JPS6385314A

JPS6385314A - 指示計器

Info

Publication number: JPS6385314A
Application number: JP22981486A
Authority: JP
Inventors: Isao Mochizuki; 望月　勇郎
Original assignee: Jeco Corp
Current assignee: Jeco Corp
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1988-04-15

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〕本発明は自動車に搭載される速度計や燃量針などの各種
電気計器として用いて好適なアナログ式の指示計器に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来よシ自動車に搭載される速度計あるいは燃量針など
の指示計器は、主に交差コイル式のものが汎用されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この種の指示計器は例えば速度計の場合、車軸
の回転数をセンサにて電気信号に変換したうえ、その電
気信号を交差コイルに加えて指針を駆動するように構成
されているので、比較的部品数が多くなムまた、計器の
薄型化、応答性の点で十分なものではカかった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、ＤＣモ
ータなどの正逆転可能なモータを用いて閉ループ制御に
よシリニアリテイの良い、しかも薄型化、低コスト化を
可能にした指示計器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〕

すなわち、本発明に係る指示計器は正逆転モータと、こ
のモータに結合された歯車機構を介してそのモータの回
転に応じて回動自在に軸支された指針からなる指示部と
、前記指針の軸に連結されて該指針の回転に対応した電
圧を発生する指針位置検出用ポテンショメータと、測定
すべき物理量を電圧として検出する測定用センサと、と
のセンサの検出電圧と前記ポテンショメータの出力電圧
を比較増幅してその差電圧を前記モータに出力する比較
増幅器とを具備するものである。

〔作用〕

したがって、本発明においては、前記比較増幅器の差電
圧に応じて正逆転モータを回転させて指針位置検出用ポ
テンショメータを駆動することにより、その差電圧が零
になるようにフィードバック制御されて、指針上の目盛
から測定量の値を読み取ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明による指示計器の一実施例を示す回路構
成図、第２図はその指示機構部の概略構造図である。こ
れらの図において、１は正逆転可能なりＣモータ、２は
このモータ１に直結されたウオームギヤ、３はこのウオ
ームギヤ２に係合された歯車であシ、この歯車３の軸４
には指針５が直結されるとともに、その回転に対応した
電圧を発生する指針位置検出用ポテンショメータ６の可
動軸が直結されている。これによ、９、ＤＣモータ１が
回転すると、その回転に応じて指針５は時計または反時
計方向に回転し、ポテンショメータＢも同軸にて回転す
るものとなっている。なお、指針５上には所定の目盛板
（図示せず）が設置されている。

また、１は前記ポテンショメータ６の出力電圧とセンサ
用ポテンショメータ８の検出電圧とを比較増幅しその差
電圧をＤＣモータ１に出力する比較増幅器としてのオペ
アンプ、９および１０はそのオペアンプ７の利得決定用
抵抗、１１は基準電圧用オペアンプ、１２．１３は基準
電圧設定用抵抗であシ、その電源の電圧をＶＤＤとする
と、このオペアンプ１１からは、緬ｖＤＤの電圧が中点
電位としてＤＣモータ１に加えられている。なお、１４
゜１５は前記ポテンショメータ６の出力電圧を比較用オ
ペアンプ７の同相入力範囲内に抑えるための抵抗であシ
、また、センサ用ポテンショメータ８は、測定すべき燃
量や水量などの物理量をその変位に応じた電圧として検
出するものとなっている。

しかして、今、センナ用ポテンショメータ８からＶｓの
電圧が得られたとすると、比較用オペアンプ７の出力側
には、指針位置検出用ポテンショメータ６の出力電圧ｖ
ｍとの差の利得（α）倍の電圧Ｖｏ　、すなわちＶｏ　＝＝　α（ｖｓ　　ｖｍ）が出力され、この電圧ｖＯがＤＣモータ１に加えられる
。すると、とのモータ１は、その差電圧Ｖｏによる電流
の流れる向きに応じた方向に回転し、ウオームギヤ２．
歯車３を経てポテンショメータ６を駆動せしめる。これ
Ｋよシ、該ポテンショメータ６の出力電圧Ｖｍがセンサ
用ポテンショメータ８の検出電圧ＶＳに近づく方向に変
化してゆき、それと同電圧つまシ比較用オペアンプ７の
差電圧ｖＯが零になった時点で、モータ１が停止すると
同時に、指針５も停止する。これによって、指針５上の
目盛からセンナ用ポテンシシー岡の検出電圧に応じた測
定値を読み取るととができる。

このように１上記実施列によると、ＤＣモータ１を用い
、とのモータ１に結合されたウオームギヤ２、歯車３を
介して指針５を回動自在に軸支するとともに１該指針５
の軸にその位置検出用ポテンショメータ６を連結し、と
のポテンショメータ６の出力電圧とセンナ用ポテンショ
メータ８の検出電圧とを比較用アンプγで比較増幅する
。そして、との差電圧に応じてＤＣモータ１を回転させ
て前記ポテンショメータ６を５駆動して、前記アンプ７
の差電圧が零になるように駆動系をフィードバック制御
することにより、従来の交差コイル式のものに比べて、
測定精度の高い、かつ応答性（レスポンス）の良い指示
計器が得られる。また、ＤＣモータやポテンショメータ
、アンプなどの回路部品の小型、低コスト化にょシ指示
計器の薄型化、低廉化がはかれる。さらに、計器の１７
　＝ヤリティは指針位置検出用ポテンショメータ６とセ
ンナ用ポテンショミータ８で決まるので、その特性合せ
のみを行なえばよく、設計の容易さと相俟ってリニアリ
ティの良い計器が実現できる。しかも、指針位置検出用
ポテンショメータ６とセンナ用ポテンショメータ８の電
源として同一の電源（バッテリ）を用いるととくよシ、
その電圧変動による指示差も皆無とな〕、また特別な電
源も不要になるなどの利点を奏する。

第３図は本発明の他の実施例を示す回路構成図でらシ、
この実施例が第１図のものと異なる点は、第１図の場合
比較用アンプ７を同相増幅回路として構成したのに対し
、反転増幅回路として構成したことである。ここで、１
６は利得決定用抵抗である。この実施例においても、比
較用アンプ７の使用法が異なるのみで、その動作ならび
に作用効果は上記実施例と同様である。

第４図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、上述
した第１図、第３図の実施例では、ＤＣモータ１に貫性
があったシ、歯車３にバックラッシュ等があると、ＤＣ
モータ１はすぐに停止せず所定の位置を通過してしまう
ため、指示位置にて発振状態となシ、針振れを起こすこ
とになる。この欠点を除去するために、指示位置近くに
不感帯を作シ、針振れを抑えたのが第４図に示す回路で
ある。すなわち、この実施例の回路は、比較用オペアン
プ７の一方の入力端のに指針位置検出用ポテンショメー
タ６の出力電圧とセンサ用ポテンショメータ８の検出電
圧とを加えた電圧を入力とし、他方の入力端ｅとその出
力端間に抵抗１７を挿入するとともに、該入力端ｅと基
準電圧用オペアンプ１１の出力端との間に抵抗１８を挿
入して、所定のヒステリシス幅をもつシュミット回路１
９を構成し、これら抵抗１７．１８によＦ）ＤＣモータ
１に少しの駆動電圧を付与することにより、比較用オペ
アンプＴの動作を安定にしてＤＣモータ１の貫性や歯車
３のバックラッシュなどによる針撮れを防止したもので
ある。この時、ＤＣモータ１には少しの電圧が加わシ続
けるが、該モータは起動電圧以下のため動作せず、誤差
となって表れる。

また、この回路ではＤＣモータ１の停止角度（３相モー
タの場合１２０　単位でしか止まらない）分の誤差を吸
収できるが、この分権示差になる不具合がある。

第５図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、上記
ＤＣモータ１の停止角度分の誤差をも吸収させるために
、周波数にして５０〜１００Ｈｚの交流信号を発生する
オペアンプ２０と抵抗２１〜２３およびコンデンサ２４
からなる発振器２５を設け、この発振器２５の交流信号
を結合用コンデンサ２６を介して比較用オペアンプ７に
加えることによシ、その交流出力によｊ５Ｄｃモータ１
を常に発振状態にさせるようにしたものである。この実
施例によると、ＤＣモータ１は発振状態になるが、この
振動は歯車３のバックラッシュに吸収され、実際（見か
け上）には針摂れとならずに、正確な位置を指示するこ
とができる。なお、図中。

同一符号は同一または相当部分を示している。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものでは
なく、幾多の変形が行なえる。例えば第６図に示すよう
に、指針位置検出用ポテンショメータ６側に抵抗２７〜
２９からなる指針振れ角拡大回路３０を付加することに
より、センサ用ポテンショメータ８の出力の微小範囲を
拡大できるので、容易に振れ角の調整が可能となる。ま
た、センサの信号つまシ測定信号は比較用オペアンプＴ
に直接加えることなく、スピードメータやタコメータ等
のように、信号が交流信号の場合は周波数・電圧変換器
を経て加えれば可能となる。

また、指針位置検出用ポテンショメータ６は、ＶＲ等の
接触形素子に限らず、第７図に示すように、発光ダイオ
ード３１と、この発光ダイオード３１よ）の光３２を通
過可能なスリット３３を有する回転体３４と、この回転
体３４を通過してくる光３２を、抵抗体３５と電極３６
間に介在されたＣｄ８等の光導電体３Ｔによシミ気信号
に変換する光電（ＯＰＤ）センサ３８から構成される装
置あるいは磁気式等の非接触形のものを用いてもよい。

さらに、計器のりニアリティはセンナ用ポテンショメー
タと・指針位置検出用ポテンショメータで決まるので、
その特性合せのみを行なえばよく、例えばへカーブのＶ
Ｒを指針位置検出用に用いれば、測定用センナにサーミ
スタ（補償用直列抵抗を含む）を用いてリニアリティー
の良い温度計を得ることもできる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の指示計器によれば、ＤＣモータな
どの正逆転可能な七−夕を用いてそのモータによシ指針
を駆動する系を閉ループ制御することにより、従来の交
差コイル式のものに比べて、少ない回路部品で、精度の
高いかっ応速の早い計器が得られるとともに、計器の薄
型化、低廉化がはかれる。したがって、特に車載用の燃
量計や水温計、ブースト計、速度計などの各種計器に適
用して実用上の効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による指示計器の一実施例を示す回路構
成図、第２図はその指示機構部の概略構造図、第３図な
いし第５図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す第１図
相当の回路構成図、第６図は上記実施例の回路に指針振
れ角拡大回路を付加した一例を示す要部回路図、第７図
（耐および（ｂ）は上記実施例の指針位置検出用ポテン
ショメータの変形例を示す光電式ポテンショメータの模
式図およびその光電センサ部の断面図である。１・・・−ＤＣモータ、２・・・・ウオームギヤ、３・
嗜・−歯車、４１１・・・軸、５＠・・−指針、６・・
・・指針位置侵出用ポテンショメータ、７・・鳴・比較
用アンプ（比較増幅器）、８・・・・センサ用ポテンシ
ョメータ、１１・嗜・・基準電圧用オペアンプ、１９・
Φ・Φシュミット回路、２５・・・・発振器。

Claims

【特許請求の範囲】

正逆転モータと、このモータに結合された歯車機構を介
してそのモータの回転に応じて回動自在に軸支された指
針からなる指示部と、前記指針の軸に連結されて該指針
の回転に対応した電圧を発生する指針位置検出用ポテン
ショメータと、測定すべき物理量を電圧として検出する
測定用センサと、このセンサの検出電圧と前記ポテンシ
ョメータの出力電圧を比較増幅しその差電圧を前記モー
タに出力する比較増幅器とを具備し、この比較増幅器の
差電圧に応じて前記モータを回転させて前記ポテンショ
メータを駆動して、その差電圧が零になるようにフィー
ドバック制御することにより、前記指針上の目盛から測
定値を読み取るようにしたことを特徴とする指示計器。