JPH0416226Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はエンジンの回転速度や、回転速度と
して検出される車輛の速度などを測定する回転数
計、特にその指示部に交差コイル形指示器を用い
た回転数計に関する。

従来、車輛に付けられた回転数計は可動線輪形
のものであつた。可動線輪形のものは、いわゆる
精密計器であつて構造が複雑でこわれ易く、部品
点数が多く、製造組立て工程数が多く、しかもそ
の組立て作業も厄介であり、高価であつた。

このような点より最近交差コイル形のものが用
いられるようになつた。この交差コイル形回転数
計は構造が簡単で、部品点数が少なく、製造組立
てが容易で安価であり、しかも丈夫で信頼性が高
い特徴がある。交差コイル形指示計は一般にその
電源・電圧の供給が遮断されると、その直前の指
示位置を指針が指示したまゝとなる。車輛のエン
ジン回転数計に交差コイル形指示器を用いた場合
に、イグニツシヨンスイツチが断にされ、エンジ
ンの回転が停止しても、そのイグニツシヨンスイ
ツチを断にする直前の回転数を指示していること
は好ましくない。この点より動作電圧の供給が断
にされた時に指針を基準位置（回転数ゼロ位置）
に復帰させる帰ゼロ手段が、回転数計に付けられ
ている。この帰ゼロ手段として可動線輪形指示器
に用いられているヘアスプリングを用いるものが
あるが、これは構造が複雑となり、交差コイル形
指示器の特徴が失なわれる。

前記帰ゼロ手段として小さい帰ゼロ用永久磁石
を、指針回転用磁石と接近して設けたものがあ
る。帰ゼロ用磁石の磁力を強くすると、この影響
を受けて正しい指示が行なわれなくなり、しかも
その時の誤差は指示角度位置によつて異なつたも
のとなる。帰ゼロ用磁石による指針の基準位置へ
の復帰トルクは、指針の指示角度位置により異な
るため、帰ゼロ用磁石の磁力を弱くすると、電源
断の時の指針角度位置によつてはゼロ復帰を行な
うことができない状態が発生するおそれがある。
帰ゼロ用磁石として十分は復帰力をもたせ、かつ
帰ゼロ用磁石による指示に対する影響を無視でき
るようにするには、指針回転用磁石を回転駆動す
るための交差コイルによる信号磁界に対し、帰ゼ
ロ用磁石の磁界の強さが１％以下とする必要があ
り、このためには交差コイルに供給する駆動電流
を大とし、コイル巻数も大きくする必要があり、
帰ゼロ用磁石の磁力を強くすることは好ましくな
い。

交差コイル形指示器において、指針の指示範囲
を180度以上にした広角度指示としたものにおい
ては、電源断の時の指示角度位置によつては、帰
ゼロ用磁石により指針がその指示値を増大させる
方向に回動して復帰する状態が生じる。これはそ
の復帰状態を見ているものに異常状態になつたか
と感違いを与えるおそれがあり、また指針の基準
位置停止をストツパにより行う場合は正しい基準
位置に復帰できず、かつ、新たに動作する際に指
針が、基準位置から増大する方向に回動すること
なく、その逆方向に回動してその時の回転数を指
示するため、見ているものに異和感を与える。

この考案の目的は電源を断にした場合に、入力
信号が供給され続けても、回転数が減少する方向
に回動し、しかも正しく基準位置に指針がもど
り、かつそのため帰ゼロ手段の構成が簡単な回転
数計を提供することにある。

この考案によれば、周波数−電圧変換回路や正
弦・余弦電流発生回路などに対する動作電源がス
イツチのオフにより遮断された時に、そのスイツ
チと電源端子との間に挿入された遅延手段によ
り、これら回路の動作電圧の供給が実際に遮断さ
れるのが遅延される。その電源端子の電圧に対
し、遅延手段とスイツチの接続点の電圧が所定値
以下にしたことが比較器で検出され、その検出出
力により、周波数−電圧変換回路の出力側と接地
との間に挿入された電子スイツチがオンにされて
周波数−電圧変換回路の出力た強制的に減少させ
られ、しかし周波数−電圧変換回路と正弦・余弦
電流発生回路との間に遅れ回路が直列に挿入され
てあり、周波数−電圧変換回路の出力の前記減少
が遅れ回路によりやわらげられて正弦・余弦電流
発生回路に入力され、よつて指示器の指針は必ず
基準位置に戻る。

この考案の実施例の説明に先立ち、従来の回転
数計を第１図を参照して説明する。検知信号源１
１は被測定回転数と対応する周波数をもつ検知信
号を発生するもので、例えば車輛エンジンの回転
数計においてはエンジンのイグニツシヨンシステ
ムであり、イグニツシヨンコイル１２はブレーカ
ーポイントスイツチ（カムスイツチ）１３を通じ
て接地されると共に、電源スイツチ、この例では
イグニツシヨンスイツチ（エンジンキースイツ
チ）１４を通じて電源（車輛内電池）１５に接続
され、ブレーカーポイントスイツチ１３と並列に
コンデンサ１６が接続され、イグニツシヨンコイ
ル１２及びブレーカーポイントスイツチ１３の接
続点より、そのスイツチ１３のオンオフにより、
例えばエンジンの回転速度に応じた周波数の第２
図Ａに示すパルスが発生して端子１７に出力され
る。このパルスの周波数はエンジンの回転速度、
つまり単位時間当りの回転数に対応したものとな
る。

検知信号源１１よりの検知信号は必要に応じて
波形整形回路１８で波形整形され、第２図Ｂに示
す方形波信号P₁とされて周波数電圧変換回路１
９へ供給される。周波数電圧変換回路１９はその
入力信号P₁の周波数ｆに対応した大きさの電圧
値Ｖの電圧信号v₁を第３図Ａに示すように出力す
る。この周波数電圧変換においては予め測定条件
を設定して被測定最大周波数fmが定められ、こ
の被測定最大周波数fmに対応して変換最大電圧
値Vmが与えられ、この範囲内で変換が行われ
る。周波数電圧変換回路１９で得られた電圧信号
v₁は正弦電流発生回路２１ｓ及び余弦電流発生回
路２１ｃにそれぞれ入力信号として与えられる。

正弦電流発生回路２１ｓは第３図Ｂに示すよう
に入力として与えられる電圧信号v₁の零周波数に
対応する電圧値から変換最大電圧値Vmの範囲を
一周期に対応させて、電圧信号v₁の電圧値Ｖに対
応して電流値Ｉがほゞ正弦波的に変化する正弦電
流信号i_sをその出力端子２２より出力する。同様
にして余弦電流発生回路２１ｃは入力として与え
られる電圧信号v₁の零周波数に対応する電圧値か
ら変換最大電圧値Vmの範囲を一周期に対応させ
て、電圧信号v₁の電圧値Ｖに対応して電流値Ｉが
第３図Ｃに示すようにほゞ余弦的に変化する電流
値Ｉをもつ余弦電流信号icをその出力端子２３よ
り発生する。

正弦電流発生回路２１ｓの出力端子２２及び共
通端子２４間に第１のコイル２５が接続され、同
様にして余弦電流発生回路２１ｃの出力端子２３
及び共通端子２４間に第２のコイル２６が接続さ
れる。これら第１及び第２のコイル２５及び２６
は互にその軸心を直交させた状態で配設される。
これらの第１、第２のコイル２５，２６によりほ
ぼ囲まれ、これらの軸心のほゞ交差位置において
これら軸心と互に直交した軸心を中心に回動自在
に回転磁石２７が配設され、この回転磁石２７は
その回動軸心に対し直角方向Ｎ，Ｓの着磁がされ
てある。図に示してないが回転磁石２７の回動軸
２８上に指針が取付けられ、指針に対する目盛板
も設けられ、これら指針、目盛板と第１及び第２
のコイル２５，２６と回転磁石２７とにより交叉
コイル形指示器２９が構成されている。

正弦電流発生回路２１ｓの出力端子２２に得ら
れる電流信号i_sが第１のコイル２５に流れてｘ軸
方向に第１の磁界Hxが形成され、余弦電流発生
回路２１ｃの出力端子２３に得られる電流信号ic
が第２のコイル２６に流れてｙ軸方向に第２の磁
界Hyが形成される。従つて回転磁石２７はこれ
ら第１の磁界Hxと第２の磁界Hyとのベクトル和
で与えられる合成磁界に感応した回動角度位置を
とる。

第１の磁界Hx及び第２の磁界Hyはそれぞれ電
流信号i_s及びi_cの各電流Ｉに比例し、第１の磁界
Hxとｙ軸方向の第２の磁界Hyの合成磁界の方向
は、第３図Ｂ、第３図Ｃの正弦電流値及び余弦電
流値における位相角と対応するため、この合成磁
界Ｈの方向θと電圧信号v₁とは第３図Ｄに示すよ
うに対応する。従つて合成磁界Ｈ内に配設される
回転磁石２７は電圧信号v₁の変化に対応して軸心
の廻りに回動し、検知信号源１１の出力検知信号
の周波数が回転磁石２７の回転角度として表示さ
れる。回転磁石２７の軸２８上に第４図に示すよ
うに指針３１が取付けられ、指針３１は目盛板
（文字板）３２上に付けられた回転数表示目盛３
３₁〜３３ｎの配列円上を回動する。

波形整形回路１８、周波数電圧変換回路１９、
正弦電流発生回路２１ｓ、余弦電流発生回路２１
ｃに対し、第１図に示すように共通電源端子３４
から動作電圧が印加されて、それぞれその機能を
発揮している。この例では共通電源端子３４にイ
グニツシヨンスイツチ１４を通じて電源１５から
電圧が印加されている。従つてイグニツシヨンス
イツチ１４がオフとされて共通電源端子３４に対
する電源電圧の印加が遮断されると波形整形回路
１８、周波数電圧変換回路１９、正弦電流発生回
路２１ｓ及び余弦電流発生回路２１ｃは直ちに動
作を停止し、文字板３２上の指針３１は、その電
源電圧の遮断直前の表示位置に停止したまゝにな
る。

このように回転数表示３３₁〜３３ｎの途中に
停止した指針３１を、基準位置、例えば被測定回
転数が零の状態での表示位置３３₁に復帰させる
ことが必要である。このため従来において図に示
してないが小さな帰ゼロ用磁石が回転磁石２７の
近くに設けられ、途中の回転位置で停止した回転
磁石２７の一方の磁極が前記帰ゼロ用磁石により
磁気的に吸引回動されて指針３１は基準位置表示
３３₁の位置に復帰する。

その復帰動作を完全に行わせようとして帰ゼロ
用磁石の磁気の強さを大にすると、測定表示時に
おける回転磁石２７の回動がこの帰ゼロ用磁石の
磁界により影響されて指針３１の指示に大きな誤
差を伴い、かつその誤差が指針３１に回動位置で
ことなり、また円滑な回動条件が満足されなくな
る。

また電源電圧遮断直前における指針３１の指示
位置によつては指針３１が文字板３２上を逆方向
つまり回転数が増加する方向に回動して復帰する
ことがあり、イグニツシヨンスイツチ１４を断に
するとエンジンの回転も停止するが前記復帰動作
時にエンジンの回転数が増加する指示を行うこと
になり好ましくない。帰ゼロ用磁石の磁界の強さ
を弱くし過ぎると、この帰ゼロ磁石による指針３
１の復帰トルクは指針の回動位置により異なるた
め完全に復帰できない場合が生じる。

第５図はこの考案による回転数計の一例を示
し、第１図と対応する部分には同一符号を付けて
ある。この考案においては共通電源端子３４に対
する電圧の印加が遮断された時に、波形整形回路
１８、周波数電圧変換回路１９、正弦・余弦電流
発生回路２１に対する動作電圧の遮断が遅延手段
３５により遅らされる。更に共通電源端子３４の
電圧が所定値以下になると、これがゼロ戻り回路
５４により検出されて、周波数電圧変換回路１９
の出力が強制的に低下され、その低下に指示器２
９の指針が追従できる程度に前記低下が遅れ回路
４３によりゆるやかにされて正弦・余弦電流発生
回路２１に入力される。

この第５図の例では波形整形回路１８、周波数
電圧変換回路１９、正弦・余弦電流発生回路２
１、その出力正弦電流及び余弦電流を増幅するバ
ツフアアンプ５３及びゼロ戻り回路５４を半導体
集積回路（以下ICと記す）５５として構成した
場合である。端子１７よりの検知信号は高周波雑
音除去フイルタ５６を通じてIC５５の入力端子
５７に供給される。波形整形回路１８の出力は外
付けの結合回路５８を通じて周波数電圧変換回路
１９へ供給される。周波数電圧変換回路１９には
レンジ調整回路５９が外付けされ、その可変抵抗
器６１を調整して、最大周波数に対し、所定の最
大出力電圧が得られるようにされる。周波数電圧
変換回路１９の出力は外付けの遅れ回路４３を通
じて正弦・余弦電流発生回路２１へ供給される。
共通電源端子３４は遅延手段３５を通じ、更に保
護用抵抗器３６を通じてIC５５の電源端子６２
に接続される。端子６２はIC保護用ツエナーダ
イオード６３を通じて接地される。遅延手段３５
は逆流阻止用ダイオード３７が直列に接続され、
ダイオード３７の端子６２側がコンデンサ３８を
通じて接地されて構成される。共通電源端子３４
は抵抗器６４−ツエナーダイオード６５を通じて
接地され、抵抗器６４及びツエナーダイオード６
５の接続点６６は共通端子２４に接続される。共
通電源端子３４は電圧分圧回路６７を通じ、更に
IC端子６８を通じてゼロ戻り回路５４の入力側
へ接続される。

ゼロ戻り回路５４は例えば第６図に示すように
IC端子６８よりの入力は比較器６９の一端に供
給され、IC端子６２の電圧を分圧回路７１で分
圧した電圧と比較される。比較器６９の出力側は
電子スイツチとしてのトランジスタ７２のベース
に接続され、トランジスタ７２のエミツタは接地
され、コレクタは周波数電圧変換回路１９及び遅
れ回路４３の接続点に接続される。また遅れ回路
４３は周波数電圧変換回路１９の出力電圧信号v₁
の変化に対し、指示器２９の指針が追従でき、か
つエンジンを加速した時の回転数の上昇速度と同
程度の速度で指針３１が回動するように、遅れ回
路４３の時定数が選定される。

第５図及び第６図の構成において、スイツチ１
４がオンとされると電源１５の例えば12VがIC端
子６２に印加され、IC端子６８には前記12Vが分
圧回路６７で分圧されて2.16Vとして印加され
る。この2.16Vは第６図において分圧回路７１の
出力電圧1.3Vと比較され、比較器６９の出力は
低レベルとなりトランジスタ７２は不導通状態に
ある。端子１７から入力される検知信号に応じ
て、周波数電圧変換回路１９の出力は例えば最大
4Vまで変化し、周波数電圧変換回路１９の出力
電圧に応じて正弦・余弦電流発生回路の出力バツ
フアアンプ５３から例えば０〜9Vの正弦電流、
余弦電流が端子２２，２３に出力される。共通端
子２４には接続点６７から4.5Vが与えられてい
る。コイル２５，２６に流れる電流により前述し
たように入力検知信号の周波数に対応した指示が
行われる。

スイツチ１４がオフにされると、IC端子６８
の電圧は直ちに0Vになるが、コンデンサ３８に
電荷が充電されているため端子６２の電圧は徐々
に下り、分圧回路７１の出力は直ちにはゼロとな
らず、比較器６９の出力は高レベルになり、つま
り帰零指令が出され、トランジスタ７２が導通
し、周波数電圧変換回路１９の出力側はトランジ
スタ７２を通じてほゞ0Vになる。しかし、正
弦・余弦電流発生回路２１の入力は、遅れ回路４
３により周波数電圧変換回路１９の出力変化に対
し、指示器２９の指針が追従できるように徐々に
変化する。一方コンデンサ３８の容量は例えば
1000μFであつてスイツチ１４をオフとしてから
IC端子６２が9Vに下るまでの時間△ｔは例えば
0.35秒となり、この間はIC５５内は正常動作を継
続する。従つてこの△ｔの間に正弦・余弦電流発
生回路２１の入力電圧が0V方向に下り、指針３
１は回転数零方向に回動して必ず基準位置３３₁
に戻る。またスイツチ１４がオフにされた後に端
子１７から検知信号が入力されても、ゼロ戻り回
路５４により周波数電圧変換回路１９の出力側が
0Vにされているから指針３１は必ず基準位置３
３₁に保持される。従つて車輛の共通電源端子３
４に例えば各種モータが接続されることがあり、
この場合にスイツチ１４をオフにすると、そのモ
ータが慣性で回転し、発電機として動作し、この
発電出力が端子３４に与えられ、電源が遮断され
ても検知信号が端子１７に出力されることがある
が、このような検知信号に影響されることなく指
針３１を基準位置に戻すことができる。またこの
考案の回転数計は車輛のエンジン回転数や走行速
度の指示に適用する場合に限らず、モータボー
ト、農機具、その他産業機械に用いられるエンジ
ンの回転数、その他一般の回転体の回転数（単位
時間当り）を測定する場合にも適用することがで
きる。この場合には共通電源端子３４に対する電
源電圧の印加を制御する電源スイツチ１４をオフ
にしても、検知信号源１１の電源が別電源の場合
もあり、端子１７に検知信号が入力されつづける
ことがある。しかしこの考案では電源が遮断され
ると、先に述べたように正弦・余弦電流発生回路
２１に入力する電圧信号を回転数が減少するよう
に制御され、必ず基準位置に指針が戻される。

またこの第５図に示した例では外部との接続は
端子１７、共通電源端子３４と接地端子との３つ
であり、外部との接続構造が簡単である。正弦電
流、余弦電流はその入力レンジ内で必ずしも正確
な正弦電流や余弦電流でなくてもよく、例えば正
側の台形状波形に負側の台形状波形が連続したも
のを互に90度位相をずらしてもよい、つまり正弦
波、余弦波のピーク部分を平担にしたものでもよ
い。また帰ゼロ用磁石を併用してもよい。この場
合の帰ゼロ用磁石の磁界の強さは弱いものでよ
く、帰ゼロ用磁石により回転数指示に与える誤差
は無視でき、かつ指針３１の回動は円滑に行われ
る。なお第４図の５１は指針３１のストツパピン
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転数計を示すブロツク図、第
２図Ａは入力検知信号の波形例を示す図、第２図
Ｂは入力検知信号を波形整形した出力波形を示す
図、第３図Ａ〜第３図Ｄは第１図の動作の説明に
供するための各部の特性図、第４図は回転数計の
指示面の一例を示す図、第５図はこの考案による
回転数計の一例を示すブロツク図、第６図は第５
図中のゼロ戻り回路５４の具体例を示す回路図で
ある。 １１……検知信号源、１７……入力端子、１８
……波形整形回路、１９……周波数電圧変換回
路、２１……正弦・余弦電流発生回路、２９……
交差コイル形指示器、１４……電源スイツチ、１
５……電源、３５……遅延手段、５４……ゼロ戻
り回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 スイツチがオフにされると回転数が自動的に減
   少する回転系の回転数を測定する回転数計におい
   て、 検知信号源から上記回転系の被測定回転数に対
   応した周波数の検知信号が入力され、その検知信
   号を、その周波数に対応した電圧値の電圧信号に
   変換する周波数電圧変換回路と、 その周波数電圧変換回路の出力側に接続され、
   入力される上記電圧信号の最小電圧値から最大電
   圧値までの範囲を、１周期に対応させて入力され
   た電圧信号の電圧値に対応したほゞ正弦値の正弦
   電流信号及び余弦値の余弦電流信号をそれぞれ発
   生する正弦・余弦電流発生回路と、 その正弦・余弦電流発生回路の出力側と接続さ
   れ、軸心が互いにほゞ直交し、かつ上記正弦電流
   信号及び余弦電流信号がそれぞれ供給される第
   １、第２コイル、これら第１、第２コイルにそれ
   ぞれ流れる電流にもとづき発生する磁界の合成磁
   界内に回動自在に配された回転磁石、その回転磁
   石の軸上に取付けられた指針、その指針の回動角
   位置を回転数として表示する文字板よりなる交差
   コイル形指示器と、 出力を回転数計の電源端子へ供給し、入力側が
   上記スイツチを介して電源と接続され、そのスイ
   ツチがオンの間電荷を充電すると共に上記電源端
   子へ電源電力を供給し、上記スイツチがオフにさ
   れた時に、そのオフから上記充電電荷を上記電源
   端子を通じて徐々に放電する遅延手段と、 上記遅延手段と上記スイツチとの接続点の電圧
   が、上記電源端子の電圧よりも低い所定値以下に
   なるのを検出する比較器と、上記周波数電圧変換
   回路の出力側と接地との間に挿入され、上記比較
   器の検出出力によりオンにされる電子スイツチと
   よりなるゼロ戻り回路と、 上記周波数電圧変換回路と上記正弦・余弦電流
   発生回路との間に直列に挿入され、上記周波数電
   圧変換回路の出力変化に対し上記指示器の指針が
   追従でき、かつ上記回転数計の回転上昇速度に対
   応した速度で上記指針が回動するように時定数が
   選定されている遅れ回路とを具備する回転数計。