JPH09145412A

JPH09145412A - ステップモータ式計器

Info

Publication number: JPH09145412A
Application number: JP32977595A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sato; 浩一佐藤; Hiroyasu Numaya; 宏康沼屋
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】電源スイッチのオフ時に確実に基点位置に指
針を保持すると共に、無励磁状態において指針が不必要
に動かないステップモータ式計器を提供する。【解決手段】指針４００の先端指示部４１０の内部下
方に磁石３５０を圧入又は接着剤により位置ずれが生じ
ないよう埋設する。この磁石３５０との間で磁気作用が
生じるように文字板２００に磁石からなるストッパピン
３８０を立設する。前記磁気作用により、無励磁状態に
おいて指針４００が不必要に動かない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定量例えば車両
のエンジン回転数の変化を、文字板上を回動する指針の
角度指示により行うステップモータ式計器に関し、特に
指針の保持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ステップモータ式計器におけるステップ
モータとしては、例えば特開平６−３８４２６号公報で
示されているように、比較的大きな駆動トルクを得やす
く正逆回転制御が容易なＰＭ（永久磁石）型ステップモ
ータが多く用いられている。このＰＭ型ステップモータ
は、環状に巻線されたコイルの励磁極を磁性体からなる
ヨークにて永久磁石からなるロータの対向面に導いてそ
のロータを回転させるもので、ロータの径方向周面に
は、複数の磁極が一定ピッチで着磁され、一方、ヨーク
にはロータの磁極と所定空間を空けて対向する複数の櫛
歯状の極歯が延設され、この極歯に導かれる励磁極とロ
ータの磁極との磁気的な吸引力もしくは反発力にてロー
タを所定ピッチずつ双方向に回転させるものである。

【０００３】そして、このようなＰＭ型ステップモータ
は、コイルへの信号が無い無励磁状態であっても、ロー
タと極歯を含むヨークとの間で複雑な磁気回路が構成さ
れており、この磁気回路によりロータには、ディテント
トルクと称される弱い磁力が働いている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種ステ
ップモータを指針駆動用ムーブメントとするステップモ
ータ式計器にあっては、例えば交差コイル式計器と同様
に、電源オフ（無励磁）時に指針を文字板上の基点位置
に留めるストッパ機構を必要とすることがある。しかし
ながら、ステップモータ式計器は、前述のように無励磁
状態においてロータが磁力影響を受けるため、ストッパ
機構により指針を基点位置で安定的に留めておくことが
難しく、わずかな振動等により指針の浮き上がりが生じ
やすいという問題がある。

【０００５】本発明は、ステップモータ式計器に関する
ものであり、無励磁状態において指針が不必要に動かな
いように保持することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、測定量に応じた入力信号の増減に応じて
ステップモータを双方向駆動し、このステップモータの
出力軸に直接又は減速機構を介して固着された指針が前
記ステップモータと前記指針との間に位置する文字板上
を回動し、前記指針の位置により前記測定量を指示する
ステップモータ式計器において、電源スイッチのオフ時
において磁気作用により前記文字板の基点位置に前記指
針を保持させることを特徴とするものである。

【０００７】また、本発明は、測定量に応じた入力信号
の増減に応じてステップモータを双方向駆動し、このス
テップモータの出力軸に直接又は減速機構を介して固着
された指針が前記ステップモータと前記指針との間に位
置する文字板上を回動し、前記指針の位置により前記測
定量を指示するステップモータ式計器において、電源ス
イッチのオフ時において前記ステップモータを減少指示
方向へ回動させると共に、磁気作用により前記文字板の
基点位置に前記指針を帰零及び保持させることを特徴と
するものである。

【０００８】また、本発明は、前記電源スイッチたる車
両のイグニッションスイッチのオフ時において磁気作用
により前記文字板の始点よりも若干マイナス点である基
点位置に前記指針を保持させ、前記イグニッションスイ
ッチのオン時において前記指針を前記文字板の前記始点
位置へ移動させることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図８で示すように、指針４００の
先端指示部４１０の内部下方に帰零用磁石３５０を圧入
又は接着剤により位置ずれが生じないよう埋設し、この
帰零用磁石３５０との間で磁気作用が生じるように文字
板２００に磁石からなるストッパピン３８０を立設して
あり、電源スイッチのオフ時には、帰零用磁石３５０と
ストッパピン３８０との磁気作用により指針４００を基
点位置に保持すると共に、無励磁状態において指針４０
０が不必要に動かないようにすることができる。

【００１０】図９，図１０で示すように、電源スイッチ
たるイグニッションスイッチ９００のオフ時において
は、磁気作用により文字板２００の始点であるゼロ点よ
りも若干マイナス点である基点位置に指針４００をスト
ッパピン３８０と当接状態に保持し、イグニッションス
イッチ９００のオン時においては、駆動回路６００によ
り励磁信号をコイルへ供給することにより指針４００を
文字板２００の始点位置へ移動させ、エンジンの始動後
はセンサ７００からの入力信号に応じて指針４００が指
示を行うことにより、イグニッションスイッチ９００の
オフ時の無励磁状態において指針４００が不必要に動か
ないようにすることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を添付図面に記載した各実施例
に基づき説明する。

【００１２】図１は、本発明に適用し得るステップモー
タを示すもので、２つの積層された樹脂製ボビン１Ａ，
１Ｂには、励磁信号を通電するコイル（図示しない）が
巻線されるよう鍔部２Ａ，２Ｂが形成されており、各々
の鍔部２Ａ，２Ｂにはこれと一体の端子保持部３Ａ，３
Ｂが形成されている。

【００１３】端子保持部３Ａ，３Ｂには、前記コイルの
端部が接続される端子４Ａ，４Ｂが固定されており、こ
の端子４Ａ，４Ｂは、各ボビン１Ａ，１Ｂを成型する際
にインサート成型によって固定することができ、前記コ
イル端接続部を外方に折り曲げ他端を上方に突出して外
部接続端４１Ａ，４１Ｂが形成されている。

【００１４】各ボビン１Ａ，１Ｂは、その両面にヨーク
５Ａ，５Ｂを積層配置し、その屈曲した櫛歯状の極歯５
Ｃ，５Ｄをボビン１Ａ，１Ｂの中空部６Ａ，６Ｂに臨ま
せ、かつ、各ヨーク５Ａ，５Ｂの極歯５Ｃ，５Ｄの位相
をずらして配置してあり、中空部６Ａ，６Ｂには出力軸
となる回転軸７（図面では上端側をカットして示してい
る）に固着した永久磁石からなるロータ８が各ヨーク５
Ａ，５Ｂの極歯５Ｃ，５Ｄとその磁極が対峙するよう配
置され、すなわち、環状に巻線された前記コイルの励磁
極を各ヨーク５Ａ，５Ｂにてロータ８の対向面に導いて
そのロータ８を回転させるように、ロータ８の径方向周
面には、複数の磁極が一定ピッチで着磁され、一方、ヨ
ーク５Ａ，５Ｂにはロータ８の磁極と所定空間を空けて
対向する複数の極歯５Ｃ，５Ｄが延設され、この極歯５
Ｃ，５Ｄに導かれる励磁極とロータ８の磁極との磁気的
な吸引力もしくは反発力にてロータ８を所定ピッチずつ
正逆方向に回転させるように構成している。

【００１５】これら部品要素は、積層した取付け状態で
金属等の磁性体からなるケース体９に収納固定される
が、このケース体９は、磁性体からなるカップ状ケース
９Ａと開口部を覆う蓋としての磁性体からなるフランジ
９Ｂとからなり、フランジ９Ｂの中央部に軸受部９１Ｂ
を設けると共に、カップ状ケース体９Ａの底部中央にも
軸受部９１Ａを設けて回転軸７の軸受けを行うように構
成されている。

【００１６】ケース体９のカップ状ケース９Ａとフラン
ジ９Ｂには、ボビン１Ａ，１Ｂの端子保持部３Ａ，３Ｂ
を外部に配設するための開口部９２Ａ，９２Ｂが形成さ
れ、カップ状ケース９Ａ内に部品要素の組立体を収納し
てフランジ９Ｂを加締めや溶着等にて接合して、ステッ
プモータ１００が完成する。なお、９３は、ステップモ
ータ１００をプリント板に加締め固定するための切り越
し片であるが、磁気回路を安定化させるためには特に必
要はなく、前記端子導出のための開口部９２Ａ，９２Ｂ
の形状がケース体９の異形とならない工夫をすれば良
い。

【００１７】図２は、本発明の第１実施例を示してお
り、ステップモータ１００のフランジ９Ｂの上端には、
文字板２００をビス等で固定するための樹脂製の取付板
３００が固定されており、出力軸たる回転軸７が取付板
３００を貫通して上方へ突出して、回転軸７の上端には
樹脂製の指針４００を圧入等により固着している。

【００１８】取付板３００の上面には、これと一体にス
トッパピン３１０と磁石圧入部３２０とが形成してあ
り、磁石圧入部３２０には磁石３３０をその一部が回転
軸７方向へ臨むように圧入又は接着剤により位置ずれが
生じないよう配置されている。また、回転軸７には、文
字板２００の下方において、当接部材３４０及び磁石３
５０は回転軸７と連動するように固着されており、当接
部材３４０の一部は水平方向の反回転軸７方向へ突出す
る当接部３４１となって、ステップモータ式計器を構成
している。そして、指針４００の帰零すなわち指針４０
０を文字板２００の基点位置で保持するために、電源ス
イッチのオフ時にステップモータ１００を減少指示方向
へ回動させ、文字板２００のゼロ点又はフリーゼロと言
われるゼロ点よりも若干マイナス点である前記基点位置
に設けたストッパピン３１０と当接部材３４０の当接部
３４１との当接により帰零及び保持を行い、この際、磁
石３３０，３５０の磁気作用によりストッパピン３１０
と当接部材３４０とが離れないように磁石３３０，３５
０の位置関係を設定しておく。具体的には図３で示すよ
うに、吸引力を利用する構成（同図（ａ））と、反発力
を利用する構成（同図（ｂ））とを選択して用いること
ができる。この構造により、電源スイッチのオフ時の無
励磁状態において、指針４００が不必要に動かない安定
したものとなる。

【００１９】なお、当接部材３４０と磁石３５０との位
置関係は、上下逆に固着しても良が、図２のような構成
の方がストッパピン３１０の高さ寸法を小さくすること
ができて有利である。なお、磁石３３０，３５０の一方
は、磁石でなく鉄等の磁性材料を用いても良い。

【００２０】図４は、本発明の第２実施例を示してお
り、第１実施例の当接部材３４０及び磁石３５０（図２
参照）を樹脂磁石にて一体成型した当接磁石３６０を構
成して回転軸７に固着し、この当接磁石３６０の一部は
水平方向の反回転軸７方向へ突出する当接部３６１とな
っている。その他の点においては第１実施例と同様であ
り、その詳細は省略する。斯る構成によれば、第１実施
例と同様の動作を得られると共に、第１実施例に比べて
部品の兼用を行えることから部品点数を少なくすること
ができ、組付け作業性を簡略にすることができる。な
お、磁石３３０は、磁石でなく鉄等の磁性材料を用いて
も良い。

【００２１】図５は、本発明の第３実施例を示してお
り、第２実施例のストッパピン３１０及び磁石圧入部３
２０（図４参照）を兼用する構成とした保持部３７０を
取付板３００の上面に一体に形成し、保持部３７０の一
部は当接磁石３６０の当接部３６１と少ない面積で当接
し得るように鋭角にカットされた突当部３７１となって
いる。その他の点においては第２実施例と同様であり、
その詳細は省略する。斯る構成によれば、第２実施例と
同様の動作を得られると共に、第２実施例に比べて部品
の兼用を行えることから部品点数を少なくすることがで
き、組付け作業性を簡略にすることができる。なお、磁
石３３０は、磁石でなく鉄等の磁性材料を用いても良
い。

【００２２】図６は、本発明の第４実施例を示してお
り、指針４００の先端指示部４１０の内部下方に磁石３
５０を圧入又は接着剤により位置ずれが生じないよう埋
設し、この磁石３５０との間で磁気作用が生じるように
文字板２００の裏側からその内部に磁石３３０を圧入又
は接着剤により位置ずれが生じないよう埋設している。
また、ストッパピン３１０は、文字板２００に立設して
ある。斯る構成によれば、前記各実施例と同様の動作を
得られると共に、文字板２００と取付板３００（図２参
照）との間には、磁石圧入部３２０，磁石３３０，当接
部材３４０，磁石３５０（以上、図２の第１実施例参
照）、磁石圧入部３２０，磁石３３０，当接磁石３６０
（以上、図４の第２実施例参照）、磁石３３０，当接磁
石３６０，保持部３７０（以上、図５の第３実施例参
照）の各部品を配置しなくて済むことから、前記各実施
例に比べて、ステップモータ式計器の全体の高さ寸法を
小さくすることができる。なお、ストッパピン３１０
は、文字板２００と一体に形成する構成、あるいは、取
付板３００（図２参照）と一体に形成して文字板２００
を貫通する構成とすることもできる。また、磁石３３
０，３５０の一方は、磁石でなく鉄等の磁性材料を用い
ても良い。

【００２３】図７は、本発明の第５実施例を示してお
り、指針４００の基部４２０の内部下方に磁石３５０を
圧入又は接着剤により位置ずれが生じないよう埋設し、
この磁石３５０との間で磁気作用が生じるように文字板
２００の裏側からその内部に磁石３３０を圧入又は接着
剤により位置ずれが生じないよう埋設している。その他
の点においては第４実施例と同様であり、その詳細は省
略する。斯る構成によれば、第４実施例と同様の動作を
得られると共に、指針４００のバランス調整用として指
針４００の基部４２０に通常埋設されるバランスウエー
トを磁石３５０で兼用することもできることから部品点
数を少なくすることができ、組付け作業性を簡略にする
ことができる。また、磁石３３０，３５０の一方は、磁
石でなく鉄等の磁性材料を用いても良い。

【００２４】図８は、本発明の第６実施例を示してお
り、指針４００の先端指示部４１０の内部下方に磁石３
５０を圧入又は接着剤により位置ずれが生じないよう埋
設し、この磁石３５０との間で磁気作用が生じるように
文字板２００に磁石からなるストッパピン３８０を立設
してある。その他の点においては第４実施例と同様であ
り、その詳細は省略する。斯る構成によれば、第４実施
例と同様の動作を得られると共に、第４実施例のストッ
パピン３１０及び磁石３３０（図６参照）を兼用する構
成するストッパピン３８０を用いたことから部品点数を
少なくすることができ、組付け作業性を簡略にすること
ができる。なお、磁石３５０とストッパピン３８０の一
方は、磁石でなく鉄等の磁性材料を用いても良い。

【００２５】図９，図１０は、前記各実施例の動作説明
を行うもので、例えば測定量たる車両のエンジン回転数
を指示する回転計として本発明を適用する場合の好適な
使用方法を示している。なお、前記各実施例の代表とし
て図９では、図８で示した第６実施例を用いている。ま
た、図１０において、５００はステップモータ１００
（前記各実施例参照）内の２相のコイルに励磁信号を供
給するための出力トランジスタ等からなる駆動回路、６
００は前記コイルにマイクロステップ信号を供給するた
めの位相制御回路やアップダウンカウンタあるいはサイ
ン波ＲＯＭ，コサイン波ＲＯＭ又はマイクロコンピュー
タ等を備えた制御回路、７００はエンジン回転数に応じ
て周波数あるいは周期が変化するパルス状の入力信号を
制御回路へ出力するセンサであり、センサ７００からの
例えばパルス数を制御回路６００でカウントを行ってエ
ンジン回転数を求め、次の計数時のエンジン回転数との
増減比較を行って、その差分に応じた励磁信号を前記コ
イルへ供給するように駆動回路５００を制御する。な
お、８００は車載バッテリであり、電源スイッチたるイ
グニッションスイッチ９００を介して駆動回路５００と
制御回路６００へ電圧が供給されている。

【００２６】イグニッションスイッチ９００のオフ時
（図１０の「LOCK」位置）においては、磁気作用により
文字板２００のゼロ点よりも若干マイナス点である基点
位置（図１０の地点Ａ）に指針４００をストッパピン３
８０と当接状態に保持させ（図１０(ａ)）、イグニッシ
ョンスイッチ９００のオン時（図１０の「ACC」又は「O
N」位置）においては、駆動回路６００により励磁信号
を前記コイルへ供給することにより指針４００を文字板
２００のゼロ点である始点位置（図１０の地点Ｂ）へ移
動させ（図１０(ｂ)）、エンジンの始動後はセンサ７０
０からの入力信号に応じて指針４００が指示を行う（図
１０(ｃ)）。

【００２７】斯る構成によれば、イグニッションスイッ
チ９００のオフ時の無励磁状態において指針４００が不
必要に動かないようにすることができ、イグニッション
スイッチ９００のオン時に指針４００をスタート地点で
ある始点位置へ移動させることにより、あたかもストッ
パピン３８０に固定されているかのように保持されてい
た指針４００が、急に動き始めるように見える初動不良
を防ぐことができ、使用者に違和感を与えることがな
い。

【００２８】なお、指針４００は、前記各実施例のよう
に回転軸７に直接固着する他、回転軸７に減速機構を介
して固着しても良い。また、帰零するに際しては、前記
磁気作用のみにて行うか、電源スイッチのオフ時にステ
ップモータ１００を減少指示方向へ回動させると共に前
記磁気作用により行うことができる。また、前記始点
は、回転計や速度計ではゼロ点、燃料計ではＥ点、温度
計ではＣ点等が相当する。また、前記磁気作用は微弱な
ものとなるように設定し、ステップモータ１００による
指針４００の駆動に影響を及ぼさないようにすることは
言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、測定量に応じた入力信号の増
減に応じてステップモータを双方向駆動し、このステッ
プモータの出力軸に直接又は減速機構を介して固着され
た指針が前記ステップモータと前記指針との間に位置す
る文字板上を回動し、前記指針の位置により前記測定量
を指示するステップモータ式計器において、電源スイッ
チのオフ時において磁気作用により前記文字板の基点位
置に前記指針を保持させる、又は、電源スイッチのオフ
時において前記ステップモータを減少指示方向へ回動さ
せると共に、磁気作用により前記文字板の基点位置に前
記指針を帰零及び保持させることにより、電源スイッチ
のオフ時に確実に前記所定位置へ戻すと共に、無励磁状
態において指針が不必要に動かないようにすることがで
き、電源の不測の遮断や投入があっても、指示に大きな
誤差を生じさせることなく、正確な指示を行うことがで
きる。

【００３０】本発明は、前記電源スイッチたる車両のイ
グニッションスイッチのオフ時において磁気作用により
前記文字板の始点よりも若干マイナス点である基点位置
に前記指針を保持させ、前記イグニッションスイッチの
オン時において前記指針を前記文字板の前記始点位置へ
移動させることにより、イグニッションスイッチのオフ
時の無励磁状態において指針が不必要に動かないように
することができ、イグニッションスイッチのオン時で指
針をスタート地点である始点位置へ移動させることによ
り、あたかも固定されているかのように保持されていた
指針が、急に動き始めるように見える初動不良を防ぐこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用されるステップモータの分解斜視
図。

【図２】本発明の第１実施例の要部斜視図。

【図３】同上実施例の帰零動作を説明する要部説明図。

【図４】本発明の第２実施例の要部斜視図。

【図５】本発明の第３実施例の要部斜視図。

【図６】本発明の第４実施例の要部斜視図。

【図７】本発明の第５実施例の要部斜視図。

【図８】本発明の第６実施例の要部斜視図。

【図９】本発明の各実施例の動作説明を行う要部平面
図。

【図１０】本発明の各実施例の回路構成を説明するブロ
ック図。

【符号の説明】

１００ステップモータ２００文字板３００取付板３１０ストッパピン３２０磁石圧入部３４０当接部材３５０磁石３６０当接磁石３７０保持部３８０ストッパピン４００指針９００イグニッションスイッチ（電源スイッチ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｐ 8/00 Ｈ０２Ｐ 8/00 ３０３Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定量に応じた入力信号の増減に応じて
ステップモータを双方向駆動し、このステップモータの
出力軸に直接又は減速機構を介して固着された指針が前
記ステップモータと前記指針との間に位置する文字板上
を回動し、前記指針の位置により前記測定量を指示する
ステップモータ式計器において、電源スイッチのオフ時
において磁気作用により前記文字板の基点位置に前記指
針を保持させることを特徴とするステップモータ式計
器。
【請求項２】測定量に応じた入力信号の増減に応じて
ステップモータを双方向駆動し、このステップモータの
出力軸に直接又は減速機構を介して固着された指針が前
記ステップモータと前記指針との間に位置する文字板上
を回動し、前記指針の位置により前記測定量を指示する
ステップモータ式計器において、電源スイッチのオフ時
において前記ステップモータを減少指示方向へ回動させ
ると共に、磁気作用により前記文字板の基点位置に前記
指針を帰零及び保持させることを特徴とするステップモ
ータ式計器。
【請求項３】前記電源スイッチたる車両のイグニッシ
ョンスイッチのオフ時において磁気作用により前記文字
板の始点よりも若干マイナス点である基点位置に前記指
針を保持させ、前記イグニッションスイッチのオン時に
おいて前記指針を前記文字板の前記始点位置へ移動させ
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステ
ップモータ式計器。