JPS62154704A - 可動コイル型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可動コイル型装置に関し、より詳しくは固定さ
れた薄型の磁場内に回動自在のコイルを配設し、偏倚し
たコイルの偏倚量を検出し、また偏倚したコイルを復帰
させる手段を有する可動コイル型装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

可動コイル型装置は、永久磁石などによる磁界の中に軸
により回動自在に支えられたコイルに、微小電流を流し
て偏倚させ、また、バネなどの復帰手段によって前記偏
倚を復帰させるもので、構造が簡単で感度が高いことか
ら、微小な電流や電圧を検出するためのガルバノメータ
をはじめとしてひろく一般に用いられている。

そして、この可動コイル型装置は、多様化するニーズの
中で、複合化、集積化、小型化が望まれる場合がある。

たとえば、脳波計について考えると、脳波は、汎らゆる
方向に流れている微弱な変化する電流であり、この変化
の様子を調べるには、頭皮に複数の電極を取りつけ、目
や耳に光や音を加え、その刺激による脳波の様子、即ち
電気の流れる方向や大きさ、加えた光や音の大きさとの
関係、反応時間など、さまざまな相互関係を同時に時系
列に調査することができる。

この脳波計では前述のように、同時に種々の変化する模
様を、多数の電極から個別にとり出し、波形などを記録
する必要があり、そのためには、複数の可動コイル型装
置や関連機器を集積して一つのパネルにとりつけ有機的
に結合させることによって一つの脳波計として機能させ
なければならない。

このような、多数の機器を複合集積させて一つの装置を
構成する場合、その装置は大きく重くなりがちなものと
なり、扱いが不便となり、そこで小型化、軽量化が望ま
れることになる。

小型化の一つの方法として薄型化が考えられる。

可動コイル型装置の薄型化を図ったものとして特許出願
公告第５４６５号の特許公報がある。

これの磁気回路は、磁石を付した断面ループ状の継鉄に
よってつくられ、前記磁石と継鉄との間に形成された空
隙内にコイルの辺が挿通され、コイルに流れる電流によ
ってコイルは偏倚し、この偏倚はバネなどの復帰手段に
よって復帰するようになっている。

また、この偏倚を表す機構は、回動角に比例した出力が
得られるようにした可変抵抗体をコイルの軸に直結する
レバーで摺動して偏倚に比例した電圧をとり出すことに
より回転角を検出している。

しかし、この磁石と継鉄とによる空隙の磁界は、継鉄側
は軟鉄を用いて透磁力が大きいので均一な磁束密度を有
するが、磁石側は小型化された稀土類磁石を使用するた
め透磁率が小さく、従って空隙磁場の磁束密度や磁力線
の方向を一定に揃えることが困難であり、正確に変位量
を検出し難い。

また、可変抵抗体を収納する本体を中央部に設けること
は、場所をとり装置の小型化薄型化を図るためには適切
ではない。

本発明は上記のような、従来の可動コイル型装置が、磁
石の小型化に伴う磁界の磁束密度や磁力線の方向が不揃
いになり、変位置を正確に検出することが困難であると
いう問題点と、変位量検出手段が可動コイル型装置の小
型化、薄型化を妨げているという問題点を解決すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕。

本発明は上記目的を達成するため、次のような可動コイ
ル型装置を提供する。即ち本発明は固定部に回動自在に
取りつけられた軸を備えると共にその軸に平行な一片と
他辺とを有し角枠状に形成され、且つ、その各辺が軸を
含む同一平行を構成するように軸対象に設けられた２個
のコイルと、この２個のコイルに対応する軸対象に配設
された２組の磁気回路とを有しており、この２組の磁気
回路には、それぞれのコイルの内側に設けられた内部継
鉄と、前記それぞれのコイルの外側に二つに分岐してな
る外部継鉄とがあり、前記各内部継鉄は両端をそれぞれ
２個の磁石により同種の磁極で当接され、前記外部継鉄
はそれぞれ前記２個の磁石の他方の同種磁極にそれぞれ
側面継鉄を介して磁気回路が構成され、それぞれの内部
継鉄と前記分岐してなる２個の外部継鉄との間の空隙内
をそれぞれ前記２個の各枠状のコイルが回動によって偏
倚されたコイルを復帰させる復帰手段と、前記コイルに
は中心軸列に偏倚されたコイルの偏倚量を検出する検出
手段とを備えた可動コイル型装置である。

〔作用〕

この磁気回路は２個あり、それぞれ２個づつの合計４個
の空隙即ち磁界を有する。この磁界を形成する両磁極は
、軟鉄よりなる内部継鉄と外部継鉄で、透磁率の大きい
磁束密度の揃った両磁極であり、従ってこの両極間の空
隙に発生する磁界も磁束密度が一定で磁力線の方向も揃
っている。

この磁界内に挿通された２個のコイルは、外部からの微
弱な電流で、フレミングの左手の法則に従う方向に、電
流の強さに応じて回転し、偏倚する。この回転は２個の
コイルが共通の回転軸を中心として同一方向に偶力が働
くので強い回転力となる。

また２個のコイルは小型であっても、回転軸からの距離
を大きくすることによって回転トルクを大きくすること
ができ、従って薄型で性能のよい可動型コイル装置を構
成することができる。

前記磁気回路を構成する外部継鉄は、二つに分岐させで
あるので、これと磁石とをつなぐ側面継鉄も二つに分岐
され、薄くて済むのでそれだけ装置の薄型化が図られる
。

コイルの偏倚量検出手段は、両コイルの、共通の軸に最
も近い面に設けられ、回転モーメントを小さくしてコイ
ル動作を妨げないようにしである。

〔実施例〕

本発明の実施例について、以下図面に従って本発明がど
のように具体化されるかをその作用とともに説明する。

第１図の１は固定部、２は固定部に取りつけた上部軸受
け、３は下部軸受けである。

図の左側の４は内部継鉄で、その両側の５．６はそれぞ
れ分岐されてなる外部継鉄である。

この外部継鉄５，６は前記内部継鉄４とともに一組の磁
気回路７の一部を形成し、また後述の軟鉄による磁極を
形成する。

図の右側の８も内部継鉄であり、その両側にある９、Ｉ
Ｏもそれぞれ外部継鉄である。

この８，９．１０も他の１組の磁気回路回転１１の１部
を形成し、前記−組の磁気回路７と対象形に配設されて
いる。

１２、１３はそれぞれ角状のコイルで、コイル１２は一
組の磁気回路７を構成する内部継鉄４と外部継鉄５，６
との空隙内に可動的に配設され、コイル１３は他の一組
の磁気回路１１の内部継鉄８と外部継鉄９，１０との空
隙内に同様に配される。

図の中央上部の１４は回転用の軸、１５はコイル用主軸
であり、１５ａはその上部側、１５ｂはその下部側であ
る。

軸１４は本体１並びに上部軸受け２に対し回動自在に取
りつけられる。

１６は上部コイル固定枠で、中央部にコイル用主軸１５
を、両端にそれぞれコイル１２．１３を取りつけている
。

両コイル１２．１３は、それぞれの−辺１２ａ、１３ａ
と他の一辺１２ｂ、　１３ｂが軸１４と平行に設けられ
、コイルの全ての各辺は軸１４を含む同一平面内にあっ
て、且つ両コイル１２．１３は軸１４の軸芯と対象形に
構成される。

前記両コイル１２．１３の下部は、下部コイル固定枠１
７に固定され、下部コイル１７はコイル川副軸１８に取
りつけることによって、ベアリング１９を介して下部軸
受け３に回動可能に取りつけられる。

図の中央の２０は、弾性体よりなる制動バネで、上端は
コイル用主軸１５ｂ内に取りつけられ、下端は制動バネ
固定台２１に制動バネ固定用具２２を介してネジ２３で
締めつけ、固定される。

そのため、コイル用主軸１５が回転すると前記制動バネ
２０は、上端がコイル用主軸１５とともに回転し、下端
は制動バネ固定台２１に固定されているため制動バネ２
０の上端、下端間によじれを生ずる。

このよじれは、コイル用主軸１５の回転に対してブレー
キ作用を及ぼし、またコイルへの電流が流れないときに
コイルがもとの位置にもどるための復元力を蓄積する。

２４はコイル導線で、コイルと外部とを電気的に結ぶリ
ード線である。

２５は固定部材で、上部軸受け２及び下部軸受け３にと
りつけて、外部継鉄の上下端の正確な位置決めを容易に
し、内外各継鉄によって構成された空隙内の最適な位置
にコイルが回動自在に配設される。

２６．２７は検出手段で、ホール効果を利用してなるホ
ール素子よりなり、それぞれコイル１２の内側の一辺１
２ａとコイル１３の内側の一辺１３ａに中心軸側に向け
て取りつけられ、コイル回動の角度を電気的に取りだす
ものである。

このホール素子は小片で軽く、場所をとらず、両コイル
の最も軸芯に近い辺に取りつけられ、軸中心との距離を
小さくしである。

これはホール素子をとりつけることにより回転モーメン
トを極力小さくして、コイル回動特性への悪影響をなく
すとともに装置の小型化を図るものである。

第２図は第１図のＸ−Ｘ線断面図で、同一部品について
は各図を通じて同一番号を付しである。

外部継鉄５．　６．　９．１０．内部継鉄４，８コイル
１２．１３は、軸１４を中心として左右対象に配置され
ている。

図の２８．２９は磁石で、稀土類によりなる小型のもの
である。３０．３１は側面継鉄で軟鉄でできている。

前記磁石の２８は２個あり、その同種の磁極Ｓ、　Ｓを
内部継鉄４の両端に向けてとりつけ、他の同種の磁極Ｎ
、Ｎには２個の側面継鉄３０，３０を介して外部継鉄５
，６が配設され、−組の磁気回路７を構成している。即
ち内部継鉄をＳ極とし、外部継鉄をＮ極とする磁気回路
が構成される。

同様にして右側の２個の磁石２９．２９は２個の側面継
鉄３１．３１を介在させ、Ｓ極を内部継鉄８．　Ｎ極を
外部継鉄９，１０とする、もうＩＭｉの磁気回路１１を
構成する。

これらの左右の磁気回路７，１１は一定の間隔を保って
２枚の押さえ板３２．３２で互いに固定される。

前述のように、２個の磁気回路７．１１はそれぞれ内部
継鉄の両側に外部継鉄が分岐して設けられているので磁
束は分散されこれをつなぐ側面継鉄は薄くてよい。

また、それぞれの内部継鉄、外部継鉄は直線状に一列に
配列され、装置の薄型化を図っている。

第３図は第１図のＹ−Ｙ断面図で、１５ａはコイル用主
軸上部、１６は上部コイル固定枠でコイル用主軸上部、
１５ａならびに両コイル１２．１３の上部を固定するこ
とによって両コイルの回転運動を一体化させる。３２．
３２は前記押さえ板である。

本発明の実施例は以上述べたように、Ｎ、　Ｓの両磁極
は、透磁力の大なる軟鉄の内部継鉄、外部継鉄で形成し
、したがって両磁極間の空隙の磁界は、磁束密度が一定
で磁力線の方向が揃っている。

内部継鉄、外部継鉄は、回転軸１４を含む一つの平面に
一列に並ぶようにして回転軸１４に対象的に配設され、
外部継鉄は内部継鉄の両側に分岐されているので、これ
らをつなぐ側面継鉄は薄くてよく、装置の薄型化を図る
ことができる。

コイルは２個あって、前記２個の磁気回路の４個の空隙
内を回転可能にとりつけられる。

２個のコイルと２個の磁気回路は小型化により薄型、軽
量化が可能であり、左右のコイル間隔があるため、回転
軸を中心とする回転モーメントを大きくしている。

制動バネ２０は内側の外部継鉄６，１ｏの間の空間の中
央に設けられ、場所をとらないから装置の薄型化に適す
る。

コイルの偏倚量を検出する検出手段２６．２７はホール
素子よりなり、極めて小型のためコイル１２．１３の辺
のうち、回転軸１４に近い辺１２ａ、１３ａにとりつけ
、偏倚量を電気的に検出する。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明は内部継鉄と外部継鉄よりなる
磁極を一列に並べた構造とし、装置の薄型化を図ること
ができる。

また、外部継鉄は、内部継鉄に対し分岐してその両側に
設けたので磁束が分散され側面ｍ鉄は薄くてよく、装置
の薄型化を図るとともに、磁極数が増加し、２個のコイ
ルをとりつけてその偶力により装置の感度を高めること
ができる。

さらに、磁極は軟鉄よりなる内部継鉄と外部継鉄とで構
成されるので透磁率が大きく、従って磁界の磁束密度が
一定で磁力線の方向も揃っており偏倚量検出を正確に行
うことができる。

その上検出手段は両コイルの軸側の辺に設けたので回転
モーメントも小さく、コイル回動特性への悪影響を防止
でき、装置の小型化、軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正面断面図、第２図は第１
図のＸ−Ｘ線断面図、第３図は第１図のＹ−Ｙ線断面図
である。 １・・・・・・固定部、 ４．８・・・・・・内部継鉄、 ５．６．９．１０・・・・・・外部継鉄、７．１１・・
・・・・磁気回路、 １２、１３・・・・・・コイル、 １２ａ・・・・・・コイル１２の一辺、１２ｂ・・・・
・・コイル１２の他辺、１３ａ・・・・・・コイル１３
の一辺、１３ｂ・・・・・・コイル１３の他辺、１４・
・・・・・軸、 ２６．２７・・・・・・検出手段、 ２８　、２９・・・・・・磁石。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定部に回動自在に取付けられた軸を備えると共
   にその軸に平行な一片と他辺とを有し角枠状に形成され
   且つその各辺が軸を含む同一平面を構成するように軸対
   象に設けられた２個のコイルと、この２個のコイルに対
   応する軸対象に配設された２組の磁気回路とを有してお
   り、この２組の磁気回路にはそれぞれのコイルの内側に
   設けられた内部継鉄と、前記それぞれのコイルの外側に
   二つに分岐してなる外部継鉄とがあり、前記各内部継鉄
   は両端をそれぞれ２個の磁石により同種の磁極で当接さ
   れ、前記外部継鉄はそれぞれ前記２個の磁石の他方の同
   種磁極にそれぞれ側面継鉄を介して磁気回路が構成され
   、それぞれ内部継鉄と前記分岐してなる２個の外部継鉄
   との間の空隙内にはそれぞれ前記２個の角枠状のコイル
   が回動によって偏倚されたコイルを復帰させる復帰手段
   と、前記偏倚されたコイルの偏倚量を検出する検出手段
   をコイルの軸側の一辺に備えた可動コイル型装置。
2. （２）前記検出手段はホール素子を用いたものである特
   許請求の範囲第１項記載の可動コイル型装置。
3. （３）前記復帰手段は制動用バネを用いたものである特
   許請求の範囲第１項記載の可動コイル型装置。