JPS606760Y2 - 可動磁石形計器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は車載用電圧計等に使用して好適な可動磁石形計
器に関するものである。

従来、自動車に計装される電圧計としては交叉コイル式
ボトルメータと称するものが使用されていた。

このメータは、軸心が直交する２つのコイルに電流を流
しその合成磁界によって回転磁石を回動させ、零復帰に
は固定磁石を用いる構造を有している。

第１図は従来の交叉コイル式ボルトメータの動作説明図
である。

１は回動自在に軸支された指針軸、２は指針軸１に固定
され外周面の対称位置にＮ、 Ｓの２極が着磁された円
柱形の回転磁石、３．４は回転磁石２の外周面に対向し
互いに反対方向に配置された固定磁石である。

固定磁石３は回転磁石２に対向する面がＳ極に着磁され
、回転磁石４は回転磁石２に対向する面がＮ極に着磁さ
れている。

一方、５，６は軸心が互いに直交するように配置され、
抵Ｕ。

とともに直列接続されたコイル、■ｏは被計測電圧が印
加される入力端子である。

コイル５はその軸心が固定磁石３，４の磁心と一致する
ように配置され、かつコイル５に電流が流れるとこのコ
イル５によって発生する磁界は固定磁石３，４による磁
界と方向が反対になるように構成されている。

したがって、コイル６により発生する磁界の方向は固定
磁石３，４による磁界に対して直角になる。

第２図は各磁界の磁力ベクトル図である。

固定磁石３，４の配列方向をＸ軸にとると、入力端子Ｖ
ｏに電圧が印加されていないときは、回転磁石２はその
磁極が固定磁石３，４に吸引されその対向位置に静止し
ている。

このとき、指針軸の位置を指針の零目盛の位置に設定す
る。

固定磁石３゜４による磁力をＭ。

とすると、この磁力ベクトル鳩はＸ軸上にある。

次に、コイル５の巻数をＮ１、コイル６の巻数をＮ２、
入力端子Ｖ。

に電圧Ｖが印加されたときコイル５，６に流れる電流を
■とすると、コイル５により発生する磁力はＮｉＩとな
り、その磁力ベクトルＮ１１はベクトル鳩と反対方向で
Ｘ軸上にあり、また、コイル６により発生する磁力はＮ
２Ｉとなり、その磁力ベクトルＮ２■はｙ軸上にある。

したがって、回転磁石２の回動ベクトルＲはベクトルＭ
。

とＮＩＩとの差のベクトルと、ベクトルＮ２Ｉとの合皮
ベクトルになる。

そして、回動ベクトルＲのＸ軸に対する角度θが指針軸
１の回動角、すなわち指針の振れ角になる。

θと各磁力との間には次のような関係式がなりたつ。

また、コイル５，６の内部抵抗をそれぞれＲ１９Ｒ２と
し、入力端子Ｖ。

に印加される直流電圧を■とすると次の式がなりたつ。

（２）式を（１）式に代入すると■に対するθの関係が
求められる。

第３図は電圧■に対する振れ角θの関係を示すグラフで
ある。

指針によって目盛を指示させれば電圧を測定することが
できる。

なお、振れ角の調整は抵抗Ｒ８を選択するか、または可
変させて行なうことができる。

抵抗Ｒ８の値を変化すると点線で示したように特性は変
化するがその形はほとんど変らない。

しかしながら、そのような従来の可動磁石形計器におい
ては、コイルが２個必要となり、しかもこれを２層に構
成し、また調整用の抵抗を別個に設けるため、部品点数
が増えるとともに構造が複雑になり組立が面倒になると
いう欠点があった。

本考案はこのような従来の欠点を解消するさめになされ
たもので、その目的とするところは、部品点数が少なく
なって構造が簡単になり、組立工数が消滅されてコスト
の低減がはかれるような可動磁石形計器を提供すること
にある。

このような目的を遠戚するめに、本考案は、コイル内に
回転自在に支持された指針軸に固定された２極の磁極を
有する回転磁石を配置し、この回転磁石に対向してコイ
ル軸心上に１対の固定磁石を設け、この固定磁石の回転
磁石との対向面に周方向にそれぞれのびたヨークを固定
して構成したものである。

以下、本考案を図面によって詳細に説明する。

第４図は本考案に係る可動磁石形計器の一実施例の一部
破断正面図である。

図において、１０は図示しない軸受によって回動自在に
軸支された指針軸、１１はプラスチックを枠形に成形し
て作られたボビン、１２はボビン１１に巻回されたコイ
ルである。

指針軸１０はその後部がボビン１１の内に配置され、前
部はボビン１１から前方に突き出し、その先端には指針
１３が装着されている。

指針軸１０のボビン１１内に配置された部分には円柱形
の回転磁石１４が固定され、この回転磁石１４の中心に
対称な外周面上の位置にはＮ、 Ｓの２極が着磁され磁
極が形成されている。

また、１５．１６は回転磁石１４の外周面に対向して互
いに中心に対して反対側にそれぞれ配置された固定磁石
であり、この固定磁石１５は回転磁石１４に対向する面
がＳ極、反対面がＮ極になるように着磁され、固定磁石
１６は回転磁石１４に対向する面がＮ極、反対面がＳ極
になるように着磁されている。

さらに、この固定磁石１５．１６はコイル１２の軸心上
に位置するように配置されている。

したがって、コイル１２の軸心と固定磁石１５゜１６の
みの磁束中心すなわち磁心とはほぼ一致する。

また、固定磁石１５．１６の回転磁石１４に対向する面
には、周方向（第４図において時計方向）それぞれのび
て弧状に形成されたヨーク１７．１８がそれぞれ固定さ
れている。

ボビン１１、固定磁石１５．１６等はケース基台２０に
取付けられている。

コイル１２に電流が流れていないときは、固定磁石１５
．１６によって形成される磁界の磁心は、ヨーク１７，
１８の影響によってヨーク１７．１８がのびた方向にや
や傾斜して分布されるため、回転磁石１４は磁極がこの
傾斜した磁心に一致するように回動した位置で静止して
いる。

これが指針１３の零目盛位置になる。

コイル１２に電流が流れると、後記する動作によって回
転磁石１４はヨーク１７，１８ののびている方向に回動
し、これとともに指針１３も時計方向に振れる。

コイル１２に流れている電流がしゃ断されると回転磁石
１４は固定磁石１５．１６に吸引されて元の静止位置に
戻る。

第５図はこの計器の動作説明図、第６図はその各磁界の
磁力ベクトル図である。

入力端子■。に測定電圧■を印加するとコイル１２に電
流が流れ、この電流によってコイル１２の軸心方向に磁
力ＮＩの磁力ベクトルＮＩが生ずる。

ここでＮはコイル１２の巻線、■はコイル１２の内部抵
抗をＲ■ としたときｋであられされる電流である。

このベクトルＮＩは負方向でＸ軸上にある。

また、固定磁石１５．１６による磁力Ｍ。

の磁力ベクトルＭ。はヨーク１７，１８による傾きによ
りＸ軸に対して一定の角度φをもって形成される。

したがって、回転磁石１４の回動ベクトルＲは磁力ベク
トルＭ。

とＮＩとの合皮されたものとなる。第６図の磁力ベクト
ル関係から次の式がなりたつ。

ここで、ＭｏＣＯ３φは固定磁石１５．１６による直接
の磁力、Ｍｏ５ｉｎφはヨーク１７，１８によりあられ
れた直角方向の磁力である。

また、電流回路には次の式がなりたつ。

（４）式を（３）に代入するとＶに対するθの関係が求
められる。

第７図は電圧■に対する指針１３の振れ角θの関係を示
すグラフである。

φの位置を零目盛にすれば、従来と同様に指針の目盛指
示によって電圧を測定することができる。

なお、振れ角の調整はヨーク１７．１８を曲げることに
よって任意にかつ簡単に行なうことができる。

しかも、ヨーク１７．１８の周方向の各位置において、
回転磁石１４との対向間隔をそれぞれ調整することによ
り、特性カーブの形を変化させることができる。

点線で示すように、はぼ−次比例関係にして均等目盛に
することも可能であるし、また、局部的に目盛を拡大し
たり縮少したりすることも可能である。

コイルは１層だけであり、調整用の抵抗も不要になるた
め、部品が少なく、しかも組立がきわめて容易になる。

以上の実施例では電圧計に適用した例で説明したが、電
流計として使用することができるのはいうまでもない。

構造が簡単で耐振性もあるので車載用に用いて非常に有
効的である。

このように本考案に係る可動磁石形計器によると、部品
点数が少なく構造が簡単になり、組立工数が削減されて
コストを大幅に低減できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の交叉コイル式ボトルメータの動作説明図
、第２図は磁力ベクトル図、第３図は電圧と振れ角の特
性を示すグラフ、第４図は本考案に係る可動磁石形計器
の一実施例の一部破断正面図、第５図は動作説明図、第
６図は磁力ベクトル図、第７図は電圧と振れ角の特性を
示すグラフである。 １０・・・・・・指針軸、１１・・・・・・ボビン、１
２・・・・・・コイル、１３・・・・・・指針、１４・
・・・・・回転磁石、１５゜１６・・・・・・固定磁石
、１７，１８・・・・・・ヨーク、２０・・・・・・ケ
ース基台。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コイルと、このコイルの軸心と直交させてその一部がコ
   イル内に配置されるとともに回転自在に支持された指針
   軸と、この指針軸に装着された指針と、前記指針軸に固
   定されて前記コイル内に配置され、指針軸に直角方向に
   ２極の磁極を有する回転磁石と、この回転磁石に対向し
   て前記コイルの軸心上に設けられ、回転磁石に対向する
   面に互いに異極の磁極を有する１対の固定磁石と、この
   固定磁石の回転磁石に対向する面に一端が固定され、前
   記指針が零目盛位置から回動する方向に弧状にのびて形
   成されたヨークとからなる可動磁石形計器。