JPH0210569A

JPH0210569A - 回転位置検出装置

Info

Publication number: JPH0210569A
Application number: JP63161173A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iwai; 広岩井
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1990-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: US5041769A; JP2569736B2

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、情報記録再生装置における回転位置検出装置
に間する。

（従来の技術）近年、情報記録再生装置は広く使用されている。

この情報記録再生装置において、情報記録の開始及び終
了位置を示すため、ディスク、ドラム等の１回転に付き
１個のパルス信号からなる回転位置信号（インデックス
信号）を発生する、回転位置検出装！が必要である。

例えば、フロッピーディスク装置においては、フロッピ
ーディスクの同心円状記録トラック上の情報記録の開始
及び終了位置を示すため、ディスクの１回転に付き１個
のパルス信号、いわゆるインデックス信号を発生する回
転位！検出装置が設けられている。

この回転位置検出装！は、パルス発生装置と波形処理回
路とより構成されている。

前記フロッピーディスク装置において、このパルス発生
装置は、駆動モータがダイレクトドライブ型の場合この
モータに組込まれている。

第３図は、従来例のパルス発生装置が組込まれたダイレ
クトドライブ型スピンドルモータを示す概略楕遣図で、
（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。

図中８はセンターハブで、ダイレクトドライブ型スピン
ドルモータ７のロータ９と直結しており、ロータ９の回
転により一体的に回転し、フロッピーディスク（図示せ
ず）を回転駆動する。

ロータ９の外周付近にインデックスマグネット１が固定
されており、ステータベース１０に磁気検出素子２が固
定されており、両者でパルス発生装置を構成している。

そして、ロータ９の回転によりインデックスマグネット
１が磁気検出素子２と対向する度に、磁気検出素子２か
らパルスが出力される。この出力は、第８図の波形処理
回路へ供給されインデックス信号となる。

第８図は従来例の波形処理回路の動作を説明するブロッ
ク図、第９図は第８図の回路の動作を説明する波形図で
ある。

第８図において、前記パルス発生装置の磁気検出素子２
からのパルス出力は、増幅回路３″で適宜増幅され第９
図（ａ）に示すような波形ａのパルスとなる。この波形
ａは第８図に示す如く、電圧比較回路６″において基準
電圧発生回路５″がらの基２Ｉ！電圧ｖＴと比較整形さ
れ、第９図（ｂ）に示すようなインデックス信号出力す
となる。

以上説明したように、従来例の回転位置検出装置は、従
来例のパルス発生装置と従来例の波形処理回路とより構
成されている。

（発明が解決しようとする課題）上記従来例において、磁気検出素子２の出力には、イン
デックスマグネット１による磁束に応じた信号電圧の他
に、モータの駆動磁極の漏洩磁束に応じた電圧や磁気検
出素子２が持つ不平衡電圧（オフセット電圧）等の誤差
電圧が重畳されている。第９図（ａ）の波形ａにおいて
、振幅の大きなパルス波形がこの信号電圧成分であり、
振幅の小さな繰返し波形がこの誤差電圧成分である。こ
のため、前記基準電圧ｖＴは第９図（ａ）に示すように
、この誤差電圧より大きく、信号電圧より小さい値に設
定する必要がある。しかし、この信号電圧の振幅は、磁
気検出素子２の感度、磁気検出素子２とインデックスマ
グネット１とのギャップ等の要因により各装置間で一定
とはならない。

このため、安定したインデックス信号を発生するには、
個々の装置において信号電圧の振幅又は基準電圧ｖＴの
調整が必要になり、その調整機構のスペースのため装置
が大きくなり、又、調整機構の部品代や調整工数等に余
計なコストが掛かるという開題があった。

更に、前記磁気検出素子２、インデックスマグネット１
には温度特性があり、これによる制約もあった。

例えば、この磁気検出素子２にコストが安く、感度の高
いＩｎＳｂホール素子を使用した場合、この素子の感度
の温度特性は略−２％／℃である。

このため、６０℃の高温では、前記信号電圧の振幅は２
５℃におけるそれの１／３にもなってしまい、この信号
電圧が前記基準電圧ＶＴを下回りインデックス信号が得
られなくなることがある。

第９図（Ｃ）、（ｄ）は、２５゛ｃにおける波形図（ａ
）、（ｂ）に対応した６０’Ｃにおける波形図である。

第９図（ｃ）に示すように、６０”Ｃにおける第８図の
増幅回路３″の出力ａ′は前記信号電圧成分が基１１！
電圧ｖＴより小さいため、電圧比較回路６″の出力であ
るインデックス信号ｂ′は第９図（ｄ）のように０とな
る。

又逆に、−１０”Ｃの低温では、前記誤差電圧の振幅も
２５℃におけるそれの１．７倍となるため、この誤差電
圧が前記基準電圧ｖＴを超えて誤動作することがある。

第９図（ｅ）、（ｆ）は、２５℃における波形図（ａ）
、（ｂ）に対応しな一１０℃における波形図である。第
９図（ｅ）に示すように、−１０°Ｃにおける第８図の
増幅回路３″の出力ａ″は、前記誤差電圧成分も基準電
圧ｖＴを超えているため、電圧比較回Ｆ！？！６″の出
力であるインデックス信号ｂ″は第９図（ｆ）のように
誤動作波形となる。

このように従来例では、安定動作温度範囲が狭く、これ
を使用したフロッピーディスク装置の使用温度範囲が制
限されるという問題があった。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、個々の装
置において信号電圧の振謳スは基準電圧の調整が不要で
、安定動作温度範囲の広い、情報記録再生装置における
回転位置検出装置を提供することを目的とするものであ
る。

（課題を解決するための手段）本発明の回転位置検出装置は、回転体に設けられたイン
デックス部と、前記インデックス部に応じた信号を出力
するインデックス信号検出手段と、前記インデックス信
号検出手段の出力信号の最大値に応じた信号を検出保持
するピークホールド手段と、前記ピークホールド手段の
出力に応じて基準信号を発生する基準信号発生手段と、
前記インデックス信号検出手段の出力信号を前記基準信
号と比較し回転位置信号を出力する比較手段とを備える
よう構成したものである。

又、本発明の回転位置検出装置は、前記回転位置検出装
置において、前記回転体は情報記録再生装置のディスク
、ドラム等を回転駆動するモータのロータであり、前記
インデックス部は磁界の強度を１回転に付き１回変化さ
せた部分であり、前記インデックス信号検出手段は磁電
変換要素を含んで構成したものである。

又、本発明の回転位置検出装置は、前記回転位１検出装
置において、前記モータは駆動磁極を有するロータと、
前記駆動磁極を検出して駆動磁極位置信号を出力するホ
ール素子と駆動用コイルとを有するステータと、前記駆
動磁極位置信号に応じて前記駆動用コイルに駆動電流を
切り換えて流す駆動回路とを備えたブラシレスモータで
あって、前記インデックス部は前記駆動磁極の磁束量を
１回転に付き１回変化させた部分であり、前記インデッ
クス信号検出手段は前記ホール素子の出力に応じた信号
を出力するよう構成したものである。

（実施例）本発明の回転位置検出装置の第１の実施例は、第３図の
従来例のパルス発生装置と第１図の本発明の波形処理回
路とより構成されている。

第３図は、従来の技術の説明で述べなので、説明を省略
する。

第１図は、本発明の回転位置検出装置の第１の実施例に
おける波形処理回路の動作を説明するブロック図、第２
図は、第１図の回路の動作を説明する波形図である。

第１図において、前記パルス発生装置の磁気検出素子２
からのパルス出力は、増幅回路３で適宜増幅され第２図
＜ａ）に示すような波形ａのパルスとなる。従来例と同
様にこの波形ａは、振幅の大きなパルス波形の信号電圧
成分と、振幅の小さな繰返し波形の誤差電圧成分とより
なる。このパルスａは第１図に示す如く、入力電圧の最
大値を検出保持するピークホールド回路４と電圧比較回
路６の非反転入力端子とに供給される。このピークホー
ルド回路４は、電位の保持にコンデンサを用いるためピ
ークを流により若干のリップルを含むが、第２図（ｂ）
に示すような波形すの入力電圧の最大値を、第１図に示
す如く１準電圧発生回路５へ供給する。この基準電圧発
生回路５は入力電圧を７０％に分圧して、第２図（Ｃ）
゛に示すような波形Ｃの出力を第１図に示す如く前記電
圧比較回路６の反転入力端子に基準電圧ｖＴとして供給
する。この電圧比較回路６において、前記パルスａはこ
の基準電圧ｖＴと比較整形され、第２図（ｄ）に示すよ
うなインデックス信号出力ｄとなる。

この結果、前記ロータ９の回転によりインデックスマグ
ネット１が磁気検出素子２と対向する度に、電圧比較回
路６からインデックス信号出力ｄが得られ、これにより
回転位置検出装置の機能を果すのである。

ここで、第２図（ａ）に示すような波形ａの信号電圧成
分の振幅が、従来例の説明で述べた原因により各装置間
でばらついても、この波形ａの信号電圧成分の振幅と前
記電圧比較回路６において比較される前記基準電圧ｖＴ
は、この波形ａの振幅の最大値にリンクしているから、
前記誤差電圧成分を設計上所定値以下に設定すれば、個
々の装置において信号電圧の振幅又は基準電圧Ｖ７の開
塾は不要である。

又、従来例の説明で述べた如く、高温で信号電圧の振幅
が減少しても、基準電圧ｖＴも相応に減少するのでイン
デックス信号が得られなくなることはない。

第２図（ｅ）、（ｆ）は、２５゛Ｃにおける波形図（ａ
）、（ｄ）に対応した６０゛Ｃにおける波形図である。

第２図（ｅ）に示すように６０゛Ｃにおける第１図の増
幅回路３の出力ａ′の振幅は、第２図（ａ）の波形ａの
振幅の略１／３であるが、基準電圧７丁′も略１／３と
なっているため、第２図（ｆ）に示すように、インデッ
クス信号ｄ′が得られる。

又、低温で信号電圧の振幅が増加しても、基準電圧７丁
も相応に増加するので誤動作することはない。

第２図（ｇ）、（ｈ）は、２５°Ｃにおける波形図（ａ
）、（ｄ）に対応した一１０′Ｃにおける波形図である
。第２図（ｇ）に示すように、−１０℃における第１図
の増幅回路３の出力ａ″の振幅は、第２図（ａ）の波形
ａの振幅の１．７倍であるが、基準電圧ｖＴ″も１．７
倍となっているため、第２図（ｈ）に示すようにインデ
ックス信号ｄ″が得られる。

以上説明した如く、本発明の回転位！検出装置の第１の
実施例では広い温度範囲で安定してインデックス信号を
発生することが出来る。

次に、本発明の回転位置検出装置の第２の実施例につい
て説明するが、これは前記パルス発生装置をホールブラ
シレスモータの駆動用マグネットと駆動磁極位置検出用
ホール素子とで兼用した例であり、第４図の本発明の第
２の実施例におけるパルス発生装置と第５図の本発明の
第２の実施例における波形処理回路とより構成されてい
る。

第４図は、本発明の回転位置検出装置の第２の実施例に
おけるパルス発生装置が組込まれたダイレクトドライブ
型スピンドルモータの概略構造を示す分解斜視図である
。

図中９′はロータで、フロッピーディスク（図示せず）
を回転駆動するセンターハブ、ロータ軸（共に図示せず
）と−本釣に回転する。このロータ９′には８極の駆動
磁極を形成した駆動用マグネット１１が配置されており
、この駆動磁極中の１磁極中の一部に無着磁部分１２を
設けることにより、この磁極の磁束量を他の磁極のそれ
より小さくなるよう構成している。

一部ステータベース１０′上に、前記駆動磁極と対向し
て３相の駆動用コイル１３、各々電気角で１２０°の角
度で配置された３個の駆動磁極位置検出用ホール素子２
′が配置され、中央に前記ロータ軸を軸支する軸受１４
が配置されておりステータを構成している。そして、前
記ロータ軸をこの軸受１４で軸支することにより、ダイ
レクトドライブ型スピンドルモータ７′を構成している
。

そして、前記ロータ９′は、前記駆動磁極、駆動用コイ
ル１３、ホール素子２′、ブラシレスモータ駆動回路１
５（第５図）の相互作用による公知のホールブラシレス
モータの原理により回転する。

又、前記駆動用マグネット１１の駆動磁極の１磁極中に
設けた無着磁部分１２と駆動磁極位置検出用ホール素子
２′とで、本発明の第２の実施例におけるパルス発生装
置を構成している。この無着磁部分１２を設けた磁極が
ホール素子２′と対向した場合の出力振窩は、他のＴｉ
１１′＃ｌの場合のそれの７０％程度になるよう無着磁
部分の大きさ等を調整しである。

次に、このパルス発生装置からの信号を処理する、本発
明の第２の実施例における波形処理回路について説明す
る。

第５図は、本発明の回転位置検出装置の第２の実施例に
おける波形処理回路の動作を説明するブロック図、第６
図は、第５図の回路の動作を説明する波形図、第７図は
、第５図の回路の回路図である。

第５図に示す如く、駆動用マグネット１１に形成しな８
極の駆動磁極に応じた３個のホール素子２′の駆動磁極
位１検出信号ａ、ｂ、ｃは、ブラシレスモータ駆動回路
１５へ供給され、この駆動回路１５により、この検出信
号に応じて３相の駆動用コイル１３に順次駆動を流を流
すことにより、駆動用マグネット１１は回転駆動される
。

この３個のホール素子２′の前記駆動磁極の回転に伴う
検出信号波形は、夫々第６図（ａ）。

（ｂ）、（ｃ）に示すような波形ａ、ｂ、ｃである。こ
の波形ａ、ｂ、ｃには夫々、前記駆動用マグネツト１１
の１＠転に付き１回、前記無着磁部分１２を設けた磁極
が夫々のホール素子２′と対向した場合の、振幅の小さ
な波形を含んでいる。

図中点線の部分は、無着磁部分１２が無い場合の波形で
ある。

この３個のホール素子２′中の１個ＨＧＷの検出信号出
力Ｃは、第５図に示す如く増Ｉｉ口路３′へも供給され
、ここで適宜増幅され、第６図（ｄ）に示すような波形
ｄとなる。ここではリニア増幅範囲が狭いＢ級増幅を用
いているが、正負対称出力が得られるＡ級増箔でも良い
、即ち、第７図においてはホール素子ＨＧＷの出力がＮ
　Ｐ　Ｎ　）ランジスタＱｌ、Ｑ２のベースに入力され
、トランジスタＱ１〜１０及び抵抗Ｒ３〜５で構成され
る増幅回路３′によって増幅され、ＮＰＮトランジスタ
ＱＩＯのエミッタに出力される。第５図に示す如くこの
出力ｄは、電圧比較回路６′の反転入力端子、ピークホ
ールド回路４′、整形回路１６に供給される。

このピークホールド回路４′は、入力電圧の最大値を検
出保持し、第６図（ｅ）に示すような波形ｅの出力を基
準電圧発生回路５′へ供給する。

即ち、第７図においてはトランジスタＱ１１〜１７及び
コンデンサＣ１がピークホールド回路４′を構成してお
り、ＮＰＮトランジスタＱｌｌのベースに入力された信
号の最大値が検出保持されＮＰＮトランジスタＱ１７の
エミッタに出力される。第５図に示す如く基準電圧発生
回路５′は、入力電圧を８５％に分圧して、前記電圧比
較回路６′の非反転入力端子に基準電圧■Ｔとして供給
する。この基準電圧ｖＴのレベルは第６図（ｄ）示すよ
うに、前記ホール素子２′が無着磁部分１２の無い磁極
と対向した場合の波形のピーク値と無着磁部分１２を設
けた磁極と対向した場合の波形のピーク値との中間であ
るから、この電圧比較口Ｆ＃１６′は、第６図（ｆ）に
示すように、このホール素子２′が無着磁部分１２の無
い磁極と対向した場合にローレベルに、他の場合にはハ
イレベルになっているような波形での信号電圧を発生し
、これを第５図に示す如く弁別回路１７に供給する。即
ち、第７図においては抵抗Ｒ６，７は基準電圧発生回路
５′を構成しており、ＮＰＮトランジスタＱ１７のエミ
ッタに出力された電圧を抵抗Ｒ６及びＲ７の抵抗値の比
によって８５％に分圧し、トランジスタＱ１８〜２２で
構成される電圧比較回路６′の非反転入力端子であるＰ
ＮＰトランジスタＱ１８のベースに出力している。又、
電圧比較回路６′の反転入力端子であるＰＮＰトランジ
スタＱ１９には、増幅回路３′の出力端子であるトラン
ジスタＱ１０のエミッタからの出力が供給され、この電
圧比較口Ｒ６′の比較結果はＮＰＮトランジスタＱ２２
のコレクタから出力される。

一方第５図に示す如く、前記整形回路１６は、入力信号
を更に増幅し矩形波に整形して、第６図＜ｇ）に示すよ
うな波形ｇの信号を弁別回路１７に供給する。即ち第７
図において、整形回路１６はトランジスタＱ２３〜２７
で構成され、ＰＮＰトランジスタＱ２４のベースに前記
トランジスタＱ１０のエミッタからの出力が供給され、
ＮＰＮトランジスタＱ２７のコレクタに出力される。

これらの信号からインデックス信号を弁別するには、ア
ナログ回路でサンプルホールドする方法もあるが、ここ
ではディジタル回路で弁別する方法の例について説明す
る。

第７図に示すようにこの弁別回路１７は、電圧比較回路
６′の出力信号でのローレベルでセットされ、整形回路
１６の出力信号ｇのローレベルでリセットされるＲＳフ
リップフロップと、Ｄ入力端子にこのＲＳＳフリップフ
ロップＱ出力を、タロツク入力端子に整形回路１６の出
力信号ｇを供給され、この信号の立下りエツジでトリガ
されるＤフリップフロップとで構成されている。この結
果、ＲＳフリップフロップのＱ出力端子には第６図（ｈ
）に示すような信号りが現れ、ＤフリップフロップのＱ
出力端子には第６図（１）に示すようなインデックス信
号ｌが出力される。

本実施ρ■においてら、基準電圧ｖＴは信号の最大値に
応じて発生するから、個々の装置において信号電圧の振
幅又は基準電圧ｖＴの調整は不要である。

又、高温で信号電圧の振幅が減少しても、基準電圧ＶＴ
も相応に減少するのでインデックス信号が得られなくな
ることはなく、低温でも基準電圧ＶＴが相応に増加する
ので誤動作することもなく、広い温度範囲で安定してイ
ンデックス信号を発生することが出来る。

これらの波形処理回路はＩＣ化に適しており、ＩＣ化す
ることで小型に構成出来る。又、ブラシレスモータ駆動
回路１５は殆んどＩＣ化されており、このｒＣの一部と
して構成すれば更に小型化することが可能である。

なお、上記パルス発生装置の説明は、マグネットとホー
ル素子等の磁気検出素子を用いる磁気式で説明したが、
これに限定されるものではなく、光源、遮光板又は反射
板、光検出素子等を用いる光学式でも応用出来る。

（発明の効果）以上の構成よりなる本発明の回転位置検出装置は、個々
の装！において信号電圧の振幅又は基準電圧の調整は不
要であるから、ｌ！１ｍ機構の部品代や調整工数が省け
る。又、安定動作温度範囲の広い回転位置検出装置が提
供出来る。

又、パルス発生袋！をブラシレスモータ駆動用部品で兼
用した場合は、この装置の配置スペースが不要となるた
めモータが小型になり、部品代や組立工数が省ける。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転位置検出装置の第１の実施例のブ
ロック図、第２図は第１図の第１の実施例ブロック図の
動作を説明する波形図、第３図は本発明の第１の実施例
及び従来例の回転位置検出装置で使用する従来例のパル
ス発生装置が組込まれたダイレクトドライブ型スピンド
ルモータを示す概略構成図、第４図は本発明の回路位置
検出装置の第２の実施例におけるパルス発生装置が組込
まれたダイレクトドライブ型スピンドルモータの概＃ｉ
構造を示す分解斜視図、第５図は本発明の回転位置検出
装置の第２の実施例のブロック図、第６図は第５図の第
２の実施例のブロック図の動作を説明する波形図、第７
図は第５図の第２の実施例の回路図、第８図は従来例の
回転位！検出装置のブロック図、第９図は第８図の従来
例の動作を説明する波形図である。１・・・インデックスマグネット、２．２′・・・磁気検出装置（ホール素子）、３．３’
　、３″・・・・増幅回路、４．４′・・・ピークホールド回路、５．５’、５″・・・基準電圧発生回路、６．６’、６
″・・・電圧比較回路、９．９′・・・ロータ、１１・・・駆動用マグネ・／ト
、１２・・・無着磁部分、１６・・・整形回路、１７・
・・弁別回路。特許出願人　日本ビクター株式会社代表者　垣木邦夫葡２図第ダ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転体に設けられたインデックス部と、前記イン
デックス部に応じた信号を出力するインデックス信号検
出手段と、前記インデックス信号検出手段の出力信号の
最大値に応じた信号を検出保持するピークホールド手段
と、前記ピークホールド手段の出力に応じて基準信号を
発生する基準信号発生手段と、前記インデックス信号検
出手段の出力信号を前記基準信号と比較し回転位置信号
を出力する比較手段とを備えたことを特徴とする回転位
置検出装置。
（２）前記回転体は情報記録再生装置のディスク、ドラ
ム等を回転駆動するモータのロータであり、前記インデ
ックス部は磁界の強度を１回転に付き１回変化させた部
分であり、前記インデックス信号検出手段は磁電変換要
素を含んで構成されたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の回転位置検出装置。
（３）前記モータは、駆動磁極を有するロータと、前記
駆動磁極を検出して駆動磁極位置信号を出力するホール
素子と駆動用コイルとを有するステータと、前記駆動磁
極位置信号に応じて前記駆動用コイルに駆動電流を切り
換えて流す駆動回路とを備えたブラシレスモータであっ
て、前記インデックス部は前記駆動磁極の磁束量を１回
転に付き１回変化させた部分であり、前記インデックス
信号検出手段は前記ホール素子の出力に応じた信号を出
力するように構成されたことを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の回転位置検出装置。