JPH0311022B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、フロツピーデスクの駆動装置や、
VTRの回転ドラム駆動系に適用して好適な回転
装置に関する。

［従来の技術］ フロツピーデスクやVTRなどでは、所定のフ
オーマツトにしたがつてデータが記録され、記録
フオーマツトにしたがつて記録されたデータを再
生するようにしている。

このような記録再生に対する基準信号、つまり
記録媒体たるデスク（磁気シート）や磁気テープ
に対する記録再生ヘツドの相対的位置関係は、通
常フロツピーデスクや、磁気テープを駆動する回
転磁気ヘツド装置に設けられた周波数発電機、さ
らにはパルス発生器から得られる信号を利用する
ようにしている。

周波数発電機やパルス発生器は、殆んどの場
合、フロツピーデスクや回転磁気ヘツド装置の駆
動モータに関連して設けられるものであつて、第
１４図にその一例を示す。

同図において、１は回転機器たるモータを示
し、その回転軸２の一端には、この回転軸２と一
体的に回転するように回転部２０が取り付け、固
定されている。

回転部２０とモータ１との間には、これと所定
の間隙を保持して回転検出部３０が対向配置され
ている。

回転部２０は図示するように、内向フランジ２
２を有する回転円板２１と、この回転円板２１の
内側に取り付け固定されたリング状の磁石２３と
で構成される。従つて、この回転部２０を平面的
にみると、第１５図に示すような形状となる。

回転円板２１上に固定された磁石２３は図示す
るように、その円周方向に所定のピツチをもつて
着磁された複数の磁極（Ｎ，Ｓ極）からなる永久
磁石で構成される。

この回転円板２１の周面の一部には、後述する
ようなパルス発生用の単極磁石２４が設けられて
いる。

回転検出部３０は、第１４図に示すように、所
定の取り付け基板（モータ取り付け部材に固定さ
れている）３１に検出コイル３２が形成されたも
ので、検出コイル３２は第１６図に示すように、
取り付け基板３１対して磁石２３と対向するよう
に櫛歯状に設けられている。形成される櫛歯コイ
ル３２ｂの数としては磁極数の半分に選定するこ
とができる。

一方、取り付け基板３１の外周面には、単極磁
石２４と対向するように検出素子３３が配置され
る。

このように構成した場合、磁石２３と検出コイ
ル３２とで周波数発電機が構成され、単極磁石２
４と検出素子３３とでパルス発生器が構成され
る。

従つて、モータ１を駆動することによつて、検
出コイル３２の出力端子３２ａには、第１７図Ａ
に示すように正弦波状の検出信号ａ（FG信号）が
検出され、また検出素子３３の出力端子３３ａに
は、同図Ｂに示すようなパルス状の検出信号ｂ
（PG信号）が得られる。FG信号によつてモータ
の回転速度が検出され、またPG信号によつてモ
ータの回転位相を夫々検出できることはいうまで
もない。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このように構成された回転装置１０
では、PG信号を検出するためには、上述したよ
うに、FG信号検出手段の他に、単極磁石２４と、
検出素子３３を設けなければならない。

従つて、これらの素子を回転円板２１や取り付
け基板３１に配置する関係上、回転検出装置その
ものの小型化の隘路となつていることに加え、こ
れらの検出部品点数の増加によるコストアツプが
問題となつている。

そこで、この発明ではこのような従来の問題点
を構成簡単に解決したものであつて、小型でコス
トダウンを図ることのできる回転装置を提案する
ものである。

［問題点を解決するための技術的手段］ 上述の問題点を解決するため、この発明に係る
回転装置は、回転機器の回転軸に連結された回転
部と、この回転部と所定の間隙を保持して対向配
置された回転検出部とで構成される。

回転部は複数の磁極が着磁された磁石と、その
一部に設けられた無着磁部とで構成される。

回転検出部には、磁石の着磁部を検出する櫛歯
状に形成された検出コイルと、無着磁部を検出す
る検出素子とが夫々設けられてなることを特徴と
するものである。

［作用］ 回転部と検出コイルとで周波数発電機が構成さ
れ、回転部と検出素子とでパルス信号発生器が構
成される。

磁石に無着磁部が存在していても、モータを回
転駆動すると、検出コイルからは無着磁部にも磁
極が着磁されたと同じ状態の検出信号ａ（連続信
号）、つまりFG信号が得られる。このように無着
磁部分からも正弦波信号が検出されるということ
は、検出コイルの積分作用によるものである。

検出素子は検出コイルの一部にしか設けられて
いないから、検出コイルのような積分作用は存在
しない。従つて、検出素子を通過する磁石のうち
着磁部分からしか検出信号ｂ（不連続信号）が得
られない。つまり、無着磁部分は無信号区間とな
る。

この無着磁部分に対応した検出信号ａ，ｂを信
号処理することによつて、PG信号ｄが得られる
から、これによつてモータの回転位相を容易か
つ、確実に検出することができる。

［実施例］ 続いて、この発明に係る回転装置１０を、上述
した駆動装置に適用した場合につき、第１図以下
を参照して詳細に説明する。

第１図はこの発明に係る回転装置１０の一例を
示す要部の構成図であつて、この回転装置１０も
モータ１の回転軸２に取り付けられた回転部２０
と、これに対向するごとく配置された回転検出部
３０とで構成される。

回転部２０は回転円板２１と、この回転円板２
１上に取着された磁石２３とで構成される。

磁石２３は第２図に示すように、所定の半径上
に位置するように、その円周方向に向かつて複数
の磁極が着磁された永久磁石で構成され、その一
部に無着磁部４０が設けられる。

無着磁部４０は１〜数個の磁極に相当する部分
が無着磁状態となされる。この例では図示するよ
うに、３個の磁極の部分が無着磁部４０として利
用される。

一方、回転検出部３０は、第１図及び第３図に
示すように、取り付け基板３１の下面に印刷など
によつて形成された検出コイル３２と検出素子３
３とで構成される。

すなわち、第３図に示すように、検出コイル３
２は従来と同様に、コイルが円周方向に向かつて
櫛歯状に形成されて構成されたもので、櫛歯コイ
ル３２ｂの個数は例えば、磁石２３の磁極数の半
分程度に設定される。

そして、この検出コイル３２の一部に検出素子
３３が形成される。検出素子３３としては、単な
るコイル、磁気ヘツド、ホール素子（ホールIC
を含む）、磁気抵抗効果素子などを使用すること
ができる。

第３図に示すものはコイルを使用した場合であ
つて、検出コイル３２の１つの櫛歯コイル３２ｂ
に近接して、１ターンだけ形成され、その両端よ
り出力端子３３ａが導出される。

検出素子３３の形成位置は特に限定されるもの
ではない。

第４図は第３図の検出素子３３を含めた断面図
であつて、同図ＡもＢも検出コイル３２と同一平
面に検出素子３３を形成するようにした場合であ
る。

同図Ａの場合には、例えば印刷配線された検出
コイル３２の上面にSiO₂などの絶縁層３６が設
けられ、その上面の所定位置、この例では検出コ
イル３２の真上に検出素子３３を構成するコイル
が印刷される。

第４図Ｂは、検出コイル３２の内側に検出素子
３３を形成するようにした場合を示すもので、こ
の場合には検出コイル３２の形成と同時に、ある
いは検出コイル３２の形成後に１ターンだけ検出
素子３３が形成されるものである。

検出素子３３は第５図に示すように、取り付け
基板３１における検出コイル３２の形成面とは反
対の面に形成することもできる。

このように構成した場合には、回転部２０の磁
石２３と回転検出部３０の検出コイル３２とで周
波数発電機が構成され、回転部２０の無着磁部４
０と回転検出部３０の検出素子３３とでパルス信
号発生器が構成されたことになる。

さて、このように構成された回転装置１０の信
号検出動作について、第６図を参照して詳細に説
明する。

同図Ａは検出コイル３２を一平面上に延長した
状態を図示したものである。同様に、磁石２３を
一平面上に延長すると、同図Ｂに示すようにな
り、この磁石２３はＴ時間後には同図Ｃの位置に
到達する。

従つて、検出コイル３２の両端子３２ａには、
同図Ｄに示す正弦波状の検出信号ａが得られる。
この検出信号ａはFG信号として使用されるもの
である。

ここで、この検出信号ａは磁石２３の無着磁部
４０の存在にも拘らず、連続した信号として検出
される。

これは、検出コイル３２が磁石２３の磁極の全
てと対向するように配置されている関係上、検出
コイル３２の各櫛歯コイル３２ｂが夫々の磁極を
横切ることになるから、無着磁部４０があつても
この無着磁部４０以外は、常時櫛歯コイル３２ｂ
を磁極が横切ることになる。

そのため、出力端子３２ａには磁極と対向する
櫛歯コイルに誘起した電圧が積分されて出力され
るようになり、その結果、磁石２３の一部に無着
磁部４０が存在していても、検出信号ａとしては
連続した正弦波信号となるものである。

この検出信号ａを利用して、モータ１の回転速
度などが算出される。

これに対して、検出素子３３は検出コイル３２
の１つの櫛歯コイル３２ｂに対応するように形成
されているだけであるから、検出コイル３２のよ
うな積分作用はなく、磁石２３の着磁部と無着磁
部４０とに対応した信号が検出されることにな
る。

すなわち、第６図Ｅに示すように、無着磁部４
０が検出素子３３を通過する時点では検出信号が
全く得られないため、不連続な検出信号ｂとな
る。

なお、検出信号ａは各櫛歯コイル３２ｂから得
られる出力を積分したものであるから、その波高
値は検出信号ｂの波高値よりも高くなる。

さて、この不連続な検出信号からモータ１の１
回転につき１個のパルス、つまりPG信号を形成
するには、上述の連続した検出信号ａと不連続な
検出信号ｂを演算処理すればよい。

一例として、第７図に示すようなPG検出回路
５０を使用すればよい。

検出コイル３２からは上述したように、連続し
た検出信号ａ（第８図Ａ）が出力され、検出素子
３３からは無着磁部４０に対応して信号が不連続
となる検出信号ｂ（同図Ｂ）が出力される。検出
信号ａは差動アンプなどで構成された減算回路５
１に供給され、また検出信号ｂは所定のアンプ５
２を介して逆相状態で減算回路５１の一方の入力
端子、すなわち−端子に供給される。

その結果、検出信号ａと検出信号ｂとは同相状
態で減算されることになるから、無着磁部４０に
対応した検出信号ｃ（同図Ｃ）のみが出力される
ことになる。

なお、無着磁部４０の領域として、３つの磁極
に相当する領域をあてがつたときには、第８図Ｂ
に示すように無着磁部４０の境界部分からは、前
後する着磁部の影響により多少の信号が検出され
ることになる。

そのため、減算出力ｃとしては第８図Ｃに示す
ような波形をもつことになる。従つて、この減算
出力ｃは波形成形回路５３で波形成形される。こ
の波形成形出力ｄ（同図Ｄ）がPG信号として使用
されるものである。

検出素子３３として、ホール素子を使用する場
合には、第９図に示すような位置に取り付けられ
るものである。

この場合、ホール素子は取り付け基板３１の上
下何れの面側に取り付けてもよい。

また、無着磁部４０として１つの磁極形成位置
だけに選定した場合には、その検出動作は第１０
図に示すようになる。ただし、検出素子３３とし
てはホール素子を使用した場合である。検出動作
は第６図と同様であるので、その詳細な説明は割
愛する。

第１１図は無着磁部を２個対称な位置に形成し
たときの一例である。

すなわち、第１１図に示すように、180゜対向し
た位置に夫々、この例では３磁極分だけ無着磁部
４０，４１が形成される。

これに対して取り付け基板３１側には、第１２
図に示すように、180゜対向して夫々１ターンずつ
検出素子３３を構成する単一コイル３３ｂ，３３
ｃが形成される。

回転部２０と回転検出部３０とをこのように構
成して回転装置１０を形成した場合には、この検
出素子３３から得られる検出信号ｂは第１３図に
示すように、モータ１の１回転につき２つのPG
信号（パルス）が得られるようになる。

このPG信号は例えば、回転磁気ヘツド装置の
ヘツド切り換えパルスとして利用することができ
る。

なお、上述では無着磁部４０として、１個若し
くは３個の磁極に相当する領域を例示したが、こ
れはあくまでも一例に過ぎず、目的に応じてその
領域を選定できるはいうまでもない。無着磁部４
０の形成個数も同様である。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、周波
数発電機として機能する磁石２３を流用し、この
磁石２３の一部に無着磁部４０を形成すると共
に、検出コイル３２の一部にPG信号検出用の検
出素子３３を設けたものである。

この構成によれば、FG信号検出用の素子をPG
信号用の素子として共用できるので、PG信号用
の単極磁石が不要になり、このような部品点数の
削減、並びに取り付け基板３１上に検出素子３３
を配置できることなどから、回転検出装置の小型
化、さらにはこれによるコストダウンを図ること
ができる。

さらに、無着磁部４０の形成個数によつて、任
意のPG信号が得られるので、目的に応じたPG信
号を容易に形成することができるなどの数々の特
徴を有する。

従つて、この発明では上述したように、小型
化、高信頼性が要求されるフロツピーデスクや
VTRなどの駆動装置に適用して極めて好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る回転装置の一例を示す
構成図、第２図はこれに使用される回転部の構成
図、第３図は同様に回転検出部の構成図、第４図
はその一部断面図、第５図は回転検出部の他の例
を示す構成図、第６図は回転検出動作の説明に供
する波形図、第７図はPG検出回路の一例を示す
系統図、第８図はその系統図動作の一例を示す波
形図、第９図は回転検出部の他の例を示す構成
図、第１０図はその検出動作の説明に供する波形
図、第１１図は回転部の他の構成図、第１２図は
同様にそのときの回転検出部の構成図、第１３図
は検出信号の説明図、第１４図は従来の回転装置
の構成図、第１５図は回転部の構成図、第１６図
はこれに使用される回転検出部の構成図、第１７
図は検出信号の説明図である。 １０……回転装置、１……モータ、２０……回
転部、２３……磁石、３０……回転検出部、３２
……検出コイル、３２ｂ……櫛歯コイル、３３…
…検出素子、４０，４１……無着磁部、ａ……
FG信号、ｄ……PG信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転機器の回転軸に連結された回転部と、こ
   の回転部と所定の間隙を保持して対向配置された
   回転検出部とからなり、 上記回転部には複数の磁極が着磁された磁石
   と、その一部に設けられた無着磁部とで構成さ
   れ、 上記回転検出部には上記磁石の着磁部を検出す
   る櫛歯状に形成された検出コイルと、上記無着磁
   部を検出する検出素子とが夫々設けられてなるこ
   とを特徴とする回転装置。 ２ 上記回転部と上記検出コイルとで周波数発電
   機が構成されてなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の回転装置。 ３ 上記回転部と上記検出素子とでパルス信号発
   生器が構成されてなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の回転装置。 ４ 上記無着磁部は１〜数個の磁極数に対応する
   ように選定されてなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項〜第３項記載の回転装置。