JPH058556Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、エンジンの回転数や、回転速度とし
て検出される車輛の速度を測定するために用いて
好適な回転数計に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、この種の回転数計として、例えば、
実開昭59−144567号公報に開示されているような
交差コイル型指示器を応用した回転数計、実開昭
59−134071号公報に開示されているような可動コ
イル型指示器を応用した回転数計、ステツプモー
タを利用した回転数計等がある。

しかるに上記各回転数計では、ロータ系の不釣
合による直線性の悪化、回路及び磁気回路の温度
及び経時変化による精度の悪化、調整の困難性及
び構造の複雑化等により十分な指示精度を出すこ
とができず、また製品コストが高くなつてしま
う。

そこで本考案者は、前記の各問題点を解決すべ
く、先に「回転数計」（実願昭61−202461号）を
提案した。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記「回転数計」によれば、実回転角度位置に
基づき、指針の振れ角度位置が目標回転角度位置
に正確に合致されるというサーボシステムが構築
され、上記の回転数計に比して小形・軽量・低廉
化が推進され、振動、衝撃等の悪条件下でもその
使用が可能となり、指示精度の向上を図ることが
できる。

この「回転数計」では、トルカ（可動コイル型
計器からひげぜんまいを除いた構造）により正の
回転方向に回転駆動された指針を帰零させるため
に、ひげぜんまい等のバネ手段を用いて帰零トル
ク（負の回転方向に働く）を加えていた。よつ
て、帰零トルクは指針が帰零変位する時ばかりで
なくトルカにより駆動変位される時にも印加され
る。しかるに、トルカの駆動トルクと帰零トルク
の適宜な調整が行なわれていなかつたため、正の
回転方向と負の回転方向に働くトルクの大きさに
不均衡が生じ、これに起因して指針に大きな針ぶ
れが生じてしまい、視認性（指針の表示の視覚を
通した認識性）が悪化するという問題点があつ
た。

また、これを是正すべくトルカコイルに正逆両
方向に電流を流し得る零戻り回路を設け、正、負
の各回転方向に対するトルクが等しくなるよう構
成された回転数計があるが、この場合、駆動回路
内に正負方向のトルクを制御する制御回路を設け
る必要があり、回路構成が複雑になるという問題
点があつた。

本考案は上記の点に鑑みて創作されたものであ
り、指針駆動手段（トルカ）の駆動トルクを適宜
に設定することにより、針ぶれの発生を防止した
回転数計を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

測定回転数に応じて正の回転方向に指針を回転
せしめる指針駆動手段と、上記指針を負の回転方
向に回転付勢する指針帰零手段とを具備してなる
回転数計において、 上記指針駆動手段に、上記指針帰零手段の負の
方向に対する帰零トルクに対して1.6〜2.4倍とな
るよう正の回転方向に対する駆動トルクを発生す
るドライブ回路を設けたことを特徴とするもので
ある。

〔作用〕

回転数計を上記構成とすることにより、正及び
負の回転方向に対する各トルクの絶対値は略等し
い値となり、針ぶれの発生を防止することができ
る。

〔実施例〕

以下、本考案に係る回転数計を詳細に説明す
る。第２図は、この回転数計の一実施例における
デイスプレイ部１（以下、トルカと称す）の側断
面図であり、第３図はこのトルカ１の磁気回路を
示す平面図である。このトルカ１は、後述するド
ライブ回路と共に指針駆動手段を構成するもので
あり、地板２、永久磁石３、ヨーク４よりなる磁
気回路と、ロータ軸５と一体的に回転するロータ
６に取付けられたトルカコイル７を有した構造を
有している。このトルカコイル７へ電流を供給す
ることにより、トルカコイル７はその電流の方向
に対応して時計方向（正の回転方向）への回転ト
ルクを発生し、ロータ６（ロータ軸５）を軸受８
ａおよび８ｂを中心として回転するものである。

また、ロータ６のロータ軸５を介してトルカコ
イル７と対向する位置には、バランスウエイト９
が取付けられており、指針１０を含めた状態で回
転系の重心の不釣り合いが生じないよう構成され
ている。更にロータ軸５には、ロータ軸５を反時
計方向（負の回転方向）に回転付勢する指針帰零
手段たるひげぜんまい１１と、ロータ軸５と一体
となつて回転するエンコーダ板１２が取付けられ
ている。

このエンコーダ板１２の外縁部全周には、凹凸
の連続するスリツトとして機能する切欠溝１２ａ
（第４図）が形成されており、この切欠溝１２ａ
の凹凸ピツチは等間隔でその幅は略均等となつて
いる。そして、このエンコーダ板１２の切欠溝１
２ａの通過軌跡の上面部および下面部に発光素子
１３および受光素子１４が対向して配置されてお
り、発光素子１３はこのトルカ１のカバーをなす
筐体１５に固定されている。また、受光素子１４
は馬蹄型のヨーク４に固定されており、この受光
素子１４とエンコーダ板１２との間にはスリツト
板１６が例えばヨーク４に固定して配置されてい
る。このスリツト板１６には、その略中央部に、
エンコーダ板１２の切欠溝１２ａの凹凸ピツチの
略1/2の幅のスリツト１６ａが開設されている。
すなわち、このスリツト１６ａを介して発光素子
１３からの光が受光素子１４にとどくようになつ
ており、受光素子１４はこのスリツト１６ａの中
心線で２分割され増幅回路を内蔵する二つの受光
素子部１４Ａおよび１４Ｂで構成されている。こ
の受光素子部１４Ａおよび１４Ｂによつて、スリ
ツト１６ａを通過するエンコーダ板１２の回転に
対応した光信号を検出することによりロータ軸５
の正確な回転位置及び回転方向の計測が可能とな
る。

この結果、ロータ軸５の正確な位置の計測が可
能とナル。このようなエンコーダ板１２、発光素
子１３、受光素子１４およびスリツト板１６によ
つてインクリメンタル型エンコーダ装置１７が形
成されている。

ロータ軸５の先端部には、指針１０が取り付け
られており、この指針１０の下方部位置には文字
板（図示せず）が配置される。この文字板には、
表示目盛の印刷が施されており、ロータ軸５とと
もに回転する指針１０の先端部の指し示す回転角
度位置で、その測定回転数が読み取れるようにな
つている。

第５図は、上記の如く構成されたトルカ１にお
けるトルカコイル７の駆動制御回路１８を示すブ
ロツク構成図である。

被測定回転数に対応した周波数の検知信号は、
入力端子１９に入力され波形整形回路２０で波形
整形を施した後、周波数カウンタ回路２１に入力
され周波数に応じて例えば12ビツトのデジタルデ
ータとして比較回路２２の一方の入力へ出力され
る。周波数カウンタ回路２１の基準周波数は、温
度等による計測誤差をなくすため水晶発信装置で
構成されている。

一方、前記、インクリメンタル型エンコーダ装
置１７の出力は、回転位置カウンタ回路２３に入
力されロータ６の回転方向によつてアツプまたは
ダウンカウントが行なわれ、結果としてロータ６
の位置が例えば12ビツトのデジタルデータとして
比較回路２２のもう一方の入力へ出力される。

比較回路２２は、２つの入力データを比較し位
置出力が小さい場合にドライブ回路２４に“Ｈ”
レベルの信号を出力する。

ドライブ回路２４は、トルカ１と共に本考案の
要部となる指針駆動手段を構成するものである。
このドライブ回路２４は比較回路２２からの出力
信号が“Ｈ”のとき、ロータ軸５の回転位置によ
り、第６図に示すようなデユーテイ比でトルカコ
イル７に対し電流を供給する。この際、トルカ１
及びドライブ回路２４よりなる指針駆動手段が発
生する正の回転方向に対する駆動トルクは、ひげ
ぜんまい１１の発生する負の回転方向に対する帰
零トルクに対して1.6〜2.4倍（略２倍）の大きさ
となるよう設定されている。

従つて、ロータ６が正の回転方向（第３図にお
ける時計方向）に回転する場合には、ロータ６は
指針駆動手段により、ひげぜんまい１１の発生す
る帰零トルクの略２倍のトルクで駆動されるが、
ひげぜんまい１１により常に負の回転方向に向け
帰零トルクが印加されているため、実際の正の回
転方向に対するトルク（以下、実駆動トルクとい
う）の絶対値はひげぜんまい１１が発生する帰零
トルクの絶対値と略等しくなる。

一方、指針１０を零指示位置に帰零するために
ロータ６が負の回転方向（第３図における反時計
方向）に回転する場合には、ドライブ回路２４は
トルカコイル７に対し電流供給を停止するよう構
成されている。即ち、ロータ６の負の回転方向へ
の回転はひげぜんまい１１が発生する帰零トルク
のみにより行なわれる。上記各場合においてロー
タ６（指針１０）に印加されるトルクの大きさを
第１図に示す。同図において、実線で示されるの
はひげぜんまい１１によるトルク、破線で示され
るのは指針駆動手段によりトルク、一点鎖線で示
されるのは実駆動トルクを夫々示している。この
図より、各指針位置（ロータ６の各回転角度位
置）において、実駆動トルクの絶対値と負の回転
方向に対するトルクの絶対値は略等しくなつてい
る。従つて、指針１０が入力端子１９から入力さ
れた所定の被測定回転数を表示する位置に到り、
後述するように指針１０を当該位置に維持するた
め駆動制御回路１８により断続的にトルカコイル
７に電流（制御電流）が印加されても、正又は負
の回転方向に対するトルクが均衡しているため、
指針１０に針ぶれが生ずることはなく視認性を向
上することができる。尚、指針駆動手段の発生す
るトルクは、他の構成部品の動作における摩擦力
等の外部要因がないと考えた場合には、ひげぜん
まい１１の発生するトルクの２倍の値に設定すれ
ば良いことになるが、本考案者の実験によれば、
1.6〜2.4倍の範囲で上記構成が生ずることが確認
できた。これは上記外部要因に加え、組立誤差等
も原因しているものと考えられる。また、前記の
ように、ロータ６の負の回転方向への付勢はひげ
ぜんまい１１のみで行なつている。従つて、従来
のように指針１０を帰零するために複雑な構成の
零戻り回路を駆動制御回路１８内に設ける必要は
なくなり、またドライブ回路２４はトルカコイル
７に対し一方向のみの電流を供給できれば足るた
め回路構成を簡単にすることができる。

次に、上記構成になる回転数計の動作について
説明する。

まず、電源が供給されるとパワーオンリセツト
回路（図示せず）が動作して回転位置カウンタ回
路２３がリセツトされ、そのカウント値が零とな
る。このとき、トルカコイル７には電流が供給さ
れないため、ひげぜんまい１１による負の回転方
向のトルクにより、指針１０は、零位置にあり回
転位置カウンタ回路２３が正確に初期設定され
る。

この後、入力端子１９に入力されたある値の周
波数信号が周波数カウンタ回路２１によつて計数
され、比較回路２２に入力されると回転位置カウ
ンタ回路２３の出力は、零にリセツトされている
ため比較回路２２の出力が“Ｈ”となり、ドライ
ブ回路２４からトルカコイル７に電流が供給され
ロータ６を正転させる。すると、ロータ６の回転
によりインクリメンタル型エンコーダ装置１７が
動作し回転位置カウンタ回路２３が計数を開始す
る。トルカコイル７への供給電流は、回転位置カ
ウンタ回路２３の出力が周波数カウンタ回路２１
の出力と一致するまで供給され続ける。一致する
と、電流の供給が中断されひげぜんまい１１によ
る負の回転方向のトルクが発生しロータ６を逆転
させる。以上の動作の繰り返しによりロータ６は
一定位置に拘束され、正確に回転数を指示する。

このとき、前記の如く指針駆動手段が発生する
正の回転方向の回転トルクとひげぜんまい１１の
発生する負の回転方向のトルクは均衡するため、
針ぶれのない良好な指示を実現できる。

考案の効果 上述の如く、本考案になる回転数計によれば、
指針駆動手段の正の回転方向に対する駆動トルク
が指針帰零手段の負の回転方向に対する帰零トル
クに対して1.6〜2.4倍のトルクとなるよう構成す
ることにより、指針の各回転位置における駆動ト
ルクより帰零トルクの値を引いた実駆動トルクの
絶対値と帰零トルクの絶対値が略等しくなるた
め、指針が所定指示位置まで回転した状体にあつ
て、指針を正方向或いは負方向に回転させようと
するトルクは均衡してイルため、針ぶれが生ずる
ことはなく視認性を向上させることができ、また
従来必要とされた指針を零位置に戻す回路も不要
となるため駆動制御回路の構成の単純化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案になる回転数計の一実施例にお
ける正の回転方向に対するトルクと負の回転方向
に対するトルクの関係を説明するための図、第２
図はトルカの側断面図、第３図はこのトルカの磁
気回路を示す正面図、第４図はトルカのロータ軸
に設けられるエンコーダ板と発光素子及び受光素
子等との関係を示す要部斜視図、第５図は駆動制
御回路のブロツク構成図、第６図はドライブ回路
の出力を示す図である。 １……トルカ、４……ヨーク、５……ロータ
軸、６……ロータ、７……トルカコイル、９……
バランスウエイト、１０……指針、１１……ひげ
ぜんまい、１２……エンコーダ板、１７……イン
クリメンタル型エンコーダ装置、１８……駆動制
御回路、２１……周波数カウンタ、２２……比較
回路、２３……回転位置カウンタ回路、２４……
ドライブ回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 測定回転数に応じて正の回転方向に指針を回転
   せしめる指針駆動手段と、上記指針を負の回転方
   向に回転付勢する指針帰零手段とを具備してなる
   回転数計において、 上記指針駆動手段に、上記指針帰零手段の負の
   方向に対する帰零トルクに対して1.6〜2.4倍とな
   るよう正の回転方向に対する駆動トルクを発生す
   るドライブ回路を設けたことを特徴とする回転数
   計。