがなく、これにより、漏れ出るシリ コンによりムーブメント１全体が汚れる等の事態を防ぐことができる。

【００２４】 また、図４乃至図９は本考案の他の実施例を示したもので、指針の指示直線性 をより高めるようにしたものである。 即ち、図１及び図２に示したように、コイルボビン２のコイル巻回部２ｄに直 交して巻回される各コイル３ａ，３ｂが多層巻きとなっているので、これら各コ イル３ａ，３ｂの巻き数が同じであるとすると、内巻きとなっている一方のコイ ル３ａで発生する磁界が外巻きとなっている他方のコイル３ｂで発生する磁界よ り大きくなることが判明している。

【００２５】 ここで、上記一方のコイル３ａをＶ₀ ｃｏｓθなる電圧が印加されるｃｏｓコ イル、他方のコイル３ｂをＶ₀ ｓｉｎθなる電圧が印加されるｓｉｎコイルとす ると、内巻きであるマグネットロータ４に近いｃｏｓコイル３ａの方が大きい磁 界を発生するようになり、これら各コイル３ａ，３ｂで発生する磁界のトルクは 図４のようになる。従って、上記各コイル３ａ，３ｂで発生する磁界の合成磁界 の方向に回転される指針の指示誤差が、図５に示したように、第１象限では真値 より指示値がマイナス指示される傾向を有し、また第２象限では真値より指示値 がプラス指示される傾向を有するようになり（同様のことは第３、４象限にもい える）、斯かる指示誤差により、指針の指示特性が図６に示したようになり、指 針の指示直線性が低下し、指示値が不正確に表示されることが判明している。

【００２６】 そこで、上記各コイル３ａ，３ｂの巻き数を変えて、各コイル３ａ，３ｂで発 生する磁界の大きさが同じになるようにすることも考えられるが、コイル巻回時 の巻き数等の管理が煩雑になる不都合がある。そこで、本実施例においては、コ イル３ａ，３ｂの巻き数は変えずに、図１及び図２に示した構成において、回転 ギヤ１７及び伝達ギヤ１８を、回転軸５及び偏心軸１９の軸間距離を一定に保持 可能な楕円ギヤで形成したものである。

【００２７】 本実施例によれば、図７に示した平面的位置関係で回転ギヤ１７及び伝達ギヤ １８を歯合させ、図７（ａ）〜（ｄ）で示したように、回転ギヤ１７を図中反時 計方向にθ₁ ，θ₂ ，θ₃ （θ₁ ＝θ₂ ＝θ₃ とする）と順に全体で９０°回転 させると、伝達ギヤ１８が時計方向にθ′₁ ，θ′₂ ，θ′₃ と順に全体で９０ °回転するようになり、この時の伝達ギヤ１８の回転角度がθ′₁ ＜θ′₂ ＜θ ′₃ となるものである。

【００２８】 従って、図７に示した状態での回転ギヤ１７の回転角度θ₁ ，θ₂ ，θ₃ と伝 達ギヤ１８の回転角度θ′₁ ，θ′₂ ，θ′₃ との関係は、図８に示したように 回転ギヤ１７の単位回転角度あたりの伝達ギヤ１８の回転角度が増大するように なり、このことは、上記伝達ギヤ１８の回転とともに指針が回転駆動するものだ とすると、伝達ギヤ１８の回転による指示値が回転ギヤ１７の回転による真値に 対してマイナス指示されるのと同等のことといえるものである。

【００２９】 同様に、図７（ｄ）の状態で、さらに回転ギヤ１７が図中反時計方向に９０° 回転すると、伝達ギヤ１８が時計方向にさらに９０°回転するようになり、この 時は、回転ギヤ１７の単位回転角度あたりの伝達ギヤ１８の回転角度が減少する ようになり、このことは、伝達ギヤ１８による指示値が回転ギヤ１７による真値 に対してプラス指示されるのと同等のことといえるものである（図８の回転角度 θ₄ ，θ₅ ，θ₆ とθ′₄ ，θ′₅ ，θ′₆ との関係）。

【００３０】 従って、本実施例においては、斯かる楕円ギヤからなる回転ギヤ１７及び伝達 ギヤ１８の特性を用いて、上記内巻きコイル３ａと外巻きコイル３ｂとで発生す る磁界の大きさが異なることによる指針の指示直線性の低下により、指針の指示 値が真値よりマイナス指示する場合には、回転ギヤ１７の単位回転角度あたりの 伝達ギヤ１８の回転角度が減少するように上記回転ギヤ１７及び伝達ギヤ１８を 形成し、また、指針の指示値が真値よりプラス指示するような場合には、回転ギ ヤ１７の単位回転角度当たりの伝達ギヤ１８の回転角度が増大するように上記回 転ギヤ１７及び伝達ギヤ１８を形成すれば、上記指針の指示直線性の低下を補正 することができ、斯かる指針の指示直線性の低下を防ぐことで、指示値をより正 確に表示することができる。

【００３１】 また、上記回転ギヤ１７及び伝達ギヤ１８のギヤ比を適宜変更することで、指 針の振れ角度を任意に設定することもできる。

【００３２】

【考案の効果】

以上述べたように本考案に係るクロスコイル形指示計器は、マグネットロータ が収容されたコイルボビン部分に、その表面が平坦なコイル巻回部を形成し、こ のコイル巻回部の外側にコイルを直交して巻回するものであるため、斯かるコイ ル巻回部に巻回されるコイルが直線的に案内されるようになり、コイルの整列性 を著しく向上させることができ、コイルの整列性が損なわれることによる指示の 非直線性を軽減して、より正確な指示を行うことができる。

【００３３】 また、マグネットロータの回転力を偏心軸に伝達する回転ギヤ及び伝達ギヤを 異形ギヤで形成し、指針の指示値が真値よりマイナス指示傾向の場合に、回転ギ ヤの単位回転角度あたりの伝達ギヤの回転角度が減少するように回転ギヤ及び伝 達ギヤを形成してなると共に、指針の指示値が真値よりプラス指示傾向の場合に 、回転ギヤの単位回転角度あたりの伝達ギヤの回転角度が増大するように回転ギ ヤ及び伝達ギヤを形成してなるものであるため、指針の指示直線性をより高める ことができ、より正確な指示を行うことができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る指示計器の一実施例を示すムーブ
メントの縦断面図である。

【図２】図１のムーブメントの平面図である。

【図３】図１のムーブメントの車両への取付状態を示す
縦断面図である。

【図４】コイルで発生する磁界のトルク特性を示す図で
ある。

【図５】コイルで発生する磁界の大きさの違いによる指
示誤差を説明する図である。

【図６】指針の指示特性を説明する図である。

【図７】回転ギヤによる伝達ギヤの回転角度を説明する
図である。

【図８】回転ギヤと伝達ギヤとの回転角度の関係を説明
する図である。

【図９】従来のムーブメントを示す斜視図である。

【図１０】図９のムーブメントの車両への取付状態を示
す縦断面図である。

【図１１】コイルに供給する電圧波形を示す図である。

【図１２】コイルによる合成磁界方向を説明する図であ
る。

【図１３】コイルによる合成磁界の特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ムーブメント ２ コイルボビン ２ｃ 軸支部 ２ｄ コイル巻回部 ３ コイル ４ マグネットロータ ５ 回転軸 ７ シリコン １２ マグネットロータ室 １３ 偏心軸室 １７ 回転ギヤ １８ 伝達ギヤ １９ 偏心軸

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルボビンの内側に、コイルボビンに
   軸支された回転軸を中心としてマグネットロータを回転
   自在に配設すると共に、上記コイルボビンの外側に、２
   つのコイルを互いに直交する方向に巻回し、上記各コイ
   ルへの通電によりコイルが発生する磁界の合成磁界に応
   じて上記マグネットロータを回転駆動し、この回転力に
   より指針を回転駆動してなるクロスコイル形指示計器に
   おいて、上記コイルボビン内を２つの室に区画形成し、
   この一方の室内に、一方の室の頂部及び底部にその両端
   部が軸支された回転軸を配設すると共に、この回転軸に
   上記マグネットロータ及び回転ギヤを固着し、上記他方
   の室内に、上記回転ギヤと歯合する伝達ギヤが固着され
   た偏心軸を配設すると共に、この偏心軸の先端部を上記
   コイルボビンより突出して形成し、上記一方の室が形成
   されたコイルボビン部分に、その表面が平坦なコイル巻
   回部を形成すると共に、このコイル巻回部に上記コイル
   を直交して巻回し、上記偏心軸の先端部に、上記指針を
   固着したことを特徴とするクロスコイル形指示計器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のクロスコイル形指示計
   器であって、上記回転ギヤ及び伝達ギヤを異形ギヤで形
   成し、上記指針の指示値が真値よりマイナス指示傾向の
   場合に、上記回転ギヤの単位回転角度あたりの上記伝達
   ギヤの回転角度が減少するように上記回転ギヤ及び伝達
   ギヤを形成してなると共に、上記指針の指示値が真値よ
   りプラス指示傾向の場合に、上記回転ギヤの単位回転角
   度あたりの上記伝達ギヤの回転角度が増大するように上
   記回転ギヤ及び伝達ギヤを形成してなることを特徴とす
   るクロスコイル形指示計器。