JPH09502534A - コントロールされない指針運動の強度の低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ステッピングモータ（１４）により回転駆動され機械的ストッパ（１１）に当接する指針（１０）が、前記ステッピングモータ（１４）をスイッチオフする際のコントロールされない指針運動の強度の低減方法を提案する。本発明の方法では、前記ステッピングモータ（１４）の磁界の磁界強度を低減するか、又は、スイッチオフの前に所定平衡調整回転角（Δφ）だけ前記指針（１０）を前記ストッパ（１１）から離れ運動させるか、又は、スイッチオフの後に少なくとも１度だけ所定スイッチオフ時間間隔（ｔ_a1，ｔ_a2，ｔ_a3）の後に所定スイッチオン時間間隔（ｔ_e1，ｔ_e2，ｔ_e3）にわたり前記ステッピングモータ（１４）を再びスイッチオンする。

Description

【発明の詳細な説明】 コントロールされない指針運動の強度の低減方法 技術分野 本発明は、ステッピングモータによりステッピングモータの回転子を介して回 転駆動され機械的ストッパに当接する指針が、ステッピングモータをスイッチオ フする際に行うコントロールされない指針運動の強度の低減方法に関する。 従来技術 Ｋｌａｕｓ Ｍａｙｅｒ著の論文”ステッピングモータとそのステップ持続時 間”（Ｆｅｉｗｅｒｋｔｅｃｈｎｉｋ ＆ Ｍｅｓｓｔｅｃｈｎｉｋ誌 ９９（ １９９１） ７−８，３２７〜３３２頁）から公知のステッピングモータは、モ ータ軸に取付けられている永久磁石形回転子を有し、この回転子は、２つのコイ ル装置の回転磁界の中で回転する。回転子の軸に指針を取付けると、ステッピン グモータを制御することにより、所定回転角を設定でき、この回転角を指針によ り目盛盤を介して表示することが可能である。このような装置は、例えば回転数 、速度及びその他の自動車固有の情報のために自動車搭載組合せ計器の中に設け ることが可能である。この場合通常、目盛の下端にストッパピンを、指針のため のストッパとして設け、と りわけ、ステッピングモータをスイッチオンした直後に指針をこのストッパに向 かって動かして、これにより、ステッピングモータの回転子のための定められて いる初期位置を得る。現在まで通常使用されているステッピングモータの場合、 しばしば次のような問題が発生する、すなわち、指針とステッピングモータとか ら成る機構、なお、指針と回転子との間に変速伝動装置が配置されていることも あるこの機構は、機械的に緊張されている、何故ならば機械的構成要素は、回転 子トルクによりストッパに押しつけられると弾性変形されるからである。このよ うな変形の原因はとりわけ、指針の弾性と、変速伝動装置の機械的遊びとにある 。指針がストッパに当接した後にステッピングモータをスイッチオフするとしば しば、この機構の緊張が瞬間的に消滅し、これにより指針がストッパから飛び離 れることがある。指針がストッパからコントロールされないで飛び離れると表示 誤差が発生することがある。更に、多くの場合に運転者は、指針が突然にストッ パから飛び離れると不快に感ずる。 発明の利点 ステッピングモータをスイッチオフする前に、指針がストッパから飛び離れる ことを低減する措置、例えばステッピングモータの回転子に作用するステッピン グモータの磁界の磁界強度をより小さい値に低減するか、又は、指針をスイッチ オフの前に所定平衡調整回 転角だけストッパから離れ運動させるか、又は、スイッチオフの後にステッピン グモータ１回だけ所定スイッチオフ時間間隔の後に所定スイッチオン時間間隔に わたりステッピングモータを再びスイッチオンする措置を実施する本発明の方法 の利点は、前述のようなコントロールされない指針運動の強度を低減することに ある。この場合、強度とは、指針が機械的ストッパから飛び離れる際の指針の予 測される回転角のことである。これにより得られる利点は、ステッピングモータ により駆動される指針がスイッチオフの後でも、正確に定められている位置に位 置し、これにより表示の精度及びひいては読取り精度が改善されることにある。 更に、読取る人間が指針運動に対して抱く主観的な感じが改善される。 磁界強度を低減することにより得られる別の利点は、制御コイルの磁界強度を 低減することにより、コントロールされない指針運動の強度の低減が、特に簡単 にかつ小さいコストで実現できることにある。 指針離れ運動の利点は、指針のストッパから制御された回転運動により、回転 子の自由回転の回転角が最小のステップ角度より大きくはならず、これにより、 回転子ひいては指針の回転特性が非常に静かであることにある。 スイッチオフの後に再びスイッチオンすることの利点は、スイッチオン及びス イッチオフを交互に行う方 式から、ステッピングモータの非常に簡単な制御が得られ、この制御により、指 針トルクに追従する回転子を、コントロールして捕捉でき、これにより、コント ロールされない指針運動の強度を低減できることにある。 請求項２以降に記載の措置により、請求項１に記載の方法の有利な実施例を形 成することが可能である。 制御コイルの磁界の磁界強度を連続的に低減することにより、回転子特性が非 常に一様になり、ひいては、指針に作用するトルクが非常に一様に低減される、 何故ならば回転子は、この方法が実施されている間にわたりジャーク状の衝撃的 動揺無しに動くからである。 磁界強度を、不連続的段階でより小さい値に低減すると特に有利である、何故 ならば、個々に到達する磁界強度値を不連続化することにより、ステッピングモ ータのコイルの制御が簡単化されるからである。 磁界強度を、ステッピングモータの機械的時定数の持続時間に比してより緩慢 に低減すると、ステッピングモータの回転子は、回転子トルクが丁度指針トルク を下回る時点と、制御コイルの磁界が回転する回転子を再び安定位置に強制的に 置く時点との間に、完全に１回転より短い角度距離しか回転しない、すなわち回 転子は、完全に１回転を行う前に制御コイルの磁界により再び捕捉される。これ により、回転子の最大の回 転速度が制限され、これにより指針が可及的最小にしか加速されない。これによ り、指針がストッパから離れる程度は最小化される。 ステッピングモータの制御卷線の制御電圧を低下することにより磁界強度を低 減することにより、磁界強度低減方法を、特に簡単かつ小コストで実現できる。 制御卷線に前置接続されているパルス幅変調器のパルス幅を低減することも簡 単である、何故ならばパルス幅変調器の制御は、ディジタル信号によっても行う ことができ、更に、何故ならばパルス幅変調器がステッピングモータから空間的 に分離されている場合、パルス幅変調器は通常、ステッピングモータに比してよ り小さいコストで、この方法を実施する装置を設けることができるからである。 制御電圧を低下することを小さいコストでかつ簡単に実現できる特に有利な方 法は、制御卷線に前置接続されているインピーダンス回路の少なくとも１つの制 御可能なインピーダンスの素子値を変化することにある。 ステッピングモータに前置接続されているステッピングモータ駆動回路の供給 電圧を低下することにより得られる利点は、供給電圧を低下するために設けられ ている回路を直接に、空間的に大部分の場合により好適に配置されているステッ ピングモータ駆動回路に取付けることができることにある。更に、供給電圧を低 減する装置は、ステッピングモータ駆動回路自体の回路を変更せずに行うことが できるか、又は、ステッピングモータ駆動回路の動作に影響すること無しに行う ことができるか、又は、ステッピングモータに前置接続されている別のモジュー ル例えばパルス幅変調器等の動作に影響すること無しに行うことができる。 メモリ媒体から平衡調整回転角を読出すことにより得られる利点は、異なるス テッピングモータに対して、及び、指針、伝動装置等の異なる機械的弾性に対し て、及び、弾性に影響する異なる環境条件に対して、それぞれ最適な平衡調整回 転角を、メモリ媒体のメモリ内容を簡単に変更することにより設定できることに ある。 指針がストッパから回転運動して離れる際の回転速度をより小さく選択すると 、読取る人間にとって主観的に快適な指針特性が得られる、何故ならば緩慢な指 針運動は、急速な指針運動に比してより目立たないからである。 平衡調整回転角にわたり回転運動が行われる間に磁界強度を低減すると、機械 的に緊張されているこの機構を完全に緊張解除するために必要な平衡調整回転角 を低減でき、これによりスイッチオフプロセスが短縮する。指針がストッパから 離れる時間と、ステッピングモータをスイッチオフする時間との間に制御コイル の磁界の磁界強度を低減すると、コントロールされな い指針運動の強度を低減することが、平衡調整回転角を過剰に小さく選択した場 合に可能となり、有利である。 スイッチオフ時間間隔を長くすると得られる利点は、回転子運動のための時間 を長くとれることにある、何故ならば指針回転速度とひいては回転子回転速度と が、緊張解除されたこの機構では指針トルクが低減されることに起因して減少す るからである、なお、前述のように回転子運動のための時間を長くとれると有利 である理由は、これにより、スイッチオフ時間間隔を長くとれ、回転子が、回転 速度が低減されたにもかかわらず、このスイッチオフ時間間隔の中で少なくとも １／２の回転子回転だけ指針トルクの方向に回転運動し、回転子が、再びスイッ チオンされると安定位置に強制的に置かれ、この安定位置では小さい指針トルク しか発生しないことにある。 最短のスイッチオフ時間間隔を、ステッピングモータの回転子が完全に１回転 だけ更に回転運動する際の可及的最短時間間隔より短く選択し、最長のスイッチ オフ時間間隔を、ステッピングモータの回転子が完全に１回転だけ更に回転運動 する際の可及的最長時間間隔より短く選択することにより得られる利点は、回転 子がスイッチオフ時間間隔の間に、１回転子回転より短い角度距離しか回転運動 せず、これにより、その際に発生する最大の回転子回転速度が制限されることに ある。 更に、スイッチオン時間間隔と先行のスイッチオフ時間間隔との和を、ステッ ピングモータの回転子がこの時間間隔の中で完全に１回転だけ更に回転運動する 際の時間間隔より長く選択すると有利であることが分かった、何故ならばこれに より回転子は、スイッチオフ時間間隔の間の回転運動の後、スイッチオン時間間 隔の間に強く制動され、この制動の強さの程度は、次の回転運動も回転子の慣性 トルクを丁度克服できる程度であり、これにより回転子の最大回転速度も低減さ れることにある。 図面 図１は、指針を有するステッピングモータの横断面図である。 図２は、スイッチオフの前に連続的に低減される制御電圧の一般的経過を示す 線図である。 図３は、複数回のスイッチオン動作及びスイッチオフ動作を有する回転角の一 般的経過を示す線図である。 図４は、スイッチオフの前に平衡調整回転角だけ回転運動される回転角の一般 的経過を示す線図である。 図５は、ステッピングモータのための制御回路のブロック回路図である。 図６は、制御コイルを制御するためのインピーダンス回路の概念図である。 図７は、複数回のスイッチオン動作及びスイッチオフ動作を有する制御電圧の 経過の１つの例の線図である。 図８は、図７に示されている制御電圧の経過に対する回転角の経過の線図であ る。 図９は、図７に示されている制御電圧の経過に対する指針トルク及び回転子ト ルクの安定位置を示す線図である。 図１０は平衡調整回転角だけ回転子が回転運動する際の制御コイルの磁界の磁 界方向の経過の１例の線図である。 図１１は、制御コイルの磁界の磁界方向の図１０に示されている経過に対する 回転角の経過の線図である。 図１２は、制御コイルの磁界の磁界方向の図１０に示されている経過に対する 回転子トルクの経過の線図である。 図１３は、制御コイルの磁界の磁界方向の図１０に示されている経過に対する 指針トルクの経過の線図である。 図１４は、制御電圧が連続的に低減される際の指針トルク及び回転子トルクの 安定位置及び準不安定位置の１つの例の線図である。 図１５は、指針トルク及び回転子トルクの図１４に示されている安定位置及び 準不安定位置に対する制御 電圧及び指針トルクの経過の線図である。 図１６は、指針トルク及び回転子トルクの図１４に示されている安定位置及び 準不安定位置に対する回転角の経過の線図である。 実施形態の説明 次に本発明を実施の形態に基づいて図を用いて詳細に説明する。 図１はステッピングモータ１４の構成を示す。ステッピングモータ１４は４つ のコイル鉄心１３を有し、コイル鉄心１３は第１の円周上に、互いにそれぞれ９ ０°ずらされて配置されている。コイル鉄心１３はそれぞれ１つの制御コイル１ ５を有する。制御コイル１５の端部は、それぞれ対を成して互いに対向して位置 し、互いに面している端面に、それぞれ１つの凹状の湾曲部を有し、４つのコイ ル鉄心１３の凹状湾曲部は、第１の円周に同心の別の１つの円周の一部を形成す る。これらの２つの円周の中心点には、ほぼ直方体の回転子１２が、この中心点 に位置しこの回転子１２の対称軸線と対称軸線とが交差する交点を中心に回転可 能に支承され、この回転子１２の端部は、凸状の湾曲部を有し、これらの凸状湾 曲部の円周も、この中心点に同心に位置し、これらの凸状湾曲部の半径は、コイ ル鉄心１３の凹状湾曲部の半径にほぼ等しい。回転子１２は、永久磁石により形 成され、１つのＳ極と１つのＮ極とを有する。Ｓ極とＮ極との間の境界線は、回 転子１２の最短の対称軸線に沿って走行し、従ってＳ極は回転子１２の一端に位 置し、Ｎ極は回転子１２の他端に位置する。回転子１２の回転軸線が中心軸線で あり回転子１２と回転不能に接続されている軸２０には指針１０が取付けられて いる。指針１０は、時計の針の回転方向とは逆の回転方向に回転すると、機械的 ストッパ１１に衝突する。２つの互いに対向して位置する制御コイル１５には第 １の制御電圧Ｕ₁が印加可能であり、第２の一対の互いに対向して位置する制御 コイル１５には第２の制御電圧Ｕ₂が印加可能である。コイル鉄心１３はそれぞ れ参照記号ａ，ｂ，ｃ，ｄにより示されている。 制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂を、それぞれ１つ又は２つの対の互いに対向して位置する制 御コイル１５に印加することにより、他方の円周の中の領域内に磁界を発生でき 、この磁界は回転子１２にトルクを与え、これにより回転子１２を回転運動させ 、この回転運動は、制御コイル１５の磁界の磁界方向が回転子１２の磁界方向に 平行になり、回転子１２のＮ極が制御コイル１５の磁界のＳ極の前に位置すると 終了する、ただしこの場合、その他の力が回転子１２に作用しないことを前提と する。 参照記号ａ，ｂ，ｃ，ｄは、ステッピングモータ１４の動作の説明を容易にし 、コントロールされない指針運動の低減方法を説明するのを容易にする方向指示 記号として用いられる。次の用語が使用される。制御コイル１５の磁界の磁界方 向が方向ａを有するのは、制御コイル１５における制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅値が 、制御コイル１５の磁界のＳ極が記号ａにより示されているコイル鉄心１３の前 に位置するように設定されている場合である、すなわち、制御コイル１５におけ る制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅値が、回転子１２のＮ極が記号ａにより示されている コイル鉄心１３の前で１つの安定位置に動いて到達するように設定されている場 合である、ただし、このように安定位置に動いて到達するのは、制御コイル１５ の磁界の力以外、何等の力も回転子１２に作用しないことを前提とする。この場 合、回転子１２が位置ａに位置するのは、回転子１２のＮ極がコイル鉄心１３の 前に位置する場合であり、コイル鉄心１３は記号ａにより示されている。この場 合、回転子１２の位置は次の場合に”安定位置”と呼ぶ、すなわち、回転子１２ の位置が、制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅値が不変に設定されている場合にもはや時間 と共に変化せず、回転子１２が、この位置から僅かにずれても自動的に再びこの 位置に戻る場合である。これに対して回転子１２が”準不安定位置”に位置する 場合とは、制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅値が不変に設定されている場合にはこの位置 は時間と共に変化しないが、しかし、回転子１２が、この位置から僅かにずれる と更にこの位置から離れるように動く場合である。 回転子１２が”不安定位置”に位置する場合とは、回転子１２が、この位置では 回転子１２に作用するすべてのトルクが非平衡状態にあるのでこの位置に留まら ず、時間と共に別の位置に動く場合である。制御コイル１５の磁界が回転子１２ に作用するトルクは、”回転子トルクＭ₁₂”と呼ばれる。 図１には、回転子１２に制御コイル１５の磁界がトルクを生じさせ、このトル クは回転子１２を時計の針の回転方向とは逆の回転方向に動かすように作用する 場合が示されている。しかし、機械的ストッパ１１により回転子１２の回転運動 は阻止される。機械的ストッパ１１は指針１０にトルクを生じさせ、このトルク は”指針トルクＭ₁₀”と呼ばれる。制御コイルＵ₁，Ｕ₂が、制御コイル１５の磁 界の磁界方向が方向ｂとなって現れるように印加されると、回転子１２のＮ極は 、記号ｂを有するコイル鉄心１３の真正面には回転して到達せず、位置ｂから差 角度だけ離れている安定位置に留まる。差角度はとりわけ、指針１０と軸２０と 機械的ストッパ１１の弾性に依存する。回転子１２の安定位置の特徴は、指針１ ０に機械的ストッパ１１により作用される指針力Ｆ_Zeigの大きさが、制御コイル １５の磁界によるトルクにより回転子１２に作用され軸２０を介して指針１０に 働く回転子力Ｆ_Rotの大きさに等しいことにる。制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂がそのまま維 持されると、回転子１２はこの位置に留まる。 この位置は安定位置であり、この安定位置では、平衡状態にあるこれらの２つの トルクが可及的最大値を有し、この可及的最大値では平衡状態が可能であり、” 安定終位置”と呼ばれる。制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂はスイッチオフされると、回転子力 Ｆ_Rotが突然減少し、これにより指針力Ｆ_Zeigが瞬時に消滅し、これにより指針 １０が、時計の針の回転方向とは反対の回転方向に回転してストッパ１１から離 れる。 通常、回転子１２と指針１０との間に伝動装置が接続され、この伝動装置は変 速比を有し、この変速比では指針１０は、回転子１２が動く角度の数分の１しか 動かない。このような伝動装置の場合にも大部分の場合、主に使用ピニオンの弾 性と伝動装置の遊びとにより発生する弾性が存在する。このような伝動装置によ り回転子１２が、指針１０がストッパに衝突する時点と、安定終位置への到達時 点との間で数回回転する。安定終位置に到達すると、通常ステッピングモータ１ ４の制御が変化され、制御コイル１５の磁界がもはや回転せず、制御コイル１５ の磁界が１つの角度位置に固定保持される。この段階で回転子１２は１つの安定 位置に留まるが、しかしこの安定位置は、安定終位置と必ずしも同一でなくとも よい。これに続いてステッピングモータ１４をスイッチオフしなければならない 、すなわち、制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂を低減して零にしなければならない。この段階で 本発明が用いられる。すな わち、ステッピングモータ１４をスイッチオフする際、瞬間的なスイッチオフの 際に高い確率で発生するコントロールされない指針運動の強度を低減するか、又 は、更にはこのような指針運動を完全に回避することを目指す。制御電圧Ｕ₁， Ｕ₂を瞬間的にスイッチオフする代りに別の１つの方法を用いる、すなわち、こ の方法により、回転子力Ｆ_Rotとひいては指針力Ｆ_Zeigとを、瞬間的なスイッチ オフの場合に比してより緩慢に低減する。その際、回転子１２は制限された速度 で動き、従って指針が機械的ストッパ１１から目立って飛び離れることは、最小 に低減される。この方法は、原理的に３つの種類があり、これらの方法を以下に 順次に説明する。 すべての方法に共通な点は回転子１２が、回転子力Ｆ_rotを緩慢に低減するた めに時計の針の回転方向と同一の回転方向で回転することにある。この場合、図 ２〜１６に示されている線図の共通の基礎となる前提は、ステッピングモータ１ ５の中に例えば中間伝動装置に起因して弾性が存在し、この弾性は充分に大きく 、弾性が充分に大きいとは回転子１２が、指針１０が機械的ストッパ１１に衝突 した時点の後で複数回にわたり自身を中心に時計の針の回転方向とは反対の回転 方向で回転し、この回転は指針１０が安定終位置に到達すると終了することを意 味することにある。従って逆に、回転子１２も複数回回転しないと、指針力Ｆ_Zeig は完全に無くならない。 図２には、第１の方法のための制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の経過が示されている。これ ら２つの制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅は双方とも、正弦曲線に沿って変化する。制御 電圧Ｕ₁の位相は制御電圧Ｕ₂に対して９０°だけずれている。これにより回転子 １２の回転は、時計の針の回転方向とは逆の回転方向で行われる。回転子１２は 通常マイクロステップ作動で作動される、すなわち、正弦曲線は不連続的な段階 で近似され、１つの段階は１つのマイクロステップに相当する。指針１０が任意 の時点で機械的ストッパ１１に衝突すると、回転子１２は更に回転し、この回転 は、安定終位置に到達し、制御コイル１５の磁界により回転子１２ひいては指針 １０に作用する回転子トルクＭ₁₀が、機械的ストッパ１１により指針１０に作用 する指針トルクＭ₁₂に等しくなると終了する。回転子１２はこの位置に留まり、 制御コイル１５の磁界の磁界方向はなおも、時計の針の回転方向とは反対の回転 方向に回転する。回転子１２はこの磁界の回転運動にはもはや追従しない。回転 子トルクＭ₁₂は、回転子１２の磁界の磁界方向と、制御コイル１５の磁界の磁界 方向との間の差角度に依存するので、回転子１２は、安定終位置を中心に変動す る往復運動を行う。ステッピングモータ１４をこの状況でスイッチオフする場合 、まず初めに制御コイル１５の磁界の回転運動が停止され、この停止は 、制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂が時間的に一定に保持されることにより実現される。これに より回転子トルクＭ₁₂はもはや変化せず、回転子１２の往復運動は減衰しひいて は消滅する。回転子１２は動いて安定位置に到達し、この安定位置ではトルクは 平衡状態にある。この段階でのステッピングモータ１４の状態は、３つの異なる 方法のための出発点として利用される。第１の方法の特徴は次の経過にある。す なわち、第１の開始時点ｔ０から制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅値は連続的に低減され る。その際、これら２つの制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の位相の相互間関係はもはや変化さ れない。制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅を低減することにより回転子トルクＭ１２が低 減され、これにより指針１０が、回転子トルクＭ₁₀に追従して時計の針の回転方 向とは反対の回転方向に回転する。これにより指針トルクＭ₁₀も減少する。この ようにしてこれら２つのトルクが低減される。ステッピングモータの瞬間的なス イッチオフの際のコントロールされない指針運動の強度は、この時点での指針力 Ｆ_Zeigと、ひいては指針トルクＭ₁₀とに依存するので、このコントロールされな い指針運動の期待している強度も減少する。従って、ステッピングモータ１４の スイッチオフを行う時点を、制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂が低下してより小さい振幅値に到 達した後にすると、コントロールされない指針運動の程度が減少する。制御電圧 Ｕ₁，Ｕ₂の振幅を大幅に低下すると特に有利で ある。これにより終了時点ｔ₁では制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂は双方とも値零に低下する 。とりわけ、制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂を連続的に低下して値零にすることが可能な場合 、コントロールされない指針運動はもはや全く発生しない。この第１の方法に関 する詳細は、図１４〜１６に基づいて説明する。 指針力Ｆ_Zeigを低減する第２の方法として、図３に示されているように開始時 点ｔ₀から双方の制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂を第１のスイッチオフ時間間隔ｔ_a1にわたり スイッチオフし、次いで第１のスイッチオン時間間隔ｔ_e1にわたり再びスイッチ オンする。次いで複数のこのようなプロセスが続き、これらのプロセスはそれぞ れ、第２のスイッチオフ時間間隔ｔ_a2、第２のスイッチオン時間間隔ｔ_e2、第３ のスイッチオフ時間間隔ｔ_a3及び第３のスイッチオン時間間隔ｔ_e3と続く。第３ のスイッチオン時間間隔ｔ_e3の後、終了時点ｔ₁に到達し、ステッピングモータ １４はもはやスイッチオンされない。スイッチオフ時間間隔ｔ_a1，ｔ_a2，ｔ_a3の 間に回転子１２は、回転子１２の安定位置から指針力Ｆ_Zeigの方向に動き、スイ ッチオン時間間隔ｔ_e1，ｔ_e2，ｔ_e3の間に再び、再びスイッチオンされたステッ ピングモータ１４の制御コイル１５の磁界により、より小さい回転子トルクＭ₁₂ を有する安定位置に捕捉され、この安定位置で安定化される。このようにして回 転子が１回転する毎に回転子トルクＭ_{1 0} がある所定値だけ減少し、ひいては指針力Ｆ_Zeigもある所定値だけ減少する。 回転子の回転はこの方法により時間的に制御されて終わる。従ってこの場合も、 指針トルクＭ₁₀がステップ状に減少することにより、期待するコントロールされ ない指針運動の強度が低減される。この方法に関する詳細は、図７〜９に基づい て説明する。 第３の方法のための回転角経過が図４に示されている。回転子１２の回転角φ は、回転子１２が時計の針の回転方向とは反対の回転方向に回転運動すると減少 する。回転子１２が、増加する指針トルクＭ₁₀により制動されて停止し、安定終 位置に強制的に達すると直ちに、最小回転角φ_minに到達する。第３の方法では 、ステッピングモータ１４がスイッチオフされる前に回転子１２が開始時点ｔ₀ から、制御コイル１５を制御することにより回転方向を反転されて平衡調整回転 角Δφだけ時計の針の回転方向に動かされ、これにより同様に指針力Ｆ_Zeigも低 減される。回転子１２のこの回転運動も、突然のスイッチオフの際の回転運動と 異なりコントロールされて行われる。平衡調整回転角Δφに到達するとステッピ ングモータ１４は、終了時点ｔ₁でスイッチオフされる。回転子１２はスイッチ オフの前に平衡調整回転角Δφだけ動かされたので、終了時点ｔ₁では、低減さ れた指針力Ｆ_Zeigしか回転子１２に作用せず、これにより、指針１０が機械 的ストッパ１１からコントロールされないで飛び離れる際の飛び離れる強度は低 減される。最適な場合、平衡調整回転角Δφは丁度、指針運動Ｍ₁₀が低減されて 値零に到達するように選択される。この方法に関する詳細は、図１０〜１３に基 づいて説明する。 図５に示されている装置は、ステッピングモータ１４を制御するために用いら れる装置であり、これにより本発明の方法を実施する。測定抵抗Ｒ_Mを有する測 定器４は、ステッピングモータ駆動回路３に前置接続されている。ステッピング モータ駆動回路３の出力側は駆動回路電圧Ｕ_1s，Ｕ_2sを出力し、駆動回路電圧Ｕ_1s ，Ｕ_2sはパルス幅変調器２に供給される。パルス幅変調器２の出力側でありパ ルス幅変調された電圧Ｕ_1p，Ｕ_2pを出力する出力側と、ステッピングモータ１４ の入力側との間にはインピーダンス回路１６が配置され、インピーダンス回路１ ６の出力側は制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂を出力する。ステッピングモータ駆動回路３は更 に２つの入力側端子を有し、これらの入力側端子には供給電圧Ｕ_Aが入力され、 供給電圧Ｕ_Aは供給電圧源５により発生される。更にスイッチオフ装置１８が設 けられ、スイッチオン装置１８はメモリ媒体１９及び経過制御装置１７を有する 。スイッチＳは経過制御装置１７に接続され、経過制御装置１７は４つの出力側 を有し、これらの出力側のうちの第１の出力側は、インピーダンス回路１６に接 続され、第２の出力側 は、パルス幅変調器２に接続され、第３の出力側は供給電圧源に接続され、第４ の出力側はステッピングモータ駆動回路３に接続されている。メモリ媒体１９は 経過制御装置１７に接続されている。 測定器４は測定抵抗Ｒ_Mを介して、例えば温度又は回転数ＲＰＭを測定するた めに用いられ、更に例えば求められた測定値を、ステッピングモータ１４で調整 する回転角φに変換するために用いられる。調整する回転角φの値は測定器４か らステッピングモータ駆動回路３に伝達され、ステッピングモータ駆動回路３は 、調整する回転角φの値を、駆動回路電圧Ｕ_1s，Ｕ_2sの２つの相応する値に変換 する。パルス幅変調器２は、このパルス幅変調器２に供給される駆動回路電圧Ｕ_1s ，Ｕ_2sの値を、相応するパルス幅変調された制御電圧Ｕ_1p，Ｕ_2pに変換する。 これらのパルス幅変調された制御電圧Ｕ_1p，Ｕ_2pは、図６に関連して後に詳述す るインピーダンス回路１６を介してステッピングモータ１４に供給され、ステッ ピングモータ１４では、制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の到来電圧値は制御コイル１５に供給 され、これにより、回転子１２と一緒に軸２０に取付けられている指針１０を回 転させる。本発明では、スイッチＳが作動され、次いで経過制御装置１７が始動 され、次いで３つの前述の方法のうちの１つ又は複数の方法が、ステッピングモ ータ１４がスイッチオフされる前に実行される。第１の方法によりステ ッピングモータ１４の磁界強度を低減する方法は、スイッチオフ装置１８とイン ピーダンス回路１６との間の接続を介して、インピーダンス回路１６の中に存在 するインピーダンスのインピーダンス値を変化でき、この変化を行うことにより 制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅を減じることにある。同様に本発明では、経過制御装置 １７が、パルス幅変調器２の中のパルス幅変調された制御電圧Ｕ_1p，Ｕ_2pのパル ス幅を減じるように制御する。更に本発明では、ステッピングモータ１４の中の 制御コイル１５の磁界の磁界強度を減じることができ、この減じる方法は、ステ ッピングモータ駆動回路３の供給電圧Ｕ_Aを低下することにある。３つすべての 作用形態、すなわちインピーダンス回路１６への作用形態、パルス幅変調器２へ の作用形態、及びステッピングモータ駆動回路３への作用形態は次のように制御 する、すなわち、制御コイル１５の磁界の磁界強度が連続的に又は不連続的段階 でより低い値に減じられるように制御する。同様に、３つすべての作用形態は、 第２の方法において複数のスイッチオフ動作及びスイッチオン動作を実現するよ うに制御することも可能である。経過制御装置１７の第４の出力側導線は直接に ステッピングモータ駆動回路３につながり、これにより第３の方法で経過制御装 置１７が回転角φを制御するようにできる。まず初めに経過制御装置１７はメモ リ媒体１９から、平衡調整回転角Δφのための値を 取出し、次いでこの値をステッピングモータ駆動回路３に供給し、次いでこのス テッピングモータ駆動回路３が、ステッピングモータ１４の回転子１２が平衡調 整回転角Δφだけ機械的ストッパ１１から離れるように回転運動するように制御 する。この場合、スイッチＳの作動は開始時点ｔ₀で行われ、スイッチオフ動作 の終了は経過制御装置１７により終了時点ｔ₁で行われる。経過制御装置１７は 次のように構成されると特に有利である、すなわち、スイッチオフ過程が、緊張 された部材の弾性に影響する可変の環境量例えば温度、湿度等へ整合されるよう に行われると特に有利である。これを実現するためには勿論、環境量の当該のパ ラメータ値が測定装置から経過制御装置１７に供給されなければならない。 図６には、インピーダンス回路１６のための１つの実施例が示されている。こ の場合、分圧器抵抗Ｒ₁と可変抵抗Ｒ_Vとから成る分圧器が、インピーダンス回路 １６の入力側に並列に接続され、この入力側には制御電圧Ｕ_1pが印加されている 。分圧器抵抗Ｒ₁に並列に制御コイル１５が接続され、制御コイル１５はコイル 鉄心１３に巻かれている。これら２つの抵抗Ｒ₁，Ｒ_Vはインピーダンス回路１６ を形成している。 可変抵抗Ｒ_Vの抵抗値を変化することにより、分圧器抵抗Ｒ₁で降下する電圧、 すなわち制御コイル１５のための制御電圧Ｕ₁を形成する電圧を変化できる。 従って経過制御装置１７によるスイッチオフプロセスは、可変抵抗Ｒ_Vの抵抗値 を変化することにより、制御電圧Ｕ₁の振幅値が変化するように行う。 図７には、第３の方法のための制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の電圧経過が示されている。 この電圧経過に従って回転子１２の回転角φも変化し、その際の回転角φの経過 が図８に示され、指針１０及び回転子１２のトルクＭ₁₀，Ｍ₁₂に基づいて安定位 置を示す線図が図９に示されている。第３の方法の動作を、図７，８及び９に基 づいて関連して説明する。回転子１２が開始時点ｔ₀の前に安定位置にあり、こ の安定位置は、回転子１２のＮ極を位置ａと位置ｂとの間に定めることを前提と する。この場合更に、制御コイル１５に次のように電流が流されることを前提と している、すなわち、制御コイル１５の磁界が回転子１２のＮ極を位置ｂに回転 するように電流を流すことを前提としている。この磁界方向ｂは、この第３の方 法では一定のままである。図９には線ζが示され、この線ζは、指針トルクＭ₁₀ の理想的経過を、回転角φを横軸にして表す。回転子トルクＭ₁₂の経過は線ωに より表されている。回転子１２が開始時点ｔ₀の前に位置する安定位置は、参照 記号Ａ₁により示されている。位置ａと位置ｂとの間の安定静止状態では指針１ ０の指針トルクＭ₁₀の大きさは、回転子１２の回転子トルクＭ₁₂の大きさに正確 に等しい。開始時点ｔ₀で制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂は スイッチオフされる。これに続いて指針トルクＭ₁₀は、ステッピングモータ１４ の制御コイル１５の磁界がスイッチオフされたことに起因して、指針１０を時計 の針の回転方向に回転して位置ａへ向かって回転する。この場合、指針１０は順 次に位置ａ，ｄ，ｃ及びｂを越えて動く。指針１０が位置ａを越える時点と、指 針１０が位置ｂを越える時点との間に制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂は再びスイッチオンされ る。これに続いて、ステッピングモータ１４の中にステッピングモータ１４の中 の制御コイル１５により再び発生される磁界は、回転子１２の回転運動を捕捉し 、ひいては指針１０の回転運動を捕捉し、回転子１２を第１の捕捉時点ｔ_x1で１ つの新安定位置に強制的に置き、この新安定位置も位置ａと位置ｂとの間に位置 する。指針トルクＭ₁₀は、回転子１２のこの回転動作の間にわたり低減されるの で、新安定位置Ａ₂は位置ｂにより近い位置に位置する。回転子１２が新安定位 置Ａ₂に制御コイル１５の磁界により捕捉されて置かれた後、制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂ が再びスイッチオフされる。これに続いて回転子１２が再び回転を開始し、位置 ａ，ｄ，ｃ及びｂを越え、第３の安定位置Ａ₃に到達する。回転子１２は第２の 捕捉時点ｔ_x2で第３の安定位置Ａ₃に捕捉されて置かれる、何故ならば制御コイ ル１５の磁界は、制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂が再びスイッチオンされることにより適切な 時間に、回転子１２が位置ｂを越える時点の 前にスイッチオンされたからである。再び指針トルクＭ₁₀は回転子１２がこの回 転動作を行うことにより低減され、これにより第３の安定位置Ａ₃は再び位置ｂ により近い位置に位置する。回転子１２の回転速度は、時計の針の回転方向での 回転運動の都度に指針トルクＭ₁₀が減少することに起因して減少する。これは図 ８から分かる、すなわち、安定位置Ａ₁，Ａ₂及びＡ₃の間の急峻側縁の急峻度が 、時間ｔの経過につれてかつ回転角φが小さくなるにつれて減少することから分 かる。制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂を再びスイッチオフすると、回転子１２が再び回転運動 を開始し、回転子１２は安定位置Ａ₃から出発して順次に位置ａ，ｄ及びｃを越 える。位置ｃを越えると、指針トルクＭ₁₀は値零に低下する、すなわち、この段 階で指針１０は指針力Ｆ_Zeig無しに機械的ストッパ１１に当接している。回転子 １２がこの第１の零トルク時点ｔ_x3で位置する不安定位置は参照記号Ｅにより示 されている。しかしステッピングモータ１４はまだスイッチオンされているので 、回転子トルクＭ₁₂は依然として、位置Ｅと位置ｂとの間の差角度に起因して回 転子１２に作用する。従って回転子１２には、不安定位置Ｅに到達した時点以後 は回転子トルクＭ₁₂のみしか作用しなくなる。この回転子トルクＭ₁₂により回転 子１２が不安定位置Ｅから出発して回転して安定位置Ｆに到達し、この安定位置 Ｆは安定位置ｂに一致する。安定位置Ｆでは トルクがもはや回転子１２に作用しないので、回転子１２は安定位置ｂに留まる 。回転子１２が位置ｂに第２の零トルク時点ｔ_x4で到達すると、次いで制御電圧 Ｕ₁，Ｕ₂は終了時点ｔ₁で最終的にスイッチオフされる。制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂を更 にスイッチオン又はスイッチオフしても、何等の効果も無く、指針１０はその位 置に留まったままである。従って指針トルクＭ₁₀が段階的に低減され、回転子１ ２は最大で１度に１回転だけ回転できる。指針１０が回転子１２に変速伝動装置 を介して接続されている場合、回転子１２が最大に回転すると、すなわち１回転 すると、指針１０はそれに相応して僅か回転運動を行う。この場合、機械的スト ッパ１１から障害となるような指針１０の飛び離れが発生しない。 スイッチオン時間間隔ｔ_e1，ｔ_e2，ｔ_e3とスイッチオフ時間間隔ｔ_a1，ｔ_a2， ｔ_a3の長さを選択する際に大きさを定めるための基準として次の点を指摘してお く。回転子１２の回転速度は指針トルクＭ₁₀が減少すると共に同様に減少するの で、順次に続くスイッチオフ時間間隔ｔ_a1，ｔ_a2，ｔ_a3は増加するように選択さ れなければならない。回転子１２は、スイッチオフ時間間隔ｔ_a1，ｔ_a2，ｔ_a3の 間にほぼ１回転を行うために、スイッチオフ時間間隔ｔ_a1，ｔ_a2，t_a3の間に少 なくとも位置ａを越えて回転しなければならない、何故ならばこれにより回転子 １２は、再び スイッチオンされても回転子１２の前の安定位置に戻されることが無くなるから である。一方、スイッチオフ時間間隔ｔ_a1，ｔ_a2，ｔ_a3を次の程度に短く選択し なければならない、すなわち次の程度とは、制御コイル１５の磁界が、順次のス イッチオン時間間隔ｔ_e1，ｔ_e2，ｔ_e3の間に次のように適切な時間に再び形成さ れる程度のことである、すなわち適切な時間とは、回転する回転子１２が次の安 定位置で制御コイル１５の磁界により捕捉され、完全な１回転より僅かに小さな 回転子回転区間を回転した後に位置するこの安定位置で制御コイル１５の磁界に より捕捉され、この安定位置に強制的に置かれるようにする時間のことである。 スイッチオン時間間隔ｔ_e1，ｔ_e2，ｔ_e3は、回転する回転子１２がこの安定位置 で充分に制動される程度に大きく選択しなければならない。これにより、回転子 １２が丁度終了した回転から、次の回転のためのエネルギを連行しないことが達 成され、これが達成されることは好適である、何故ならばこれが達成されない場 合、回転の間に到達する回転子１２の速度が増加するからである。本発明では、 ステッピングモータ１４がスイッチオフされる際の最大の回転子速度は、理想的 な場合には指針１０が機械的ストッパ１１から飛び離れない程度に小さい値に制 限される。従って、図７〜９に示されている例ではスイッチオン時間間隔ｔ_e1， ｔ_e2，ｔ_e3は、回転子１２が位置ａに到達 した時点の後に開始し、回転子１２が位置Ａ₃に到達した後に終了しなければな らない。 図１０には第２の方法のためのステッピングモータ１４の中の制御コイル１５ の磁界の方向の時間経過が示されている。図１１は、図示されている曲線βに基 づいて回転子１２の回転角φの相応する経過を示す。更に図１２は回転子トルク Ｍ₁₂のおおよその経過を示し、図１３は指針トルクＭ₁₀のおおよその経過を示す 。図１０〜１３を基礎にして第２の方法を次に詳細に説明する。 この場合にも出発点として、回転子１２のＮ極が開始時点ｔ₀の前に位置ａと 位置ｂとの間の安定位置Ａ₁に位置することを前提とする。制御コイル１５の磁 界は、まず初めに磁界方向ｂを有する。開始時点ｔ₀以後は制御コイル１５の磁 界の磁界方向は切換えられ、従って制御コイル１５の磁界の新磁界方向は位置ａ に向いている。これはフルステップ作動に相当する、なおフルステップ作動はこ の方法の過程の説明をわかりやすくするために用いる。しかしこの方法はマイク ロステップ作動にも適する。制御コイル１５の磁界の磁界方向が切換わることに より、回転子トルクＭ₁₂の正負の符号も反転し、これにより回転子２が時計の針 の回転方向で回転する。その際に回転子１２は位置ａを越えて第２の安定位置Ａ₁₁ に到達する。その際に回転子トルクＭ₁₂は再び、一定のままの位置にある、 すなわち指針トルクＭ₁₀に等しい値にある。その際に回転子１２の回転速度は、 第１の方法及び第３の方法の場合のようには急激に増加しない、何故ならばこの 場合には回転子は１／４回転を行う前に再び制動されて停止するからである。こ れを実現するために制御コイル１５の磁界の磁界方向の回転周波数は、目盛盤上 の測定値を指示するため回転子１２の従来の回転作動の場合に比してより小さく 選択されている。これに続いて制御コイル１５の磁界の磁界方向が更に切換えら れて位置ｄに向き、従って回転子１２が再び時計の針の回転方向に回転する。そ の際に指針トルクＭ₁₀は再び、より小さい値に減少し、指針トルクＭ₁₀と回転子 トルクＭ₁₂とが等しくなり、これにより再び第３の安定位置Ａ₁₂が得られる。更 に磁界方向の変化が、位置ｃ及び位置ｂを介して発生する。その際に回転子１２ は、別の安定位置Ａ₁₃及びＡ₁₄を越えて動く。指針トルクＭ₁₀が零点を越えると 直ちに、回転子トルクＭ₁₂しか作用しなくなり、この回転子トルクＭ₁₂は制御コ イル１５の磁界により回転子１２に生じ、この回転子トルクＭ₁₂は回転子１２を 、制御コイル１５により丁度定められた磁界方向に動かす。回転子１２が、最後 に有効な磁界方向に回転した瞬間に回転子トルクＭ₁₂も値零に低下し、従って何 等のトルクももはや回転子１２に作用しない。従って回転子１２は最後の安定位 置Ａ₁₅に留まる。従ってこの場合にも指針トルク Ｍ₁₀は最大値からステップ状に低減され、この低減は、回転子１２が平衡調整回 転角Δφだけ時計の針の回転方向に回転して機械的ストッパ１１から遠ざかって 動かされることにより実現された。従ってこの場合にも、指針１０が機械的スト ッパ１１から飛び離れることは、指針トルクＭ₁₀を調整して低減することにより 防止される。これにより、ステッピングモータ１４をスイッチオフする際に予測 されるコントロールされない指針運動の強度は低減される。理想的な場合、回転 子１２が時計の針の回転方向に回転される際の回転角度は丁度、指針トルクＭ₁₀ が零となる大きさである。このようにすると、ステッピングモータ１４をスイッ チオフする際、コントロールされない指針運動が発生しない。 本発明では第２の方法を第１の方法又は第３の方法と組合せて利用することも 可能であり、このような利用方法は、平衡調整回転角Δφだけ回転することに加 えて、制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅が低減されるか、又は、交互にスイッチオン動作 とスイッチオフ動作とが行われる。これによりスイッチオフ動作を付加的に短縮 できる。 図１４には第１の方法の指針トルクＭ₁₀の経過が線ζを用いて示され、回転子 トルクＭ₁₂の経過が線γ₁，γ₂，γ₃及びγ₄が示されている。図１５には制御電 圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅の対応する経過が示され、指針 トルクＭ₁₀のおおよその経過が示されている。図１６は回転子１２の回転角φの 対応する経過が示されている。図１４，１５及び１６を用いて第１の方法の経過 を説明する。 この場合も出発位置として、回転子１２は位置ａと位置ｂとの間の安定位置Ａ₁ に留まっていると仮定する。制御コイル１５の磁界の磁界方向は、全方法にお いて位置ｂに向いている。開始時点ｔ₀で制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅はランプ状に 連続的に低下する。これにより制御コイル１５の磁界は連続的に弱まり、これに より回転子１２は指針運動Ｍ₁₀に追従して時計の針の回転方向に動く。その際に 更に指針トルクＭ₁₀が減じる。安定位置Ａ₁から位置ａまでの運動が図１４に示 されている。制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅が低減され、この低減の程度は回転子トル クＭ₁₂が、初期の曲線γ₁の経過から曲線γ₂の経過へ変化する程度である。その 際に指針トルクＭ₁₂は線ζに沿って安定位置Ａ₁から準不安定位置Ｄ₁へ移動する 。準不安定位置Ｄ₁に到達すると直ちに次の状態となる、すなわち、制御コイル １５の磁界の磁界強度を更に低減する都度、回転子１２に作用する回転子トルク Ｍ₁₂が減少される状態となる。これに応じて回転子１２は準不安定位置Ｄ₁から 回転して出て、位置ｄ，ｃ及びｂを越えて第２の安定位置Ａ₂に到達する。この 第２の安定位置Ａ₂は、線ζと、線γ₂により表される回転子トルクＭ₁₂ との交点から得られる。低下速度が僅かである場合、位置Ａ₁と位置Ｄ₁との間の 回転子速度は、位置Ｄ₁と位置Ａ₂との間の回転子速度に比して比較的小さい、何 故ならば位置Ａ₁と位置Ｄ₁との間の回転子速度は、制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅を低 減することにより定められ、位置Ｄ₁と位置Ａ₂との間の回転子速度は、回転子１ ２の機械的時定数により定められるからである。機械的時定数は、作動条件の下 で回転子１２の固有周波数の逆数に等しい。この固有周波数は勿論、回転子１２ に連結されている機械的部材例えば軸２０、場合により設けられている伝動装置 、及び指針１０等にも依存し、回転子１２の振動開始特性を定める。小さい低下 速度を選択することにより回転子１２は、第３の方法の場合にスイッチオンフェ ーズによる制動の場合と同様にほぼ１回転の後に再び制動される。この場合も、 制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅を低減すると、回転子は安定位置Ａ₂からより緩慢に回 転して第２の準不安定位置Ｄ₂に到達し、この第２の準不安定位置Ｄ₂は、回転子 トルクＭ₁₂が位置ａで指針トルクＭ₁₀と丁度等しい大きさである場合に発生する 。回転子トルクＭ₁₂はこの場合、図１４の線γ₃により表される。この場合にも 回転子１２は再び準不安定位置Ｄ₂から回転して出て、位置ｄ，ｃ及びｂを越え て第３の安定位置Ａ₃に到達する。次いでこのような動作が、位置Ｄ₃，Ａ₄，Ｄ₄ ，Ａ₅，Ｄ₅に関して繰返され、このような動 作の繰返しは、指針トルクＭ₁₀が値零に低下すると終了する。この段階で回転子 １２は不安定位置Ｅに位置する。この不安定位置Ｅでは回転子１２には指針トル クＭ₁₀はもはや作用せず、回転子トルクＭ₁₂のこの時点でまだ残存する部分のみ が回転子１２に作用する。この残存する回転子トルクＭ₁₂により回転子１２は不 安定位置Ｅから回転して最終的な安定位置Ｆに到達し、この最終的な安定位置Ｆ の特徴は、回転子１２のＮ極が位置ｂの前に位置することにある。この位置に回 転子１２は、制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅が零に低下し、最終時点ｔ₁に到達するま で留まる。制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅は既に零であるので、ステッピングモータ１ ４は既にスイッチオフされている。この第１の方法では回転子１２が交互に緩慢 な運動と急速な運動とを行い、急速な回転運動は最大で１回りの回転子回転に制 限され、これにより回転子１２の速度はコントロールされずに増加することが無 く、ひいては指針１０が機械的ストッパ１１から飛び離れることが無い。制御コ イル１５の磁界の磁界強度を低減する際に値零にすることは必ずしも必要ではな い。コントロールされない指針運動の強度の低減は、回転子１２が準不安定位置 から回転して安定位置に到達するまでの回転の間に回転子トルクＭ₁₀を低減する ことにより既に達成されている。しかしこのような動作過程が、突然のスイッチ オフ動作の前に行われる回数が多い程、この強 度は小さくなる。 従って３つすべての方法に共通な点は、指針トルクＭ₁₀がコントロールされて 低減され、これにより、指針１０が機械的ストッパ１１から目立つ程に飛び離れ ることが全く無いか又はほぼ無い。本発明では３つの方法は互いに組合せて、そ れぞれの用途に整合された解決法を得ることができる。この場合例えば、回転子 １２をまず初めに平衡調整回転角Δφだけ機械的ストッパ１１から離れるように 回転し、次いで制御電圧Ｕ₁，Ｕ₂の振幅をランプ状に低減するか、又は、複数の スイッチオン動作及びスイッチオフ動作により指針トルクＭ₁₀を低減することが 可能である。 図１〜１６に示されている前述のステッピングモータ１４は、４つの制御コイ ル１５と４つのコイル鉄心１３とを有する。しかし本発明の方法は、任意の別の タイプのステッピングモータ１４にも適する。例えば公知のステッピングモータ １４は、ただ２つの制御コイル１５を有し、制御コイル１５のコイル鉄心１３は Ｃ形に形成され、これら２つの制御コイル１５のコイル鉄心１３のそれぞれ１つ の脚部は互いに接続され、従ってコイル鉄心１３のただ３つ端面が、１２０°の 角度で互いにずれて円周に分散配置されており、このステッピングモータ１４に も本発明の方法は利用可能である。 本発明での指針１０とは一般的に、軸２０に対して ほぼ垂直に取付けられているレバーのことである。このレバーは必ずしも回転角 φの表示に使用される必要はない。例えば剛性材料例えば鋼又はその他の金属等 から成る第１の指針を軸２０に取付け、軸２０は機械的ストッパ１１に衝突し、 通常は透明材料から形成される回転角φを表示する別の指針１０を同様に軸２０ に固定することも可能である。これにより、回転角φを表示する指針１０の障害 となる高い弾性が、第１の指針１０の小さい弾性により置換され、これにより、 小さい指針トルクＭ₁₀を有する安定終位置が得られる。 前述の方法の代りに別の方法を使用して、指針１０がストッパ１１から飛び離 れることを低減することもでき、例えばストッパ１１に衝突する際に指針速度を 低減することもできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘアツォーク，ベルンハルト ドイツ連邦共和国 70619 シュツットガ ルト マンスパーガーシュトラーセ 127

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ステッピングモータ（１４）により前記ステッピングモータ（１４）の 回転子（１２）を介して回転駆動され機械的ストッパ（１１）に当接する指針（ １０）が、前記ステッピングモータ（１４）をスイッチオフする際のコントロー ルされない指針運動の強度の低減方法において、 前記ステッピングモータ（１４）をスイッチオフする前に、前記指針（１０） が前記ストッパ（１１）から飛び離れることを低減する措置、例えば前記ステッ ピングモータ（１４）の前記回転子（１２）に作用する前記ステッピングモータ （１４）の磁界の磁界強度をより小さい値に低減するか、又は、スイッチオフの 前に所定平衡調整回転角（Δφ）だけ前記指針（１０）を前記ストッパ（１１） から離れ運動させるか、又は、スイッチオフの後に少なくとも１度だけ所定スイ ッチオフ時間間隔（ｔ_a1，ｔ_a2，ｔ_a3）の後に所定スイッチオン時間間隔（ｔ_e1 ，ｔ_e2，ｔ_e3）にわたり前記ステッピングモータ（１４）を再びスイッチオンす る措置を実施することを特徴とするコントロールされない指針運動の強度の低減 方法。 ２． 磁界強度を、連続的により小さい値に低減することを特徴とする請求項 １に記載のコントロールされない指針運動の強度の低減方法。 ３． 磁界強度を、不連続的段階でより小さい値に低減することを特徴とする 請求項１に記載のコントロールされない指針運動の強度の低減方法。 ４． 磁界強度を、ステッピングモータ（１４）の機械的時定数の持続時間に 比してより緩慢に低減することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいず れか１つの請求項に記載のコントロールされない指針運動の強度の低減方法。 ５． ステッピングモータ（１４）の制御卷線（１５）の制御電圧を低下する ことにより磁界強度を低減することを特徴とする請求項１から請求項４のうちの いずれか１つの請求項に記載のコントロールされない指針運動の強度の低減方法 。 ６． 制御卷線（１５）に前置接続されているパルス幅変調器（２）のパルス 幅を低減することにより、ステッピングモータ（１４）の制御卷線（１５）の制 御電圧を低下することを特徴とする請求項５に記載のコントロールされない指針 運動の強度の低減方法。 ７． 制御卷線（１５）に前置接続されているインピーダンス回路（１６）の 少なくとも１つの制御可能なインピーダンス（Ｒ_v）の素子値を変化することに より、ステッピングモータ（１４）の制御卷線（１５）の制御電圧を低減するこ とを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のコントロールされない指針運動の 強度の低減方法。 ８． ステッピングモータ（１４）に前置接続されているステッピングモータ 駆動回路（３）の供給電圧（Ｕ_A）を低減することにより磁界強度を低減するこ とを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１つの請求項に記載のコ ントロールされない指針運動の強度の低減方法。 ９． 平衡調整回転角（Δφ）の値を、メモリ媒体（１９）から読出すことを 特徴とする請求項１に記載のコントロールされない指針運動の強度の低減方法。 １０． 指針（１０）が平衡調整回転角（Δφ）の角度距離にわたり回転運動 する際の距離運動のために、より小さい回転速度を選択することを特徴とする請 求項１又は請求項９に記載のコントロールされない指針運動の強度の低減方法。 １１． 指針（１０）が平衡調整回転角（Δφ）の角度距離にわたり距離運動 する間又はその後、及び、ステッピングモータ（１４）をスイッチオフする前に 前記ステッピングモータ（１４）の磁界の磁界強度をより小さい値に低減するこ とを特徴とする請求項１又は請求項９又は請求項１０に記載のコントロールされ ない指針運動の強度の低減方法。 １２． ステッピングモータ（１４）を複数回にわたりスイッチオン及び再び スイッチオフし、その際に複数のスイッチオフ時間間隔（ｔ_a1，ｔ_a2，ｔ_a3）を 順次に長くすることを特徴とする請求項１に記載の コントロールされない指針運動の強度の低減方法。 １３． 最短のスイッチオフ時間間隔（ｔ_a1，ｔ_a2，ｔ_a3）を、ステッピング モータ（１４）の回転子（１２）が完全に１回転だけ更に回転運動する際の可及 的最短時間間隔より短く選択し、最長のスイッチオフ時間間隔（ｔ_a1，ｔ_a2，ｔ_a3 ）を、前記ステッピングモータ（１４）の前記回転子（１２）が完全に１回転 だけ更に回転運動する際の可及的最長時間間隔より短く選択することを特徴とす る請求項１２に記載のコントロールされない指針運動の強度の低減方法。 １４． スイッチオン時間間隔（ｔ_e1，ｔ_e2，ｔ_e3）と先行のスイッチオフ時 間間隔（ｔ_a1，ｔ_a2，ｔ_a3）との和を、ステッピングモータ（１４）の回転子（ １２）がこの時間間隔の中で完全に１回転だけ更に回転運動する際の時間間隔よ り長く選択することを特徴とする請求項１３に記載のコントロールされない指針 運動の強度の低減方法。