JPH01201167A - クロスコイル形計器の駆動装置 - Google Patents

クロスコイル形計器の駆動装置

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JPH01201167A
JPH01201167A JP2396088A JP2396088A JPH01201167A JP H01201167 A JPH01201167 A JP H01201167A JP 2396088 A JP2396088 A JP 2396088A JP 2396088 A JP2396088 A JP 2396088A JP H01201167 A JPH01201167 A JP H01201167A
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(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〕 本発明は互いに交差する1対のクロスコイルと、マグネ
ットロータとを有し、クロスコイルが発生した磁界によ
ってマグネットロータを回転させることにより、その回
転角度から所定計測量を表示するクロスコイル形計器の
駆動装置に関するものである。
〔従来の技術〕
クロスコイル形計器は一般に第1図(al、 (b)、
 tc+に示す如(構成されている。図において、互い
に交差されて配置した第1.第2のコイルL+、L2に
よりクロスコイルLが構成され、該クロスコイルLが発
生する磁界内にマグネットロータMgが回転可能に配設
される。該マグネットロータMgの中心部分には指針A
が取付けられている。なお、Bは指針AとtaivIシ
て計測量を表示する目盛板であり、例えば図示の如(車
両の速度表示目盛が付されている。
以上の構成において、第1.第2のコイルし、。
L2に電流を流すことによって、該コイルにより磁界が
それぞれ発生される。これらの磁界の合成磁界方向とマ
グネットロータMgの磁極方向とが一致するようにマグ
ネットロータMgが回転する。
前記合成磁界の方向は第1.第2のコイルしI。
L2より発生する各々の磁界をヘクトル的に合成したも
のであり、各々の磁界の大きさは各コイルL1.Lzに
流す電流値に比例する。従って、所定の計測量に応じた
電流を各コイルL+、Lzに流すことによって合成ベク
トル(合成磁界)を形成すると、その方向にマグネット
ロータMgが回転して指針Aが所定回転角まで回転し、
これによって指針Aが前記所定の計測量を表示する。
従来、コイルL+、Lzに流す電流II、12として、
例えば第5図に示すような電流が用いられている。即ち
、電流11は所定計測量に応じて変化する360°周期
の台形波であり、電流■2は電流I2に対して90°の
位相差を持つ台形波である。第6図はかかる台形波電流
によりクロスコイルLを駆動する駆動装置を示している
。同図において、第1.第2のコイルLl、L2の一端
は共通接続され、駆動回路9の出力端子C3より基準電
圧が印加される。また各コイルL、、L!の他端には駆
動回路9の出力端子C2,C3より前記台形波電流1+
、Izがそれぞれ供給される。
この構成において、第5図より所定計測量に対応する各
台形波電流1t、Izを設定し、この電流を駆動回路9
より第1.第2のコイルL、、L2に供給することによ
って、各コイルL+、Lzが生じる磁界の合成ベクトル
方向は前記計測量に対応することになる。従って、マグ
ネットロータMgが合成ベクトル方向に回転し、指針A
もそれに伴ない回転することにより計測量を表示するこ
とができる。
また、クロスコイルLに供給する電流として、計測量に
応じた角度θの正接tan θに基づく電流を用いた駆
動装置も提案されている。この駆動装置はマグネットロ
ータMgの回転範囲を1回転(0°〜360°)とし、
メモリ (ROM)中に所定計測量の値に各々対応する
マグネットロータMgの回転角度θの正接tan θを
記憶しておく。またマグネットロータMgの1回転を第
8回に示す8分円に分割し、計測量に応じて8分円のど
の象限に指針Aを位置するかを設定する。次に前記メモ
リから求めた計測量に応じた角度θのtan θにより
クロスコイルLに供給する電流を次のようにして設定す
る。即ち、第7図において、選択された8分円の1つの
象限にて計測量に対応するtanθより各電流I+、I
zを 1、=1.tanθ Iz=Io       (Io:定数)に設定する。
この各電流1t、Izを第1.第2のコイルL1.L2
に供給することにより合成ベクトルは角度θの方向とな
り、この角度θは所定計測量に対応しているので、指針
Aにより該計測量を表示することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述の従来の駆動装置において、まず前者の台形波電流
によるものでは、計測量に対するマグネットロータMg
の回転角に約1.7°の誤差を生じる。またクロスコイ
ルLによって生しる磁界の合成ベクトルの大きさはマグ
ネットロータMgの回転トルクに対応しているが、前者
の駆動装置では、該トルクはマグネットロータMgの1
回転中において均一でないため、計測量に対するマグネ
7)ロータMgの回転角の関係が非線形となる。
更に後者の正接tan θによるものにあっても、第7
図に示す如くマグネットロータMgの1回転中における
磁界の合成ベクトルの大きさI0′ (−■。、rT]
1けVl)は均一ではなく、角度θに対するマグネット
ロータMgの回転トルク特性が一定とならないため、計
測量とマグネットロータMgの回転角関係が非線形とな
る。
そこで本発明は、所定の計測量に対してマグネットロー
タの回転角が線形となり、該計測量を正確に表示できる
ようにしたクロスコイル形計器の駆動装置を提供しよう
とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上述した問題点に鑑み成されたもので、互いに
交差して配置した第1及び第2のコイルから成るクロス
コイルと、該クロスコイルに生じる磁界内に設けたマグ
ネットロータとを備え、前記クロスコイルに所定計測量
に応じた電流を流し、これによって生じる磁界によりマ
グネットロータを回転させ、その回転角度より前記所定
計測量を表示するようにしたクロスコイル形計器の駆動
装置において、前記所定計測量に応じた角度に対する正
弦(sin)データ及び余弦(cos)データをそれぞ
れ出力する正弦出力手段及び余弦出力手段と、前記各出
力手段からの正弦データ及び余弦データに応じたデユー
ティをそれぞれ有する第1及び第2の矩形波電流を前記
第1及び第2のコイルにそれぞれ供給する第1及び第2
の矩形波電流手段とを備えたものである。
〔作 用〕
上記構成において、所定計測量が正弦及び余弦出力手段
に入力されると、該各手段より前記所定計測量に応じた
角度の正弦及び余弦データを出力する。この正弦及び余
弦データを受けて第1.第2の矩形波電流手段は正弦及
び余弦データに応じたデユーティの第1及び第2の矩形
波電流をそれぞれ出力し、第1及び第2のコイルに供給
する。
マグネットロータは、この第1及び第2の矩形波電流が
各コイルに流れることによって生じる磁界の合成ベクト
ル方向に回転する。この合成ベクトルは前記所定計測量
に対応しているので、マグネットロータの回転角より所
定計測量を認識することができる。またマグネットロー
タの1回転中における合成ベクトルの大きさは一定であ
るため、回転トルクが一定となる。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第1図fa)乃至(C1における第1.第2のコイルL
I+L2に流す所定の計測量に応じた電流として、本発
明では第1.第2の矩形波電流を用い、各矩形波電流の
デユーティを、所定計測量に応じた角度の正弦データ及
び余弦データに対応して変化せしめるようにする。
即ち、第3図に示す第1.第2のコイルL、。
L2の合成ベクトル図において、指針Aの振れ角θは第
1.第2のコイルL+、Lxに各々流れる電流をIt、
Izとすると、θ= jan−’ (1+ /Tz)に
よって求まる。一方、この電流1t、12とは各々 1+=Iosin θ Iz=lacos θ   (Io :定数)である。
従って、角度θを所定計測量に応じた値に設定すること
により指針Aの振れ角θが所定計測量を表示する。しか
も前記合成ベクトルは、指針Aが1回転(0°乃至36
0°)する範囲において、 FT下弓=12T= Io   sin   +cos
   = I。
となり、全ての回転範囲でマグネットロータMgに一定
のトルクが与えられ、その合成ベクトル方向は角度θ、
即ち所定計測量に対応している。従って、マグネットロ
ータMgはこの合成ベクトル方向に回転し、指針Aは該
ベクトル方向を指針する。これによって計測量を表示す
ることができる。
第2図は本発明に係る駆動装置の実施例を示している。
図において、カウンタ回路1には、所定計測量(例えば
車両速度)に応じて周期が変化する矩形波信号とクロッ
ク回路8より出力される該矩形波信号の周期をカウント
するための基本クロックとが入力される。カウンタ回路
1より出力される前記周期に応じたデジタルデータはs
in関数発生回路2に入力される。該回路2はROMに
より構成されており、第1表に示す如く、前記デジタル
データに応じた角度θの正弦データが記憶されている。
第  1  表 即ち、第4図のように指針Aの回転範囲を0゜乃至36
0°とし、0°の位置を図示の位置に設定すると、デジ
タルデータ「0」 (情報の値が「0」のとき)に対応
する角度θをOoとし、以下デジタルデータの変化率(
第1表では「1」)を角度1°に対応させて、そのsi
n θが記憶されている。このsin θはOo ≦θ
≦90°の範囲で記憶されており、90” ≦θ≦18
0°、180”≦θ≦270’、及び270°≦θ≦3
60°の範囲では第1表の如く前記0゛≦θ≦90°の
sinθを対応させている。該sin関数発生回路2の
出力(sin θ)データはsinデユーティパルス発
生回路3に入力される。該sinデユーティパルス発生
回路3はsin関数発生回路2よりの出力データに応じ
たデユーティの矩形波信号を発生する。
更にsin関散発散発生回路2は、5in(90’ ±
θ) =cos θの関係より、デジタルデータに対応
する角度θを90°移和した角度、(90°+θ)のs
in、即ちcos θデータを出力し、該出力データを
cosデユーティパルス発生回路4に入力する。
cosデユーティパルス発生回路4ではこの出力に応じ
たデユーティの矩形波信号を発生する。各発生回路3.
4よりの矩形波信号はドライブ回路5゜6にそれぞれ入
力され、該ドライブ回路5,6から第1.第2のコイル
L1.Lxの各端子al。
a2 +  bl +  bZに第1.第2の矩形波電
流11゜I2をそれぞれ供給する。
一方カウンタ回路1の出力は方向設定回路7に入力され
、所定周期の入力矩形波信号に基づき指針Aが第4図の
4分円の中で、どの象限に位置するかを設定し、第1.
第2のコイルL+、Lzに対して各ドライブ回路5,6
より出力される第1゜第2の矩形波電流の方向を第2表
の如く設定する。
第  2  表 以上の構成において、カウンタ回路1に入力される矩形
波信号の周期を、基本クロックに基づきカウントし、該
周期に応じたデジタルデータに変換してこれを出力する
。sin関数発生回路2はこのデジタルデータに対応す
る角度θの正弦sin θデータをアクセスする。また
角度θから90”移相した(θ+90)°におけるsi
nデータ、即ちcos θデータをアクセスし、角度θ
に対する正弦sin θデータ及び余弦cos θデー
タをそれぞれ出力する。このsin θデータ及びco
s θデータを各々sin 、 cosデユーティパル
ス発生回路3,4に入力し、sin θデータ及びco
s θデータに対応するデユーティの矩形波信号を出力
し、ドライブ回路5.6に入力する。
一方、カウンタ回路1よりのデジタルデータは方向設定
回路7に入力され、デジタルデータに応じて第2表に示
すドライブ回路5,6の出力端子aI  a2 +  
bl +  bZを選択する。選択された出力端子より
第1、及び第2の矩形波電流の、第1及び第2のコイル
L+、Lzに対する電流方向が設定され、第4図の4分
円の中で指針Aが位置する象限が設定される。
以上の動作より、第1.第2のコイルL、、L2に供給
される第1.第2の矩形波電流は所定計測量に応じた角
度の正弦データ及び余弦データに対応する値となり、ク
ロスコイルL内に生じる磁界の合成ヘクトル方向は計測
量に対応する。従ってマグネットロータMgはこの合成
ベクトル方向に回転し、指針Aが合成ベクトル方向を指
示することによって、前記計測量を表示する。
尚、上記実施例において、sin関数発生回路と共にc
os関散発散発生回路け、デジタルデータに応じた角度
θのcos θデータを記憶するようにしてもよい。
また、sin関数発生回路2には、角度θが0゜≦θ≦
90°の範囲のsin θを記憶したが、第3表に示す
如く1回転(0°≦θ≦360°)のsinθを記憶し
てもよい。
第3表 このsin θのデータ設定によれば、sin θ (
cosθ)の符号に基づきドライブ回路5.6の出力端
子al乃至b2を選択してクロスコイルLの電流方向を
設定できるので、方向設定回路7は省略できる。更に、
sin関数発生回路2として、所定計測量に応じた角度
θのみ記憶し、この角度θに対するsin θをマイク
ロコンピュータにより演算するように構成してもよい。
〔効 果〕
以上の如く本発明によれば、マグネットロータの1回転
(0°〜360°)の範囲において、クロスコイルに生
じる合成ヘクトル方向が正確に所定計測量に対応し、し
かも該ベクトルの大きさはマグネットロータの任意の回
転角度に対して一定であるため、マグネットロータを回
転させるためのトルクを一定にすることができる。従っ
て、該計測量に対するマグネットロータの回転角の線形
性が向上し、計測量の表示精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図(al、 fb)、 (C)はクロスコイル形計
器を夫々示す上面図、斜視図、及びクロスコイル単体の
構成図、 第2図は本発明に係る駆動装置の実施例を示すブロック
図、 第3図、第4図は本発明の詳細な説明するための磁界の
合成ベクトル図、及びマグネットロータの回転範囲を示
す図、 第5図は従来のクロスコイルに供給する電流波形を示す
図、 第6図は第5図の電流によりクロスコイルを駆動する装
置を示す図、 第7図、第8図は他の従来のクロスコイルを駆動する手
段を説明するための磁界の合成ベクトル図、及びマグネ
ットロータの回転範囲を示す図である。 L・・・クロスコイル、Ll・・・第1のコイル、L2
・・・第2のコイル、Mg・・・マグネットロータ、A
・・・指針、1・・・カウンタ回路、2・・・sin関
数発生回路、3・・・sinデユーティ発生回路、4・
・・cosデユーティ発生回路、5.6・・・ドライブ
回路、7・・・方向設定回路。 特許出願人   矢崎総業株式会社 (G) Δ (b) (C) 第1図 第3図    第4図 ■2 第5図 第6図 第7図    第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  互いに交差して配置した第1及び第2のコイルから成
    るクロスコイルと、該クロスコイルに生じる磁界内に設
    けたマグネットロータとを備え、前記クロスコイルに所
    定計測量に応じた電流を流し、これによって生じる磁界
    によりマグネットロータを回転させ、その回転角度より
    前記所定計測量を表示するようにしたクロスコイル形計
    器の駆動装置において、 前記所定計測量に応じた角度に対する正弦(sin)デ
    ータ及び余弦(cos)データをそれぞれ出力する正弦
    出力手段及び余弦出力手段と、 前記各出力手段からの正弦データ及び余弦データに応じ
    たデューティをそれぞれ有する第1及び第2の矩形波電
    流を前記第1及び第2のコイルにそれぞれ供給する第1
    及び第2の矩形波電流手段とを備える、 ことを特徴とするクロスコイル形計器の駆動装置。
JP63023960A 1988-02-05 1988-02-05 クロスコイル形計器の駆動装置 Expired - Fee Related JPH0664088B2 (ja)

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