JPS6197525A

JPS6197525A - 自動平衡記録計

Info

Publication number: JPS6197525A
Application number: JP22011984A
Authority: JP
Inventors: Shiyuichi Nakagawa; 中川　脩一; Toshio Kimura; 木村　敏雄
Original assignee: Yokogawa Hokushin Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1984-10-19
Filing date: 1984-10-19
Publication date: 1986-05-16
Also published as: JPH0582527B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】、　　［産業上の利用分野］本発明は、自動平衡記録計に関するものであり、詳しく
は、サーボユニットの構成に関するものである。

［従来の技術〕自動平衡記録計は、各種の測定信号のアナログ記録に広
く用いられている。

第７図は、従来の自動平衡記録計におけるサーボユニッ
トの一例を示す構成説明図である。第７図において、１
は記録紙２が格納されたチャートカセットであり、図示
しない本体シャーシに着脱可能に取り付けられるもので
ある。３はペン４が着脱自在に取り付けられるペンキャ
リッジであり、記録紙２の移動方向と直交する方向に移
動可　　□能なように案内軸５に嵌め合わされている。

６はペンキャリッジ３を案内軸５に沿って往復方向に移
動させる繰り糸であり、サーボモータ７により往復駆動
される。８はペンキャリッジ３の位置を帰還するポテン
ショメータである。これらサーボモータ７およびポテン
ショメータ８はリード線９．１０およびコネクタ１１．
１２を介してマザーボード１３に接続されている。マザ
ーボード１３には、サーボアンプボード１４．プリアン
プボード１５が接続されている。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、このような従来の構成によれば、複数のリード
線およびコネクタを用いているために、高密度実装が困
難であり、接触不良や断線などの故障要因が多くなると
いう欠点がある。また、このようなサーボユニットを用
いて多ペン記録計を実現するためには各ペン系統毎に第
８図に示すサーボユニットを設けなければならず、相当
の容積スペースが必要になり、小形化は困難である。ま
た、サーボユニット数の増加に応じて組立工数も増える
ことになり、コストが高くなる。また、サーボユニット
を組み込むフレームの共通化を図るために、最大数のサ
ーボユニットが組み込めるフレームが用いられてはいる
ものの、後日サーボユニットを増設するためには相当の
改造を要することになり、サーボユニットの増設は事実
上不可能である。また、保守点検にあたっては、サーボ
ユニットを構成する各部品を個別に点検しなければなら
ないことから保守性が悪く、フレームに組み込む前段階
でのサーボユニットとしての動作チェックやサーボユニ
ット単位での交換なども困難である。

本発明は、このような点に着目してなされたものであっ
て、その目的は、サーボユニットの小形化を図り、サー
ボユニットにおけるリード線やコネクタを減らして実装
密度を高めるとともに信頼性も高め、サーボユニットの
増減や交換が簡単に行える低コストで保守性の優れた自
動平衡記録計を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］このような目的を達成する本発明は、ペンキャリッジお
よびペンキャリッジを測定信号の大きさに応じて記録紙
の移動方向と直交する方向に移動させる自動平衡機構を
共通のプリント配線板に組み込みサーボユニットとして
一体化したことを特徴とする。

［実施例］以下、図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明で用いるサーボユニットの一実施例の
要部を示す構成説明図である。第１図において、１６は
所定の形状に打ち抜き折り曲げられたブラケットであり
、プリント配線板１７の一端に取り付けられている。こ
のブラケット１６の両端１８ａ、１６ｂは同一方向に１
字形に折り曲げられて案内軸１８およびプリント配線板
１７にハンダ付けされ磁歪ポテンショメーター９を構成
する磁歪線１９ａの各端部がそれぞれ取り付けられると
ともに、折り曲げ辺１６ａ、１６ｂの一部はさらに内側
に向かって１字形に折り曲げられてそれぞれに繰り糸２
０を巻き掛けるガイドプーリ　２１．２２が取り付けら
れている。

なお、折り曲げ辺１６ａ、１６ｂのガイドプーリ２１，
２２が取り付けられる近傍には、サーボユニットとして
記録計の本体フレームに取り付ける時の位置決め用のＵ
字形の溝１６ｃ、１６ｄ　　（１６ｃは図示せず）が設
けられている。また、折り曲げ辺１６ｂにはプリント配
線板１７にハンダ付けされ磁歪ポテンショメータ１９を
構成する発信コイル１９ｂが取り付けられている。２３
はガイドプーリ　２１．２２および駆動プーリ２４に巻
き掛けられた練り糸２０により往復移動力が加えられる
ペンキャリッジであって、案内軸１Ｂに沿って移動可能
なように一端の一部がブラケット１６の一部に係合され
、中央部分には案内軸１８が挿通され、他端は内側に磁
歪ポテンショメータ１９を構成する受信コイル（図示せ
ず）が磁歪線１９ａに対向するようにして取り付けられ
るように形成されている。なお、受信コイルはフレキシ
ブルプリント配線板２５を介してプリント配線板１１に
接続されている′。また、ペンキャリッジ２３にはペン
ホルダ２６が回動自在に取り付けられ、ペンホルダ２６
にはペン２７が着脱自在に取り付けられている。なお、
プリント配線板１１には、駆動プーリ２４を駆動するモ
ータ（第１図ではモータの磁気回路を構成するヨーク板
２８のみを図示している）が組み込まれるとともに、モ
ータ駆動回路２９．測定信号を増幅するプリアンプ３０
．ポテンショメータ１９の位置離遠信号およびプリアン
プ３０の出力信号に基づいて偏差信号を出力するサーボ
アンプ３１などが設けられていて、サーボユニットとし
て一体化されている。

第２図は、第１図における駆動プーリ２４を駆動するモ
ータの具体例を示す構成説明図であり、第１図と同一部
分には同一符号を付けている。第２図において、プリン
ト配線板１７の一方の面にはシャーシを兼ねたヨーク板
２８が取り付けられるとともに、駆動プーリ２４や中間
ギヤ３２．３３が取り付けられている。３４はプリント
配線板１７Ｉ３よびヨーク板２８に貫通固着されたボス
であり、ヨーク板２８から突出した一端には駆動プーリ
２４の軸受部が形成され、他端にはモータを構成するロ
ータ軸３５の軸受３Ｇの取付部が形成され、ヨーク板２
８から突出した中間部には〇−タ軸３５の一端に取り付
けられている出力ギヤ３７をギヤ３２と噛み合わせるた
めの窓部が形成されている。ロータ軸３５の他端には円
周方向に沿って配列された複数の磁石３８を有するロー
タ３９が取り付けられている。また、プリント配線板１
７には、ボスの円周方向に沿って複数のコイル４０を嵌
め込むための複数の取付穴４１および２個のホール素子
４２．４３　（４３は図示せず）を９０″″の電気角に
なるようにして取り付けるための２個の取付穴４４．４
５　（４４は図示せず）が設けられるとともに、ヨーク
板２８をヒートシンクとしてモータ駆動回路を構成する
半導体集積回路を取り付けるための複数の取付穴が設け
られているが図示しない。

４６はロータ３９の保護カバーである。このように構成
することにより、駆動プーリ２４から保護カバー４６ま
での高さを低くすることができるとともに減速機構を含
む所要面積を小さくすることができ、モータ駆動回路も
含めて組み込みに必要な容積スペースを小さくすること
ができる。従って、このようなモータを用いることによ
り、サーボユニット全体を薄くすることができるととも
に小形化が図れる。

第３図は、このように構成されるサーボユニットのブロ
ック図であり、第１図と拘一部分には同一符号を付けて
いる。第３図において、Ｍはモータ、１９ｃはポテンシ
ョメータ制御回路であり、２点鎖線で囲まれた部分がサ
ーボユニットとしてプリント配線板１７に組み込まれて
一体化されている。

このような構成において、ペンキャリッジ２３は１、サ
ーボアンプ３１．モータＭ、ポテンショメータ１９より
なる自動平衡機構を介してプリアンプ３０に加えられる
測定信号の大きさに応じて記録紙４７の送り方向と直交
する方向に移動され、記録紙４７に測定信号の大きさを
アナログ記録する。

このような構成によれば、構成部品をプリント配線板１
１に直接ハンダ付けしているので、実装密度を高めると
ともに小形化が図れ、製造工数も削減でき、従来のよう
なリード線やコネクタによる不具合も防止できて信頼性
を高めることができる。

また、サーボユニット単体で動作を確認することができ
、保守点検調整作業も簡単に行える。

第４図はこのようなサーボユニットが組み込まれて一体
化された３枚のプリント配線板１７Ａ〜１１Ｃを積層配
置して３チヤンネルの測定信号の大きさをアナログ記録
するように構成された３ペン自動平衡記録計の側面図で
あり、第５図は内器をケースから引き出して測定条件の
設定を行う状態を示す斜視図である。これら図面におい
て、円筒形のプラテン４８の上部には各サーボユニット
Ａ−Ｃに設けられているペン２７Ａ〜２７Ｇの記録位置
がプラテン４８に巻き付けられた記録紙４１の送り方向
に沿うようにして、３枚のプリント配線板１７Ａ〜１７
Ｃが積層配置されている。なお、これらプリント配線板
１７Ａ〜１７Ｃの取付位置は、本体フレームの両側面に
設けられている突起体（例えば４９Ａ〜４９Ｃ）に各サ
ーボユニットＡ〜Ｃのブラケット１６Ａ〜１６Ｇに設け
られている位置決め用のＵ字形の溝（例えば１６ｃ　Ａ
〜１６ｃＣ）をそれぞれ嵌め合わせることにより規制さ
れる。５０はチャートカセットであって、未記録の記録
紙４７ａを格納する部分５０ａと記録済みの記録紙４７
ｂを格納する部分５０ｂとが一体化されたものであり、
サーボユニットの下部に配置されている。５１はプラテ
ン４８から送り出される記録済みの記録紙４７ｂを所定
の格納部５０ｂに案内する押え部材であり、端部が所定
の間隙を保ってプラテン４Ｂに対向するように配置され
ている。５２はバーグラフ表示器およびアナログ表示器
が設けられた表示ユニットである。この表示ユニット５
２は、内器をケース５３に収容した通常の動作状態では
各ベン２７Ａ〜２７Ｃの前面に記録紙４７の幅方向に沿
い、内器をケース５３から引き出して測定条件を設定す
る第５図の状態では操作キーボード５４が設けられてい
る側面とほぼ平行な位置まで回動できるようにして取り
付けられている。これにより、測定条件の設定にあたっ
ては、表示ユニット５２と操作キーボード５４はほぼ同
一面を形成することになり、測定条件の設定作業を能率
良く行うことができる。５５はドアである。なお、各ユ
ニットＡ−Ｃへの測定信号および電源の供給にあたって
は、マザーボード構造にしてもよいし、リード線を用い
てもよい。

このような記録計で用いるサーボユニットＡ〜Ｃは完全
な互換性を有するものであって一種類のサーボユニット
を複数用意すればより、量産効果によるコスト低減も図
れる。また、本体フレームへの組み込みにあたっては所
定の位置に挿入するだけでよく、従来のようなペン数に
応じた製造工数の変化はなく、製造工程の単純化が図れ
る。

なお、上記実施例では、モータを他の構成部品と共通の
１枚のプリント配線板、に組み込む例を示したが、１枚
のプリント配線板からモータを組み込む部分を切り抜い
て別途モータを組み込んだ後切り抜いた部分に嵌め合わ
せて配線部分をハンダ付けするようにしてもよい。この
ように構成することにより、モータ部分のみでの組立調
整が行え、交換も簡単に行うことができる。

また、多ペン記録計の場合、マイクロプロセッサを用い
てペンの時間軸の位相差を補償する機能などを負荷する
こともできる。第６図は、このような記録計で用いるサ
ーボユニットの一例を示すブロック図であり、第３図と
同一部分には同一符号を付けている。第６図において、
プリアンプ３０のアナログ出力信号はＡ／Ｄ変挽回路５
６でデジタル信号に変換された後バス５７を介してマイ
クロプロセッサ５８に加えられて所定の演算処理が施さ
れ、演算処理されたデジタル信号はバス５７を介してＤ
／Ａ変換回路５９に加えられアナログ信号に変換される
。これにより、サーボユニットはＤ／Ａ変換回路５９か
ら出力されるアナログ信号に従って自動平行動作を行う
ことになり、例えば時間軸の補正演算を施すことによっ
て時間軸の位相差のないアナログ記録を得ることができ
る。

また、ポテンショメータとして磁歪線を用いる例を示し
たが、例えば導電性プラスチックのような他のポテンシ
ョメータであってもよい。

また、磁歪ポテンショメータを用いる場合には、ペンキ
ャリッジに発信コイルおよび出カドランスを設けるとと
もに磁歪線に検出コイルを設け、磁歪線の両端間に給電
することによりワイヤレスポテンショメータを構成でき
、第１図に示ずようなフレキシブルプリント配線板は不
要になる。

また、ペンキャリッジの駆動機構として例えばボールス
クリューを用いてもよく、この場合には繰り先爪を省略
できる。

また、モータとして、外径の小さな円筒形のものを用い
るようにしてもよい。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、サーボユニット
の小形化が図れ、サーボユニットにおけるリードやコネ
クタを減らすことにより実装密度を高めるとともに信頼
性も高めることができ、さらにサーボユニットの増減や
交換が簡単に行える低コストで保守性の優れた自動平衡
記録計が実現でき、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いるサーボユニットの一実施例の要
部を示す構成説明図、第２図は第１図における駆動プー
リ２４を駆動するモータの具体例を示す構成説明図、第
３図は第１図のサーボユニットのブロック図、第４図は
第１図のサーボユニットが組み込まれた３ベン自動平衡
記録計の側面図、第５図は内器をケースから引き出して
測定条件の設定を行う状態を示す斜視図、第６図は他の
サーボユニットのブロック図、第７図は従来の自動平衡
記録計の一例を示す構成説明図である。１６・・・ブラケット、１１・・・プリント配板、１Ｂ
・・・案内軸、１９・・・磁歪ポテンショメータ、２０
・・・繰り糸２１゜２２・・・ガイドプーリ、２３・・
・ペンキャリッジ、２４・・・駆動プーリ、２５・・・
フレキシブルプリント配板、２６・・・ペンホルダ、２
７・・・ペン、２８・・・ヨーク板、２９・・・モータ
駆動回路、３０・・・プリアンプ、３１・・・サーボア
ンプ、４７・・・記録紙、４Ｂ・・・プラテン、４９・
・・突起体、５０・・・チャートカセット、５１・・・
押え部材、５２・・・表示ユニット、５３・・・ケース
、５４・・・操作キーボード、５５・・・ドア、Ａ−Ｇ
・・・サーボユニット。第６図革７図

Claims

【特許請求の範囲】

ペンキャリッジおよびペンキャリッジを測定信号の大き
さに応じて記録紙の移動方向と直交する方向に移動させ
る自動平衡機構を共通のプリント配線板に組み込みサー
ボユニットとして一体化したことを特徴とする自動平衡
記録計。