JPS634182B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、回転可能に取り付けられた表示要素
を含む表示又は指示装置に関する。 本発明の表示又は指示装置の表示要素は二つの
限界位置間を動く。 一つの限界位置におけるこのような表示要素は
見る方向において、一つの色の表面を表示し、他
方、他の限界位置において対照的な色を表示する
ようになつている。二つの限界位置が90゜〜120゜
離れており、第二の限界位置における表示面が実
質的非明瞭（non−visibility）であるような表示
要素の例は、次の米国特許に示されている。 米国特許番号 発明者 特許付与日 第3537197号 シー・エヌ・スミス 1970.11.3 （C.N.Smith） 第3624647号 シー・エヌ・スミス 1971.11.3 （C.N.Smith） 二つの限界位置が165゜〜180゜離れており、第二
の限界位置における表示面の色が第一の限界位置
の表示面の色と対照的な色である表示要素の例
は、次の米国特許に示されている。

【表】 上記米国特許は出願人が知る最も適切な先行技
術を開示している。 本発明において、明細書中「コアロツド」と呼
ぶ可逆的に永久的に磁化することができる部材
（reversible、permanently magentizable
members）の対が、これらが反対に分極される
（polarized）時、これらの各々の自由端の間に、
予め決められた方位及び選択可能な極性の磁束を
生ずる間隙を与えるように配置されている。各磁
束の極性はそれぞれ反対向きに磁化された部材の
両方の磁化の逆転（reversal）により逆転され得
る。表示要素はその取付部に所定の回転角度だけ
回転できるように取付けられている。磁石の方位
は、前期可逆的要素が一つの方向に磁化される
と、磁石は一つの限界位置から他方の限界位置に
表示要素を回転するように、及び他の方向に磁化
されると磁石は他方の限界位置から一方の限界位
置へ表示要素を回転するように選ばれる。多数の
先行特許に示された如く、可逆的に永久に磁化す
ることができるコア材料は磁気部材の磁化を設定
するのに短時間のパルスのみを使用し、連続電流
を必要としない。 本発明の主要は利点は、可逆的に磁化すること
ができる部材（磁化可能要素）の自由端の外側に
位置し且つ回転要素（表示要素）と共に回転する
二つの永久磁石の配置から生じる。 好適実施例においては、回転可能な表示要素
は、それぞれのコア端部の各外側に延びる耳の対
を備えている。表示要素のための取付部は、その
回転軸がコア端部間の各間隙の付近にあり、好ま
しくは、このような間隙を横切る中央にあるよう
に設けられ、位置づけられている。回転軸を横切
る方向で且つ回転軸に隣接し好ましくは回転軸と
交叉する実質的成分を持つた磁気−分極軸
（magnetic ploar axes）を有する永久磁石が該
耳の各々に取付けられている。 故に二つの磁石は、各々、それらの磁束の中に
あるけれどもコアロツド（磁化可能要素）の自由
端の外側の位置で回転する。これは回転要素（表
示要素）がコアロツドの磁束の作用で一つの限界
位置にあると、運動可能な永久磁石とコアロツド
間に最大磁気引力が発生するという結果を生じ
る。しかしながら、コアロツドがそれらのそれぞ
れの磁性を逆転するようにパルスが加えられる
と、逆転した磁場によつて、他方の限界位置への
表示要素及び永久磁石の回転が引き起こされる。
同時に、各永久磁石と内方に位置したコア端部間
に大きな反発力が生じる。この反発力は、各磁石
と対応するコア部材端間の距離の二乗に反比例す
るので、表示要素は取付部に対して自動的にセン
タリングし、そして表示要素の回転の際の摩擦抵
抗が減少せしめられる。本発明によれば、このよ
うなセンタリングは一つの限界位置から他の限界
位置に向かう回転部材の運動の最初の部分の期間
中にのみ起こる。このような運動の始めの期間中
のセンタリング効果は、始動時の摩擦を減少させ
又はなくする。本発明によると、前記米国特許に
示された装置より良好な回転動作を与える。何故
ならば本発明の発明は二つの束間隙（flux gaps）
内で動作する二つの磁石によつて増大したトルク
を与えるからである。 本発明は、米国特許第3537197号及び3624647号
の表示要素により例示された如く、表示要素が約
90゜〜110゜回転する場合に最も好適に適用できる
と考えられる。しかし、本発明は回転が180゜より
小さく制御される限り、110゜以上回転する場合に
も適用可能である。 本発明は、一個のみの真直ぐな磁化することが
できるコアを二つの代わりに使用する場合に前記
した構造にも及ぶ。上記単一コアは、表示要素と
共に回転する二つの永久磁石が単一コアの端部に
位置した磁束場内に位置するように位置付けられ
る。磁性の逆転が永久磁石を動かし従つて表示要
素を一つの限界位置から他の限界位置へ動かすよ
うに単一コアは位置付けられ、永久磁石は配向さ
れる。この態様は前記した二つのコア形態よりは
るかに好ましくない。それは、永久磁石がコア端
部の外側にあるようにして、要素運動の始めに自
己センタリング作用を生じるように配置され得る
が、表示要素を動かす始動トルク及び全トルク
は、二つのコアが使用される場合には実質的によ
り小さい。 次に、添付図面を参照して、本発明の好適実施
例を説明する。 第１図は、７個のバーモジユールの例（即ち７
個の表示要素を使用する例）を略図で表わす。第
１図においては、このモージユールは数字３を表
示している。通常は、７個の回転可能な部材（表
示要素）に対するバツクグラウンドは予め決めら
れた色、好ましくは黒であり、矩形の文字“８”
を形成する７個のスロツト又は凹みを規定してい
る。約90゜又はそれより僅かに大きい角度だけ回
転することができる回転可能な表示要素が各スロ
ツト又は凹みに配置されている。表示要素は、限
界位置の一つにおいては、バツクグラウンドに対
して対照的な色の面を表示する。他の位置におけ
る方位及び着色は、表示要素が、バツクグラウン
ドに対して比較的非識別性であるように選ばれ
る。かくして第１図においては、５個の要素は対
照的な色の面を表示する位置にあり、そして３個
の要素がバツクグラウンドに対して非識別性であ
る位置にあり、これによつて、数“３”を形成す
る。 第１図に示されたモジユールの一般構造は詳細
には示されていない。その理由は、それが当業者
に良く知られており前記米国特許第3537197号及
び第3624647号に示された装置に例示されている
からである。 第２図において、本発明に従つて構成されたバ
ー要素及び取付部の一つが詳細に示されている。
静止部材を先ず説明する。ポスト１０は基材プレ
ート（図示せず）に設けられて見る方向Ｖに突き
出している。見る方向に延びている平行プレート
１４を有するブラケツト１２がポスト１０の外側
端部に取付けられている。各プレート１４の段階
部の根元には凹み１６が設けられていて、この凹
み１６中に回転要素のスピンドル１８がスナツプ
嵌めされている。 可逆的に永久に磁化できる一対のコアロツド１
９が、プレート１４間に延びており、そしてこの
プレート１４の開口を通つて突き出している自由
端２０で終つている。上記開口は摩擦嵌合又は接
着剤又は同等の手段によつてコアロツド１９を所
定位置に保持する。コアロツド１９は、好ましく
はプレート１４の外側表面と同じ高さ又は非常に
僅かにそれを越えて突き出している。過電流又は
磁気遮蔽効果を回避するために、プレート１４、
好ましくはブラケツト１２及びポスト１０もプラ
スチツクからつくられる。 一対のコアロツド１９が反対方向に磁化される
とき磁極片端部（pole piece ends）間の間隙は
磁気回路における間隙であり、そして間隙を横切
り且つそれぞれのプレートから外方にのびている
磁束を与える。文字Ｎ及びＳにより示されたこの
ような磁束の２つの極性は第６図及び第７図に示
されている。 次に回転子について説明する。 広い面積を有し、取付部分及びバツクグラウン
ド（図示せず）と対照的な色の１つの表面２３を
有する表示要素２１が設けられている。表示要素
２１は、ブラケツトプレート１４の両側に延びる
ように設計された二つの耳２６を備えているバー
２４に、その一つの表面２３を外方に向けて取付
けられている。耳２６は各々永久磁石２８を備
え、永久磁石２８はスピンドル１８を受け入れ且
つスピンドル１８の回りで又はスピンドル１８と
共に回転するように開口を備えている。永久磁石
２８は接着剤又は摩擦によつて耳２６の開口内に
嵌合して取付けられており、永久磁石２８は、ス
ピンドル１８を受け入れるように孔を開けられて
いる低摩擦インサート３０を受け入れるように開
口されている。永久磁石２８は、それらの（線
SM−NMにより示された）磁軸が回転軸に対し
て実質的に横方向の成分を有するように選ばれ且
つ配向される。プレート１４の段階部とバー２４
の協働表面とが、表示要素２１の回転を二つの限
界位置間に制限する。これは第４図及び第５図に
最も良く示されている。好ましい態様において
は、これは約105゜である。これらの限界位置の１
つにおいては、表面２３は見る方向Ｖに向いてお
り、そして他の限界位置においては、表面２３は
見る方向Ｖに縁を向けている。間隙の向きに対す
る磁石２８の向きは第６図及び第７図に示されて
おり、旋回軸に沿つて見て、間隙を横切る磁束に
より影響されたコアロツドの自由端２０及び磁石
２８間の一つの間隙が示されている。 第６図に示された如く、可逆的な磁場Ｓ−Ｎの
方向がコアロツドの磁化の方向により、間隙を横
切つて上向き且つ右向きである場合には、表示要
素は極性軸（SM−NM）が（適切なストツプに
よつて可能な限りぴつたりと）磁場Ｓ−Ｎと整列
することができるように第６図に示された位置ま
で回転する。第６図に示されたこの方向において
は、表示要素２１の対照的な色の面２３は、見る
方向Ｖからは見えない。第６図に示された如き磁
場が、両コアロツド１９のそれぞれの反対方向に
おける付勢により逆転されると、磁場は第６図に
示されたそれの逆転したものであり、磁石２８
は、表示要素２１を第７図に示された方向に回転
させて、磁石２８の軸線は機械的ストツプが許容
するような間隙場Ｓ−Ｎの新しい方向との整列に
近づく。第７図の方位においては、表示要素２１
は見る方向Ｖにその対照的な色の面２３を露出す
る。第７図に示された磁束を逆転させることによ
つて、表示要素２１は第６図の位置に回転する。
好ましい態様においては、表示要素２１の何れか
の方位においては、間隙磁場の最初の逆転により
磁場SM−NMと間隙磁場Ｓ−Ｎとの間の角度
（約180゜−105゜／２＝37.50゜）は極めて十分な開始
トルク（starting torque）を与える。本発明の
利点の一つは、かかる開始トルクは回転要素の各
軸方向端にかけられて高いトルクを生じるという
ことである。コア間隙を規定するコア端部の実際
の方位及びその限界位置における対応する永久磁
石２８の実際の方位は重要ではなくて、これらの
要素の相対的位置が重要である。かかる相対的位
置はその対応する磁石に対して間隙磁場によつて
作用せしめられるトルクが、その方位の許容範囲
にわたり対応する磁石２８の運動と同じ方向にあ
るように、そしてもちろん、このトルクは反対に
磁化されたコアロツドの磁化の与えられた方向に
対して２つの永久磁石２８に対して同じ方向にあ
るように選ばれる。 各端部における磁石及び磁場の相対的位置が正
しければ、コアの向き合つた端部における磁場及
び向き合つた永久磁石限界位置における磁場は平
行である必要はない。しかしながら、実際には、
コアロツド１９は真直ぐで平行であり、ストツク
の片は回転軸に平行に配置される。かくして、こ
れらの磁極片、好ましい態様においては、各端部
において平行な方位となるように間隙を規定す
る。故に永久磁石の磁軸は同様に平行である。 第２図及び第３図に示された通り、コアロツド
１９は必要ならば所望される反対の磁化方向にお
いてそれらをパルシング（pulsing）させる付勢
巻線（コイル）３０を備えている。比較的大きい
調節可能なボルト３２が設けられ、これは各耳２
６のねじ付き孔内に取付けられ、そして表示要素
及びその取付部の重量部分的に相殺するように調
節することができる。 コアロツド１９は次の通りにブラケツト１２に
取付けられる。まず、コア１９はコアから分離さ
れると巻き取られる。巻線３０は当該技術分野の
熟練者によつて適用され、そして好ましくは巻い
たコイルが当業者には良く知られている如く結合
されて単一体（unitary body）となるように絶
縁被覆が結合される。コア端部２０を巻線の両端
から突き出す。ブラケツト１２のプレート１４は
弾性プラスチツクからつくられ、そしてプレート
１４の開口におけるコアロツド１９の突き出し端
部の挿入を可能とするのに十分に広げることがで
きるように十分柔軟性とされる。このような挿入
の後、プレート１４は所定位置にそれぞれコアを
保持するそれらの応力のかわらない
（unstressed）位置へ曲げ戻される（flexed
bach）。 動作においては、二つのコアロツド１９は、そ
れらの磁場がその制限位置の一つに表示要素を保
持するように作用する予め決められた方向に反対
に磁化される。磁石２８とその対応するコア端部
２０との間の力は引力であるので回転要素はその
ベアリングの一つに対して磁力によつて通常保持
され、そして他の一つから僅かに間隙を置いて配
置される。それが見る方向における表示要素によ
りコントラストする外観を生ずるように所望され
る場合には、両コアロツド１９はそれらの磁化を
逆転するようにパルスが加えられる。逆転した磁
化は端部２０の各対において両永久磁石２８を反
発する力を発生し、そして前記した通り、コア端
部２０に対して回転要素をセンタリングする。次
いで、回転要素はセンタリング作用によつて減少
した摩擦によつてその反対の方位に移動する。 一つのコアロツドを使用する別法においては、
第２図乃至第７図に示されているがコアロツド１
９の一つ及びその巻線３０が除去されている装置
を考慮することによつて装置は可視化することが
できる。装置が作動することは第６図及び第７図
の考察から明らかであり、装置が所定位置間での
表示要素の移動の第１部分期間中センタリングす
ることは第３図から明らかである。他方、表示要
素を転向する傾向のあるトルクが二つのコアロツ
ド構造を使用するよりもはるかに小さいことも明
らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、数字「３」を形成する７個の要素の
列を略図で示し、第２図は本発明に従う表示又は
指示装置の拡大図を示し、第３図は第２図の装置
の組立てられた側面図、第４図は一つの限界位置
における装置の略図を示し、第５図は（第２図の
限界位置に対応する）他の限界位置の装置の略図
を示し、第６図は第４図に対応する位置における
磁束場及び永久磁石の磁気相互作用を示し、第７
図は第５図に対応する位置における磁束及び永久
磁石の磁気相互作用を示す。 １０……ポスト、１２……ブランケツト、１４
……プレート、１８……スピンドル、１９……コ
アロツド、２０……コア自由端、２１……表示要
素、２４……バー、２６……耳、２８……永久磁
石、３０……付勢巻線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基材と、 回転軸の回りにて回転できるように、該基材に
   回転可能に設置された表示要素と、 該表示要素の回転を２つの限界位置の間にての
   180゜よりも小さく制限する手段とを具備するこ
   と、 該表示要素が、上記２つの限界位置において、
   見る方向において、相互に対照的な効果を生じせ
   しめるように設計されていること、 可逆的に永久的に磁化可能な一対の磁化可能要
   素であつて、各々が第一の自由端と第二の自由端
   との間にて上記回転軸にほぼ沿つて延びている一
   対の磁化可能要素と、 該磁化可能要素を磁化する、該磁化可能要素の
   各々に対応している電気的付勢コイルとを具備す
   ること、 該２つの第一の自由端がそれらの間に第一のギ
   ヤツプを規定し、この第一のギヤツプが、回転軸
   の一方の端部付近に、上記回転軸を実質的に横切
   る成分を有すること、 該２つの第二の端部が、それらの間に第二のギ
   ヤツプを規定し、この第二のギヤツプが、回転軸
   の他方の端部付近に、上記回転軸を実質的に横切
   る成分を有すること、 該表示要素と共に回転できるように該表示要素
   に設置され、該第一及び第二の自由端部の外側に
   それぞれ配置された第一及び第二の永久磁石を具
   備すること、及び、 該磁化可能要素の反対の磁化の各々によつて、
   上記第一及び第二のギヤツプを横切る磁束の各々
   が、移動範囲に渡る該磁石の回転の際に対応する
   該磁石に一方向にトルクを加え且つ上記トルクが
   両磁石に対して同じ方向であるように、第一及び
   第二の永久磁石が配置され且つ方向付けられてい
   ること を特徴とする表示又は指示装置。