JPS6356864A - 回転装置 - Google Patents

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１ この発明は、フロッ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］ フロッピーデスクやＶＴＲなどでは、所定のフォーマッ
トにしたがってデータが記録され、記録フォーマットに
したがっ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
生ヘッドの相対的位置関係は、通常フロッピーデスクや
、磁気テープを駆動する回転磁気ヘッド装置に設けられ
た周波数発電機、ざ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、フロッ
ピーデスクや回転磁気ヘッド装置の駆動モータに関連し
て設けられるものであって、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２２を有す
る回転円板２１と、この回転円板２１の内側に取り付は
固定されたリング状の磁石２３とで構成される。従って
、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ッチをもって着磁された複数
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
付は基板（モータ取り付は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、取り付は基板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、取り付は基板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２４と検出素子３
３とでパルス発生器か構成される。

従って、モータ１を駆動することによって、検出コイル
３２の出力端子３２ａには、第１７図Ａに示すような正
弦波状の検出信号ａ　（ＦＧ（８号）が検出きれ、また
検出素子３３の出力端子３３ａには、同図已に示すよう
なパルス状の検出信号ｂ（ＰＧ傷信号が得られる。ＦＧ
倍信号よってモータの回転速度か検出きれ、またＰＧ傷
信号よっ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、Ｐ
Ｇ（３号を検出するためには、上述したように、Ｆ　Ｇ
　（３号検出手段の他に、単極磁石２４と、検出素子３
３を設けなければならない。

従って、これらの素子を回転円板２１や取り付は基板３
１に配置する関係上、回転検出装置そのものの小型化の
隘路となっていることに加え、これらの検出部品点数の
増加によるコストアップが問題とな−５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って、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杷ものである。

［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（Ｏ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１ 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（８
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。従って
、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
ることによって、ＰＧ信号ｄが得られるから、これによ
っ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１ｏの一例を示す要部
の構成図であって、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２１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って複数の磁極が着磁さ
れた永久磁石で構成され、その−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
状態となきれる。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、取り付は基板３１の下面に印刷などによって形成さ
れた検出コイル３２と検出素子３３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３２は従来
と同様に、コイルが円周方向に向かって櫛歯状に形成さ
れて構成されたもので、ｔｉｉ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
成きれる。検出素子３３としては、単なるコイル、磁気
ヘッド、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って、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って
、同図ＡもＢも検出コイル３２と同一平面に検出素子３
３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３
２の上面に５ｉ０２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、取り付は基板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４０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。

従って、検出コイル３２の両端子３２ａには、同図りに
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４３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があってもこの無着磁部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
４ｆｉｔｉ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４０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、不連続な検出信号すとなる。

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す
の波高値よりも高くなる。

きて、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倍信号形成するには、上述
の連続した検出信号ａと不連続な検出信号すを演算処理
すればよい。

−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５１に供給され、また検出信号すは所
定のアンプ５２を介して逆相状態で減算回路５１の一方
の入力端子、すなわち一端子に供給される。

その結果、検出信号ａと検出信号す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
る領域をあてがったときには、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。従って、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倍信号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は基板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、１８００対向した位
置に夫々、この例でば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は基板３１側には、第１２図に示す
ように、１８００対向して夫々１ターンずつ検出素子３
３を構成する単一コイル３３ｂ。

３３ｃ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
得られる検出信号すは第１３図に示すように、モータ１
の１回転につき２つのＰＧ倍信号パルス）が得られるよ
うになる。

このＰＧ倍信号例えば、回転磁気ヘッド装置のヘッド切
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−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４０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、Ｐ　Ｇ　（８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
取り付は基板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、ざ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の形成個数によって、任意のＰＧ
倍信号得られるので、目的に応じたＰＧ倍信号容易に形
成することができるなどの数々の特徴を有する。

従って、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ッピーデスクや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１
１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倍信 号・・・ＰＧ倍信 号許出願人　　日本ケミコン株式会社 第１図 １０　：　！］　＃５ｌ−Ｌ１ ？ｐ 第２図 盃；（５１林叶 第３図 第４図 第５図 第６図 第８図 第９図　・ Ａ捜Ｓ号ｄ　で）＼こ／（）＼ユ／−−−−−−−−、
ｔＺ＼（）Ｘ二＼で】Ｇ 第１０図 第１１図 匹：口＃亜 Δ） 第１２図 ３Ｃ 第１３図 第１４図 世’Ｉ！ｌ帽は 第１５図 星二固翰師

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。