JPH11313474A - ステッピングモータ式指示計器 - Google Patents
ステッピングモータ式指示計器Info
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- JPH11313474A JPH11313474A JP10117680A JP11768098A JPH11313474A JP H11313474 A JPH11313474 A JP H11313474A JP 10117680 A JP10117680 A JP 10117680A JP 11768098 A JP11768098 A JP 11768098A JP H11313474 A JPH11313474 A JP H11313474A
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- pointer
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/12—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets
- H02K37/14—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D7/00—Indicating measured values
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R7/00—Instruments capable of converting two or more currents or voltages into a single mechanical displacement
- G01R7/04—Instruments capable of converting two or more currents or voltages into a single mechanical displacement for forming a quotient
- G01R7/06—Instruments capable of converting two or more currents or voltages into a single mechanical displacement for forming a quotient moving-iron type
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 無励磁時において形成される安定点を明確に
し、指針の不必要な動きを抑制し得るステッピングモー
タ式指示計器を提供する。 【解決手段】 ステッピングモータ2の出力軸27に連
結され計器文字板3上で計測量を指示する指針4と、こ
の指針4を計器文字板3上の所定の位置に停止させるロ
ータ停止手段7とからなり、無励磁時において指針4の
指示方向に沿って複数形成されるロータ28の安定点の
うち互いに隣接する任意の二つの安定点の間であってこ
れらの略中間点よりも指針4の減少指示側に位置する安
定点側にロータ停止手段7による指針4の停止位置を設
けた。
し、指針の不必要な動きを抑制し得るステッピングモー
タ式指示計器を提供する。 【解決手段】 ステッピングモータ2の出力軸27に連
結され計器文字板3上で計測量を指示する指針4と、こ
の指針4を計器文字板3上の所定の位置に停止させるロ
ータ停止手段7とからなり、無励磁時において指針4の
指示方向に沿って複数形成されるロータ28の安定点の
うち互いに隣接する任意の二つの安定点の間であってこ
れらの略中間点よりも指針4の減少指示側に位置する安
定点側にロータ停止手段7による指針4の停止位置を設
けた。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定量、例えば車
両の走行速度変化やエンジン回転数の変化を計器文字板
上を回動する指針の指示角度により行うステッピングモ
ータ式指示計器に関し、特に指針の保持構造に関するも
のである。
両の走行速度変化やエンジン回転数の変化を計器文字板
上を回動する指針の指示角度により行うステッピングモ
ータ式指示計器に関し、特に指針の保持構造に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来よりOA機器、家電製品、自動車等
の分野におけるアクチュエータ部品として、広く用いら
れている構造にPM型ステッピングモータがあり、正逆
回転制御が容易で、駆動トルクによっては小型化も容易
なことから、近年では交差コイル式計器等のエアコア式
ムーブメントに変わる計器の動力源として注目されてき
ている。
の分野におけるアクチュエータ部品として、広く用いら
れている構造にPM型ステッピングモータがあり、正逆
回転制御が容易で、駆動トルクによっては小型化も容易
なことから、近年では交差コイル式計器等のエアコア式
ムーブメントに変わる計器の動力源として注目されてき
ている。
【0003】この種ステッピングモータの多くは、例え
ば特開平6−153484号公報に開示されているよう
に、出力軸を有する永久磁石からなるロータと、このロ
ータの周面に対向する複数の極歯有するヨークとこれら
ヨークを磁化させる励磁コイルとでなるステータを有
し、ステータの励磁コイルに位相をずらした駆動信号を
供給して前記極歯列を磁化させ、これによる回転磁界で
ロータを回動駆動するものである。
ば特開平6−153484号公報に開示されているよう
に、出力軸を有する永久磁石からなるロータと、このロ
ータの周面に対向する複数の極歯有するヨークとこれら
ヨークを磁化させる励磁コイルとでなるステータを有
し、ステータの励磁コイルに位相をずらした駆動信号を
供給して前記極歯列を磁化させ、これによる回転磁界で
ロータを回動駆動するものである。
【0004】そして出力軸に指針を固着すると共に指針
とモータとの間に計器文字板を固定し、励磁コイルに供
給する駆動信号を測定量(例えば走行速度の変化やエン
ジン回転数の変化)に応じて制御すれば、指示計器とし
ての使用することができる。
とモータとの間に計器文字板を固定し、励磁コイルに供
給する駆動信号を測定量(例えば走行速度の変化やエン
ジン回転数の変化)に応じて制御すれば、指示計器とし
ての使用することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで前述のごとく
ステッピングモータを指示計器の駆動源として使用する
場合、励磁コイルに駆動信号たる電圧を印加しない無励
磁時に、指針を計器文字板上の所定位置に停止させ、指
針の不必要な動きを抑制する必要があり、このためには
指針の動きを機械的に停止させるストッパ等のロータ
(指針)停止手段が有効である。
ステッピングモータを指示計器の駆動源として使用する
場合、励磁コイルに駆動信号たる電圧を印加しない無励
磁時に、指針を計器文字板上の所定位置に停止させ、指
針の不必要な動きを抑制する必要があり、このためには
指針の動きを機械的に停止させるストッパ等のロータ
(指針)停止手段が有効である。
【0006】ところがステッピングモータにあっては、
無励磁時であっても、ロータと複数の極歯列を含むヨー
クとの間には、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、微弱ではあるが磁力が働く
ため、ロータ停止手段を設けるだけでは、指針がロータ
停止手段による停止位置から離れやすく、指針を所定位
置に確実に保持する手段が望まれていた。
無励磁時であっても、ロータと複数の極歯列を含むヨー
クとの間には、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、微弱ではあるが磁力が働く
ため、ロータ停止手段を設けるだけでは、指針がロータ
停止手段による停止位置から離れやすく、指針を所定位
置に確実に保持する手段が望まれていた。
【0007】この点を考慮して本発明の出願人は、無励
磁時にロータに作用する磁力を利用して、指針を所定位
置に保持する特開平9−184740号を先に提案して
いる。これは無励磁時にロータとヨーク間に作用する磁
力が、指針(ロータ)をその位置に引きつけて留めよう
とする複数の安定点を有していることに着目し、指針の
増減方向に沿って隣接する安定点間の中間点であってこ
れらよりも減少方向側に位置する安定点側にロータ停止
手段による指針の停止位置を設定するものである。
磁時にロータに作用する磁力を利用して、指針を所定位
置に保持する特開平9−184740号を先に提案して
いる。これは無励磁時にロータとヨーク間に作用する磁
力が、指針(ロータ)をその位置に引きつけて留めよう
とする複数の安定点を有していることに着目し、指針の
増減方向に沿って隣接する安定点間の中間点であってこ
れらよりも減少方向側に位置する安定点側にロータ停止
手段による指針の停止位置を設定するものである。
【0008】しかしながら、このような安定点は、部品
の組み付け誤差や寸法誤差により、製品毎にその強さが
一定せず、ロータを付勢もしくは吸引し得る安定点とし
て明確に形成されない場合があり、前記のごとく安定点
を加味して指針の停止位置を設定しても、形成される安
定点が不明確(微弱な)場合には確実に指針を保持でき
ないことがあり、そのため無励磁時に指針を所定位置に
保持する手段としては、限界があると共に改良の余地が
残されていた。
の組み付け誤差や寸法誤差により、製品毎にその強さが
一定せず、ロータを付勢もしくは吸引し得る安定点とし
て明確に形成されない場合があり、前記のごとく安定点
を加味して指針の停止位置を設定しても、形成される安
定点が不明確(微弱な)場合には確実に指針を保持でき
ないことがあり、そのため無励磁時に指針を所定位置に
保持する手段としては、限界があると共に改良の余地が
残されていた。
【0009】そこで本発明は、無励磁時において形成さ
れる安定点を明確(強力)にし、指針の不必要な動きを
抑制し得るステッピングモータ式指示計器を提供せんと
するものである。
れる安定点を明確(強力)にし、指針の不必要な動きを
抑制し得るステッピングモータ式指示計器を提供せんと
するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、出力軸を有する永久磁石からなるロータとこ
のロータの周面に対向する複数の極歯を延設するヨーク
及びこのヨークを磁化させる励磁コイルを有するステー
タとからなり前記ロータを測定量に応じて回動駆動する
ステッピングモータと、このステッピングモータの出力
軸に連結され計器文字板上で前記計測量を指示する指針
と、この指針を前記計器文字板上の所定の位置に停止さ
せるロータ停止手段とからなり、前記励磁コイルの無励
磁時において前記ロータと前記ヨークとの磁気作用によ
り前記指針の指示方向に沿って複数形成される前記ロー
タの安定点のうち互いに隣接する任意の二つの安定点の
間であってこれらの略中間点よりも前記指針の減少指示
側に位置する安定点側に前記ロータ停止手段による前記
指針の停止位置を設け、且つ前記複数の極歯のうち所定
の極歯の前記ロータに対する対向面積を他の極歯の前記
ロータに対する対向面積と異ならせたことを特徴とす
る。
するため、出力軸を有する永久磁石からなるロータとこ
のロータの周面に対向する複数の極歯を延設するヨーク
及びこのヨークを磁化させる励磁コイルを有するステー
タとからなり前記ロータを測定量に応じて回動駆動する
ステッピングモータと、このステッピングモータの出力
軸に連結され計器文字板上で前記計測量を指示する指針
と、この指針を前記計器文字板上の所定の位置に停止さ
せるロータ停止手段とからなり、前記励磁コイルの無励
磁時において前記ロータと前記ヨークとの磁気作用によ
り前記指針の指示方向に沿って複数形成される前記ロー
タの安定点のうち互いに隣接する任意の二つの安定点の
間であってこれらの略中間点よりも前記指針の減少指示
側に位置する安定点側に前記ロータ停止手段による前記
指針の停止位置を設け、且つ前記複数の極歯のうち所定
の極歯の前記ロータに対する対向面積を他の極歯の前記
ロータに対する対向面積と異ならせたことを特徴とす
る。
【0011】また本発明は、出力軸を有する永久磁石か
らなるロータと各々が前記ロータの周面に対向する複数
の極歯を延設するヨーク及びこれらヨークを磁化させる
励磁コイルを有し互いに同軸に積層される第1,第2の
ステータとからなり前記ロータを測定量に応じて回動駆
動するステッピングモータと、前記ロータを前記測定量
に応じて回動駆動させるべく前記各ステータの励磁コイ
ルに駆動信号を供給する駆動手段と、前記出力軸に連結
され計器文字板上で前記計測量を指示する指針と、この
指針を前記計器文字板上の所定の位置に停止させるロー
タ停止手段とからなり、前記各励磁コイルの無励磁時に
おいて前記ロータと前記ヨークとの磁気作用により前記
指針の指示方向に沿って複数形成される前記ロータの安
定点のうち互いに隣接する任意の二つの安定点の間であ
ってこれらの略中間点よりも前記指針の減少指示側に位
置する安定点側に前記ロータ停止手段による前記指針の
停止位置を設け、且つ前記複数の極歯のうち所定の極歯
の前記ロータに対する対向面積を他の極歯の前記ロータ
に対する対向面積と異ならせることにより前記極歯の前
記ロータに対する対向面積が前記第1,第2のステータ
単位で相対的に異なっており、前記対向面積が小さい前
記ステータの前記励磁コイルに供給する前記駆動信号の
実効値を、前記対向面積が大きい前記ステータの前記励
磁コイルに供給する前記駆動信号の実効値よりも高くし
たことを特徴とする。
らなるロータと各々が前記ロータの周面に対向する複数
の極歯を延設するヨーク及びこれらヨークを磁化させる
励磁コイルを有し互いに同軸に積層される第1,第2の
ステータとからなり前記ロータを測定量に応じて回動駆
動するステッピングモータと、前記ロータを前記測定量
に応じて回動駆動させるべく前記各ステータの励磁コイ
ルに駆動信号を供給する駆動手段と、前記出力軸に連結
され計器文字板上で前記計測量を指示する指針と、この
指針を前記計器文字板上の所定の位置に停止させるロー
タ停止手段とからなり、前記各励磁コイルの無励磁時に
おいて前記ロータと前記ヨークとの磁気作用により前記
指針の指示方向に沿って複数形成される前記ロータの安
定点のうち互いに隣接する任意の二つの安定点の間であ
ってこれらの略中間点よりも前記指針の減少指示側に位
置する安定点側に前記ロータ停止手段による前記指針の
停止位置を設け、且つ前記複数の極歯のうち所定の極歯
の前記ロータに対する対向面積を他の極歯の前記ロータ
に対する対向面積と異ならせることにより前記極歯の前
記ロータに対する対向面積が前記第1,第2のステータ
単位で相対的に異なっており、前記対向面積が小さい前
記ステータの前記励磁コイルに供給する前記駆動信号の
実効値を、前記対向面積が大きい前記ステータの前記励
磁コイルに供給する前記駆動信号の実効値よりも高くし
たことを特徴とする。
【0012】また本発明は、前記所定の極歯が一つの極
歯からなることを特徴とする。
歯からなることを特徴とする。
【0013】また本発明は、出力軸を有する永久磁石か
らなるロータと各々が前記ロータの周面に対向する複数
の極歯を延設するヨーク及びこれらヨークを磁化させる
励磁コイルを有し互いに同軸に積層される第1,第2の
ステータとからなり前記ロータを測定量に応じて回動駆
動するステッピングモータと、前記ロータを前記測定量
に応じて回動駆動させるべく前記各ステータの励磁コイ
ルに電気角で略90度位相の異なる出力波形を有する駆
動信号を供給する駆動手段と、前記出力軸に連結され計
器文字板上で前記計測量を指示する指針と、この指針を
前記計器文字板上の所定の位置に停止させるロータ停止
手段とを備え、前記各励磁コイルの無励磁時において前
記ロータと前記ヨークとの磁気作用により前記指針の指
示方向に沿って複数形成される前記ロータの安定点のう
ち互いに隣接する任意の二つの安定点の間であってこれ
らの略中間点よりも前記指針の減少指示側に位置する安
定点側に前記ロータ停止手段による前記指針の停止位置
を設け、且つ前記複数の極歯のうち所定の極歯の前記ロ
ータに対する対向面積を他の前記極歯の対向面積と異な
らせると共に、前記駆動手段が電気角0度に対応する前
記駆動信号を出力したときの前記指針の指示位置と、前
記無励磁時における前記安定点の位置とが一致している
ことを特徴とする。
らなるロータと各々が前記ロータの周面に対向する複数
の極歯を延設するヨーク及びこれらヨークを磁化させる
励磁コイルを有し互いに同軸に積層される第1,第2の
ステータとからなり前記ロータを測定量に応じて回動駆
動するステッピングモータと、前記ロータを前記測定量
に応じて回動駆動させるべく前記各ステータの励磁コイ
ルに電気角で略90度位相の異なる出力波形を有する駆
動信号を供給する駆動手段と、前記出力軸に連結され計
器文字板上で前記計測量を指示する指針と、この指針を
前記計器文字板上の所定の位置に停止させるロータ停止
手段とを備え、前記各励磁コイルの無励磁時において前
記ロータと前記ヨークとの磁気作用により前記指針の指
示方向に沿って複数形成される前記ロータの安定点のう
ち互いに隣接する任意の二つの安定点の間であってこれ
らの略中間点よりも前記指針の減少指示側に位置する安
定点側に前記ロータ停止手段による前記指針の停止位置
を設け、且つ前記複数の極歯のうち所定の極歯の前記ロ
ータに対する対向面積を他の前記極歯の対向面積と異な
らせると共に、前記駆動手段が電気角0度に対応する前
記駆動信号を出力したときの前記指針の指示位置と、前
記無励磁時における前記安定点の位置とが一致している
ことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明によるステッピングモータ
式指示計器は、出力軸27を有するロータ28とこのロ
ータ28の周面に対向する複数の極歯232,233,
262,263を延設するヨーク23,26及びこのヨ
ーク23,26を磁化させる励磁コイル21,24を有
するステータA,Bとからなりロータ28を測定量に応
じて回動駆動するステッピングモータ2と、このステッ
ピングモータ2の出力軸27に連結され計器文字板3上
で計測量を指示する指針4と、この指針4を計器文字板
3上の所定の位置に停止させるストッパピン(ロータ停
止手段)7とからなり、励磁コイル21,24の無励磁
時においてロータ28とヨーク23,26との磁気作用
により指針4の指示方向に沿って複数形成されるロータ
28の安定点a〜lのうち互いに隣接する任意の二つの
安定点a,bの間であってこれらの略中間点Mよりも指
針4の減少指示側に位置する安定点a側にストッパピン
7によるロータ28(指針4)の停止位置Pを設け、且
つ複数の極歯232,233,262,263のうち所
定の極歯232aのロータに対する対向面積を他の極歯
232,233,262,263のロータ28に対する
対向面積と異ならせたことにより、各安定点a〜lが明
確(強力)となって、安定点aによるストッパピン7側
への指針3(ロータ28)の吸引力が高まり、不必要な
指針4の動きが確実に抑制される。
式指示計器は、出力軸27を有するロータ28とこのロ
ータ28の周面に対向する複数の極歯232,233,
262,263を延設するヨーク23,26及びこのヨ
ーク23,26を磁化させる励磁コイル21,24を有
するステータA,Bとからなりロータ28を測定量に応
じて回動駆動するステッピングモータ2と、このステッ
ピングモータ2の出力軸27に連結され計器文字板3上
で計測量を指示する指針4と、この指針4を計器文字板
3上の所定の位置に停止させるストッパピン(ロータ停
止手段)7とからなり、励磁コイル21,24の無励磁
時においてロータ28とヨーク23,26との磁気作用
により指針4の指示方向に沿って複数形成されるロータ
28の安定点a〜lのうち互いに隣接する任意の二つの
安定点a,bの間であってこれらの略中間点Mよりも指
針4の減少指示側に位置する安定点a側にストッパピン
7によるロータ28(指針4)の停止位置Pを設け、且
つ複数の極歯232,233,262,263のうち所
定の極歯232aのロータに対する対向面積を他の極歯
232,233,262,263のロータ28に対する
対向面積と異ならせたことにより、各安定点a〜lが明
確(強力)となって、安定点aによるストッパピン7側
への指針3(ロータ28)の吸引力が高まり、不必要な
指針4の動きが確実に抑制される。
【0015】すなわち、無励磁状態においてロータ28
の磁極と各極歯232,233,262,263との間
の複数の磁気回路により形成される個々のディテントト
ルクは、各極歯232,233,262,263の対向
面積が一定のときは、大きなムラが生じにくくロータ2
8の周方向において略一定にバランスしているが、対向
面積の異なる所定の極歯232a箇所におけるディテン
トトルクと他の箇所のディテントトルクとで明らかな強
弱の差(ムラ)が形成され、このディテントトルクの強
弱がロータ28の回転方向に沿って所定間隔にて形成さ
れる不安定点M(ロータ28に対して吸引力が小さい)
と、安定点a〜l(ロータ28に対して吸引力が大き
い)の形成を相対的に際立たせるため、安定点a〜lが
より明確化するもので、この結果、安定点aによるロー
タ停止手段7側への指針3(ロータ28)の吸引力が高
まり、不必要な指針4の動きが確実に抑制される。
の磁極と各極歯232,233,262,263との間
の複数の磁気回路により形成される個々のディテントト
ルクは、各極歯232,233,262,263の対向
面積が一定のときは、大きなムラが生じにくくロータ2
8の周方向において略一定にバランスしているが、対向
面積の異なる所定の極歯232a箇所におけるディテン
トトルクと他の箇所のディテントトルクとで明らかな強
弱の差(ムラ)が形成され、このディテントトルクの強
弱がロータ28の回転方向に沿って所定間隔にて形成さ
れる不安定点M(ロータ28に対して吸引力が小さい)
と、安定点a〜l(ロータ28に対して吸引力が大き
い)の形成を相対的に際立たせるため、安定点a〜lが
より明確化するもので、この結果、安定点aによるロー
タ停止手段7側への指針3(ロータ28)の吸引力が高
まり、不必要な指針4の動きが確実に抑制される。
【0016】また特に、複数の極歯232,233,2
62,263のうち所定の極歯232aのロータ28に
対する対向面積を他の極歯232,233,262,2
63のロータ28に対する対向面積と異ならせることに
より、第1のステータAの極歯232(232a ),
233と第2のステータBの極歯262,263とでロ
ータ8に対する対向面積が相対的に異なっている場合、
ロータ28に対する極歯232(232a ),233
の対向面積が小さいステータAの励磁コイル21に供給
する駆動手段800の駆動信号の実効値を、ロータ28
に対する極歯262,263の対向面積が大きいステー
タBの励磁コイル24に供給する駆動信号の実効値より
も高くしたことにより、通常駆動時(励磁時)のステー
タ毎の励磁バランスを保って、ロータ28の回転動作に
与える影響、例えば指針4の指度誤差が大きくなる、ま
たは指示動作のスムーズ性を阻害するといった影響を抑
えることが可能となる。
62,263のうち所定の極歯232aのロータ28に
対する対向面積を他の極歯232,233,262,2
63のロータ28に対する対向面積と異ならせることに
より、第1のステータAの極歯232(232a ),
233と第2のステータBの極歯262,263とでロ
ータ8に対する対向面積が相対的に異なっている場合、
ロータ28に対する極歯232(232a ),233
の対向面積が小さいステータAの励磁コイル21に供給
する駆動手段800の駆動信号の実効値を、ロータ28
に対する極歯262,263の対向面積が大きいステー
タBの励磁コイル24に供給する駆動信号の実効値より
も高くしたことにより、通常駆動時(励磁時)のステー
タ毎の励磁バランスを保って、ロータ28の回転動作に
与える影響、例えば指針4の指度誤差が大きくなる、ま
たは指示動作のスムーズ性を阻害するといった影響を抑
えることが可能となる。
【0017】すなわち、このように所定の極歯232a
のロータ28に対する対向面積を他の極歯232,23
3,262,263のロータ28に対する対向面積と異
ならせることにより、第1のステータAの極歯232
(232a ),233と第2のステータBの極歯26
2,263とでロータ8に対する対向面積が相対的に異
なる場合、通常運転時(励磁時)における励磁トルクが
ステータA,B単位で異なって、ロータ28(指針4)
の回動特性に影響が及ぶことがあるが、ロータ28に対
する極歯232(232a ),233の対向面積が小
さいステータAの励磁コイル21に供給する駆動信号の
実効値を、ロータ28に対する極歯262,263の対
向面積が大きいステータBの励磁コイル24に供給する
駆動信号の実効値よりも高くしたことにより、各ステー
タAの励磁トルクを相対的に強めると共に、ステータB
の励磁トルクを相対的に弱めて各ステータA,B毎の励
磁トルクのバランスを調整することで、ロータ28の回
動特性への影響、例えば指針4の指度誤差が大きくな
る、あるいは指示動作のスムーズ性を阻害するといった
影響を抑えることが可能となる。
のロータ28に対する対向面積を他の極歯232,23
3,262,263のロータ28に対する対向面積と異
ならせることにより、第1のステータAの極歯232
(232a ),233と第2のステータBの極歯26
2,263とでロータ8に対する対向面積が相対的に異
なる場合、通常運転時(励磁時)における励磁トルクが
ステータA,B単位で異なって、ロータ28(指針4)
の回動特性に影響が及ぶことがあるが、ロータ28に対
する極歯232(232a ),233の対向面積が小
さいステータAの励磁コイル21に供給する駆動信号の
実効値を、ロータ28に対する極歯262,263の対
向面積が大きいステータBの励磁コイル24に供給する
駆動信号の実効値よりも高くしたことにより、各ステー
タAの励磁トルクを相対的に強めると共に、ステータB
の励磁トルクを相対的に弱めて各ステータA,B毎の励
磁トルクのバランスを調整することで、ロータ28の回
動特性への影響、例えば指針4の指度誤差が大きくな
る、あるいは指示動作のスムーズ性を阻害するといった
影響を抑えることが可能となる。
【0018】また、所定の極歯が一つの極歯232aか
らなることにより、通常運転時(励磁時)のロータ28
の回動特性への影響を軽減することが可能となる。
らなることにより、通常運転時(励磁時)のロータ28
の回動特性への影響を軽減することが可能となる。
【0019】すなわち、極歯232,233,262,
263のロータ28に対する対向面積を異ならせると、
通常運転時(励磁時)におけるロータ28(指針4)の
回動特性も影響を受けることになるが、対向面積を異な
らせる所定の極歯232aを、極歯232,233,2
62,263の中の一つの極歯232aのみとすること
により、励磁運転時におけるロータ28の回動特性に対
する影響、例えば指針4の指度誤差が大きくなる、ある
いは指示動作のスムーズ性を阻害するといった影響を最
小限に留めることが可能となる。
263のロータ28に対する対向面積を異ならせると、
通常運転時(励磁時)におけるロータ28(指針4)の
回動特性も影響を受けることになるが、対向面積を異な
らせる所定の極歯232aを、極歯232,233,2
62,263の中の一つの極歯232aのみとすること
により、励磁運転時におけるロータ28の回動特性に対
する影響、例えば指針4の指度誤差が大きくなる、ある
いは指示動作のスムーズ性を阻害するといった影響を最
小限に留めることが可能となる。
【0020】また、ステッピングモータ2を、電気角で
略90度位相の異なる出力波形を有する駆動信号を供給
する駆動手段800を通じて駆動する場合、前記駆動手
段800が電気角0度に対応する駆動信号を出力したと
きの指針4の指示位置と、無励磁時における安定点aの
位置とを一致もしくは近接させることにより、駆動手段
800が電気角0度に対応した駆動信号を出力したとき
(例えばイグニッションスイッチ84のオン時)に指針
4がそのストッパピン7による停止位置Pから動くこと
が防止される。
略90度位相の異なる出力波形を有する駆動信号を供給
する駆動手段800を通じて駆動する場合、前記駆動手
段800が電気角0度に対応する駆動信号を出力したと
きの指針4の指示位置と、無励磁時における安定点aの
位置とを一致もしくは近接させることにより、駆動手段
800が電気角0度に対応した駆動信号を出力したとき
(例えばイグニッションスイッチ84のオン時)に指針
4がそのストッパピン7による停止位置Pから動くこと
が防止される。
【0021】
【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明によるステ
ッピングモータ式指示計器の実施例を説明する。
ッピングモータ式指示計器の実施例を説明する。
【0022】図1は本発明の第1実施例によるステッピ
ングモータ式指示計器の分解斜視図、図2は図1に示し
たステッピングモータの分解斜視図、図3は図2の組み
付け状態を示す断面図、図4は図1の組み付け状態を示
す断面図、図5はステッピングモータ式指示計器の駆動
システムを示すブロック図、図6は駆動手段の出力波形
を示す波形図、図7は本実施例の動作を説明する正面
図、図8は本発明のステッピングモータ(ロータ)と計
器文字板(ロータ停止手段)との関係を説明する一部を
切り欠いた正面図、図9は極歯の展開図である。
ングモータ式指示計器の分解斜視図、図2は図1に示し
たステッピングモータの分解斜視図、図3は図2の組み
付け状態を示す断面図、図4は図1の組み付け状態を示
す断面図、図5はステッピングモータ式指示計器の駆動
システムを示すブロック図、図6は駆動手段の出力波形
を示す波形図、図7は本実施例の動作を説明する正面
図、図8は本発明のステッピングモータ(ロータ)と計
器文字板(ロータ停止手段)との関係を説明する一部を
切り欠いた正面図、図9は極歯の展開図である。
【0023】図1において、ステッピングモータ式指示
計器は、例えば自動車等の車両の走行速度変化を指示す
る速度計からなるもので、プリント基板等の支持部材1
上に配置されるステッピングモータ2と、このステッピ
ングモータ2の前方に配置され目盛、数字、指標等の表
示意匠部30が表面に形成された計器文字板3と、ステ
ッピングモータ2により駆動される指針4とから構成さ
れている。
計器は、例えば自動車等の車両の走行速度変化を指示す
る速度計からなるもので、プリント基板等の支持部材1
上に配置されるステッピングモータ2と、このステッピ
ングモータ2の前方に配置され目盛、数字、指標等の表
示意匠部30が表面に形成された計器文字板3と、ステ
ッピングモータ2により駆動される指針4とから構成さ
れている。
【0024】図2において、ステッピングモータ2は、
第1の励磁コイル(励磁コイル)21が巻装された樹脂
製の第1の環状ボビン22をSEC,SPC,パーマロ
イ等の鉄系金属材料からなる第1の環状ヨーク(ヨー
ク)23内部に収納してなる第1のステータ(ステー
タ)Aと、第2の励磁コイル24が巻装された樹脂製の
第2の環状ボビン25を同じくSEC,SPC,パーマ
ロイ等の鉄系金属材料からなる第2の環状ヨーク(ヨー
ク)26内部に収納してなる第2のステータ(ステー
タ)Bと、出力軸27が中心に固定されると共に一定ピ
ッチで複数の磁極が着磁されてなる永久磁石からなるロ
ータ28と、このロータ28の出力軸27を支持する一
対の支持プレート29とから構成されている。
第1の励磁コイル(励磁コイル)21が巻装された樹脂
製の第1の環状ボビン22をSEC,SPC,パーマロ
イ等の鉄系金属材料からなる第1の環状ヨーク(ヨー
ク)23内部に収納してなる第1のステータ(ステー
タ)Aと、第2の励磁コイル24が巻装された樹脂製の
第2の環状ボビン25を同じくSEC,SPC,パーマ
ロイ等の鉄系金属材料からなる第2の環状ヨーク(ヨー
ク)26内部に収納してなる第2のステータ(ステー
タ)Bと、出力軸27が中心に固定されると共に一定ピ
ッチで複数の磁極が着磁されてなる永久磁石からなるロ
ータ28と、このロータ28の出力軸27を支持する一
対の支持プレート29とから構成されている。
【0025】ステータAにおいて、第1の環状ボビン2
2は、円筒状の巻線部220 とその両端に位置する円
盤状の一対の巻線ガイド221,222とから構成され
ている。
2は、円筒状の巻線部220 とその両端に位置する円
盤状の一対の巻線ガイド221,222とから構成され
ている。
【0026】第1の環状ヨーク23は、略カップ状に形
成された第1の外ヨーク230と、この第1の外ヨーク
230の開口側内径よりもわずかに小さい外径を有する
略平板状の第1の内ヨーク231とからなり、これら第
1の外,内ヨーク230,231は、外ヨーク230内
に第1の環状ボビン22を収納し、且つ外ヨーク230
と内ヨーク231との間に第1の環状ボビン22を挟装
した状態で配置される。
成された第1の外ヨーク230と、この第1の外ヨーク
230の開口側内径よりもわずかに小さい外径を有する
略平板状の第1の内ヨーク231とからなり、これら第
1の外,内ヨーク230,231は、外ヨーク230内
に第1の環状ボビン22を収納し、且つ外ヨーク230
と内ヨーク231との間に第1の環状ボビン22を挟装
した状態で配置される。
【0027】また、第1の外,内ヨーク230,231
中央には、環状ボビン22の巻線部220の内周に向け
て複数の極歯232,233が延設され、これら極歯2
32,233は、各々が略同一形状、略同一ピッチで形
成され、ロータ28の外径よりもやや径大な環状の配列
形状を持って櫛歯型に組み合わされる。
中央には、環状ボビン22の巻線部220の内周に向け
て複数の極歯232,233が延設され、これら極歯2
32,233は、各々が略同一形状、略同一ピッチで形
成され、ロータ28の外径よりもやや径大な環状の配列
形状を持って櫛歯型に組み合わされる。
【0028】ステータBにおいて、第2の環状ボビン2
5は、円筒状の巻線部250とその両端に位置する円盤
状の一対の巻線ガイド251,252とから構成されて
いる。
5は、円筒状の巻線部250とその両端に位置する円盤
状の一対の巻線ガイド251,252とから構成されて
いる。
【0029】第2の環状ヨーク26も第1の環状ヨーク
23と同様に、略カップ状に形成された第2の外ヨーク
260と、この第2の外ヨーク260の開口内径よりも
わずかに小さい外径を有する略平板状の第2の内ヨーク
261とからなり、これら第2の外,内ヨーク260,
261は、外ヨーク260内に第2の環状ボビン25を
収納し、且つ外ヨーク260と内ヨーク261との間に
第2の環状ボビン25を挟装した状態で配置される。
23と同様に、略カップ状に形成された第2の外ヨーク
260と、この第2の外ヨーク260の開口内径よりも
わずかに小さい外径を有する略平板状の第2の内ヨーク
261とからなり、これら第2の外,内ヨーク260,
261は、外ヨーク260内に第2の環状ボビン25を
収納し、且つ外ヨーク260と内ヨーク261との間に
第2の環状ボビン25を挟装した状態で配置される。
【0030】また、第2の外,内ヨーク260,261
の中央には、環状ボビン25の巻線部250の内周に向
けて複数の極歯262,263が複数延設され、これら
極歯262,263は、各々が略同一形状、略同一ピッ
チで形成され、ロータ28の外径よりもやや径大な環状
の配列形状を持って櫛歯型に組み合わされる。
の中央には、環状ボビン25の巻線部250の内周に向
けて複数の極歯262,263が複数延設され、これら
極歯262,263は、各々が略同一形状、略同一ピッ
チで形成され、ロータ28の外径よりもやや径大な環状
の配列形状を持って櫛歯型に組み合わされる。
【0031】各環状ボビン22,25と各環状ヨーク2
3,26とから構成される各ステータA,Bは、図3に
示すように、互いに同心的に積層配置されると共に各外
ヨーク230,260の両開口側が電気溶接されて中心
に中空部Sを形成し、この中空部S内にロータ28を回
転自在に収納するもので、ロータ28は出力軸27を通
じて合成樹脂からなる支持プレート29に軸支される。
なお各ステータA,Bにおいて互いに対をなす各極歯2
32,233と各極歯262,263の数は、ロータ2
8の磁極数と等しく形成され、また各極歯232,23
3と各極歯262,263のピッチは、ステータAとス
テータBとで略4分の1ピッチぶんロータ28の回転方
向にずれて配置され、またこれら各極歯232,23
3,262,263のロータ28に対する対向面積は、
後述する所定の極歯232aを除いて略一定となるよう
に形成されている。
3,26とから構成される各ステータA,Bは、図3に
示すように、互いに同心的に積層配置されると共に各外
ヨーク230,260の両開口側が電気溶接されて中心
に中空部Sを形成し、この中空部S内にロータ28を回
転自在に収納するもので、ロータ28は出力軸27を通
じて合成樹脂からなる支持プレート29に軸支される。
なお各ステータA,Bにおいて互いに対をなす各極歯2
32,233と各極歯262,263の数は、ロータ2
8の磁極数と等しく形成され、また各極歯232,23
3と各極歯262,263のピッチは、ステータAとス
テータBとで略4分の1ピッチぶんロータ28の回転方
向にずれて配置され、またこれら各極歯232,23
3,262,263のロータ28に対する対向面積は、
後述する所定の極歯232aを除いて略一定となるよう
に形成されている。
【0032】図4及び図1において支持部材1と計器文
字板3は、ステッピングモータ2の各支持プレート29
にタッピングネジ5,6を通じて固定され、一方指針4
は計器文字板3を貫通して延びるステッピングモータ2
の出力軸27の先端に圧入により固着されている。また
計器文字板3の前面には、出力軸27の軸方向に沿って
延びるストッパピン(ロータ停止手段)7が固定されて
おり、後述する電源オフ時(無励磁時)において指針4
と当接し、指針4(ロータ28)を所定の位置に停止さ
せるものである。なおロータ停止手段は、ストッパピン
に替えて、ロータ28と直接当接してその動きを規制す
るロータストッパや出力軸27に固定した専用の可動当
接と当接してその動きを規制する軸ストッパ(共に図示
しない)の採用が可能である。
字板3は、ステッピングモータ2の各支持プレート29
にタッピングネジ5,6を通じて固定され、一方指針4
は計器文字板3を貫通して延びるステッピングモータ2
の出力軸27の先端に圧入により固着されている。また
計器文字板3の前面には、出力軸27の軸方向に沿って
延びるストッパピン(ロータ停止手段)7が固定されて
おり、後述する電源オフ時(無励磁時)において指針4
と当接し、指針4(ロータ28)を所定の位置に停止さ
せるものである。なおロータ停止手段は、ストッパピン
に替えて、ロータ28と直接当接してその動きを規制す
るロータストッパや出力軸27に固定した専用の可動当
接と当接してその動きを規制する軸ストッパ(共に図示
しない)の採用が可能である。
【0033】このように構成されたステップモータ式指
示計器は、後述する駆動手段を含む駆動システムにより
駆動されるもので、測定量に応じた励磁信号を励磁コイ
ル21,24に供給してこれらを励磁し、その磁路を各
環状ヨーク23,26の複数の極歯232,233,2
62,263を通じてロータ28の複数の磁極に導くこ
とによりロータ28を双方向に回動駆動し、出力軸27
を通じてロータ28に共動する指針4を回動させ、計器
文字板3の表示意匠部30との対比により、前記測定量
を指示するものである。
示計器は、後述する駆動手段を含む駆動システムにより
駆動されるもので、測定量に応じた励磁信号を励磁コイ
ル21,24に供給してこれらを励磁し、その磁路を各
環状ヨーク23,26の複数の極歯232,233,2
62,263を通じてロータ28の複数の磁極に導くこ
とによりロータ28を双方向に回動駆動し、出力軸27
を通じてロータ28に共動する指針4を回動させ、計器
文字板3の表示意匠部30との対比により、前記測定量
を指示するものである。
【0034】具体的には、図5に示すように、車両用の
速度計を例にとって説明すると、計測量である走行速度
に比例した周波数信号が入力端子80から入力される
と、計数手段81において入力信号の立ち上がりや立ち
下がりを検出してこれを所定のゲートタイムにてカウン
ト(ゲートタイム方式)するか、もしくは別の高周波ク
ロック信号を入力信号にてカウント(周期測定方式)
し、刻々と変化する走行速度をデジタルデータとして算
出する。
速度計を例にとって説明すると、計測量である走行速度
に比例した周波数信号が入力端子80から入力される
と、計数手段81において入力信号の立ち上がりや立ち
下がりを検出してこれを所定のゲートタイムにてカウン
ト(ゲートタイム方式)するか、もしくは別の高周波ク
ロック信号を入力信号にてカウント(周期測定方式)
し、刻々と変化する走行速度をデジタルデータとして算
出する。
【0035】このように求められた計測量たるデジタル
データは、処理手段82にて所定の変換周期で指示角デ
ータに変換され、変換周期毎に前回の指示角データと最
新の指示角データの差の絶対値とその増減状態が求めら
れる。
データは、処理手段82にて所定の変換周期で指示角デ
ータに変換され、変換周期毎に前回の指示角データと最
新の指示角データの差の絶対値とその増減状態が求めら
れる。
【0036】この最新指示角データは、次回の更新時に
おける前回時データとして採用され、同様の演算にて最
新指示角データとの比較と更新が繰り返される。
おける前回時データとして採用され、同様の演算にて最
新指示角データとの比較と更新が繰り返される。
【0037】こうして更新された指示角データは、出力
手段83を介してステッピングモータの励磁コイル2
1,24に所定の波形処理(マイクロステップ処理や位
相変換処理)を行って駆動信号(電圧信号)として供給
され、これによって励磁コイル21,24が励磁され、
その磁路を各外,内ヨーク23,26の極歯232,2
33,262,263を通じて導いてロータ28を駆動
し、文字板3の目盛に対応した角度指示にて出力軸27
に固定した指針4を回動するもので、本実施例では、計
数手段81と処理手段82と出力手段83を含んでステ
ッピングモータ式指示計器を駆動する駆動手段800と
して構成している。なお図5中、参照符号84は電源ス
イッチたるイグニッションスイッチ、同じく85は電源
たる車載バッテリである。
手段83を介してステッピングモータの励磁コイル2
1,24に所定の波形処理(マイクロステップ処理や位
相変換処理)を行って駆動信号(電圧信号)として供給
され、これによって励磁コイル21,24が励磁され、
その磁路を各外,内ヨーク23,26の極歯232,2
33,262,263を通じて導いてロータ28を駆動
し、文字板3の目盛に対応した角度指示にて出力軸27
に固定した指針4を回動するもので、本実施例では、計
数手段81と処理手段82と出力手段83を含んでステ
ッピングモータ式指示計器を駆動する駆動手段800と
して構成している。なお図5中、参照符号84は電源ス
イッチたるイグニッションスイッチ、同じく85は電源
たる車載バッテリである。
【0038】出力手段83によって処理された駆動信号
の波形は、図6に示すように、電気角で90度位相の異
なる正弦波,余弦波の波形を有する電圧信号からなる
が、実際は正弦波,余弦波の波形で段階的に変化するマ
イクロステップ波である。また本実施例では、後述する
理由により、ステータAの励磁コイル21に供給する駆
動信号の実効値が、ステータBの励磁コイル24に供給
する駆動信号の実効値よりも高く設定されており、例え
ば、ステータAに供給する駆動信号の実効値は7V、ス
テータBの場合は6.5Vに設定されている。
の波形は、図6に示すように、電気角で90度位相の異
なる正弦波,余弦波の波形を有する電圧信号からなる
が、実際は正弦波,余弦波の波形で段階的に変化するマ
イクロステップ波である。また本実施例では、後述する
理由により、ステータAの励磁コイル21に供給する駆
動信号の実効値が、ステータBの励磁コイル24に供給
する駆動信号の実効値よりも高く設定されており、例え
ば、ステータAに供給する駆動信号の実効値は7V、ス
テータBの場合は6.5Vに設定されている。
【0039】なお処理手段82としては、計器指示特性
を任意に設定して走行速度を指示できるよう計数手段8
1を含んでマイクロコンピュータにて構成することがで
き、処理手段82への電源供給は、イグニッション84
を介して車載バッテリ85から行われる。
を任意に設定して走行速度を指示できるよう計数手段8
1を含んでマイクロコンピュータにて構成することがで
き、処理手段82への電源供給は、イグニッション84
を介して車載バッテリ85から行われる。
【0040】つぎに本実施例によるステッピングモータ
式指示計器の動作を図5,図7に基づき説明すると、イ
グニッションスイッチ84のオフ時においては、車載バ
ッテリ85からの駆動手段800への電源供給が無く、
従って励磁コイル21,24への励磁信号供給も無く
(無励磁状態)、この場合、計器文字板3の表示意匠部
30のゼロ点Z位置よりも若干、指針4指示の減少側(マ
イナス側)の停止位置Pに指針4をストッパピン7当接
状態に保持させ(図7(a))、イグニッションスイッ
チ84のオン時においては、車載バッテリ85からの駆
動手段800への電源供給がなされ、駆動手段800に
より励磁コイル21,24に駆動信号を供給することに
より、指針4をゼロ点Zへ移動させ(図7(b))、エ
ンジンの始動後は、入力端子80からの入力信号に応じ
た駆動手段800による駆動信号供給がなされ、指針4
が測定量に応じて指示を行う(図7(c))ものであ
る。
式指示計器の動作を図5,図7に基づき説明すると、イ
グニッションスイッチ84のオフ時においては、車載バ
ッテリ85からの駆動手段800への電源供給が無く、
従って励磁コイル21,24への励磁信号供給も無く
(無励磁状態)、この場合、計器文字板3の表示意匠部
30のゼロ点Z位置よりも若干、指針4指示の減少側(マ
イナス側)の停止位置Pに指針4をストッパピン7当接
状態に保持させ(図7(a))、イグニッションスイッ
チ84のオン時においては、車載バッテリ85からの駆
動手段800への電源供給がなされ、駆動手段800に
より励磁コイル21,24に駆動信号を供給することに
より、指針4をゼロ点Zへ移動させ(図7(b))、エ
ンジンの始動後は、入力端子80からの入力信号に応じ
た駆動手段800による駆動信号供給がなされ、指針4
が測定量に応じて指示を行う(図7(c))ものであ
る。
【0041】ところで、このようなステッピングモータ
式指示計器に使用されるステッピングモータ2だけに限
らず、この種のPM型ステッピングモータにあっては、
電源オフ時の無励磁時においても、ロータ28には弱い
磁力(ディテントトルク)が作用することが知られてい
る。
式指示計器に使用されるステッピングモータ2だけに限
らず、この種のPM型ステッピングモータにあっては、
電源オフ時の無励磁時においても、ロータ28には弱い
磁力(ディテントトルク)が作用することが知られてい
る。
【0042】この磁力(ディテントトルク)は、ロータ
28の複数の磁極と、この磁極に対して各々が略一定の
対向面積を有し所定間隔にて組み合わされる複数の極歯
323,233,262,263を含む各環状ヨーク2
3,26との間で形成される磁気回路によるもので、ロ
ータ28を所定位置に吸引して保持しようとする安定点
を有し、この安定点は、多くの場合、ロータ28の磁極
数に応じて、略同数、もしくはその略倍数ぶん形成さ
れ、N,S合わせて12の磁極数を有するロータ28を
ステータA,B合わせて24枚の極歯323,233,
262,263にて駆動する場合、「6」,「12」,
「24」の安定点が形成される。
28の複数の磁極と、この磁極に対して各々が略一定の
対向面積を有し所定間隔にて組み合わされる複数の極歯
323,233,262,263を含む各環状ヨーク2
3,26との間で形成される磁気回路によるもので、ロ
ータ28を所定位置に吸引して保持しようとする安定点
を有し、この安定点は、多くの場合、ロータ28の磁極
数に応じて、略同数、もしくはその略倍数ぶん形成さ
れ、N,S合わせて12の磁極数を有するロータ28を
ステータA,B合わせて24枚の極歯323,233,
262,263にて駆動する場合、「6」,「12」,
「24」の安定点が形成される。
【0043】この安定点の存在は、無励磁時に指針4を
ストッパピン7に保持させる構成のステッピングモータ
式指示計器にあって、特にステッピングモータ2と計器
文字板3との関係において指針4の停止位置を定める上
で重要であり、本実施例では、安定点とストッパピン7
との関係を以下のごとく設定している。
ストッパピン7に保持させる構成のステッピングモータ
式指示計器にあって、特にステッピングモータ2と計器
文字板3との関係において指針4の停止位置を定める上
で重要であり、本実施例では、安定点とストッパピン7
との関係を以下のごとく設定している。
【0044】すなわち、図8は「12」の安定点a〜l
が略等間隔で形成される場合を示しており(なおここで
は支持プレート29の図示を省略した)、複数形成され
る安定点a〜lのうち、指針4の増減指示方向において
互いに隣接する任意の第1,第2の安定点a,bを例に
説明すると、指針4の減少指示側に位置する安定点a上
においては、ロータ28をこの位置に安定的に保持しよ
うとする磁力が働き、また安定点aの近傍領域では、ロ
ータ28を安定点aに引き寄せようとする回転磁力MP
1,MP2が働く。一方、指針4の増加指示側に位置す
る安定点b上においても同様に、ロータ28をこの位置
に安定的に保持しようとする磁力が働き、また安定点b
の近傍領域ではロータ28を安定点bに引き寄せようと
する回転磁力PM3,MP4が働く。
が略等間隔で形成される場合を示しており(なおここで
は支持プレート29の図示を省略した)、複数形成され
る安定点a〜lのうち、指針4の増減指示方向において
互いに隣接する任意の第1,第2の安定点a,bを例に
説明すると、指針4の減少指示側に位置する安定点a上
においては、ロータ28をこの位置に安定的に保持しよ
うとする磁力が働き、また安定点aの近傍領域では、ロ
ータ28を安定点aに引き寄せようとする回転磁力MP
1,MP2が働く。一方、指針4の増加指示側に位置す
る安定点b上においても同様に、ロータ28をこの位置
に安定的に保持しようとする磁力が働き、また安定点b
の近傍領域ではロータ28を安定点bに引き寄せようと
する回転磁力PM3,MP4が働く。
【0045】この場合、各安定点a,b間においてロー
タ28を引き寄せようとする回転磁力MP2,MP3
は、これら安定点aと安定点bとの中間点(不安定点)
Mに近づくほど弱くなり、中間点Mが最も不安定とな
る。従ってストッパピン7によるロータ28の停止位置
Wを、これに固着された指針4の増減指示方向において
互いに隣接する第1,第2の安定点a,bの間であっ
て、しかもこれら第1の安定点aと第2の安定点bの中
間点Mよりも指針4の減少指示側となる安定点a側に設
けたもので、換言すればロータ28の停止位置Wを指針4
の減少指示側に位置する安定点aへの回転磁力MP2が
作用する位置に設定したものであり、これにより停止位
置Pに位置する指針4は、回転磁力MP2によってスト
ッパピン7側(ストッパピン7との当接方向)に付勢力
を得ることができ、基点位置Pに安定的に保持すること
ができる。なお、この際、ロータ28の停止位置Wは、中
間点M上及び安定点a上は避けることが望ましく、且つ
安定点aへの回転磁力MP2が十分に作用する位置を選
択すればよい。
タ28を引き寄せようとする回転磁力MP2,MP3
は、これら安定点aと安定点bとの中間点(不安定点)
Mに近づくほど弱くなり、中間点Mが最も不安定とな
る。従ってストッパピン7によるロータ28の停止位置
Wを、これに固着された指針4の増減指示方向において
互いに隣接する第1,第2の安定点a,bの間であっ
て、しかもこれら第1の安定点aと第2の安定点bの中
間点Mよりも指針4の減少指示側となる安定点a側に設
けたもので、換言すればロータ28の停止位置Wを指針4
の減少指示側に位置する安定点aへの回転磁力MP2が
作用する位置に設定したものであり、これにより停止位
置Pに位置する指針4は、回転磁力MP2によってスト
ッパピン7側(ストッパピン7との当接方向)に付勢力
を得ることができ、基点位置Pに安定的に保持すること
ができる。なお、この際、ロータ28の停止位置Wは、中
間点M上及び安定点a上は避けることが望ましく、且つ
安定点aへの回転磁力MP2が十分に作用する位置を選
択すればよい。
【0046】ところが、このような安定点は、ロータ2
8を付勢もしくは吸引し得る安定点として明確に形成さ
れない場合があり、前記のごとく安定点を加味して指針
の停止位置を設定しても、形成される安定点が不明確
(微弱な)場合には確実に指針を保持できないことがあ
る。
8を付勢もしくは吸引し得る安定点として明確に形成さ
れない場合があり、前記のごとく安定点を加味して指針
の停止位置を設定しても、形成される安定点が不明確
(微弱な)場合には確実に指針を保持できないことがあ
る。
【0047】そこで、本発明では、図9に示すように、
複数の極歯232,233,262,263のうち、所
定の極歯232aの先端側略半分を切り欠いて、ロータ
28に対する対向面積を他の極歯232,233,26
2,263のロータ28に対する対向面積とは、異なら
せたことにより安定点a〜lを明確(強力)化したもの
である。なお本実施例では所定の極歯232aの先端側
略半分を切り欠いて、対向面積を異ならせているが、対
向面積を異ならせる具体的手法としては、切り欠くこと
による手段の他、極歯自体の大きさを小さく形成しても
よいし、孔等を設けてもよい。
複数の極歯232,233,262,263のうち、所
定の極歯232aの先端側略半分を切り欠いて、ロータ
28に対する対向面積を他の極歯232,233,26
2,263のロータ28に対する対向面積とは、異なら
せたことにより安定点a〜lを明確(強力)化したもの
である。なお本実施例では所定の極歯232aの先端側
略半分を切り欠いて、対向面積を異ならせているが、対
向面積を異ならせる具体的手法としては、切り欠くこと
による手段の他、極歯自体の大きさを小さく形成しても
よいし、孔等を設けてもよい。
【0048】すなわち、無励磁状態においてロータ28
の磁極と各極歯232,233,262,263との間
の複数の磁気回路により形成される個々のディテントト
ルクは、各極歯232,233,262,263の対向
面積が一定の従来構成では、大きなムラが生じにくくロ
ータ28の周方向において略一定にバランスしているた
め、安定点が不明確(微弱)になりやすいが、所定の極
歯232aのロータ28に対する対向面積を他の極歯2
32,233,262,263のロータ28に対する対
向面積とは異ならせると、所定の極歯232a箇所にお
けるディテントトルクと他の箇所のディテントトルクと
で明らかな強弱の差(ムラ)が形成され、このディテン
トトルクの強弱がロータ28の回転方向に沿って所定間
隔にて形成される安定点a〜l(ロータ28に対して吸
引力が大きい)と不安定点M(ロータ28に対して吸引
力が小さい)との形成を際立たせるため、安定点a〜l
がより明確化し、ロータ28を付勢もしくは吸引して指
針4(ロータ4)をストッパピン7による停止位置に保
持するに足りる安定点a〜lとなる。
の磁極と各極歯232,233,262,263との間
の複数の磁気回路により形成される個々のディテントト
ルクは、各極歯232,233,262,263の対向
面積が一定の従来構成では、大きなムラが生じにくくロ
ータ28の周方向において略一定にバランスしているた
め、安定点が不明確(微弱)になりやすいが、所定の極
歯232aのロータ28に対する対向面積を他の極歯2
32,233,262,263のロータ28に対する対
向面積とは異ならせると、所定の極歯232a箇所にお
けるディテントトルクと他の箇所のディテントトルクと
で明らかな強弱の差(ムラ)が形成され、このディテン
トトルクの強弱がロータ28の回転方向に沿って所定間
隔にて形成される安定点a〜l(ロータ28に対して吸
引力が大きい)と不安定点M(ロータ28に対して吸引
力が小さい)との形成を際立たせるため、安定点a〜l
がより明確化し、ロータ28を付勢もしくは吸引して指
針4(ロータ4)をストッパピン7による停止位置に保
持するに足りる安定点a〜lとなる。
【0049】以上のように本実施例では、出力軸27を
有するロータ28とこのロータ28の周面に対向する複
数の極歯232,233,262,263を延設するヨ
ーク23,26及びこのヨーク23,26を磁化させる
励磁コイル21,24を有するステータA,Bとからな
りロータ28を測定量に応じて回動駆動するステッピン
グモータ2と、このステッピングモータ2の出力軸27
に連結され計器文字板3上で計測量を指示する指針4
と、この指針4を計器文字板3上の所定の位置に停止さ
せるストッパピン(ロータ停止手段)7とからなり、励
磁コイル21,24の無励磁時においてロータ28とヨ
ーク23,26との磁気作用により指針4の指示方向に
沿って複数形成されるロータ28の安定点a〜lのうち
互いに隣接する任意の二つの安定点a,bの間であって
これらの略中間点Mよりも指針4の減少指示側に位置す
る安定点a側にストッパピンロータ7によるロータ28
(指針4)の停止位置Pを設け、且つ複数の極歯23
2,233,262,263のうち所定の極歯232a
のロータに対する対向面積を他の極歯232,233,
262,263のロータ28に対する対向面積と異なら
せたことにより、各安定点a〜lを明確(強力)に形成
させることができ、安定点aによるストッパピン7側へ
の指針3(ロータ28)の吸引力が高まり、不必要な指
針4の動きを確実に抑制することができる。
有するロータ28とこのロータ28の周面に対向する複
数の極歯232,233,262,263を延設するヨ
ーク23,26及びこのヨーク23,26を磁化させる
励磁コイル21,24を有するステータA,Bとからな
りロータ28を測定量に応じて回動駆動するステッピン
グモータ2と、このステッピングモータ2の出力軸27
に連結され計器文字板3上で計測量を指示する指針4
と、この指針4を計器文字板3上の所定の位置に停止さ
せるストッパピン(ロータ停止手段)7とからなり、励
磁コイル21,24の無励磁時においてロータ28とヨ
ーク23,26との磁気作用により指針4の指示方向に
沿って複数形成されるロータ28の安定点a〜lのうち
互いに隣接する任意の二つの安定点a,bの間であって
これらの略中間点Mよりも指針4の減少指示側に位置す
る安定点a側にストッパピンロータ7によるロータ28
(指針4)の停止位置Pを設け、且つ複数の極歯23
2,233,262,263のうち所定の極歯232a
のロータに対する対向面積を他の極歯232,233,
262,263のロータ28に対する対向面積と異なら
せたことにより、各安定点a〜lを明確(強力)に形成
させることができ、安定点aによるストッパピン7側へ
の指針3(ロータ28)の吸引力が高まり、不必要な指
針4の動きを確実に抑制することができる。
【0050】また、本実施例では、出力軸27を有する
ロータ28と各々がロータ28の周面に対向する複数の
極歯232,233,262,263を延設するヨーク
23,26及びこれらヨーク23,26を磁化させる励
磁コイル21,24を有して互いに同軸に積層される第
1,第2のステータA,Bとからなりロータ28を測定
量に応じて回動駆動するステッピングモータ2と、ロー
タ28を測定量に応じて回動駆動させるべく各ステータ
A,Bの励磁コイル21,24に駆動信号を供給する駆
動手段800と、出力軸27に連結され計器文字板3上
で計測量を指示する指針4と、この指針4を計器文字板
3上の所定の位置に停止させるストッパピン(ロータ停
止手段)7とからなり、励磁コイル21,24の無励磁
時においてロータ28とヨーク23,26との磁気作用
により指針4の指示方向に沿って複数形成されるロータ
28の安定点a〜lのうち互いに隣接する任意の二つの
安定点a,bの間であってこれらの略中間点Mよりも指
針4の減少指示側に位置する安定点a側にストッパピン
7によるロータ28(指針4)の停止位置を設け、且つ
複数の極歯232,233,262,263のうち所定
の極歯232aのロータ28に対する対向面積を他の極
歯232,233,262,263のロータ28に対す
る対向面積と異ならせることにより、第1のステータA
の極歯232(232a ),233と第2のステータ
Bの極歯262,263とでロータ8に対する対向面積
が相対的に異なっており、ロータ28に対する極歯23
2(232a ),233の対向面積が小さいステータ
Aの励磁コイル21に供給する駆動信号の実効値を、ロ
ータ28に対する極歯262,263の対向面積が大き
いステータBの励磁コイル24に供給する駆動信号の実
効値よりも高くしたことにより、各安定点a〜lが明確
(強力)となって、安定点aによるストッパピン7側へ
の指針3(ロータ28)の吸引力が高まり、不必要な指
針4の動きが確実に抑制されると共に、通常駆動時(励
磁時)のステータ毎の励磁バランスを保つことができ、
通常運転時のロータ28の回動特性に対する影響を抑制
することができる。
ロータ28と各々がロータ28の周面に対向する複数の
極歯232,233,262,263を延設するヨーク
23,26及びこれらヨーク23,26を磁化させる励
磁コイル21,24を有して互いに同軸に積層される第
1,第2のステータA,Bとからなりロータ28を測定
量に応じて回動駆動するステッピングモータ2と、ロー
タ28を測定量に応じて回動駆動させるべく各ステータ
A,Bの励磁コイル21,24に駆動信号を供給する駆
動手段800と、出力軸27に連結され計器文字板3上
で計測量を指示する指針4と、この指針4を計器文字板
3上の所定の位置に停止させるストッパピン(ロータ停
止手段)7とからなり、励磁コイル21,24の無励磁
時においてロータ28とヨーク23,26との磁気作用
により指針4の指示方向に沿って複数形成されるロータ
28の安定点a〜lのうち互いに隣接する任意の二つの
安定点a,bの間であってこれらの略中間点Mよりも指
針4の減少指示側に位置する安定点a側にストッパピン
7によるロータ28(指針4)の停止位置を設け、且つ
複数の極歯232,233,262,263のうち所定
の極歯232aのロータ28に対する対向面積を他の極
歯232,233,262,263のロータ28に対す
る対向面積と異ならせることにより、第1のステータA
の極歯232(232a ),233と第2のステータ
Bの極歯262,263とでロータ8に対する対向面積
が相対的に異なっており、ロータ28に対する極歯23
2(232a ),233の対向面積が小さいステータ
Aの励磁コイル21に供給する駆動信号の実効値を、ロ
ータ28に対する極歯262,263の対向面積が大き
いステータBの励磁コイル24に供給する駆動信号の実
効値よりも高くしたことにより、各安定点a〜lが明確
(強力)となって、安定点aによるストッパピン7側へ
の指針3(ロータ28)の吸引力が高まり、不必要な指
針4の動きが確実に抑制されると共に、通常駆動時(励
磁時)のステータ毎の励磁バランスを保つことができ、
通常運転時のロータ28の回動特性に対する影響を抑制
することができる。
【0051】すなわち、複数の極歯232,233,2
62,263のうち所定の極歯232aのロータ28に
対する対向面積を他の極歯232,233,262,2
63のロータ28に対する対向面積と異ならせることに
より、安定点aによるロータ停止手段7側への指針3
(ロータ28)の吸引力が高まり、不必要な指針4の動
きが確実に抑制されるのは前述の通りであるが、このよ
うに所定の極歯232aのロータ28に対する対向面積
を他の極歯232,233,262,263のロータ2
8に対する対向面積と異ならせることにより、第1のス
テータAの極歯232(232a ),233と第2の
ステータBの極歯262,263とでロータ8に対する
対向面積が相対的に異なる場合、通常運転時(励磁時)
における励磁トルクがステータA,B単位で異なって、
ロータ28の回動特性に影響が及ぶことがある。従っ
て、ロータ28に対する極歯232(232a ),2
33の対向面積が小さいステータAの励磁コイル21に
供給する駆動信号の実効値を、ロータ28に対する極歯
262,263の対向面積が大きいステータBの励磁コ
イル24に供給する駆動信号の実効値よりも高くしたこ
とにより、ステータAの励磁トルクを相対的に強めると
共に、ステータBの励磁トルクを相対的に弱めて各ステ
ータA,B毎の励磁トルクのバランス調整を行い、これ
により、極歯232,233,262,263のロータ
に28に対する対向面積が各ステータA,B毎に異なる
場合におけるロータ28の回動特性への影響、例えば指
針4の指度誤差が大きくなる、あるいは指示動作のスム
ーズ性を阻害するといった影響を抑えることができる。
62,263のうち所定の極歯232aのロータ28に
対する対向面積を他の極歯232,233,262,2
63のロータ28に対する対向面積と異ならせることに
より、安定点aによるロータ停止手段7側への指針3
(ロータ28)の吸引力が高まり、不必要な指針4の動
きが確実に抑制されるのは前述の通りであるが、このよ
うに所定の極歯232aのロータ28に対する対向面積
を他の極歯232,233,262,263のロータ2
8に対する対向面積と異ならせることにより、第1のス
テータAの極歯232(232a ),233と第2の
ステータBの極歯262,263とでロータ8に対する
対向面積が相対的に異なる場合、通常運転時(励磁時)
における励磁トルクがステータA,B単位で異なって、
ロータ28の回動特性に影響が及ぶことがある。従っ
て、ロータ28に対する極歯232(232a ),2
33の対向面積が小さいステータAの励磁コイル21に
供給する駆動信号の実効値を、ロータ28に対する極歯
262,263の対向面積が大きいステータBの励磁コ
イル24に供給する駆動信号の実効値よりも高くしたこ
とにより、ステータAの励磁トルクを相対的に強めると
共に、ステータBの励磁トルクを相対的に弱めて各ステ
ータA,B毎の励磁トルクのバランス調整を行い、これ
により、極歯232,233,262,263のロータ
に28に対する対向面積が各ステータA,B毎に異なる
場合におけるロータ28の回動特性への影響、例えば指
針4の指度誤差が大きくなる、あるいは指示動作のスム
ーズ性を阻害するといった影響を抑えることができる。
【0052】また本実施例では、所定の極歯232aの
対向面積を小さく形成したが、所定の極歯232aの対
向面積を大きく形成してもよい。
対向面積を小さく形成したが、所定の極歯232aの対
向面積を大きく形成してもよい。
【0053】また本実施例では、対向面積を異ならせる
所定の極歯を一つの極歯232aのみとしているが、対
向面積を異ならせる所定の極歯は複数の極歯でもよい。
所定の極歯を一つの極歯232aのみとしているが、対
向面積を異ならせる所定の極歯は複数の極歯でもよい。
【0054】また本実施例のごとく、対向面積を異なら
せる所定の極歯を一つの極歯232aのみとしたことに
よる利点は、通常運転時(励磁時)のロータ28の回動
特性への影響、例えば指針4の指度誤差が大きくなる、
あるいは指示動作のスムーズ性を阻害するといった影響
を軽減することができる点である。
せる所定の極歯を一つの極歯232aのみとしたことに
よる利点は、通常運転時(励磁時)のロータ28の回動
特性への影響、例えば指針4の指度誤差が大きくなる、
あるいは指示動作のスムーズ性を阻害するといった影響
を軽減することができる点である。
【0055】すなわち、極歯232,233,262,
263のロータ28に対する対向面積を異ならせると、
通常運転時(励磁時)におけるロータ28(指針4)の
回動特性も影響を受けることになるが、対向面積を異な
らせる所定の極歯232aを、極歯232,233,2
62,263の中の一つの極歯232aのみとすること
により、励磁運転時におけるロータ28の回動特性に対
する影響を最小限に留めることが可能となる。
263のロータ28に対する対向面積を異ならせると、
通常運転時(励磁時)におけるロータ28(指針4)の
回動特性も影響を受けることになるが、対向面積を異な
らせる所定の極歯232aを、極歯232,233,2
62,263の中の一つの極歯232aのみとすること
により、励磁運転時におけるロータ28の回動特性に対
する影響を最小限に留めることが可能となる。
【0056】また本実施例では、図10(a)に示すよ
うに、駆動手段800が電気角0度に対応する駆動信号
(図6参照)を出力したときの指針4の指示位置e0
と、無励磁時における安定点aの位置とを一致させてい
る。
うに、駆動手段800が電気角0度に対応する駆動信号
(図6参照)を出力したときの指針4の指示位置e0
と、無励磁時における安定点aの位置とを一致させてい
る。
【0057】これは、駆動手段800が例えばイグニッ
ションスイッチ84のオン時に電気角0度に対応した駆
動信号を出力するように構成されていることに対応した
ものである。
ションスイッチ84のオン時に電気角0度に対応した駆
動信号を出力するように構成されていることに対応した
ものである。
【0058】ロータ28(指針4)は、イグニッション
スイッチ84のオフ時には、ストッパピン7によりその
回動が停止され、安定点aを通じて所定の停止位置Pに
留まっている。そしてイグニッションスイッチ84がオ
ンされると、駆動手段800から電気角0度に対応する
駆動信号が入力され、ロータ28(指針4)には電気角
0度に対応する所定の指示位置e0に向かって回動する
回転力が作用するが、ストッパピン7の存在により指針
4の動きは停止される。このときロータ28(指針4)
には、これをストッパピン7による指針4の停止位置か
ら指示位置e0まで回動させるたけの回転力が働く。
スイッチ84のオフ時には、ストッパピン7によりその
回動が停止され、安定点aを通じて所定の停止位置Pに
留まっている。そしてイグニッションスイッチ84がオ
ンされると、駆動手段800から電気角0度に対応する
駆動信号が入力され、ロータ28(指針4)には電気角
0度に対応する所定の指示位置e0に向かって回動する
回転力が作用するが、ストッパピン7の存在により指針
4の動きは停止される。このときロータ28(指針4)
には、これをストッパピン7による指針4の停止位置か
ら指示位置e0まで回動させるたけの回転力が働く。
【0059】ところが図10(b)に示すように、安定
点aと、電気角0度に対応する駆動信号を出力したとき
の指針4の指示位置e0とが離れていると、そのぶん過
大なトルク(回転力)がストッパピン7に加わることと
なり、指針4やストッパピン7自体の材質にも起因して
指針4の跳ね上がり現象が生じやすい。そこで、図10
(a)に示すように、安定点aと、電気角0度に対応す
る駆動信号を出力したときの指針4の指示位置e0とを
一致させると、安定点aと指示位置e0とが近いぶん、
ストッパピン7に加わるトルク(回動力)は小さくな
り、指針4の跳ね上がりが予防される。なお本実施例で
は、安定点aと、電気角0度に対応する駆動信号を出力
したときの指針4の指示位置e0とを一致させている
が、安定点aと指示位置e0との関係は必ずしも一致さ
せなくとも、指針4の跳ね上がりが生じない程度に近接
させればよい。
点aと、電気角0度に対応する駆動信号を出力したとき
の指針4の指示位置e0とが離れていると、そのぶん過
大なトルク(回転力)がストッパピン7に加わることと
なり、指針4やストッパピン7自体の材質にも起因して
指針4の跳ね上がり現象が生じやすい。そこで、図10
(a)に示すように、安定点aと、電気角0度に対応す
る駆動信号を出力したときの指針4の指示位置e0とを
一致させると、安定点aと指示位置e0とが近いぶん、
ストッパピン7に加わるトルク(回動力)は小さくな
り、指針4の跳ね上がりが予防される。なお本実施例で
は、安定点aと、電気角0度に対応する駆動信号を出力
したときの指針4の指示位置e0とを一致させている
が、安定点aと指示位置e0との関係は必ずしも一致さ
せなくとも、指針4の跳ね上がりが生じない程度に近接
させればよい。
【0060】このように、ステッピングモータ2を、電
気角で略90度位相の異なる出力波形を有する駆動信号
を供給する駆動手段800を通じて駆動する場合、駆動
手段800から電気角0度に対応する駆動信号が入力さ
れたときの指針4の指示位置e0と、無励磁時における
安定点aの位置とを一致もしくは近接させることによ
り、駆動手段800が電気角0度に対応した駆動信号を
出力したとき(イグニッションスイッチ84のオン時)
に指針4がそのストッパピン7による停止位置Pから動
くことを防止することができる。
気角で略90度位相の異なる出力波形を有する駆動信号
を供給する駆動手段800を通じて駆動する場合、駆動
手段800から電気角0度に対応する駆動信号が入力さ
れたときの指針4の指示位置e0と、無励磁時における
安定点aの位置とを一致もしくは近接させることによ
り、駆動手段800が電気角0度に対応した駆動信号を
出力したとき(イグニッションスイッチ84のオン時)
に指針4がそのストッパピン7による停止位置Pから動
くことを防止することができる。
【0061】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、出力軸
を有する永久磁石からなるロータとこのロータの周面に
対向する複数の極歯を延設するヨーク及びこのヨークを
磁化させる励磁コイルを有するステータとからなり前記
ロータを測定量に応じて回動駆動するステッピングモー
タと、このステッピングモータの出力軸に連結され計器
文字板上で前記計測量を指示する指針と、この指針を前
記計器文字板上の所定の位置に停止させるロータ停止手
段とからなり、前記励磁コイルの無励磁時において前記
ロータと前記ヨークとの磁気作用により前記指針の指示
方向に沿って複数形成される前記ロータの安定点のうち
互いに隣接する任意の二つの安定点の間であってこれら
の略中間点よりも前記指針の減少指示側に位置する安定
点側に前記ロータ停止手段による前記指針の停止位置を
設け、且つ前記複数の極歯のうち所定の極歯の前記ロー
タに対する対向面積を他の極歯の前記ロータに対する対
向面積と異ならせたことにより、無励磁時において形成
される安定点を明確にし、指針の不必要な動きを抑制し
得るステッピングモータ式指示計器を提供することがで
きる。
を有する永久磁石からなるロータとこのロータの周面に
対向する複数の極歯を延設するヨーク及びこのヨークを
磁化させる励磁コイルを有するステータとからなり前記
ロータを測定量に応じて回動駆動するステッピングモー
タと、このステッピングモータの出力軸に連結され計器
文字板上で前記計測量を指示する指針と、この指針を前
記計器文字板上の所定の位置に停止させるロータ停止手
段とからなり、前記励磁コイルの無励磁時において前記
ロータと前記ヨークとの磁気作用により前記指針の指示
方向に沿って複数形成される前記ロータの安定点のうち
互いに隣接する任意の二つの安定点の間であってこれら
の略中間点よりも前記指針の減少指示側に位置する安定
点側に前記ロータ停止手段による前記指針の停止位置を
設け、且つ前記複数の極歯のうち所定の極歯の前記ロー
タに対する対向面積を他の極歯の前記ロータに対する対
向面積と異ならせたことにより、無励磁時において形成
される安定点を明確にし、指針の不必要な動きを抑制し
得るステッピングモータ式指示計器を提供することがで
きる。
【0062】また本発明は、出力軸を有する永久磁石か
らなるロータと各々が前記ロータの周面に対向する複数
の極歯を延設するヨーク及びこれらヨークを磁化させる
励磁コイルを有し互いに同軸に積層される第1,第2の
ステータとからなり前記ロータを測定量に応じて回動駆
動するステッピングモータと、前記ロータを前記測定量
に応じて回動駆動させるべく前記各ステータの励磁コイ
ルに駆動信号を供給する駆動手段と、前記出力軸に連結
され計器文字板上で前記計測量を指示する指針と、この
指針を前記計器文字板上の所定の位置に停止させるロー
タ停止手段とからなり、前記各励磁コイルの無励磁時に
おいて前記ロータと前記ヨークとの磁気作用により前記
指針の指示方向に沿って複数形成される前記ロータの安
定点のうち互いに隣接する任意の二つの安定点の間であ
ってこれらの略中間点よりも前記指針の減少指示側に位
置する安定点側に前記ロータ停止手段による前記指針の
停止位置を設け、且つ前記複数の極歯のうち所定の極歯
の前記ロータに対する対向面積を他の極歯の前記ロータ
に対する対向面積と異ならせることにより前記極歯の前
記ロータに対する対向面積が前記第1,第2のステータ
単位で相対的に異なっており、前記対向面積が小さい前
記ステータの前記励磁コイルに供給する前記駆動信号の
実効値を、前記対向面積が大きい前記ステータの前記励
磁コイルに供給する前記駆動信号の実効値よりも高くし
たことにより、無励磁時において形成される安定点を明
確にし、指針の不必要な動きを抑制し得ると共に、通常
駆動時(励磁時)のステータ毎の励磁バランスを保っ
て、ロータの回動特性を阻害しないステッピングモータ
式指示計器を提供することができる。
らなるロータと各々が前記ロータの周面に対向する複数
の極歯を延設するヨーク及びこれらヨークを磁化させる
励磁コイルを有し互いに同軸に積層される第1,第2の
ステータとからなり前記ロータを測定量に応じて回動駆
動するステッピングモータと、前記ロータを前記測定量
に応じて回動駆動させるべく前記各ステータの励磁コイ
ルに駆動信号を供給する駆動手段と、前記出力軸に連結
され計器文字板上で前記計測量を指示する指針と、この
指針を前記計器文字板上の所定の位置に停止させるロー
タ停止手段とからなり、前記各励磁コイルの無励磁時に
おいて前記ロータと前記ヨークとの磁気作用により前記
指針の指示方向に沿って複数形成される前記ロータの安
定点のうち互いに隣接する任意の二つの安定点の間であ
ってこれらの略中間点よりも前記指針の減少指示側に位
置する安定点側に前記ロータ停止手段による前記指針の
停止位置を設け、且つ前記複数の極歯のうち所定の極歯
の前記ロータに対する対向面積を他の極歯の前記ロータ
に対する対向面積と異ならせることにより前記極歯の前
記ロータに対する対向面積が前記第1,第2のステータ
単位で相対的に異なっており、前記対向面積が小さい前
記ステータの前記励磁コイルに供給する前記駆動信号の
実効値を、前記対向面積が大きい前記ステータの前記励
磁コイルに供給する前記駆動信号の実効値よりも高くし
たことにより、無励磁時において形成される安定点を明
確にし、指針の不必要な動きを抑制し得ると共に、通常
駆動時(励磁時)のステータ毎の励磁バランスを保っ
て、ロータの回動特性を阻害しないステッピングモータ
式指示計器を提供することができる。
【0063】また本発明は、前記所定の極歯が一つの極
歯からなることにより、通常運転時(励磁時)のロータ
の回動特性への影響を軽減することができる。
歯からなることにより、通常運転時(励磁時)のロータ
の回動特性への影響を軽減することができる。
【0064】また本発明は、出力軸を有する永久磁石か
らなるロータと各々が前記ロータの周面に対向する複数
の極歯を延設するヨーク及びこれらヨークを磁化させる
励磁コイルを有し互いに同軸に積層される第1,第2の
ステータとからなり前記ロータを測定量に応じて回動駆
動するステッピングモータと、前記ロータを前記測定量
に応じて回動駆動させるべく前記各ステータの励磁コイ
ルに位相の異なる出力波形を有する駆動信号を供給する
駆動手段と、前記出力軸に連結され計器文字板上で前記
計測量を指示する指針と、この指針を前記計器文字板上
の所定の位置に停止させるロータ停止手段とを備え、前
記各励磁コイルの無励磁時において前記ロータと前記ヨ
ークとの磁気作用により前記指針の指示方向に沿って複
数形成される前記ロータの安定点のうち互いに隣接する
任意の二つの安定点の間であってこれらの略中間点より
も前記指針の減少指示側に位置する安定点側に前記ロー
タ停止手段による前記指針の停止位置を設け、且つ前記
複数の極歯のうち所定の極歯の前記ロータに対する対向
面積を他の前記極歯の対向面積と異ならせると共に、前
記駆動手段が電気角0度に対応する前記駆動信号を出力
したときの前記指針の指示位置と、前記無励磁時におけ
る前記安定点の位置とが一致していることにより、無励
磁時において形成される安定点を明確にし、指針の不必
要な動きを抑制し得ると共に、電源オン時に指針がその
停止位置から動くことを防止できるステッピングモータ
式指示計器を提供することができる。
らなるロータと各々が前記ロータの周面に対向する複数
の極歯を延設するヨーク及びこれらヨークを磁化させる
励磁コイルを有し互いに同軸に積層される第1,第2の
ステータとからなり前記ロータを測定量に応じて回動駆
動するステッピングモータと、前記ロータを前記測定量
に応じて回動駆動させるべく前記各ステータの励磁コイ
ルに位相の異なる出力波形を有する駆動信号を供給する
駆動手段と、前記出力軸に連結され計器文字板上で前記
計測量を指示する指針と、この指針を前記計器文字板上
の所定の位置に停止させるロータ停止手段とを備え、前
記各励磁コイルの無励磁時において前記ロータと前記ヨ
ークとの磁気作用により前記指針の指示方向に沿って複
数形成される前記ロータの安定点のうち互いに隣接する
任意の二つの安定点の間であってこれらの略中間点より
も前記指針の減少指示側に位置する安定点側に前記ロー
タ停止手段による前記指針の停止位置を設け、且つ前記
複数の極歯のうち所定の極歯の前記ロータに対する対向
面積を他の前記極歯の対向面積と異ならせると共に、前
記駆動手段が電気角0度に対応する前記駆動信号を出力
したときの前記指針の指示位置と、前記無励磁時におけ
る前記安定点の位置とが一致していることにより、無励
磁時において形成される安定点を明確にし、指針の不必
要な動きを抑制し得ると共に、電源オン時に指針がその
停止位置から動くことを防止できるステッピングモータ
式指示計器を提供することができる。
【図1】本発明の第1実施例によるステッピングモータ
式指示計器の分解斜視図。
式指示計器の分解斜視図。
【図2】図1に示したステッピングモータの分解斜視
図。
図。
【図3】図2の組み付け状態を示す断面図。
【図4】図1の組み付け状態を示す断面図。
【図5】駆動システム構成を示すブロック図。
【図6】駆動手段の出力波形を示す波形図
【図7】(a)〜(c)はいずれも本実施例の作用を説
明する正面図。
明する正面図。
【図8】ロータ停止手段による指針(ロータ)の停止位
置と安定点との関係を説明する一部を切り欠いた正面図
である。
置と安定点との関係を説明する一部を切り欠いた正面図
である。
【図9】極歯の展開図である。
【図10】(a)は安定点と電気角0度に対応する駆動
信号が入力されたときの指針の指示位置との関係を示す
要部正面図、(b)は(a)の比較例を示す要部正面図
である。
信号が入力されたときの指針の指示位置との関係を示す
要部正面図、(b)は(a)の比較例を示す要部正面図
である。
2 ステッピングモータ 3 計器文字板 4 指針 7 ストッパピン(ロータ停止手段) 21 第1の励磁コイル 23 第1の環状ヨーク(ヨーク) 24 第2の励磁コイル 25 第2の環状ヨーク(ヨーク) 27 出力軸 28 ロータ 232,232a,233,262,263 極歯 A,B ステータ M 中間点 W 位置 a,b (第1,第2の)安定点 c〜l 安定点
【手続補正書】
【提出日】平成11年7月7日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、出力軸を有する永久磁石からなるロータと各
々が前記ロータの周面に対向する複数の極歯を延設する
ヨーク及びこれらヨークを磁化させる励磁コイルを有し
互いに同軸に積層される第1,第2のステータとからな
り前記ロータを測定量に応じて回動駆動するステッピン
グモータと、前記ロータを前記測定量に応じて回動駆動
させるべく前記各ステータの励磁コイルに駆動信号を供
給する駆動手段と、前記出力軸に連結され計器文字板上
で前記計測量を指示する指針と、この指針を前記計器文
字板上の所定の位置に停止させるロータ停止手段とから
なり、前記各励磁コイルの無励磁時において前記ロータ
と前記ヨークとの磁気作用により前記指針の指示方向に
沿って複数形成される前記ロータの安定点のうち互いに
隣接する任意の二つの安定点の間であってこれらの略中
間点よりも前記指針の減少指示側に位置する安定点側に
前記ロータ停止手段による前記指針の停止位置を設け、
且つ前記複数の極歯のうち所定の極歯の前記ロータに対
する対向面積を他の極歯の前記ロータに対する対向面積
と異ならせることにより前記極歯の前記ロータに対する
対向面積が前記第1,第2のステータ単位で相対的に異
なっており、前記対向面積が小さい前記ステータの前記
励磁コイルに供給する前記駆動信号の実効値を、前記対
向面積が大きい前記ステータの前記励磁コイルに供給す
る前記駆動信号の実効値よりも高くしたことを特徴とす
る。
するため、出力軸を有する永久磁石からなるロータと各
々が前記ロータの周面に対向する複数の極歯を延設する
ヨーク及びこれらヨークを磁化させる励磁コイルを有し
互いに同軸に積層される第1,第2のステータとからな
り前記ロータを測定量に応じて回動駆動するステッピン
グモータと、前記ロータを前記測定量に応じて回動駆動
させるべく前記各ステータの励磁コイルに駆動信号を供
給する駆動手段と、前記出力軸に連結され計器文字板上
で前記計測量を指示する指針と、この指針を前記計器文
字板上の所定の位置に停止させるロータ停止手段とから
なり、前記各励磁コイルの無励磁時において前記ロータ
と前記ヨークとの磁気作用により前記指針の指示方向に
沿って複数形成される前記ロータの安定点のうち互いに
隣接する任意の二つの安定点の間であってこれらの略中
間点よりも前記指針の減少指示側に位置する安定点側に
前記ロータ停止手段による前記指針の停止位置を設け、
且つ前記複数の極歯のうち所定の極歯の前記ロータに対
する対向面積を他の極歯の前記ロータに対する対向面積
と異ならせることにより前記極歯の前記ロータに対する
対向面積が前記第1,第2のステータ単位で相対的に異
なっており、前記対向面積が小さい前記ステータの前記
励磁コイルに供給する前記駆動信号の実効値を、前記対
向面積が大きい前記ステータの前記励磁コイルに供給す
る前記駆動信号の実効値よりも高くしたことを特徴とす
る。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】削除
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0042
【補正方法】変更
【補正内容】
【0042】この磁力(ディテントトルク)は、ロータ
28の複数の磁極と、この磁極に対して各々が略一定の
対向面積を有し所定間隔にて組み合わされる複数の極歯
232,233,262,263を含む各環状ヨーク2
3,26との間で形成される磁気回路によるもので、ロ
ータ28を所定位置に吸引して保持しようとする安定点
を有し、この安定点は、多くの場合、ロータ28の磁極
数に応じて、略同数、もしくはその略倍数ぶん形成さ
れ、N,S合わせて12の磁極数を有するロータ28を
ステータA,B合わせて24枚の極歯232,233,
262,263にて駆動する場合、「6」,「12」,
「24」の安定点が形成される。
28の複数の磁極と、この磁極に対して各々が略一定の
対向面積を有し所定間隔にて組み合わされる複数の極歯
232,233,262,263を含む各環状ヨーク2
3,26との間で形成される磁気回路によるもので、ロ
ータ28を所定位置に吸引して保持しようとする安定点
を有し、この安定点は、多くの場合、ロータ28の磁極
数に応じて、略同数、もしくはその略倍数ぶん形成さ
れ、N,S合わせて12の磁極数を有するロータ28を
ステータA,B合わせて24枚の極歯232,233,
262,263にて駆動する場合、「6」,「12」,
「24」の安定点が形成される。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0044
【補正方法】変更
【補正内容】
【0044】すなわち、図8は「12」の安定点a〜l
が略等間隔で形成される場合を示しており(なおここで
は支持プレート29の図示を省略した)、複数形成され
る安定点a〜lのうち、指針4の増減指示方向において
互いに隣接する任意の第1,第2の安定点a,bを例に
説明すると、指針4の減少指示側に位置する安定点a上
においては、ロータ28をこの位置に安定的に保持しよ
うとする磁力が働き、また安定点aの近傍領域では、ロ
ータ28を安定点aに引き寄せようとする回転磁力MP
1,MP2が働く。一方、指針4の増加指示側に位置す
る安定点b上においても同様に、ロータ28をこの位置
に安定的に保持しようとする磁力が働き、また安定点b
の近傍領域ではロータ28を安定点bに引き寄せようと
する回転磁力MP3,MP4が働く。
が略等間隔で形成される場合を示しており(なおここで
は支持プレート29の図示を省略した)、複数形成され
る安定点a〜lのうち、指針4の増減指示方向において
互いに隣接する任意の第1,第2の安定点a,bを例に
説明すると、指針4の減少指示側に位置する安定点a上
においては、ロータ28をこの位置に安定的に保持しよ
うとする磁力が働き、また安定点aの近傍領域では、ロ
ータ28を安定点aに引き寄せようとする回転磁力MP
1,MP2が働く。一方、指針4の増加指示側に位置す
る安定点b上においても同様に、ロータ28をこの位置
に安定的に保持しようとする磁力が働き、また安定点b
の近傍領域ではロータ28を安定点bに引き寄せようと
する回転磁力MP3,MP4が働く。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0061
【補正方法】変更
【補正内容】
【0061】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、出力軸
を有する永久磁石からなるロータと各々が前記ロータの
周面に対向する複数の極歯を延設するヨーク及びこれら
ヨークを磁化させる励磁コイルを有し互いに同軸に積層
される第1,第2のステータとからなり前記ロータを測
定量に応じて回動駆動するステッピングモータと、前記
ロータを前記測定量に応じて回動駆動させるべく前記各
ステータの励磁コイルに駆動信号を供給する駆動手段
と、前記出力軸に連結され計器文字板上で前記計測量を
指示する指針と、この指針を前記計器文字板上の所定の
位置に停止させるロータ停止手段とからなり、前記各励
磁コイルの無励磁時において前記ロータと前記ヨークと
の磁気作用により前記指針の指示方向に沿って複数形成
される前記ロータの安定点のうち互いに隣接する任意の
二つの安定点の間であってこれらの略中間点よりも前記
指針の減少指示側に位置する安定点側に前記ロータ停止
手段による前記指針の停止位置を設け、且つ前記複数の
極歯のうち所定の極歯の前記ロータに対する対向面積を
他の極歯の前記ロータに対する対向面積と異ならせるこ
とにより前記極歯の前記ロータに対する対向面積が前記
第1,第2のステータ単位で相対的に異なっており、前
記対向面積が小さい前記ステータの前記励磁コイルに供
給する前記駆動信号の実効値を、前記対向面積が大きい
前記ステータの前記励磁コイルに供給する前記駆動信号
の実効値よりも高くしたことにより、無励磁時において
形成される安定点を明確にし、指針の不必要な動きを抑
制し得ると共に、通常駆動時(励磁時)のステータ毎の
励磁バランスを保って、ロータの回動特性を阻害しない
ステッピングモータ式指示計器を提供することができ
る。
を有する永久磁石からなるロータと各々が前記ロータの
周面に対向する複数の極歯を延設するヨーク及びこれら
ヨークを磁化させる励磁コイルを有し互いに同軸に積層
される第1,第2のステータとからなり前記ロータを測
定量に応じて回動駆動するステッピングモータと、前記
ロータを前記測定量に応じて回動駆動させるべく前記各
ステータの励磁コイルに駆動信号を供給する駆動手段
と、前記出力軸に連結され計器文字板上で前記計測量を
指示する指針と、この指針を前記計器文字板上の所定の
位置に停止させるロータ停止手段とからなり、前記各励
磁コイルの無励磁時において前記ロータと前記ヨークと
の磁気作用により前記指針の指示方向に沿って複数形成
される前記ロータの安定点のうち互いに隣接する任意の
二つの安定点の間であってこれらの略中間点よりも前記
指針の減少指示側に位置する安定点側に前記ロータ停止
手段による前記指針の停止位置を設け、且つ前記複数の
極歯のうち所定の極歯の前記ロータに対する対向面積を
他の極歯の前記ロータに対する対向面積と異ならせるこ
とにより前記極歯の前記ロータに対する対向面積が前記
第1,第2のステータ単位で相対的に異なっており、前
記対向面積が小さい前記ステータの前記励磁コイルに供
給する前記駆動信号の実効値を、前記対向面積が大きい
前記ステータの前記励磁コイルに供給する前記駆動信号
の実効値よりも高くしたことにより、無励磁時において
形成される安定点を明確にし、指針の不必要な動きを抑
制し得ると共に、通常駆動時(励磁時)のステータ毎の
励磁バランスを保って、ロータの回動特性を阻害しない
ステッピングモータ式指示計器を提供することができ
る。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0062
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 宏行 新潟県長岡市東蔵王2丁目2番34号 日本 精機株式会社内 (72)発明者 岩橋 優 新潟県長岡市東蔵王2丁目2番34号 日本 精機株式会社内 (72)発明者 鶴巻 桂司 新潟県長岡市東蔵王2丁目2番34号 日本 精機株式会社内 (72)発明者 地主 浩一 新潟県長岡市東蔵王2丁目2番34号 日本 精機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項1】 出力軸を有する永久磁石からなるロータ
とこのロータの周面に対向する複数の極歯を延設するヨ
ーク及びこのヨークを磁化させる励磁コイルを有するス
テータとからなり前記ロータを測定量に応じて回動駆動
するステッピングモータと、このステッピングモータの
出力軸に連結され計器文字板上で前記計測量を指示する
指針と、この指針を前記計器文字板上の所定の位置に停
止させるロータ停止手段とからなり、前記励磁コイルの
無励磁時において前記ロータと前記ヨークとの磁気作用
により前記指針の指示方向に沿って複数形成される前記
ロータの安定点のうち互いに隣接する任意の二つの安定
点の間であってこれらの略中間点よりも前記指針の減少
指示側に位置する安定点側に前記ロータ停止手段による
前記指針の停止位置を設け、且つ前記複数の極歯のうち
所定の極歯の前記ロータに対する対向面積を他の極歯の
前記ロータに対する対向面積と異ならせたことを特徴と
するステッピングモータ式計器。 - 【請求項2】 出力軸を有する永久磁石からなるロータ
と各々が前記ロータの周面に対向する複数の極歯を延設
するヨーク及びこれらヨークを磁化させる励磁コイルを
有し互いに同軸に積層される第1,第2のステータとか
らなり前記ロータを測定量に応じて回動駆動するステッ
ピングモータと、前記ロータを前記測定量に応じて回動
駆動させるべく前記各ステータの励磁コイルに駆動信号
を供給する駆動手段と、前記出力軸に連結され計器文字
板上で前記計測量を指示する指針と、この指針を前記計
器文字板上の所定の位置に停止させるロータ停止手段と
からなり、前記各励磁コイルの無励磁時において前記ロ
ータと前記ヨークとの磁気作用により前記指針の指示方
向に沿って複数形成される前記ロータの安定点のうち互
いに隣接する任意の二つの安定点の間であってこれらの
略中間点よりも前記指針の減少指示側に位置する安定点
側に前記ロータ停止手段による前記指針の停止位置を設
け、且つ前記複数の極歯のうち所定の極歯の前記ロータ
に対する対向面積を他の極歯の前記ロータに対する対向
面積と異ならせることにより前記極歯の前記ロータに対
する対向面積が前記第1,第2のステータ単位で相対的
に異なっており、前記対向面積が小さい前記ステータの
前記励磁コイルに供給する前記駆動信号の実効値を、前
記対向面積が大きい前記ステータの前記励磁コイルに供
給する前記駆動信号の実効値よりも高くしたことを特徴
とするステッピングモータ式計器。 - 【請求項3】 前記所定の極歯が一つの極歯からなるこ
とを特徴とする請求項1もしくは請求項2記載のステッ
ピングモータ式指示計器。 - 【請求項4】 出力軸を有する永久磁石からなるロータ
と各々が前記ロータの周面に対向する複数の極歯を延設
するヨーク及びこれらヨークを磁化させる励磁コイルを
有し互いに同軸に積層される第1,第2のステータとか
らなり前記ロータを測定量に応じて回動駆動するステッ
ピングモータと、前記ロータを前記測定量に応じて回動
駆動させるべく前記各ステータの励磁コイルに位相の異
なる出力波形を有する駆動信号を供給する駆動手段と、
前記出力軸に連結され計器文字板上で前記計測量を指示
する指針と、この指針を前記計器文字板上の所定の位置
に停止させるロータ停止手段とを備え、前記各励磁コイ
ルの無励磁時において前記ロータと前記ヨークとの磁気
作用により前記指針の指示方向に沿って複数形成される
前記ロータの安定点のうち互いに隣接する任意の二つの
安定点の間であってこれらの略中間点よりも前記指針の
減少指示側に位置する安定点側に前記ロータ停止手段に
よる前記指針の停止位置を設け、且つ前記複数の極歯の
うち所定の極歯の前記ロータに対する対向面積を他の前
記極歯の対向面積と異ならせると共に、前記駆動手段が
電気角0度に対応する前記駆動信号を出力したときの前
記指針の指示位置と、前記無励磁時における前記安定点
の位置とが一致もしくは近接していることを特徴とする
ステッピングモータ式指示計器。
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