JPH0664087B2 - Crossed coil type movable magnet type instrument - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は例えば車両の速度計、回転計その他の計器等に
汎用される交差コイル型可動磁石式計器に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a cross-coil movable magnet type instrument generally used for, for example, a vehicle speedometer, a tachometer, and other instruments.

（従来の技術） 交差コイル型可動磁石式計器は、一般に表示部、駆動部
及び変換部よりなり、表示部は所謂計器本体で、指針軸
を突設すると共に指針軸を中心に回動する可動磁石をボ
ビンに内装し、ボビンに互いに直交する交差コイルを捲
回してなるもので、駆動部は変換部からの信号を受け交
差コイルに所定の通電をなすものであり、変換部は被測
定対象からの入力を駆動部で処理し易い電気信号に変換
するものである。従って被測定対象からの入力量に応じ
て、交差コイルに所定の通電をなしてこれらコイルによ
り生ずる合成磁界方向に可動磁石が回動し、それに伴っ
て指針が回動し、被測定量を指針表示するものである。(Prior Art) A cross-coil type movable magnet type meter is generally composed of a display unit, a drive unit and a conversion unit, and the display unit is a so-called main unit of the meter, which is provided with a pointer shaft protruding and is movable around the pointer shaft. A magnet is installed in a bobbin, and cross coils that are orthogonal to each other are wound around the bobbin.The drive unit receives a signal from the conversion unit and applies a predetermined current to the cross coil, and the conversion unit is the object to be measured. Is converted into an electric signal that can be easily processed by the driving unit. Therefore, according to the amount of input from the object to be measured, the crossing coils are energized in a predetermined manner, the movable magnet is rotated in the direction of the synthetic magnetic field generated by these coils, and the pointer is rotated accordingly. It is something to display.

交差コイルへの通電方向を変化せしめることが可能であ
るならば、合成磁界は360゜いずれの方向にも成立する
もので、一般的には交差コイルの一方に所望の指針角の
サイン値と対応する電流を、他方コイルにコサイン値と
対応する電流を流せば良く、駆動部が前記変換部からの
入力を受け前述した対応値の出力をなすものである。具
体的には入力信号を増幅したり正負逆転せしめたりする
アナログ的処理や、パルス係数手段や演算処理手段等に
よるデジタル処理を行って、前記したサイン値やコサイ
ン値と対応した駆動出力や、これと近似する台形波値、
三角波値と対応した駆動出力を行っており、変換部は被
測定対象からの入力を前記処理に適する信号に変換し、
駆動部へ入力せしめてなるものである。If it is possible to change the energizing direction to the crossing coil, the composite magnetic field is established in any direction of 360 °, and generally one of the crossing coils corresponds to the desired sine value of the pointer angle. The current corresponding to the cosine value may be passed through the other coil, and the drive unit receives the input from the conversion unit and outputs the corresponding value described above. Specifically, it performs analog processing such as amplifying or reversing the positive / negative of the input signal, or digital processing by means of pulse coefficient means, arithmetic processing means, etc., and a drive output corresponding to the above-mentioned sine value or cosine value, Trapezoidal wave value approximating
The drive output corresponding to the triangular wave value is performed, and the conversion unit converts the input from the measured object into a signal suitable for the processing,
It is what is input to the drive unit.

（発明が解決しようとする課題） 前述した計器を速度計や回転数として利用せんとした場
合、従来は測定対象例えば車軸やエンジン回転軸にパル
ス発生器を取り付けて、その発生周波数を入力信号とし
て計器表示するものである。(Problems to be Solved by the Invention) When the above-described instrument is not used as a speedometer or a rotation speed, conventionally, a pulse generator is attached to a measurement target such as an axle or an engine rotation shaft, and the generated frequency is used as an input signal. It is to display the instrument.

ところで前記の測定対象のパルス発生器のパルス発生密
度の設定や、その後の分周処理によるパルス周波数変換
の基準設定は、計器として最も多用される速度や回転数
或を基準にして定め、当該多用指示範囲での指針動作が
最もスムーズとなるようにしている。By the way, the setting of the pulse generation density of the pulse generator to be measured and the reference setting of the pulse frequency conversion by the frequency division processing thereafter are determined based on the speed or the number of revolutions most frequently used as an instrument, The pointer movement is designed to be the smoothest in the indicated range.

このため例えばパルス信号と対応する定電圧信号を平滑
化してＦ／Ｖ変換し、電圧値（デジタル値）を入力周波
数とし駆動部に入力せしめると、ある程度以上の高周波
入力であれば変換部出力もスムーズに変動して所定の応
答性を得ることができるが、低速時のように入力周波数
が低いと、Ｆ／Ｖ変換の出力リツプル状態となる。For this reason, for example, if the constant voltage signal corresponding to the pulse signal is smoothed and F / V converted, and the voltage value (digital value) is input to the drive unit as the input frequency, if the high frequency input exceeds a certain level, the output of the conversion unit is also output. Although it can be smoothly changed to obtain a predetermined response, when the input frequency is low such as at a low speed, the output ripple state of the F / V conversion occurs.

更に所定の計測周期で入力パルス数を計数して、計数値
を入力周波数として変換部出力とすると、多用範囲の応
答性を考慮した計測周期を設定すると、計測周期で計数
できない低速では、所定の範囲変換部出力が０と計測可
能限界の周波数値とのリップル出力なる。Further, if the number of input pulses is counted in a predetermined measurement cycle and the count value is used as the output of the converter to set the measurement cycle in consideration of the responsiveness of the heavy-duty range, at a low speed that cannot be counted in the measurement cycle, The range converter output is a ripple output between 0 and the measurable limit frequency value.

このように低速時と高速時或いは低回転時と高回転時の
差が非常に大く、計器応答性の基準を計器表示として最
も多用される速度及び回転数を基準にすると低速時或い
は低回転時に指針の揺動、所謂針振れ現象が生じてしま
う。In this way, the difference between low speed and high speed, or low speed and high speed is very large, and when the standard of instrument response is the speed and the number of rotations that are most often used as the instrument display, low speed or low revolution Occasionally, the needle swings, a so-called needle wobbling phenomenon occurs.

この対策として低速時或いは低回転時の針振れの生ずる
表示範囲を目隠し板で隠蔽してしまう手段はあるが、メ
ータデザイン及び計器の表示機能の点から採用できな
い。また入力信号（パルス）を電圧に変換して駆動部分
へ入力する場合のＦ−Ｖ変換の応答性を下げると、入力
信号に対する立ち上がりがにぶくなって針振れ現象は解
消するが、指針動作が緩慢となって応答性が悪くなる。
更に機械的手段としてメータ可動部の慣性モーメントを
上げると、針振れは生じ難いが、逆に指針が動き出した
ら止まり難くなり、ダンパー機能を高めるとやはり応答
性が悪くなり、細かい指示の変化に対応できないし、メ
ータ可動部の駆動トルクを下げると他の特性に悪影響が
生ずる。その他被測定対象のセンサの数を増加して入力
周波数を大きくする手段や応答性の基準を低速時にする
等の手段も考えられるが、コストアップとなり適格な対
策とはいえ難い。As a countermeasure against this, there is a means for concealing the display range where the needle shake occurs at low speed or low rotation with a blind plate, but this cannot be adopted from the viewpoint of the meter design and the display function of the meter. If the response of FV conversion when converting an input signal (pulse) into a voltage and inputting it to the driving part is lowered, the rising edge with respect to the input signal becomes dull and the needle shake phenomenon is eliminated, but the pointer operation is slow. Becomes less responsive.
If the moment of inertia of the movable part of the meter is further increased as a mechanical means, needle shake will not easily occur, but on the contrary, it will be difficult to stop when the pointer starts moving, and if the damper function is increased, the responsiveness will also deteriorate and it will respond to small changes in instructions. If the driving torque of the movable portion of the meter is reduced, other characteristics are adversely affected. Other means such as increasing the number of sensors to be measured to increase the input frequency and setting the response standard to a low speed may be considered, but the cost is increased and it is difficult to say that it is a suitable measure.

（課題を解決するための手段） 本発明は前述の課題を鑑み、交差コイルへの通電特性即
ち駆動特性の改良によって入力信号の低周波数時の針振
れの問題を解決したものである。即ち本発明に係る交差
コイル型可動磁石式計器は、従来通り変換部、駆動部、
表示部からなり、特に目視可能な指針指示範囲の所定の
指針指示角度以下の動作を低トルク駆動で行うようにし
たことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) In view of the above-mentioned problems, the present invention solves the problem of needle deflection at low frequency of an input signal by improving the energization characteristic to the cross coil, that is, the driving characteristic. That is, the cross-coil type movable magnet type instrument according to the present invention includes a conversion unit, a drive unit, and
It is characterized in that it comprises a display unit, and in particular, an operation within a predetermined pointer pointing angle within a visible pointer pointing range is performed by low torque driving.

（作 用） 従って被測定対象の測定量と指針指示角度とを比較する
ようにし、入力信号と対応する交差コイルへの通電特性
を仮にサインサーブ及びコサインサーブとすると指針の
振れ角Θは となる。そこで本発明は針振れの生ずる低速度等には前
式のEo（振幅）を小さくしておくもので、指針指示特性
が変化することなく交差コイルへの通電量のみが小さく
なる。即ち合成磁界の方向に変化はないが、その大きさ
のみが小さくなり、その結果指針の駆動トルクが小さく
なるもので、駆動トルクが小さくなると、低速時の針振
れ現象の原因となる低周波数の入力信号を受けてその指
針駆動を行っても、針振れを生じさせる程駆動トルクが
大きくないため、針振れ現象が緩和されるものである。(Operation) Therefore, if the measured amount of the object to be measured and the pointer pointing angle are compared and the energization characteristics to the crossing coil corresponding to the input signal are sine serve and cosine serve, the deflection angle Θ of the pointer is Becomes Therefore, in the present invention, the Eo (amplitude) in the above equation is made small at a low speed or the like where needle deflection occurs, and only the amount of electricity to the crossing coil becomes small without changing the pointer indicating characteristic. That is, there is no change in the direction of the synthetic magnetic field, but only its magnitude is reduced, and as a result, the drive torque of the pointer is reduced, and when the drive torque is reduced, the low frequency which causes the needle shake phenomenon at low speed is reduced. Even when the pointer is driven by receiving the input signal, the driving torque is not so large as to cause the needle shake, so that the needle shake phenomenon is alleviated.

（実施例） 次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Next, the Example of this invention is described based on drawing.

第１図は本発明計器の計器ブロック図で、第２図はROM
部のメモリデータ基準グラフで、第３図は指針指示角度
と指針駆動トルクの関係を示すグラフで、第４図及び第
５図は他の実施例に関するものである。1 is a block diagram of the instrument of the present invention, and FIG. 2 is a ROM.
FIG. 3 is a graph showing a relation between a pointer indicating angle and a pointer driving torque, and FIGS. 4 and 5 relate to another embodiment.

本発明計器全体の構成は、変換部Ａ、駆動部Ｂ、表示部
Ｃからなり、変換部Ａは被測定対象からの入力信号（周
波数信号）を受け、次の駆動部Ｂの駆動信号となる信号
の出力をなすもので、Ｆ−Ｖ変換部１、Ａ−Ｄ変換部２
からなる。Ｆ−Ｖ変換部１は被測定対象からの計測量が
周波数で入力するとこれを周波数と比例した電圧信号に
変換するものであり、Ａ−Ｄ変換部２は前記電圧信号を
電圧レベルで区分して、各区分に対応した例えば８ビッ
トの二進数で表されるデジタル信号イを発するものであ
る。駆動部ＢはROM部３、Ｄ−Ａ変換部４及び駆動出力
部５よりなり、ROM部３は前記のデジタル信号イと対応
する後述の表示部Ｃの交差コイルＸ、Ｙに通電量を指示
するデータをメモリしたもので、メモリデータはその基
準を第２図に示す通り、入力信号（デジタル信号）イ即
ち指針指示角度を横軸とし、交差コイルＸ、Ｙへの通電
量を指示する出力数値ロｘ、ロｙを縦軸とすると、両者
の関係はサインカーブ及びコサインカーブとなるが、所
定の指針指示角度以下の場合（斜線のエリアα）は振幅
値が小さいサインカーブ及びコサインカーブとなる。Ｄ
−Ａ変換部４は前記出力数値ロｘ、ロｙを各々アナログ
量に変換するものであり、駆動出力部５は前記アナログ
量に対応して交差コイルＸ、Ｙへの通電をなすものであ
る。表示部Ｃは所謂計器本体で、フレームを組み合わせ
て形成したボビン内に、可動磁石を内装し、フレーム外
面に交差コイルＸ、Ｙを捲回し、前記可動磁石に指針軸
を突設し、指針軸に指針を装着してなるものである。The overall configuration of the instrument of the present invention includes a conversion unit A, a drive unit B, and a display unit C. The conversion unit A receives an input signal (frequency signal) from the object to be measured and becomes a drive signal for the next drive unit B. It outputs a signal, and has an FV conversion unit 1 and an A-D conversion unit 2
Consists of. The F-V conversion unit 1 converts the measured amount from the object to be measured into a voltage signal proportional to the frequency when the measured amount is input as a frequency, and the A-D conversion unit 2 classifies the voltage signal according to the voltage level. Then, a digital signal a represented by, for example, an 8-bit binary number corresponding to each section is emitted. The drive unit B includes a ROM unit 3, a D-A conversion unit 4, and a drive output unit 5, and the ROM unit 3 instructs the cross coils X and Y of the display unit C, which will be described later, corresponding to the digital signal a to indicate the energization amount. As shown in FIG. 2, the reference of the memory data is an input signal (digital signal) a, that is, an output indicating the amount of electricity to the crossing coils X and Y with the pointer indicating angle as the horizontal axis. If the numerical values x and y are taken as the ordinates, the relationship between them is a sine curve and a cosine curve, but if the angle is less than a prescribed pointer indication angle (hatched area α), the sine curve and cosine curve have a small amplitude value. Become. D
The -A converter 4 converts the output numerical values x and y into analog amounts, and the drive output unit 5 energizes the crossing coils X and Y corresponding to the analog amounts. . The display section C is a so-called instrument body, in which a movable magnet is provided inside a bobbin formed by combining a frame, crossing coils X and Y are wound on the outer surface of the frame, and a pointer shaft is projectingly provided on the movable magnet. It is equipped with a pointer.

次に前記実施例の動作について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

被測定対象を例えばエンジン回転数とすると、エンジン
回転軸にパルス発生器を付設して、エンジンの回転軸に
比例した周波数の信号がＦ−Ｖ変換部１に入り、このＦ
−Ｖ変換部１が入力周波数と比例した電圧信号を出力
し、次に電圧信号をＡ−Ｄ変換部２で電圧レベルで区分
された所定のデジタル信号イに変換され、ROM部３に入
る。ROM部３では第２図に示した関係で入力したデジタ
ル信号イと対応した各コイルへの出力数値信号（デジタ
ル信号）ロｘ、ロｙを出力するもので、この出力数値信
号ロｘ、ロｙをＤ−Ａ変換部４でアナログ量（電圧値ま
たは電流値）に変換し、前記アナログ量を増幅し、交差
コイルＸ、Ｙに通電するものである。Assuming that the object to be measured is, for example, the engine speed, a pulse generator is attached to the engine rotating shaft, and a signal having a frequency proportional to the rotating shaft of the engine enters the F-V conversion unit 1, and this F
The -V converter 1 outputs a voltage signal proportional to the input frequency, and then the voltage signal is converted by the AD converter 2 into a predetermined digital signal a divided by the voltage level, and then enters the ROM section 3. The ROM section 3 outputs the output numerical value signals (digital signals) x and y to each coil corresponding to the digital signal a input in the relationship shown in FIG. The y-to-y converter converts the y into an analog amount (voltage value or current value), amplifies the analog amount, and energizes the crossing coils X and Y.

従ってROM部にメモリデータをメモリするに際して、第
２図に例示するように所定の指針指示角度以下の範囲α
の出力値基準を他のそれ以下とすると、指針駆動トルク
は第４図に示すように、範囲αに於ては指針駆動トルク
が小さくなり、それ以外は通常の駆動トルクとなるもの
である。このため被測定対象の入力信号の周波数が非常
に小さく、そのために生ずる電圧信号の時間変動によっ
て指針に振振れ現象を起こさせるような入力があって
も、指針駆動トルクが小さいため、針振れ現象が生じ難
いことになる。Therefore, when storing the memory data in the ROM part, as shown in FIG.
As shown in FIG. 4, when the output value reference of No. 1 is set to a value less than that of the other, the pointer driving torque becomes small in the range α and becomes the normal driving torque in other areas. Therefore, the frequency of the input signal to be measured is very small, and even if there is an input that causes the needle to shake due to the time variation of the voltage signal that occurs, the needle drive torque is small and the needle shake phenomenon occurs. Is unlikely to occur.

尚本発明は所定の範囲の入力即ち針振れ現象が生じ易い
範囲の指針駆動トルクを小さくすると云う駆動特性に特
徴を有するもので、特に第３図に示したように二段階切
換えではなく、第４図に示すようにある範囲以下は徐々
に駆動トルクが小さくなり、ストッパによって指針動作
が制限されている範囲βは特にその駆動特性を変化させ
ない等、所望の駆動特性はメモリデータによって任意に
得られるものである。The present invention is characterized by the drive characteristic that the pointer drive torque is reduced in the range where the input within a predetermined range, that is, the needle shake phenomenon is likely to occur. In particular, as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the drive torque gradually decreases below a certain range, and the range β in which the pointer operation is restricted by the stopper does not change its drive characteristics. It is what is done.

更に本発明は交差コイルの所定の範囲の駆動特性を変化
せしめることに特徴を有するもので、各コイルへの通電
する電流の特性はサインカーブやコサインカーブに近似
させた三角波や台形波で表されるものとする等任意の指
針指示特性で良く、また駆動部の駆動処理手段も、前述
の出力データをメモリしておく他、パルス計数処理等の
他のデジタル処理は勿論、アナログ的処理にも適用でき
るものである。Further, the present invention is characterized in that the driving characteristics of the cross coil in a predetermined range are changed, and the characteristics of the current flowing to each coil are represented by a triangular wave or a trapezoidal wave that approximates a sine curve or a cosine curve. It is possible to use any pointer indicating characteristic, such as the above, and the drive processing means of the drive unit stores not only the output data described above but also other digital processing such as pulse counting processing as well as analog processing. It is applicable.

また前述の駆動特性の変化せしめる手段に付加して、更
に第５図に示すように、変換部Ｂに電圧信号を平均化す
る積分回路部６を設け、針振れ現象の原因となる低周波
数入力による変動電圧信号の平均化のように他の手段と
併合して本発明手段を採用しても良い。Further, in addition to the above-mentioned means for changing the driving characteristic, as shown in FIG. 5, the converting section B is provided with an integrating circuit section 6 for averaging the voltage signals, and a low frequency input which causes a needle shake phenomenon is provided. The means of the present invention may be employed in combination with other means such as averaging of the fluctuating voltage signal according to.

（発明の効果） 本発明は以上のように針振れ現象が生ずる範囲の指針駆
動トルクを小さくするような駆動特性を与えたことを特
徴とするもので、被測定対象からの入力周波数が非常に
小さい時でも針振れ現象が生じ難いようにしたものであ
る。(Effects of the Invention) The present invention is characterized in that the drive characteristics are set so as to reduce the pointer drive torque in the range where the needle shake phenomenon occurs, and the input frequency from the measured object is extremely high. Even when the size is small, the needle wobbling phenomenon does not easily occur.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明の実施例の全体のブロック図、第２図は
交差コイルへの通電特性を示すグラフ、第３図は駆動ト
ルク特性を示すグラフ、第４図は駆動トルク特性の別例
を示すグラフ、第５図は変換部の別例を示すブロック図
である。 Ａは変換部 Ｂは駆動部 Ｃは表示部 １はＦ−Ｖ変換部 ２はＡ−Ｄ変換部 ３はROM部 ４はＤ−Ａ変換部 ５は駆動出力部 ６は積分回路部FIG. 1 is an overall block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing energization characteristics to a cross coil, FIG. 3 is a graph showing driving torque characteristics, and FIG. 4 is another example of driving torque characteristics. FIG. 5 is a block diagram showing another example of the conversion unit. A is a conversion unit B is a drive unit C is a display unit 1 is an FV conversion unit 2 is an AD conversion unit 3 is a ROM unit 4 is a DA conversion unit 5 is a drive output unit 6 is an integration circuit unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 久隆 新潟県長岡市東蔵王２丁目２番34号 日本 精機株式会社内 (72)発明者 大谷 芳弘 新潟県長岡市東蔵王２丁目２番34号 日本 精機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hisataka Kobayashi 2-32 Higashi Zao, Nagaoka City, Niigata Japan Seiki Co., Ltd. (72) Inventor Yoshihiro Otani 2-32 Higashi Zao, Nagaoka City, Niigata Japan Seiki Within the corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】交差コイル中に指針軸を中心に回動する可
動磁石を内装し、交差コイルへの通電によって被測定対
象の測定量等を表示する表示部と、前記交差コイルへ前
記測定量に応じた所定の指示特性にて所定の駆動トルク
を与える通電出力をなすと共に、指針指示範囲内の所定
の指示角度以下での駆動トルクを小さくするように通電
量を低下する駆動部と、被測定対象からの入力信号を前
記駆動部の処理に適する信号に変換する変換部とからな
ることを特徴とする交差コイル型可動磁石式計器。1. A display unit, in which a movable magnet that rotates around a pointer shaft is installed in the cross coil, for displaying a measured amount of an object to be measured by energizing the cross coil, and the measured amount to the cross coil. A drive unit that outputs an energization output that gives a predetermined drive torque with a predetermined instruction characteristic according to the above, and reduces the energization amount so as to reduce the drive torque below a predetermined instruction angle within the pointer instruction range; A cross-coil movable magnet instrument, comprising: a conversion unit that converts an input signal from a measurement target into a signal suitable for processing by the drive unit.