JPH11160360A - ステッピングモータ式計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源オフ時における指針の浮き上がりを抑制
しかつ浮き上がってもただちに起点位置に復帰して安定
した指示位置を確保できるステッピングモータ式計器を
提供することを目的とする。 【解決手段】 励磁コイルＬを巻装したボビン２と、複
数の櫛歯Ｈを備えたヨーク３と、回転自在に軸支した回
転マグネット４とにより構成されたステッピングモータ
１を計器ムーブメントとし、前記回転マグネット４の回
転出力軸５の先端に固着した指針６と、この指針６下方
に配設され指示目盛Ｍを施した文字板７とでステッピン
グモータ式計器８を構成し、この計器指示面が水平に対
して略４５度以上の傾きとなるよう配置するとともに、
指針６が指示起点Ｏにて下降拘束されるよう可動部と当
接するストッパを設け、前記指針６を含む可動部をその
回転中心より指針先端側に重心Ｐが位置するよう形成
し、かつこの重心位置Ｐでの重量アンバランスによる指
針回転力Ｔが前記ステッピングモータ１のヨーク櫛歯Ｈ
と回転マグネット４との磁気作用によるディテントトル
クＤよりも大きくなるよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル制御の容
易な計器ムーブメントとして用いられ、たとえば、車輌
用の走行速度やエンジン回転数のごとき測定量をこれに
比例した周波数信号入力に基づいて計測指示するステッ
ピングモータ式計器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にこの種の計器装置にあっては、計
器ムーブメントの駆動軸端に固着した指針を入力信号に
対応して回動し、計測する測定量を表す数字や目盛を施
した文字板との対比判読にて測定指示するようにしてお
り、通常は略均等の目盛によるリニアな指示特性にて指
示するよう構成される。

【０００３】特に、ステッピングモータは、くし歯ヨー
クの歯数やその形成ピッチによってマグネットロータの
ステップ動作が決定し、円滑な回転動作を得るために
は、歯数を多くしてくし歯のピッチを微小にするかある
いは駆動信号により所謂マイクロステップ駆動する必要
があり、使用条件に応じたステッピングモータ本体の許
容できる大きさや駆動回路を含むコストによってそれら
の形態が選択される。

【０００４】また、こうしたステッピングモータは、そ
の使用用途の如何にかかわらず小型であることが望まれ
ており、所謂ＰＭ型ステッピングモータが簡単な構成の
ため、ロータマグネットや櫛歯ヨークの改良によって使
い易くなっている。

【０００５】さらに、処理回路のデジタル化（マイクロ
コンピュータによる制御）に対して、パルス信号制御が
なされるこうしたステッピングモータは、指針による文
字板目盛との対比読み取りを行なう指示計器のムーブメ
ントとしても注目され、たとえば、自動車用の走行速度
計やエンジン回転計さらには検出信号のＡ／Ｄ処理によ
り燃料計や温度計にも利用が可能であり、特開昭６１−
１２９５７５号，特開平１−２２３３１２号等にて開示
されているように実用化に向けての種々の提案がなされ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
ステッピングモータ式計器においては、交差コイル式計
器のように入力信号に対して変換合成された回転磁気ベ
クトル方向への追従動作とは異なり、常に前回値からの
最新変化分の増減処理によって指示をなす構成であるた
め初期値が正確に設定されねばならず、また外部振動に
よって櫛歯ステップ角分の変動いわゆる脱調現象に対す
る防止や補正が必要であり、指示基点である目盛の零位
置への電源オフ時における指針復帰や指針の零位置保持
が必要とされている。

【０００７】たとえば、回転マグネットの櫛歯に対する
吸引作用を利用し、指針の指示起点でのストッパによる
停止位置にてこの吸引力を利用して浮き上がりを拘束す
る構成が提案されるが、この拘束力自体大きなものでは
なく、充分な浮き上がり抑止効果を得ることができな
い。

【０００８】本発明は、磁気的操作や専用追加部品を伴
うことなく、指針の指示起点位置への拘束を確実なもの
とし、電源オフ時における外部振動による指針の浮き上
がりを抑制しかつ浮き上がってもただちに起点位置に復
帰して安定した指示位置を確保できるステッピングモー
タ式計器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、励磁コイルを
巻装したボビンと、複数の櫛歯を備えたヨークと、回転
自在に軸支した回転マグネットと、この回転マグネット
の回転出力軸に固着された指針と、この指針下方に配設
され指示目盛を施した文字板と、から指示計器を構成
し、この指示計器をその指示面が水平に対して略４５度
以上の傾きとなるよう配置するとともに、指示起点位置
にて指針を停止するよう指針と回転マグネットからなる
可動体に当接するストッパを設け、この可動体の重心が
回転軸中心より指針先端側に位置するよう構成したこと
ものである。

【００１０】また本発明は、前記文字板の指示角度にお
ける下方略４５度位置を指示起点として指針が当接する
ストッパピンを設けるとともに、前記指針をその回転中
心より先端側に重心が位置するよう形成し、かつこの重
心位置での重量アンバランスによる指針回転力が前記ス
テッピングモータのヨーク櫛歯と回転マグネットとの磁
気作用によるディテントトルクよりも大きくしたもので
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】励磁コイルＬを巻装したボビン２
と、複数の櫛歯Ｈを備えたヨーク３と、回転自在に軸支
した回転マグネット４とにより構成されたステッピング
モータ１を計器ムーブメントとし、前記回転マグネット
４の回転出力軸５の先端に固着した指針６と、この指針
６下方に配設され指示目盛Ｍを施した文字板７とでステ
ッピングモータ式計器８を構成しており、この計器８を
その指示面が水平に対して略４５度以上の傾きとなるよ
う配置するとともに、前記文字板７の指示角度における
下方略４５度位置を指示起点Ｏとして指針６が当接する
ストッパピン９を設けるとともに、前記指針６をその回
転中心より先端側に重心Ｐが位置するよう形成し、かつ
この重心位置Ｐでの重量アンバランスによる指針回転力
が前記ステッピングモータ１のヨーク櫛歯Ｈと回転マグ
ネット４との磁気作用によるディテントトルクよりも大
きくなるよう構成してある。

【００１２】これにより、電源オフ時すなわち無励磁に
おいては指針６がその重心により下方へ下がろうと作用
し、文字板７上のストッパピン９に当接して拘束され、
通常はこの指示起点位置に安定滞留するとともに、外部
振動が加わって仮に指針６が若干浮き上がったとしても
ただちに重心作用で起点位置に復帰し、起点から離れた
位置に浮き上がって留まるといったことがなくなる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明のステッピングモータ式計器に
おける傾斜配置状態での要部断面図を示すものであり、
励磁コイルＬを巻装したボビン２と、複数の櫛歯Ｈを備
えたヨーク３と、回転自在に軸支した回転マグネット４
とにより構成されたステッピングモータ１を計器ムーブ
メントとし、前記回転マグネット４の回転出力軸５の先
端に固着した指針６と、この指針６下方に配設され指示
目盛Ｍを施した文字板７とでステッピングモータ式計器
８を構成しており、このステッピングモータ式計器８を
その指示面が水平に対して略４５度以上ここでは約７０
度の傾きをもって配置している。

【００１４】ステッピングモータ式計器８は、励磁コイ
ルＬへの通電をなすべく駆動回路を実装したプリント基
板１０との接続を通電端子にて行うと共に、たとえばモ
ータそのもののケースと一体に形成した取り付け片によ
りプリント基板１０に加締めもしくは半田付け固定して
ある。

【００１５】また図２にて示したように、前記文字板７
の指示角度における下方略４５度位置を指示起点Ｏとし
て指針６が当接するストッパピン９を設けるとともに、
前記指針６をその回転中心より先端側に重心Ｐが位置す
るよう形成し、かつ図３にて示したようにこの重心位置
Ｐでの重量アンバランスによる指針回転力Ｔが前記ステ
ッピングモータ１のヨーク櫛歯Ｈと回転マグネット４と
の磁気作用によるディテントトルクＤよりも大きくなる
よう構成してある。

【００１６】以上の構成により、これを自動車の走行速
度計として用いた場合には、上記傾斜状態で運転席ダン
シュボードに装着され、速度計測信号を適宜演算処理し
た駆動信号によって指示起点Ｏを零点として指針６回転
駆動し、走行速度に応じた回転角度に逐次更新指示する
ものである。

【００１７】また本発明によれば、電源オン状態での指
示駆動から電源をオフしたとすれば、たとえば一時的な
バックアップ電源によって帰零処理（指示信号を擬似的
に生成し次第に復帰させる場合もあるが、通常は走行速
度が低下するに従って指示も追従低下しほぼ指示起点Ｏ
付近にて電源がオフされる）が行われるとともに、この
復帰作用を助長するよう起点位置Ｏへの重心作用による
下降動作が行われる。

【００１８】また、電源オフ時すなわち無励磁において
は傾斜配置によって指針６がその重心により下方へ下が
ろうと作用し、文字板７上のストッパピン９に当接して
拘束され、通常はこの指示起点位置に安定滞留するとと
もに、外部振動が加わって仮に指針６が若干浮き上がっ
たとしてもただちに重心作用で起点位置に復帰し、起点
から離れた位置に浮き上がって留まるといったことがな
くなる。

【００１９】以上の実施例では、ステッピングモータ式
計器８の指示面傾きを略７０度になるよう配置したが、
要は指針６が重心位置による重量アンバランス作用によ
って自然重力での充分な回転力が働けばよく、略４５度
以上の傾きに配置することでこうした作用が充分得られ
るものである。

【００２０】また、ストッパを文字板７上のストッパピ
ン９として構成したが、たとえば文字板７の下方位置で
指針軸５から横方向に凸部を設け、ステッピングモータ
１の上端軸受け部分にこの凸部が当接するリブ状ストッ
パを設けることにより、文字板７表面からは確認できな
い内部ストッパとして構成することができ、こうした構
成とすることで、指針６の指示起点Ｏ指示位置において
指針６とは一致しない適当な角度位置にてこうしたスト
ッパを形成することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明は電源オン状態で
の指示駆動から電源をオフしたとすれば、たとえば一時
的なバックアップ電源によって帰零処理が行われる場
合、起点位置Ｏへの重心作用による下降動作によってこ
の復帰作用を助長することが可能となり、帰零動作を円
滑に行うことができる。

【００２２】また、電源オフ時すなわち無励磁において
は傾斜配置によって指針６がその重心により下方へ下が
ろうと作用し、文字板７上のストッパピン９に当接して
拘束され、通常はこの指示起点位置に安定滞留するとと
もに、外部振動が加わって仮に指針６が若干浮き上がっ
たとしてもただちに重心作用で起点位置に復帰し、起点
から離れた位置に浮き上がって留まるといったことがな
くなるといったきわめて実用価値の高い保持効果を安価
に提要提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のステッピングモータ式計器の一実施例
を示す要部断面図である。

【図２】本発明のステッピングモータ式計器の可動部の
重心を説明する文字板正面図である。

【図３】本発明における重心作用による指針回転力とデ
ィテントトルクの対比説明図である。

【符号の説明】

１ ステッピングモータ ２ ボビン ３ ヨーク ４ 回転マグネット ５ 回転軸 ６ 指針 ７ 文字板 ８ ステッピングモータ式計器 ９ ストッパピン １０ プリント基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励磁コイルを巻装したボビンと、複数の
   櫛歯を備えたヨークと、回転自在に軸支した回転マグネ
   ットと、この回転マグネットの回転出力軸に固着された
   指針と、この指針下方に配設され指示目盛を施した文字
   板と、から指示計器を構成し、この指示計器をその指示
   面が水平に対して略４５度以上の傾きとなるよう配置す
   るとともに、指示起点位置にて指針を停止するよう指針
   と回転マグネットからなる可動体に当接するストッパを
   設け、この可動体の重心が回転軸中心より指針先端側に
   位置するよう構成したことを特徴とするステッピングモ
   ータ式計器。
2. 【請求項２】 前記文字板の指示角度における下方略４
   ５度位置を指示起点として指針が当接するストッパピン
   を設けるとともに、前記指針をその回転中心より先端側
   に重心が位置するよう形成し、かつこの重心位置での重
   量アンバランスによる指針回転力が前記ステッピングモ
   ータのヨーク櫛歯と回転マグネットとの磁気作用による
   ディテントトルクよりも大きいことを特徴とする請求項
   １に記載のステッピングモータ式計器。