JPH067056B2 - 位置及び速度検出装置 - Google Patents
位置及び速度検出装置Info
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- JPH067056B2 JPH067056B2 JP63084930A JP8493088A JPH067056B2 JP H067056 B2 JPH067056 B2 JP H067056B2 JP 63084930 A JP63084930 A JP 63084930A JP 8493088 A JP8493088 A JP 8493088A JP H067056 B2 JPH067056 B2 JP H067056B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は相対的に回転移動する２物体間の相対位置及び
相対移動速度を検出する装置に係り、特に、ＶＴＲ（ビ
デオテープレコーダ）に於ける回転磁気ヘッド等の回転
駆動装置における位相サーボや速度サーボ用の制御信号
を得たり、磁気ディスク装置のディスクモータの速度制
御やディスク上のインデックス信号等の位置信号を得る
のに最適な、回転体の位置及び速度検出装置に関する。
相対移動速度を検出する装置に係り、特に、ＶＴＲ（ビ
デオテープレコーダ）に於ける回転磁気ヘッド等の回転
駆動装置における位相サーボや速度サーボ用の制御信号
を得たり、磁気ディスク装置のディスクモータの速度制
御やディスク上のインデックス信号等の位置信号を得る
のに最適な、回転体の位置及び速度検出装置に関する。
一般に、回転型磁気ヘッド装置等の回転駆動装置では、
磁気ヘッドドラム等の被回転体を所定の回転位相にて定
速回転させるために、被回転体の回転位相と回転速度と
を検出する位相検出器及び速度検出器（速度制御回路）
を配設し、各検出出力を利用して位相サーボと速度サー
ボとを駆動モータに施している。また、上記駆動モータ
として用いられるブラシレスモータは、そのステータコ
イル（ＦＧコイルパターン等で構成される）をロータマ
グネットの回転角度位置に応じた所定の駆動シーケンス
に従って順次に励磁する必要があるので、上記ロータマ
グネットの回転角度位置を検出するための位置検出回路
が配設されている。以下の説明においては、ＦＧ（Freq
uency Generator；周波数発電機）コイルパターンとロ
ータマグネットの組合わせを「検出信号発生部」と記載
することもある。
磁気ヘッドドラム等の被回転体を所定の回転位相にて定
速回転させるために、被回転体の回転位相と回転速度と
を検出する位相検出器及び速度検出器（速度制御回路）
を配設し、各検出出力を利用して位相サーボと速度サー
ボとを駆動モータに施している。また、上記駆動モータ
として用いられるブラシレスモータは、そのステータコ
イル（ＦＧコイルパターン等で構成される）をロータマ
グネットの回転角度位置に応じた所定の駆動シーケンス
に従って順次に励磁する必要があるので、上記ロータマ
グネットの回転角度位置を検出するための位置検出回路
が配設されている。以下の説明においては、ＦＧ（Freq
uency Generator；周波数発電機）コイルパターンとロ
ータマグネットの組合わせを「検出信号発生部」と記載
することもある。
かかる構成の従来の位置及び速度検出装置の構造，原理
等について、第５図以降を参照しながら説明する。第５
図(A)は従来の位置及び速度検出装置に用いられるＦＧ
コイルパターンの平面図、同図(B)はロータマグネット
の平面図である。同図中、４はＦＧコイルパターンで、
等間隔ピッチ1,2,3,4,5,…に対してピッチ1,2,4,8,…の
部分を他の部分の歯形コイル５ｂに比して幅狭ピッチの
２個の歯形コイル５ａとされている。このピッチ間隔
は、歯形コイル５ｂのピッチ間隔の２ｎ（ｎ：自然数）
に設定されている。３はロータマグネットで、ＦＧコイ
ルパターン４の歯形コイル５ａと同じピッチ1,2,4,8,…
で２個の幅狭Ｎ磁極６ａ及び１個の幅狭Ｓ磁極６ｂが設
けられており、ＦＧコイルパターン４の各コイルと対応
している。この場合、ＦＧコイルパターン４のピッチと
ロータマグネット３のピッチとが１対１で対応する箇所
は１回転につき１ヶ所であるが、これは検出を必要とす
る基準位置に対応して設けられる。
等について、第５図以降を参照しながら説明する。第５
図(A)は従来の位置及び速度検出装置に用いられるＦＧ
コイルパターンの平面図、同図(B)はロータマグネット
の平面図である。同図中、４はＦＧコイルパターンで、
等間隔ピッチ1,2,3,4,5,…に対してピッチ1,2,4,8,…の
部分を他の部分の歯形コイル５ｂに比して幅狭ピッチの
２個の歯形コイル５ａとされている。このピッチ間隔
は、歯形コイル５ｂのピッチ間隔の２ｎ（ｎ：自然数）
に設定されている。３はロータマグネットで、ＦＧコイ
ルパターン４の歯形コイル５ａと同じピッチ1,2,4,8,…
で２個の幅狭Ｎ磁極６ａ及び１個の幅狭Ｓ磁極６ｂが設
けられており、ＦＧコイルパターン４の各コイルと対応
している。この場合、ＦＧコイルパターン４のピッチと
ロータマグネット３のピッチとが１対１で対応する箇所
は１回転につき１ヶ所であるが、これは検出を必要とす
る基準位置に対応して設けられる。
第６図は第５図(A),(B)図示のＦＧコイルパターン４及
びロータマグネット３を備えた従来装置のブロック系統
図である。ロータマグネット３が回転すると、ＦＧコイ
ルパターン４から第６図(B)の如き波形の信号ｂが取出
される。ロータマグネット３の幅狭磁極６ａ，６ｂとＦ
Ｇコイルパターン４の幅狭歯形コイル５ａとが何処でも
１対１で対向していない期間の信号ｂのレベルは低い
が、第７図(A)に示すように、これらが１対１で対向し
たときの信号ｂのレベルは高くなる。この信号ｂは間隔
Ｌ１を設定されているパルス生成回路７に供給され、こ
の閾値Ｌ１を越えた時にＨレベルのパルスを発生する信
号ｄ（同図(D)参照）とされ、これが基準位置信号とし
て取出されて位置検出回路６に供給される。一方、パル
ス生成回路８では上記閾値Ｌ１より低い閾値Ｌ０（同図
(B)参照）が設定されており、信号ｂがこの閾値Ｌ０を
越えた時にＨレベルのパルスを発生する信号ｃ（同図
(C)参照）とされ、これを回転速度検出信号として取出
して、速度制御回路９に供給する。
びロータマグネット３を備えた従来装置のブロック系統
図である。ロータマグネット３が回転すると、ＦＧコイ
ルパターン４から第６図(B)の如き波形の信号ｂが取出
される。ロータマグネット３の幅狭磁極６ａ，６ｂとＦ
Ｇコイルパターン４の幅狭歯形コイル５ａとが何処でも
１対１で対向していない期間の信号ｂのレベルは低い
が、第７図(A)に示すように、これらが１対１で対向し
たときの信号ｂのレベルは高くなる。この信号ｂは間隔
Ｌ１を設定されているパルス生成回路７に供給され、こ
の閾値Ｌ１を越えた時にＨレベルのパルスを発生する信
号ｄ（同図(D)参照）とされ、これが基準位置信号とし
て取出されて位置検出回路６に供給される。一方、パル
ス生成回路８では上記閾値Ｌ１より低い閾値Ｌ０（同図
(B)参照）が設定されており、信号ｂがこの閾値Ｌ０を
越えた時にＨレベルのパルスを発生する信号ｃ（同図
(C)参照）とされ、これを回転速度検出信号として取出
して、速度制御回路９に供給する。
第８図(A),(B)は夫々位置及び速度検出装置に用いられ
るＦＧコイルパターン及びロータマグネットの他の従来
例の平面図である。同図中、１４はＦＧコイルパターン
で、等間隔ピッチＰ１に対してピッチＰ２の部分を他の
部分の歯形コイル15ｂに比して1/2ピッチ幅の２個の歯
形コイル15ａとしている。１３はロータマグネットで、
ＦＧコイルパターン１４の歯形コイル15ａと同じピッチ
Ｐ２で２個の幅狭Ｎ磁極16ａ（幅広Ｎ磁極16ｃの半分の
ピッチ幅）及び幅狭Ｓ磁極16ｂ（幅広Ｓ磁極16ｄの半分
のピッチ幅）が設けられており、ＦＧコイルパターン１
４の各コイルと対応している。この場合も、ＦＧコイル
パターン１４のピッチとロータマグネット１３のピッチ
とが１対１で対応する箇所は１回転につき１ヶ所であ
る。
るＦＧコイルパターン及びロータマグネットの他の従来
例の平面図である。同図中、１４はＦＧコイルパターン
で、等間隔ピッチＰ１に対してピッチＰ２の部分を他の
部分の歯形コイル15ｂに比して1/2ピッチ幅の２個の歯
形コイル15ａとしている。１３はロータマグネットで、
ＦＧコイルパターン１４の歯形コイル15ａと同じピッチ
Ｐ２で２個の幅狭Ｎ磁極16ａ（幅広Ｎ磁極16ｃの半分の
ピッチ幅）及び幅狭Ｓ磁極16ｂ（幅広Ｓ磁極16ｄの半分
のピッチ幅）が設けられており、ＦＧコイルパターン１
４の各コイルと対応している。この場合も、ＦＧコイル
パターン１４のピッチとロータマグネット１３のピッチ
とが１対１で対応する箇所は１回転につき１ヶ所であ
る。
第９図は第８図(A),(B)図示のＦＧコイルパターン１４
を帯状のフレキシブルプリント基板２１上に形成し、円
板状のロータマグネット１３を円筒状に形成したもので
あるが、ＦＧコイルパターン２４の歯形コイル25ａ，25
ｂのピッチ間隔の関係は上記歯形コイル15ａ，15ｂと同
じであり、又、ロータマグネット２３の各磁極26ａ〜26
ｄのピッチ幅の関係もロータマグネット１３の各磁極16
ａ〜16ｄのピッチ幅の関係と同じなので、動作原理も全
く同じとなる。即ち、ロータマグネット１３，２３の回
転によって、ＦＧコイル１２，２２の出力端子Ｘ，Ｚ間
には第１０図(A)に示すような周波数信号（速度検出信
号）FGが誘起され、検出コイル部15ａ，25ａの出力端子
Ｘ，Ｙ間には同図(B)図示の如き位相信号（回転位置検
出信号）PGが誘起される。これら両信号FG，PGの信号処
理及び働きについては、第６図を用いて説明した第１従
来例と略同じなので、その詳細な説明を省略する。
を帯状のフレキシブルプリント基板２１上に形成し、円
板状のロータマグネット１３を円筒状に形成したもので
あるが、ＦＧコイルパターン２４の歯形コイル25ａ，25
ｂのピッチ間隔の関係は上記歯形コイル15ａ，15ｂと同
じであり、又、ロータマグネット２３の各磁極26ａ〜26
ｄのピッチ幅の関係もロータマグネット１３の各磁極16
ａ〜16ｄのピッチ幅の関係と同じなので、動作原理も全
く同じとなる。即ち、ロータマグネット１３，２３の回
転によって、ＦＧコイル１２，２２の出力端子Ｘ，Ｚ間
には第１０図(A)に示すような周波数信号（速度検出信
号）FGが誘起され、検出コイル部15ａ，25ａの出力端子
Ｘ，Ｙ間には同図(B)図示の如き位相信号（回転位置検
出信号）PGが誘起される。これら両信号FG，PGの信号処
理及び働きについては、第６図を用いて説明した第１従
来例と略同じなので、その詳細な説明を省略する。
上述の如き従来の位置及び速度検出装置においては、第
８図及び第９図示の検出信号発生部を有する従来装置で
は、等間隔ピッチＰ１とピッチＰ２との関係を２：１の
幅にする必要があるので、磁束分布は第１１図示のよう
になり、ギャップｄに対する着磁ピッチによりＢ・ｌ・
ｖ＝ｅ（但し、Ｂ：FGコイルが受ける有効磁束密度，
ｌ：磁極移動方向と鎖交するFGコイル長，ｖ：相対移動
速度）で決定される起電力ｅの出力レベルが小さいとい
う欠点がある。また、第５図示の検出信号発生部を有す
る従来装置では、ロータマグネット３の等間隔ピッチ６
ｃ，６ｄに比べて幅狭ピッチ６ａ，６ｂの幅は1/2より
も更に小さいので、ギャップｄに対する着磁ピッチによ
り生ずる起電力の出力レベルは、第１１図示のもの（第
２従来例）より更に小さくなるという欠点があった。
８図及び第９図示の検出信号発生部を有する従来装置で
は、等間隔ピッチＰ１とピッチＰ２との関係を２：１の
幅にする必要があるので、磁束分布は第１１図示のよう
になり、ギャップｄに対する着磁ピッチによりＢ・ｌ・
ｖ＝ｅ（但し、Ｂ：FGコイルが受ける有効磁束密度，
ｌ：磁極移動方向と鎖交するFGコイル長，ｖ：相対移動
速度）で決定される起電力ｅの出力レベルが小さいとい
う欠点がある。また、第５図示の検出信号発生部を有す
る従来装置では、ロータマグネット３の等間隔ピッチ６
ｃ，６ｄに比べて幅狭ピッチ６ａ，６ｂの幅は1/2より
も更に小さいので、ギャップｄに対する着磁ピッチによ
り生ずる起電力の出力レベルは、第１１図示のもの（第
２従来例）より更に小さくなるという欠点があった。
本発明の位置及び速度検出装置は、多数の磁極のうち少
なくとも１組のＳ，Ｎ磁極の境界面を他の磁極の境界面
とは異なる角度にｎピッチ分（ｎは整数）傾斜させて位
置信号検出用磁極とすると共にそれ以外の磁極を周波数
信号検出用磁極とし、信号検出用コイルパターンのうち
一部のコイルパターンを位置信号検出用磁極と略同じ角
度に傾斜させて位置信号検出用コイルパターンとすると
共にそれ以外のコイルパターンを周波数信号検出用磁極
と略同じ角度に形成して周波数信号検出用コイルパター
ンとし、この周波数信号検出用コイルパターンより周波
数検出用信号を取出して速度検出用信号を生成すると共
に、位置信号検出用コイルパターンより位置検出用信号
を取出すよう構成することにより、上記課題を解決し
た。
なくとも１組のＳ，Ｎ磁極の境界面を他の磁極の境界面
とは異なる角度にｎピッチ分（ｎは整数）傾斜させて位
置信号検出用磁極とすると共にそれ以外の磁極を周波数
信号検出用磁極とし、信号検出用コイルパターンのうち
一部のコイルパターンを位置信号検出用磁極と略同じ角
度に傾斜させて位置信号検出用コイルパターンとすると
共にそれ以外のコイルパターンを周波数信号検出用磁極
と略同じ角度に形成して周波数信号検出用コイルパター
ンとし、この周波数信号検出用コイルパターンより周波
数検出用信号を取出して速度検出用信号を生成すると共
に、位置信号検出用コイルパターンより位置検出用信号
を取出すよう構成することにより、上記課題を解決し
た。
第１図は本発明の位置及び速度検出装置１０の一実施例
回路図（但しＦＧ信号発生用のロータマグネットの図示
は省略した）、第２図及び第３図は本発明装置１０の主
要部である検出信号発生部の第１乃至第３実施例を示す
原理図（同一方向から見たものを便宜上上下に配置して
図示している）であり、平面図又は展開図とは限らな
い。即ち、第５図及び第８図示のような円盤状や、第９
図示のような円筒状でも良く、更にこれ以外の回転体で
も構わなく、特定の形状に限定されないものである。こ
れら第１〜３図において、第５図及び第８，９図に示し
た従来例と同一部分には同一符号を付して、その詳細な
説明は省略する。
回路図（但しＦＧ信号発生用のロータマグネットの図示
は省略した）、第２図及び第３図は本発明装置１０の主
要部である検出信号発生部の第１乃至第３実施例を示す
原理図（同一方向から見たものを便宜上上下に配置して
図示している）であり、平面図又は展開図とは限らな
い。即ち、第５図及び第８図示のような円盤状や、第９
図示のような円筒状でも良く、更にこれ以外の回転体で
も構わなく、特定の形状に限定されないものである。こ
れら第１〜３図において、第５図及び第８，９図に示し
た従来例と同一部分には同一符号を付して、その詳細な
説明は省略する。
本発明の位置及び速度検出装置１０は、第１図に示すよ
うに、ＦＧ信号検出用コイル（パターン）３４、ＰＧ信
号検出用コイル（パターン）３７、ＦＧ信号増幅用アン
プ１１、ＰＧ信号増幅用アンプ１２、ＦＧパルス（周波
数信号）生成用のシュミット回路１３、インデックスパ
ルス（位置信号）生成用のシュミット回路１４、及び第
２〜第３図示の、上記ＦＧ，ＰＧ信号検出用コイル３
４，３７に対向するFG磁極36ｃ，36ｄ及びPG磁極36ａ，
36ｄが側面（又は円周面）に形成されたロータマグネッ
トとから成っている。なお、アンプ１１，１２は反転増
幅器で構成され、シュミット回路１４は所定のスレショ
ルドレベルを持つコンパレータを含んで構成される。
うに、ＦＧ信号検出用コイル（パターン）３４、ＰＧ信
号検出用コイル（パターン）３７、ＦＧ信号増幅用アン
プ１１、ＰＧ信号増幅用アンプ１２、ＦＧパルス（周波
数信号）生成用のシュミット回路１３、インデックスパ
ルス（位置信号）生成用のシュミット回路１４、及び第
２〜第３図示の、上記ＦＧ，ＰＧ信号検出用コイル３
４，３７に対向するFG磁極36ｃ，36ｄ及びPG磁極36ａ，
36ｄが側面（又は円周面）に形成されたロータマグネッ
トとから成っている。なお、アンプ１１，１２は反転増
幅器で構成され、シュミット回路１４は所定のスレショ
ルドレベルを持つコンパレータを含んで構成される。
本発明装置１０の最大の特徴は、第２図及び第３図から
更に明白なように、ＦＧ（速度）信号発生用のコイルパ
ターンは従来例同様互いに等間隔であり、ＰＧ（位置）
信号発生用のコイルパターンは従来例では半分以下に狭
く形成されていたのに対して、本発明のものはピッチ間
隔がむしろ広くなっており、しかも角度αを持ってスキ
ューさせた点にある。以下、これら検出信号発生部の各
実施例について、第４図の動作説明用信号派系図を併せ
参照しながら説明する。
更に明白なように、ＦＧ（速度）信号発生用のコイルパ
ターンは従来例同様互いに等間隔であり、ＰＧ（位置）
信号発生用のコイルパターンは従来例では半分以下に狭
く形成されていたのに対して、本発明のものはピッチ間
隔がむしろ広くなっており、しかも角度αを持ってスキ
ューさせた点にある。以下、これら検出信号発生部の各
実施例について、第４図の動作説明用信号派系図を併せ
参照しながら説明する。
第１実施例では、第２図(B)に示すように、ＦＧ信号発
生用のロータマグネット３３の磁極（FG磁極）36ｃ，36
ｄの２磁極分のスペースを使用してＰＧ信号発生用の一
対の磁極（ＰＧ磁極）36ａ及び36ｂを形成している。こ
のPG磁極36ａと36ｂとは、図示の如く２磁極分を使用し
て斜め（角度α）に交わっている。一方、ＦＧコイルパ
ターン３４の一部に形成されたＰＧ信号検出用コイルパ
ターン３７の方は、同図(A)図示のように同一角度αだ
け１ピッチ分傾斜して形成されている。従って、出力端
子Ｚからは、第４図(A)に示すような一定周波数の速度
検出用信号FGが取出され、出力端子Ｙからは同図(B)に
示すような１回転当り１個の位置（インデックス）検出
用信号PGが取出される。
生用のロータマグネット３３の磁極（FG磁極）36ｃ，36
ｄの２磁極分のスペースを使用してＰＧ信号発生用の一
対の磁極（ＰＧ磁極）36ａ及び36ｂを形成している。こ
のPG磁極36ａと36ｂとは、図示の如く２磁極分を使用し
て斜め（角度α）に交わっている。一方、ＦＧコイルパ
ターン３４の一部に形成されたＰＧ信号検出用コイルパ
ターン３７の方は、同図(A)図示のように同一角度αだ
け１ピッチ分傾斜して形成されている。従って、出力端
子Ｚからは、第４図(A)に示すような一定周波数の速度
検出用信号FGが取出され、出力端子Ｙからは同図(B)に
示すような１回転当り１個の位置（インデックス）検出
用信号PGが取出される。
次に第２図(C),(D)図示の第２実施例では、同図(D)に示
すように、FG磁極36ｃ，36ｄの４磁極分のスペースを使
用して二対のPG磁極36ａ，36ｂ及び36ｅ，36ｆを形成し
ている。この２組の磁極36ａ，36ｂ及び36ｅ，36ｆの境
界斜面ａ，ｂは図示のように互いに逆方向に傾いてお
り、ＦＧコイルパターン３４の一部に形成されたＰＧ信
号検出用コイルパターン37ａ，37ｂの方は、同図(C)図
示のように夫々境界斜面ａ，ｂと同一方向（同一角度
α）に傾斜して形成されている。従って、出力端子Ｚか
らの速度検出用信号FGは第４図(A)に示した波形とほぼ
同になるが、出力端子Ｙからの位置検出用信号PGは、同
図(C)に示すように、同図(B)に示した第１実施例に比べ
て略２倍の出力の信号PGが取出されるわけである。
すように、FG磁極36ｃ，36ｄの４磁極分のスペースを使
用して二対のPG磁極36ａ，36ｂ及び36ｅ，36ｆを形成し
ている。この２組の磁極36ａ，36ｂ及び36ｅ，36ｆの境
界斜面ａ，ｂは図示のように互いに逆方向に傾いてお
り、ＦＧコイルパターン３４の一部に形成されたＰＧ信
号検出用コイルパターン37ａ，37ｂの方は、同図(C)図
示のように夫々境界斜面ａ，ｂと同一方向（同一角度
α）に傾斜して形成されている。従って、出力端子Ｚか
らの速度検出用信号FGは第４図(A)に示した波形とほぼ
同になるが、出力端子Ｙからの位置検出用信号PGは、同
図(C)に示すように、同図(B)に示した第１実施例に比べ
て略２倍の出力の信号PGが取出されるわけである。
次に、本発明装置に使用される検出信号発生部の第３実
施例について、第３図を参照して説明する。この第３実
施例では、同図(B)に示すように、一対のPG磁極46ａ及
び46ｂ（１回転に１箇所形成）のみならず、FG磁極46
ｃ，46ｄの方もスキューさせており、しかも磁極46ａ，
46ｂとは逆方向（角度−α）に傾斜させ、ＦＧコイルパ
ターン４４及びＰＧ信号検出用コイルパターン４７の方
も、同図(A)図示のように、夫々ＦＧ信号発生用磁極46
ｃ，46ｄ及びPG磁極46ａ，46ｂと同一角度だけ傾斜させ
て形成している。なお、図示の例では、磁極46ａ〜46ｄ
及びコイルパターン４４，４７の傾き方は、幅方向の両
端で１ピッチずつずらしているが、これに限らず１ピッ
チに対しｎピッチ分（ｎは整数）ずれるよう形成しても
良い。このように、両検出器の傾きが反対であることに
より、相互の信号の影響は無くなり、出力端子Ｘ，Ｚ間
からは、第４図(A)に示すような一定周波数の速度検出
用信号FGが取出され、出力端子Ｘ，Ｙ間からは同図(D)
に示すような１回転当り１個の位置（インデックス）検
出用信号PGが取出される。
施例について、第３図を参照して説明する。この第３実
施例では、同図(B)に示すように、一対のPG磁極46ａ及
び46ｂ（１回転に１箇所形成）のみならず、FG磁極46
ｃ，46ｄの方もスキューさせており、しかも磁極46ａ，
46ｂとは逆方向（角度−α）に傾斜させ、ＦＧコイルパ
ターン４４及びＰＧ信号検出用コイルパターン４７の方
も、同図(A)図示のように、夫々ＦＧ信号発生用磁極46
ｃ，46ｄ及びPG磁極46ａ，46ｂと同一角度だけ傾斜させ
て形成している。なお、図示の例では、磁極46ａ〜46ｄ
及びコイルパターン４４，４７の傾き方は、幅方向の両
端で１ピッチずつずらしているが、これに限らず１ピッ
チに対しｎピッチ分（ｎは整数）ずれるよう形成しても
良い。このように、両検出器の傾きが反対であることに
より、相互の信号の影響は無くなり、出力端子Ｘ，Ｚ間
からは、第４図(A)に示すような一定周波数の速度検出
用信号FGが取出され、出力端子Ｘ，Ｙ間からは同図(D)
に示すような１回転当り１個の位置（インデックス）検
出用信号PGが取出される。
なお、ＦＧ用の着磁（磁極46ｃ，46ｄ）とコイルパター
ン４４の傾きと、インデックス用の着磁（磁極46ａ，46
ｂ）とコイルパターン４４，４７の傾斜角の絶対値とは
必ずしも同一で対称的である必要はなく、磁極46ｃ，46
ｄ及びコイルパターン４４の傾斜角はα＝90°（直角）
でも構わないが、その場合の出力は、位置検出用信号PG
の方が同図(E)に示すように速度信号の影響（ノイズ成
分となる）を受ける。また、PG磁極46ａ，46ｂを第３図
(D)に示すように２組（Ｓ，Ｎ極の境界斜面は３本）形
成し、ＰＧ信号検出用コイルパターン４７の方も同図
(C)に示すように３つ重ねて形成しても良く、この場合
出力端子Ｘ，Ｙ間からの位置検出用信号PGは、同図(F)
に示すように速度信号の影響を受けない良好な信号とな
る。
ン４４の傾きと、インデックス用の着磁（磁極46ａ，46
ｂ）とコイルパターン４４，４７の傾斜角の絶対値とは
必ずしも同一で対称的である必要はなく、磁極46ｃ，46
ｄ及びコイルパターン４４の傾斜角はα＝90°（直角）
でも構わないが、その場合の出力は、位置検出用信号PG
の方が同図(E)に示すように速度信号の影響（ノイズ成
分となる）を受ける。また、PG磁極46ａ，46ｂを第３図
(D)に示すように２組（Ｓ，Ｎ極の境界斜面は３本）形
成し、ＰＧ信号検出用コイルパターン４７の方も同図
(C)に示すように３つ重ねて形成しても良く、この場合
出力端子Ｘ，Ｙ間からの位置検出用信号PGは、同図(F)
に示すように速度信号の影響を受けない良好な信号とな
る。
ここで、以上説明した検出信号発生部各実施例の動作原
理等について、第１２図，第１３図と共に説明する。第
１２図，第１３図は夫々第１，第３実施例｛第２図及び
第３図(A),(B)｝の検出信号発生部において発生する磁
束分布を示す原理図で、各図の(A),(B)は夫々ロータマ
グネット３３，４３の平面図及び側面図、同図(C)はコ
イルパターン３４（及び３７），４４（及び４７）の側
面図である。これらの図からも明らかなように、ロータ
マグネット３３，４３のPG磁極36ａ，36ｂ，46ａ，46ｂ
の表面積はFG磁極36ｃ，36ｄ，46ｃ，46ｄの表面積と同
一であるので、ギャップｄに対する着磁ピッチによりBl
vで決定されるPG磁極36ａ，36ｂ，46ａ，46ｂからの出
力レベルは十分大きい。従って、第１１図示の従来例の
ような欠点は生じなくなる。
理等について、第１２図，第１３図と共に説明する。第
１２図，第１３図は夫々第１，第３実施例｛第２図及び
第３図(A),(B)｝の検出信号発生部において発生する磁
束分布を示す原理図で、各図の(A),(B)は夫々ロータマ
グネット３３，４３の平面図及び側面図、同図(C)はコ
イルパターン３４（及び３７），４４（及び４７）の側
面図である。これらの図からも明らかなように、ロータ
マグネット３３，４３のPG磁極36ａ，36ｂ，46ａ，46ｂ
の表面積はFG磁極36ｃ，36ｄ，46ｃ，46ｄの表面積と同
一であるので、ギャップｄに対する着磁ピッチによりBl
vで決定されるPG磁極36ａ，36ｂ，46ａ，46ｂからの出
力レベルは十分大きい。従って、第１１図示の従来例の
ような欠点は生じなくなる。
本発明になる位置及び速度検出装置は以上の如く構成し
たので、従来の位置及び速度検出装置における，ＦＧコ
イルパターンとロータマグネットとの間のギャップに対
するロータマグネットの着磁ピッチによりＢ・ｌ・ｖで
決定される起電力の出力レベルが小さいという欠点を解
消し、出力レベルの十分高い位置信号を簡単な構成で得
ることができる。従って、本発明の位置及び速度検出装
置をＶＴＲの回転磁気ヘッドの回転駆動装置に使用する
と、位相サーボや速度サーボ用の制御信号を高い精度で
得ることができ、磁気ディスク装置に使用すると、ディ
スクモータの速度制御やディスク上のインデックス信号
等の位置信号を容易に得ることができるという優れた特
長を有する。
たので、従来の位置及び速度検出装置における，ＦＧコ
イルパターンとロータマグネットとの間のギャップに対
するロータマグネットの着磁ピッチによりＢ・ｌ・ｖで
決定される起電力の出力レベルが小さいという欠点を解
消し、出力レベルの十分高い位置信号を簡単な構成で得
ることができる。従って、本発明の位置及び速度検出装
置をＶＴＲの回転磁気ヘッドの回転駆動装置に使用する
と、位相サーボや速度サーボ用の制御信号を高い精度で
得ることができ、磁気ディスク装置に使用すると、ディ
スクモータの速度制御やディスク上のインデックス信号
等の位置信号を容易に得ることができるという優れた特
長を有する。
第１図は本発明になる位置及び速度検出装置の一実施例
回路図、第２図及び第３図は本発明装置の主要部である
検出信号発生部の第１乃至第３実施例の原理図、第４図
は本発明の位置及び速度検出装置の動作説明用信号波形
図、第５図(A)及び(B)は従来の位置及び速度検出装置に
用いられる夫々ＦＧコイルパターン及びロータマグネッ
トの平面図、第６図は第５図示のＦＧコイルパターン及
びロータマグネットを備えた従来装置のブロック系統
図、第７図は第６図示の従来装置の動作説明用信号波形
図、第８図(A),(B)は夫々ＦＧコイルパターン及びロー
タマグネットの他の従来例の平面図、第９図は同じく他
の従来例の他の構成例の斜視図、第１０図は第８図及び
第９図示の従来例の動作説明用信号波形図、第１１図は
第８図及び第９図示のロータマグネットより発生する磁
束分布図、第１２図及び第１３図は夫々本発明装置の第
１及び第３実施例のロータマグネットより発生する磁束
分布説明用の原理図である。 １０…位置及び速度検出装置、１１…ＦＧ信号増幅用ア
ンプ、１２…ＰＧ信号増幅用アンプ、１３，１４…シュ
ミット回路、３３，４３…ロータマグネット、３４，４
４…ＦＧコイルパターン、36ａ，36ｂ，36ｅ，36ｆ，46
ａ，46ｂ…PG磁極、36ｃ，36ｄ，46ｃ，46ｄ…FG磁極、
３７，４７…ＰＧコイルパターン、Ｘ，Ｙ，Ｚ…出力端
子。
回路図、第２図及び第３図は本発明装置の主要部である
検出信号発生部の第１乃至第３実施例の原理図、第４図
は本発明の位置及び速度検出装置の動作説明用信号波形
図、第５図(A)及び(B)は従来の位置及び速度検出装置に
用いられる夫々ＦＧコイルパターン及びロータマグネッ
トの平面図、第６図は第５図示のＦＧコイルパターン及
びロータマグネットを備えた従来装置のブロック系統
図、第７図は第６図示の従来装置の動作説明用信号波形
図、第８図(A),(B)は夫々ＦＧコイルパターン及びロー
タマグネットの他の従来例の平面図、第９図は同じく他
の従来例の他の構成例の斜視図、第１０図は第８図及び
第９図示の従来例の動作説明用信号波形図、第１１図は
第８図及び第９図示のロータマグネットより発生する磁
束分布図、第１２図及び第１３図は夫々本発明装置の第
１及び第３実施例のロータマグネットより発生する磁束
分布説明用の原理図である。 １０…位置及び速度検出装置、１１…ＦＧ信号増幅用ア
ンプ、１２…ＰＧ信号増幅用アンプ、１３，１４…シュ
ミット回路、３３，４３…ロータマグネット、３４，４
４…ＦＧコイルパターン、36ａ，36ｂ，36ｅ，36ｆ，46
ａ，46ｂ…PG磁極、36ｃ，36ｄ，46ｃ，46ｄ…FG磁極、
３７，４７…ＰＧコイルパターン、Ｘ，Ｙ，Ｚ…出力端
子。
Claims (1)
- 【請求項１】多数の磁極を有するロータマグネットと、
該ロータマグネット着磁体に対向して相対的に移動する
信号検出用コイルパターンとから成る検出信号発生部と
を備えた位置及び速度検出装置において、上記多数の磁
極のうち少なくとも１組のＳ，Ｎ磁極の境界面を他の磁
極の境界面とは異なる角度にｎピッチ分（ｎは整数）傾
斜させて位置信号検出用磁極とすると共にそれ以外の磁
極を周波数信号検出用磁極とし、上記信号検出用コイル
パターンのうち一部のコイルパターンを上記位置信号検
出用磁極と略同じ角度に傾斜させて位置信号検出用コイ
ルパターンとすると共にそれ以外のコイルパターンを上
記周波数信号検出用磁極と略同じ角度に形成して周波数
信号検出用コイルパターンとし、該周波数信号検出用コ
イルパターンより周波数検出用信号を取出して速度検出
用信号を生成すると共に、該位置信号検出用コイルパタ
ーンより位置検出用信号を取出すよう構成したことを特
徴とする位置及び速度検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63084930A JPH067056B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 位置及び速度検出装置 |
| US07/333,679 US4924161A (en) | 1988-04-06 | 1989-04-06 | Position and speed detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63084930A JPH067056B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 位置及び速度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01257269A JPH01257269A (ja) | 1989-10-13 |
| JPH067056B2 true JPH067056B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=13844409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63084930A Expired - Fee Related JPH067056B2 (ja) | 1988-04-06 | 1988-04-06 | 位置及び速度検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4924161A (ja) |
| JP (1) | JPH067056B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5408153A (en) * | 1991-07-05 | 1995-04-18 | Canon Denshi Kabushiki Kaisha | Index position detecting apparatus for an electromagnetic rotary machine |
| US5459397A (en) * | 1992-11-23 | 1995-10-17 | Spillman, Jr.; William B. | Speed sensor for rotatable shaft using shaft mounted antenna |
| US6109871A (en) * | 1997-03-31 | 2000-08-29 | Horton, Inc. | Integrated fan assembly with variable pitch blades |
| JP3537294B2 (ja) * | 1997-08-01 | 2004-06-14 | アルプス電気株式会社 | 回転速度検出手段を有するモータ |
| JP3424013B2 (ja) * | 1999-04-21 | 2003-07-07 | 伊東電機株式会社 | ブラシレスモータ駆動装置、並びに、コンベアシステム |
| US6253716B1 (en) | 1999-07-07 | 2001-07-03 | Horton, Inc. | Control system for cooling fan assembly having variable pitch blades |
| EP1219005A4 (en) | 1999-09-16 | 2012-01-25 | Gm Global Tech Operations Inc | TACHOMETER AND METHOD FOR MEASURING MOTOR SPEED |
| WO2001020290A1 (en) | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Delphi Technologies, Inc. | Symmetry compensation for encoder pulse width variation |
| WO2001020266A2 (en) | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Delphi Technologies, Inc. | Enhanced motor velocity measurement using a blend of fixed period and fixed distance techniques |
| WO2003012455A1 (en) | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Delphi Technologies, Inc. | Tachometer apparatus and method for motor velocity measurement |
| EP1612563A3 (en) * | 2001-09-11 | 2009-12-09 | JTEKT Corporation | Magnetic pulser ring |
| JP4417080B2 (ja) | 2003-11-28 | 2010-02-17 | 富士重工業株式会社 | エンコーダシール構造 |
| ATE430925T1 (de) * | 2005-07-11 | 2009-05-15 | Nct Engineering Gmbh | Drehwinkelsensor |
| AT508874B1 (de) * | 2009-09-17 | 2012-03-15 | Piezocryst Advanced Sensorics | Vorrichtung zur gewinnung von winkelsignalen |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4410853A (en) * | 1980-12-13 | 1983-10-18 | Hitachi, Ltd. | Frequency detector |
| US4529934A (en) * | 1982-01-18 | 1985-07-16 | Papst-Motoren Gmbh & Co. Kg | Apparatus for detecting a predetermined angular position on rotating devices |
| JPS60140158A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-25 | Sony Corp | 回転検出装置 |
| US4746862A (en) * | 1985-05-14 | 1988-05-24 | Victor Company Of Japan Ltd. | Apparatus for detecting both rotational speed and reference rotational angle of a rotary member |
| JPS62204118A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-09-08 | Hitachi Ltd | 磁気的に位置あるいは速度を検出する装置 |
-
1988
- 1988-04-06 JP JP63084930A patent/JPH067056B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-04-06 US US07/333,679 patent/US4924161A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4924161A (en) | 1990-05-08 |
| JPH01257269A (ja) | 1989-10-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |