JPH052803Y2

JPH052803Y2 -

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Publication number: JPH052803Y2
Application number: JP1985062839U
Authority: JP
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1993-01-25
Anticipated expiration: 2000-04-26
Also published as: JPS61178410U

Description

【考案の詳細な説明】以下の順序で本考案を説明する。

Ａ産業上の利用分野Ｂ考案の概要Ｃ従来の技術Ｄ考案が解決しようとする問題点Ｅ問題点を解決するための手段（第１図）Ｆ作用Ｇ実施例 G1 構成（第１図） G2 順方向回転時の信号選択（第２図、第３
図） G3 誤動作防止（第４図） G4 逆方向回転時の信号選択（第５図）Ｈ考案の効果Ａ産業上の利用分野本考案は回転機器の回転位置検出装置に関し、
例えば、ビデオテープレコーダ（VTR）におけ
るキヤプスタンモータの回転位置の検出に適用し
得るものである。

Ｂ考案の概要本考案は、回転機器の回転に基づく多相の正弦
波信号のゼロクロス点を検出、計数して、回転機
器の回転位置を検出するようにした回転機器の回
転位置検出装置において、回転方向に応じて多相
の正弦波信号を所定の順序で選択し、回転方向に
応じたゼロクロス点検出出力を得ることによつ
て、誤動作を防止して、正確で細かな回転位置を
検出し得ると共に、回転方向をも検出し得るよう
にしたものである。

Ｃ従来の技術 VTRにおいては、磁気テープを所望位置に精
度良く停止させたり、また、磁気テープを精度良
く所定距離走行させるために、磁気テープの位置
を正確且つ細かに検出することが必要である。

そのため、磁気テープの長手方向に沿つてタイ
ムコード信号（TC）やコントロール信号
（CTL）を記録し、それら信号を再生してテープ
の位置を検出していた。従つて、この方法による
と、テープの位置は１フレーム単位又は1CTL単
位の精度でしか検出することができない。

ところで、アニメーシヨン画像等を記録するた
めに、任意速度でテープに映像信号を記録できる
任意速記録VTRがある。この任意速記録VTR
は、テープを低速走行又は静止させた状態で１フ
レーム分の映像信号を、規格に合つた傾斜トラツ
ク（ノーマル記録時と同じ傾斜を有する）を形成
するように記録し、次いでテープを長手方向に沿
つて１トラツク分、即ち1CTL間隔分走行させた
後再び１フレーム分の映像信号を同様に記録する
いわゆるコマ撮り録画に用いられ、そのコマ撮り
録画には予めCTL又はTCが記録されているテー
プが用いられる。

この種のVTRにおいては、例えばテープを停
止させて１フレーム分の映像信号を記録する場
合、テープを送るキヤプスタンモータはコマ撮り
した映像をノーマル再生モードで再生するので、
間欠的に停止動作するステツピングモータを用い
ることができないので直流モータを用いている。
そのため、予めテープに記録されているCTL又
はTCに基づき、１フレーム分テープを走行させ
ようとしても、正確に停止させることができず、
１／10程度の停止誤差を生ずる。この誤差を補正
することなくコマ撮り録画を行なうと、隣接する
トラツク間の間隔が一定せず再生映像信号に多く
のノイズが含まれる。テープを低速走行させて記
録を行う場合も略同様である。

この間隔に対処するためには、キヤプスタンモ
ータの回転位置を1CTL間隔の数十分の１ないし
数百分の１程度の細かさで検出して、テープの走
行を制御する必要がある。

そこで従来キヤプスタンモータの回転位置を高
精度に細かく検出してコマ撮り録画を正確に行わ
せるために、第６図に示す構成の回転位置検出装
置が提案されている。

第６図において、キヤプスタン１を駆動する直
流モータ２の軸には回転位置検出装置１０の回転
体１１が連結されている。

回転体１１はその円周を等分に数十程度の区間
に分割され、各区間は同図に示すようにＮ極又
は、Ｓ極の磁極が交互に着磁されている。回転体
１１の周縁に対向して、正弦波信号取出装置とし
て、例えばホール素子のような、２個の磁電変換
器１２ａ，１２ｂが配設され、回転体１１の回転
により変化する磁束変化を電圧に変換している。
両変換器１２ａ及び１２ｂの出力は、それぞれ増
幅器１３ａ及び１３ｂを介して、等振幅の電圧信
号v_a，v_bとしてゼロクロス点検出回路１４に供給
される。回転体１１の着磁は電圧信号v_a，v_bが第
７図に示すように正弦波形状になるようになされ
ている。磁電変換器１２ａはキヤプスタンモータ
２が矢印３の方向に回転してテープが順方向に走
行するとき、その出力信号v_bの位相が変換器１２
ａの出力信号v_aの位相より90度遅れる位置に設け
られている。

ゼロクロス点検出回路１４は電圧信号v_a，v_bの
ゼロクロス点を検出してカウンタ１５にパルス信
号S_pを与える。カウンタ１５はCTL用再生磁気
ヘツド（図示を省略）から入力端子１６に供給さ
れた再生CTLをリセツト信号として受け、ゼロ
クロス点検出回路１４からパルス信号S_pが与えら
れるごとにカウントアツプし、そのカウント値を
回転位置検出装置１０の回転位置信号S_pとして送
出する。

第６図の装置において、次のコマ撮り録画のた
めテープを走行させると、磁電変換器１２ａ及び
１２ｂから正弦波信号v_a，v_bがゼロクロス点検出
回路１４に与えられ、ゼロクロス点を検出したと
きパルス信号S_pがカウンタ１５に与えられてカウ
ントアツプされる。

このカウンタ１５のカウント内容に基づき、例
えばキヤプスタン１を、すなわち、テープを所定
位置に停止させるようにキヤプスタンモータ２の
回転速度を徐々に減少させて行くような駆動制御
を行なつたり、また、キヤプスタン１の停止位置
の誤差を検出してその誤差分を補正するように補
正動作をさせたりする。

しかしながら、第６図の従来装置においては、
回転体１１の周縁の着磁区間の数は機械的構造、
着磁手段等の製造上の問題から例えば100区間程
度に限定されてしまい、キヤプスタンモータ２の
回転位置（テープの位置）の検出精度も限定され
てしまう。従つて、コマ撮り録画において形成さ
れるトラツク間の間隔を一定にするというような
シビアな問題に対してはこの検出精度では不十分
な場合もある。

回転位置の検出精度を向上させる方法として
は、第１に磁電変換器１２ａ又は１２ｂの正弦波
信号v_a（又はv_b）の出力レベルに基づき位相を検
出して行なう方法がある。しかし、この方法は正
弦波信号のピーク値付近で位相に対するレベル変
化量が小さく精度が悪くなつてしまう。

第２に、正弦波信号v_a（又はv_b）の微係数に基
づき位相を検出して回転位置を検出する方法があ
る。しかし、この方法では正弦波信号のゼロクロ
ス点近傍における微係数の変化が小さく精度が悪
くなつてしまう。

第３に、磁電変換器を多く設け、それからの正
弦波信号の位相を異ならせて、第８図に示すよう
に、ゼロクロス点の検出頻度を大きくして精度を
向上させる方法がある。しかし、この方法によれ
ば、磁電変換器間の位相を精度良く保つことは困
難であり、また数が増えるに従つて装置が複雑高
価になるという不都合がある。

上述のような従来装置の問題点を解消するた
め、本出願人は、電子回路を用いて２相の正弦波
信号v_a，v_bから多相の正弦波信号を合成し、この
多相正弦波信号のゼロクロス点を検出することに
よつて検出精度を高めた、回転機器の回転位置検
出装置を既に提案した（実願昭59−146050号参
照）。

以下、第８図及び第９図を参照しながら、既提
案の回転機器の回転位置検出装置について説明す
る。

第９図に既提案装置の構成を示す。この第９図
において、第６図に対応する部分には同一の符号
を付して重複説明を省略する。

第９図において、２０は正弦波信号合成回路で
あつて、加算回路２１及び減算回路２２から構成
される。この加算回路２１及び減算回路２２はそ
れぞれ演算増幅器OP₁及びOP₂を備え、これら増
幅器に両増幅器１３ａ及び１３ｂの出力信号v_a及
びv_bが供給される。増幅器１３ｂの出力信号v_bの
位相は増幅器１３ａの出力信号v_aより90°遅れて
おり、両信号v_a及びv_bの振幅は等しいので、加算
回路２１の出力信号v_cの位相は増幅器１３ａの出
力信号v_aより45°遅れ、減算回路２２の出力信号
v_dの位相は増幅器１３ｂの出力信号v_bよりも45°
遅れる。加算回路２１及び減算回路２２の出力信
号v_c及びv_dの振幅は、抵抗器R₁〜R₄及びR₅〜R₈
の値を適宜に選定して、両増幅器１３ａ及び１３
ｂの出力信号v_a及びv_bの振幅と等しくされる。

２４はゼロクロス点検出回路であつて、例えば
４組のウインドウコンパレータと排他的論理和回
路（以下EX−OR回路と略称する）とから構成
される。このゼロクロス点検出回路２４には、両
増幅器１３ａ，１３ｂ、加算回路２１及び減算回
路２２の出力信号v_a，v_b，v_c及びv_dが供給され
て、第８図に示すように、４相の正弦波信号v_a〜
v_dのすべてのゼロクロス点が検出され、検出パル
ス信号S_pはカウンタ１５に供給される。その余の
構成は第６図の従来装置と同様である。

第９図の構成において、テープを走行させ、回
転体１１が回転すると、ゼロクロス点検出回路２
４には４相の正弦波信号v_a〜v_dが与えられる。こ
の際、ゼロクロス点検出回路２４におけるゼロク
ロス点の検出頻度は、従来装置にかかる第７図に
対比して、第８図に示すように、従来装置（第６
図）に比べて２倍になる。従つて、ゼロクロス点
の数が２倍に増え、カウンタ１５の内容も従来の
２倍の情報をもち、キヤプスタンモータ２の回転
位置、すなわち、テープの位置を簡易な構成で従
来装置に比べて高精度に且つ細かに検出すること
ができる。かくして、コマ撮り録画においても通
常の録画と同様な記録トラツクを得ることができ
るように制御することができる。

Ｄ考案が解決しようとする問題点ところが、第９図の既提案装置において、例え
ば磁電変換器１２ｂの出力信号、即ち増幅器１３
ｂの出力信号v_bのゼロクロス点付近にパルス性ノ
イズN_bが混入すると、第１０図Ａに示すように、
信号v_bの波形が乱れて、正規のゼロクロス点の他
に疑似のゼロクロス点が生ずる。このため、ゼロ
クロス点検出回路２４のウインドウコンパレータ
（図示せず）の出力には、同図Ｂに示すように、
パルス性ノイズN_bに対応する位置に、狭幅パル
スPn₁が現れる。

また、増幅器１３ａの出力信号v_aのゼロクロス
点から離れた位置にパルス性ノイズN_aが混入し
た場合、その混入位置如何によつては、同図Ａに
示すように、例えば加算回路２１の出力信号v_cの
ゼロクロス点近傍の波形が乱れて、信号v_cの正規
のゼロクロス点の他に疑似のゼロクロス点が生ず
ることがある。この場合も、ゼロクロス点検出回
路２４のウインドウコンパレータの出力には、同
図Ｂに示すように、パルス性ノイズN_aに対応す
る位置に、狭幅パルスPn₂が現れる。

ウインドウコンパレータの出力パルス列はEX
−OR回路（図示せず）によつて個々のパルスの
立上り及び立下り、即ちゼロクロス点が検出され
るが、上述のように、混入ノイズN_b及びN_aによ
つて例えば正弦波信号v_b及びv_cの波形が乱され、
ウインドウコンパレータの出力に混入ノイズに起
因する狭幅パルスPn₁及びPn₂が現われた場合、
ゼロクロス点検出出力は、同図Ｃに示すように、
パルスPn₁及びPn₂の各立上り、立下りに対応し
てそれぞれ１対のパルスPe₁及びPe₂が現れる。

上述のように、この２対のパルスPe₁及びPe₂
は、混入ノイズに起因するものであつて、正規の
正弦波信号v_a〜v_dのゼロクロス点検出出力と共に
カウンタ１５に供給される。このため、カウンタ
１５のカウント内容に誤りが生じ、このカウント
内容に基いて制御されるキヤプスタンモータ２は
所定位置に正確に停止することができないという
問題があつた。

また、既提案装置によれば、回転体の位置検出
精度は向上するものの、回転方向を検出すること
はできず、このため、回転方向検出手段を別個に
設けなければならないという問題があつた。

かかる点に鑑み、本考案の目的は、ノイズによ
る誤動作がなく、高精度の位置検出を安定に行な
うことができると共に、回転方向をも速かに検出
することのできる回転体の回転位置検出装置を提
供するところにある。

Ｅ問題点を解決するための手段本考案は、回転機器２の回転軸に連結された回
転体１１から回転に応じて変化する相互に90度位
相差を有する第１及び第２の正弦波信号を取出す
第１及び第２の正弦波信号取出装置１２ａ，１２
ｂと、第１及び第２の正弦波信号を少なくとも１
回加算及び減算して、第１及び第２の正弦波信号
のゼロクロス点の各間に、その各ゼロクロス点に
対し所定の位相間隔を持つゼロクロス点を有し、
周期が第１及び第２の正弦波信号に等しい複数の
合成正弦波信号を形成する正弦波信号合成回路２
０と、回転機器２が順方向に回転するとき、選択
制御信号によつて第１及び第２の正弦波信号並び
に複数の合成正弦波信号を、これらの信号が所定
の位相間隔をもつて順次配列される第１の順序で
選択する第１の信号選択手段３１と、回転機器２
が逆方向に回転するとき、選択制御信号によつて
第１及び第２の正弦波信号並びに複数の合成正弦
波信号を、第１の順序とは逆の第２の順序で選択
する第２の信号選択手段４１と、第１及び上記第
２の信号選択手段３１，４１の出力のそれぞれお
ゼロクロス点を検出する第１及び第２のゼロクロ
ス点検出回路３２，４２と、第１及び第２のゼロ
クロス点検出回路３２，４２の出力のそれぞれを
ゲート信号によつてゲートする第１及び第２のゲ
ート回路３６，４６と、第１及び第２のゲート回
路３６，４６の出力信号を計数して回転機器２の
回転位置信号を出力するカウンタ５１と、カウン
タ５１の出力値に基づいて所定のタイミングで選
択制御信号を出力する遅延手段５５と、カウンタ
５１の出力値の遷移直後の所定期間に第１及び第
２のゲート回路３６，４６を閉じるようなゲート
信号を出力するゲート信号発生回路５４と、第１
及び第２のゲート回路３６，４６の出力に基づい
て回転機器２の回転方向を検出する回転方向検出
回路５２とを有するものである。

Ｆ作用かかる本考案によれば、回転機器２の順、逆の
回転方向に応じて、第１または第２の信号選択手
段３１または４１によつて、多相の正弦波信号
v_a，v_b，v_c及びv_dが所定の順序で選択されて、第
１または第２のゼロクロス点検出回路３２または
４２から、回転方向に応じた所定順序のゼロクロ
ス点検出出力が得られるので、誤動作が防止され
ると共に、このゼロクロス点検出出力によつてフ
リツプフロツプがセツトまたはリセツトされて回
転方向が表示される。

Ｇ実施例以下、第１図〜第５図を参照しながら、本考案
をVTRにおけるキヤプスタンモータの回転位置
の検出に適用した一実施例について説明する。

G1 構成本考案の一実施例の構成を第１図に示す。この
第１図において、第６図及び第９図に対応する部
分には同一の符号を付して重複説明を省略する。

第１図において、３１は電子ロータリスイツチ
であつて、その４つの固定接点３１₁，３１₂，３
１₃及び３１₄には両増幅器１３ａ，１３ｂ及び正
弦波信号合成回路２０から４相の正弦波信号v_a，
v_b，v_c及びv_dがそれぞれ供給され、可動接点３１
_０はゼロクロス点検出回路３２の１対のコンパレ
ータ３３及び３４のそれぞれ一方の入力端子に接
続される。なお、正弦波信号合成回路２０は第９
図と同じ構成であり、出力の正弦波信号v_c，v_dの
レベルは正弦波信号v_a，v_bのレベルと等しくされ
ている。コンパレータ３３及び３４の他方の入力
端子には負及び正の基準電圧V_RB及びV_RTがそれ
ぞれ供給されて、ウインドウコンパレータが形成
される。なお、各基準電圧は、ゼロレベルがウイ
ンドウのほぼ中心になるように設定されている。
これにより、ゼロクロス点検出回路の出力パルス
のほぼ中心がゼロクロスのタイミングと一致され
る。コンパレータ３３及び３４の出力はEX−
OR回路３５に供給され、EX−OR回路３５の出
力はナンドゲート３６の一方の入力端子に供給さ
れる。

４１は電子ロータリスイツチ、４２はゼロクロ
ス点検出回路であつて、それぞれ上述のスイツチ
３１、検出回路３２と同一構成となつているの
で、符号の１の桁の数字を同じくし、10の桁の数
字を４として、構成の詳細説明を省略する。

５１はアツプダウンカウンタ、５２はRSフリ
ツプフロツプであつて、カウンタ５１のアツプ側
及びダウン側のクロツク端子にはナンドゲート３
６及び４６の出力がそれぞれ供給されると共に、
フリツプフロツプ５２のセツト端子及びリセツト
端子にはナンドゲート３６及び４６の出力がそれ
ぞれ供給される。カウンタ５１の出力（LSB）
は２分されて、その一方はEX−OR回路５３の
一方の入力端子に直接に供給されると共に、他方
の出力はRC遅延回路を介してEX−OR回路５３
の他方の入力端子に供給される。EX−OR回路
５３の出力は回転位置検出信号S_pとして出力され
ると共に、単安定マルチバイブレータ５４に供給
される。このマルチバイブレータ５４の所要幅の
Ｑ出力パルスが両ナンドゲート３６及び４６の他
方の入力端子に共通に供給される。

また、カウンタ５１の出力のLSB及び2SBが、
遅延回路５５を介して、切換制御信号S_sとして両
ロータリスイツチ３１及び４１に供給されて、各
可動接点３１₀及び４１₀の接続位置が制御され
る。また、フリツプフロツプ５２のＱ出力が回転
方向の順逆表示信号Sdとして出力される。

G2 順方向動作時の信号選択上述の構成において、まず、回転体１１が矢印
３に示す順方向に回転する場合の多相の正弦波信
号の選択について説明する。

最初、第１図に示すように、一方のロータリス
イツチ３１の可動接点３１₀が第１の固定接点３
１₁に接続されると共に、他方のロータリスイツ
チ４１の可動接点４１₀が第４の固定接点４１₄に
接続されるものとする。後述のように、この条件
ではカウンタ５１の出力のLSB及び2SBは共に
“０”である。なお、以降“０”は論理レベルの
低レベルを、“１”は論理レベルの高レベルを表
わすものとする。

前出第８図に１点鎖線で示すようなタイミング
で動作が開始されて、４相の正弦波信号のうち、
正弦波信号v_aがスイツチ３１を介してゼロクロス
点検出回路３２に供給される。第２図Ｈに示すよ
うに、正弦波信号v_aが負の領域から上昇しなが
ら、時刻t_p1においてゼロクロスすると、ゼロク
ロス点検出回路３２は、同図Ａに示すように、幅
Toの検出パルスを出力する。この検出パルスは
ナンドゲート３６の一方の入力端子に供給され
る。このとき、他方の入力端子に供給されている
単安定マルチバイブレータ５４の出力は、後述
のように、“１”であるから、検出回路３２のゼ
ロクロス点検出パルスは、ナンドゲート３６を介
して、カウンタ５１のアツプ側クロツク端子に供
給されてカウント値をアツプさせると共に、同図
Ｂに示すように、カウンタ５１の出力のLSBを
“０”から“１”に立上げる。この立上りはEX−
OR回路５３で検出されて、同図Ｄに示すような
前縁検出パルスP_FがEX−RE回路５３から単安定
マルチバイブレータ５４に供給される。このマル
チバイブレータ５４の遅延時間Tmはゼロクロス
点検出パルスのパルス幅Toよりも大きく設定さ
れており、マルチバイブレータ５４のＱ出力は、
同図Ｅに示すように、正弦波信号v_aのゼロクロス
検出パルスの後縁からTm時間“０”となる。従
つて、この期間中、ナンドゲート３６は「閉」状
態にあり、ノイズパルスはナンドゲート３６を通
つてカウンタ５１に到達することができない。

また、ゼロクロス検出パルスの後縁からTm時
間が経過すると、単安定マルチバイブレータ５４
のＱの出力は、同図Ｅに示すように、“１”とな
るので、これにより、ナンドゲート３６は「開」
状態とされ、新たに検出されたゼロクロス検出パ
ルスがカウンタ５１へ送られる。

一方、タイミング調整用の遅延回路５５の遅延
時間Tsは単安定マルチバイブレータ５４の遅延
時間Tmよりも小さく設定されており、カウンタ
５１からの切換制御信号SsのLSBは、同図Ｆに
示すように、最初のゼロクロス検出時点t_p1から
Ts時間遅れてロータリスイツチ３１に供給され
る。供給された切換制御信号Ssの2SB及びLSB
が、00，01，10及び11のように順次変化すると
き、ロータリスイツチ３１の可動接点３１₀は第
１〜第４の固定接点３１₁，３１₂，３１₃及び３
１₄に順次接続されるようになつている。従つて、
同図Ｆに示すように、制御信号SsのLSBが“０”
から“１”に変化した時刻t_s1において、ロータ
リスイツチ３１の可動接点３１₀は、第１の固定
接点３１₁から第２の固定接点３１₂に切換接続さ
れ、ゼロクロス点検出回路３２には正弦波信号v_c
が供給される。

第２図Ｈに示すように、最初の切換時点t_s1に
おいて、ロータリスイツチ３１の可動接点３１₀
の電圧は正弦波信号v_aの＋ΔV_Sから正弦波信号v_c
の−V_Sまで速かに下降する。このとき、前述の
ように、ナンドゲート３６は「閉」状態にあるの
で、切換に伴うノイズはナンドゲート３６で阻止
されて、カウンタ５１を誤動作させる虞はない。

次いで、正弦波信号v_cが、負領域から上昇しな
がら、時刻t_p2においてゼロクロスすると、検出
回路３２からの検出パルスが、ナンドゲート３６
を介して、カウンタ５１に供給されて、同図Ｂ及
びＣに示すように、カウンタ５１の出力のLSB
が再び“０”に立下ると共に、2SBが“０”から
“１”に立上る。このうち、LSBの立下りがEX
−OR回路５３で検出されて、同図Ｄに示すよう
な後縁検出パルスP_Bが得られる。この後縁検出
パルスP_Bが単安定マルチバイブレータ５４に供
給され、前述と同様にして、ナンドゲート３６が
所定のTm時間「閉」状態にされる。

第２のゼロクロス検出時点t_p2からTs時間経過
して、第２図Ｆ及びＧに示すように、切換制御信
号SsのLSBが再び“０”に立下ると共に、2SBが
“０”から“１”に立上る。即ち、切換制御信号
Ssが“10”となつて、ロータリスイツチ３１の
可動接点３１₀は第２の固定接点３１₂から第３の
固定接点３１₃に切換接続される。

以下同様にして、第３図Ａ及びＢに示すよう
に、時刻t_p3において正弦波信号v_bのゼロクロス
点が検出され、時刻t_p4において正弦波信号v_dの
ゼロクロス点が検出された後、ロータリスイツチ
３１の可動接点３１₀は再び固定接点３１₁に切換
えられる。このとき、正弦波信号v_dが負領域から
上昇中であるのに対して、正弦波信号v_aは正領域
から下降中であつて、ロータリスイツチ３１の切
換時における可動接点３１₀の電圧は、前３回と
は逆に、速かに上昇する。以下、４相の正弦波信
号v_a，v_c，v_b及びv_dがそれぞれ正領域から下降し
ながら、時刻t_p5，t_p6，t_p7及びt_p8においてゼロク
ロスした後、ロータリスイツチ３１は第１図に示
した接続状態に復する。

この間、他方のロータリスイツチ４１も切換制
御信号S_sによつて切換えられているが、２ビツト
の切換制御信号が、00，01，10及び11と順次変化
するとき、スイツチ４１の可動接点４１₀は第１
図に示すように一方のスイツチ３１の可動接点３
１₀とは１ステツプ遅れて、第４、第１、第２及
び第３の固定接点４１₄，４１₁，４１₂及び４１₃
に順次切換接続される。第４の固定接点４１₄に
供給される正弦波信号v_dと、一方のスイツチ３１
の第１の固定接点３１₁に供給される正弦波信号
v_aとは位相が異なるため、第３図からも明らかな
ように、正弦波信号v_aのゼロクロス時点t_p1にお
いて、正弦波信号v_dは負領域で下降中であつてゼ
ロクロスすることはない。他方のスイツチ４１の
第１〜第３の固定接点４１₁，４１₂及び４１₃に
供給される正弦波信号v_a，v_c及びv_bについてみて
も、一方のスイツチ３１のそれぞれ１ステツプ進
んだ固定接点３１₂，３１₃及び３１₄に供給され
る正弦波信号v_c，v_b及びv_dの各ゼロクロス時点
t_p2，t_p3及びt_p4において、それぞれ正領域で上昇
中であつてゼロクロスすることはない。

従つて、回転体１１が順方向に回転するとき、
ロータリスイツチ４１を介して４相の正弦波信号
v_a〜v_dが供給される他方のゼロクロス点検出回路
４２から検出パルスが出力されることはない。

また、このとき、RSフリツプフロツプ５２の
セツト端子には、カウンタ５１のアツプ側クロツ
ク端子と共通に、一方のゼロクロス点検出回路３
２の最初の検出パルスが供給されるので、フリツ
プフロツプ５２のＱ出力は順方向回転開始直後に
“１”となり、適宜の表示手段によつて順方向回
転中であることが速かに表示される。

G3 誤動作防止次に、正弦波信号にパルス性ノイズが混入した
場合について説明する。

パルス性ノイズが、例えば正弦波信号v_bのゼロ
クロス点の直前に混入した場合、第４図Ａに示す
ように、信号v_bの波形が乱れて、正規のゼロクロ
ス点の直前にも疑似のゼロクロス点が生ずる。こ
の混入ノイズによるゼロクロス点は、前述のよう
な順方向動作時には、ロータリスイツチ３１の第
３の固定接点３１₃及び可動接点３１₀を介して、
ゼロクロス点検出回路３２によつて検出され、検
出パルスがカウンタ５１のアツプ側クロツク端子
に供給される。そうすると、前述のように、カウ
ンタ５１から切換制御信号S_sがロータリスイツチ
３１に供給されて、可動接点３１₀は第３の固定
接点３１₃から第４の固定接点３１₄に切換接続さ
れてしまい、この切換の後に正弦波信号v_bの正規
のゼロクロス点が現れても、検出回路３２への経
路が遮断されているので、正規のゼロクロス点が
検出されることはなく、スイツチ３１の出力信号
波形は第４図Ｂのようになる。従つて、この場合
には、同図Ｃに示すように混入ノイズによつてゼ
ロクロス点検出パルスのタイミングが早められ
る。

また、パルス性ノイズが、例えば正弦波信号v_a
のゼロクロス点から離れて混入した場合、同図Ａ
に示すように、混入ノイズによるゼロクロス点が
例えば正弦波信号v_cの正規のゼロクロス点の直後
に現れることがある。この場合は、同図Ｂに示す
ように、信号v_cの正規のゼロクロス点の検出に基
づくロータリスイツチ３１の切換のタイミングが
混入ノイズによるゼロクロス点よりも早いので、
上述の場合と同様に、検出回路３２への経路が遮
断されており、同図Ｃに示すように、混入ノイズ
によるゼロクロス点が検出されることはない。

上述のように、本実施例においては、ロータリ
スイツチによつて４相の正弦波信号を所定の順序
で選択してゼロクロス点検出回路に供給している
ため、所定順序から外れた信号は遮断されて、ゼ
ロクロス点検出パルスの総数が変化することはな
く、カウンタの誤動作が防止される。

G4 逆方向回転時の信号選択次に、回転体１１が矢印３で示す順方向とは逆
に回転する場合について説明する。

前述のように、回転体１１が順方向に回転する
ときに、磁電変換器１２ｂからの正弦波信号v_bが
磁電変換器１２ａからの正弦波信号v_aよりも90°
遅れるのであるから、回転方向が逆になれば、正
弦波信号１２ｂは正弦波信号１２ａよりも90°進
むことになる。そして、両者から合成された２つ
の正弦波信号v_c及びv_dの位相関係もまた逆にな
る。

再び、前出第８図に示した４相の正弦波信号v_a
〜v_dの位相関係をみれば、順方向回転時のv_a→v_c
→v_b→v_dの順序が、逆方向回転時にはv_d→v_b→v_c
→v_aとなることは明らかである。

ところで、前述の順方向回転時の動作説明で
は、第８図の１点鎖線が動作開始のタイミングで
あつたが、正弦波信号の周期性から、この１点鎖
点の位相から360°遅れた位相の２点鎖線が動作開
始のタイミングであつてもよい。この２点鎖線を
動作開始のタイミングとして、矢印Ｆの方向が順
方向動作となり、矢印Ｒの方向が逆方向動作とな
る。

ところが、順方向動作時の４相の正弦波信号と
逆方向動作時のそれとは、第８図から明らかなよ
うに、動作開始のタイミングを示す２点鎖線に関
して対称になつている。従つて、前述の順方向動
作時の説明において、一方のロータリスイツチ３
１及びゼロクロス点検出回路３２をそれぞれ他方
のロータリスイツチ４１及びゼロクロス点検出回
路４２に置換えると共に、正弦波信号v_a及びv_d並
びにv_c及びv_bをそれぞれ交換すれば、逆方向回転
時の動作を説明することができる。

但し、逆方向回転の場合、ゼロクロス点検出回
路４２からの検出パルスは、ナンドゲート４６を
介して、カウンタ５１のダウン側クロツク端子と
フリツプフロツプ５２のリセツト端子とに供給さ
れる。このため、フリツプフロツプ５２はリセツ
トされて、そのＱ出力は“０”となり、逆方向回
転中であることが表示される。また、カウンタ５
１は、そのカウント値がダウンされると共に、そ
の出力の2SB及びLSBが00から11，10，01のよう
に順次変化して、両ロータリスイツチ３１及び４
１の可動接点３１₀及び４１₀は、第１図に示した
方向とは逆の方向に回転する。このロータリスイ
ツチ４１の逆転によつて、第５図Ａに示すよう
に、順方向回転時と対称なタイミングで、４相の
正弦波信号が逆方向回転時の順序v_d→v_b→v_c→v_a
に従つてゼロクロス点検出回路４２に供給され、
同図Ｂに示すように、順方向回転時と対称なタイ
ミングで、各ゼロクロス点が検出される。また、
一方のロータリスイツチ３１はロータリスイツチ
４１から１ステツプ遅れて逆転しているので、各
正弦波信号のゼロクロス点が検出回路３２に伝送
されることはない。

なお、上述の実施例においては、磁電変換器１
２ａ及び１２ｂの正弦波信号v_a及びv_bを１回だけ
加減算して計４個の正弦波信号v_a〜v_dを得てキヤ
プスタンモータ２の位置を検出するようにした
が、更にこれら正弦波信号v_a〜v_dを適宜加減算し
て位相の異なる更に多くの正弦波信号を得てキヤ
プスタンモータ２の位置を検出するようにしても
良い。この場合、両電子スイツチ３１，４１の固
定接点数と切換制御信号S_sのビツト数だけを増せ
ばよく、既提案装置に比べて、正弦波信号の多相
化に簡単に対応することができる。

また、上述の実施例においては回転機器がキヤ
プスタンモータの場合について説明したが、本考
案は回転位置を高精度に検出したい他の回転機器
に広く適用することができる。

Ｈ考案の効果以上詳述のように、本考案によれば、多相の正
弦波信号を所定の順序で選択してゼロクロス点検
出を行なうようにして、混入ノイズによる誤動作
を防止すると共に、ゼロクロス点検出出力に基づ
いて回転機器の回転方向を速かに検出することが
できる回転機器の回転位置検出装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による回転機器の回転位置検出
装置の一実施例の構成を示すブロツク図、第２図
〜第５図は本考案の一実施例の動作を説明するた
めのタイムチヤート、第６図は従来の回転機器の
回転位置検出装置の構成例を示すブロツク図、第
７図及び第８図は従来例の動作を説明するための
波形図、第９図は既提案による回転機器の回転位
置検出装置の構成例を示すブロツク図、第１０図
は既提案装置の動作を説明するためのタイムチヤ
ートである。３１，４１は信号選択手段、３２，４２はゼロ
クロス点検出回路、５１はアツプダウンカウン
タ、５２はRSフリツプフロツプである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】回転機器の回転軸に結合された回転体から回転
に応じて変化する相互に90度位相差を有する第１
及び第２の正弦波信号を取出す第１及び第２の正
弦波信号取出装置と、上記第１及び第２の正弦波信号を少なくとも１
回加算及び減算して、上記第１及び第２の正弦波
信号のゼロクロス点の各間に、その各ゼロクロス
点に対し所定の位相間隔を持つゼロクロス点を有
し、周期が上記第１及び第２の正弦波信号に等し
い複数の合成正弦波信号を形成する正弦波信号合
成回路と、上記回転機器が順方向に回転するとき、選択制
御信号によつて上記第１及び第２の正弦波信号並
びに上記複数の合成正弦波信号を、これらの信号
が上記所定の位相間隔をもつて順次配列される第
１の順序で選択する第１の信号選択手段と、上記回転機器が逆方向に回転するとき、上記選
択制御信号によつて上記第１及び第２の正弦波信
号並びに上記複数の合成正弦波信号を、上記第１
の順序とは逆の第２の順序で選択する第２の信号
選択手段と、上記第１及び第２の信号選択手段の出力のそれ
ぞれのゼロクロス点を検出する第１及び第２のゼ
ロクロス点検出回路と、該第１及び第２のゼロクロス点検出回路の出力
のそれぞれをゲート信号によつてゲートする第１
及び第２のゲート回路と、該第１及び第２のゲート回路の出力信号を計数
して上記回転機器の回転位置信号を出力するカウ
ンタと、該カウンタの出力値に基づいて所定のタイミン
グで上記選択制御信号を出力する遅延手段と、上記カウンタの出力側の遷移直後の所定期間に
上記第１及び第２のゲート回路を閉じるような上
記ゲート信号を出力するゲート信号発生回路と、上記第１及び第２のゲート回路の出力に基づい
て上記回転機器の回転方向を検出する回転方向検
出回路、とを有することを特徴とする回転機器の回転位
置検出装置。