JP2000018975A - Device for stepping motor type instrument - Google Patents

Device for stepping motor type instrument

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JP2000018975A
JP2000018975A JP18432698A JP18432698A JP2000018975A JP 2000018975 A JP2000018975 A JP 2000018975A JP 18432698 A JP18432698 A JP 18432698A JP 18432698 A JP18432698 A JP 18432698A JP 2000018975 A JP2000018975 A JP 2000018975A
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Japan
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stepping motor
pointer
switch
type instrument
signal
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JP18432698A
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Japanese (ja)
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Shinichi Kawada
信一 河田
Koichi Sato
浩一 佐藤
Hiroyasu Numaya
宏康 沼屋
Motohiko Ogawa
元彦 小川
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Nippon Seiki Co Ltd
Original Assignee
Nippon Seiki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for a stepping motor type instrument, where unnatural motions are eliminated in a usual use as an instrument by constituting so that the user can initialize at least in a failure due to step out, without having to initialize in normal use without step out. SOLUTION: A processing means 3 is provided for driving a stepping motor type instrument 5, based on a signal corresponding to a measured quantity, a pointer 8 fixed to a rotary end of a stepping motor body indicates a scale 7 on a dial 6, corresponding to the measured quantity, thereby indicating the measured quantity, a stopper is provided for limiting the rotation of the pointer 8 at specified min. indication position MIN, the indication start point on the dial 6, and the processing means 3 is constituted so as to output a reset signal by specified operation mode of an artificially operable switch 4 separately from a drive signal, corresponding to the quantity measured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、可動コイル式ある
いは交差コイル式回転マグネット型等からなる電流計に
代ってデジタル制御の容易な計器ムーブメントとして用
いられ、たとえば、車輌用の走行速度やエンジン回転数
のごとき測定量をこれに比例した周波数信号入力に基づ
いて計測指示するステッピングモータ式計器の駆動装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used as an instrument movement that can be easily controlled digitally in place of an ammeter of a moving coil type or a cross coil type rotating magnet type. The present invention relates to a driving device for a stepping motor type instrument for instructing measurement of a measured amount such as a rotation speed based on a frequency signal input proportional thereto.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にこの種の計器装置にあっては、計
器ムーブメントの駆動軸端に固着した指針を入力信号に
対応して回動し、計測する測定量を表す数字や目盛を施
した文字板との対比判読にて測定指示するよう構成され
る。
2. Description of the Related Art In general, in this type of instrument device, a pointer fixed to a drive shaft end of an instrument movement is rotated in response to an input signal, and a numeral or a scaled character representing a measured amount to be measured is provided. It is configured to instruct the measurement by reading the contrast with the board.

【0003】特に、ステッピングモータは、くし歯ヨー
クの歯数やその形成ピッチによってマグネットロータの
ステップ動作が決定し、円滑な回転動作を得るために
は、歯数を多くしてくし歯のピッチを微小にするかある
いは駆動信号により所謂マイクロステップ駆動する必要
があり、使用条件に応じたステッピングモータ本体の許
容できる大きさや駆動回路を含むコストによってそれら
の形態が選択される。
[0003] In particular, in a stepping motor, the step operation of a magnet rotor is determined by the number of teeth of a comb yoke and the pitch of formation thereof, and in order to obtain a smooth rotation operation, the number of teeth is increased and the pitch of the comb teeth is increased. It is necessary to miniaturize or to perform so-called micro-step driving by a drive signal, and these forms are selected according to the allowable size of the stepping motor main body and the cost including the drive circuit according to the use conditions.

【0004】また、こうしたステッピングモータは、そ
の使用用途の如何にかかわらず小型であることが望まれ
ており、所謂PM型ステッピングモータが簡単な構成の
ため、ロータマグネットやくし歯ヨークの改良によって
使い易くなっている。
Further, it is desired that such a stepping motor be small regardless of the intended use. Since a so-called PM type stepping motor has a simple structure, it is easy to use by improving a rotor magnet and a comb-shaped yoke. Has become.

【0005】さらに、処理回路のデジタル化(マイクロ
コンピュータによる制御)に対して、パルス信号制御が
なされるこうしたステッピングモータは、指針による文
字板目盛との対比読み取りを行なう指示計器のムーブメ
ントとしても注目され、たとえば、自動車用の走行速度
計やエンジン回転計さらには検出信号のA/D処理によ
り燃料計や温度計にも利用が可能であり、特開昭61−
129575号,特開平1−223312号等にて開示
されているように実用化に向けての種々の提案がなされ
ている。
Further, with respect to digitization of a processing circuit (control by a microcomputer), such a stepping motor in which a pulse signal is controlled has attracted attention as a movement of an indicating instrument which performs reading by comparison with a dial graduation by a pointer. For example, the present invention can be applied to a fuel gauge and a thermometer by A / D processing of a traveling speed meter and an engine tachometer for a car, and also a detection signal.
Various proposals have been made toward practical use as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 129575/1990 and Japanese Patent Laid-Open No. 1-223312 / 1990.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
計器装置のムーブメントとしてステッピングモータを用
いる場合、交差コイル式計器のようにコイル磁界の合成
ベクトル方向に回転マグネットが追従するベクトル追従
式と違って、多くは入力信号の所定周期毎の変化量を求
めこの変化量分ずつステップ駆動するものであり、回転
マグネットの磁極がくし歯ヨークのピッチ毎もしくはこ
のピッチ間のマイクロステップ処理によって駆動するた
め、たとえば電源スイッチオン時の回転マグネットの位
置を初期値(指示計器としては、文字板のゼロ位置に強
制復帰する等して起点初期化処理を行なう)としてこの
起点位置からの入力信号の増減分ずつステップ駆動する
構成が一般的である。
However, when a stepping motor is used as a movement of an instrument as described above, unlike a vector follow-up type in which a rotating magnet follows a combined vector direction of a coil magnetic field as in a cross-coil type instrument. In many cases, the amount of change in the input signal at predetermined intervals is determined and step drive is performed by the amount of change, and the magnetic poles of the rotating magnet are driven at every pitch of the comb yoke or by microstep processing between the pitches. The position of the rotating magnet when the power switch is turned on is set to an initial value (for the indicating instrument, the starting point is initialized by, for example, forcibly returning to the zero position of the dial). A driving configuration is common.

【0007】従って、計器装置への外部振動による回転
マグネットへの機械的影響によって本来起点からのステ
ップ駆動によって駆動制御された角度位置すなわちくし
歯ヨークと回転マグネットの磁極との正しい位置関係か
ら外れ、一ピッチ分角度ずれが生じる可能性もあり、一
旦こうした角度ずれ所謂脱調が発生すると電源の再投入
による起点初期化を行なわない限り本来の正しい角度位
置を示さず、常に脱調誤差分を含んだ角度にて指示して
しまう。
Accordingly, the mechanical position on the rotating magnet due to the external vibration of the instrument device deviates from the angular position originally controlled by the step driving from the starting point, that is, the correct positional relationship between the comb yoke and the magnetic pole of the rotating magnet. There is a possibility that an angle shift of one pitch may occur, and once such an angle shift, so-called step-out, does not indicate the original correct angular position unless the start point initialization is performed by turning on the power again, and always includes a step-out error. Instruct at an angle.

【0008】このような脱調現象は、前述した外部振動
等による機械的変動の他に、入力信号の変化に対して回
転マグネットが追従しないときにも発生する。すなわ
ち、ステッピングモータの回転マグネットに対するステ
ップ駆動トルクが構造的あるいは駆動電流制限等によっ
て大きく取れない場合、またそうした駆動トルクの限界
に対して入力信号の変化すなわち角速度が大きい場合に
回転マグネットが追従しきれず脱調が繰り返され結果と
して大きな角度誤差を生じてしまうという問題を有して
いる。
Such a step-out phenomenon also occurs when the rotating magnet does not follow a change in an input signal, in addition to the above-described mechanical fluctuation due to external vibration or the like. That is, when the step driving torque of the stepping motor with respect to the rotating magnet cannot be obtained large due to structural or drive current limitation, or when the input signal changes, that is, the angular velocity is large with respect to such a limit of the driving torque, the rotating magnet cannot completely follow. There is a problem that step-out is repeated and a large angle error occurs as a result.

【0009】特に、ステッピングモータは、くし歯ヨー
クの歯のピッチに対応したステップ動作を基本として、
駆動信号波形の補正によって円滑性を得るようにしてい
るが、このような円滑性処理もあくまでくし歯ヨークの
極歯ピッチ間での円滑化にすぎず、ピッチオーバーでの
脱調はそのまま発生するため、測定量の変化が早くそれ
に伴う入力信号の変化が回転マグネットの追従限界を越
えて早いときにはステッピングモータの回転マグネット
が追従しきれず指示計器としての正確な指示特性が得ら
れない。
In particular, the stepping motor is based on a step operation corresponding to the pitch of the teeth of the comb yoke.
Smoothness is obtained by correcting the drive signal waveform, but such smoothness processing is merely a smoothing between the pole teeth pitches of the tooth yoke, and the step-out due to pitch over occurs as it is. Therefore, when the change of the measured amount is fast and the change of the input signal accompanying the change is faster than the following limit of the rotating magnet, the rotating magnet of the stepping motor cannot follow completely, and accurate indicating characteristics as an indicating instrument cannot be obtained.

【0010】いずれにしても、このようなステッピング
モータ式の計器装置にあっては、こうした脱調による指
示誤差を極力なくすように電源の再投入時等で起点の初
期化を行うことが一般的に行われる最も容易な方法であ
り、たとえば特開平6−38593号にて提案されるよ
うに、電源投入時に計器の最大目盛角度以上に相当する
角度分を起点(零点)方向に回動させてストッパにて停
止する構成がある。
In any case, in such a stepping motor type instrument device, it is general to initialize the starting point when the power is turned on again so as to minimize the indication error due to such a step-out. It is the easiest method to be performed, for example, as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-38593, by turning an angle equivalent to or more than the maximum graduation angle of the instrument at the time of turning on the power in the direction of the starting point (zero point). There is a configuration that stops with a stopper.

【0011】しかるに、このような指針制御による起点
の位置出し方法は、指針の滞留位置に関係なく確実にス
トッパでの停止位置を起点として捕らえることができる
が、脱調の有無に関係なく全ての条件にて最大目盛角度
以上の帰零動作がなされるため、脱調という希に発生す
る現象に対してほとんどの場合正確な位置(電源投入の
ない状態での指針位置は多くの場合起点位置にあるが)
にあるにもかかわらず、この最大目盛角度以上の大きな
角度分起点方向への強制回動がなされ、ストッパに動き
の規制された指針はステッピングモータのステップ動作
に伴ってストッパとの衝突が生じ、さらにストッパに減
少方向への動きが拘束されながらの復帰交流波信号の波
による上昇側への駆動力によって結果として指針がスト
ッパから何回も跳ね上がるといった現象が発生し、きわ
めて見苦しい違和感のある動きとなってしまう。
However, in the method of positioning the starting point by such pointer control, the stop position of the stopper can be reliably detected as the starting point irrespective of the staying position of the pointer. Under the condition, the return to zero operation exceeding the maximum graduation angle is performed. Therefore, in most cases, the accurate position for the rare occurrence of step-out (the pointer position without turning on the power is the starting position. There is)
Despite the above, forced rotation is performed in the direction of the starting point by an angle larger than this maximum scale angle, and the pointer whose movement is restricted by the stopper collides with the stopper with the stepping operation of the stepping motor, Furthermore, a phenomenon that the pointer jumps many times from the stopper occurs as a result of the driving force on the ascending side due to the return AC wave signal while the movement in the decreasing direction is restrained by the stopper, resulting in a very uncomfortable movement with a strange feeling. turn into.

【0012】またこのような跳ね上がりのない復帰動作
を可能とする処理や指針の動きを行わせたとしても、電
源投入毎に行われる指示動作とは関係のないこのような
不自然な初期化動作は、ステッピングモータの初期化に
必要なものであるとの認識があったとしても、電源投入
の度に駆動されるため、使用者にとっては不必要な動き
として違和感を感じてしまう。
Even if a process or a movement of the pointer that enables such a return operation without jumping is performed, such an unnatural initialization operation unrelated to the instruction operation performed every time the power is turned on. Is driven each time the power is turned on, the user may feel uncomfortable as an unnecessary movement even if it is recognized that the stepping motor is necessary for initializing the stepping motor.

【0013】本発明は、脱調のない通常使用時にはこの
ような初期化動作を行うことなく、脱調した異常時に使
用者の操作によって初期化できるよう構成することによ
り、計器としての通常使用時における不自然な動きをな
くすことを目的とする。
According to the present invention, the normal operation without the step-out is performed without performing such an initializing operation. The aim is to eliminate unnatural movements in.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、測定量に対応
したデジタル信号に基づいてステッピングモータを駆動
する駆動回路を有し、このステッピングモータの駆動軸
端に固定した指針により、前記測定量に対応した文字板
上の目盛を指示して前記測定量を表示するステッピング
モータ式計器装置であって、前記ステッピングモータ駆
動軸端に固定した指針が前記文字板上の所定の指示起点
にて回動制限されるようストッパを備え、前記駆動回路
は、測定量に対応した駆動信号とは別に、前記指針を前
記指示起点位置まで復帰させる復帰信号を出力するとと
もに、前記復帰信号を任意の人為的操作により出力させ
る操作スイッチを備えかつこの操作スイッチによる復帰
信号出力動作が、所定の操作モードによってのみ有効と
なることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a driving circuit for driving a stepping motor based on a digital signal corresponding to a measured quantity, and the measuring quantity is determined by a pointer fixed to a driving shaft end of the stepping motor. A stepping motor type instrument device for indicating a scale on a dial plate corresponding to the above and displaying the measured amount, wherein a pointer fixed to an end of the stepping motor drive shaft is turned at a predetermined designated starting point on the dial plate. The drive circuit outputs a return signal for returning the pointer to the designated starting position separately from the drive signal corresponding to the measured amount, and outputs the return signal to any artificial An operation switch for outputting by operation is provided, and a return signal output operation by the operation switch is enabled only in a predetermined operation mode. That.

【0015】また本発明は、前記操作スイッチを専用ス
イッチとして計器装置の所定の部位に設けることを特徴
とする。
Further, the present invention is characterized in that the operation switch is provided as a dedicated switch at a predetermined portion of the instrument device.

【0016】さらに本発明は、前記操作スイッチを計器
装置に備わる他の機能の操作スイッチと兼用させるとと
もに、他の機能の本来の操作モードとは異なる操作モー
ドにて復帰信号出力動作をなすことを特徴とする。
Further, according to the present invention, the operation switch is used also as an operation switch of another function provided in the meter device, and the return signal is output in an operation mode different from the original operation mode of the other function. Features.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】測定量に対応したデジタル信号に
基づいてステッピングモータ式計器5を駆動する駆動回
路を構成する処理手段3を有し、ステッピングモータ本
体14の回転端16に固定した指針8により、前記測定
量に対応した文字板6上の目盛7を指示して前記測定量
を表示するもので、前記ステッピングモータ回転軸16
端に固定した指針8が前記文字板6上の所定の指示起点
である最小指示位置MINにて回動制限されるようスト
ッパ30を設けるとともに、前記処理手段3は、測定量
に対応した駆動信号とは別に、所定の条件にて前記指針
8を前記所定の最小指示位置MINまで下降させる復帰
信号を出力するよう構成した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A processing means 3 for forming a drive circuit for driving a stepping motor type instrument 5 based on a digital signal corresponding to a measured amount, and a pointer 8 fixed to a rotating end 16 of a stepping motor main body 14. Is used to indicate the scale 7 on the dial 6 corresponding to the measured quantity and to display the measured quantity.
A stopper 30 is provided so that the pointer 8 fixed to the end is limited in rotation at a minimum designated position MIN which is a predetermined designated starting point on the dial 6, and the processing means 3 is provided with a drive signal corresponding to the measured amount. Separately from the above, a return signal for lowering the pointer 8 to the predetermined minimum designated position MIN under a predetermined condition is output.

【0018】また、前記処理手段3での復帰信号出力
は、電子カウンタによる走行信号計数にてデジタル表示
をなす電子式走行距離表示装置40の距離リセットスイ
ッチ41に通常リセットわなすプッシュ操作モードとは
別に回転操作モードを持たせこの回転操作モードによっ
て発生するようにしている。
The output of the return signal from the processing means 3 is based on the push operation mode in which the distance reset switch 41 of the electronic mileage display device 40, which is digitally displayed by counting the number of travel signals by the electronic counter, is normally reset. A separate rotation operation mode is provided so as to be generated by this rotation operation mode.

【0019】これにより、通常指示動作時はその電源投
入動作を含めて何らの復帰信号出力をなさず、指針8は
異常な初期化の動きを行うことなく正常な動作のみとな
り、希に自動二輪車などの計器として搭載される場合に
車体転倒などによる大きな衝撃で脱調が生じたときに
は、使用者である運転者が前記リセットスイッチ41を
回転操作することによって指針8の復帰信号を出力し初
期化がなされるものである。
As a result, during the normal instruction operation, no return signal is output including the power-on operation, and the pointer 8 only performs a normal operation without performing an abnormal initialization movement. When a step-out occurs due to a large impact due to a fall of the vehicle body or the like when the device is mounted as an instrument, a driver as a user rotates the reset switch 41 to output a return signal of the pointer 8 to initialize. Is made.

【0020】[0020]

【実施例】図1は、本発明の基本的構成を示すもので、
車輌用の速度計を例にとって説明すると、測定量である
走行速度に比例した周波数信号が入力端子1から入力さ
れると、計数手段2において入力信号の立上がりや立下
がりを検出してこれを所定のゲートタイムにてカウント
(ゲートタイム方式)するかもしくは別の高周波クロッ
ク信号を入力信号にてカウント(周期測定方式)し、刻
々と変化する走行速度をデジタルデータDとして算出す
る。
FIG. 1 shows the basic configuration of the present invention.
Taking a speedometer for a vehicle as an example, when a frequency signal proportional to a traveling speed, which is a measured amount, is input from an input terminal 1, a rising or falling edge of the input signal is detected by a counting means 2 and detected. (Gate time method) or another high frequency clock signal is counted by an input signal (cycle measurement method), and the ever-changing running speed is calculated as digital data D.

【0021】前記計数手段2にて求められた測定量は、
処理手段3にて所定の変換周期Tで指示角データAに変
換され、前記変換周期Tごとに前回の指示角データAn
と最新の指示角データAn+1 の差の絶対値ΔAとその増
減状態が求められる。
The measured quantity obtained by the counting means 2 is:
The data is converted into the designated angle data A at a predetermined conversion cycle T by the processing means 3, and the previous designated angle data An is used every conversion cycle T.
The absolute value .DELTA.A of the difference between this and the latest designated angle data An + 1 and its increase / decrease state are obtained.

【0022】この出力データAn+1は、次回の更新時に
おける前回時データAn として採用され、同様の演算に
て最新指示角データAn+1 との比較と更新が繰り返され
る。
This output data An + 1 is adopted as the previous time data An in the next update, and the comparison and update with the latest designated angle data An + 1 are repeated by the same calculation.

【0023】こうして更新された指示角データAは、出
力手段4を介してステッピングモータの2相励磁コイル
に適宜の波形処理(マイクロステップ波形や位相変換)
を行なって供給されこれによりステッピングモータ式計
器5を駆動し、文字板6の目盛7に対応した角度指示に
て駆動軸端に固着した指針8を回動するものである。
The instruction angle data A updated in this way is subjected to appropriate waveform processing (microstep waveform or phase conversion) by the output means 4 to the two-phase excitation coil of the stepping motor.
Then, the instrument 5 is driven and the stepping motor type instrument 5 is driven, and the pointer 8 fixed to the end of the drive shaft is rotated by an angle instruction corresponding to the scale 7 of the dial 6.

【0024】ここで、駆動回路としての処理手段3への
電源供給は、電源スイッチ9を介して電源10から行わ
れるが、自動車用計器装置の場合には、車載バッテリか
らイグニッションキースイッチを介しての供給となり、
処理手段3は、この電源スイッチ9を介しての電源投入
を検知してのステッピングモータ式計器5の起点初期化
はなさず(車載バッテリの交換による電源再接続時はこ
うした初期化復帰信号の出力は行ってもよい)、必要に
応じて人為的操作による計器装置の初期化ができるよう
に処理手段3には初期化スイッチが接続される。
Here, power supply to the processing means 3 as a drive circuit is performed from a power supply 10 via a power switch 9. In the case of an instrument for a vehicle, the power is supplied from a vehicle-mounted battery via an ignition key switch. Supply of
The processing means 3 does not initialize the starting point of the stepping motor type instrument 5 upon detecting the power-on via the power switch 9 (when the power is reconnected by replacing the vehicle-mounted battery, the output of such an initialization return signal is An initialization switch is connected to the processing means 3 so that the instrument device can be initialized by a manual operation if necessary.

【0025】自動車用計器装置としては、走行速度計と
してのステッピングモータ式計器5に併設して、電子式
走行距離表示装置40が設けられており、この走行距離
表示装置40は、液晶表示素子などの電子表示器によっ
て走行信号をカウントしてデジタル表示するとともに、
そのカウント値をゼロリセットするリセットスイッチ4
1が備えられ、初期化スイッチとしての機能をこのリセ
ットスイッチ41に持たせている。
As an instrument device for a vehicle, an electronic mileage display device 40 is provided in addition to a stepping motor type instrument 5 as a cruising speed meter, and the mileage display device 40 includes a liquid crystal display element or the like. The running signal is counted and displayed digitally by the electronic display of
Reset switch 4 for resetting the count value to zero
The reset switch 41 has a function as an initialization switch.

【0026】つまり、リセットスイッチ41の通常のリ
セット操作はプッシュ操作モードにて行われるととも
に、リセットスイッチ41にはこのプッシュ操作モード
とは異なる回転操作モードを備え、この回転操作モード
での操作によって処理手段3から初期化のための復帰信
号が出力されるよう構成している。
That is, the normal reset operation of the reset switch 41 is performed in the push operation mode, and the reset switch 41 has a rotation operation mode different from the push operation mode. The means 3 is configured to output a return signal for initialization.

【0027】前記各手段は駆動回路として入力信号を適
宜処理しステッピングモータ式計器5を駆動するもので
あり、処理手段3は、計器指示特性を任意に設定して走
行速度を指示できるよう計数手段2を含んでマイクロコ
ンピュータにて構成することができ、計数した前記デジ
タルデータDに対応した指示角データAを記憶したメモ
リ(ROM)31を備え、所定の変換周期にて前記デジ
タルデータDを取り込みこれに対応したメモリアドレス
の指示角データAを読み出して出力するものである。
Each of the above-mentioned means serves as a drive circuit for appropriately processing an input signal to drive the stepping motor type instrument 5, and the processing means 3 sets a meter indicating characteristic arbitrarily to indicate a traveling speed. And a memory (ROM) 31 storing the indicated angle data A corresponding to the counted digital data D, and fetching the digital data D at a predetermined conversion cycle. The designated angle data A of the memory address corresponding to this is read out and output.

【0028】また、処理手段3のメモリ31への指示角
データAの記憶は、測定量に対応したデジタルデータD
のMINからMAXまでの前指示領域に対応して所望の
分解能を得るためのデータ数を持たせ、たとえば指示角
0度(MIN)から360度(MAX)に対して0.5
度単位の指示角データAを記憶させておき、デジタルデ
ータDに対応してこの記憶した指示角データAnを所定
の変換周期Tで読み出すものである。
The storage of the indicated angle data A in the memory 31 of the processing means 3 is performed by using digital data D corresponding to the measured amount.
The number of data for obtaining a desired resolution is provided in correspondence with the previous designated area from MIN to MAX, for example, 0.5 for the designated angle of 0 degree (MIN) to 360 degree (MAX).
The designated angle data A in degrees is stored, and the stored designated angle data An is read out at a predetermined conversion period T corresponding to the digital data D.

【0029】ステッピングモータを駆動する信号波形は
そのくし歯ヨークの歯数やピッチによって任意の2相信
号を設定でき、360度の全指示角度に対応した全駆動
波形のデータを電圧メモリ32に記憶させておくことも
できるが、ここではステッピングモータ式計器5のステ
ッピングモータ駆動信号として360度を1/6した6
0度分の電圧データを電圧メモリ32に用意し、このデ
ータを各角度領域に展開使用する方式でメモリ容量を軽
減する構成をとっている。
As the signal waveform for driving the stepping motor, an arbitrary two-phase signal can be set according to the number of teeth and the pitch of the comb yoke, and data of all the driving waveforms corresponding to all the designated angles of 360 degrees are stored in the voltage memory 32. However, in this case, the stepping motor drive signal of the stepping motor type instrument 5 is obtained by dividing 360 degrees by 1/6.
Voltage data for 0 degrees is prepared in the voltage memory 32, and this data is developed and used in each angle region to reduce the memory capacity.

【0030】すなわち、ステッピングモータ式計器5の
指針8(連結したマグネットロータ)の回動角360度
に対して2相式励磁コイルA,Bに加える駆動信号の電
圧波形は、図2に示すごとく、60度の角度内で略SI
N,COS波形の変化を呈し、この電圧波形にて各60
度の全角度領域a〜fに展開する。この展開処理はデジ
タルデータDの指示領域に対応した指示角データAによ
って判定すればよく、電圧メモリ32には60度を12
8分割した分解能の駆動電圧データV(0度に対するA
0から60度に対するA60まで60/128度の角度差
でデータを記憶)を記憶させておき、デジタルデータD
に対応してこの電圧データVを読み出すとともに指示角
領域b〜fのデジタルデータDに対しては、各指示領域
の判定とともに、その判定領域内における電圧データV
を電圧メモリ32から読み出し、その判定領域との組み
合わせで指示計器としての指示位置を求めることができ
る。
That is, the voltage waveform of the drive signal applied to the two-phase excitation coils A and B with respect to the rotation angle of 360 degrees of the pointer 8 (connected magnet rotor) of the stepping motor type instrument 5 is as shown in FIG. , Approximately SI within an angle of 60 degrees
N, COS waveform changes, 60
It is developed in all angle ranges a to f in degrees. This expansion processing may be determined based on the pointing angle data A corresponding to the pointing area of the digital data D.
Driving voltage data V having resolution of 8 (A with respect to 0 degree)
The data is stored at an angle difference of 60/128 degrees from 0 to A60 with respect to 60 degrees.
In response to this, the voltage data V is read out, and the digital data D in the designated angle areas b to f are determined in each designated area, and the voltage data V in the determined area is determined.
Is read from the voltage memory 32, and the indicated position as the indicating instrument can be obtained in combination with the determination area.

【0031】これについては、ステッピングモータはそ
のくし歯ヨークの歯が図2の各指示領域に少なくとも一
組づつ配置されていれば、マグネットロータの磁極位置
はその領域内での励磁位置に移動するだけであるため、
駆動信号が各指示領域にて異なるということではなく、
デジタルデータDに基づく指示領域の判定により、電圧
メモリ32から読み出す電圧データVを読み出せばよい
ということであり、たとえばデジタルデータDが指示角
150度に相当するとすれば、指示領域はcと判定し、
この領域内での30度相当のデータを電圧メモリ32か
ら読み出すことによって、駆動信号としては図2に示し
たようになる。
In this regard, the stepping motor moves the magnetic pole position of the magnet rotor to the excitation position within that region if at least one set of teeth of the comb yoke is arranged in each designated region of FIG. Just because
It does not mean that the drive signal is different in each indication area,
The determination of the designated area based on the digital data D means that the voltage data V to be read from the voltage memory 32 may be read. For example, if the digital data D corresponds to a designated angle of 150 degrees, the designated area is determined to be c. And
By reading data corresponding to 30 degrees in this area from the voltage memory 32, the drive signal becomes as shown in FIG.

【0032】ここで、図2に示した駆動波形は、ステッ
ピングモータのくし歯ヨークのくし歯ピッチで決定する
機械的ステップ動作を所謂マイクロステップ駆動によっ
て円滑な動作を得るための典型的な近似波形であり、実
際にはSIN,COS波形はデジタル的な微細階段波形
となっており、そのマイクロステップのピッチは指示計
器にて指示する測定量の変化速度すなわち指針の角速度
と処理回路の処理能力にて設定される。
Here, the drive waveform shown in FIG. 2 is a typical approximate waveform for obtaining a smooth operation by a so-called micro-step drive for a mechanical step operation determined by a comb pitch of a comb yoke of a stepping motor. Actually, the SIN and COS waveforms are digital fine staircase waveforms, and the pitch of the microsteps depends on the change rate of the measured amount indicated by the indicating instrument, that is, the angular velocity of the pointer and the processing capacity of the processing circuit. Is set.

【0033】こうした基本的構成におけるステッピング
モータ式計器5に用いる走行速度計の計器ムーブメント
としてのステッピングモータ本体としては、積層した2
つの樹脂製ボビンに2相の駆動波形を通電する励磁コイ
ルを巻装し、各ボビンの上下にくし歯ヨークを重ね、こ
のボビンの積層体中空部にマグネットロータを回転自在
に軸支した周知の構造のPM型を用いている。
The stepping motor main body as the instrument movement of the traveling speedometer used for the stepping motor type instrument 5 in such a basic configuration has a laminated 2
An excitation coil for energizing a two-phase drive waveform is wound around two resin bobbins, and a comb-shaped yoke is placed above and below each bobbin, and a magnet rotor is rotatably supported in the hollow portion of the bobbin laminate. A PM type structure is used.

【0034】図3において、文字板6上での指針8によ
る指示起点である最小指示位置MINにて指針8の指示
がなされるように、文字板6上にストッパピン30を立
設し、指針8がこの位置を指示起点とするよう構成す
る。
In FIG. 3, a stopper pin 30 is erected on the dial 6 such that the pointer 8 is indicated at the minimum designated position MIN which is the starting point of the pointer 8 on the dial 6, and the pointer is set. 8 is configured to use this position as the designated starting point.

【0035】以上の構成において、いま図に示すよう
に、文字板6上でのMIN位置をストッパピン30(指
針8の指示起点を決定するストッパは特にこうした文字
板6の指示起点位置に設ける必要はなく、内部ストッパ
にて指針8が文字板6の指示起点にて拘束されるよう可
動体を停止できるようにすればよい)にて拘束される指
針8の起点位置とすると、脱調のない正常の状態におい
ては、指針8は計測信号に対応した指示を正確に行い、
電源オフ時には予め定めた指示特性にて起点位置で停止
する。
In the above configuration, as shown in the figure, the MIN position on the dial 6 is set at the stopper pin 30 (the stopper for determining the designated starting point of the pointer 8 is particularly required to be provided at such designated starting position of the dial 6). The movable body can be stopped by the internal stopper so that the pointer 8 is restrained at the designated starting point of the dial 6). In a normal state, the pointer 8 accurately gives an instruction corresponding to the measurement signal,
When the power is turned off, the motor stops at the starting position with a predetermined instruction characteristic.

【0036】計測指示途中でスイッチ9をオフすると、
指針8はそのオフ時の指示位置にて指示信号が停止する
ため、その指示位置で滞留することになるが、回路処理
的には、処理手段3にて電源の解放を検知し(一定時間
のバックアップコンデンサなどにて可能)、その時点で
の指示位置から起点位置までの擬似的なステップ復帰信
号を発生してやれば、脱調することなく起点位置にて指
示させることができる。
When the switch 9 is turned off during the measurement instruction,
Since the indicator signal stops at the indicated position when the pointer 8 is turned off, the pointer 8 stays at the indicated position. However, in terms of circuit processing, the processing means 3 detects the release of the power supply (for a certain period of time). If a pseudo step return signal from the designated position at that time to the starting position is generated, the instruction can be made at the starting position without step-out.

【0037】いま、何らかの理由、たとえば計測指示中
での大きな振動や自動二輪車にてあり得る車両転倒時に
おける振動などに起因して脱調が発生したとすると、指
針8は、本来の指示位置から本実施例のステッピングモ
ータ構造によるステップ分だけ外れた位置を指示するこ
とになる。
If the step-out occurs due to some reason, for example, a large vibration during a measurement instruction or a vibration that may occur in a motorcycle when the vehicle falls, the pointer 8 moves from the original indicated position to the next position. A position deviated by the step by the stepping motor structure of the present embodiment is indicated.

【0038】従って、この脱調状態にて継続使用を行う
と脱調分の誤差を含んだままで指示することになるが、
本発明の場合、使用者は明らかに脱調が生じたと判断し
た場合、リセットスイッチ41を回転操作することによ
り処理手段3から復帰信号を出力し、ステッピングモー
タ式計器5を駆動して指針8を起点復帰させる。
Therefore, if the continuous use is performed in this step-out state, the instruction will be given while including the step-out error.
In the case of the present invention, when the user determines that the step-out has clearly occurred, the reset signal is output from the processing means 3 by rotating the reset switch 41, the stepping motor type instrument 5 is driven, and the pointer 8 is driven. Return to the starting point.

【0039】従って、指針8は脱調状態にあったものが
復帰信号によってストッパ30の起点位置まで復帰動作
し、脱調が修正された起点の初期化が達成される。
Therefore, the pointer 8 which has been out of step is returned to the starting position of the stopper 30 by the return signal, and the starting point whose step out is corrected is initialized.

【0040】以上のように、人為的に操作可能な操作ス
イッチを備え、この操作スイッチにより処理手段3から
復帰信号を出力するようにし、かつその復帰信号出力が
所定の操作モードのときのみ有効となるよう構成したこ
とで、通常指示状態では電源のオンオフ操作においても
何らの不自然な動きをすることなく、何らかの原因で脱
調したときに使用者の特定の操作モードによる操作によ
って復帰信号を出力して初期化することで、使用者に通
常使用時における通常動作とは異なる不自然な動きでの
違和感を与えることなく、また脱調時には所定のスイッ
チ操作によって確実に初期化することができる。
As described above, an operation switch which can be operated artificially is provided, and a return signal is output from the processing means 3 by this operation switch, and is effective only when the return signal output is in a predetermined operation mode. With this configuration, a return signal is output by a user's operation in a specific operation mode when a step-out occurs for some reason without any unnatural movement even when the power is turned on and off in the normal instruction state. By performing the initialization, the user can be securely initialized by operating a predetermined switch without giving a feeling of strangeness due to an unnatural movement different from the normal operation at the time of normal use, and at the time of step-out.

【0041】なお、説明してきた実施例では電子式走行
距離表示装置40のリセットスイッチ41を初期化スイ
ッチとして、通常の走行距離ゼロリセットを行うプッシ
ュ操作モードとは異なる回転操作モードによる操作にて
復帰信号を出力するようにしたが、初期化スイッチとし
ては、専用のスイッチを設けてたとえば通常のプッシュ
や回転操作とは異なる特殊な操作モード(三回一定のタ
イミングでプッシュあるいは回転操作したり、一定時間
以上連続してプッシュあるいは回転操作したりするよう
な操作モード)にて復帰信号を出力するように構成する
こともできる。
In the above-described embodiment, the reset switch 41 of the electronic mileage display device 40 is used as an initialization switch to return by an operation in a rotation operation mode different from a push operation mode in which a normal mileage zero reset is performed. Although a signal is output, a dedicated switch is provided as an initialization switch, for example, a special operation mode different from a normal push or rotation operation (a push or rotation operation at a fixed timing three times or a fixed operation mode is performed). It is also possible to configure to output a return signal in an operation mode in which push or rotation operation is performed continuously for more than a time.

【0042】また、他の機能スイッチの本来の機能操作
モードとは異なる操作モードによって復帰信号を発生さ
せるような構成としては、前述した走行距離表示装置4
0のリセットスイッチ41の他にも、たとえば併設され
る時計の修正スイッチや計器照明切り替えスイッチや輝
度調整用ボリュームの回転抵抗スイッチなどを用いても
よい。
The return signal is generated by an operation mode different from the original function operation mode of the other function switches.
In addition to the reset switch 41 of 0, for example, a correction switch of a clock provided therewith, an instrument illumination changeover switch, a rotation resistance switch of a brightness adjustment volume, and the like may be used.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように、本発明になるステッピン
グモータ式計器によれば、人為的に操作可能な操作スイ
ッチにより指示起点への復帰信号を出力するようにし、
かつその復帰信号出力が所定のスイッチ操作モードのと
きのみ有効となるよう構成したことで、何らかの原因で
脱調したときには使用者の特定の操作モードによる操作
にて復帰信号を出力して容易に初期化することで、使用
者に通常使用時における通常動作とは異なる不自然な動
きでの違和感を与えることがなく、脱調時には確実に初
期化することができる。
As described above, according to the stepping motor type instrument of the present invention, the return signal to the designated starting point is output by the operation switch which can be operated artificially.
In addition, by configuring the return signal output to be valid only in the predetermined switch operation mode, when a step-out occurs for any reason, a return signal is output by a user's operation in a specific operation mode to easily initialize. By doing so, the user does not feel uncomfortable with an unnatural movement different from the normal operation during normal use, and the initialization can be reliably performed at the time of step-out.

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

【図1】本発明の一実施例を示す回路ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a circuit block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】本発明のステッピングモータ駆動信号波形の一
例を示す駆動波形図である。
FIG. 2 is a drive waveform diagram showing an example of a stepping motor drive signal waveform of the present invention.

【図3】本発明における脱調の起点初期化原理を説明す
る動作説明図である
FIG. 3 is an operation explanatory diagram illustrating a principle of initializing a step-out starting point in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2 計数手段 3 処理手段 4 出力手段 5 ステッピングモータ式計器 6 文字板 7 目盛 8 指針 30 ストッパピン 40 電子式走行距離表示装置 41 リセットスイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input terminal 2 Counting means 3 Processing means 4 Output means 5 Stepping motor type instrument 6 Dial 7 Scale 8 Pointer 30 Stopper pin 40 Electronic travel distance display device 41 Reset switch

フロントページの続き (72)発明者 小川 元彦 新潟県長岡市東蔵王2丁目2番地34号 日 本精機株式会社内 Fターム(参考) 5H580 AA08 BB06 CA02 CA12 CB03 DD03 FA03 FA13 FA14 FA22 FA24 FB01 FC06 FD12 FD16 GG04 HH01 HH39 JJ02 JJ09 JJ13 Continuation of the front page (72) Inventor Motohiko Ogawa 2-34 Higashi-Zao, Nagaoka-shi, Niigata Nihon Seiki Co., Ltd. F-term (reference) 5H580 AA08 BB06 CA02 CA12 CB03 DD03 FA03 FA13 FA14 FA22 FA24 FB01 FC06 FD12 FD16 GG04 HH01 HH39 JJ02 JJ09 JJ13

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定量に対応したデジタル信号に基づい
てステッピングモータを駆動する駆動回路を有し、この
ステッピングモータの駆動軸端に固定した指針により、
前記測定量に対応した文字板上の目盛を指示して前記測
定量を表示する計器装置であって、前記ステッピングモ
ータ駆動軸端に固定した指針が前記文字板上の所定の指
示起点にて回動制限されるようストッパを備え、前記駆
動回路は、測定量に対応した駆動信号とは別に、前記指
針を前記指示起点位置まで復帰させる復帰信号を出力す
るとともに、前記復帰信号を任意の人為的操作により出
力させる操作スイッチを備えかつこの操作スイッチによ
る復帰信号出力動作が、所定の操作モードによってのみ
有効となることを特徴とするステッピングモータ式計器
装置。
1. A driving circuit for driving a stepping motor based on a digital signal corresponding to a measured amount, and a pointer fixed to a driving shaft end of the stepping motor,
A meter device for indicating a scale on a dial corresponding to the measured amount and displaying the measured amount, wherein a pointer fixed to an end of a driving shaft of the stepping motor rotates at a predetermined start point on the dial. The drive circuit outputs a return signal for returning the pointer to the designated starting position separately from the drive signal corresponding to the measured amount, and outputs the return signal to any artificial A stepping motor-type instrument device comprising an operation switch for outputting an operation, and a return signal output operation by the operation switch is enabled only in a predetermined operation mode.
【請求項2】 前記操作スイッチは、専用スイッチとし
て計器装置の所定の部位に設けられることを特徴とする
請求項1記載のステッピングモータ式計器装置。
2. The stepping motor type instrument device according to claim 1, wherein the operation switch is provided as a dedicated switch at a predetermined portion of the instrument device.
【請求項3】 前記操作スイッチは、計器装置に備わる
他の機能の操作スイッチと兼用されるものであって、他
の機能の本来の操作モードとは異なる操作モードにて復
帰信号出力動作がなされることを特徴とする請求項1記
載のステッピングモータ式計器装置。
3. The operation switch is also used as an operation switch of another function provided in the meter device, and performs a return signal output operation in an operation mode different from an original operation mode of another function. The stepping motor-type instrument device according to claim 1, wherein:
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