JPS5939705B2 - 限定回転式検流計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は検流計及びその固定子組立に関する。

この種の組立は堅く構成して動作中の精度を確保しかつ
又検流計回転子のための空間を形成している固定子組立
の円筒形内部磁極面のホーニングによく耐えるようにし
なければならない。剛直性を与えるために、正しい位置
にコイルを備えた積層式固定子片は相互にかつ又装入さ
れた磁石と適当なジグによつて通常整列させられて、頂
板及び底板の間でリベツト又はねじにより締め付けられ
、ジグが取り去られて、組立はアルミニウムかんの中に
入れられる。

その後固定子磁極面のホーニングが行われて、その面と
その後に装入される回転子との適当な整合が連成される
。そのような現行の構成の一つの欠点は、ジグが取り去
られたとき一応力が解放されて積層片がある程度はねも
どるので個個の積層片の不整合が生じかつホーニングの
必要性が増大する。相当の割合の組立は不整合がひどす
ぎてホーニングによつて補正することができないために
廃棄されることがある。そのような構成の別の欠点はエ
ポキシで包囲することが労働集約的であつて、完全な充
てんの前に部分的な充てん及びあわの排除を必要とする
ことである。また、エポキシ包囲体は幾分砕片性であつ
て、固定子のその取付け体に対する移動が可能である。
さらに、従来からの鉄製回転子を有する検流計では、固
定子部品は回転子から大きな反動力を受けて、固定子部
品内部の部品の微視的移動が起り易い。これらの移動は
回転子の位置精度にとつて非常に大きな影響を及ぼす有
害なヒステリシスを生じることになる。これらの欠点の
いくつかを克服するために積層片を溶接することは製作
費を相当に増大させる。発明者は、検流計固定子のまわ
りで冷却し、固化して収縮する硬い熱可塑性の外側層を
射出成形すると周張力が生じて、これが固定子部品を堅
く固定し、一層少ない費用で一層有効な検流計を作るの
に役立ち得ることを発見した。

硬い層はエポキシ包囲体又はアルミニウムかんの必要性
をなくし、ホーニングの必要性を減少させ、かつ通常の
鉄製回転子を有する検流計の組立体の場合よりも固定子
部品自体及びその内部の移動をかなり小さくして有害な
ヒステリシスの発生を防止することができる。硬い成形
層は又、積層片で形成された固定子と関係した付加的な
問題及び費用を排除する焼結固定子片の使用を可能にす
る。この発明はそれゆえ複数個の部品を備えた固定子と
この固定子に対して軸上で回転するように取り付けられ
た回転子とを有する限定回転式検流計を特徴とするもの
である。

この発明によれば、硬い熱可塑性材料の成形された外側
層は固定子のまわりに広がつており、成形後の冷却時に
は熱可塑性材料の収縮及び固化の結果として周張力を受
けている。この層は固定子の部品を移動しないように堅
く固定するのに役立つ。この発明は又、検流計を包囲す
る層と一体的であつて、外部コネクタと係合するための
一組の電気的コネクタ部材のそれぞれを収容して配置す
るのに役立つ硬い合成材料の部分を特徴としている。

この装置によつて、前に使用されたたわみ性の電気的リ
ードに沿つてプラスチツクが漏れ出るという成形中の問
題を避けることができて、外部回路に容易に取り付けら
れる構成が安価に達成される。望ましくは収容された電
気的コネクタは成形された材料によつて相互に絶縁され
た硬いピンであり、電気的コネクタ部材は、成形された
材料に埋め込まれていて望ましくは中心孔部を有しかつ
回転子を取り囲んでいる印刷配線板に接続されており、
電気的コネクタ部材は外部プラグを受けるように一団に
されており、そして硬い材料で成形されたもどり止めは
、望ましくは成形された片持ちばり式ばねであつて、プ
ラグを保持している。又望ましい構成例においては、検
流計には少なくとも一つの永久磁石があつて、硬い熱可
塑性の層が固定子部品及びこの磁石を互いに押し付けて
それらを固定した位置に維持し、これにより一定の磁気
特性が固定子と磁石との間に確立された磁気回路におい
て維持されており、回転子軸の両側には固定子部品があ
りかつ回転子軸の各側には対立した固定子部品の間に一
つが配置されている一対の磁石があり、固定子部品は成
形に先立つて単独では検流計の動作中固定子片を正しい
位置に適当に保持することのできない機械的保持装置に
よつては持されて機械的保持装置は固定子の部品を移動
しないように固定する硬い熱可塑性の層に埋め込まれて
おり、固定子は回転子のまわりに配置された少なくとも
二つの成形焼結金属片を有しておりかつ成形焼結片は保
持装置によつては持された焼結片の外部に成形されたは
持可能な形成部を有しており、成形焼結片には穴がなく
、は持可能な形成部は外部みぞを有しており、かつ機械
的保持装置はそのみぞにあつてみぞの側面と係合してい
る保持用ピンを有しており、固定子は垂直に積み重ねら
れた複数のほとんど同一の平面状金属積層片を有してお
り、この積層片のまわりには硬い熱可塑性の層が成形さ
れてこの層は積層片を相互にかつ又回転子に対して固定
した位置に維持するのに役立つており、固定子のまわり
に巻かれたコイルは硬い熱可塑性の層と一体になつてい
る射出成形された材料に埋め込まれており、硬い熱可塑
の層はガラスのような材料で強化されたナイロンからな
つていて少なくとも０．５ｍｍの厚さがあり、硬い熱可
塑性の外側層は固定子の軸のまわりの方向にむいてかつ
それの端板のまわりの方向において固定子のまわりに成
形されており、いずれの方向においても層は成形後の熱
可塑性材料の固化及び収縮の結果として周張力を受けて
いて固定子の部品を堅く固定するのに役立つている。

この発明は又、固定子に対して軸上で回転する回転子を
受けるように複数個の部品を有する固定子を準備する段
階、固定子のまわりに広がるように硬い熱可塑性材料の
外側層を射出成形する段階（この材料はその成形温度か
らの冷却により収縮することができる）、及びこの材料
を冷却し、固化しかつ収縮させて材料が永久に周張力を
受けるようにし、これにより外側層が固定子の部品を移
動しないように堅く固定するのに役立つようにする段階
を有する限定回転式検流計の製造方法を特徴としている
。

望ましくは、成形段階は固定子及び磁石部品のまわりの
近くに型を配置して前記の部品を取り囲む連続した層を
生じるように熱可塑性材料を導入して、この層によつて
発生された周張力のために固定子部品及び磁石が互いに
押し付けられて一定の磁気特性を有する磁気回路が生じ
るようにすることからなつており、製造方法には成形さ
れたは持可能な外面形成部を有する成形焼部金属片の形
態をした固定子部品を設け、単独では検流計の動作中こ
の金属片を固定することのできない。

は持可能な形成部に係合した機械的保持装置によつてそ
の金属片をは持することが含まれており、射出成形段階
には保持装置を熱可塑性の層に埋め込むことが含まれて
おり、かつ冷却段階により周張力が生じて金属片を回転
子軸に対して移動しないように固定し、製造方法には複
数のほとんど同一の平面状金属積層片の形態をした固定
子部品を設けることが含まれており、締付け段階には回
転子軸に関して積層片の磁極面を整合するために配置さ
れている垂直積重ねにおける心棒に対して積層片を整列
させる段階が含まれており、射出成形段階には積層片を
心棒によつて整列させながら熱可塑性材料を導入する段
階及び実質上固定子の外表面において材料を冷却しかつ
収縮させて積層片に正昧内向きの力を付与してこの積層
片を相互にかつ回転子軸に対して固定した位置において
心棒に押し当てて整列させるようにする段階が含まれて
おり、製造方法には固定子部品を取り囲む連続した層を
形成するようにかつ又固定子部品の内部に入つて固定子
の内部を包囲するように熱可塑性材料を導入することが
含まれている。次に、この発明の望ましい構成例の構造
及び製造方法について説明する。

第１図から第５図までについて述べると、限定回転式検
流計のための固定子１８は積層構造のものであつて、そ
の軸４４及び端板２４，２８（それぞれ第２図及び第３
図参照）のまわりには硬い熱可塑性の外側層１９が成形
されている。

磁極片組立２０は垂直に積み重ねられた多数の同じ薄い
積層片２２から形成されていて底部及び頂部にはそれぞ
れダイカストのアルミニウム板２４及び２８がある。こ
の組立は積層片及び端板における穴を通るアルミニウム
製リベツトによつて留められている。巻線３４は組立の
長い端部の両側におけるくぼみ３６中で組立に巻かれて
おり、又二つの永久磁石３８は他の両側におけるくぼみ
４０中で組立間に配置されている。前述の種種の部品に
よつて固定子１８の中心に概して円筒形のくぼみが形成
されている。外側層１９は射出成形されたナイロンであ
つて、これは３５％のガラスを充てんされていて、冷却
により１％を越える量において（約３％）収縮して固化
する。

この層は少なくとも２００００ポンド毎平方インチ（Ｐ
ｓｉ）（約１４００ｋｇ／ｄ）の降伏強度を有しかつ室
温における１０４時間の持続時間に対して５０００ｐｓ
ｉ（約３５０ｋｇ／（Ｖ７Ｆ）のクリープ率を有する。
この材料の曲げ引張強さは室温において１２０００ｐｓ
ｉ（約８４０ｋｇ／Ｃ７ｌ）である。板２４には板と磁
石３８との間の樹脂流れ空間を有するみぞ４６がある。

射出成形された材料は磁石３８と板２４との間のみぞ４
６及び図示されていないその他の開口部を通つて広がつ
て固定子内の内部空間を満たしかつ又第２図において符
号３６ａ及び４８ａによつて示されたように巻線及び磁
石を包囲する。

環状カラー５０は、最終組立において回転子５２に取り
付けられたトーシヨンバ一を着座させるのに役立つもの
であつて、材料中に成形されてその材料によつて固定さ
れている（第４図参照）。（トーシヨンバ一の機能は発
明者の米国特許第３６２４５７４号の明細書に説明され
ている。

成形された硬い外側層１９は成形からの冷却による固化
及び収縮の結果として第５図の線ｘ及びｙ並びに矢印で
示された方向における周張力を受けている。周張力は積
層片２２に伝達されてこれをを磁石とともに（第２図の
圧縮矢印Ａを参照）かつ又相互に押し付けるのに役立ち
、優れたヒステリシスなしの動作を発生するプレストレ
スト状態下でそれを動かないように固定する。第６図か
ら第９図までは別の構成例を示すもので、この構成例で
は層１９′が軸４４′のまわりの方向においてだけ成形
されかつカラー５０′が板２８′と一体になつている。

成形された組立の露出した端板２４′は金属製取付中板
５１に当たつて締め付けられている。この構成は検流計
の内部から取付け板への妨げられていない熱の流れを可
能にし、そしてこの取付け板は熱消散器として作用する
。限定回転式回転子５２′はこれらの図においては固定
子とともに組み立てられて図示されており、光学式走査
器としてミラー５３′を駆動する。第１の構成例におけ
る部分に対応するその他の部分は対応するプライムＣ）
の付いた数字で示されている。積層片の代わりに焼結金
属磁極片を用いた別の構成例は第９図及び第１０図に図
示されている。固定子１００はニツケル５０％及び鉄５
０７０の二つの１インチ（約２．５４ＣＴｒＬ）の高さ
の磁極片１０２の形態において成形されている。各磁極
片には巻線のためのくぼみ１０４と円筒形回転子空間を
形成する磁極面１０６とがある。磁石１１４は両磁極片
１０２の間に配置されている。磁極片１０２の外面には
垂直みぞ１０５が形成されている。磁極片はアルミニウ
ム製ピン１１２によつて板１０８と１１０との間に配置
されているが、このピンはそれらの板に固定されており
かつみぞ１０５内にあつてこれの対立する面に係合して
いる。硬い熱可塑性の外側層１９′は積層式固定子に関
して前述したように固定子のまわりに成形されている。
この発明の改良形コネクタの特徴を備えた構成例は第１
５図から第２０図までに図示されている。

検流計２１８は硬い熱可塑性の外側層２１９に包囲され
かつ一般に前の構成例におけるように磁極片組立２２０
、駆動巻線２３４、ピツクオフ巻線２３４′、磁石２３
８及び回転子２５２によつて構成されている。巻線は印
刷配線板における回路及びこの回路と電気的に接続して
いる雄コネクタピン２６２に接続されている。板２６０
は層２１９に完全に包囲されておりかつ中心配置用孔部
２６１を有していて、回転子２５２を包囲している。ピ
ン２６２は板２６０にはんだ付けされておりかつ直角に
曲げられていて層２１９を貫通し、くぼみ２６４におい
て露出するようになつている。成形された片持ちばり式
ばねの形態をしたもどり止め部材２６６は層２１９にお
けるそれの根本から一体的に延びてくぼみ２６４の一つ
の壁面を形成している。検流計を外部回路に接続するた
めの外部プラグ２７０はくほみ２６４中にはまり込むよ
うに構成されておりかつピン２６２と係合するくぼんだ
雌コネクタ２２４を有している。

プラグ２７０をくぼみに装入するさい、部材２６６はプ
ラグ２７０に当たつてわずかに上方にそらされるが、も
どり止め部材の隆起２６８がプラグ２７０における対応
するみぞ２７２に係合すると元にもどつてプラグを正し
い位置にロツクする。第１５図及び第１８図の金属製カ
ラー２５０は概して環状あつて、層２１９を通つて外壁
２１７に達している一体的なタング２５１を備えている
。

カラー２５０及びタング２５１は板２１０と一体である
。穴２７４はタング２５１及びカラー２５０を貫通して
いる。この穴は、トーシヨンバ一用ブシユ２７８をトー
シヨンバ一２８０の一端に固定する止めねじ２７６を受
けている。発明者の米国特許第３６２４５７４号の第５
図に図示されたように、トーシヨンバ一（その図面の２
０′）は回転子（その図面の１２′）の一端に固定され
ている。層２１９はカラー２５０の端面と実質上同じ高
さになるように成形されている。積層式固定子の製造は
積層片２２を一時的ジグで整列させることによつて行わ
れる。磁石３８は組立体に一時的に固定されかつ固定子
部品は両端板の間で正しい位置に締め付けられる。端板
及び積層片に設けられた４個の穴３２はリベツト３０を
受けている。リペツトに対するピーニング工程はリベツ
トを圧縮して穴をふさぎかつ組立体を締め付けるが、し
かしこれは検流計の動作に満足であるほどに十分なもの
ではない。固定子部品を中心心棒８０（第１１図ないし
第１４図）に対して正しい位置に配置して成形型は部品
のまわりに閉じられている。

成形型には底板８２があつて、これに固定心棒８０、配
置用ロツド８４、及び取出しピン８６が固定されている
。成形型の中央部分８８にはロツド８４が貫通している
穴８５がある。第１図ないし第４図の固定子部品は成形
型に配置されかつピン８６によつて中央部分８８の底部
から遠ざけられており、そしてピン８６は又層１９が板
２４におけるねじ取付け穴２３を覆わないようにするの
に役立つている。（第６図ないし第９図の構成例におけ
る固定子端板２４′は対応する成形面に係合しており、
従つて射出成形材料なしで保たれている。）溶融熱可塑
性材料は頂部成形片９０における口９２を通して導入さ
れて固定子の外部のまわりの空胴９３中に直ちに流れる
。

この材料は次に磁石３８とみぞ４６との間の空間を通つ
て流れて内部に達し包囲体４８ａを形成するようになる
。材料は又端部空間４９を通つて巻線３４のまわりに流
れて３６ａにおいて内部の巻線を包囲する。そのような
内部への流れは材料が固定子の外面のまわりに満たされ
た後に生じる。内部空間に遅れて入りかつ又外部表面積
が大きいので、溶融可塑性層は磁石を固定子片における
くぼみから外方へ押しやることなく正しい位置に保持し
ようとする傾向を生ずる。外側層が冷却し、固化して収
縮するので、それによつて発生した周応力は積層片に正
昧内向きの力を付与する。第２図において圧縮矢印Ａに
よつて示されたように、これは積層片及び磁石３８を互
いにきつく押し付けて積層片を相互に、かつ磁石に対し
てかつ又軸４４に対して固定した位置に安定させる。取
出しピン８６はガスが逃げるのを可能にしかつ固定子を
成形型から取り出すのに役立つ。

成形されたみぞ１０５を備えた成形された焼結金属磁極
片を用いた別の構成例はみぞ１０５と係合するピン１１
２を用いて焼結片を板１０８と１１０との間で整列させ
て固定することによつて製造される。板に貫通穴をあけ
る必要はなく、又積層片に穴を設ける必要もない。保持
装置だけでは検流計の動作中積層片を固定するのに十分
でないであろうが、既述のように成形されたときの硬い
熱可塑性材料の連続した外側層１１９は積層片に正昧内
向きの力を付与して積層片を磁石とともにプレストレス
ト状態下で押し付けて、分離又は不利なヒステリシスを
伴うことなく動作力を維持するような方法で積層片を相
互に、かつ磁石に対して、かつ又軸に対して固定した位
置に安定させる。他の構成例については、固定子部品は
それが心棒に達する前に磁石の対応する面で確実に係合
して磁極片と磁石との間に高圧接触が確保されるように
形成されている。第６図ないし第９図の構成例における
場合のように、固定子の軸のまわりにだけ材料を成形す
ることが望まれる場合には、成形片８２，８８及び９０
は金属製端板２４上への流れを阻止するように設計され
ている。

このために端板は露出されたままとなつて、隣接の面に
熱を伝達し去つて検流計の冷却を行う。第１５図の構成
例の製造は第１８図及び第１９図に示されている。

ピン２６２は印刷配線板２６０にはんだ付けされ、そし
て固定子組立は心棒８０′のまわりの成形型に配置され
ている。二つのロツド２８４によつて成形型壁８８′に
取り付けられた金属製成形プラグ体２８２はピン２６２
の一部分を受けて、流れる熱可塑性材料がそれを覆うの
を防止しかつ成形中ピン及び配線板を配置して支持する
。溶融熱可塑性材料は口９２′を通つて板２６０のまわ
りのすきま及びピン２６２の露出部分に入り、冷却する
と、それらを支持しかつ絶縁する。片持ちばり式もどり
止め２６６は成形型９０′とプラグ体２８２との間のす
きまに形成さべ隆起２６８はくぼみ２８６によつて形成
される。成形後、プラグ体２８２は取り去られてピン２
６２の一部分が露出する。タング２５１は成形型壁まで
延びているので仕上り品において露出面を有し、従つて
止めねじ２７６を取り付けるために層２１９に穴をあけ
る必要がない。本発明の範囲内で種々の変形が可能であ
る。

例えば、付加的な成形焼結片を回転子のまわりに積み重
ねて、望ましくは３インチ（約７．６０！ｎ）より小さ
い、より大きい高さを与えるようにすることができる。
層は、炭素に限定されないが炭素を含むその他の材料で
強化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は成形層を通つて突出しているたわみ性の電気的
リードを有する第１の望ましい構成例における固定子の
透視図である、第２図は第１図の２−２線に沿つて切断
した固定子の水平断面図である、第３図は第２図の３−
３線に沿つて切断した垂直断面図である、第４図は第２
図の４−４線に沿つて切断した垂直断面図である、第５
図は周張力を受けた固定子積層片及び磁石の線図式透視
図である、第６図は層の側面を部分的に切り取つて示し
た別の構成例の透視図である、第７図は第６図の構成例
の底面図である、第８図及び第９図はそれぞれ第７図の
８−８線及び９−９線に沿つた垂直断面図である、第１
０図は焼結金属片から成形された望ましい固定子の分解
式透視図である、第１１図は成形型を有する第１０図の
固定子の断面図である、第１２図は成形型における固定
子の側部断面図である、第１３図は成形型及び固定子の
平面図である、第１４図は成形型及び固定子の透視図で
ある、第１５図は成形された材料によつて包囲された印
刷配線板及びコネクタピンを有する望ましい構成例の透
視図である、第１６図は成形中における第１５図の構成
例の一部分を示す垂直断面図である、第１７図は成形中
における印刷配線板の線図である、第１８図は第１５図
の１８一１８線に沿つて切断した垂直断面図である、第
１９図は第１５図の１９−１９線に沿つて切断した垂直
断面図である、第２０図は第１５図の構成例の部品を示
す分解式透視図である。 これらの図面において、１８は固定子、１９は熱可塑性
の外側層、２２は積層片、２４及び２８は端板、３０は
アルミニウム製リベツト、２６は印刷配線板、３８は磁
石、５２は回転子、１００は固定子、１０２は磁極片、
１０５は垂直みぞ、１０８及び１１０は板、１１２はア
ルミニウム製ピン、２２４は雌コネクタ、２５０は金属
製カラー、２５１はタング、２６２は雄コネクタピン、
２６６はもどり止め部材、２７０は外部プラグ、２７６
は止めねじを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 永久磁石と少なくとも一つの磁極片とを備えて並置
   された部品を有する固定子部品と、或る軸上で前記固定
   子部品に対して回転させられるように取り付けられた回
   転子と、前記固定子部品のまわりに延びる連続的な合成
   樹脂材料の外側層とを設けている限定回転式検流計であ
   つて、前記回転子は鉄製可動回転子であり、前記合成樹
   脂材料は成形温度から冷却されるときの収縮率が少なく
   とも１パーセントであり且つ強化された熱可塑性材料で
   あり、前記の連続した樹脂層は成形後の収縮及び固化の
   結果生じる周張力を受ける輪形状部材を含み、前記の成
   形された輪形状部材は前記固定子部品に対して圧縮応力
   を及ぼして前記磁石及び前記磁極片が予荷重で互いに押
   しつけ合うように作用し、前記の鉄製回転子の運動する
   間、前記予荷重は、前記固定子部品内での移動と、対応
   する有害なヒステリシスの発生とを防ぎ、検流計の指針
   の振れの精度を改善することを特徴とする前記限定回転
   式検流計。 ２ 単独では検流計の動作中前記の固定子部品を正しい
   位置に適当に保持することのできない機械的保持装置（
   例えば第３図の２４、２８、３０）によつて前記の固定
   子部品がは持されていて、前記の機械的保持装置が前記
   の固定子部品を移動しないように固定する前記の硬い合
   成樹脂層に埋め込まれていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の検流計。 ３ 永久磁石と少なくとも一つの磁極片とを備えて並置
   された部品を有する固定子部品と、或る軸上で前記固定
   子部品に対して回転させられるように取り付けられた回
   転子と、前記固定子部品のまわりに延びる連続的な合成
   樹脂材料の外側層とを設けている限定回転式検流計の製
   造方法であつて、前記の硬い合成樹脂材料の連続的な外
   側層を前記固定子部品のまわりに延びるように射出成形
   する段階であり、前記合成樹脂材料は強化されてなり且
   つ成形温度から冷却するときの収縮率が少なくとも１パ
   ーセントである前記射出成形段階と、前記材料を冷却し
   固化し且つ収縮させる段階であつて、前記の連続的な合
   成樹脂層は成形後の前記収縮及び固化の結果生じる周張
   力を受ける輪形状部材を含んでいる、前記の冷却し固化
   し且つ収縮させる段階とを有することを特徴とし、更に
   、前記成形された輪形状部材は前記固定子部品に対して
   圧縮応力を及ぼして前記磁石及び前記磁極片が予荷重で
   互いに押しつけ合うように作用し、前記回転子は鉄製可
   動回転子であり、前記予荷重は、前記固定子部品内での
   移動と、対応する有害なヒステリシスの発生とを防ぎ、
   検流計の指針の振れの精度を改善することを特徴とする
   前記の限定回転式検流計の製造方法。 ４ 成形された外面のは持可能な形成部を有する成形焼
   結金属片の形態で前記の固定子部分を準備すること、単
   独では検流計の動作中前記の金属片を固定することので
   きない機械的保持装置によつて前記の金属片を前記のは
   持可能な形成部においては持すること、前記の射出成形
   段階には前記の保持装置を前記の合成樹脂層に埋め込む
   ことが含まれていること、前記の冷却段階により前記の
   周張力が生じて前記の金属片を前記の回転子軸に対して
   移動しないように固定することを特徴とする特許請求の
   範囲第３項に記載の限定回転式検流計の製造方法。