(57)【要約】  【課題】  可動コイル式メーターとＬＥＤなどの表示との中間的な表示方式といえる段階的表示を行い且つ、従来技術の問題点である、コストが高いことや、厚みが厚いことや、回転トルクの低さを改善する調律器用表示装置の提供。  【解決手段】  中空体４の外周にはコイル８〜コイル１３が等間隔に配置され、中空体４の内部には可動子と可動子に連結したリンクアーム５が配置されている。リンクアーム５に指針１を取り付け、コイルに流す信号を制御して可動子の動きを制御し、指針１による表示を行う。指針とコイルを厚み方向に重ねて構成しなくて良いので薄型化できる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空体と、前記中空体に設置した複数のコイルと、前記コイルで発生する磁界によって前記中空体の内側に沿って可動する可動子と、前記可動子の動作に応じて動作する指針と、を有することを特徴とするメーター。
【請求項２】
前記指針は前記可動子にリンクアームを介して接続されていること特徴とする請求項１に記載のメーター。
【請求項３】
前記指針は軸を有し、前記リンクアームの動作に応じて前記指針が前記軸に対して回動することを特徴とする請求項２に記載のメーター。
【請求項４】
前記中空体の内壁に突起部を有し、前記可動子が摺動する可動子を案内することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載のメーター。
【請求項５】
前記可動子が永久磁石であることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のメーター。
【請求項６】
前記中空体が非磁性体であることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載のメーター。
【請求項７】
前記コイルは等間隔に配置していることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載のメーター。
【請求項８】
前記コイルは不等間隔に配置していることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載のメーター。
【請求項９】
前記中空体の端部に衝撃緩和部材を有することを特徴とする請求項１から８いずれかに記載のメーター。
【請求項１０】
振動防止手段を有し前記コイルが励磁していないときに指針を停止させることを特徴とする請求項１から９いずれかに記載のメーター。
【請求項１１】
発光体を有し、前記指針の一部または全部を光を透過する材料で構成し、前記発光体の光で前記指針を発光させることを特徴とする請求項１から１０いずれかに記載のメーター。
【請求項１２】
前記コイルに流す電力量を可変することで前記可動子を可動または停止させることを特徴とする請求項１から１１記載のメーター。
【請求項１３】
前記コイルの励磁期間の一部以上が重なるように制御することを特徴とする請求項１２に記載のメーター。
【請求項１４】
前記コイルのうち少なくとも２つを励磁し前記可動子を前記コイル間の位置に保持することを特長とする請求項１２に記載のメーター。
【請求項１５】
前記メーターを収納するケースを有することを特徴とする請求項１から１５いずれかに記載のメーター。
【請求項１６】
前記メーターを用いて情報を表示させることを特徴とする請求項１から１５いずれかに記載の電子機器。
【請求項１７】
前記メーターは音響信号に対応した情報を表示するメーターであることを特徴とする請求項１６記載の電子機器
【請求項１８】
前記電子機器は調律器であることを特徴とする請求項１７記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はメーターおよびメーターを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、可動コイル式メーターは調律器や計測器、オーディオ機器のレベル表示装置として使用されてきた。（例えば、非特許文献１または特許文献１参照。）。
【非特許文献１】株式会社コロナ社発行「電気基礎（下）」第７版第８４〜８６項
【特許文献１】特開昭５４−８４７７３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の調律器用の表示装置として可動コイルメーター、ＬＥＤ、液晶表示などが広く用いられ、特にＬＥＤや液晶表示においては可動コイルメーターを擬似的に模した表示方式が採られことも多い。なぜならば、エンドユーザーは調律器の表示には可動コイルメーターによるアナログ的な表示が最適であるという考え方が浸透している為、必然的にＬＥＤ表示や液晶表示は擬似的に可動コイルメーターを模すようになったと考えられる。一方で、ＬＥＤや液晶表示はその性格上可動コイルメーターのような連続的な無段階表示をすることが不可能で、どうしても段階的な表示をとらざるを得ないのであるが、この方法は現在では一般的に認知された表示方式となってきており、多くの製品に採用されている。つまり、可動コイルメーターのような、無段階表示でなくとも調律器としての機能を十分果たしているといえる。また、従来の可動コイルメーターは組み立てや調整がしづらく部品としてのコストが高くなっていたので低価格の商品には搭載できないという課題があった。さらに、従来の可動コイルメーターは構造上どうしても厚くなってしまいがちで既知のメーターで最も薄いタイプでもおよそ２０〜２５ｍｍ程度の厚さがあり、デザインの自由度を下げ、携帯性を悪化する要因であるという課題があった。そして、可動コイルメーターは指針の回転トルクが非常に小さく、指針を長くしたり、太くしたりすることが非常に困難であるといった課題があった。
【０００４】
本発明では上記のようなユーザーの認識があることから可動コイルメーターとＬＥＤなどの表示との中間的な表示方式といえる段階的表示を行い且つ、従来技術の問題点である、組み立て性の向上や、調整を容易にすることや、厚みが厚いことや、回転トルクの低さを改善する調律器用表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明では、中空体と、中空体に設置した複数のコイルと、コイルで発生する磁界によって中空体の内側に沿って可動する可動子と、可動子の動作に応じて動作する指針と、を有することを特徴とする。また、指針は可動子にリンクアームを介して接続されていてもよい。またさらに、指針は軸を有し、リンクアームの動作に応じて指針が軸に対して回動するようにすることもできる。
【０００６】
また、中空体の内壁に突起部を有し、可動子が摺動する可動子を案内することもできる
また、可動子が永久磁石とすることができる。
【０００７】
また、中空体が非磁性体とすることができる。
【０００８】
また、コイルは等間隔に配置することができる。
【０００９】
また、コイルは不等間隔に配置することができる。
【００１０】
また、中空体の端部に衝撃緩和部材を配置することができる。
【００１１】
また、指針が振動しないように振動防止手段を有することができる。
【００１２】
また、発光体を有し、指針の一部または全部を光を透過する材料で構成し、発光体の光で指針を発光させることができる。
【００１３】
また、コイルに流す電力量を可変することで可動子を可動または停止させることができる。さらに、コイルの励磁期間の一部以上が重なるように制御することや、コイルのうち少なくとも２つを励磁し可動子をコイル間の位置に保持することができる。
【００１４】
また、メーターを収納するケースをに収納できる。
【００１５】
本発明では、上記手段を用いたメーターを用いて情報を表示させる電子機器とすることを特徴とする。さらに、メーターは音響信号に対応した情報を表示するメーターを有する電子機器であることを特徴とする。さらに、電子機器は調律器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以下に記載されるような効果がある。
【００１７】
本発明の調律器用表示装置においては中空体と中空体の外周を取囲む用にコイルを配置し、中空体の内側に可動子を配置し、可動子に連結されたリンクアームを介して可動子の動きを指針に伝達する表示モジュールによって構成することにより、従来の可動コイルメーターに比べはるかに組み立てや調整が容易になり、コストダウンも実現できる。
【００１８】
中空体とコイルとリンクアームを扁平に設計することで、従来の可動コイルメーターでは実現し得なかった薄型のメーターモジュールを構成することが可能となる。また、前記表示モジュールをケースに収納することで、耐塵性の向上、修理や交換が容易となる。
【００１９】
また、可動子に永久磁石を用いることにより、電磁石によって磁力を得る場合に比べ構造を簡素にでき、耐久性が向上し、さらにメンテナンスの容易さを実現できる。
【００２０】
さらに、中空体を非磁性体とすることで、製造コストをおさえ、取り扱い易さも向上する。また、中空体の内壁にレール状の突起部を設けることによって、可動子及びリンクアームの摺動抵抗を小さくでき且つ、可動子及びリンクアームの動きを滑らかにして耐久性を向上することができる。
【００２１】
また、コイルが一つないし複数個備えることで、数量に応じた指針表示の分解能を得られ、従来の可動コイルメーターに比べ単純な制御で作動させることが可能となる。さらに、コイルを等間隔に配置することで、従来必要であった複雑な指針の位置決め制御の為の演算や、指針の位置合わせに必要な調整が不要となる。また、コイルを不等間隔に配置した場合も同様に従来必要であった複雑な指針の位置決め制御の為の演算をすることなく物理的なコイルの配置により任意の指針ポジションを容易に得ることができる。
【００２２】
そして、中空体の端部に衝撃を吸収する衝撃緩和部材を配することで、可動子及びリンクアームの破損による不具合を減少することができ、耐久性を向上させることができる。さらに、可動子、リンクアーム、指針のいずれかまたは複数にバネを設置することで電源が切れている時のコイルへの励磁電圧がかからない状態で指針を保持できないような状態でもバネの弾性により指針は規定の位置に保持することが可能となり、不意な傾斜や振動が加わった場合でも指針が保持されるのでぶらぶらすることが無く、モジュールの耐久性を高くすることができる。
【００２３】
また、指針に発光体を設けることで、従来の可動コイルメーターでは指針の回転トルクが小さい為、指針の照明はメーターモジュール外部の光源からの照射光による照明しかできなかったが、本発明ではこれまでの可動コイルメーターでは不可能だった指針の自発光による表示が可能となる。
【００２４】
そして、指針に軸を設けることにより従来の可動コイルメーターではあらかじめ仕様によって決められた振れ角の中でしか表示ができなかったが、てこの原理によって指針の振れ幅を任意に設定可能となる。
【００２５】
さらに、コイルを励磁するタイミングをオーバーラップさせることにより、より滑らかな指針の動きを実現できる。
【００２６】
また、二つのコイルの中間に可動子が保持されることにより、少ないコイルでもより細かな分解能をえられ、コストを低く抑えたり、製造を容易にすることができる。
【００２７】
そして、可動子を移動させる時の励磁信号と、可動子を保持する時の励磁信号をハイレベル、ローレベルによる制御を行った場合、従来の可動コイルメーターに比べ、大きな保持力を得られ、表示モジュールの姿勢が変わってもその表示が変化してしまうことがない。また、保持する時の励磁信号をパルス状にして与えることにより、ハイレベル、ローレベルによる制御を行った場合に比べ少ない消費電流で電源に電池を用いた機器に搭載する場合、電池寿命で有利になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第一の実施の形態である表示モジュールの構造を示した図である。中空体４の外周には複数のコイルを等間隔に配置したコイル８からコイル１３からなるコイル群３が構成されている。中空体４の内部には後ほど説明する可動子２２とリンクアーム５と衝撃緩和部材１９および２０が配置されている。リンクアーム５に指針１を取り付けている。指針１に設けた取り付け可能な穴１５にリンクアーム５に設けた連結ピン１４を通すことによって接続し、指針１をリンクアーム５の動きに合わせて可動できる構造とした。リンクアーム５と指針１は連結ピン１４を中心に回転可能に連結されている。また別の例として図２がある。図２は指針の第二の駆動方法の例を示した図である。図２のようにラック歯車付リンクアーム１７と平歯車付指針１６のような歯車のかみ合いによる動力の伝達方法がある。
【００２９】
図１の指針１は例えば収納ケースの壁面７に一端を固着されたバネ６と接続し、指針１をケースの壁面７の方向に引き、コイル８〜コイル１３が励磁されていない時に指針を保持する。可動部として指針１にバネ６を接続した例である。指針のほかに、リンクアームや可動子などの指針に連結している可動部をにたいして、コイルが励磁していないときに動かないように、バネでケースなどの非可動部に接続してもよい。そして指針１は軸２によって支持され、軸２を中心に指針１は円弧を描くように可動する。可動子２２の動作距離と連結ピン１４から軸２までの距離の比によって指針１の動作角度が決まるので、同じモーターを使用しても連結ピン１４と軸２までの距離を変えることによりそれに対応した指針の動作角度を得ることができる。また、図１のようなリンク機構や図２のような歯車機構以外に図３のように指針を直接駆動する方法もある。図３は指針の第三の駆動方法の例を示した図である。図３において、リンクアーム指針１８はリンクアームと指針を一体化して、リンクアームの動きをそのまま表示させる。この場合、指針の先端が描く軌道は図１、図２が円弧であるのに対し、図３は直線となる。調律器の表示装置への利用例として図１あるいは図２の表示モジュールを従来の可動コイルメーターに置き換わる表示に利用し、図３の表示モジュールは直線状に並んだ目盛や音名表示などを示す表示に利用することができる。
【００３０】
図４は中空体の第一の断面図である。図１に示されている中空体４の二点鎖線ＡＢでの断面図である。中空体４の周囲に複数のコイル８から１３を設け、中空体４の内部には可動子２２とリンクアーム２１と衝撃緩和部材１９および２０が配置されている。可動子２２はリンクアーム２１に固着している。そして、中空体の端部には可動子２２及びリンクアーム２１が端部に達した時の衝突を緩和する衝撃緩和部材１９および２０が配置されている。衝撃緩和部材１９および２０は衝撃を和らげるためにゴムやウレタンなどのプラスチック製の衝撃吸収材やバネを用いる。
【００３１】
図５は中空体の第二の断面図である。図４に示されている中空体４の二点鎖線ＸＹ部分の断面図である。中空体内壁にはレール状の突起部２３が設けられ、その突起部２３の断面はリンクアーム２１との摺動の際の摩擦を小さくするために鋭角な形状を取っている。突起部２３の形状は摺動時の摩擦が小さくなる形状であればどのようなものでもよい。例えば半球状の突起部を複数配置してもよいし、突起部の先端を円弧状にしてもよい。また、摺動面に潤滑油を塗布したり、摩擦係数の小さな材料を用いるなどの手段をとってリンクアームとレール間の摩擦を少なくしてもよい。さらに、突起部２３とリンクアーム２１との間隙は指針のスムーズな動きを確保する為、可能な範囲で小さく取るとよい。例えば０．１mm程度かそれ以下であればリンクアーム２１が揺れて動いたとしても指針に及ぼす影響はほとんど出ないですむ。
【００３２】
図６はケースに収納した表示モジュールの構造を示した図である。図１の表示モジュールをケース２４に収納した場合を外観図（ａ）と断面図（ｂ）で示した。スケール板２５には円弧状に目盛が印刷してある。指針１が軸２を中心に円弧状に動作して目盛を指し示す。中空体４、コイル３、可動子２２、リンクアーム２１を扁平な形状とすることにより図７に示す従来の可動コイルメーターに比べ非常に薄い表示装置とすることができる。
【００３３】
図７は従来の可動コイルメーターの構造を示した図である。従来の可動コイルメーターの代表的な外観図（ａ）と断面図（ｂ）を示した。可動コイルメーターモジュール２９に可動コイルメーター指針２６を取り付け、可動コイルメーター指針２６は可動コイルメータースケール板２８に印刷した目盛を指し示す。可動コイルメーターモジュール２９に可動コイルメーター指針２６を取り付けて可動コイルメータースケール板２８とともに可動コイルメーターケース２７に内蔵している。従来の可動コイルメーターでは可動コイルメーターモジュール２９と可動コイルメーター指針２６をメーターモジュールの厚み方向に重ねているので厚くなる。
【００３４】
図８は発光体を有する指針の例を示した図である。指針に発光体を組み込み、指針を発光させる場合の構造の側面を示した図である。図中の導光性指針３０は光を透過する材料で構成され、導光性指針３０上に設置された発光体３１の光を透過し、導光性指針３０を発光させる。発光体３１は例えばＬＥＤなど、光源となりうるものであればいかなるものでも良い。導光性指針３０の材料としては例えばアクリルのように透過性があるものであればいかなるものでも良い。
【００３５】
図９は中空体に配置するコイルの他の例を示した図である。複数個のコイル３２から３７を中空体３８へ不等間隔に配置した例である。コイル３４および３５を中心に中空体の左右端部へ向かって徐々に隣り合うコイルの間隔を広げて配置したものである。各コイルの間隔は表示装置の仕様により任意に設定する。コイルの配置間隔と目盛等の間隔を対応させることで目盛の位置に指針を合わせる駆動が容易にできる。
【００３６】
図１０はコイルを励磁するタイミングの例を示した図である。例えば図１のコイル８からコイル１３を順に励磁し、指針を図１の左端から右端に移動させる場合の励磁タイミングを示したタイミングチャートである。この場合、コイルはコイル１３からコイル１２、コイル１１、コイル１０、コイル９、コイル８の順に励磁され、各コイルに発生する磁界により、可動子２２及びリンクアーム２１は右から左へと移動する。この時、例えば励磁されたコイル１３の次に励磁されるコイル１２はコイル１３の励磁が終了する前から励磁が開始され、切れ目が無いタイミングで次々に励磁されていき、コイル８に至る。このようなタイミングを取ることによりシームレスな指針の動きを実現する。
【００３７】
図１１はパルス状の励磁信号の例を示した図である。可動子２２及びリンクアーム２１を例えば図１のコイル１０とコイル１１の間に保持する場合のコイル１０とコイル１１の励磁信号の一例を示したタイミングチャートである。コイル１０に流す信号の時間をＴとし、コイル１１に流す信号の時間をＴに二分の一を乗じた時間にする。つまり、コイル１０とコイル１１にはデューティーの異なる励磁信号が加えられ、そのデューティーの割合はコイル１０：コイル１１＝２：１である。コイル１０によって生じる磁界とコイル１１によって生じる磁界の大きさが異なるようにすると、可動子２２はコイル１０とコイル１１の間に保持できる。
【００３８】
図１２は図１１に示すコイル１０とコイル１１に図１１のような励磁信号を与えた場合の可動子の動作の例を示した図である。可動子２２及びリンクアーム２１は保持されている様子を示す。コイル間の長さがＷとすると、右側のコイル１１から三分の一の長さＷ／３だけ左側の場所で止まる。また、デューティーの割合とコイルの数によって、複数の分解能をもつことができる。PWM制御などのパルスによる制御を用いてデューティーの割合をより細かに制御することで、高い分解能を得られ、滑らかな指針の動きを実現できる。コイルに流す電力に対応して磁界の大きさが変わるのでこの電力量を制御することでコイル間に可動子を止める制御している。
【００３９】
図１３は本発明の表示モジュールを使用した調律器を示した図である。本発明の表示モジュールを使用した電子機器として調律器を例にしたものである。本発明の表示モジュールを調律器に込みこんだ時の外観図の正面図（ａ）と側面図（ｂ）の一例である。調律器には入力した信号に対する偏差を表示する調律器表示モジュール４２を表示装置として組み込んでいる。また、ユーザーが操作するためのスイッチ３９や電気信号を入力するためのジャック４０を調律器ケース４１の中に組み込むことで調律器を構成している。調律器はジャック４０から楽音の音高に対応した電気信号を入力して、入力した音高の信号と基準音の信号を比較して偏差を演算して、調律器表示モジュール４２にてその偏差に応じて指針で目盛を指し示す。調律器はギターケースなどの楽器のケースに入れられて持ち運ぶ場合がかなりあり、なるべく薄型のもが要求されている。通常の可動コイル型のモーターより本発明のモーターを使うことで、モーターと指針の配置に構造上の違いがあり薄型化が可能な部品配置とできるので、調律器用モーターとしては有効なモーター手段となる。このほかの例としてＵＶメータを使用しているアンプや録音機などの電子機器にＵＶメータの代わりとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第一の実施の形態である表示モジュールの構造を示した図である。
【図２】指針の第二の駆動方法の例を示した図である。
【図３】指針の第三の駆動方法の例を示した図である。
【図４】中空体の第一の断面図である。
【図５】中空体の第二の断面図である。
【図６】ケースに収納した表示モジュールの構造を示した図である。
【図７】従来の可動コイルメーターの構造を示した図である。
【図８】発光体を有する指針の例を示した図である。
【図９】中空体に配置するコイルの他の例を示した図である。
【図１０】コイルを励磁するタイミングの例を示した図である。
【図１１】パルス状の励磁信号の例を示した図である。
【図１２】可動子の動作の例を示した図である。
【図１３】本発明の表示モジュールを使用した調律器を示した図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  指針
２  軸
３  コイル群
４、３８  中空体
５  リンクアーム
６  バネ
７  ケースの壁面
８、９、１０、１１、１２、１３、３２、３３、３４、３５、３６、３７  コイル
１４  連結ピン
１５  穴
１６  平歯車付指針
１７  ラック歯車付リンクアーム
１８  リンクアーム指針
１９，２０  衝撃緩和部材
２１  リンクアーム
２２  可動子
２３  突起部
２４  ケース
２５  スケール板
２６  可動コイルメーター指針
２７  可動コイルメーターケース
２８  可動コイルメータースケール板
２９  可動コイルメーターモジュール
３０  導光性指針
３１  発光体
３９  スイッチ
４０  ジャック
４１  調律器ケース
４２  調律器表示モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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