メータ装置のムーブメント
【課題】 ステップモータを駆動させないときの指針の下限位置からのずれを防止するにあたり、指針の表示駆動に対する影響が無く、砂埃の金属成分の吸着も生じにくく、指針の不自然な動きによる見栄えの問題も生じないようにできるメータ装置のムーブメントを提供することを目的とする。
【解決手段】 目盛盤の裏面側に設けられるケース６に、指針２に先端が接続される指針軸４と、指針軸４に減速歯車列８を介して駆動力を与えるステップモータ７と、指針２が、目盛の下限を指す下限位置に戻った状態で、それ以上の戻り方向への回動を規制するストッパ１１と、が設けられたメータ装置のムーブメントであって、ケース６内に、指針軸４と一体に回動する出力歯車８２に設けられ、磁性体で形成された被吸引部材９と、指針２が下限位置に配置されたときに、被吸引部材９を磁着する電磁石１０と、を設けた。
【解決手段】 目盛盤の裏面側に設けられるケース６に、指針２に先端が接続される指針軸４と、指針軸４に減速歯車列８を介して駆動力を与えるステップモータ７と、指針２が、目盛の下限を指す下限位置に戻った状態で、それ以上の戻り方向への回動を規制するストッパ１１と、が設けられたメータ装置のムーブメントであって、ケース６内に、指針軸４と一体に回動する出力歯車８２に設けられ、磁性体で形成された被吸引部材９と、指針２が下限位置に配置されたときに、被吸引部材９を磁着する電磁石１０と、を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステップモータを駆動源として指針を移動させるメータ装置に関するものであり、特に、指針を駆動させるステップモータなどを収容したメータ装置のムーブメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目盛盤の裏側に、指針が連結された指針軸と、駆動源となるステップモータと、ステップモータの駆動力を減速して指針軸に伝達させる減速歯車列と、を収容したムーブメントが設けられ、ステップモータの駆動により指針が目盛盤の表面に沿って回動し、アナログ表示するメータ装置が知られている。
【０００３】
さらに、このようなメータ装置では、指針の制御位置と実際の位置とのズレ対策として、指針が目盛の下限（０など）の位置を指しているときに、ズレの解消を図ることが知られていて、この際、指針を下限位置に配置させる技術として、以下のような従来技術が知られている。
【０００４】
第１の従来技術は、指針と目盛盤の下限位置付近とに、互いに引き合う永久磁石を設置し、指針が下限位置では、常に、指針を目盛盤に永久磁石の吸引力により固定する技術である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
第２の従来技術は、ステップモータの作動を再開するときに、下限位置方向へ指針を回動させ、励磁と開放とを繰り返し、指針がストッパにより回動を停止した場合に、誘起電圧が収束する性質を利用し、励磁と開放、誘起電圧の観察を繰り返し、誘起電圧がある閾値を下回った場合に、零位置であるとする技術である（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−１４５４１２号公報
【特許文献２】特開２００３−１２５５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記第１の従来技術にあっては、指針の固定に永久磁石を用いているため、磁石設置位置付近を指針により指示する際に、永久磁石による磁力（吸引力）の影響下で指針を駆動させる必要があり、その制御が難しいという問題がある。さらに、永久磁石の磁力が、目盛盤上で砂埃などの金属成分を吸着してしまい、見栄えが悪化するおそれがあるという問題もある。
【０００７】
また、上記第２の従来技術にあっては、誘起電圧は、指針がストッパ位置に到着して直ちに閾値を下回るわけではなく、収束するまでの機械的な跳ね返り動作を繰り返すので、見た目に不自然で見栄えに劣るという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、ステップモータを駆動させないときの指針を下限位置に配置させるにあたり、指針の表示駆動に対する影響が無く、砂埃の金属成分の吸着も生じにくく、指針の不自然な動きによる見栄えの問題も生じないようにできるメータ装置のムーブメントを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、請求項１に記載の発明は、目盛盤の裏面側に設けられるケースを備え、このケースに、回動可能に支持されて前記目盛盤の表面側に位置する指針に先端が接続される指針軸と、この指針軸に減速機構を介して駆動力を与えるステップモータと、前記指針が、目盛盤に設けられた目盛の下限を指す下限位置に戻った状態で、それ以上の戻り方向への回動を規制するストッパと、が設けられたメータ装置のムーブメントであって、前記ケース内に、前記指針軸と一体に回動する部材に設けられ、磁石により吸引される磁性体で形成された被吸引部材と、前記指針が下限位置に配置された状態で、前記被吸引部材を磁着可能に配置された電磁石と、が設けられていることを特徴とするメータ装置のムーブメントとした。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のメータ装置のムーブメントにおいて、前記ケース内に、前記指針が下限位置に戻ったときに開閉が切り換えられるスイッチが設けられ、前記電磁石は、前記指針が下限位置に戻ったときの前記スイッチの切り換えに応じた切換作動手段からの通電により励磁されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のメータ装置のムーブメントにおいて、前記ステップモータの駆動を制御する制御手段は、前記指針を下限位置から移動させる際に、前記切換作動手段による通電を停止させて前記電磁石の励磁解除を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のメータ装置のムーブメントにおいて、前記電磁石のコアは、前記指針が下限位置に戻ったときに、前記被吸引部材と当接するよう配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のメータ装置のムーブメントにおいて、前記コアが、前記ストッパとして、前記指針が下限位置に戻ったときに前記戻り方向への移動を規制するよう配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載のメータ装置のムーブメントにおいて、前記被吸引部材とコアとは、両者の磁着状態で環状となるよう形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載のメータ装置のムーブメントにおいて、前記被吸引部材は、前記コアと同一の素材で、かつ前記コアと同一の断面積に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、指針が下限位置に戻った際には、ムーブメントのケース内に設けた電磁石により被吸引部材を磁着し、被吸引部材が設けられている指針と一体に回動する部材がその位置に保持され、これにより、指針も下限位置に保持される。
【００１７】
このように指針が、下限位置に戻ったときには、電磁石により磁着されるため、ストッパに衝突した反力で機械的に跳ね返る動作が発生するのを防止することができる。これにより、見栄えを向上できるとともに、跳ね返ったときの位置を下限位置として誤検出するおそれも無くなる。さらに、電磁石の磁力に基づいて指針が下限位置に保持されるため、従来のように、下限位置を特定するために指針の跳ね返り動作を繰り返すことが不要となり、見栄えを大幅に改善することができる。
【００１８】
しかも、指針の保持に永久磁石を用いておらず、かつ、電磁石は指針が下限位置に戻った時点で磁力を発生させることができるため、指針が下限位置近傍に配置されているときの指針に対する磁力の影響を無くすことができ、良好な制御性を得ることができる。加えて、電磁石は、常時磁力を持たせることなく選択的に作動させることができるため、永久磁石を用いた場合と比較して、目盛盤上などで砂埃などの金属成分などを吸着しにくくなるとともに、埃の付着量が増加し続けることはない。
【００１９】
また、本発明では、上述の効果を得るための被吸引部材と電磁石とをムーブメントのケース内に設けたため、組付作業性に優れる。
【００２０】
請求項２に記載の発明では、指針が下限位置に戻った際には、スイッチの開閉が切り換えられ、この切換に基づく切換作動手段からの通電で電磁石が励磁される。
【００２１】
したがって、本発明では、指針が下限位置に達したか否かを、ムーブメントのケース内に設けたスイッチにより電気信号として取り出すことができる。
【００２２】
さらに、電磁石の励磁を、スイッチの機械的な作動により行うようにしたため、センサなどにより位置を検出して電磁石を作動させる構造と比較して、安価に製造でき実装が容易である。さらに、下限位置を誘起電力で判定するのに比べ、温度やノイズの影響を受けることなく確実に検出することができる。
【００２３】
加えて、本発明では、被吸引部材および電磁石に加えて、上述の効果を得るためのスイッチをムーブメントのケース内に設けているため、組付作業性に優れる。
【００２４】
請求項３に記載の発明では、制御手段は、指針を下限位置に戻す制御を行った後に、再び、指針による表示を行うべくステップモータを駆動させる際には、切換作動手段による電磁石への通電を停止させる。
【００２５】
したがって、指針を下限位置から移動させる際に、ステップモータの駆動力に対して電磁石の磁着力の影響が無く、制御性に優れるとともに、電磁石への通電を必要最小限として省エネルギ化を図ることができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明では、指針が下限位置に戻るのに応じて電磁石が励磁された際には、被吸引部材がコアに当接した状態で吸着される。
【００２７】
したがって、電磁石のコアが被吸引部材に当接しない場合に比べて、被吸引部材に作用する磁力を大きくして、下限位置における被吸引部材の吸着を確実なものにすることができる。しかも、このように被吸引部材に作用する電磁石の磁力を大きくできることにより、ムーブメントのケースという限られたスペースに設けられた電磁石の小型化を図り、スペース効率を高めることができるとともに、電磁石による消費電力を抑えることができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明では、指針が下限位置に戻った際に、被吸引部材が電磁石のコアに当たることで、指針軸のそれ以上の回動が規制される。
【００２９】
このように、電磁石のコアがストッパを兼ねることで、ストッパを別に併設するものに比べて、指針の下限位置の設定が容易になり、かつ、ムーブメントにおける構成要素の数を少なくして、スペース効率を高めることができる。
【００３０】
請求項６に記載の発明では、被吸引部材がコアに当接した際に環状となる。したがって、被吸引部材とコアが環状を形成しない構造と比較して、電磁石を励磁したときにコアと被吸引部材に生じる磁束密度の安定を図って、被吸引部材に作用する磁力を高めることができる。
【００３１】
これにより、電磁石において、少ない電流で強い磁力を発生させることができ、ムーブメントのケースという限られたスペースに占める電磁石の小型化を図り、スペース効率を高めることができる。
【００３２】
請求項7に記載の発明では、被吸引部材をコアと同一断面積に形成したため、電磁石を励磁したときに、被吸引部材としてコアよりも小さな断面積のものを用いるよりも強い磁力を得ることができ、かつ、被吸引部材としてコアよりも大きな断面積のものを用いるよりも、指針軸に作用する荷重を小さく抑えることができる。
【００３３】
したがって、指針軸と一体に回動する部材、およびこの部材に駆動力を与えるステップモータに対し、荷重バランスの影響を最小限に抑えつつ、電磁石による磁力をできるだけ大きく確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
この実施の形態のメータ装置のムーブメントは、目盛盤（１）の裏面側に設けられるケース（６）を備え、このケース（６）に、回動可能に支持されて前記目盛盤（１）の表面側に位置する指針（２）に先端が接続される指針軸（４）と、この指針軸（４）に減速機構（８）を介して駆動力を与えるステップモータ（７）と、前記指針（２）が、目盛盤（１）に設けられた目盛の下限を指す下限位置に戻った状態で、それ以上の戻り方向への回動を規制するストッパ（１１）と、が設けられたメータ装置のムーブメントであって、前記ケース（６）内に、前記指針軸（４）と一体に回動する部材に設けられ、磁石により吸引される磁性体で形成された被吸引部材（９）と、前記指針（２）が下限位置に配置された状態で、前記被吸引部材（９）を磁着する電磁石（１０）と、が設けられていることを特徴とするメータ装置のムーブメントである。
【実施例１】
【００３６】
以下に、図１〜図６に基づいて、この発明の最良の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡについて説明する。
【００３７】
まず、構成から説明すると、実施例１のメータ装置のムーブメントＡを用いたメータ装置Ｍは、図２に示すように、目盛盤１と指針２とを備えている。なお、このメータ装置Ｍとしては、自動車の車速計を示すが、エンジン回転数計など他のメータ装置にも適用できる。
【００３８】
目盛盤１は、略円弧状の目盛部１ａを備えている。この目盛部１ａは、車速を表示する目盛１ｂが下限目盛値（車速０Ｋｍ／ｈ）から上限目盛値にかけて均等に複数設けられている。
【００３９】
また、指針２は、目盛盤１の各目盛１ｂが配置された円弧の中央部分から外径方向に延在されている。
【００４０】
指針２は、図３に示すように、目盛盤１の裏面側に設けられた実施例１のメータ装置のムーブメントＡから突出されて目盛盤１を貫通された指針軸４に連結されて、目盛盤１の表面に沿って回動される。なお、ムーブメントＡは、目盛盤１の裏面側に設けられている回路基板５に支持されている。
【００４１】
ムーブメントＡは、図１に示すように、樹脂製のケース６と、指針２の駆動源となるステップモータ７と、ステップモータ７の回転を減速して指針軸４に伝達する減速機構としての減速歯車列８と、被吸引部材９と、電磁石１０と、を備えている。なお、図１は、ムーブメントＡを図３において矢印Ｙ１方向から見たものである。
【００４２】
ステップモータ７は、界磁巻線７１，７２を有したヨーク７３と、このヨーク７３に回転可能に支持されたマグネットロータ７４と、を備えている。マグネットロータ７４は、その外周に、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。そして、ステップモータ７は、界磁巻線７１，７２に互いに位相を９０度にする余弦波状駆動電圧および正弦波状駆動電圧を印加すると、マグネットロータ７４がヨーク７３との間に磁気回路を形成して正転あるいは逆転する周知の構造のものである。ここでは、マグネットロータ７４の正転で、指針２が図２において時計回り方向へ回動し、マグネットロータ７４の逆転で、指針２が反時計回り方向に回動するものとする。
【００４３】
減速歯車列８は、マグネットロータ７４と一体に回転する入力歯車８１と、指針軸４と一体に回転する出力歯車８２と、これら出力歯車８２と入力歯車８１との間で所定の減速比が得られる中間歯車８３，８４と、を備えている。
【００４４】
出力歯車８２とケース６との間には、指針２が下限目盛である０Ｋｍ／ｈを指す下限位置としての零位置において、この零位置よりも帰零方向、すなわち、０Ｋｍ／ｈよりも大きな値を指す位置から零位置に戻る方向（図１において矢印Ｒ方向であって、図２において反時計回り方向）に回動するのを規制するストッパ１１が設けられている。
【００４５】
このストッパ１１は、図１に示す出力歯車８２に取り付けられたストッパ片１１１と、ストッパ片１１１に取り付けられた被吸引部材９と、後述する側壁６１ｂと、図４に示す電磁石１０のコア１０１の端面１１２，１１２と、を備えている。
【００４６】
ストッパ片１１１は、出力歯車８２の一側に一体に形成されたもので、略Ｌ字形状を成し、軸心である指針軸４を通る放射線上に配置されている。また、ストッパ片１１１において、帰零方向（矢印Ｒ方向）側の端面に、板状の被吸引部材９が固定されている。この被吸引部材９は、磁石により吸引可能な磁性体により形成され、特に、本実施例１では、図４に示す電磁石１０のコア１０１と同じ素材（同じ誘磁率）である軟磁性体によりコア１０１と同じ断面積に形成されている。
【００４７】
電磁石１０は、ケース６に一体に形成された電磁石用ハウジング６１内に収容されている。この電磁石用ハウジング６１は、図示のように平面視で略Ｖ字状を成す側壁６１ａ，６１ｂを備えている。
【００４８】
ストッパ片１１１に対向する側の側壁６１ｂは、ストッパ１１の一部として、指針２が帰零したときに、ストッパ片１１１の被吸引部材９と当接し、その帰零方向の移動を規制する位置に配置され、かつ、被吸引部材９と面で当たるように、側壁６１ｂの表面の延長線が指針軸４を通る角度で形成されている。
【００４９】
また、電磁石１０は、前述した略コの字形状のコア１０１と、このコア１０１の外周に巻き付けられたコイル１０２と、を備えている。コア１０１は、コイル１０２に通電したときのみ磁石となり、非通電状態では磁石とならない性質の軟磁性体により形成されている。また、コア１０１の両端面１１２，１１２は、ストッパ１１の一部として、それぞれ側壁６１ｂの表面と同一面に配置されて露出され、指針２が零位置に帰零しときに、被吸引部材９に当接し、この被吸引部材９が、その位置よりも帰零方向（矢印Ｒ方向）に移動するのを規制するよう配置されている。
【００５０】
さらに、本実施例１では、電磁石１０の隣に電磁石用ハウジング６１の側壁６１ｂに帰零スイッチ１２が設けられている。この帰零スイッチ１２は、指針２が零位置に帰零したときに機械的に開成される常閉のスイッチであり、図４に示すように、ストッパ片１１１のうちで被吸引部材９が設けられていない部分と帰零方向（矢印Ｒ方向）で重なる位置に配置されている。また、帰零スイッチ１２は、長方形板状の可動電極板１２ａを備えている。この可動電極板１２ａは、指針２が帰零位置以外の位置に配置されているときには、図５（ａ）に示すように直線状となり、図示を省略した固定接点と当接して、帰零スイッチ１２が閉状態となる。また、この可動電極板１２ａは、指針２が帰零位置に帰零した際には、同図（ｂ）に示すようにストッパ片１１１に押されて弾性変形して図外の固定接点から離れて帰零スイッチ１２が開状態になるよう構成されている。
【００５１】
帰零スイッチ１２は、電磁石１０のコイル１０２への通電・非通電を切り換える切換作動手段としてのスイッチ回路１３に含まれている。このスイッチ回路１３は、回路基板５に設けられたもので、図６に示すように、トランジスタ１４を備え、帰零スイッチ１２が開成されてトランジスタ１４のベース１４ｂにマイナス電位が与えられたときに、電磁石１０のコイル１０２へ通電する構成となっている。
【００５２】
また、スイッチ回路１３において、コイル１０２の電源となる部分には、リレースイッチ１５が設けられている。このリレースイッチ１５は、コイル１５ａに通電されたときにスイッチ部１５ｂが閉成される常開のスイッチであって、イグニッションスイッチ１８がＯＮとなっている間は、制御手段としてのコントロールユニット１６からコイル１５ａへの通電が成され、後述するがイグニッションスイッチ１８のＯＦＦに連動してコイル１５ａへの通電が停止されるようになっている。
【００５３】
さらに、コントロールユニット１６は、トランジスタ１４のベース１４ｂへプラス電位を出力する出力回路１７が接続されていて、帰零スイッチ１２が開いた状態でも、出力回路１７にプラス電位が出力された場合には、コイル１０２への通電が停止される構成となっている。
【００５４】
なお、コントロールユニット１６には、図外の車速センサの検出値に基づいて、その車速を指針２により表示すべくステップモータ７の駆動を制御する。このステップモータ７の制御は、イグニッションスイッチ１８が投入されると開始され、一方、イグニッションスイッチ１８のＯＦＦでこの制御を終了する。この制御は、従来から周知のものであり、本願発明の要旨とするものではないので詳細な説明は省略する。
【００５５】
次に、実施例の作用を説明する。
【００５６】
イグニッションスイッチ１８がＯＮとされると、コントロールユニット１６は、コイル１５ａへ通電してリレースイッチ１５を閉成し、かつ、メータ装置Ｍにおいて車速を表示すべくステップモータ７を駆動させる制御を開始する。
【００５７】
このステップモータ７の制御において、指針２が零位置に帰零したときには、この実施例１のメータ装置のムーブメントＡでは、以下のような作動が行われる。
【００５８】
すなわち、指針軸４と一体回転する出力歯車８２に設けられたストッパ片１１１の被吸引部材９が、コア１０１の端面１１２，１１２に当接し、一体回動する出力歯車８２、指針軸４、指針２の帰零方向の回動が規制され、同時に、ストッパ片１１１が、図５（ｂ）に示すように帰零スイッチ１２の可動電極板１２ａを押し、帰零スイッチ１２が開成される。この帰零スイッチ１２の開成により、スイッチ回路１３では、電磁石１０のコイル１０２への通電が成され、ストッパ片１１１の被吸引部材９がコア１０１の端面１１２，１１２に吸着される。
【００５９】
したがって、指針２は、帰零時には、電磁石１０の磁力に基づきストッパ１１における衝突による反力などではねることなく、零位置に確実に保持される。
【００６０】
次に、コントロールユニット１６がステップモータ７の駆動制御に基づいて、指針２を零位置から帰零方向とは逆方向へ回動させる際には、コントロールユニット１６は、出力回路１７を介してトランジスタ１４のベース１４ｂにプラス電位を出力する。これにより、電磁石１０のコイル１０２への通電が停止され、電磁石１０の磁力が無くなる。
【００６１】
したがって、電磁石１０の磁力の影響を受けることなく、通常のステップモータ７の駆動力で指針２を移動させることができる。
【００６２】
一方、指針２が帰零し、上述のように、電磁石１０が被吸引部材９を磁着して指針２を零位置に保持している状態で、イグニッションスイッチ１８をＯＦＦとした場合には、コントロールユニット１６は、タイマをカウントし、タイマ値が所定の値に達したら、リレースイッチ１５への通電をカットする。
【００６３】
以上説明したように、本実施例１のメータ装置のムーブメントＡでは、指針２が零位置に達した時には、帰零方向の回動を規制されるのに加え、同時に、電磁石１０の磁力により零位置に保持される。このため、ストッパ１１における衝突反力で指針２が機械的に跳ね返るのを防止することができ、見栄えを向上できるとともに、跳ね返ったときの位置を下限位置として誤判断するおそれも無くなる。さらに、電磁石１０の磁力に基づいて指針２が零位置に保持され、従来のように、零位置を特定するために指針２が振れる動作を繰り返すことも不要となり、見栄えを大幅に改善することができる。
【００６４】
また、指針２が帰零すると、機械的に帰零スイッチ１２が開成され、かつ、これに連動してコイル１０２へ通電されるため、コントロールユニット１６では、帰零スイッチ１２の開閉状態あるいはコイル１０２へ通電される電圧のいずれかを検出することにより、指針２が零位置に配置されていることを確実・容易に判断することができる。
【００６５】
さらに、本実施例１では、被吸引部材９、電磁石１０、帰零スイッチ１２をムーブメントＡのケース６内に設けているため、組付作業性に優れ、汎用性に優れる。
【００６６】
しかも、指針２を零位置に磁力で保持するにあたり永久磁石を用いずに電磁石１０を用い、電磁石１０は指針２が零位置に帰零した時点で磁力を発生させるようにしたため、指針２が零位置近傍に配置されているときの指針２に対する磁力の影響が無く、制御性に優れている。加えて、目盛盤１を覆う図外のカバー表面などに付着した砂埃などの金属成分などが、表から見えない磁石に吸着し、さらに、このように付着した埃が増加し続けることはない。
【００６７】
さらに、本実施例１では、上述のように指針２の帰零時に電磁石１０を励磁させるにあたり、指針２が帰零を、帰零スイッチ１２の機械的な閉から開の切り換に連動するようにしたため、センサなどにより零位置を検出して電磁石１０を作動させる構造と比較して、安価に製造でき実装が容易である。さらに、零位置を誘起電力で判定するのに比べ、温度やノイズの影響を受けることなく確実に検出することができる。
【００６８】
また、コントロールユニット１６は、指針２を帰零した後に、再び、指針２による表示を行うべくステップモータ７を駆動させる際には、スイッチ回路１３による電磁石１０への通電を停止させるようにしたため、ステップモータ７を駆動させる際に電磁石１０の磁力の影響が無く、制御性に優れるとともに、電磁石１０へ通電する時間を必要最小限として省エネルギ化を図ることができる。
【００６９】
加えて、本実施例１では、指針２が帰零した際のストッパ１１の一部として、電磁石１０のコア１０１の両端面１１２，１１２を用い、これら両端面１１２，１１２に被吸引部材９を吸着させるようにしたため、ストッパを電磁石１０と別途設ける場合に比べて、ストッパによる回動規制位置と、電磁石１０による吸着位置と、を一致させる設定が不要であり、組付作業性に優れ、かつ、ムーブメントＡにおける構成要素の数を少なくして、スペース効率を高めることができる。
【００７０】
しかも、被吸引部材９がコア１０１に当接した際に環状となるように形成したため、被吸引部材９とコア１０１が環状を形成しない構造と比較して、電磁石１０を励磁したときにコア１０１と被吸引部材９に生じる磁束密度の安定を図って、被吸引部材９に作用する磁力を高めることができる。これにより、電磁石１０において、少ない電流で強い磁力を発生させることができ、ムーブメントＡのケース６という限られたスペースに占める電磁石１０の小型化を図り、スペース効率を高めることができる。
【００７１】
加えて、被吸引部材９は、コア１０１と同じ素材により同じ断面積に形成したため、被吸引部材９をコア１０１よりも小さな断面積に形成した場合と比較して、磁束を安定させて、強い磁力が得られるようにでき、かつ、被吸引部材９をコア１０１よりも大きな断面積に形成した場合と比較して、被吸引部材９の重量を小さく抑え、これにより、指針軸４と一体に回動する部材全体の重量を抑え、ステップモータ７の駆動力を抑え、かつ、出力歯車８２の重量バランスがアンバランスに成るのを抑えることができる。
【００７２】
また、コントロールユニット１６は、イグニッションスイッチ１８をＯＦＦとしたときには、リレースイッチ１５を開成し、指針２が帰零していても、電磁石１０のコイル１０２への通電が停止され、かつ、スイッチ回路１３での電力消費もなくなるようにしたため、無駄な電力消費を無くすことができる。さらに、このように電磁石１０の励磁を解除するにあたり、タイマをカウントして、イグニッションスイッチ１８のＯＦＦから所定時間が経過した後に励磁解除するようにしたため、励磁解除時に万一指針２に振れが生じたとしても、乗員の降車を待って乗員の目に触れにくくすることができる。したがって、前記タイマのカウント時間は、イグニッションスイッチ１８をＯＦＦとしてから乗員が降車するまでに要する平均的な時間に設定するのが好ましい。
【００７３】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００７４】
すなわち、実施例１では、電磁石１０への通電を、指針２の帰零に機械的に連動して開閉が切り換えられる帰零スイッチ１２により行う例を示したが、これに限らず、指針２の帰零をスイッチの開閉以外の電気的な検出手段で検出するようにしてもよい。
【００７５】
また、実施例１では、ストッパ１１において、被吸引部材９が当たる相手として、電磁石１０のコア１０１の端面１１２，１１２と、側壁６１ｂと、を用いた例を示したが、このストッパは、電磁石１０とは別個に形成することもできる。例えば、ストッパとしては、実施例１で示したストッパ片１１１と電磁石用ハウジング６１の側壁６１ｂとで構成し、被吸引部材９は、出力歯車８２の端面に設け、電磁石１０は、これと対向するケース面に設置する、というように、両者を離して設置することもできる。
【００７６】
あるいは、コア１０１の端面１１２，１１２を、側壁６１ｂから突出させて、これら端面１１２，１１２のみがストッパ１１として機能するようにしてもよい。
【００７７】
また、実施例１では、被吸引部材９とコア１０１とが当接するようにしたが、両者が当接しない構造としてもよい。例えば、電磁石１０を、電磁石用ハウジング６１内に収容し、電磁石１０が、側壁６１ｂを隔てて被吸引部材９を吸引するようにしてもよい。このように両者が当接しない構成であっても、電磁石１０の磁力で被吸引部材９を吸引して、指針２を零位置に保持することができる。
【００７８】
また、被吸引部材９とコア１０１とが当接する構成であっても、実施例１で示したように、当接時に両者が環状にならないようにしてもよい。この場合、例えば、電磁石１０の軸方向を帰零方向（矢印Ｒ方向）に向けて、コア１０１の一側のみが被吸引部材９と当接するようにしてもよい。
【００７９】
また、実施例１では、帰零スイッチ１２が帰零時に開くものを示したが、帰零時にストッパ片１１１に押されて閉じるようにしたものを用いてもよい。
【００８０】
また、実施例では、減速機構として、減速歯車列８を示したが、この減速歯車列８は、実施例で示した歯車の組み合わせに限定されるものではなく、しかも、減速機構としては減速歯車列８に限定されず、例えば、プーリとベルトなどの他の手段を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の最良の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡを示す分解斜視図であって、図３の矢印Ｙ１方向から見た状態を示している。
【図２】本発明の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡを適用したメータ装置を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡを適用したメータ装置の要部を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡの要部を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡの要部を示す斜視図であって、（ａ）は帰零スイッチの閉状態を、（ｂ）は帰零スイッチの開状態を示している。
【図６】本発明の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡのスイッチ回路およびコントロールユニットを示す回路図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 目盛盤
１ｂ 目盛
２ 指針
４ 指針軸
６ ケース
７ ステップモータ
８ 減速歯車列（減速機構）
９ 被吸引部材
１０ 電磁石
１１ ストッパ
１２ 帰零スイッチ
１３ スイッチ回路（切換作動手段）
１６ コントロールユニット（制御手段）
１０１ コア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステップモータを駆動源として指針を移動させるメータ装置に関するものであり、特に、指針を駆動させるステップモータなどを収容したメータ装置のムーブメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、目盛盤の裏側に、指針が連結された指針軸と、駆動源となるステップモータと、ステップモータの駆動力を減速して指針軸に伝達させる減速歯車列と、を収容したムーブメントが設けられ、ステップモータの駆動により指針が目盛盤の表面に沿って回動し、アナログ表示するメータ装置が知られている。
【０００３】
さらに、このようなメータ装置では、指針の制御位置と実際の位置とのズレ対策として、指針が目盛の下限（０など）の位置を指しているときに、ズレの解消を図ることが知られていて、この際、指針を下限位置に配置させる技術として、以下のような従来技術が知られている。
【０００４】
第１の従来技術は、指針と目盛盤の下限位置付近とに、互いに引き合う永久磁石を設置し、指針が下限位置では、常に、指針を目盛盤に永久磁石の吸引力により固定する技術である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
第２の従来技術は、ステップモータの作動を再開するときに、下限位置方向へ指針を回動させ、励磁と開放とを繰り返し、指針がストッパにより回動を停止した場合に、誘起電圧が収束する性質を利用し、励磁と開放、誘起電圧の観察を繰り返し、誘起電圧がある閾値を下回った場合に、零位置であるとする技術である（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−１４５４１２号公報
【特許文献２】特開２００３−１２５５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記第１の従来技術にあっては、指針の固定に永久磁石を用いているため、磁石設置位置付近を指針により指示する際に、永久磁石による磁力（吸引力）の影響下で指針を駆動させる必要があり、その制御が難しいという問題がある。さらに、永久磁石の磁力が、目盛盤上で砂埃などの金属成分を吸着してしまい、見栄えが悪化するおそれがあるという問題もある。
【０００７】
また、上記第２の従来技術にあっては、誘起電圧は、指針がストッパ位置に到着して直ちに閾値を下回るわけではなく、収束するまでの機械的な跳ね返り動作を繰り返すので、見た目に不自然で見栄えに劣るという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、ステップモータを駆動させないときの指針を下限位置に配置させるにあたり、指針の表示駆動に対する影響が無く、砂埃の金属成分の吸着も生じにくく、指針の不自然な動きによる見栄えの問題も生じないようにできるメータ装置のムーブメントを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、請求項１に記載の発明は、目盛盤の裏面側に設けられるケースを備え、このケースに、回動可能に支持されて前記目盛盤の表面側に位置する指針に先端が接続される指針軸と、この指針軸に減速機構を介して駆動力を与えるステップモータと、前記指針が、目盛盤に設けられた目盛の下限を指す下限位置に戻った状態で、それ以上の戻り方向への回動を規制するストッパと、が設けられたメータ装置のムーブメントであって、前記ケース内に、前記指針軸と一体に回動する部材に設けられ、磁石により吸引される磁性体で形成された被吸引部材と、前記指針が下限位置に配置された状態で、前記被吸引部材を磁着可能に配置された電磁石と、が設けられていることを特徴とするメータ装置のムーブメントとした。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のメータ装置のムーブメントにおいて、前記ケース内に、前記指針が下限位置に戻ったときに開閉が切り換えられるスイッチが設けられ、前記電磁石は、前記指針が下限位置に戻ったときの前記スイッチの切り換えに応じた切換作動手段からの通電により励磁されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のメータ装置のムーブメントにおいて、前記ステップモータの駆動を制御する制御手段は、前記指針を下限位置から移動させる際に、前記切換作動手段による通電を停止させて前記電磁石の励磁解除を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のメータ装置のムーブメントにおいて、前記電磁石のコアは、前記指針が下限位置に戻ったときに、前記被吸引部材と当接するよう配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のメータ装置のムーブメントにおいて、前記コアが、前記ストッパとして、前記指針が下限位置に戻ったときに前記戻り方向への移動を規制するよう配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載のメータ装置のムーブメントにおいて、前記被吸引部材とコアとは、両者の磁着状態で環状となるよう形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載のメータ装置のムーブメントにおいて、前記被吸引部材は、前記コアと同一の素材で、かつ前記コアと同一の断面積に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、指針が下限位置に戻った際には、ムーブメントのケース内に設けた電磁石により被吸引部材を磁着し、被吸引部材が設けられている指針と一体に回動する部材がその位置に保持され、これにより、指針も下限位置に保持される。
【００１７】
このように指針が、下限位置に戻ったときには、電磁石により磁着されるため、ストッパに衝突した反力で機械的に跳ね返る動作が発生するのを防止することができる。これにより、見栄えを向上できるとともに、跳ね返ったときの位置を下限位置として誤検出するおそれも無くなる。さらに、電磁石の磁力に基づいて指針が下限位置に保持されるため、従来のように、下限位置を特定するために指針の跳ね返り動作を繰り返すことが不要となり、見栄えを大幅に改善することができる。
【００１８】
しかも、指針の保持に永久磁石を用いておらず、かつ、電磁石は指針が下限位置に戻った時点で磁力を発生させることができるため、指針が下限位置近傍に配置されているときの指針に対する磁力の影響を無くすことができ、良好な制御性を得ることができる。加えて、電磁石は、常時磁力を持たせることなく選択的に作動させることができるため、永久磁石を用いた場合と比較して、目盛盤上などで砂埃などの金属成分などを吸着しにくくなるとともに、埃の付着量が増加し続けることはない。
【００１９】
また、本発明では、上述の効果を得るための被吸引部材と電磁石とをムーブメントのケース内に設けたため、組付作業性に優れる。
【００２０】
請求項２に記載の発明では、指針が下限位置に戻った際には、スイッチの開閉が切り換えられ、この切換に基づく切換作動手段からの通電で電磁石が励磁される。
【００２１】
したがって、本発明では、指針が下限位置に達したか否かを、ムーブメントのケース内に設けたスイッチにより電気信号として取り出すことができる。
【００２２】
さらに、電磁石の励磁を、スイッチの機械的な作動により行うようにしたため、センサなどにより位置を検出して電磁石を作動させる構造と比較して、安価に製造でき実装が容易である。さらに、下限位置を誘起電力で判定するのに比べ、温度やノイズの影響を受けることなく確実に検出することができる。
【００２３】
加えて、本発明では、被吸引部材および電磁石に加えて、上述の効果を得るためのスイッチをムーブメントのケース内に設けているため、組付作業性に優れる。
【００２４】
請求項３に記載の発明では、制御手段は、指針を下限位置に戻す制御を行った後に、再び、指針による表示を行うべくステップモータを駆動させる際には、切換作動手段による電磁石への通電を停止させる。
【００２５】
したがって、指針を下限位置から移動させる際に、ステップモータの駆動力に対して電磁石の磁着力の影響が無く、制御性に優れるとともに、電磁石への通電を必要最小限として省エネルギ化を図ることができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明では、指針が下限位置に戻るのに応じて電磁石が励磁された際には、被吸引部材がコアに当接した状態で吸着される。
【００２７】
したがって、電磁石のコアが被吸引部材に当接しない場合に比べて、被吸引部材に作用する磁力を大きくして、下限位置における被吸引部材の吸着を確実なものにすることができる。しかも、このように被吸引部材に作用する電磁石の磁力を大きくできることにより、ムーブメントのケースという限られたスペースに設けられた電磁石の小型化を図り、スペース効率を高めることができるとともに、電磁石による消費電力を抑えることができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明では、指針が下限位置に戻った際に、被吸引部材が電磁石のコアに当たることで、指針軸のそれ以上の回動が規制される。
【００２９】
このように、電磁石のコアがストッパを兼ねることで、ストッパを別に併設するものに比べて、指針の下限位置の設定が容易になり、かつ、ムーブメントにおける構成要素の数を少なくして、スペース効率を高めることができる。
【００３０】
請求項６に記載の発明では、被吸引部材がコアに当接した際に環状となる。したがって、被吸引部材とコアが環状を形成しない構造と比較して、電磁石を励磁したときにコアと被吸引部材に生じる磁束密度の安定を図って、被吸引部材に作用する磁力を高めることができる。
【００３１】
これにより、電磁石において、少ない電流で強い磁力を発生させることができ、ムーブメントのケースという限られたスペースに占める電磁石の小型化を図り、スペース効率を高めることができる。
【００３２】
請求項7に記載の発明では、被吸引部材をコアと同一断面積に形成したため、電磁石を励磁したときに、被吸引部材としてコアよりも小さな断面積のものを用いるよりも強い磁力を得ることができ、かつ、被吸引部材としてコアよりも大きな断面積のものを用いるよりも、指針軸に作用する荷重を小さく抑えることができる。
【００３３】
したがって、指針軸と一体に回動する部材、およびこの部材に駆動力を与えるステップモータに対し、荷重バランスの影響を最小限に抑えつつ、電磁石による磁力をできるだけ大きく確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
この実施の形態のメータ装置のムーブメントは、目盛盤（１）の裏面側に設けられるケース（６）を備え、このケース（６）に、回動可能に支持されて前記目盛盤（１）の表面側に位置する指針（２）に先端が接続される指針軸（４）と、この指針軸（４）に減速機構（８）を介して駆動力を与えるステップモータ（７）と、前記指針（２）が、目盛盤（１）に設けられた目盛の下限を指す下限位置に戻った状態で、それ以上の戻り方向への回動を規制するストッパ（１１）と、が設けられたメータ装置のムーブメントであって、前記ケース（６）内に、前記指針軸（４）と一体に回動する部材に設けられ、磁石により吸引される磁性体で形成された被吸引部材（９）と、前記指針（２）が下限位置に配置された状態で、前記被吸引部材（９）を磁着する電磁石（１０）と、が設けられていることを特徴とするメータ装置のムーブメントである。
【実施例１】
【００３６】
以下に、図１〜図６に基づいて、この発明の最良の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡについて説明する。
【００３７】
まず、構成から説明すると、実施例１のメータ装置のムーブメントＡを用いたメータ装置Ｍは、図２に示すように、目盛盤１と指針２とを備えている。なお、このメータ装置Ｍとしては、自動車の車速計を示すが、エンジン回転数計など他のメータ装置にも適用できる。
【００３８】
目盛盤１は、略円弧状の目盛部１ａを備えている。この目盛部１ａは、車速を表示する目盛１ｂが下限目盛値（車速０Ｋｍ／ｈ）から上限目盛値にかけて均等に複数設けられている。
【００３９】
また、指針２は、目盛盤１の各目盛１ｂが配置された円弧の中央部分から外径方向に延在されている。
【００４０】
指針２は、図３に示すように、目盛盤１の裏面側に設けられた実施例１のメータ装置のムーブメントＡから突出されて目盛盤１を貫通された指針軸４に連結されて、目盛盤１の表面に沿って回動される。なお、ムーブメントＡは、目盛盤１の裏面側に設けられている回路基板５に支持されている。
【００４１】
ムーブメントＡは、図１に示すように、樹脂製のケース６と、指針２の駆動源となるステップモータ７と、ステップモータ７の回転を減速して指針軸４に伝達する減速機構としての減速歯車列８と、被吸引部材９と、電磁石１０と、を備えている。なお、図１は、ムーブメントＡを図３において矢印Ｙ１方向から見たものである。
【００４２】
ステップモータ７は、界磁巻線７１，７２を有したヨーク７３と、このヨーク７３に回転可能に支持されたマグネットロータ７４と、を備えている。マグネットロータ７４は、その外周に、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。そして、ステップモータ７は、界磁巻線７１，７２に互いに位相を９０度にする余弦波状駆動電圧および正弦波状駆動電圧を印加すると、マグネットロータ７４がヨーク７３との間に磁気回路を形成して正転あるいは逆転する周知の構造のものである。ここでは、マグネットロータ７４の正転で、指針２が図２において時計回り方向へ回動し、マグネットロータ７４の逆転で、指針２が反時計回り方向に回動するものとする。
【００４３】
減速歯車列８は、マグネットロータ７４と一体に回転する入力歯車８１と、指針軸４と一体に回転する出力歯車８２と、これら出力歯車８２と入力歯車８１との間で所定の減速比が得られる中間歯車８３，８４と、を備えている。
【００４４】
出力歯車８２とケース６との間には、指針２が下限目盛である０Ｋｍ／ｈを指す下限位置としての零位置において、この零位置よりも帰零方向、すなわち、０Ｋｍ／ｈよりも大きな値を指す位置から零位置に戻る方向（図１において矢印Ｒ方向であって、図２において反時計回り方向）に回動するのを規制するストッパ１１が設けられている。
【００４５】
このストッパ１１は、図１に示す出力歯車８２に取り付けられたストッパ片１１１と、ストッパ片１１１に取り付けられた被吸引部材９と、後述する側壁６１ｂと、図４に示す電磁石１０のコア１０１の端面１１２，１１２と、を備えている。
【００４６】
ストッパ片１１１は、出力歯車８２の一側に一体に形成されたもので、略Ｌ字形状を成し、軸心である指針軸４を通る放射線上に配置されている。また、ストッパ片１１１において、帰零方向（矢印Ｒ方向）側の端面に、板状の被吸引部材９が固定されている。この被吸引部材９は、磁石により吸引可能な磁性体により形成され、特に、本実施例１では、図４に示す電磁石１０のコア１０１と同じ素材（同じ誘磁率）である軟磁性体によりコア１０１と同じ断面積に形成されている。
【００４７】
電磁石１０は、ケース６に一体に形成された電磁石用ハウジング６１内に収容されている。この電磁石用ハウジング６１は、図示のように平面視で略Ｖ字状を成す側壁６１ａ，６１ｂを備えている。
【００４８】
ストッパ片１１１に対向する側の側壁６１ｂは、ストッパ１１の一部として、指針２が帰零したときに、ストッパ片１１１の被吸引部材９と当接し、その帰零方向の移動を規制する位置に配置され、かつ、被吸引部材９と面で当たるように、側壁６１ｂの表面の延長線が指針軸４を通る角度で形成されている。
【００４９】
また、電磁石１０は、前述した略コの字形状のコア１０１と、このコア１０１の外周に巻き付けられたコイル１０２と、を備えている。コア１０１は、コイル１０２に通電したときのみ磁石となり、非通電状態では磁石とならない性質の軟磁性体により形成されている。また、コア１０１の両端面１１２，１１２は、ストッパ１１の一部として、それぞれ側壁６１ｂの表面と同一面に配置されて露出され、指針２が零位置に帰零しときに、被吸引部材９に当接し、この被吸引部材９が、その位置よりも帰零方向（矢印Ｒ方向）に移動するのを規制するよう配置されている。
【００５０】
さらに、本実施例１では、電磁石１０の隣に電磁石用ハウジング６１の側壁６１ｂに帰零スイッチ１２が設けられている。この帰零スイッチ１２は、指針２が零位置に帰零したときに機械的に開成される常閉のスイッチであり、図４に示すように、ストッパ片１１１のうちで被吸引部材９が設けられていない部分と帰零方向（矢印Ｒ方向）で重なる位置に配置されている。また、帰零スイッチ１２は、長方形板状の可動電極板１２ａを備えている。この可動電極板１２ａは、指針２が帰零位置以外の位置に配置されているときには、図５（ａ）に示すように直線状となり、図示を省略した固定接点と当接して、帰零スイッチ１２が閉状態となる。また、この可動電極板１２ａは、指針２が帰零位置に帰零した際には、同図（ｂ）に示すようにストッパ片１１１に押されて弾性変形して図外の固定接点から離れて帰零スイッチ１２が開状態になるよう構成されている。
【００５１】
帰零スイッチ１２は、電磁石１０のコイル１０２への通電・非通電を切り換える切換作動手段としてのスイッチ回路１３に含まれている。このスイッチ回路１３は、回路基板５に設けられたもので、図６に示すように、トランジスタ１４を備え、帰零スイッチ１２が開成されてトランジスタ１４のベース１４ｂにマイナス電位が与えられたときに、電磁石１０のコイル１０２へ通電する構成となっている。
【００５２】
また、スイッチ回路１３において、コイル１０２の電源となる部分には、リレースイッチ１５が設けられている。このリレースイッチ１５は、コイル１５ａに通電されたときにスイッチ部１５ｂが閉成される常開のスイッチであって、イグニッションスイッチ１８がＯＮとなっている間は、制御手段としてのコントロールユニット１６からコイル１５ａへの通電が成され、後述するがイグニッションスイッチ１８のＯＦＦに連動してコイル１５ａへの通電が停止されるようになっている。
【００５３】
さらに、コントロールユニット１６は、トランジスタ１４のベース１４ｂへプラス電位を出力する出力回路１７が接続されていて、帰零スイッチ１２が開いた状態でも、出力回路１７にプラス電位が出力された場合には、コイル１０２への通電が停止される構成となっている。
【００５４】
なお、コントロールユニット１６には、図外の車速センサの検出値に基づいて、その車速を指針２により表示すべくステップモータ７の駆動を制御する。このステップモータ７の制御は、イグニッションスイッチ１８が投入されると開始され、一方、イグニッションスイッチ１８のＯＦＦでこの制御を終了する。この制御は、従来から周知のものであり、本願発明の要旨とするものではないので詳細な説明は省略する。
【００５５】
次に、実施例の作用を説明する。
【００５６】
イグニッションスイッチ１８がＯＮとされると、コントロールユニット１６は、コイル１５ａへ通電してリレースイッチ１５を閉成し、かつ、メータ装置Ｍにおいて車速を表示すべくステップモータ７を駆動させる制御を開始する。
【００５７】
このステップモータ７の制御において、指針２が零位置に帰零したときには、この実施例１のメータ装置のムーブメントＡでは、以下のような作動が行われる。
【００５８】
すなわち、指針軸４と一体回転する出力歯車８２に設けられたストッパ片１１１の被吸引部材９が、コア１０１の端面１１２，１１２に当接し、一体回動する出力歯車８２、指針軸４、指針２の帰零方向の回動が規制され、同時に、ストッパ片１１１が、図５（ｂ）に示すように帰零スイッチ１２の可動電極板１２ａを押し、帰零スイッチ１２が開成される。この帰零スイッチ１２の開成により、スイッチ回路１３では、電磁石１０のコイル１０２への通電が成され、ストッパ片１１１の被吸引部材９がコア１０１の端面１１２，１１２に吸着される。
【００５９】
したがって、指針２は、帰零時には、電磁石１０の磁力に基づきストッパ１１における衝突による反力などではねることなく、零位置に確実に保持される。
【００６０】
次に、コントロールユニット１６がステップモータ７の駆動制御に基づいて、指針２を零位置から帰零方向とは逆方向へ回動させる際には、コントロールユニット１６は、出力回路１７を介してトランジスタ１４のベース１４ｂにプラス電位を出力する。これにより、電磁石１０のコイル１０２への通電が停止され、電磁石１０の磁力が無くなる。
【００６１】
したがって、電磁石１０の磁力の影響を受けることなく、通常のステップモータ７の駆動力で指針２を移動させることができる。
【００６２】
一方、指針２が帰零し、上述のように、電磁石１０が被吸引部材９を磁着して指針２を零位置に保持している状態で、イグニッションスイッチ１８をＯＦＦとした場合には、コントロールユニット１６は、タイマをカウントし、タイマ値が所定の値に達したら、リレースイッチ１５への通電をカットする。
【００６３】
以上説明したように、本実施例１のメータ装置のムーブメントＡでは、指針２が零位置に達した時には、帰零方向の回動を規制されるのに加え、同時に、電磁石１０の磁力により零位置に保持される。このため、ストッパ１１における衝突反力で指針２が機械的に跳ね返るのを防止することができ、見栄えを向上できるとともに、跳ね返ったときの位置を下限位置として誤判断するおそれも無くなる。さらに、電磁石１０の磁力に基づいて指針２が零位置に保持され、従来のように、零位置を特定するために指針２が振れる動作を繰り返すことも不要となり、見栄えを大幅に改善することができる。
【００６４】
また、指針２が帰零すると、機械的に帰零スイッチ１２が開成され、かつ、これに連動してコイル１０２へ通電されるため、コントロールユニット１６では、帰零スイッチ１２の開閉状態あるいはコイル１０２へ通電される電圧のいずれかを検出することにより、指針２が零位置に配置されていることを確実・容易に判断することができる。
【００６５】
さらに、本実施例１では、被吸引部材９、電磁石１０、帰零スイッチ１２をムーブメントＡのケース６内に設けているため、組付作業性に優れ、汎用性に優れる。
【００６６】
しかも、指針２を零位置に磁力で保持するにあたり永久磁石を用いずに電磁石１０を用い、電磁石１０は指針２が零位置に帰零した時点で磁力を発生させるようにしたため、指針２が零位置近傍に配置されているときの指針２に対する磁力の影響が無く、制御性に優れている。加えて、目盛盤１を覆う図外のカバー表面などに付着した砂埃などの金属成分などが、表から見えない磁石に吸着し、さらに、このように付着した埃が増加し続けることはない。
【００６７】
さらに、本実施例１では、上述のように指針２の帰零時に電磁石１０を励磁させるにあたり、指針２が帰零を、帰零スイッチ１２の機械的な閉から開の切り換に連動するようにしたため、センサなどにより零位置を検出して電磁石１０を作動させる構造と比較して、安価に製造でき実装が容易である。さらに、零位置を誘起電力で判定するのに比べ、温度やノイズの影響を受けることなく確実に検出することができる。
【００６８】
また、コントロールユニット１６は、指針２を帰零した後に、再び、指針２による表示を行うべくステップモータ７を駆動させる際には、スイッチ回路１３による電磁石１０への通電を停止させるようにしたため、ステップモータ７を駆動させる際に電磁石１０の磁力の影響が無く、制御性に優れるとともに、電磁石１０へ通電する時間を必要最小限として省エネルギ化を図ることができる。
【００６９】
加えて、本実施例１では、指針２が帰零した際のストッパ１１の一部として、電磁石１０のコア１０１の両端面１１２，１１２を用い、これら両端面１１２，１１２に被吸引部材９を吸着させるようにしたため、ストッパを電磁石１０と別途設ける場合に比べて、ストッパによる回動規制位置と、電磁石１０による吸着位置と、を一致させる設定が不要であり、組付作業性に優れ、かつ、ムーブメントＡにおける構成要素の数を少なくして、スペース効率を高めることができる。
【００７０】
しかも、被吸引部材９がコア１０１に当接した際に環状となるように形成したため、被吸引部材９とコア１０１が環状を形成しない構造と比較して、電磁石１０を励磁したときにコア１０１と被吸引部材９に生じる磁束密度の安定を図って、被吸引部材９に作用する磁力を高めることができる。これにより、電磁石１０において、少ない電流で強い磁力を発生させることができ、ムーブメントＡのケース６という限られたスペースに占める電磁石１０の小型化を図り、スペース効率を高めることができる。
【００７１】
加えて、被吸引部材９は、コア１０１と同じ素材により同じ断面積に形成したため、被吸引部材９をコア１０１よりも小さな断面積に形成した場合と比較して、磁束を安定させて、強い磁力が得られるようにでき、かつ、被吸引部材９をコア１０１よりも大きな断面積に形成した場合と比較して、被吸引部材９の重量を小さく抑え、これにより、指針軸４と一体に回動する部材全体の重量を抑え、ステップモータ７の駆動力を抑え、かつ、出力歯車８２の重量バランスがアンバランスに成るのを抑えることができる。
【００７２】
また、コントロールユニット１６は、イグニッションスイッチ１８をＯＦＦとしたときには、リレースイッチ１５を開成し、指針２が帰零していても、電磁石１０のコイル１０２への通電が停止され、かつ、スイッチ回路１３での電力消費もなくなるようにしたため、無駄な電力消費を無くすことができる。さらに、このように電磁石１０の励磁を解除するにあたり、タイマをカウントして、イグニッションスイッチ１８のＯＦＦから所定時間が経過した後に励磁解除するようにしたため、励磁解除時に万一指針２に振れが生じたとしても、乗員の降車を待って乗員の目に触れにくくすることができる。したがって、前記タイマのカウント時間は、イグニッションスイッチ１８をＯＦＦとしてから乗員が降車するまでに要する平均的な時間に設定するのが好ましい。
【００７３】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００７４】
すなわち、実施例１では、電磁石１０への通電を、指針２の帰零に機械的に連動して開閉が切り換えられる帰零スイッチ１２により行う例を示したが、これに限らず、指針２の帰零をスイッチの開閉以外の電気的な検出手段で検出するようにしてもよい。
【００７５】
また、実施例１では、ストッパ１１において、被吸引部材９が当たる相手として、電磁石１０のコア１０１の端面１１２，１１２と、側壁６１ｂと、を用いた例を示したが、このストッパは、電磁石１０とは別個に形成することもできる。例えば、ストッパとしては、実施例１で示したストッパ片１１１と電磁石用ハウジング６１の側壁６１ｂとで構成し、被吸引部材９は、出力歯車８２の端面に設け、電磁石１０は、これと対向するケース面に設置する、というように、両者を離して設置することもできる。
【００７６】
あるいは、コア１０１の端面１１２，１１２を、側壁６１ｂから突出させて、これら端面１１２，１１２のみがストッパ１１として機能するようにしてもよい。
【００７７】
また、実施例１では、被吸引部材９とコア１０１とが当接するようにしたが、両者が当接しない構造としてもよい。例えば、電磁石１０を、電磁石用ハウジング６１内に収容し、電磁石１０が、側壁６１ｂを隔てて被吸引部材９を吸引するようにしてもよい。このように両者が当接しない構成であっても、電磁石１０の磁力で被吸引部材９を吸引して、指針２を零位置に保持することができる。
【００７８】
また、被吸引部材９とコア１０１とが当接する構成であっても、実施例１で示したように、当接時に両者が環状にならないようにしてもよい。この場合、例えば、電磁石１０の軸方向を帰零方向（矢印Ｒ方向）に向けて、コア１０１の一側のみが被吸引部材９と当接するようにしてもよい。
【００７９】
また、実施例１では、帰零スイッチ１２が帰零時に開くものを示したが、帰零時にストッパ片１１１に押されて閉じるようにしたものを用いてもよい。
【００８０】
また、実施例では、減速機構として、減速歯車列８を示したが、この減速歯車列８は、実施例で示した歯車の組み合わせに限定されるものではなく、しかも、減速機構としては減速歯車列８に限定されず、例えば、プーリとベルトなどの他の手段を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の最良の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡを示す分解斜視図であって、図３の矢印Ｙ１方向から見た状態を示している。
【図２】本発明の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡを適用したメータ装置を示す正面図である。
【図３】本発明の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡを適用したメータ装置の要部を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡの要部を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡの要部を示す斜視図であって、（ａ）は帰零スイッチの閉状態を、（ｂ）は帰零スイッチの開状態を示している。
【図６】本発明の実施の形態の実施例１のメータ装置のムーブメントＡのスイッチ回路およびコントロールユニットを示す回路図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 目盛盤
１ｂ 目盛
２ 指針
４ 指針軸
６ ケース
７ ステップモータ
８ 減速歯車列（減速機構）
９ 被吸引部材
１０ 電磁石
１１ ストッパ
１２ 帰零スイッチ
１３ スイッチ回路（切換作動手段）
１６ コントロールユニット（制御手段）
１０１ コア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目盛盤の裏面側に設けられるケースを備え、
このケースに、回動可能に支持されて前記目盛盤の表面側に位置する指針に先端が接続される指針軸と、この指針軸に減速機構を介して駆動力を与えるステップモータと、前記指針が、目盛盤に設けられた目盛の下限を指す下限位置に戻った状態で、それ以上の戻り方向への回動を規制するストッパと、が設けられたメータ装置のムーブメントであって、
前記ケース内に、前記指針軸と一体に回動する部材に設けられ、磁石により吸引される磁性体で形成された被吸引部材と、前記指針が下限位置に配置された状態で、前記被吸引部材を磁着可能に配置された電磁石と、が設けられていることを特徴とするメータ装置のムーブメント。
【請求項２】
前記ケース内に、前記指針が下限位置に戻ったときに開閉が切り換えられるスイッチが設けられ、
前記電磁石は、前記指針が下限位置に戻ったときの前記スイッチの切り換えに応じた切換作動手段からの通電により励磁されることを特徴とする請求項１に記載のメータ装置のムーブメント。
【請求項３】
前記ステップモータの駆動を制御する制御手段は、前記指針を下限位置から移動させる際に、前記切換作動手段による通電を停止させて前記電磁石の励磁解除を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のメータ装置のムーブメント。
【請求項４】
前記電磁石のコアは、前記指針が下限位置に戻ったときに、前記被吸引部材と当接するよう配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のメータ装置のムーブメント。
【請求項５】
前記コアが、前記ストッパとして、前記指針が下限位置に戻ったときに前記戻り方向への移動を規制するよう配置されていることを特徴とする請求項４に記載のメータ装置のムーブメント。
【請求項６】
前記被吸引部材とコアとは、両者の磁着状態で環状となるよう形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載のメータ装置のムーブメント。
【請求項７】
前記被吸引部材は、前記コアと同一の素材で、かつ前記コアと同一の断面積に形成されていることを特徴とする請求項６記載のメータ装置のムーブメント。
【請求項１】
目盛盤の裏面側に設けられるケースを備え、
このケースに、回動可能に支持されて前記目盛盤の表面側に位置する指針に先端が接続される指針軸と、この指針軸に減速機構を介して駆動力を与えるステップモータと、前記指針が、目盛盤に設けられた目盛の下限を指す下限位置に戻った状態で、それ以上の戻り方向への回動を規制するストッパと、が設けられたメータ装置のムーブメントであって、
前記ケース内に、前記指針軸と一体に回動する部材に設けられ、磁石により吸引される磁性体で形成された被吸引部材と、前記指針が下限位置に配置された状態で、前記被吸引部材を磁着可能に配置された電磁石と、が設けられていることを特徴とするメータ装置のムーブメント。
【請求項２】
前記ケース内に、前記指針が下限位置に戻ったときに開閉が切り換えられるスイッチが設けられ、
前記電磁石は、前記指針が下限位置に戻ったときの前記スイッチの切り換えに応じた切換作動手段からの通電により励磁されることを特徴とする請求項１に記載のメータ装置のムーブメント。
【請求項３】
前記ステップモータの駆動を制御する制御手段は、前記指針を下限位置から移動させる際に、前記切換作動手段による通電を停止させて前記電磁石の励磁解除を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のメータ装置のムーブメント。
【請求項４】
前記電磁石のコアは、前記指針が下限位置に戻ったときに、前記被吸引部材と当接するよう配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のメータ装置のムーブメント。
【請求項５】
前記コアが、前記ストッパとして、前記指針が下限位置に戻ったときに前記戻り方向への移動を規制するよう配置されていることを特徴とする請求項４に記載のメータ装置のムーブメント。
【請求項６】
前記被吸引部材とコアとは、両者の磁着状態で環状となるよう形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載のメータ装置のムーブメント。
【請求項７】
前記被吸引部材は、前記コアと同一の素材で、かつ前記コアと同一の断面積に形成されていることを特徴とする請求項６記載のメータ装置のムーブメント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３７２３０（Ｐ２００７−３７２３０Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１４０３０（Ｐ２００５−２１４０３０）
【出願日】平成１７年７月２５日（２００５．７．２５）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２５日（２００５．７．２５）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
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