指示器

摘要

仪表部分(3)(图2A)的永磁体(17)具有带有形成在其中心的孔的盘形形状，且在中心轴(18)的轴向磁化。在永磁体(17)的底表面内，磁畴形成为使得一侧构成N极且另一侧构成S极。线圈(15a、15b)在相同的平面缠绕以形成与永磁体(17)的底表面平行的表面，且线圈(15a、15b)在距永磁体(17)预先确定距离处布置在永磁体(17)的一个底表面侧上。外螺旋弹簧(11)和内螺旋弹簧(12)在相同的平面上形成为螺旋形的。这些螺旋弹簧的每个在其一端处固定到桥(42)且在其另一端处固定到线圈(15)。线圈(15)在与其中指示器针(13)(指示器针(13)绕中心轴(18)与线圈(15)一起旋转)摆动的方向相对的方向上被推动。

权利要求

1.一种指示器，其包括：

具有两个形成在其上的连接端子的固定构件；

固定到固定构件上的圆柱形永磁体；

可旋转地支承在固定构件上的线圈，用于通过与永磁体的磁场的相互作用生成转矩；

与线圈一起旋转的指示器针；

在其一端处连接到连接端子中的一个且在其另一端处连接到线圈的一端的第一螺旋弹簧，用于在与转矩的方向相对的方向上推动指示器针；和与第一螺旋弹簧形成在相同的平面上并小于所述第一螺旋弹簧，且在其一端处连接到连接端子中的另一个且在其另一端连接到线圈的另一端的第二螺旋弹簧，用于在与转矩的方向相对的方向上推动指示器针。

2.根据权利要求1所述的指示器，其中：

第一螺旋弹簧布置在第二螺旋弹簧的外围侧上且与第二螺旋弹簧共轴；且第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧的每个固定到固定构件和线圈，使得在指示器针在转矩方向上旋转的情况中第一螺旋弹簧的内径增加且第二螺旋弹簧的外径减小。

3.根据权利要求1或2所述的指示器，其中：永磁体具有在轴向上磁化且相互交替形成的不同极性的磁畴；且线圈被缠绕以形成在距永磁体的底表面预先确定的距离处平行于永磁体的底表面的表面。

4.根据权利要求1或2所述的指示器，其中：所述线圈缠绕为形成在距永磁体的底表面预先确定的距离处平行于永磁体的底表面的表面，所述线圈包括形成在相同的平面上的第一线圈和第二线圈。

说明书

指示器

技术领域

[0001] 本发明涉及指示器，例如涉及用于给出如模拟仪表值的输出值的指示器。

背景技术

[0002] 通过使用仪表指示测量值被广泛地进行。因为最近的数字化的进步，这样的测量设备的仪表部分的例子包括实现数字显示测量的数字值的仪表部分，和在液晶显示器上模拟显示指示器的仪表部分。然而，也存在许多支持其中指示通过指示器针在刻度板上物理地实现的仪表部分的使用者，且大量此构造的仪表部分甚至现在也在制造。

[0003] 将参考图9描述常规的仪表部分。图9A是仪表部分的前视图且图9B是仪表部分的侧视图。

[0004] 仪表部分103用于例如调音设备且通过指示器针113的指示角以模拟方式显示了音调级等。

[0005] 永磁体117固定到零臂153。其中进行固定的部分未示出。永磁体具有圆柱形形状且在垂直于中心轴118的方向磁化。

[0006] 线圈115绕永磁体117缠绕，使得在垂直于中心轴118的方向上生成磁场。线圈115被支承以可与指示器针113一起绕中心轴118旋转。

[0007] 在线圈115的两个表面侧，在零臂153的端部和线圈115之间的空间内分别布置了第一螺旋弹簧111和第二螺旋弹簧112，使得它们与中心轴118共轴。

[0008] 第一螺旋弹簧111的一端连接到提供在零臂153上的连接端子123，且其另一端连接到提供在线圈115上的连接端子124。

[0009] 另一方面，第二螺旋弹簧112的一端连接到提供在零臂153上的连接端子121，且其另一端连接到提供在线圈115上的连接端子122。

[0010] 第一螺旋弹簧111和第二螺旋弹簧112在与其中指示器针113摆动的方向相对的方向推动线圈115。

[0011] 第一螺旋弹簧111和第二螺旋弹簧112用作为线圈115供给电流的流动通道。电流的流动通道由包括连接端子123、第一螺旋弹簧111、连接端子124、线圈115、连接端子122、第二螺旋弹簧112和连接端子121的回路按上述次序提供。

[0012] 当电流通过线圈115时，因为永磁体117的磁场而生成了用于绕中心轴118旋转线圈115的转矩。指示器针113停止在转矩与第一螺旋弹簧111和第二螺旋弹簧112的推力平衡的位置。

[0013] 近来在薄化测量设备的开发中涉及了对更薄的仪表部分的增加的需求。对于薄化技术，建议了在日本实用新型申请早期公开No 62-34370中披露的指示器。

[0014] 根据此技术，线圈115通过印刷在基片上形成，因此使得线圈115变薄。

[0015] 然而，使用此技术难于制造满足例如转矩的条件的线圈115。因此，使用此技术的指示器未进入实际使用。

发明内容

[0016] 本发明的目的因此是制成更薄的指示器。

[0017] 根据本发明，为实现上述的目的，提供了指示器，其特征在于包括：具有两个形成在其上的连接端子的固定构件；固定到固定构件上的圆柱形永磁体；可旋转地支承在固定构件上的线圈，用于通过与永磁体的磁场的相互作用生成转矩；可与线圈一起旋转的指示器针；在其一端处连接到连接端子之一且在其另一端处连接到线圈的一端的第一螺旋弹簧，用于在与转矩的方向相对的方向上推动指示器针；和与第一螺旋弹簧形成在相同的平面上的第二螺旋弹簧，且第二螺旋弹簧在其一端处连接到连接端子的其他的一个且在其另一端连接到线圈的另一端，用于在与转矩的方向相对的方向推动指示器针(第一结构)。

[0018] 在此第一结构中，结构可以实现为使得第一螺旋弹簧布置在第二螺旋弹簧的外围侧上且与第二螺旋弹簧共轴；且第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧的每个固定到固定构件和线圈，使得当其中指示器针在转矩方向上旋转的情况中第一螺旋弹簧的内径增加且第二螺旋弹簧的外径减小(第二结构)。

[0019] 在第一结构或第二结构中，结构可以实现为使得永磁体具有在轴向磁化且相互交替形成的不同极性的磁畴；且线圈被缠绕以形成在距永磁体的底表面预先确定的距离处平行于永磁体的底表面的表面(第三结构)。

[0020] 进一步地，根据本发明，为实现上述的目的，提供了指示器，其特征在于包括：盘形形状的永磁体，其中在轴向磁化的不同极性的磁畴形成为相互交替；用于固定永磁体的固定构件；通过固定构件可旋转地支承在永磁体的中心线上，且缠绕为形成在距永磁体的底表面预先确定的距离处平行于永磁体的底表面的表面的线圈；与线圈一起旋转的指示器针；和在其一端处固定到固定构件且在其另一端处固定到线圈的螺旋弹簧，用于在与对于线圈由永磁体的磁场生成的转矩的方向相对的方向推动指示器针。

[0021] 根据本发明，通过例如降低其中指示器内的部件之间需要间隙的部分的个数将指示器薄化。

附图说明

[0022] 在各附图中：

[0023] 图1是示出了根据本发明的实施例的测量设备结构的方框图；

[0024] 图2是用于图示根据本发明的实施例的仪表部分的结构的视图；

[0025] 图3是用于图示外螺旋弹簧和内螺旋弹簧的视图；

[0026] 图4是用于图示电流和指示角之间关系的图；

[0027] 图5是仪表部分的组装图；

[0028] 图6是用于图示修改的例子1的视图；

[0029] 图7是用于图示修改的例子2的视图；

[0030] 图8是用于图示其中要求了间隙的部分的视图；和

[0031] 图9是用于图示常规的例子的视图。

具体实施方式

[0032] (1)实施例要点

[0033] 图2A中示出的仪表部分3的永磁体17具有盘形形状，其提供有形成在其中心的孔，且永磁体17在中心轴18的轴向磁化。磁畴形成在永磁体17的底表面内，使得其一侧是N极且另一侧是S极。

[0034] 线圈15a和15b在相同的平面上缠绕以形成平行于永磁体17的底表面的表面。线圈15a和15b布置为在永磁体17的底表面的一侧上距永磁体17预先确定的间隔。

[0035] 外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12在相同的平面上形成螺旋形状。这些螺旋弹簧的每个在其一端处固定到桥42且在其另一端处固定到线圈15。外螺旋弹簧和内螺旋弹簧在与指示器针13(指示器针13与线圈15绕中心轴18一起旋转)摆动方向相对的方向推动线圈15。

[0036] 如上所述，在仪表部分3中，永磁体17在垂直于永磁体17的底表面的方向磁化，线圈15a和线圈15b形成在相同的平面上，且外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12形成在相同的平面上，因此通过使得每个构件变得更薄且降低了其中要求部件之间的间隙的部分的个数从而实现了仪表部分3的薄化。

[0037] (2)实施例细节

[0038] 图1是示出了根据本发明的实施例的测量设备结构的方框图。

[0039] 测量设备1是通过测量获得模拟数据的设备，用于通过模拟仪表显示数据，即例如用于以仪表值显示仪器的音调级的调音设备。另外，可以建议多种测量设备用于显示噪声级，或作为安培计或伏特计显示电流值或电压值。

[0040] 测量设备1包括信号输入部分2、仪表部分3、模数转换器部分4、只读存储器(ROM)5、随机存取存储器(RAM)6、中央处理单元(CPU)8和仪表驱动部分7等。

[0041] 包括麦克风的信号输入部分2检测由仪器生成的声，且将检测到的声以模拟值输出到模数转换器部分4。

[0042] 模数转换器部分4将信号输入部分2检测到的模拟值转化为数字值以将数字值输入到CPU8。

[0043] CPU8是中央处理单元，它例如通过对由模数转换器部分4的转换而获得的数字值的傅立叶变换来分析频率分布，且将指示了音调的音调信号输出到仪表驱动部分7。

[0044] 仪表驱动部分7将由CPU8输出的音调信号转化为模拟值且供给对应于音调的电流到仪表部分3。

[0045] 仪表部分3被驱动使得指示器针根据由仪表驱动部分7供给的电流形成预先确定的指示角度。作为结果，通过指示器针将音调给出到使用者。

[0046] ROM 5是只读存储介质，它存储了用于使CPU 8分析音调的程序和用于整体上控制测量设备1的程序等。

[0047] RAM 6为CPU 8提供了根据程序进行信息处理的工作区。

[0048] 然后参考图2解释仪表部分3(指示设备)的结构。

[0049] 图2A示出了仪表部分3的从垂直于指示器针的旋转轴线方向观看的视图。

[0050] 永磁体17是盘形磁体，它具有形成在其中心部分的孔且固定到框架41。

[0051] 在此情况中，盘形形状是包括桶形形状的概念。具有小厚度的桶形形状特别地称为盘形形状。

[0052] 永磁体17如在图2C中示出通过组合两个永磁体17a和17b形成，它们通过将盘形形状对开而获得。

[0053] 永磁体17a和17b在中心轴18的轴向磁化(即在垂直于盘形形状的底表面的方向磁化)，且相互组合使得不同的磁极相互邻近。

[0054] 如上所述，永磁体17形成为使得N极和S极在永磁体17的底表面处相互邻近，且不同磁极的磁畴交替地沿盘形形状的外围布置。

[0055] 在图2A的框架41和桥42之间，指示器针13和线圈15a和15b固定到中心轴18，同时相互整合。

[0056] 中心轴18由形成在框架41和桥42上的轴承支承，以可绕轴承的轴线旋转。

[0057] 如在图2C中示出，线圈15a和线圈15b以半月形缠绕，使得由线圈15a和15b(后文中当不区分时称为线圈15)形成的表面与永磁体17的底表面平行。

[0058] 线圈15a和15b串联连接。线圈15a和15b的每个具有形成在其上的连接端子用于供电。

[0059] 在图2A的线圈15和桥42之间布置了外螺旋弹簧11(第一螺旋弹簧)和内螺旋弹簧12(第二螺旋弹簧)。

[0060] 在此情况中，参考图2B将描述外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12的布置。

[0061] 外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12形成在相同的平面上，使得它们的中心位于中心轴18上。

[0062] 外螺旋弹簧11在其一端处连接到形成在桥42上(更严格地，连接端子21形成在在图5中示出的后文描述的零臂53上，零臂53提供到桥42上，但此处为方便限定为提供在桥42上)的连接端子21上，且在其另一端处连接到线圈15b的连接端子22上。

[0063] 另一方面，内螺旋弹簧12在其一端处连接到形成在桥42上的其他的连接端子23上，且在其另一端处连接到线圈15a的连接端子24上。

[0064] 在此情况中，桥42、框架41和零臂(未示出)构成了固定到测量设备1的固定构件。

[0065] 外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12在与线圈15和永磁体17之间生成的转矩的方向相对的方向上推动指示器针13。

[0066] 即，外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12除用作推动指示器针13的推动装置外，具有用于向线圈15供给电流的导体的功能。

[0067] 然后，参考图3更详细地描述外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12。

[0068] 外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12的每个通过将弹性材料的带形成为螺旋形形状来构建。

[0069] 如在图3A中示出，外螺旋弹簧11具有在顺时针方向增加的半径，且内螺旋弹簧12具有在逆时针方向增加的半径。

[0070] 注意到螺旋的方向如上所述在其中指示器针在顺时针方向摆动的情况中设定。在其中指示器针在逆时针方向摆动的情况中，螺旋的方向与此相反。

[0071] 当外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12的螺旋的方向以上述方式如在图3B中示出设定时，当指示器针在θ方向摆动时，外螺旋弹簧11的内径增加且内螺旋弹簧12的外径减小。

[0072] 因此，当指示器针摆动时，可以防止外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12相互干涉。

[0073] 然后，将描述在本发明的线圈15和永磁体17所导致的转矩和常规线圈和永磁体所导致的转矩之间的差异。

[0074] 图4A示出了在指示器针13摆动前的情况(左图)和摆动后的情况(右图)下根据本实施例的线圈15和永磁体17之间的位置关系。注意到在右图中，在线圈15的直线部分中生成的转矩的方向以箭头(矢量)示出。

[0075] 当导致电流流过线圈15a和15b时，因为由线圈15生成的磁场和由永磁体17生产的磁场之间的相互作用，在线圈15的各种部分上施加了力。贡献于使得其上固定了线圈15的指示器针13绕中心轴18旋转的转矩在示出在线圈15a和15b的直线部分的每个上的方向上生成，且转矩的幅值与被导致通过线圈15的电流的幅值成比例。

[0076] 在其中转矩与由外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12在与指示器针13的旋转方向相对的方向施加的力平衡的位置，指示器针13停止而维持指示角θ。

[0077] 外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12的每个的弹簧常数考虑是恒定的，而与指示器针13的指示角无关。因此，供给到线圈15的电流I和指示器针13的指示角θ相互成比例。

[0078] 图4B示出了在指示器针摆动前的情况(左图)和摆动后的情况(右图)下常规例子的仪表部分103内的线圈115和永磁体117之间的位置关系。

[0079] 在此情况中，作用在线圈115上的转矩F由nIBSsinθ代表。符号n代表线圈的绕组数，符号I代表电流、符号B代表磁通密度且符号θ代表指示角。

[0080] 因此，在常规的仪表部分103中，电流和指示角之间的关系不是线性关系。因此，在常规的仪表部分103上安装了用于调节电流值且用于实现与指示角具有线性关系的输出的电路。

[0081] 如上所述，在此实施例中，因为线圈15的电流值和指示角θ之间的关系是线性关系，所以不需要常规例子中的用于调节电流值的电路。

[0082] 图5是仪表部分3的组装图。电流流动通道以粗线指示。

[0083] 连接端子23和连接端子21固定到零臂53。零臂53固定到桥42。桥42固定到框架41。

[0084] 另一方面，线圈15a和线圈15b与连接端子24和22一起固定到指示器针13。通过使用中心轴18将指示器针13可旋转地由框架41和桥42的轴承支承。

[0085] 电流流动通道由包括连接端子23、内螺旋弹簧12、连接端子24、线圈15a、线圈1b、连接端子22、外螺旋弹簧11和连接端子21的回路以所陈述的次序提供。被导致在电流流动通道内流动的电流取决于指示器针13的指示角在何方向被旋转。

[0086] 如上所述，在此实施例中，在相同的平面上形成两个螺旋弹簧，因此薄化了仪表部分3。永磁体17在中心轴18的轴向磁化，且缠绕线圈以形成平行于永磁体17的底表面的平面，因此进一步薄化仪表部分3。

[0087] 进一步地，仪表部分3比常规仪表部分103更耐冲击。

[0088] 例如，当仪表部分3落下且对其施加冲击时，与永磁体117和线圈115相比永磁体17和线圈15更薄且体积更小，所以与仪表部分103相比部件发生变形的可能性更小且中心轴118从轴承分离的可能性更小。进一步地，关于结构，与仪表部分103相比存在更少的发生变形的部分。进一步地，仪表部分3是薄的，使得它比仪表部分103的强度更高。

[0089] (修改例子1)

[0090] 然后，将参考图6描述此实施例的修改例子1。

[0091] 在此例子中，仪表部分3的螺旋弹簧应用在根据常规例子的仪表部分103上。

[0092] 对应于仪表部分103和仪表部分3的部件的部件被赋予与以上所述的实施例中所使用的参考数字相同的参考数字，且将简化或省略对它们的描述。

[0093] 在此修改的例子中，在永磁体117的一个底表面侧，外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12与中心轴118共轴地布置在距底表面预先确定的距离处。

[0094] 外螺旋弹簧11通过连接端子21固定到零臂153，且通过连接端子22固定到线圈115。

[0095] 内螺旋弹簧12通过连接端子23固定到零臂153，且通过连接端子24固定到线圈115。

[0096] 电流流动通道是包括连接端子21、外螺旋弹簧11、连接端子22、线圈115、连接端子24、内螺旋弹簧12和连接端子23的按所陈述的次序的回路。

[0097] (修改例子2)

[0098] 然后将参考图7描述此实施例的修改例子2。

[0099] 根据此实施例，在此实施例中描述的仪表部分3中，常规例子的第一螺旋弹簧111和第二螺旋弹簧112分别布置在线圈15的底表面的两侧上。

[0100] 对应于仪表部分103和仪表部分3的部件的部件被赋予与以上所述的实施例中所使用的参考数字相同的参考数字，且将简化或省略对它们的描述。

[0101] 在修改的例子中，在永磁体17的底表面的一侧上，第一螺旋弹簧111布置在距底表面的一侧预先确定的间隔处，且在永磁体17的底表面的另一侧上，第二螺旋弹簧112布置在距底表面的另一侧预先确定的间隔处。

[0102] 第一螺旋弹簧111通过连接端子123固定到桥42，且通过连接端子124固定到线圈15b。

[0103] 第二螺旋弹簧112通过连接端子121固定到框架41，且通过连接端子122固定到线圈15a。

[0104] 电流流动通道是包括连接端子123、第一螺旋弹簧111、连接端子124、线圈15b、线圈15a、连接端子122、第二螺旋弹簧112和连接端子121的按所陈述的次序的回路。

[0105] 图8是用于比较根据此实施例和修改的例子1和例子2的其中要求部件之间间隙的部分的视图。其中要求间隙的部分的每个以外带圆圈的参考数字指示。

[0106] 图8A示出了根据常规例子的仪表部分103。如在图8A中示出，仪表部分103包括七个其中要求间隙的部分。

[0107] 图8B示出了根据此实施例的仪表部分3。如在图8B中示出，仪表部分3包括三个其中要求间隙的部分。

[0108] 在仪表部分3中，其中要求间隙的部分的个数比仪表部分103少四个。这是因为线圈15形成在永磁体17的底表面的一侧上的相同的平面上，且外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12布置在线圈15的一侧上的相同的平面上。

[0109] 因此存在很少的其中要求间隙的部分，且永磁体17比永磁体117薄，所以仪表部分3可以形成得更薄。

[0110] 图8C示出了根据修改的例子1的仪表部分，包括六个其中要求间隙的部分。

[0111] 在修改的例子1中，通过将螺旋弹簧布置在线圈115的一个表面上将仪表部分制成得比常规的例子薄。

[0112] 图8D示出了根据修改的例子2的仪表部分，包括四个其中要求间隙的部分。

[0113] 在修改的例子2中，永磁体17制成得比常规例子的永磁体薄，且线圈15布置在永磁体17的一侧上，因此薄化了仪表部分。

[0114] 根据以上描述的此实施例，可获得如下效果：

[0115] (1)永磁体17在垂直于其底表面的方向磁化，因此使得能将线圈15布置在永磁体17的底表面上。

[0116] (2)因此，仪表部分3可以制成得更薄，且供给到线圈15的电流和指示器针13的指示角之间的关系可以制成为线性关系。

[0117] (3)因为外螺旋弹簧11和内螺旋弹簧12形成在相同的平面上，其中为布置螺旋弹簧而要求间隙的部分的个数被降低，因此使得能将仪表部分3制成得更薄。

[0118] (4)在仪表部分3中，存在更少的当施加以冲击时变形的部分，所以仪表部分3变得更耐冲击。

[0119] 进一步地，根据此实施例，提供了指示器，其特征在于包括：具有两个形成在其上的连接端子的固定构件；固定到固定构件上的圆柱形永磁体；可旋转地支承在固定构件上的线圈，用于通过与永磁体的磁场的相互作用生成转矩；可与线圈一起旋转的指示器针；在其一端处连接到连接端子之一且在其另一端处连接到线圈的一端的第一螺旋弹簧，用于在与转矩的方向相对的方向上推动指示器针；和与第一螺旋弹簧形成在相同的平面上的第二螺旋弹簧，且第二螺旋弹簧在其一端处连接到连接端子的其他的一个且在其另一端处连接到线圈的另一端，用于在与转矩的方向相对的方向推动指示器针(第一结构)。

[0120] 在此第一结构中，结构可以实现为使得第一螺旋弹簧布置在第二螺旋弹簧的外围侧上且与第二螺旋弹簧共轴；且第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧的每个固定到固定构件和线圈，使得当其中指示器针在转矩方向上旋转的情况中第一螺旋弹簧的内径增加且第二螺旋弹簧的外径减小(第二结构)。

[0121] 在第一结构或第二结构中，结构可以实现为使得永磁体具有在轴向磁化且相互交替形成的不同极性的磁畴；且线圈被缠绕以形成在距永磁体的底表面预先确定的距离处平行于永磁体的底表面的表面(第三结构)。

[0122] 进一步地，根据此实施例提供了指示器，其特征在于包括：盘形形状的永磁体，其中在轴向磁化的不同极性的磁畴形成为相互交替；用于固定永磁体的固定构件；通过固定构件可旋转地支承在永磁体的中心线上，且缠绕为形成在距永磁体的底表面预先确定的距离处平行于永磁体的底表面的表面的线圈；与线圈一起旋转的指示器针；和在其一端处固定到固定构件且在其另一端处固定到线圈的螺旋弹簧，用于在与对于线圈由永磁体的磁场生成的转矩的方向相对的方向推动指示器针。