KR100543666B1 - 자기 지침 위치 검출기를 구비한 계기 장치 - Google Patents

자기 지침 위치 검출기를 구비한 계기 장치 Download PDF

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Abstract

속도계(1)는 출력 코일(604), 검출 코일(603) 및 자성체편(601)을 포함하는 자기(磁氣) 지침 위치 검출기(600)를 구비하고 있다. 출력 코일(604)은 자속을 생성한다. 검출 코일(603)은 출력 코일(604)로부터의 자속을 검출하기 위한 것이다. 지침(20)이 최초 위치에 복귀하면, 출력 코일(604)에서 생성된 자속이 자성체편(磁性體片)(601)을 통해서 검출 코일(603)에 도달하여, 마이크로컴퓨터(700)가 지침 (20)의 최초 위치를 검출할 수 있다. 이러한 자기 지침 위치 검출기(600)는 오염 또는 산화에 견딜 수 있어서, 속도계(1)가 지침(20)의 최초 위치를 정확하고 확실하게 검출할 수 있다.

Description

자기 지침 위치 검출기를 구비한 계기 장치{METER UNIT HAVING MAGNETIC POINTER POSITION DETECTOR}
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 의한 계기 장치의 정면도.
도 2는 계기 장치의 개략 단면도.
도 3은 계기 장치의 지침 제어 유닛의 사시도.
도 4는 계기 장치의 지침 제어 유닛의 평면도.
도 5는 지침 제어 유닛의 투시 평면도.
도 6은 계기 장치의 전기회로의 회로도.
도 7은 계기 장치의 처리를 나타내는 플로차트.
도 8A1 내지 도 8B3은 계기 장치의 작동을 설명하는 도면 및 그래프.
도 9는 본 발명의 제2실시형태에 의한 계기 장치의 전기회로의 회로도.
도 10은 본 발명의 제2실시형태에 의한 계기 장치의 전기회로의 처리를 나타내는 플로차트.
도 11은 본 발명의 제3실시형태에 의한 복합 계기 장치(combination meter unit)의 정면도.
도 12는 복합 계기 장치의 전기회로의 회로도.
도 13은 복합 계기 장치의 전기회로의 제1처리를 나타내는 플로차트.
도 14는 복합 계기 장치의 전기회로의 제2처리를 나타내는 플로차트.
도 15는 복합 계기 장치의 전기회로의 제3처리를 나타내는 플로차트.
도 16은 복합 계기 장치의 전기회로의 제4처리를 나타내는 플로차트.
도 17A 및 17B는 본 발명의 제1 및 제2실시형태에 의한 계기 장치와 제3실시형태에 의한 복합 계기 장치의, 지침 위치 검출기의 평면도 및 측면도.
도 18A 및 18B는 본 발명의 제4실시형태에 의한 계기 장치 또는 복합 계기 장치의, 지침 위치 검출기의 평면도 및 측면도.
도 19A1 내지 19C2는 본 발명의 제5실시형태에 의한 계기 장치 또는 복합 계기 장치의, 지침 위치 검출기의 작동을 설명하기 위한 평면도 및 측면도.
도 20은 본 발명의 제6실시형태에 의한 계기 장치 또는 복합 계기 장치의, 마이크로컴퓨터와 지침 제어 유닛간의 접속을 설명하기 위한 도면.
(도면의 주요부분의 부호의 설명)
20: 지침 410: 제3기어
601: 자성체편 602: 요크
603: 검출 코일 604: 출력 코일
700A: 마이크로컴퓨터
본 발명은 계기 장치, 및 복수의 계기 장치를 포함하는 복합 계기 장치에 관 한 것이다.
종래에는, 계기 장치는, 눈금판, 지침, 스테핑(stepping) 모터 및 전자 제어회로를 구비하고 있었다. 제어회로는, 스테핑 모터가 눈금판상의 지침(指針)을 회전 구동하도록 스테핑 모터를 제어한다. 이러한 계기 장치의 예가 JP-A-2001-264123호에 개시되어 있다.
계기 장치의 작동시에, 제어회로는, 지침이 우선 최초 위치, 즉, 눈금판상의 영점(零點)에 복귀하도록 스테핑 모터를 제어하여, 지침이 스토퍼(stopper) 시스템에 의해서 최초 위치에 확실하게 위치한다.
스토퍼 시스템은 기계식 스위치를 포함하는 기계식 정지 기구를 구비하고 있다. 지침을 눈금판상의 최초 위치에 복귀시키면, 기계식 스위치가 도통되어서 제어회로에 검출 위치를 나타내는 신호를 출력한다. 따라서, 제어회로는, 지침이 최초 위치에 위치한 것을 판단할 수 있다.
그러나, 상기 기계식 정지 기구에 있어서는, 기계식 스위치가 오염되어 있거나 산화(酸化)되면, 기계식 스위치는 상기와 같이 정확하게 동작하지 않을 가능성이 있다. 따라서, 기계식 정지 기구를 구비한 계기 장치는, 지침이 최초 위치에 위치한 것을 검출할 수 없을 가능성이 있다.
상기의 경우를 감안하여, 본 발명의 목적은 지침이 최초 위치에 복귀한 것을 정확하게 검출하는 계기 장치, 및 이러한 계기 장치를 포함하는 복합 계기 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 계기 장치는 눈금판, 눈금판상에서 회전하는 지침, 지침을 회전시키는 스테핑 모터, 기어 및 지침 위치 검출기를 구비하고 있다.
기어는 스테핑 모터에 의해서 지침과 일체로 회전한다. 지침 위치 검출기는 지침이 최초 위치에 위치한 것을 자기적(磁氣的)으로 검출할 수 있다. 지침 위치 검출기는 자성체편(磁性體片), 출력 코일 및 검출 코일을 포함하고 있다. 자성체편은 기어의 일부에 설치되어 있다. 출력 코일은 기어 방향으로 자속(磁束)을 생성한다. 출력 코일은 출력 코일에서 생성한 자속을 검출한다. 또한, 출력 코일에서 생성된 자속은, 지침이 눈금판상의 최초 위치에 위치한 경우 자성체편을 통하여 검출 코일에 도달한다.
따라서, 계기 장치는 자기 검출 메커니즘으로써 지침이 최초 위치에 있는 것을 검출한다. 그러므로, 계기 장치는 관련 부재의 오염 또는 산화에 관계없이 정확하게 판정할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 복합 계기 장치는 복수의 계기 장치를 포함하며, 그 각각의 구조는 상기 계기 장치의 구조와 실질적으로 동일한 구조이다. 따라서, 복합 계기 장치를 구성하는 각각의 계기 장치는 자기 검출 메커니즘으로써 지침이 최초 위치에 있는 것을 검출한다. 그러므로, 복합 계기 장치의 각각의 계기 장치는 관련 부재의 오염 또는 산화에 관계없이 정확하게 판정할 수 있다.
본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
(제1실시형태)
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1실시형태에 의한 속도계(1)는, 눈금판(10), 지침(20), 지침 구동 유닛(30), 및 전기회로(도시되어 있지 않음)를 포함하는 배선판(40)을 구비하고 있다. 눈금판(10)은 지침(20)을 이용하여 최소치 (0km/h)로부터 최대치(180km/h)까지의 속도를 표시하는 속도 표시부(11)를 구비하고 있다. 또한, 지침(20)은 축(30b)의 일단과 일체로 된 지침 지지대(21)에 의해서 지지되어서, 지침(20)이 속도 표시부(11)상에서 회전한다. 지침 제어 유닛(30)은 지침 제어 본체(30a)와 지침 제어축(30b)을 구비하고 있다. 지침 제어 본체(30a)는, 배선판(40)에 대하여 눈금판(10)의 반대측의, 배선판(40) 표면상에 배치되어 있다. 또한, 지침 제어 유닛(30)은 축(30b)을 회전할 수 있게 지지한다.
이어서, 도 3 내지 도 5를 참조하여 지침 제어 유닛(30)의 구조를 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 지침 제어 본체(30a)는 2상 방식의 스테핑 모터(300), 제1기어(420), 상측 및 하측 제2기어(430, 431), 지침을 회전시키는 제3기어(410), 스토퍼(450) 및 지침 위치 검출기(600)를 포함하고 있다. 스테핑 모터(300)는 자석 로터(magnet rotor)(302)와, 내부로 돌출된 자극(304, 305)을 구비한 대체로 환상(環狀)의 요크(yoke)를 포함하고 있다. 또한, 상측 및 하측 제2기어 (430, 431)는 일체로 되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 자극(304)에는 A상(相) 코일(306)이 감겨져 있고, 자극(305)에는 B상 코일(307)이 감겨져 있다. 상기 코일(306, 307)은 각각 자극(304, 305)에, 위상이 상이한 여현파(餘弦波) 자속을 발생시켜서, 자석 로터 (302)를 회전하게 한다. 자석 로터(302)는 회전축(310)과 맞물려 있고, 요크(303) 에 의해서 둘러싸여져 있다. 자석 로터(302)와 회전축(310)은 도 5에 나타내는 모터 케이스(500)에 의해서 회전할 수 있게 지지되어 있다. 자석 로터(302)의 원주 부분은, 상이한 자극이 원주 방향으로 번갈아서 배치되도록 몇개의 자석이 통합된, 환상의 자석 유닛(308)이다. 각각의 자극(304, 305)의 일단은, 자석 유닛(308)과의 사이에 소정의 간격을 유지하면서 자석 유닛(308)에 대향하여 배치되어 있다. 따라서, 자석 로터(302)는 자극(304, 305)의 단부(端部)로부터 자석 유닛(308)을 향하여 흐르는 여현파 자속의 힘에 의해서 회전한다.
도 3을 참조하면, 제1기어(420)와 자석 로터(302)는 모터 케이스(500)에 의해서 회전할 수 있게 지지되어 있고, 제1기어(420)는 상측의 제2기어(430)와 맞물려져 있다. 또한, 제2기어(430, 431)는 모터 케이스(500)에 의해서 회전할 수 있게 지지되어 있고, 하측의 제2기어(431)는 제3기어(410)와 맞물려져 있다. 제3기어 (410)는 모터 케이스(500)에 의해서 회전할 수 있게 지지된 지침 축(30b)과 결합되어 있다. 제1기어(420)는, 제2기어(430, 431) 및 제3기어(410)를 통하여 스테핑 모터(300)의 속도보다 낮은 회전 속도로 지침 축(30b)을 간접적으로 회전시킨다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 지침 위치 검출기(600)는 원호상(圓弧狀)의 자성체편(601)과 대체로 U형인 요크(602)를 포함하고 있다. 자성체편(601)은 연질자성재료로 제조되고 제3기어(410)의 상측 표면위에 장착되어 있다. 지침(20)이 영점 등, 속도 표시부(11)상의 최초 위치에 복귀한 경우, 요크(602)의 양단은 자성체편 (601)과의 사이에 소정의 간격을 두고 대향하여 위치된다. 요크(602)의 출력 극(極)에는 출력 코일(604)이 감겨져 있어서, 출력 코일(604)이, 출력 극의 단부에 대 향하는, 제3기어(410)의 일부를 향하여 자속을 생성한다. 요크(602)의 검출 극에는 검출 코일(603)이 감겨져 있다. 검출 코일(603)은 검출 극의 단부를 통하여, 검출 극의 단부에 대향하는, 제3기어(410)의 일부로부터 자속을 검출하여, 검출 신호를 출력한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 스토퍼(450)는 모터 케이스(500)로부터 돌출되어 있다. 지침(20)이 속도 표시부(11)상의 최초 위치에 복귀한 경우, 스토퍼(450)는 제3기어(410)의 하측 표면상에 형성된 돌출부(455)에 닿아서, 제3기어(410)의 회전을 정지시킨다.
이어서, 도 6을 참조하여, 스테핑 모터(300)를 제어하는, 속도계(1)의 전기회로를 설명한다. 속도계(1)는 전기회로내에 마이크로컴퓨터(700) 및 불휘발성 메모리(701)를 구비하고 있다. 마이크로컴퓨터(700)는 여자(勵磁)회로(702), 구동회로(703, 704) 및 연산부(705)를 포함하고 있다. 여자회로(702)는 출력 코일(306)에 펄스상의 전압을 출력한다. 구동회로(703, 704)는 각각 코일(306, 307)에, 위상이 상이한 여현파상의 전압을 출력한다.
연산부(705)는 속도 센서(710)로부터의 신호에 따라서 회전되어야 하는, 지침(20)의 회전 각도를 연산하고, 연산된 회전 각도에 따라서 지침(20)을 회전시키도록 구동회로(703, 704)를 제어하는 처리를 실행한다. 또한, 시동 스위치(706)가 도통되면, 연산부(705)는, 검출 코일(603)로부터 지침(20)이 최초 위치로 복귀한 것을 의미하는 출력 신호를 수신할 때까지 지침(20)을 최초 위치로 복귀시키도록 구동회로(703, 704)를 제어하는 처리를 실행한다.
이어서, 도 7 및 도 8을 참조하여 속도계(1)의 작동을 설명한다. 시동 스위치(706)가 도통되면, 연산부(705)는 도 7에 나타낸 플로차트에 따라서 지침(20)을 최초 위치로 복귀시키는 처리를 실행한다.
우선, 단계 800에서, 위상이 서로 동일한 펄스상의 전압 Vs를 각각 출력하도록 구동회로(703, 704)에 지시한다. 따라서, 코일(306, 307)은 구동회로(703, 704)로부터의 전압 Vs에 의해서, 위상이 서로 동일한 펄스상의 자속을 각각 생성하여, 자석 로터(302)가 회전하지 않도록 유지한다.
이어서, 단계 801에서는, 출력 코일(604)에 펄스상의 전압 Vgen을 발생하도록 여자회로(702)에 지시하고, 이에 따라서 출력 코일(604)은 제3기어(410)의 대향부를 향하여 펄스상의 자속을 생성한다. 이어서, 검출 코일(603)은 자성체편(601)을 통과하는 자속에 따라서 검출 전압 Vdet를 출력한다. 또한, 단계 802에서, 연산부(705)가 검출 코일(601)의 양 단자 사이의 전압 Vdet를 검출한다. 또한, 단계 803에서, 연산부(705)는 전압 Vdet가 소정치에 도달했는가 아닌가, 즉, 지침(20)이 최초 위치에 복귀했는가 아닌가를 판단한다.
상세하게는, 도 8A1 및 도 8A2에 나타내는 바와 같이, 제3기어(410)의 돌출부(455)가 스토퍼(450)에 도달하지 않은 경우, 요크(602)의 최소한 하나의 극은 자성체편(601)에 대향하도록 위치되어 있지 않다. 이러한 상태에서는, 생성된 자속이 자성체편(601)을 통과할 수 없다. 따라서, 도 8A3에 나타내는 바와 같이, 전압 Vdet가 소정치 Vp에 도달하지 않으므로, 단계 803에서, 연산부(703)는 전압 Vdet를 No로 판정한다. 이어서, 단계 806에서, 위상이 90°상이한 여현파상의 전압 Vdr을 각각 출력하도록 구동회로(703, 704)에 지시하여, 스테핑 모터(300)를 구동시켜서 지침(20)을 최초 위치로 복귀시키도록 한다. 상세하게는, 구동회로(703)는 A상 코일(306)에 고전압 Vdr을 출력하고, 구동회로(704)는 B상 코일(307)에 저전압 Vdr을 출력한다. 또한, 구동회로(703, 704)는 코일(306, 307)의 전압 Vdr을 각각 1주기(360°) 만큼 여현파상의 전압으로 변화시킨다. 따라서, 코일(306, 307)은, 각각 자극(304, 305)에 위상이 90°만큼 상이한 자속을 생성하게 한다. 이어서, 자극 (304, 305)으로부터의 여현파상의 자속이 각각 자석 로터(302)를 통과해서, 자석 로터(302)가 회전하여 기어(410, 420, 430 및 431)를 회전시킨다. 따라서, 지침 (20)과 지침 축(30b)이 소정의 각도 만큼 회전한다. 이후, 전압 Vdet가 소정치에 도달한 것으로 판정될 때까지 단계 800~803 및 806을 반복한다.
도 8B1 및 도 8B2에 나타내는 바와 같이, 제3기어(410)의 돌출부(455)가 스토퍼(450)에 도달한 경우, 요크(602)의 양극(兩極) 단부는 자성체편(601)의 단부에 대향하므로, 생성된 자속이 자성체편(601)을 통하여 요크(602)의 출력 자극으로부터 검출 자극으로 통과한다. 이러한 상태에서는, 화살표 1004로 나타내는 바와 같이, 출력 자극에서 생성된 자속이 자성체편(601) 및 검출 자극을 통과한다. 따라서, 자속에 의해서 검출 코일(603)에 출력된 전압 Vdet가 도 8B3에 나타낸 바와 같이 소정치 Vp에 도달한다. 따라서, 단계 803에서, 검출 전압이 YES, 즉, 지침이 최초 위치에 복귀한 것으로 판정한다.
이어서, 단계 804에서, 전압 Vdr의 출력을 정지하도록 구동회로(703, 704)에 지시한다. 또한, 단계 805에서, 속도계(1)를 통상 동작 모드로 이행시킨다. 통상 동작 모드에서, 연산부(705)는 속도 센서(710)로부터의 신호에 대응하는, 지침(20)의 회전 각도를 연산하여, 속도 표시부(11)상에 속도를 표시한다. 또한, 연산부 (705)는 연산된 회전 각도에 대응하여 지침(20)을 회전시키도록 구동회로(703, 704)를 제어한다.
상기한 바와 같이, 상기 속도계는, 표시부(11)상의 지침(20)의 최초 위치를 검출하는 장치로서, 기계식 스위치를 사용하지 않고, 자성체편(601), 요크(602), 출력 코일(604) 및 검출 코일(603)을 포함하는 자기식(磁氣式) 스위치를 사용한다. 따라서, 자기식 스위치가 오염되거나 산화되어도, 자체의 무접점 구조로 인하여, 오염 및 산화에 관계없이 지침(20)의 최초 위치로의 복귀 여부를 판정할 수 있다. 결과적으로, 최초 위치에서의 지침(20)의 검출을 정확하고 확실하게 실행할 수 있다.
(제2실시형태)
제2실시형태에서는, 구동회로(703)를 이용하여 출력 코일(604)에 자속을 생성한다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 제1실시형태에서 이용한 여자회로(702)(도 6) 대신에, 출력 코일(604)의 단자가 구동회로(703)의 단자에 각각 접속되어서, 펄스상의 전압 Vdr을 사용하여 자속을 생성한다. 또한, 연산부(705)는, 도 7에 나타낸 플로차트 대신에 도 10에 나타낸 플로차트에 따라서, 지침(20)을 최초 위치에 복귀시키는 처리를 실행한다. 도 10에 나타낸 단계에서, 도 7에 나타낸 단계와 실질적으로 동일한 단계는 도 7에 나타낸 번호와 동일한 번호로써 표시되어 있다.
제2실시형태에 의한 속도계(1)의 작동 절차를 이하와 같이 설명한다. 우선, 시동 스위치(706)가 도통되면, 연산부(705)는 도 10에 나타낸 플로차트에 따라서 지침(20)을 최초 위치로 복귀시키는 처리를 실행한다. 제1실시형태와 마찬가지로, 단계 800에서, 위상이 서로 동일한 펄스상의 전압 Vs를 출력하도록 구동회로(703, 704)에 각각 지시하여, 자석 로터(302)가 회전하지 않도록 한다. 동시에, 출력 코일(604)에 펄스상의 전압 Vgen을 발생하도록 구동회로(703)에 지시함으로써, 출력 코일(604)은 펄스상의 자속을 생성한다.
이어서, 단계 802에서, 검출 코일(601)의 양 단자 사이의 전압 Vdet를 검출한다. 후속해서, 단계 803에서, 연산부는 검출 전압 Vdet가 소정치 Vp에 도달했는가 아닌가, 즉, 지침(20)이 최초 위치에 복귀했는가 아닌가를 판정한다. 단계 803에서, 검출 전압이 NO인 것으로 판정되면, 전압 Vdet가 소정치 Vp에 도달할 때까지 단계 800~803 및 806을 반복한다. 이후, 전압 Vdet가 소정치 Vp에 도달하면, 단계 803에서 전압 Vdet가 YES인 것으로 판정되고, 단계 804, 805의 처리가 실행된다.
따라서, 본 실시형태에서는, 출력 코일(604)에 자속을 생성하기 위한, 제1실시형태의 여자 코일(702)을 구성할 필요가 없으므로, 구조를 간단하게 할 수 있다.
(제3실시형태)
제3실시형태에서는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 속도계(1000), 회전속도계 (1001) 및 연료계(1002)를 포함하는 복합 계기 장치(10)는, 각각의 계기 장치 (1000~1002)가 해당 지침(20a~20c)을 시분할 방식으로 재설정할 수 있는 메커니즘을 구비하고 있다. 마이크로컴퓨터를 제외하고는, 각각의 계기 장치(1000~1002)는 실질적으로 제1실시형태에 의한 속도계(1)의 구성 요소에 동일한 구성 요소를 구비 하고 있다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 복합 계기 장치(10)는 마이크로컴퓨터 (700A), 지침 제어 본체(30A~30C)를 구비하고 있다. 지침 제어 본체(30A~30C)는 각각의 계기 장치(1000~1002)에 대하여 구성되고, 제1실시형태에 의한 속도계(1)의 지침 제어 본체(30)의 구성 요소에 동일한 구성 요소를 구비하고 있다.
마이크로컴퓨터(700A)는 3개의 구동회로(703a~703c), 3개의 구동회로(704a~ 704c), 및 3개의 여자회로(702a~702c)를 구비하여, 그 1세트분이 각각의 계기 장치에 대하여 설치되고, 각각의 계기 장치(1000~1002)는 실질적으로 제1실시형태에 의한 속도계(1)의 구성 요소에 동일한 구성 요소를 구비하고 있다. 연산부(705A)는 각각의 검출 코일(603a~603c)의 전압 Vdet를 시분할 방식으로 검출함으로써, 해당 지침(20a~20c)이 해당 최초 위치에 복귀했는가를 판정한다. 해당 지침(20a~20c)이 해당 최초 위치에 복귀한 것으로 연산부(705A)가 판정할 때까지, 연산부(705A)는 해당 지침(20a~20c)을 해당 최초 위치에 복귀시키도록 구동회로(703a~703c, 704a~704c)의 각각의 세트를 시분할 방식으로 연속적으로 제어한다.
도 7에 나타낸 플로차트 대신에, 연산부(705A)는 도 13 내지 도 16에 나타낸 플로차트에 따라서 각각의 지침(20a~20c)을 재설정하는 처리를 실행한다. 도 13 내지 도 15에 나타낸 단계 800a 내지 800c는 실질적으로 도 7에 나타낸 단계 800에 동일하고, 단계 801a~801c는 실질적으로 단계 801에 동일하다. 또한, 단계 802a 내지 802c 및 단계 803a 내지 803c는 이러한 순서대로 실질적으로 단계 802 및 단계 803에 동일하다. 또한, 도 16에 나타낸 단계 806a 내지 806c는 실질적으로 단계 806에 동일하다.
이어서, 도 13 내지 도 15를 참조하여 복합 계기(10)의 작동을 설명한다. 우선, 시동 스위치(706)가 도통되면, 단계 810에서 마이크로 컴퓨터(700A)가 제1 내지 제3검출 플래그(flag)를 재설정한다. 상세하게는, 각각의 검출 플래그는, 각각의 지침(20a~20c)이 해당 최초 위치에 위치되어 있는가 여부를 저장하기 위한 것이고, 각각의 검출 플래그의 상태가 불휘발성 메모리(701)에 저장된다.
후속해서, 단계 900에서, 각각의 스테핑 모터(300a~300c)용 전압 Vdr의 출력을 정지하도록 각각의 구동회로(703, 704)에 지시한다.
이어서, 단계 811a에서, 연산부(705A)는 제1검출 플래그의 재설정 여부를 판정한다. 제1검출 플래그가 재설정된 것으로 검출되면, 단계 800a에서 지침 제어 본체(30A)에 대한 처리를 실행한다. 즉, 구동회로(703a, 704a)는, 위상이 동일한 펄스상의 전압 Vs를 출력하여, 자석 로터(302a)가 회전하지 않도록 한다.
후속해서, 단계 801a에서, 여자회로(702a)는 출력 코일(604a)에 펄스상의 전압 Vgen을 출력하여, 자속을 생성한다. 또한, 단계 802a에서, 연산부(705A)는 전압 Vdet를 검출한다. 또한, 단계 803a에서, 연산부(705A)는 전압 Vdet가 소정치 Vp에 도달했는가 아닌가를 판정한다. 전압 Vdet가 소정치 Vp에 도달한 것으로 판정되면, 연산부(705A)는 지침(20a)이 최초 위치에 복귀한 것으로 판정한다. 이어서, 단계 812a, 813a에서, 제1검출 플래그가 설정되고, 구동회로(703a, 704a)는 전압 Vdr의 출력을 정지한다.
이후, 단계 811a, 800a, 801a 내지 803a, 812a 및 813a에서의 지침 제어 본체(30A)에 대한 처리가, 도 14에 나타낸 단계 811b, 800b, 801b 내지 803b, 812b, 813b와 도 15에 나타낸 단계 811c, 800c, 801c 내지 803c, 812c, 813c에서 지침 제어 본체(30B, 30C)에 대하여 각각 실행된다.
후속해서, 도 16에 나타낸 단계 8111a에서, 연산부는 제1검출 플래그의 재설정 여부를 판정한다. 플래그가 재설정된 것으로 판정되면, 단계 806a에서, 스테핑 모터(300a)에 전압 Vdr을 출력하여 지침(20a)을 최초 위치에 복귀시키도록 구동회로(703a, 704a)에 지시한다. 이어서, 단계 8111b에서, 연산부는 제2검출 플래그의 재설정 여부를 판정한다. 제2검출 플래그가 재설정된 것으로 판정되면, 단계 806b에서, 구동회로(703b, 704b)는 스테핑 모터(300b)에 전압 Vdr을 출력하여 지침 (20b)을 최초 위치에 복귀시킨다. 또한, 단계 8111c에서, 연산부(705A)는 제3검출 플래그의 재설정 여부를 판정한다. 제3검출 플래그가 재설정된 것으로 판정되면, 단계 806c에서, 구동회로(703c, 704c)는 스테핑 모터(300c)에 전압 Vdr을 출력하여 지침(20c)을 최초 위치에 복귀시킨다.
또한, 단계 815c에서, 연산부(705A)는 모든 검출 플래그의 설정 여부를 판정한다. 모든 검출 플래그가 설정되지 않은 것으로 판정되면, 이후의 처리는 도 13에 나타낸 단계 900으로 복귀하고, 단계 815c에서 모든 검출 플래그가 설정된 것으로 판정될 때까지 단계 900으로부터 단계 815c까지의 연속적인 처리를 반복한다.
(제4실시형태)
도 17A 및 17B에 나타내는 바와 같이, 상기 실시형태에 의한 지침 위치 검출기에 있어서, 외부로부터의 자속이, 화살표 Y1로 표시된 바와 같이, 요크(602)의, 검출 코일(603)이 감긴 제2극(極)을 통과하면, 검출 코일(603)은 자속으로 인하여 전압 Vdet를 발생시킬 수도 있다. 따라서, 지침 위치 검출기는 지침이 최초 위치에 복귀한 것으로 우연히 검출할 가능성이 있다.
제4실시형태에 있어서, 도 18A 및 18B에 나타내는 바와 같이, 지침 위치 검출기는 외부의 자속으로부터 자성체편(601)과 검출 코일(603)을 차폐하는 자기 차폐 부재(900)를 사용한다. 자기 차폐 부재(900)는 연질자성재료로 제조되고, 제3기어(410)의 일부, 자성체편(601), 출력 코일(604) 및 검출 코일(603)을 둘러싸도록 환상(環狀)으로 되어 있다. 따라서, 화살표 Y2로 표시된 바와 같이, 자기 차폐 부재(900)는 외부로부터의 자속이 자성체편(601) 및 검출 코일(603)을 통과하는 것을 방지한다.
또한, 자기 차폐 부재(900)는, 각각 제3기어(410) 방향으로 돌출된 출력 자극(901) 및 검출 자극(902)을 구비하고 있다. 자극(901, 902)에는, 자극으로서의 역할을 하도록 각각 출력 코일(604) 및 검출 코일(603)이 감겨져 있다. 즉, 자기 차폐 부재(900)는, 출력 코일(604)과 검출 코일(603)의 자극과 일체로 되어 있다.
(제5실시형태)
상기 실시형태에 있어서, 제3기어(410)가 회전하면, 이에 따라서, 지침이 최초 위치에 복귀하였다. 즉, 도 19A1 및 19A2에 나타내는 바와 같이, 제3기어 (410)가 화살표 Y3으로 표시된 방향으로 회전하여, 돌출부(455)가 스토퍼(450)에 도달하면, 자성체편(601)은, 화살표 Y31로 표시된 바와 같이 자속이 통과할 수 있는 자로(磁路)로서의 역할을 한다.
제5실시형태에 있어서는, 도 19B1 및 19B2에 나타내는 바와 같이, 자성체편(601)은 원호상으로 형성되어 있고, 그 각도 k는 자성체편(601)의 각도보다 커야 한다. 상세하게는, 도 19A1 및 19A2에 나타내는 기능적인 구조에 추가하여, 제3기어(410)가 도 19C1에 나타낸 화살표 Y4로 표시된 바와 같이 시계 방향으로 회전하여, 돌출부(455)가 스토퍼(450)에 도달하면, 자성체편(601)은, 도 19C2에 나타낸 화살표 Y32로 표시된 바와 같이 자속이 통과할 수 있는 자로로서의 역할을 한다.
(제6실시형태)
제6실시형태에 있어서, 도 20에 나타내는 바와 같이, 출력 코일(604)의 그랜드(grand) 단자는 검출 코일(603)의 하나의 단자에 접속되어 있다.
본 발명은 상기에서 설명하고 도면에 나타낸 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 개념으로부터 벗어남이 없이 여러가지 방법으로 실시될 수도 있다.
예로서, 자성체편(601)은 자로를 형성할 수 있는, 연질자성재료 이외의 기타 자성재료로 제조할 수도 있다.
또한, 돌출부(455)가 스토퍼(450)에 도달하면 자성체편(601)이 자로로서의 역할을 할 수 있는 어떠한 기타의 위치에 자성체편(601)을 배치할 수도 있다.
또한, 계기 장치는 열량계, 압력계, 전류계 및 전압계와, 상기의 계기를 포함하는 복합 계기 등, 기타의 계기일 수도 있다.
또한, 구동 코일에 의해서 스테핑 모터로 출력된 전압 Vdr은 여러 종류의 교류 전압일 수도 있다. 추가로, 여현파상의 전압은 PWM(Pulse Width Modulation) 방법으로 출력될 수도 있다. 또한, 출력 코일(604)에 출력된 전압 Vgen은 여러 종류 의 교류 전압일 수도 있다.
또한, 제3실시형태에 있어서, 제2실시형태와 마찬가지로, 구동회로(703)를 이용하여 출력 코일(604)로부터 펄스상의 자속을 출력할 수도 있다. 또한, 시동 스위치(706)가 도통되면, 연산부(705)가 각각의 지침(20)을 소정의 각도 만큼 회전시킨 후에 단계 810으로부터의 처리를 실행할 수도 있다.
본 발명에 의해서, 지침이 최초 위치에 복귀한 것을 정확하게 검출하는 계기 장치, 및 이러한 계기 장치를 포함하는 복합 계기 장치가 제공된다.

Claims (13)

  1. 눈금 표시부(11, 1010, 1011, 1012)와,
    눈금판상에서 회전하는 지침(20, 20a, 20b, 20c)과,
    지침 제어수단(300, 300a, 300b, 300c)과,
    지침 제어수단에 의해서 제어되는, 지침과 일체로 된 회전 부재(410, 410a, 410b, 410c)와,
    지침이 눈금판상의 소정의 위치에 위치한 것을 검출하는 지침 위치 검출기 (600, 600a, 600b, 600c)를 구비한 계기 장치(1)로서,
    지침 위치 검출기는,
    회전 부재의 일부에 설치된 자성재료(601, 601a, 601b, 601c)와,
    상기 회전 부재를 향하여 자속을 생성하는 출력 코일(604, 604a, 604b, 604c)과,
    자속을 검출함으로써 지침이 눈금판상의 소정의 위치에 위치한 것을 자기적으로 검출하는 검출 코일(603, 603a, 603b, 603c)을 구비한 것을 특징으로 하는 계기 장치(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 지침 위치 검출기는 계기 장치의 외부로부터의 자속에 대하여 검출 코일을 차폐하는 자기 차폐 부재(900)를 포함하는 것을 특징으로 하는 계기 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지침 위치 검출기는,
    상기 회전 부재 방향으로 돌출되고 또한 출력 코일이 감겨진 출력 자극 (901), 및
    상기 회전 부재 방향으로 돌출되고 또한 검출 코일이 감겨진 검출 자극(902)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 계기 장치.
  4. 제3항에 있어서, 출력 자극 및 검출 자극은 자기 차폐 부재에 일체로 형성되어서, 자기 차폐 부재로부터 회전 부재를 향하여 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 계기 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 지침이 소정의 위치에 위치하면, 회전 부재의 회전을 정지시키고, 이에 따라서 출력 코일로부터의 자속이 자성재료를 통과하여 검출 코일에 도달할 수 있는 회전 정지수단(450, 455)을 특징으로 하는 계기 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    눈금판상에 복수의 소정 위치가 존재하고, 또한
    상기 지침이 상기 소정의 위치의 어느 하나에 위치하면 정지수단이 회전 부재의 회전을 정지시켜서 자성재료가 자로를 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 계 기 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    지침이 눈금판상의 소정의 위치에 위치하였는가를 판정하는 판정수단(705), 및
    지침 제어수단을 제어하는 제어수단(703, 704)을 구비한 계기 장치로서,
    검출 코일은 지침이 눈금판상의 소정의 위치에 위치한 것을 나타내는 출력 신호를 출력하고,
    판정수단은 상기 출력 신호에 따라서 지침이 눈금판상의 소정의 위치에 위치하는가를 판정하여, 판정을 나타내는 판정 신호를 출력하고, 또한
    제어수단은 상기 판정 신호에 해당하는 위치에서 지침을 구동시키도록 지침 제어수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 계기 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어수단은 구동회로이고, 또한 상기 지침 제어수단은, 상기 구동회로로부터의 판정 신호에 따라서 자속을 생성하는 구동 코일(306, 307)과, 상기 구동 코일로부터의 자속에 따라서 회전 부재를 회전시키는 자석 로터 (410)를 포함하는 스테핑 모터인 것을 특징으로 하는 계기 장치.
  9. 제8항에 있어서, 출력 코일의 하나의 단자는 구동 코일의 하나의 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 계기 장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 출력 코일의 하나의 단자는 검출 코일의 하나의 단자에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 계기 장치.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 의한 계기 장치(1)를 각각 포함하는, 복수의 계기 장치(1000, 1001, 1002)를 특징으로 하는 복합 계기 장치(10).
  12. 제11항에 있어서, 해당 지침 제어수단을 시분할 방식으로 각각 구동시켜서, 각각의 계기 장치의 지침을 시분할 방식으로 제어할 수 있는 복수의 시분할 제어수단(703a, 703b, 703c, 704a, 704b, 704c)을 특징으로 하는 복합 계기 장치.
  13. 제12항에 있어서, 해당하는 지침 위치 검출기로부터의 해당 출력 신호에 따라서 각각의 지침이 눈금판상의 해당하는 소정의 위치에 위치하였는가를 시분할 방식으로 판정하는 시분할 판정수단(705A)을 특징으로 하는 복합 계기 장치.
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