JPH058468U - 交差コイル式計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発熱を軽減し、針とび現象、針止まり現象の
発生を抑制し、機械的ヒステリシスの軽減可能な交差コ
イル式計器を提供する。 【構成】 被測定量に応じて変化する入力信号に基づい
て信号処理を行ない、互に所定の位相差を有する２種類
の駆動信号を、互に所定の角度をなして交差配置された
一対のコイル３１，３２に供給する交差コイル式計器に
おいて、定電圧回路から駆動回路への給電電圧を周期的
に低電圧に切換えるように構成したものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えば自動車のエンジン回転計（タコメータ）として利用される 交差コイル式計器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の交差コイル式計器は図５に示すように、周波数−制御角度演算回路（入 力信号演算回路と略称する）１、駆動信号演算回路２、駆動回路３及び交差コイ ル式計器ユニット４からなるもので、以下これ等についてそれぞれ説明する。

【０００３】 先ず、入力信号演算回路１は、周期計測回路１１と制御角演算回路１２とから 成り、周期計測回路１１は、例えばエンジン回転数等の被測定量に応じて周波数 が変化する周波数信号ｆｉを、周期計測し周期（Ｔ）より入力周波数ｆ_i を求め る。また、制御角演算回路１２は前段の周期計測回路１１からの周期計測値（Ｔ ＝１／ｆ_i ）を可動マグネット回転制御角（以下、指針振れ角と略称する）信号 ａ（図６イ参照）に変換して出力する。

【０００４】 また、駆動信号演算回路２は近似サイン波発生回路２１、近似コサイン波発生 回路２２及び極性切換回路２３からなり、１１，１２，２１，２２，２３の回路 は例えばマイクロコンピュータで構成されている。 上記近似サイン波発生回路２１及び近似コサイン波発生回路２２は共に前記入 力信号演算回路１からの指針振れ角信号ａを入力し、前記指針振れ角信号ａに基 づいて角度比較、位相シフト等の信号処理を行なうことによって互に９０°の位 相差を有し夫々前記信号ａの角度値に応じて五角形波の特性で変化するＰＷＭ信 号ｂ，ｃ（図６ロ参照）を夫々出力する。また、極性切換回路２３は前記信号ａ に基づいて前記近似サイン波発生回路２１及び近似コサイン波発生回路２２から の前記出力信号ｂ，ｃを有極化するための極性切換信号ｄ，ｅ（図６ハ参照）を 出力する。

【０００５】 上記駆動回路３は２つの出力回路２４，２５からなり、それぞれの出力回路２ ４，２５は例えばトランジスで構成される双方向スイッチ回路であり上記近似サ イン波発生回路２１及び近似コサイン波発生回路２２からの前記出力信号ｂ，ｃ を夫々電流増幅すると共に、前記出力信号ｂ，ｃを前記極性切換信号ｄ，ｅに基 づいて有極化して２種類の駆動信号ｆ，ｇ（図６ニ参照）を出力する。 また、交差コイル式計器ユニット４は、前記駆動回路２からの前記２種類の駆 動信号ｆ，ｇが夫々供給され、且つ、互いに９０°の角度をなして交差配置され た一対のコイル３１，３２と、前記一対のコイル３１，３２の磁気作用下に回転 可能に配設された２極着磁された可動マグネット３３からなる。

【０００６】 この他、５は電源６の出力電圧を定電圧化する定電圧電源にして、上記信号処 理回路２に５Ｖの定電圧供給印加する。７は電源６の出力電圧を定電圧化する定 電圧電源にして、上記駆動回路３に８Ｖの定電圧を供給印加する。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の交差コイル式計器は、軸受等によるヒステリ シスが存在するので、それを打ち消すために駆動回路３に大きな定電圧（８Ｖ） を印加し、電流制限抵抗Ｒを介してクロスコイル３１，３２に所定の電流を流し 、交差コイル式計器ユニット４を駆動して強制的に正しい指示値を表示させるよ うになっている。この結果、低電圧回路７をはじめ、電流制限抵抗Ｒ及びクロス コイル部における発熱量が大きくなり、放熱対策を施すことが必要となり、放熱 板などの設置場所を確保しなくてはならないという課題があった。

【０００８】 この考案はこのような従来の問題点を着目してなされたもので、発熱を軽減し かつ、ヒステリシス軽減をより効率的に行なうことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案にかかわる交差コイル式計器は、互に所定の角度（例えば９０°）を なして交差配置された一対のコイルの磁気作用下に２極着磁された可動マグネッ トを回転可能に配設してなる交差コイル式計器ユニットと、被測定量に応じて変 化する信号を夫々入力する２つの波形発生回路により前記信号に基づいて（例え ば、角度比較、位相シフト等の）信号処理を行うことによって、互に所定の位相 差（例えば電気角で９０°）を有し、夫々該信号の値に応じて（例えば三角波、 台形波又はサイン波等の特性で）変化する２種類の駆動信号を出力する駆動回路 と、該駆動回路に給電する定電圧回路とを備えた交差コイル式計器において、前 記定電圧回路から前記駆動回路への給電電圧は周期的に低電圧に切換わるように 構成したものである。

【００１０】

【作用】

以上のように、定電圧回路から駆動回路への給電電圧を周期的に低電圧又は高 電圧に切換えることにより、クロスコイルに対する供給電力量が少なくなり、そ れだけ発熱量が軽減される。又、ヒステリシス軽減量は所定電圧でクロスコイル 印加電圧を脈動させる事により脈動の高電圧を直流で印加した時より、大きくな る。

【００１１】

【実施例】

以下、この考案を図面に基づいて説明する。図１はこの考案の一実施例を示す 図である。まず、構成を説明すると、ここで、符号１，１１，１２，２，２１〜 ２５，３，３１〜３３、記号ｆｉ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｆ，ｇは図４，５の従来例 と同一で、同一構成を示し、重複説明を省略する。

【００１２】 ８は切換タイミング発生回路にして、この回路８からの切換タイミングに従っ て定電圧電源７の出力電圧の高低を周期的に切換える。この切換タイミングは駆 動信号演算回路２で作成するもので、従って、切換タイミング発生回路８は駆動 信号演算回路２内に設けられているものである。

【００１３】 図２は定電圧電源７の具体的構成を示すもので、コレクタ・ベース間に抵抗Ｒ １を接続したトランジスタＴ１のベースに、ツェナー電圧が５Ｖのツエナダイオ ードＺＤ１とツェナー電圧が３ＶのツエナダイオードＺＤ２を直列に接続し、こ のツエナダイオードＺＤ２と並列にトランジスタＴ２を接続し、このトランジス タＴ２に抵抗Ｒ２を介して切換タイミング信号Ｓｉを印加する構成である。

【００１４】 次に、この実施例構成の動作を図３のタイミングチャート、図４のフローチャ ートに基づいて説明するが、入力信号演算回路１、駆動信号演算回路２、駆動回 路３の近似サイン波発生回路２１、近似コサイン波発生回路２２、極性切換回路 ２３については図５において説明した従来例と同一動作を営むのでその説明を省 略する。 本例では駆動信号演算回路２及び入力信号演算回路１はマイクロコンピュータ を構成し、入力信号ｆ_i を周期計測し、平均化等データ演算、制御角換算、ＳＩ Ｎ，ＣＯＳのＰＷＭ値演算、切換タイミング信号Ｓｉの周期Ｔ、休止幅ｔの制御 を行ない、駆動回路３へのＰＷＭ出力制御を行なうものである（ステップＳＴ４ −１〜ＳＴ４−６）。

【００１５】 上記のように周期Ｔ、休止幅ｔの制御が行なわれた図３に示す切換タイミング 信号Ｓｉが定電圧電源７のトランジスタＴ２のベースに供給印加されると、この 切換タイミング信号Ｓｉに従ってトランジスタＴ２がオン、オフする。このトラ ンジスタＴ２のオン、オフに従って定電圧電源７の出力電圧Ｖｏが図３に示すよ うに、５Ｖ，８Ｖと周期的に変化する。 高電圧８Ｖのパルス幅は数ｍｓで十分であり、従って、周期を数十Ｈｚに設定 すれば８Ｖのデューティは数％となる。

【００１６】 この結果、駆動回路３からクロスコイル３１，３２電流制限抵抗Ｒに対する供 給電力量が少なくなり、発熱量を軽減することができる。

【００１７】 また、交差コイル式計器にあっては、近似サイン波発生回路２１及び近似コサ イン波発生回路２２が直流電圧信号ａを角度比較、位相シフト等の信号処理を行 ない五角形波の特性で変化するＰＷＭ信号ｂ，ｃを作り出すために設けられるオ ペアンプ等のオフセット電圧を完全に零にできないため、図６ニの〇印の部分で 、針とび現象Ａ（交差コイル式計器ユニットの指針が正規の入力変換率よりも極 端に大きな変化率で動く現象）が、また、□印の部分で針止まり現象Ｂ（交差コ イル式計器ユニットの指針が入力の変化に追随しない現象）が生じる。

【００１８】 しかし、この考案は、上記のように駆動回路３の出力信号を周期的に変化させ ているため、波形発生回路の回路構成上針とび現象や針止まり現象が生じるよう な信号変化があってもその信号変化がリップル信号中に紛れ、これにより見かけ 上針とび現象や針止まり現象が解消されることになる。又、クロスコイルへの印 加電圧を脈動させている為駆動トルクも低電圧で低く、高電圧で高く脈動する為 、駆動軸に脈動周波数での振動が印加される為、ヒステリシスも軽減する。

【００１９】

【考案の効果】

以上のように、この考案のよれば、一対のクロスコイルに駆動信号を出力する 駆動回路に、定電圧回路から周期的に電圧値を異にする給電電圧を印加するよう に構成したので、クロスコイルに対する供給電力量が少なくなり、クロスコイル の発熱量を軽減することができる。

【００２０】 また、駆動回路は周期的に電圧値を異にする給電電圧を印加されることにより 、その出力信号も周期的に変化する。この結果、駆動回路の製造上のバラツキや 温度、電圧特性による針とび、針止まり現象を軽減できるうえ、交差コイル式計 器ユニットの機械的ヒステリシスを減少できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による交差コイル式計器の
回路構成図である。

【図２】定電源回路の具体的構成を示す回路図である。

【図３】各信号のタイミングチャート図である。

【図４】実施例の動作を説明するフローチャート図であ
る。

【図５】従来の交差コイル式計器の回路構成図である。

【図６】図５に示す回路構成各部の信号波形図である。

【符号の説明】

１ Ｆ／Ｖ変換回路 ２ 信号処理回路 ３ 駆動回路 ４ 交差コイル式計器ユニット ２１，２２ 波形発生回路 ３１，３２ 一対のコイル ３３ 可動マグネット

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 互に所定の角度をなして交差配置された
   一対のコイル（３１），（３２）の磁気作用下に２極着
   磁された可動マグネット（３３）を回転可能に配設して
   なる交差コイル式計器ユニット（３）と、被測定量に応
   じて変化する信号を夫々入力する２つの波形発生回路
   （２１），（２２）により前記信号に基づいて信号処理
   を行うことによって、互に所定の位相差を有し、夫々該
   信号の値に応じて変化する２種類の駆動信号（ｂ）
   （ｃ）を出力する駆動回路（３）と、該駆動回路に給電
   する定電圧回路（７）とを備えた交差コイル式計器にお
   いて、前記定電圧回路（７）から前記駆動回路（３）へ
   の給電電圧は周期的に低電圧に切換わるように設定され
   ていることを特徴とする交差コイル式計器。