JP2975692B2 - モータのパルス信号発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はモータのパルス信号発生
装置に係り、特に、ロータの１回転毎に１個のパルス信
号の出力が可能なパルス信号発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フロッピーディスク・ドライブ装置、ハ
ードディスク・ドライブ装置、回転磁気ヘッド型記録装
置（例えばＶＴＲ）等におけるドライブ用のモータで
は、ディスクの基準信号や、ヘッドの切り換え信号とし
てロータの１回転当り１個のパルス信号を出力可能にす
るため、パルス信号発生装置を備えている。

【０００３】従来、この種のパルス発生装置としては、
図示はしないが、例えばブラシレスモータのロータに取
り付けられる駆動マグネットの一部にパルス信号発生専
用の着磁を施し、その着磁を検出する磁気センサをステ
ータ基板に配置したり、ロータケースにスリットを設け
て、このスリットを介した光の断続等を検出する光学セ
ンサをステータ基板に配置し、ロータの１回転毎にその
検出センサからパルス信号を出力させる構成を有してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
パルス信号発生装置では、ロータの駆動マグネットにパ
ルス信号発生用の着磁を施したり、ロータケースにスリ
ットを設ける必要があるうえ、これらパルス信号発生用
の着磁やスリットを検出する専用のセンサをステータ基
板に配置する必要があり、モータの小型化およびコスト
の低減の妨げとなっている。

【０００５】特に、パルス信号発生専用の着磁を施す磁
気方式では、１回転に１度の磁気成分を検出するもので
あるため、この磁気成分がモータの速度検出用の例えば
周波数発電コイル等に混入すると、モータにおけるワウ
・フラッタやジッタを悪化させたり、漏れ磁束がヘッド
へ飛び込んでデータエラーを発生させたりするおそれが
ある。

【０００６】本発明はこのような従来の欠点を解決する
ためになされたもので、ロータの１回転当り１個のパル
ス信号を出力させるための専用構成部品を必要とせず、
他の構成電子部品への影響を抑え、特性の安定した小型
かつ低コストのパルス信号発生装置を提供するものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、ロータの１回転毎に等分でｎ個（ｎ
は２以上の整数）出力され、そのロータの回転制御に必
要な第１のパルス信号を発生する第１のパルス発生手段
と、そのロータの１回転毎に等分でｋ・ｎ＋１個（ｋは
１以上の整数）出力され、そのロータの回転制御に必要
な第２のパルス信号を発生する第２のパルス発生手段
と、それら第１および第２のパルス信号からロータの１
回転毎に１個のパルス信号を演算出力する演算手段とを
具備して構成されている。

【０００８】そして上記演算手段は、その第１のパルス
信号の１区間中にｋ＋１個の上記第２のパルス信号が生
じたときに上記第３のパルス信号を出力するように形成
される。

【０００９】

【作用】このような手段を備えた本発明では、ロータが
回転すると、例えば、第１のパルス発生手段からロータ
の１回転毎に等分されたｎ個のパルス信号が出力され、
第２のパルス発生手段からはロータの１回転毎に等分さ
れたｋ・ｎ＋１個のパルス信号が出力されるので、第１
のパルス信号により分割されるｎ個の区間のうち、ｎ−
１個の区間には第２のパルス信号がｋ個発生し、唯一、
１つの区間で第２のパルス信号がｋ＋１個発生する。こ
の１区間中にｋ＋１個目の第２のパルス信号がカウント
された時点をタイミングとして第３のパルス信号を演算
出力してロータ１回転当り１個のパルス信号を得る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、便宜上、モータの一例であるブラシレスモ
ータとともに説明する。

【００１１】図３は、ＶＴＲの回転ヘッド駆動用のブラ
シレスモータを示す縦断面図である。

【００１２】図において、軸受ハウジング（１）はＶＴ
Ｒの、例えば固定シリンダとして機能するステータ部材
であって、貫通孔（３）を有し、この貫通孔（３）の両
端部には一対のボールベアリングからなる軸受部材
（５）（５）が共軸的に固定されており、軸受ハウジン
グ（１）の外周に設けた段部には、これに載置するよう
にして回路基板（９）が固定されている。

【００１３】この回路基板（９）の表面には、図１に示
すように、後述するロータ（１１）の位置検出素子とし
ての３個のホール素子（１３ａ）、（１３ｂ）、（１３
ｃ）および周波数発電コイル（１５）が配置されてい
る。

【００１４】３個のホール素子（１３ａ）〜（１３ｃ）
は、回転軸を中心にして所定の角度で配置されている。

【００１５】周波数発電コイル（１５）は、後述する駆
動マグネット（１７）の回路基板（９）と対向する端面
部に着磁形成された複数の周波数発電用磁極（１７ｂ）
の磁極境界に沿った複数の発電素線（１５ａ）を矩形状
に直列接続してＣ字状に配列されている。

【００１６】符号（１９）（図３では図示せず）は演算
回路であり、１つのホール素子（１３ａ）および周波数
発電コイル（１５）からのパルス信号が入力されてい
る。

【００１７】この演算回路（１９）は、ホール素子（１
３ａ）からのパルス信号の１区間中に周波数発電コイル
（１５）からのパルス信号が所定数以上カウントされた
ときに桁上げし、この桁上げ信号をロータ（１１）の１
回転当り１個のパルス信号として演算出力するロジック
回路である。

【００１８】なお、この演算回路（１９）は後述する駆
動回路とともにＩＣ化されている。軸受ハウジング
（１）の片方の先端外周には鋼板を積層した磁心コア
（２１）が固定されており、この磁心コア（２１）には
複数の駆動コイル（２３）が巻かれ、その両端が例えば
回路基板（９）に形成された駆動回路（図示せず）に接
続されている。

【００１９】軸受（５）（５）に軸支させた回転軸（２
５）の一方の先端にはカップ状のロータヨーク（２７）
がブッシュ（２９）を介してねじ（３１）（３１）にて
固定され、このロータヨーク（２７）には磁心コア（２
１）の先端と僅かな空隙を介して対向するような環状の
駆動マグネット（１７）が取り付けられてロータ（１
１）が形成されている。

【００２０】この駆動マグネット（１７）には、図２に
示すように、その内周面に周方向に隣接する磁極が交互
に異極となるように例えば８極の駆動用磁極（１７ａ）
が形成されており、回路基板（９）に対向する端面には
周方向に隣接する磁極が交互に異極となるように例えば
１８極の周波数発電用磁極（１７ｂ）が形成されてい
る。

【００２１】回転軸（２５）の他方の先端には回転シリ
ンダ（３３）が固定されている。このように構成された
本発明を用いたブラシレスモータでは、ホール素子（１
３ａ）〜（１３ｃ）からの位置検出信号によって複数の
駆動コイル（２３）への駆動電流が切り換え通電されて
ロータ（１１）が回転し、これに伴って周波数発電コイ
ル（１５）からロータ（１１）の回転速度に比例した周
波数信号が出力され、この周波数信号を利用してロータ
（１１）の回転制御がなされる。

【００２２】そして、演算回路（１９）には、例えば図
４（ａ）に示すようなホール素子（１３ａ）からの４個
（４周期）のパルス信号（位置検出信号）と、同図
（ｂ）に示すような周波数発電コイル（１５）からの９
個（９周期）のパルス信号（速度検出信号）が入力され
る。

【００２３】図４（ｃ）は同図（ａ）の信号をシュミッ
ト回路等の波形整形回路にて整形した波形を示し、同図
（ｄ）は同図（ｂ）の波形を同様に整形したものであ
る。

【００２４】ここで、図４（ｃ）の波形のある立ち上が
りから次の立ち上がりまでを１区間とすると、ロータ
（１１）の１回転の時間が図中Ｔ１〜Ｔ４に示すように
４個の区間に等分割される。そしてこの各区間内で発生
している周波数発電コイル（１５）からのパルス数、即
ち、同図（ｄ）の立ち上がりＳ１〜Ｓ９の数をカウント
すると、Ｔ１、Ｔ２およびＴ４の３つの区間に存在する
同図（ｄ）の立ち上がりは、それぞれＳ１とＳ２、Ｓ３
とＳ４およびＳ８とＳ９の２パルスであるが、唯一、Ｔ
３の区間においてＳ５、Ｓ６およびＳ７の３パルスが存
在している。

【００２５】よって、これらＴ１〜Ｔ４の各区間の始
点、即ち、図４（ｃ）の各立ち上がりの時点でリセット
されるとともに３パルスをカウントした時点で桁上がり
する３進カウンタにて、その桁上がり信号を出力させれ
ば、図４（ｅ）に示すようにロータ（１１）の１回転当
り１個のパルス信号Ｐが得られる。

【００２６】上述した構成では、ロータ（１１）の１回
転当りホール素子（１３ａ）から４個のパルス信号が出
力され、周波数発電コイル（１５）から９個のパルス信
号が出力されるようになっていたが、本発明はこれに限
定されない。

【００２７】要は、第１のパルス発生手段であるホール
素子（１３ａ）からｎ個（ｎは２以上の整数）のパルス
信号を出力させ、周波数発電コイル（１５）からｋ・ｎ
＋１個（ｋは１以上の整数）のパルス信号を出力させる
ように構成すれば良い。

【００２８】なお、演算回路（１９）に入力するパルス
信号は、ホール素子（１３ａ）や周波数発電コイル（１
５）からの信号に限らず、モータの制御に必要なパルス
信号を出力するパルス発生手段からのパルス信号で実施
可能であり、例えば、各相の駆動コイル（２３）に誘起
される逆起電圧等が利用できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ロータの
１回転毎に第１および第２のパルス発生手段から、それ
ぞれ、ｎ個（ｎは２以上の整数）およびｋ・ｎ＋１個
（ｋは１以上の整数）の第１および第２のパルス信号を
発生させ、演算手段にてそれら第１および第２のパルス
信号からロータの１回転毎に１個の第３のパルス信号を
演算出力する構成としたから、専用のパルス発生手段を
設けることなく、例えば、ホール素子や周波数発電コイ
ルからの第１および第２のパルス信号から演算合成して
容易にロータの１回転当り１個のパルス信号を発生させ
ることが可能となる。

【００３０】しかも、他の構成電子部品への影響が抑え
られ特性も安定するうえ、小型かつ低コストとなる。

【００３１】さらに、ホール素子や周波数発電コイルか
らのパルス信号を電気的に演算処理する論理回路を設け
るだけでよいから、ホール素子や周波数発電コイルから
のパルス信号の増幅回路等を形成するＩＣ内に内蔵可能
となり、一層の小型化および価格の低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパルス発生装置の一実施例を示す概略
図である。

【図２】本発明に用いられるモータのロータの一例を示
す斜視図である。

【図３】本発明のパルス発生装置を搭載するモータの一
例を示す縦断面図である。

【図４】本発明のパルス発生装置の動作を説明するため
のパルス波形図である。

【符号の説明】

（１） 軸受ハウジング （３） 貫通孔 （５） 軸受 （９） 回路基板 （１１） ロータ （１３ａ）（１３ｂ）（１３ｃ） 第１のパルス発生手
段（ホール素子） （１５） 第２のパルス発生手段（周波数発電コイル） （１５ａ） 発電素線 （１７） 駆動マグネット （１７ａ） 駆動用磁極 （１７ｂ） 周波数発電用磁極 （１９） 演算回路 （２１） 磁心コア （２３） 駆動コイル （２５） 回転軸 （２７） ロータヨーク （２９） ブッシュ （３１） ねじ （３３） 回転シリンダ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータのロータの１回転毎に等分でｎ個
   （ｎは２以上の整数）出力され、かつ前記ロータの回転
   制御に必要な第１のパルス信号を発生する第１のパルス
   発生手段と、 前記ロータの１回転毎に等分でｋ・ｎ＋１個（ｋは１以
   上の整数）出力され、かつ前記ロータの回転制御に必要
   な第２のパルス信号を発生する第２のパルス発生手段
   と、 前記第１および第２のパルス信号からロータの１回転毎
   に１個の第３のパルス信号を演算出力する演算手段と、 を具備し、前記演算手段は前記第１のパルス信号の１区
   間中にｋ＋１個の前記第２のパルス信号が生じた時に前
   記第３のパルス信号を出力することを特徴とするモータ
   のパルス信号発生装置。