JP2577165Y2 - クロスコイル形計器の駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、互いに交差した一対の
コイルと、ＮＳ極が着磁されたマグネットロータとを備
え、一対のコイルが発生する磁界を合成した合成磁界の
方向にマグネットロータを回転して計測量を指示するク
ロスコイル形計器の駆動装置に係り、特に、計測量に応
じてデューティ比が正弦的及び余弦的に変化するデュー
ティパルスを発生し、このデューティパルスをクロスコ
イルに供給して駆動するようにしたクロスコイル形計器
の駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の装置として、図４に示すよ
うな構成のものが、例えば特開平１−２０１１６７号公
報において提案されている。同図において、カウンタ回
路１には、例えば車両速度のような所定計測量に応じて
周期が変化する走行パルス信号と発振及び分周回路２か
ら出力される走行パルス信号の周期をカウントするため
の基本クロックとが入力されている。カウンタ回路１か
らは、１個目の走行パルス信号の入力から次の走行パル
ス信号の入力までの間に計数した基本クロックの計数値
がデジタルデータとして出力され、これがｓｉｎ関数発
生回路３に入力される。ｓｉｎ関数発生回路３はＲＯＭ
により構成されており、カウンタ回路１が出力するデジ
タルデータに対応した角度θの正弦データが記憶されて
いる。

【０００３】すなわち、ｓｉｎ関数発生回路３はカウン
タ回路１からのデジタルデータによってこのデジタルデ
ータに対応する正弦データを出力し、これをｓｉｎデュ
ーティパルス発生回路４に入力する。ｓｉｎデューティ
パルス発生回路４は、ｓｉｎ関数発生回路３からの正弦
データに応じたデューティのデューティパルス信号を発
生する。

【０００４】更に、ｓｉｎ関数発生回路３は、sin(９０
゜±θ）＝cos θの関係より、デジタルデータに対応す
る角度θを９０゜移相した角度（９０゜＋θ）のsin 、
すなわちcos θなる余弦データを出力し、この余弦デー
タをｃｏｓデューティパルス発生回路５に入力する。ｃ
ｏｓデューティパルス発生回路５は、ｓｉｎ関数発生回
路３からの余弦データに応じたデューティのデューティ
パルス信号を発生する。

【０００５】ｓｉｎデューティパルス発生回路４及びｃ
ｏｓデューティパルス発生回路５は、ｓｉｎ関数発生回
路３からの正弦データ及び余弦データと発振及び分周回
路２からのクロック信号とに基づいて一般に１５ｋHz以
上の一定の周波数のデューティパルス信号を生成して出
力する。このデューティパルス信号は、ドライブ回路
６，７にそれぞれ入力され、ドライブ回路６，７から第
１，第２のコイルＬ₁ ，Ｌ₂ の各端子ａ₁ ，ａ₂ ，
ｂ₁ ，ｂ₂ に第１，第２のパルス電流Ｉ₁ ，Ｉ₂ をそれ
ぞれ供給する。

【０００６】以上の構成において、カウンタ回路１に入
力される走行パルス信号の周期を、基本クロックに基づ
きカウントし、該周期に応じたデジタルデータに変換し
てこれを出力する。ｓｉｎ関数発生回路３はこのデジタ
ルデータに対応する角度θの正弦データをアクセスする
と共に、角度θから９０゜移相した（θ＋９０）゜にお
ける正弦データをアクセスし、角度θに対する正弦デー
タ及び余弦データをそれぞれ出力する。この正弦及び余
弦データをｓｉｎデューティパルス発生回路４及びｃｏ
ｓデューティパルス発生回路５それぞれ入力し、正弦及
び余弦データに対応するデューティのデューティパルス
信号を出力し、ドライブ回路５，６に入力する。

【０００７】以上の動作より、第１，第２のコイル
Ｌ₁ ，Ｌ₂ に供給される第１，第２のパルス電流は所定
計測量に応じた角度の正弦データ及び余弦データに対応
する値となり、クロスコイルＬ内に生じる磁界の合成ベ
クトル方向は計測量に対応する。従って、マグネットロ
ータＭｇはこの合成ベクトル方向に回転し、マグネット
ロータＭｇの回転軸端に固定される図示しない指針が合
成ベクトル方向を指示することによって、図示しない文
字板と協動して計測量を表示する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】上述したデューティパ
ルス信号の１５ｋHz以上の周波数は、２００乃至１０ｋ
Hzの周波数の場合、コイルＬ₁ 及びＬ₂ などが発生する
作動音が可聴範囲内に入って問題となることを考慮し
て、可聴範囲を十分に越えたところに設定している。

【０００９】しかし、このように高い周波数で駆動する
と、マグネットロータＭｇの振動が殆どなくなるので、
例えば増加してた計測量が減少して指針の移動方向が反
転したときなどのように、指針が一度静止するような状
態が生じると、指針がこの静止状態から移動しようとす
るときに、マグネットロータＭｇの回転軸とこれを軸受
しているケース側の軸受との間の機械的な摩擦によって
指示に大きな量のヒステリシスが生じるようになる。こ
のようなヒステリシスが生じると、同じ計測量で合成ベ
クトル方向が同じであっても、計測量の増加時と減少時
で指針の指示位置が同じにならなくなる。このようなこ
とをなくするには、コイルＬ_１及びＬ_２に流す電流値を
増大するか若しくはマグネットロータＭｇの材質を高磁
界を発生できるものに変更してトルクの増大を図ればよ
いが、このようにすると大幅なコストアップを招く。

【００１０】また、マグネットロータＭｇの振動による
指針振れが目立たない域である例えば２００Ｈｚ付近の
周波数で駆動することも考えられるが、常時このような
周波数で駆動すると、機械的振動による摩耗などの耐久
性の面で問題となり、低周波での駆動にも問題があっ
た。

【００１１】よって本考案は、上述した従来の問題点に
鑑み、大幅なコストアップを招くことなく、また耐久性
上の問題を生じることなく、作動音及び指示ヒステリシ
スの低減を図ったクロスコイル形計器の駆動装置を提供
することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本考案により成されたクロスコイル形計器の駆動装置
は、計測量に応じてデューティ比が正弦的及び余弦的に
変化する１５ｋHz以上の周波数のデューティパルスを発
生し、該デューティパルスをクロスコイルに供給してマ
グネットロータを駆動するようにしたクロスコイル形計
器の駆動装置において、前記計測量の変化がなくなった
ことを検出する無変化検出手段と、該無変化検出手段に
よる検出に応じて一定時間を計時するタイマ手段と、該
タイマ手段による一定時間の計時の間前記デューティパ
ルスの周波数を２００Hz付近に低下させる周波数切換手
段とを備えることを特徴としている。

【００１３】

【作用】上記構成により、常時は１５ｋHz以上の周波数
のデューティパルスで駆動し、計測量の変化がなくなっ
たことを無変化検出手段が検出すると、タイマ手段が計
時する一定時間の間、周波数切換手段がデューティパル
スの周波数を１５ｋHz以上から２００Hz付近に低下させ
るようになっているので、作動音が発生することがな
い。

【００１４】このようにすると、駆動方向が変化した
り、あるいは、指示が一定値を保っていて、ヒステリシ
スを生じさせる可能性のある計測量の変化が無くなった
ときに、短時間だけ低い周波数で駆動して振動を生じさ
せているので、電流値を大きくしたり材質を変更しなく
ても指示のヒステリシスがなくなり、また機械的振動に
よる摩耗などの耐久性の問題も殆ど起こらない。

【００１５】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本考案によるクロスコイル形計器の駆動装
置の一実施例を示し、図４について上述した従来のもの
と同一の部分には同一の符号を付して、その詳細な説明
は省略した。

【００１６】図１において、１１は分周比を切り換える
ための制御入力を有する発振及び可変分周回路であり、
基本クロックとｓｉｎデューティパルス発生回路４及び
ｃｏｓデューティパルス発生回路５への動作クロック信
号を発生するという基本的な機能は、図４について上述
した発振及び分周回路２と同じである。しかし、ｓｉｎ
デューティパルス発生回路４及びｃｏｓデューティパル
ス発生回路５への動作クロック信号の周波数が、制御入
力に印加される信号がＬからＨレベルになることによっ
て低い周波数に変えられるようになっている。

【００１７】１２は無変化検出回路であり、これは計測
量が最終到達点まで達したことを、カウンタ回路１が出
力するデジタルデータを監視し、このデジタルデータに
変化がなくなったことを判定して検出して検出信号を出
力する。１３は無変化検出回路１２が計測量が最終到達
点まで達したことを検出して出力する検出信号によって
トリガされて一定時間の間Ｈレベルになる信号を出力す
るタイマ回路であり、このタイマ回路１３が出力する信
号は発振及び可変分周回路１１の制御入力に印加され
る。

【００１８】図２は上記発振及び可変分周回路１１及び
無変化検出回路１２の具体的な回路例を示す。発振及び
可変分周回路１１は、例えば水晶発振子によって安定し
た周波数の発振を行う発振回路１１ａと、この発振回路
１１が出力する高い周波数の発振信号を固定の分周比で
分周して基本クロックを生成する分周回路１１ｂと、制
御入力に印加される信号のレベルによって分周比が２段
階に切り換えられる可変分周回路１１ｃとを有し、可変
分周回路１１ｃは制御入力がＬレベルのときは高い周波
数ｆ₁ のクロック信号を、Ｈレベルのときは低い周波数
ｆ₂ のクロック信号をそれぞれ生成して出力し、このク
ロック信号をｓｉｎデューティパルス発生回路４及びｃ
ｏｓデューティパルス発生回路５に対しその動作クロッ
ク信号として供給する。よって、発振及び可変分周回路
１１、特に可変分周回路１１ｃは、デューティパルスの
周波数を２００Hz付近に低下させる周波数切換手段とな
っている。

【００１９】無変化検出回路１２は、切換スイッチ１２
ａを介してカウンタ回路１の出力に交互に接続されカウ
ンタ回路１が出力するデジタルデータをそれ依然のデー
タに変えて格納保持するデータレジスタ１２ｂ及び１２
ｃと、両データレジスタ１２ｂ及び１２ｃに格納さてい
るデータを比較して両者の一致を検出し、一致検出によ
って一致信号を出力する一致回路１２ｄと、カウンタ回
路１に入力される走行パルス信号に基づいて切換スイッ
チ１２ａを交互に切り換える切換信号を発生する切換信
号発生回路１２ｅとを有する。

【００２０】無変化検出回路１２は、一致回路１２ｄに
よる一致検出によってカウンタ回路１が出力するデジタ
ルデータに変化がなくなったことを判定して計測量が最
終到達点に達したことを検出し、一致回路１２ｄが出力
する一致信号によってタイマ回路１３をトリガして一定
時間の間Ｈレベルとなる信号を発生させる。このタイマ
回路１３が出力するＨレベルの信号は発振及び可変分周
回路１１の可変分周回路１１ｃに切換信号として印加さ
れる。この切換信号が入力された可変分周回路１１はそ
れまでの分周比を増大してクロック信号の周波数をｆ₁
からｆ₂ に低下させ、この状態がタイマ回路によって規
定される時間の間継続する。

【００２１】ところで、発振及び可変分周回路１１が出
力する周波数ｆ₁ ，ｆ₂ のクロック信号を入力するｓｉ
ｎデューティパルス発生回路４及びｃｏｓデューティパ
ルス発生回路５は同一の回路構成となっていて、その一
方４を具体的に示すと図３のようになっている。

【００２２】すなわち、デューティパルス発生回路４
は、ラッチ回路４ａ、カウンタ回路４ｂ、一致回路４ｃ
及びＲＳフリップフロップ４ｄを有する。ラッチ回路４
ａは、ラッチ制御入力に信号が印加されるとそのときｓ
ｉｎ関数発生回路３が出力している正弦データをラッチ
する。カウンタ回路４ｂは、発振及び可変分周回路１１
からのクロック信号をカウントし、このカウンタ回路４
ｂのカウント値は一致回路４ｃによってラッチ回路４ａ
のの内容を比較される。一致回路４ｃは、両者の一致を
検出すると一致信号を出力してこれをＲＳフリップフロ
ップ４ｄのセット入力に印加する。カウンタ回路４ｂ
は、カウント値が所定値になって最上位桁がＨレベルに
なると、この最上位の信号を自らのリセット入力、ラッ
チ回路４ａのラッチ制御入力及びＲＳフリップフロップ
４ｄのリセット入力に印加する。

【００２３】よって、ＲＳフリップフロップ４ｄはその
リセット入力がＬからＨレベルに立ち上がることでリセ
ットされてその反転Ｑ出力がＬからＨレベルになり、こ
のＨレベルは一致回路４ｃからの一致信号によってセッ
トされその反転Ｑ出力がＬレベルに反転されるまで保持
され、このＬレベルはカウンタ回路４ｂのカウント値が
所定値になってＲＳフリップフロップ４ｄが再度リセッ
トされるまで保持されてデューティパルス信号が反転Ｑ
出力に生成される。

【００２４】上述のようにカウンタ回路４ｂのカウント
値が所定値になって最上位桁がＨレベルになると、１周
期のデューティパルス信号の発生動作を終了するので、
カウンタ回路４ｂに入力される発振及び可変分周回路１
１からのクロック信号の周波数ｆ₁ ，ｆ₂ によってデュ
ーティパルス信号の１周期、すなわち周波数が決定され
る。周波数ｆ₁ のクロック信号によって１５ｋHzのデュ
ーティパルス信号を発生している場合には、周波数ｆ₁
の７５分の１の周波数ｆ₂ （＝ｆ₁ ／７５）のクロック
信号を使用することによって２００Hzのデューティパル
ス信号を生成することができるようになる。

【００２５】上述のように、計測量が最終到達点に達し
て計測量に変化がなくなったときにそれまで駆動に使用
していた１５ｋHz又はその前後或いはそれ以上の周波数
のデューティパルス信号を２００Hz又はその付近のもの
に切り換えることにより、マグネットロータＭｇは指針
振れとなって見えない程度の周波数で短い一定時間の間
のみ振動されるので、この限られた時間のマグネットロ
ータＭｇの振動によって、電流値を大きくしたりマグネ
ットロータＭｇの材質を変えることなく、しかも摩耗な
どの耐久性の面での問題を伴うことなく、指示ヒステリ
シスを減少させることができる。

【００２６】なお、上述の実施例では、カウンタ回路１
が出力するデジタルデータの変化がなくなったことを判
定することによって最終到達点を検出しているが、ｓｉ
ｎ関数発生回路３の出力データ、デューティパルス発生
回路４又はｃｏｓデューティパルス発生回路５の出力周
期などによって検出するようにしてもよい。

【００２７】

【考案の効果】以上説明したように本考案によれば、常
時は１５ｋHz以上の周波数のデューティパルスで駆動
し、計測量の変化がなくなったとき、一定時間の間、デ
ューティパルスの周波数を１５ｋHz以上から２００Hz付
近に低下させるようになっているので、作動音が発生す
ることがない。

【００２８】また、指針が移動方向を反転するとき一時
的に静止状態となってステリシスを生じさせる可能性が
あるが、このとき計測量の変化もなくなるので、これを
検出して短時間だけ低い周波数で駆動して振動を生じさ
せることで、大幅なコストアップを招いたり、耐久性を
損なうことなく指示ヒステリシスを解消することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるクロスコイル形計器の駆動回路の
一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１中の一部分の具体的な回路例を示すブロッ
ク図である。

【図３】図１中の他の部分の具体的な回路例を示すブロ
ック図である。

【図４】従来のクロスコイル形計器の駆動回路の一例を
示すブロック図である。

【符号の説明】

Ｌ クロスコイル Ｍｇ マグネットロータ １１ 発振及び可変分周回路（周波数切換手段） １２ 無変化検出回路（無変化検出手段） １３ タイマ回路（タイマ手段）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 計測量に応じてデューティ比が正弦的及
   び余弦的に変化する１５ｋHz以上の周波数のデューティ
   パルスを発生し、該デューティパルスをクロスコイルに
   供給してマグネットロータを駆動するようにしたクロス
   コイル形計器の駆動装置において、 前記計測量の変化がなくなったことを検出する無変化検
   出手段と、 該無変化検出手段による検出に応じて一定時間を計時す
   るタイマ手段と、 該タイマ手段による一定時間の計時の間前記デューティ
   パルスの周波数を２００Hz付近に低下させる周波数切換
   手段とを備えることを特徴とするクロスコイル形計器の
   駆動装置。