KR100277758B1 - 스테핑 모터형 지시계기 - Google Patents

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Abstract

포인터(50)를 제로 위치로 복귀시킬때 포인터(50)를 정지시키기 위한 제로 위치 스톱퍼(12a)와, 포인터를 최대 위치로 위치시킬때 포인터를 정지시키기 위한 최대 위치 스톱퍼(12b)가 구비된다. 점화스위치(IG)를 터언온시켰을때 마이크로 컴퓨터는 제로 시작 신호를 발생시켜 포인터는 제로 위치로부터 이동하고 최대 위치 스톱퍼와 맞물리고, 그후 제로 복귀 신호를 발생시켜 포인터가 제로 위치로 스톱퍼로 복귀한다. 포인터가 제로 위치 스톱퍼(12a)와 맞물릴때 컴퓨터는 제어신호를 발생하지 않는다.

Description

스테핑 모터형 지시계기
제1도는 스테핑 모터를 갖는 지시계기의 블럭 다이어그램.
제2도는 지시계기의 표시기 주변 부분을 예시한 투시도.
제3도는 스테핑 모터의 고정자 및 회전자를 예시하는 부분 단면 투시도.
제4도는 다이얼판을 예시하는 평면도.
제5도는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 컴퓨터의 제어단계(제로-복귀 과정 )의 흐름도.
제6도는 자체 발광 포인터를 갖는 스테핑 모터와 전면에 스모크(smoke) 유리 원도우를 갖는 지시계기의 마이크로 컴퓨터의 제로 복귀 과정의 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12a : 제로 위치측 스톱퍼 12b : 최대 위치 스톱퍼
21, 22 : 요크 50 : 포인터
60 : 제어신호 발생수단 70 : 구동수단
본 발명은 스테핑 모터를 갖는 지시계기, 특히 스테핑 모터를 갖는 차량용 속도계등의 지시계기에 관한 것이다.
종래, 자석 회전자를 한쌍의 고정자에 이동되게 설치한 2-위상 PM-형 스테핑 모터를 차량용 지시계기에 사용된다. 이 지시계기에서는 사인(SIN)파 전류 및 코사인(COS)파 전류를, 각 전류에 의해 발생된 자기장으로 구성된 자기장에 따라 자석 회전자를 회전시키기 위해 동위상으로 고정자 코일에 각기 공급됨으로써 인디케이터를 구동한다.
이 인디케이터가 출하되기까지는 지시계기의 제로 위치에 있다.
그렇지만, 지시계기가 차량에 설치하기전인 출하전에 기계적 진동 또는 충격을 가하게 되면, 자석회전자가 회전하여 인디케이터가 제로 위치로부터 크게 어긋나져 있을 때가 있다. 또한, 지시계기를 차량에 설치한 후 그러한 충격이 지시계기에 가해질지라도, 인디케이터는 제로 위치로부터 크게 어긋나져 있을 때가 있다.
상기 문제를 해결하기 위해, 일본국 특개평6-38593호는 다일어판의 제로 위치근방에 스톱퍼를 마련하여 제로위치로 복귀하는 인디케이터의 방향으로 자석 회전자를 회전시키기 위해 사인파 및 코사인파 전류를 각 고정자 코일에 공급함으로써 인디케이터를 스톱퍼와 맞물리게 하는 것을 제안한다.
그러나, 상기 공보에서 기재된 지시계기에서는 사인 및 코사인파 전류는 인디케이터를 스톱퍼에 맞물리게한 후에도 자기장을 유지하기 위해 계속 흐른다. 결과적으로 자석 회전자는 스톱퍼와 맞물려있는 인디케이터를 여전히 정지하는 반면에 고정자에 의해 발생된 자기장이 회전한다. 따라서 , 흡입력 및 반발력은 고정자 및 회전자 간에 교대로 발생되고 인디케이터가 스톱퍼를 이탈하거나 맞물리는 방법으로 진동한다. 이러한 인디케이터의 진동은 지시계기의 가시성(visibility)을 악화시키고 잡음을 발생시킨다.
본 발명은 상기 문제에 비추어서 이루어지는 것으로서, 인디케이터를 잡음없이 제로 위치로 복귀시킬때 가시성을 악화시키지 않는 간단한 스테핑 모터를 갖는 지시계기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따라, 다음 스테핑 모터형 지시계기가 사용된다. 즉, 스테핑 모터형 지시계기는, 스테핑 모터와, 상기 스테핑 모터가 회전함에 따라 이동하는 포인터와, 이 포인터가 칙대 다이얼 위치로 이동될 때, 상기 포인터를 정지시키기 위한 최대 위치 스톱퍼와, 상기 포인터를 상기 제로-다이얼 위치로부터 상기 최대 다이얼 위치로 회전시키고 그후 상기 포인터를 상기 최대-다이얼 위치로부터 상기 제로-다이얼 위치로 복귀시키기 위해 제어신호에 대응하는 제로-시작 신호를 발생시키는 제어신호 발생수단과, 상기 제로-시작 신호 및 상기 제로-복귀신호에 따라 상기 스테핑 모터를 구동시키는 구동수단을 구비한다.
제어신호 발생수단은 포인터를 제로 위치로부터 최대 다이얼 위치로 회전시키기 위해 제어신호에 대응하는 제로-시작 신호를 발생시키고, 구동수단은 제로 시작 신호에 따라 스테핑 모터를 회전시킨다. 또한, 제로 다이얼 위치로부터 포인터의 최대 흔들림각이 270 도라면, 제로-시작 신호는 현재의 위치로부터 포인터를 270 도 각도 만큼 회전시키기 위해 제어신호로 되고 그것은 제로 다이얼 위치에서 10 도 각도 만큼 위치를 벗어나도록 위치된다. 따라서, 상기 경우에, 포인터가 제로 시작 신호에 따라 최대 다이얼 위치 스톱퍼와 맞물리고, 포인터를 스톱퍼에서 이탈시키고 맞물리기를 반복하는 종래의 경우에서처럼 스톱퍼를 이탈시키고 맞물리는 것을 반복한후 포인터는 10 도 각도만큼 더 회전하기 위해 토크를 수신한다. 그러나, 시프트 각도가 적기 때문에 스톱퍼에 대한 포인터의 반복주기가 적게 되어, 잡음은 가시도의 악화없이 감소될 수 있다.
제로시작 신호의 발생후, 제어신호 발생수단은 제로복귀 신호를 발생시켜 포인터를 최대 위치로부터 제로위치로 이동시키고 구동수단은 제로복귀 신호에 따라 회전시키기 위해 스테핑 모터를 구동시킨다. 따라서, 포인터는 최대 위치로부터 제로 위치로 이동시킨다. 포인터가 제로 위치로 복귀한후, 포인터를 이동시키기 위한 제어신호가 발생되지 않고, 가시도가 악화되지 않고 잡음이 억제되기 때문에 제어신호 발생수단이 제로위치를 이탈하지 않을 것이다.
그러므로, 본 발명에 따라, 포인터가 반복해서 이탈하고, 제로시작 신호에 기인해서 최대위치로 복귀하지만, 그 작동은 짧아서 포인터를 현 위치로부터 제로위치로 이동하는 동안 가시도 및 잡음은 대체로 무시되고, 그 작동은 제로복귀 신호에 의해 발생되지 않는다. 지시계기에 전력 공급될때, 제어신호 발생수단은 제로시작 신호를 계속해서 발생시킨다. 포인터는 포인터에 전력공급될 때, 발광하는 자체 발광 포인터이고 스모크 유리 원도우는 포인터 전면에 배치된다. 자체 발광 포인터가 전력공급될 때, 발광되고 최대 위치 및 그후에 제로 위치로 이동한다. 그러므로, 양호한 감도가 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 특성뿐만아니라 본 발명의 관련된 부분의 기능은 다음의 상세한 설명 첨부된 청구범위 및 도면의 검토로부터 명백해진다. 양호한 실시예가 첨부도면을 참고로 설명한다.
제1도에서, M은 자석 회전자(40)와, 출력샤프트(41)와, A-위상 코일(24) 및 B-위상 코일(34)을 각기 갖는 고정자(20, 30)를 갖는 2-위상 PM 형스테핑 모터이다. 배터리(Ba)는 점화스위치(IG)를 통해 마이크로 컴퓨터(60)에 연결된다. 구동회로(70)는 마이크로 컴퓨터(60)에 연결되어 마이크로 컴퓨터(60)의 신호에 따라 A-위상 코일(24)에 사인파 전류를 공급하고 B-위상 코일(34)에 코사인파 전류를 공급한다.
제2도에 도시한 바와 같이, 스테핑 모터(M)는 원통 케이싱(10)을 갖고, 거기에서 한쌍의 상·하 고정자(20, 30)가 동축으로 설치된다.
고정자(20)는 U-형태를 횡단으로 형성하기 위해 배치된 환상 요크(21, 22)로 구성되고 보빈(23) 주위에 감겨진 A-위상 코일(환상 코일)이 요크(21, 22) 간에 배치된다. 티스(teeth)(21a, 22a)는 요크(21, 22)의 내부주면을 따라 교대로 형성된다. 상기 실시예에서, 티스(21a, 22a)수는 각각 12 개이다. 티스(21a, 22a)는 원주방향으로 같은 간격(15 도 각도에서)으로 형성된다.
다른 한편으로, 고정자(30)는 U-형태를 횡단면으로 형성하기 위해 배치된 한쌍의 환상요크(31, 32)로 구성되고, 보빈(33) 주위에 감겨진 B-위상코일(환상코일)이 요크(31, 32) 간에 배치된다. 티스(31a, 32a)는 요크(31, 32)의 내부주변을 따라 교대로 형성된다. 상기 실시예에서 티스(31a,32a) 수는 각기 12개이다. 티스(31a, 32a)는 같은 간격(15 도의 각도에서)에서 원주 방향으로 형성되고, 티스(21a, 22a)로부터 간격의 반(1/2)으로 이격된다.
자석 회전자(40)는 고정자(20, 30) 내부에 동축으로 배치된다. 자석 회전자(40)의 출력 샤프트(41)는 케이싱(10)의 상부벽(11) 및 바닥벽에 각기 고정된 중심베어링(도시안된)에 의해 지지된다.
복수의 자화된 영구자석은 자석회전자(40) 주위에 원주방향으로 배치된다. 상세하게는 자석 회전자(40)의 N극 및 S극의 같은 수(12개)는 같은 간격(15 도 각도)으로 원주방향에 교대로 배치된다.
인디케이터 보스 부재(51)는 제2도에 도시한 바와 같이 자석 회전자(40)의 출력 샤프트에 연결된다. 포인터(50)는 제2도에 도시했듯이 인디케이터 보스 부재(51)로부터 뻗어 있고 자석 회전자가 회전할 때 다이얼판(72)(이것은 제2도에서 생략되고, 제4도를 보시요)의 표면을 따라 이동한다.
제로-위치 로드(rod) 스톱퍼(12a) 및 최대-위치 로드 스톱퍼(12b)는 제로위치 및 다이얼판(52) 및 최대 위치 각각에서 위치되는 상부벽 위치(11)로부터 각기 뻗어있다.
마이크로 컴퓨터(60)는 제5도에 도시한 바와 같이 표시기의 제로-복귀 과정을 실행한다.
즉, 배터리(Ba)가 연결될 때, 점화스위치(IG)가 단계(100)에서 터언온 되는지를 마이크로 컴퓨터(60)가 반복해서 검사한다.
점화스위치(IG)가 터언온되어 검출될 때, 제로-시작 신호는 단계(101)에서 구동회로(70)에 공급된다. 구동회로(70)는 스테핑 모터(M)의 A-위상 코일(24) 및 B-위상 코일(34)에 제로-시작 신호에 따라 각기 사인파 전류 및 코사인파 전류를 공급하여, 자석회전자(40)가 회전하고 포인터(50)가 최대 위치를 향해 현재의 위치로부터 이동한다.
제로-시작 신호는 다이얼판(52)의 제로위치로부터 최대위치로 포인터(50)를 구동시키기 위해 제어신호에 대응하여 신호로 정의된다. 예컨대, 포인터(50)의 제로위치로부터 제4도에 도시된 최대 위치(θ) 까지의 포인터(50)의 최대 흔들림 각도가 270°이고, 점화스위치(IG)를 터언온시킨 상태에서 포인터(50)의 위치를 제로위치로부터 멀리 떨어진 각도 10° 라면, 포인터가 최대위치 스톱퍼(12b)와 맞물릴때서야 포인터는 원래 위치로부터 각도 범위 260°만큼 흔들린다. 그후, 그것이 다른 각도 10°를 이동시키려 하지만 그것은 스톱퍼(12b)에 의해 정지된다. 포인터(50)가 최대 위치 스톱퍼(12b)와 맞물리는 동안, 포인터(50)는 이탈하고 종래의 경우처럼 최대 위치 스톱퍼(12b)와 접촉한다. 제로위치로부터 포인터의 편향 또는 일탈이 제로위치에 가깝게 발생하기 때문에 상기 언급된 이동의 시간 주기가 짧아서 종래 기구보다 양호한 가시성(visibility) 및 작은 잡음이 보증될 수 있다.
제로-시작 신호를 공급한후, 마이크로 컴퓨터(60)는 제로 복귀 신호를 발생시키고 그것을 구동회로(70)(단계 102)에 보낸다. 구동회로(70)는 A-위상 코일(24) 및 B-위상 코일(34)에 각기 사인파 전류 및 코사인파 전류를 공급하여 자석 회전자(40)가 회전하고 포인터(50)는 최대 위치로부터 제로 위치를 향해 이동한다.
여기서 제로 복귀 신호는 포인터(50)를 최대 위치로부터 제로 위치로 구동하기 위한 신호이다. 그러므로, 최대 위치에 위치된 포인터(50)는 제로위치로 이동한다. 마이크로 컴퓨터(60)가 제로 복귀 신호를 발생한후 그것은 제로 복귀 과정을 종결한다. 결과적으로, 포인터(50)는 이탈하지 않고 제로-위치 스톱퍼(12a)와 반복해서 접촉함으로써 가시성의 악화와 잡음 발생을 방지한다.
그러므로, 포인터가 이탈하고 제로-시작 신호에 의해 발생된 최대 위치 스톱퍼(12b)와 접촉하지만, 시간 주기는 짧고 포인터(50)는 이탈하지 않고 제로 복귀신호에 의해 제로-위치 스톱퍼와 접촉하여 현재의 위치로부터 제로 위치까지의 포인터(50)의 복귀 과정에서 가시도 및 잡음 감소가 개선된다.
제6도는 전력원에 전력공급된 자체 발광포인터와 포인터(50) 전면의 스모크(Smoke)-유리를 구비한 스테핑 모터를 갖는 지시계기의 마이크로 프로세서(60)의 제로-복귀 과정을 도시한다.
제6도에 도시했듯이, 마이크로 컴퓨터(60)는 배터리를 연결시켰을때 점화 스위치가 단계(200)에서 반복해서 터언온되었는지를 검사한다.
점화스위치(IG)가 동작되고 검출될 때, 마이크로 컴퓨터(60)는 포인터(50)를 발광시키기 위해 제어신호를 램프회로(도시안된)에 공급하여, 포인터(50)는 전원공급을 받아서 단계(201)에서 점등한다. 그후 마이크로 컴퓨터(60)는 제로 시작 신호를 발생시킨다. 제로-시작 신호는 발광포인터(50)로 하여금 제5도에 도시된 단계(101)에서 제로-시작 신호의 경우에서 처럼 최대 위치를 향해 현재의 위치로부터 이동시킨다. 마이크로 컴퓨터(60)는 제로 복귀 신호를 발생시키고 그것을 단계(203)에서 구동회로(70)에 보낸다. 제로 복귀 신호는 발광 포인터(50)로 하여금 제5도에 도시된 단계(102)에서 제로 복귀 신호의 경우에서 처럼 제로 위치를 향해 최대 위치로 부터 이동시킨다.
가변적으로 점화스위치(IG)가 동작된후 차량문이 개방될 때, 마이크로 컴퓨터(60)는 제로-시작 신호를 발생시킬 수 있다. 상기 경우에, 조절동작은 운전자에 의해 발견되지 않는다.
그후, 마이크로 컴퓨터(60)는 단계(204)에서 다이얼판(52)을 발광시키기 위해 램프 회로(도시안된)에 제어신호를 공급한다.
그러므로, 자체 발광 포인터를 구비하는 스테핑 모터를 갖는 지시계기에 있어서, 자체 발광포인터는 전력 공급을 받아서 발광하고, 이 발광하는 상태로 우선 최대 위치로 이동하고 그후 제로 위치로 이동한다 그러므로, 양호한 감도를 갖는 지시계기를 제공될 수 있다.
본 발명의 앞선 설명에서, 본 발명은 특정한 실시예를 참고로 개시되었다. 다수의 변경 및 변화는 첨부된 특허청구의 범위의 각 항에 언급했듯이 , 본 발명의 넓은 정신 및 범위를 벗어남이 없이 본 발명의 특정한 실시예로 이루어짐이 명백하다. 따라서, 본 발명의 설명이 의미를 제한하기 보다 예시하기 위한 것이다.

Claims (4)

  1. 스테핑 모터(M)와 ; 상기 스테핑 모터가 회전함에 따라 이동하는 포인터(50)와 ; 상기 포인터가 제로 다이얼 위치로 복귀될 때, 상기 포인터를 정지시키기 위한 제로 위치 스톱퍼(12a)와 ; 상기 포인터가 최대 다이얼 위치로 이동될 때, 상기 포인터를 정지시키기 위한 최대 위치 스톱퍼(12b)와 ; 상기 포인터를 상기 제로-다이얼 위치로부터 상기 최대-다이얼 위치로 회전하기 위한 제어신호에 대응하는 제로시작 신호를 발생하고, 그후, 상기 포인터를 상기 최대-다이얼 위치로부터 상기 제로-다이얼 위치로 복귀하기 위한 제로-복귀 신호를 발생하는 제어신호 발생수단(60)과 ; 상기 제로-시작 신호 및 상기 제로-복귀 신호에 따라 상기 스테핑 모터를 구동시키는 구동수단(70)을 구비하는 것을 특징으로 하는 스테핑 모터형 지시계기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어신호 발생수단(60)이 상기 지시계기에 전력이 공급될 때, 상기 제로-시작 신호 및 상기 제로-복귀 신호를 계속해서 발생시키는 것을 특징으로 하는 스테핑 모터형 지시계기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 포인터(50) 전력이 공급될 때, 발광하는 자체발광 포인터이고 스모크 유리 원도우가 상기 포인터 전면에 배치되는 것을 특징으로 하는 스테핑 모터형 지시계기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어신호 발생수단(60)은 상기 포인터가 상기 최대 위치 스톱퍼와 맞물릴때 상기 제로-복귀 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 스테핑 모터형 지시계기.
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