JPS5967883A

JPS5967883A - 回転速度制御方法

Info

Publication number: JPS5967883A
Application number: JP17541482A
Authority: JP
Inventors: Makio Sei; 清　牧雄; Kunio Miyashita; 邦夫宮下; Tadashi Takahashi; 正高橋; Isao Fukushima; 福島　勇夫; Hideo Nishijima; 英男西島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-10-07
Filing date: 1982-10-07
Publication date: 1984-04-17

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】〔発明の利用分野〕本発明は、回転速度制御方法に係シ、特に、停止及び一
定速運転を繰返す速度制御系に用いて好適な回転速度検
出に係る回転速度制御方法に関するものである。

〔従来技術〕

停止及び一定速回転を繰返し、かつ停止位置精度が高く
、一定速回転時には高い回転速度精度があム非常に低い
回転むら性能が要求されるモータとして、例えばＶ　Ｔ
　Ｒ，（Ｖｉｄｅｏ　Ｔａｐｅ　Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）の
テープ送シに使われるキャプスタンモータがある。

これは、録画、再生あるいはファンスローなどの動作時
に画質及び音質の劣化を招かないようにするだめである
。このため、キャプスタンモータ用の回転速度検出器に
は極めて高い性能が必要である。

このような要求を満たす回転速度検出器として、磁気抵
抗効果素子を用いたものがある。

磁気抵抗効果は、周知のごとく、磁界を印加すると抵抗
が変化する現象で、組成材料によって、その効果の大小
が生ずる。

すなわち、第１図は、磁気抵抗効果素子の略示図、第２
図は、磁気抵抗効果原理説明図であるが、第１図に示す
ように、パーマロイなどをガラス基板１上に図示の、電
極２，２′を有するパターン全蒸着させる。これが磁気
抵抗効果素子１０であ坦電極２及び２′間に直流電圧Ｅ
ｔ印加し、電流■を流して、この電流工に対し直角方向
に磁場＋Ｈ全加え、徐々に大きくすると、第２図に示す
ように、抵抗値Ｒは減少（ΔＲ）して飽和に達する。

また、磁場を反転して−Ｈを加えても同様な効果が得ら
れ、極性に関係ないことが特徴である。

次に、この磁気抵抗効果を利用した２相出力を有する回
転速度検出器の原理を、第３図（ａ）の、２相出力を有
する速度検出器の概略構造図、第３図（ｂ）の各素子部
ブリッジ結線図ならびに、第４図（ａ）、（ｂ）の出力
波形図により説明する。

磁気記録媒体１１は、Ｎ及びＳ極を交互に磁極ピッチλ
で着磁されておシ、メタルテープの表面に塗布するメタ
ル材などがその素材として適している。磁気抵抗効果素
子１０／が磁気記録媒体１１０表面に、図示のピッチで
、平行に接近して配置され、電源に接続したものが第３
図（ａ）に示す速度検出器である。磁気記録媒体１１’
ｒ、Ｎ、Ｓ極の並んでいる方向に平行移動させると、図
中の矢印で示すようにＮ及びＳ極による磁界の変化を磁
気抵抗効果素子１０’が感知し、その結果、磁極ピッチ
λに相当する周期の抵抗変化が得られる。

よって、第３図（ｂ）に、重ねて示すように、各磁気抵
抗効果素子部几！〜Ｒ８をブリッジに構成したＤとする
ことによシ、抵抗変化をＡ相、Ｂ相の２相の電圧変化と
して取シ出すことができるものである。

第４図（ａ）、（ｂ）は、その出力波形であり、はぼ正
弦波状の電圧波形が得られる。

第３図（ａ）では、上述のととく２相出力が得られるよ
うに磁気抵抗効果素子１ｏ／のパターン転方向）によっ
て、Ａ相及びＢ相の出力波形は、第４図（ａ＞及び（ｂ
）に示す異なる位相関係になる。したがって、人相とＢ
相の位相関係を判別することによシ、その移動方向の検
出、回転体固着の場合は、正転あるいは逆転の検出が行
える。

速度制御時には、従来、１相分の検出信号を用いていた
ものである。

しかして、上述のように、磁気記録媒体を回転体に固着
する場合は、回転速度検出器になるものであり便宜上、
以後は、第３図（ｂ）に示す構成のＤを、回転速度検出
器として取扱うこととする。

次に、ＶＴＲ用キャプスタンモータ（以下、単にモータ
という。）を例にとシ、回転速度制御系の動作を説明し
、その２相出力の回転速度検出器の上述した使用例につ
いて述べる。第５図は、その速度制御のタイムチャート
である。

まず、指令制御回路によシｔＩ　に（１）のスタート信
号が発生し、モータに（３）のモータ電圧が印加される
。ｔｌからｔ２まで、モータ回転に係る回転速度検出器
の出力周波数全指令制御回路内のカウンタで、決められ
た値までカウントする。

そして、その後、その決められた値のカウント値になる
と、一定速運転に入る。

しかして、このときの一定速運転における、回転速度制
御信号には、１相分を用いていたものである。

そして、ｔ３で、指令側・′軸回路からの（２）のコン
トロール信号により、（４）’のトラッキング信号を発
生せしめて、ｔ、の時点から、（３）のモータ電圧を反
転せしめ、ブレーキをかけて減速し、ｔ５の時点で停止
させるものであシ、（５）の速度に係るパターンに従う
ものである。

なお、（６）は、その推移するモータの回転角であ処ま
た、（３）のモータ電圧においては、そのリップル分を
も示している。

すなわち、上述した指令制御回路にょシ、図示のごとき
Ｂ相の立ち上シェッジにおける人相の極性をみて、′Ｈ
”′の場合正転、”Ｌ”の場合逆転と判別するものであ
る。そして、正逆転判別信号によシ逆転と分った場合、
指令制御回路は、直ちにモータ電圧を零にして、減速し
所定位置に停止しかし、上記の一等一転時では、磁気記
録媒体に着磁される複数のＮ及びＳ極の磁極ピッチλに
僅かな誤差があるため、第７図の速度検出信号波形図に
示す未速度検出信号２０の、相異なるλｌ〜λ４のよう
に、その周期が一定にならず、低い回転むら特性を得る
ことが困難であった。なお、第７図で、２１は整形波形
である。

〔発明の目的〕

本発明は、停止、一定速運転の動作を繰返す速度制御系
において、一定速時の回転むらを十分低くできる回転速
度制御方法の提供を、その目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係る回転速度制御方法の構成は、Ａ相及びＢ相
の２相出力を有する回転速度検出器を備えだ回転速度制
御系による回転速度制御において、一定速運転時に、人
相及びＢ相の各出力を加算し、その加算結果を速度制御
信号として運転せしめ、減速停止時には、人相及びＢ相
の２相出力を各別に使って所定の位置に停止せしめるよ
うにしたものである。

これを要するに、減速停止時に２相出力各別を用い、一
定速運転時に２相出力の加算結果を用いて回転速度制御
を行なうようにして、その一定速運転時の回転むらを十
分低くできるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

本発明に係る回転速度制御方法の実施例を、さきの第５
図をあわせ、第８図ないし第１０図を参照して説明する
。

ここで、第８図は、本発明の一実施例に供せられる制御
回路図、第９図は、その各スイッチに係るｏｎ、ｃｉｆ
ｆ状態作動図、第１０図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ減
速、停止時及び、加速、一定速時における結線図を示す
ものである。

図で、３０．４０は、いずれも演算増幅器であり、８１
−８４はスイッチであって、１００は、映像信号と位置
信号に係るビデオテープ、１１０はキャプスタンモータ
、１２０はキャプスタン軸、−１３０はヘッド、１４０
は、指令及び速度制御に係る指令制御回路、１５０は、
キャプスタンモータ１１０の駆動回路であり、Ｄは、さ
きの回転速度検出器で、Ｓｇｎは、情報シグナルである
。

そして、スイッチＳ１．Ｓ２は、回転速度検出器りのＢ
相出力を演算増幅器４ｏに入力するスイッチであり、ま
だ、スイッチＳ３．Ｓ４は、回転速度検出器りのＢ相出
力を演算増幅器３ｏに入力するスイッチであり、いずれ
も、指令制御回路１４０の制御に５よシ、自動的にｏｎ
、ｏｆｆ操作されるようになっているものであり、これ
らのスイッチのうち、スイッチＳｚ　、　Ｓ２　カｏｆ
　ｆ、、　スイッチＳｓ　、Ｓ４がＯｎのときの結線は
、第１０図（ｂ）に示すごとくなシ、またスイッチＳｌ
　。

Ｓ２がｏｎ、スインｆＳ３．　Ｓ４　がｏ　ｆ　ｆのと
きの結線は、第１０図（ａ）に示すようになるものであ
る。

以上によシ、まず、各スイッチの操作にょシ、第１０図
（ｂ）に示す結線態様とし、指令制御回路１４０によシ
、さきの第５図に示す１１の時点で、同図の（１）のス
タート信号が発生し、キャプスタンモータ１１０に（３
）のモータ電圧が印加され加速されるものである。

そして、第５図のｔｌからｔ２の時点まで、キャプスタ
ンモータ１１０の回転に係る回転速度検出器りの出力周
波数を指令制御回路１４０内のカウンタで、決められた
値までカウントする。

そして、その後、その決められた値のカウント値になる
と、一定速運転に入るものである。

しかして、この一定速運転時においては、各スイッチを
第９図上段、すなわち、第１０図（ｂ）の結線によるも
ので、人相及びＢ相のブリッジ出力信号は、演算増幅器
３０に入力されて加算される。

このように、人相、Ｂ相の検出信号を加算することによ
り、そのそれぞれの回転速度検出信号の周期に、多少、
誤差があっても、その周期は平均化されて、周期変動が
少ない回転速度検出信号が得られるものであシ、これに
よシ、低い回転むら特性を得ることができるものである
。

次いで、第５図のｔ３の時点で、ビデオテープ１００の
位置信号がヘッド１３０で検出され、その検出による、
指令制御回路１４０からの、さきの（２）のコントロー
ル信号により、（４）のトラッキング信号を発生せしめ
るとともに、各スイッチを第９図の下段、すなわち、第
１０図（ａ）の結線態様に切換えるものである。

これにより、人相とＢ相の各ブリッジ出力は、演算増幅
器３０，４．０に入力され、それぞれの出力は指令制御
回路１４０の入力信号とし、さきの第６図で述べたとこ
ろによυ、正転、逆転を判別して所定の位置に停止させ
るように制御するものである。

しかして、第１１図は、回転むら特性比較図であり、回
転むら特性を定性的に示すもので、上記実施例に係るも
のによる回転むら特性（イ）は、従来技術に係るものの
回転むら特性（ロ）に比較して、図のごとく、高、低回
転数のいずれにおいても、大体同じような回転むら特性
の改善が得られるものである。々お、例示としては、（
イ）において０．０５％程度（ロ）において０．１％程
度である。

上記によシ、本実施例においては、一定↓運転時に、Ａ
相及びＢ相の各出力を加算し、その加算結果を速度制御
信号として運転せしめ、減速停止時には、Ａ相及びＢ相
の２相出力を各別に使って所定の位置に停止せしめるよ
うにしだものであって、これにともない、少なくとも、
その一定速運転時に１、低い回転むら特性を所期するこ
とができるものである。

しかして、以上の実施例は、ＶＴＲ用ギヤゲスタンモー
タの回転速度制御についてのものであるが、本発明は、
停止、加速９、一定速運転、減速、停止の動作を繰返す
回転速度制御系において、広く用いることができ、まだ
被制御体についても前記キャプスタンモータに限らず汎
用的なものである。

〔発明の効果〕

本発明によるときは、一定速度運転時の回転むら特性を
改善できるので、性能の良好な速度制御方法が得られる
顕著な効果を所期することができ、すぐれた発明という
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気抵抗効果素子の略示図、第２図は、磁気抵
抗効果原理説明図、第３図（ａ）は、２相出力を有する
速度検出器の概略構造図、第３　ｍｂ）は、その各素子
部ブリッジ結線図、第４図（ａ）。（１））は、その出力波形図、第５図は、速度制御のタ
イムチャート図、第６図は、その停止動作における停止
検出の原理図、第７図は、速度検出信号波形図、第８図
は、本発明の一実施例に供せられる制御回路図、第９図
は、その各スイッチに係るｐｎ、ｏｆｆ状態作動図、第
１０図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ減速、停止時及び、
加速、一定速時における結線図、第１１図は、本発明に
係るものと従来技術に係るものとの回転むら特性比較図
である。１０′・・・磁気抵抗効果素子、１１・・・磁気記録媒
体、２０・・・回転速度検出信号、２１・・・整形波形
、Ｒｚ〜几８・・・磁気抵抗効果素子部、３０．４０・
・・演算増幅器、１００・・・ビデオテープ、１１０・
・・キャプスタンモータ、１２０・・・キャフスタ／軸
、１３０・・・ヘッド、１４０・・・指令制御回路、１
５０・・・駆動回路　８１〜Ｓ、・・・スイッチ。代理人　弁理士　福田幸作（ほか１名）＄　１２１第２図 −Ｈｆ／−１＄３目Ｃｂ）Ａ相主力　　　　　　Ｄ箱広、力羊４目（ｂ）茅、５″目 −「ｔ＋　ｔｚ　　ｔｓ　ｔ４乙５茅　乙　固＄７２茅１０　目ひ〕茅！１　　口

Claims

【特許請求の範囲】１、Ａ相及びＢ相の２相出力を有する回転速度検出器を
備えた回転速度制御系による回転速度制御において、一
定速運転時に、人相及びＢ相の各出力を加算し、その加
算結果を速度制御信号として運転せしめ、減速停止時に
は、人相及びＢ相の２相出力を各別に使って所定の位置
に停止せしめるようにしたことを特徴とする回転速度制
御方法。２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、加速時
に、人相及びＢ相の各出力を加算し、その加算結果によ
シ加速せしめるようにしたものである回転速度制御方法
。