JP2770568B2 - 回転ヘッドシリンダー装置 - Google Patents

回転ヘッドシリンダー装置

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JP2770568B2
JP2770568B2 JP2309807A JP30980790A JP2770568B2 JP 2770568 B2 JP2770568 B2 JP 2770568B2 JP 2309807 A JP2309807 A JP 2309807A JP 30980790 A JP30980790 A JP 30980790A JP 2770568 B2 JP2770568 B2 JP 2770568B2
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洋詞 寒竹
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は磁気記録再生装置に用いて有効な回転ヘッド
シリンダー装置に関する。
従来の技術 近年、回転ヘッドシリンダー装置は小型軽量化,低コ
スト化が望まれている。
従来、この種の回転ヘッドシリンダー装置として特願
昭63−333328号に示すような構成が考えられてきた。以
下、図面を参照しながら従来例につき説明する。
第5図は回転ヘッドシリンダー装置のモータ部断面図
を示すものであり、第6図は同要部構成を示す平面図、
第7図は同動作説明図である。
第5図において固定ドラム21の軸受け23に回転自在に
支持されたシャフト25の上端には磁気ヘッドを具備した
回転ドラム(図示せず)が、下端には前記回転ドラムを
駆動するモータ20が設けられている。前記モータ20にお
いて、ロータマグネット22がモータのロータ上に設けら
れて主磁界を形成しており、固定ドラム21に固定された
ステータコイル(駆動コイル)24への通電によって、ロ
ータマグネット22の主磁界との相互作用により回転駆動
される。前記ステータコイル24はシート状基板26上に固
定されており、シート状基板26には第6図に示すように
メッキもしくはエッチングで形成された周波数発電用の
FGコイル(周波数発電コイル)28と位相検出信号発電用
のPGコイル(位相検出コイル)30が積層されている(第
6図)。
前記PGコイル30は電気角で360°E(以降、電気角は
「°E」と表示する)離れた位置に、往きパターン36と
帰りパターン40とが配置されるように形成されている。
なお、本従来例は8極マグネットの例を示しているの
で360°Eは機械角では90°M(以降、機械角は「°
M」と表示する)である。
ロータマグネット22は第6図に示すようにモータの主
磁界を発生するためのN,S交互の8極に着磁されてい
る。さらにロータマグネット22の内周付近の一部で、前
記PGコイル30の往きパターン36,帰りパターン40に磁束
が錯交する位置に、逆極性でPG用の部分着磁極32が着磁
されている。本実施例ではS極部分にN極の部分着磁を
施している。
次にこの動作について説明すると、ロータマグネット
22は矢印R方向に回転する。
第7図(C),(D)において、横軸はロータマグネ
ット22の回転角を示し、横線Fの位置が第6図に示す位
置であり、そこから90°M(360°E)回転した位置が
Hであり、一回転(360°M)した位置でF′である。
PGコイル30に誘起される電圧は、たとえば第7図
(A)に示す位置で部分着磁極32が、PGコイル30の往き
パターン36で矢印Lの方向の電流を発生させるとする
と、PGコイル30の帰りパターン40では矢印Mの方向の電
流を発生させる。この結果、端子34と端子38の間には第
7図(C)に示す電圧ピーク部44を発生する。
さらに、前記ロータマグネット22が90°M回転して部
分着磁極32がH位置に達し、帰りパターン40を前記部分
着磁極32が通過するときは逆方向の巻線になるのでピー
ク部44と逆極性の電圧のピーク部50を発生する。
そして、部分着磁極32がPGコイル30に対向しない部分
では、第7図(B)に示すように前記往きパターン36と
帰りパターン40には同極のマグネットが対向し、お互い
に同レベルの逆極性の電圧を発生するのでキャンセルさ
れ、端子34と端子38間に流れる電流の和はほぼ0とな
り、第7図(C)に示す波形45のようになる。
したがって、PG30の端子34と端子38に得られる電流の
波形は第7図(C)に示すようにFからF′に回転する
間に1回の立ち上がりパルス44と立ち下がりパルス50が
得られる。
これを第7図(C)にVで示す電位でスレッシュし、
波形整形して第7図(D)に示す磁気ヘッドのスイッチ
ング信号を作り出す。
続いて第6図に示すFGコイル(周波数発電コイル)28
の動作を説明する。前記FGコイル28はロータマグネット
22の回転によって回転数に対応した周波数の信号を発電
し(第6図においては1回転に4周期の交流信号)、こ
の信号と、基準となる信号とを比較してモータ20の回転
数を制御する。
このとき、PG用の部分着磁極32はFG信号の発電に寄与
するラジアル方向のパターン29よりも内周側に位置し、
前記パターン29を横切らないのでFG信号の発電には全く
影響を与えない。
これによって前記FGコイル28には歪のない信号波形が
得られ、モータ20は高精度な回転制御が可能となる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来例では、次のような欠点
を有していた。
(1)往きパターンと帰りパターンが電気角でn×360
°E(nは整数)離れた位置に形成することを述べてい
るが、往きパターン,帰りパターンの目印位置が不明確
であり、実際に設計した結果、第7図(C)に示しキャ
ンセル波形45が大きく残留する場合があった。
(2)ステータコイル24およびシート状基盤26の固定ド
ラム21への取り付け偏芯により、前記ロータマグネット
22の回転中心とPGコイル30の磁気中心がずれる。その結
果、前記PGコイル30の往きパターン36と帰りパターン40
の角度が360°Eからずれる。
芯ずれが発生すると、第7図(C)に示すキャンセル
波形45のキャンセルが不十分となり、前記キャンセル波
形45の振幅が大きくなってスレッシュレベルVを超え、
誤動作の原因となる。
PGコイル30は内周にあるため、円周方向におけるズレ
量に対する角度換算での影響が大きい。特に第6図の例
では8極着磁の例を示したが、16極着磁では2倍の精度
が必要である。
(3)PGコイル30は内周にあるため、ロータマグネット
22の周速度が小さく、十分な信号出力を得にくい。
(4)PGコイル30から信号引出し線を外周方向に設ける
と、ロータマグネット22の磁界中を横切り、前記信号引
出し線にノイズが発生する。本発明は上記欠点を解決す
るものであり、さらに高精度の回転制御を可能にするも
のである。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の回転ヘッドシリン
ダー装置は、平面上にn対(nは正の整数)の磁極を有
し、前記磁極の少なくとも1極の一部に、前記着磁極よ
りも小さい面積の着極性の部分着磁を施したロータマグ
ネットと、前記ロータマグネットと面対向して駆動用コ
イルが装着されたプリント基板の、前記部分着磁部に対
向する部位で、前記ロータマグネットの回転方向と直交
したラジアル方向もしくはラジアル方向と平行に内周か
ら外周方向に向かって形成された往きパターンと、前記
往きパターンから所定の角度離れて同様に外周から内周
に向かって形成された帰りパターンと、前記往き及び帰
りパターンを結ぶ、ロータマグネットの回転中心と同心
の内外周に設けられた渡り線とが交互に連続して複数回
巻かれ、前記ロータマグネットの回転に伴って位相検出
信号を発生する位相検出コイル手段とを具備し、前記位
相検出コイル手段の往きパターンと帰りパターンのなす
角度は、複数回巻かれたコイルの最外周の往きパターン
と帰りパターンのなす角度をA、最内周の往きパターン
と帰りパターンのなす角度をBとしたとき、(A+B)
÷2<n×360°E(nは正の整数、Eは電気角を表
す)となるよう構成し、またロータマグネットの回転に
よって回転数に応じた周波数の信号を発生する周波数発
電コイル手段が内周側、前記位相検出コイル手段が外周
側に位置し、ロータマグネットの部分着磁部を前記周波
数発電コイル手段と対向しないようにロータマグネット
の外周部に設けるという構成を備え、さらに位相検出コ
イル手段は、複数の往きパターンと帰りパターンの各々
がロータマグネットの回転中心と通る半径線上に形成さ
れた構成を有するものである。
作用 本発明は上記した構成によって、ロータマグネット,P
Gコイルの偏心によるキャンセル波形への影響が小さく
なり、信号出力が大きくしかもノイズの小さい安定した
PG信号とFG信号を得られることができることとなる。
実施例 以下、本発明の一実施例の回転ヘッドシリンダー装置
について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施
例は16極マグネットの例を示しており、電気角で360°
Eは機械角で45°Mである。また、上述の従来例と同様
の構成については同一符号を付す。
第1図は回転ヘッドシリンダー装置のモータ部の構成
を示す平面図、第2図は同要部拡大平面図である。
図において、モータ部の構成は従来例で説明した第5
図に示す構成とほぼ同じであるが、PGコイル30はステー
タコイル24の外周部に、FGコイル28はシート状基板26の
外周部にそれぞれ重ねて形成されている。
なお、本実施例においてはFGコイル28の配置および動
作は先行技術で説明した物と同じであり、説明は省略す
る。
22はロータマグネットであり、モータの主磁界を発生
するためのN,S交互の16極の着磁が施され、Q点を中心
に矢印R方向に回転する。
前記ロータマグネット22の外周付近には極着磁に重ね
て、前記PGコイル30の往きパターン36,帰りパターン40
に磁束が錯交する位置に、逆極性でPG用の部分着磁極32
を施している。本実施例ではS極部分にN極着磁を施し
ている。
この構成での動作は、従来例で説明した通りである
が、従来例においては、単に往きパターン36と帰りパタ
ーン40とを電気角でn×360°E離れた位置に形成する
という理論的な説明にとどまっていた。しかし、実際に
はPGコイル30は複数本の電線で構成されており、当然往
きパターン36も、帰りパターン40も複数の電線がある。
つまり従来例では、電気角でn×360°E離れた位置に
往きパターン36と帰りパターン40とを形成するといって
も、上記複数の電線のうちどの電線を目印にして電気角
を測定するかについての説明がなかった。
本発明はこの点につき以下に説明するような実験を行
った結果、複数の電線で構成された往きパターン36と帰
りパターン40との電気角の最適決定法について工夫した
ものである。結論から先に述べると、本発明では、第2
図に示すようにPGコイル30の往きパターン36の幾何学的
中心と、帰りパターン40の幾何学的中心との成す角度を
44.6°Mに設定している。
通常、PGコイル30の往きパターン36と帰りパターン40
を電気角で360°E配置するといえば、複数の往きパタ
ーン36の電線の幾何学的中心、この例では36cと、帰り
パターン40の電線の幾何学的中心、この例では40cの成
す角度を360°E,機械角で45°Mに設定するものと考え
られていた。しかしこれでは主磁界の充分なキャンセル
効果が得られず、第7図(C)のキャンセル波形45を抑
えることができないことが以下の実験で判明した。
第3図にPGコイル30の往きパターン36と帰りパターン
40の設定角度を変えてキャンセル効果を調べた波形写真
を示す。
第3図(a)は設定角度を45.0°M,(b)は44.6°M,
(c)は44.2°Mにそれぞれ設定したものである。この
写真は第7図(C)に示す波形の実写である。
これによると、このモータは44.6°Mのコイル配置が
一番キャンセル効果が大きいことがよくわかる。
この理由を第2図を用い、往きパターン36を例にとっ
て説明すると、往きパターン36で発電される起電力は個
々の往きパターン36a,36b,36c,36d,36eで発生する逆起
電力の和である。
個々の往きパターンでの発電電圧はPGコイル30の外周
側ほど大きく、したがって、36a>36b>36c>36d>36e
の順となり、起電力の平均値が発生するポイントはPに
示す位置となる。このP点は必ずしも往きパターン36の
幾何学的中心36cと一致せず、第2図に示すように36cよ
りやゝ外側に位置している。すなわち、往きパターン36
と帰りパターン40の起電力の平均値を発生する点P,Qを
目印にして、この間の角度を電気角で360°Eにすれば
よいことが判明した。
そのためには機械角では45°Mよりやや小さい44.6°
Mにすることになる。
なお、モータの着磁極数が8極になれば360°Eが90
°Mとなるが、PGコイルの最高角度は90°Mを僅かに下
回った値となる。
以上のように本発明の一実施例では、往きパターンと
帰りパターンのそれぞれで発生する各起電力の平均値を
発生する部位が電気角でn×360°E(nは整数)離れ
るように前記往きパターンと帰りパターンを形成した
が、さらに、本実施例ではPGコイル30をモータの外周に
形成している。PGコイルを外周に位置せしめたことによ
り、以下のような効果が得られる。
(1)PGコイル30の端子34,38はロータマグネット22の
外周に配置できるので、前記PGコイル30からの信号引出
し線はロータマグネット22の磁界中を横切らず、前記信
号引出し線にノイズが発生することがなく、良好なS/N
比が得られる。
(2)PGコイル30のある外周は、ロータマグネット22の
周速度が大きく、十分な信号出力を得ることができる。
(3)PGコイル30は外周にあるため、内周に比べ、ズレ
量が同じでも角度換算では影響が小さい。特に第1図の
実施例に示す16極着磁では第6図に示す8極着磁に比べ
て2倍の精度を要するが、PGコイル30を外周に配置する
ことによってわずかながら有利となる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、往きパターンと帰りパターンのそれぞれで発生する
各逆起電力の平均値を発生する部位が、ロータマグネッ
トの回転中心に対して電気角で360°E離れるように往
きパターンと帰りパターンを形成すればよく、たとえば
第4図に示すように往きパターンと帰りパターンの有効
磁束を発生する部分が前記ロータマグネットの回転中心
を通る半径線上に位置するように形成してもよい。
つまり、第2図の例では、PGコイル30の幾何学的中心
36c,40cが半径線上に位置し、その他の36a,36b,……,40
a,40b,……等の電線は36c,40cに平行に置かれていた
が、第4図の例では、各電線がそれぞれ半径線上に位置
している。
この場合の往きパターン36と帰りパターン40の設定角
度は第2図に示すPGコイルと同様に、各パターン平均値
である36cと40cの成す角を45°M(360°E)より若干
小さく設定し、逆起電力の平均値が発生するポイントの
成す角度が360°Eとなるよう構成している。
第2図に示すPGコイルと異なる点は、PG信号の逆起電
力を発生する個々の往きパターン36a,36b,36c,36d,36e
および帰りパターン40a,40b,40c,40d,40eのそれぞれが
第1図に示すロータマグネット22の回転中心Qを通る半
径線上に並んでいるため、前記ロータマグネット22の各
磁極の境界線と一致するので、磁束変化の最大部分を使
用する。したがって、PG信号の発生する逆起電力は、第
2図に示すPGコイルより大きくなる。
また、本実施例ではPGコイル30はステータコイル24の
外周部に、FGコイル28はシート状基板26の外周部にそれ
ぞれ重ねて形成されている例を示したが、その逆もしく
は同一基板上にPGコイルとFGコイルを形成しても同じ効
果が得られることは明白である。
さらに、本実施例においてはロータマグネット22の部
分着磁極32がFGコイル28のFG信号の発電に寄与するラジ
アル方向のパターン29を横切るが、FG信号の発電は全周
積分方式であり、部分着磁極32による部分的な磁束の変
化はFG信号の発電には全く影響を与えない。
発明の効果 以上の実施例の説明より明らかなように、本発明によ
れば位相検出コイル手段の往きパターンと帰りパターン
のそれぞれに発生する各逆起電力の平均値を発生する部
位を電気角でn×360°E離れるように往きパターンと
帰りパターンが形成されているため、より大きな位相検
出信号を得ることができ、非常に高精度の回転制御を行
なうことができる。
また、位相検出コイルを周波数発電コイルよりも外周
に配設しているため、位相検出信号に含まれるノイズ成
分を減少させることができるとともに、位相検出信号の
出力を大きくすることができ、高精度の回転制御を行な
うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における回転ヘッドシリンダ
ー装置のモータ部の構成を示す平面図、第2図は同要部
拡大平面図、第3図は同実施例における位相検出信号の
出力特性を示す波形図、第4図は他の実施例における要
部拡大平面図、第5図は従来の回転ヘッドシリンダー装
置のモータ部部分断面図、第6図は同要部構成を示す平
面図、第7図は同動作説明図である。 22……ロータマグネット、24……ステータコイル(駆動
用コイル)、28……FGコイル(周波数発電コイル)、30
……PGコイル(位相検出コイル)、32……部分着磁極、
36……往きパターン、40……帰りパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 5/52 101 G11B 15/467

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平面上にn対(nは正の整数)の磁極を有
    し、前記磁極の少なくとも1極の一部に、前記着磁極よ
    りも小さい面積の逆極性の部分着磁を施したロータマグ
    ネットと、前記ロータマグネットと面対向して駆動用コ
    イルが装着されたプリント基板の、前記部分着磁部に対
    向する部位で、前記ロータマグネットの回転方向と直交
    したラジアル方向もしくはラジアル方向と平行に内周か
    ら外周方向に向かって形成された往きパターンと、前記
    往きパターンから所定の角度離れて同様に外周から内周
    に向かって形成された帰りパターンと、前記往き及び帰
    りパターンを結ぶ、ロータマグネットの回転中心と同心
    の内外周に設けられた渡り線とが交互に連続して複数回
    巻かれ、前記ロータマグネットの回転に伴って位相検出
    信号を発生する位相検出コイル手段とを具備し、前記位
    相検出コイル手段の往きパターンと帰りパターンのなす
    角度は、複数回巻かれたコイルの最外周の往きパターン
    と帰りパターンのなす角度をA、最内周の往きパターン
    と帰りパターンのなす角度をBとしたとき、(A+B)
    ÷2<n×360°E(nは正の整数、Eは電気角を表
    す)となるよう構成したことを特徴とした回転ヘッドシ
    リンダー装置。
  2. 【請求項2】ロータマグネットの回転によって回転数に
    応じた周波数の信号を発生する周波数発電コイル手段が
    内周側、前記位相検出コイル手段が外周側に位置し、ロ
    ータマグネットの部分着磁部を前記周波数発電コイル手
    段と対向しないようにロータマグネットの外周部に設け
    た請求項1記載の回転ヘッドシリンダー装置。
  3. 【請求項3】位相検出コイル手段は、複数の往きパター
    ンと帰りパターンの各々がロータマグネットの回転中心
    を通る半径線上に形成されてなる請求項1記載の回転ヘ
    ッドシリンダー装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190068279A (ko) 2017-12-08 2019-06-18 주식회사 엘지화학 레독스 흐름 전지용 전해액 및 이를 포함하는 레독스 흐름 전지

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