JP3357133B2 - 電磁回転機の回転位置検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフロッピーディスクドラ
イブ装置に使われるモータ等の電磁回転機に関し、特に
その回転位置（インデックス位置）の検出を行なう回転
位置検出回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、モータの回転位置検出装置と
して、モータの回転体の所定位置にマグネットを設け、
このマグネットと対向するステータの固定的な位置に、
マグネットの磁気変化を検出するホール素子等の磁気検
出素子を用いてパルス信号を得て、回転位置を検出する
回転位置検出装置が知られている。

【０００３】図１０は、従来の３相ブラシレスモータの
要部断面図であり、図１１は図１０のＸ−Ｘ線の断面図
である。このような従来のブラシレスモータでは４つの
磁気回路、即ち、回転駆動力を発生するための磁気回
路、回転速度信号を発生するための磁気回路、回転位置
信号を発生するための磁気回路、回転磁界を発生するた
めの励磁タイミングを発生するための磁気回路が形成さ
れている。

【０００４】先ず、図１１において３相ブラシレスモー
タの概略構成を述べると、基板７は鉄等の磁性材料から
なり、中心に含油ベアリング９を圧入する一方、外周端
部に回転位置検出手段であるホール素子１４を配設して
いる。回転軸５は軸固定部材６を介してロータヨーク４
と一体化されている。含油ベアリング９およびベアリン
グ８は、基板７に固定されており、回転軸５はこれらベ
アリング８，９により回転自在に支持されている。した
がって、回転軸５と一体化されたロータヨーク４、駆動
マグネット１、速度検出用マグネット２’（以降、ＦＧ
マグネット２’と記す）、位置検出用マグネット１３等
は基板７に対して自在に回転する。

【０００５】ロータヨーク４の外縁部の内壁側に駆動マ
グネットヨーク３を介して、リング状の駆動マグネット
１（図１０）が固着されている。周知のように、駆動コ
イル１０により駆動マグネット１に対して回転磁界を作
用させ、ロータヨーク４を回転駆動させる。このために
駆動マグネット１は、図１０に示すように、ロータヨー
ク４の外縁部に沿って円周方向に１６極配置され、各極
は半径方向に着磁されている。回転磁界を作用させるた
めに、複数の駆動コイル１０が回転軸５の回りに放射状
に複数形成されたステータヨーク１１の回りに捲着され
ている。このように、ヨーク１１上において周方向に複
数分設けられた駆動コイル１０は、ねじ等の固定部材
（不図示）により鉄基板７上に固定されている。

【０００６】以上の構成において、ステータヨーク１１
は、駆動マグネット１、ロータヨーク４、駆動マグネッ
トヨーク３とともに閉磁気回路を形成している。なお、
駆動マグネット１が、ステータヨーク１１の半径方向に
このヨーク１１から離間して設けられているタイプのブ
ラシレスモータを周対向型モータまたはラジアルギャッ
プモータと呼ぶ。

【０００７】ロータヨーク４の外周面には切り欠き部４
ｈが形成されており、この切り欠き部４ｈに回転位置検
出手段である位置検出用マグネット１３が埋設されてい
る。このマグネット１３によっても１つの磁気回路が構
成されている。さらに、各相のコイル１０の励磁タイミ
ングを検出するための複数のホール素子１２ａ，１２
ｂ，１２ｃが基板７上の適切な位置に固着されている。
駆動マグネット１からの磁界はこれらのホール素子１２
ａ，１２ｂ，１２ｃを過るので、これらのホール素子１
２ａ，１２ｂ，１２ｃにより駆動マグネット１からの磁
界変化が検出される。ステータ１１のコイル１０が発生
させるべき磁界と、回転する駆動マグネット１の磁界と
の位相差が検出され、適切なタイミングで駆動コイルの
各相に電流が流されて回転磁界が発生させられる。この
回転磁界はロータ４を図１０の矢印Ａの方向に回転させ
る。

【０００８】ＦＧマグネット２’は、ロータヨーク４に
固着された駆動マグネットヨーク３の外側である最外周
縁部に固着されており、全部で１２０極分が着磁されて
いる。このＦＧマグネット２’と対向する鉄基板７の表
面部には図１２のようなパターンの１２０本の発電線素
７ａが銅パターン等をエッチングして形成されている。

【０００９】以上の構成により、ロータヨーク４が回転
起動されると、発電線素よりロータヨーク４の回転速度
に応じた周波数の正弦波が発生し、コントロール回路
（不図示）により定速回転制御が行なわれる。ロータヨ
ーク４が回転すると、ロータヨーク４に固着されていた
位置検出用マグネット１３も一緒に回転するので、位置
検出用ホール素子１４により位置検出用マグネット１３
による磁界変化を感知して、ロータヨーク４の１回転に
対して、１発のパルス信号である位置検出信号を発生す
るようにしている。このパルス信号により、回転体の回
転位置等を検出できるようにしている。位置検出用ホー
ル素子１４が出力する位置検出信号は、図１３（ａ）に
示すような波形をしている。この位置検出信号を図１４
に示す比較器１５に入力すると、出力として図１３
（ｂ）に示すような位置検出信号が得られる。

【００１０】しかしながら、上述の従来の回転位置検出
方法によると、以下のような問題点があった。

【００１１】（１）回転位置検出用マグネット１３は、
ロータヨークの最外周面に取り付けられており、さら
に、このマグネットが形成する磁気回路が開いているた
め、磁束が漏洩磁束として漏洩する。このために、この
モータを磁気記録再生装置のディスク回転用に用いる場
合には、漏洩磁束が磁気記録再生用の磁気ヘッドに侵入
することから、情報の正確な記録再生を妨害することが
ある。

【００１２】（２）回転位置検出用のホール素子１４や
マグネット１３を設けるスペースが必要であり、これが
多相ブラシレスモータの小型化および薄型化を妨げ、さ
らに、製品コストも高くなるという問題点がある。

【００１３】これらの問題点を解決したのが、本願出願
人により先に出願された特願平４−３１８７号の発明で
あり、漏洩磁束に起因する諸問題点の発生することのな
い、また、構成部品点数が減らされた低コストで、小型
／薄型の電磁回転機を提案している。先の発明によれ
ば、１回転に１周期のＡＭ変調された信号を発生する速
度信号検出用のＦＧ信号発生手段を利用して、モータの
回転位置検出を行うことができるので、回転位置検出用
マグネットや回転位置検出用素子を省けるので、電磁回
転機自体の小型および薄型化を実現することができ、さ
らに漏洩磁束の発生が防止できる。

【００１４】以下において、図面を参照しつつ先の発明
について説明する。先の発明は、回転位置検出装置を有
したスピンドルモータであって、周対向型のスピンドル
モータに適用した例を開示している。図５は、発電線素
７ｂのパターンを示す。発電線素７ｂは鉄等からなる基
板７上に銅パターン等をエッチングして形成されてい
る。角度θ₀ の範囲において発電線素パターンがない
が、これはコイル１０やホール素子１２ａ，１２ｂ，１
２ｃと、電磁回転機を駆動コントロールするための集積
回路の端子とを接続するためのパターンを配置するため
である。

【００１５】発電線素７ｂ全体からの出力である回転速
度信号を増幅器１６ａに入力してメインＦＧ信号を生成
し、また発電線素７ｂの一部分である角度θ₁ の範囲に
わたる発電線素からの回転速度信号を増幅器１６ｂに入
力してサブＦＧ信号生成する構成としている。したがっ
て、図１１および図１２に示す発電線素７ａ全体からの
回転速度信号を１つの増幅器１６ａのみに入力する構成
とは相違している。増幅器１６ａからのメインＦＧ信号
は、回転位置検出回路１００と回転速度コントロール回
路２００とに入力される。増幅器１６ｂからのサブＦＧ
信号は、回転位置検出回路１００に入力される。

【００１６】図６はロータユニット４０におけるＦＧマ
グネットの着磁パターンを示す平面図である。本実施例
のロータユニット４０は、図１０および図１１で示され
た従来のロータユニットを変形したものであって、参照
符号の異なる部分を除いて、図１０および図１１で示さ
れたロータユニットの部品と実質的に同一の部品を用い
ている。

【００１７】位置検出用マグネット１３（図１１）、同
じくホール素子１４等が不要になっている。このために
モータはかなり小型化されている。また、図６から分か
るように、ＦＧマグネット２の着磁パターンは、従来例
のＦＧマグネット２’が全周に渡って発電線素パターン
と同じピッチで着磁されている（図１０）のに対し、角
度αにわたって無着磁部分が形成されていることであ
る。無着磁部分の角度αと図５に示すサブＦＧ信号に寄
与する発電線素部分の角度θ₁ は、下記の式（１）の関
係を有する（例えば、着磁パターンおよび発電線素のピ
ッチを３゜とすると、αはθ₁＋（３゜から６゜）が好
ましい）。

【００１８】α＞θ₁ ・・・・・ （１） 言い換えると、回転速度信号の発生パルス数がロータ１
回転につきＰ／２発であるとき、ＦＧマグネット２が発
電線素の全面に対向する極数Ｍは、式（２）で示され
る。

【００１９】 Ｍ＜Ｐ（但し、Ｐは全極数） ・・・ （２） メインＦＧ信号に寄与する発電線素の数Ｎ１は、式
（３）で示される。

【００２０】Ｎ１≦Ｍ＜Ｐ ・・・ （３） サブＦＧ信号に寄与する発電線素の数Ｎ２は、式（４）
で示される。

【００２１】Ｎ２＜（Ｐ−Ｍ） ・・・ （４） 以上のことから、メインＦＧ信号に寄与する発電線素の
数Ｎ１は、ロータの１回転に対し、対向するＦＧマグネ
ットの極数に増減があるものの、常に対向するマグネッ
トがあることから、メインＦＧ信号は常に出力があり、
しかも図５に示す様に、発電線素７ｂのパターンが角度
θ₀だけ存在しない場合のみ、１回転に１回のＡＭ変調
された信号波形（図７（ａ））となり、ロータの回転速
度検出信号として使われる。一方サブＦＧ信号に寄与す
る発電線素の数Ｎ２は、ロータの１回転に対し、対向す
るＦＧマグネットがなくなる時があるため、サブＦＧ信
号は、１回転に１箇所だけ出力がゼロになる信号波形
（図７ｃ）となる。この出力がゼロになる回転位置を検
出すれば回転位置検出信号が得られることになる。重要
なことは、サブＦＧ信号に寄与する発電線素の数Ｎ２の
広がり角度θ₁が、対向する無着磁部の角度αより僅か
に小さく、発電線素Ｎ２が発電しないタイミングが、概
略メインＦＧ信号のパルスの１発分だけであることであ
る。

【００２２】即ち、サブＦＧ信号がロータユニット４０
が１回転するうち１周期でＡＭ変調され、そのＡＭ変調
成分の振幅の極小値を検出し、そのすぐ直後に発生す
る、メインＦＧ信号を微分して作られたパルスの立ち上
がりまたは立ち下がりタイミングで回転位置検出信号
（インデックス信号）を生成するというものである。

【００２３】図５、図６において、ＦＧマグネット２が
発生する磁界は、ロータユニット４０が回転することに
より変化し、この変化が発電線素７ｂにより検出され
る。発電線素７ｂの出力は、図５に示される増幅器１６
ａ，１６ｂにより増幅され、それぞれメインＦＧ信号お
よびサブＦＧ信号として回転位置検出回路１００に送ら
れる。

【００２４】図７は回転位置検出回路１００における各
信号のタイミングチャート、図８は回転位置検出回路１
００を示すブロック図である。図７（ａ）に示すメイン
ＦＧ信号は増幅器１６ａの出力である。図５、図６から
も解るように、メインＦＧ信号の出力は大きく、そのＡ
Ｍ変調度を極力押さえている。これは、メインＦＧ信号
を回転速度信号として、また、インデックス信号のクロ
ックとして使用するためである。メインＦＧ信号のＡＭ
変調成分は、発電線素のない角度θ₀の部分とＦＧマグ
ネット２の無着磁部αが対向している時、出力振幅は最
大となり、着磁部が対向しているとき、出力振幅は最小
値をとる。メインＦＧ信号に寄与する発電線素パターン
が全周にわたり配置されていれば（図５においてθ₀＝
０）、ＡＭ変調成分はなくなる。

【００２５】メインＦＧ信号が微分された後二値化され
（図８における微分回路１０１および比較器１０２によ
る）、サンプルホールド回路１０４，１０６および回転
位置検出用のクロック（図７（ｂ））として利用され
る。また、メインＦＧ信号は図８に示すように比較器１
０３により二値化され、回転速度制御回路２００に入力
される。

【００２６】回転速度制御回路２００は、基準クロック
（図８では１ＭＨｚ）とメインＦＧ信号から生成された
クロックとを比較して速度制御信号を生成し、ドライブ
回路（不図示）を介してコイル１０に流す電流を制御す
ることによりモータは定速回転で回転する。また、回転
速度制御回路は、モータの回転が設定回転数に対してあ
る一定の範囲に入ったとき（図１０においては±１０
％）回転数ロック信号を生成する。この信号の使い方に
ついて後述する。

【００２７】図７（ｃ）に示す信号はサブＦＧ信号であ
り増幅器１６ｂの出力である。前述のとおり、ロータユ
ニット４０が１回転する間に、１箇所だけ出力がほとん
どゼロに近くなる場所がある。ここが、先願発明（特願
平４−３１８７号）において最も重要な点であった。即
ち、サブＦＧ信号の出力の大きさは、ＦＧマグネット２
の着磁強度のばらつき、組立精度のばらつきによるＦＧ
マグネット２と発電線素７ｂ間のギャップの変化、温度
変化による磁束密度の変化、等により変化する。また、
設定回転数が異なるとその出力も変化する。先願発明
（特願平４−３１８７号）のように、ＦＧ信号のＡＭ変
調成分等のレベル検出によりインデックス信号を生成し
ようとする場合、上記したようなレベル変化に影響され
ない検出方法が必要となる。そこで、サブＦＧ信号の振
幅がほとんどゼロになるタイミングを検出することが有
効な手段になる。

【００２８】次に、サブＦＧ信号の極小値（ほとんどゼ
ロ出力になるタイミング）を検出する方法を説明する。
サブＦＧ信号は、サンプルホールド回路１０４（図８）
に入力され、クロックＣＬＡ（図７（ｂ））の立ち上が
りタイミングでサンプリングされる。図８においては、
パルスジェネレータ１０５は、立ち下がりエッジがクロ
ックＣＬＡの立ち上がりエッジに同期する幅の狭い負極
性のパルスを生成し、サンプルホールド信号としてサン
プルホールド回路１０４に出力している。サンプルホー
ルド回路１０４は、サンプルホールド信号がロウの時サ
ンプリングし、ハイの時ホールドする。サンプルホール
ド回路１０４の出力信号ＳＨＡを図７（ｄ）に示す。

【００２９】出力信号ＳＨＡはサンプルホールド回路１
０６に入力され、クロックＣＬＡの立ち下がりタイミン
グでサンプルリングされる。パルスジェネレータ１０７
は、立ち下がりエッジがクロックＣＬＡの立ち下がりエ
ッジに同期する幅の狭い負極性のパルスを生成し、サン
プルホールド信号としてサンプルホールド回路１０６に
出力している。サンプルホールド回路１０６は、サンプ
ルホールド回路１０４と同様にサンプルホールド信号が
ロウの時サンプリングし、ハイの時ホールドする。サン
プルホールド回路１０６の出力信号ＳＨＢを図７（ｅ）
に示す。

【００３０】次に、出力信号ＳＨＡ，ＳＨＢを比較器１
０８で比較する。この時、サンプルホールド回路１０
４，１０６がサンプリングしているときと、サブＦＧ信
号のＡＭ変調成分の電圧が一定電圧（サブＦＧ信号の最
大値より小さい閾値）を越えているとき、比較器１０８
はその動作を停止する。これは、比較器１０８の誤検出
を防ぐためであり、特に、サブＦＧ信号の振幅が大きい
ときの、ＦＧマグネットの面振れ等による余分なＡＭ変
調成分による誤動作を防いでいる。

【００３１】図８においては、出力信号ＳＨＡをサブＦ
Ｇ信号のＡＭ変調成分の３分の１の電圧（Ｖ_ref ＝Ｖ_CC
／２＋Ｖ_sub ／３）で比較する比較器１０９の出力信号
（ＣＯＭＰ２：図７（ｆ））と、パルスジェネレータ１
０５，１０７の出力とのＮＡＮＤをＮＡＮＤ回路１１０
でとり、ＮＡＮＤ回路１１０の出力で比較器１０８の動
作を禁止している。比較器１０８の出力信号ＣＯＭＰ１
を図７（ｇ）に示す。図中斜線部は出力信号ＳＨＡ，Ｓ
ＨＢのレベルが同じであり出力が不定であることを示
す。

【００３２】比較器１０８の出力ＣＯＭＰ１は、Ｄラッ
チ回路１１２のデータ端子に入力する。パルスジェネレ
ータ１０５の出力はディレイ回路１１１により、Ｄラッ
チ回路１１２の入力信号にタイミングを合致させるよう
に遅延され、Ｄラッチ回路１１２のクロック端子Ｃに入
力されている。また、モータ起動時、停止時等のＤラッ
チ回路１１２の誤動作を防ぐため、回転速度制御回路２
００より出力される回転数ロック信号により、回転数が
目標回転数のある一定範囲内にあるときのみ、Ｄラッチ
回路１１２を動作させている。図８においては、ロック
信号の出力範囲は基準値に対し±１０％以下において出
力されるように設定してある。Ｄラッチ回路１１２の出
力Ｑを図７（ｉ）に示す。この信号の立ち上がりタイミ
ングが回転位置検出のタイミングとなる。この回転位置
検出信号は、ディレイ回路１１１の出力であるクロック
ＣＬＤ（図７（ｈ））と同期しているため、比較器等の
オフセット電圧の変化によるタイミングの変化に影響さ
れないようにしてある。

【００３３】図５と図６において、ロータユニット４０
が矢印Ｂ方向に回転していると仮定すると、発電線素の
一つ７ｂ−１とＦＧ着磁パターンの境界線１７−１が対
向した直後に回転位置検出信号（図７（ｉ）の回転位置
検出信号において信号が立ち上がるタイミング）が発生
する。

【００３４】前述した説明においては、サンプルホール
ド回路１０４のホールドタイミングはクロックＣＬＡの
立ち上がりであり、サンプルホールド回路１０６のホー
ルドタイミングはクロックＣＬＡの立ち下がりであり、
Ｄラッチ回路１１２のラッチタイミングはクロックＣＬ
Ａの立ち上がりから立ち下がりまでの間のある瞬間であ
るが、サンプルホールド回路１０４のホールドタイミン
グはクロックＣＬＡの立ち下がりであり、サンプルホー
ルド回路１０６のホールドタイミングはクロックＣＬＡ
の立ち上がりである。また、Ｄラッチ回路１１２のラッ
チタイミングはクロックの立ち下がりから立ち上がりま
での間のある瞬間であっても良い。

【００３５】図６に示すように、ＦＧマグネット２の円
周上の一部（角度α）に無着磁部を設定すると、ＦＧマ
グネット２と基板７（鉄からなる）の間で吸着力のアン
バランスが生じ、モータの回転精度を悪化させる可能性
がある。また、軸受け等の劣化を招く可能性がある。

【００３６】図９は、上述した吸着力のアンバランスを
無くすように着磁部分が形成されている。角度αの範囲
に発電線素のピッチの２倍で着磁を行なっている。この
ように構成すると、２倍のピッチで着磁した部分は吸着
力は発生するが、発電線素の出力には寄与しないため、
吸着力のアンバランスがなくなり、回転精度を悪化させ
る心配がなくなるとともに、軸受けの劣化の心配もなく
なる。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸着力
のアンバランスをなくすために、図９に示した着磁をす
ると、図２の信号（ｃ’）に示すように、サブＦＧ信号
がＦＧ信号周波数の１／２の周波数でＡＭ変調され、位
置検出信号（図８：Ｄラッチ回路１１２Ｑ出力、図２：
Ｑ１出力）が誤動作する可能性がある。

【００３８】そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、サ
ブＦＧ信号に高次のＡＭ変調成分が含まれた場合でも、
回転位置検出回路の誤動作を防ぐことができる回路を提
供することを目的とする。

【００３９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ロータ上に多極着磁して配置した回転速
度検出用マグネットと、前記回転速度検出用マグネット
と対向するステータ上にくし歯状に屈曲して配置した発
電線素とから成る回転速度検出機構を具備し、前記回転
速度検出用マグネットの多極着磁した部分には前記発電
線素の屈曲の間隔と等しい間隔で着磁されている第１領
域と、前記発電線素の屈曲の間隔と異なる間隔で着磁さ
れている第２領域とが形成されており、前記回転速度検
出機構は、前記くし歯状に屈曲した発電線素の所定範囲
に接続された第１端子と、前記所定範囲とは異なる範囲
に接続された第２端子とを有し、前記第１端子に接続さ
れた発電線素は常にいずれかの部位が前記第１領域と対
向し、前記ロータが所定の位置に回転したときに前記第
２端子に接続された発電線素は全ての部位が前記第２領
域と対向する電磁回転機の回転位置検出回路において、
前記第１端子から出力される信号から生成した制御信号
と、前記第２端子から出力される信号を前記制御信号に
同期して保持する第１保持回路と、前記第２端子から出
力される信号を前記第１保持回路より遅延して保持する
第２保持回路と、前記第１保持回路と前記第２保持回路
の出力の比較値を前記制御信号を遅延させた信号に同期
して保持する第３保持回路と、前記第３保持回路から出
力される信号を前記第３保持回路より遅延して保持する
第４保持回路と、前記第３保持回路から出力される信号
と前記第４保持回路から出力される信号との論理和を保
持する第５保持回路とを有することを特徴とするもので
ある。

【００４０】本発明の一態様によれば、前記制御信号は
パルス信号であり、前記第１保持回路と前記第２保持回
路の一方は前記パルス信号の立ち上がりでサンプルホー
ルドする回路であり、他方は前記パルス信号の立ち下が
りでサンプルホールドする回路であり、前記第３保持回
路は前記パルス信号を遅延させた信号に応じて前記第１
保持回路と前記第２保持回路の出力の比較値をラッチす
る回路であり、前記第４保持回路は前記第３保持回路と
は異なるタイミングで前記パルス信号を遅延させた信号
に応じて前記第３保持回路の出力をラッチする回路であ
る。

【００４１】本発明の一態様によれば、前記第１及び第
２保持回路がサンプリングしている場合、あるいは、前
記第２端子の振幅が所定値以上である場合は、前記第１
保持回路と前記第２保持回路の比較を行なわない。本発
明の一態様によれば、前記第３及び第５保持回路は、前
記電磁回転機の回転速度が目標回転速度に対しある一定
範囲内である場合のみ動作可能である。

【００４２】

【作用】本発明によれば、１回転に１周期のＡＭ変調さ
れた信号を発生する速度信号検出用の発電手段を利用し
て、モータの回転位置検出を行う回転位置検出回路にお
いて、前記速度信号に高次のＡＭ変調成分が付加された
場合、例えば、発電に寄与しない角度αの範囲に発電線
素のピッチの２倍で着磁をして、ＦＧ周波数の１／２の
周波数のＡＭ変調成分が該速度検出信号に含まれる場合
でも、誤動作することなしに回転位置検出が可能になる
ので、吸着力のアンバランスがなくなり、回転精度が悪
化させる心配もなくなり、軸受けの劣化の心配もなくな
る。

【００４３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の電磁回転機用の回転位置検
出回路の一実施例を示すブロック図、図２は図１の実施
例の各部の動作を示すタイミングチャート、図３は図１
の実施例が用いられる周対向型のスピンドルモータの構
成を示す図である。また、図１においては、回転位置検
出回路のうち主として、高次ＡＭ変調成分による誤動作
を防止する回路部分のみが示されており、他の部分につ
いては図８の従来のものと同様なので省略してある。図
３から明らかなように本実施例においては、位置検出用
マグネット１３およびホール素子１４は不要となってい
る。

【００４４】Ｄラッチ回路１１２（図８で示されたも
の）の出力は，クロックＣＬＣ（図７：１０７パルスジ
ェネレータ出力）にてラッチするＤラッチ回路１１４に
入力される。Ｄラッチ回路１１２，１１４の出力Ｑ１，
Ｑ２は、論理和回路１１５に入力され、出力（Ｑ１＋Ｑ
２）として出力される。Ｄラッチ回路１１７は、データ
入力端子Ｄに入力された論理和回路１１５の出力（Ｑ１
＋Ｑ２）を、クロックＣＬＥ（クロックＣＬＤ（図７：
ディレイ回路１１１の出力）をディレイ回路１１６を通
して得られたクロック）にてラッチする。

【００４５】ラッチ回路１１７の出力Ｑ３の立ち上がり
タイミングを回転位置検出信号とするが、多くの場合、
回転位置検出信号Ｑ３は、時定数回路１１８のトリガと
して使用され、ある一定のディレイ時間の後、インデッ
クス信号ＩＤとして時定数回路１１８より出力される。

【００４６】時定数回路１１８は、そのスレッショール
ドレベルが基準電圧回路１１９により決定され、ディレ
イ時間は、モータの回転数に応じてそのスレッショール
ドレベルを変更することにより、適切な値に設定可能と
されている。このように変更できることは、フロッピー
ディスクドライブ等において動作を確実にさせるために
必要なことである。

【００４７】次に図１で示された実施例の回転位置検出
回路の動作について図２を参照して説明する。Ｃ′はＦ
Ｇ周波数の１／２の周波数のＡＭ変調成分を含んだサブ
ＦＧ信号の出力波形を示す（図５の増幅器１６ｂの出
力）。信号波形のピーク値が交互に変化するため、Ｄラ
ッチ１１２の出力Ｑ１は、図２のように変化する。先願
発明（特願平４−３１８７号）では、出力Ｑ１の立ち上
がりタイミングが回転位置検出信号であるため、誤動作
していることが解る。

【００４８】図２の出力Ｑ１はＤラッチ回路１１４のデ
ータ端子に入力され、クロックＣＬＣ（図７：１０７パ
ルスジェネレータ出力）のタイミングでラッチされ、出
力Ｑ１に対し、クロック周期の約半分のタイミングだけ
シフトした図２の出力Ｑ２を出力する。

【００４９】図２の出力Ｑ１，Ｑ２は論理和回路１１５
によって加算され、出力（Ｑ１＋Ｑ２）として出力され
る。論理和回路１１５からの出力は、Ｄラッチ回路１１
７のデータ端子に入力され、ディレイ回路１１６を通過
したクロックＣＬＤであるクロックＣＬＥでラッチさ
れ、先願発明と同様（図７参照）にφ₀検出後におい
て、論理レベルハイの出力（Ｑ１＋Ｑ２）が最初に検出
されるクロックＣＬＥのタイミングが回転位置検出信号
の立上りタイミングとなる図２の出力Ｑ３を得る。その
立上りタイミングは、先願発明（特願平４−３１８７
号）に対して、ディレイ回路１１４のディレイ分（Δ
θ）だけ遅れて出力される（θ₀＋３°＋Δθ）。要約
すると、クロック２発分続けてサブＦＧ信号のピーク値
が小さくなる時のみ、位置検出信号が出力される。すな
わち、高次のＡＭ変調成分の影響が取り除かれ、回転位
置検出回路は正常な動作をする。

【００５０】図４に具体的な部品を用いて回路を構成例
した例を示す。Ｄラッチ回路として４０１３、論理和回
路として４０７１、ディレイ回路として７４ＬＳ０４と
微分回路を使用している。

【００５１】また、先願発明（特願平４−３１８７号）
において説明したように、比較器１０８の、サブＦＧ信
号が大きいときの、ＦＧマグネットの面振れ等による余
分なＡＭ変調成分による誤動作防止回路と、Ｄラッチ回
路１１２、１１７の、モータ起動時、停止時の誤動作防
止回路が付加されている。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による電磁
回転機は、回転速度検出用の２つの電磁結合素子間に形
成される磁界強度が１ｐｐｒでＡＭ変調されており、高
次のＡＭ変調成分が回転位置検出信号に含まれる場合で
も、そのＡＭ変調成分から回転位置信号を生成すること
ができる。このために、回転速度検出用磁界発生手段
の、発電に寄与しない角度αの範囲に発電線素のピッチ
の２倍で着磁をして、ＦＧ周波数の１／２の周波数のＡ
Ｍ変調成分が速度検出信号に含まれる場合でも、誤動作
することなしに回転位置検出が可能になるので、吸着力
のアンバランスがなくなるとともに、回転精度を悪化さ
せる心配や軸受を劣化させる心配もなくなるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転位置検出回路の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】図１の実施例の動作を示すタイミングチャート
である。

【図３】図１の実施例が用いられるのモータの構造を示
す断面図である。

【図４】本発明の実施例の回転位置検出回路を具体的な
部品を用いて実現した例を示すブロック図である。

【図５】従来技術である先願発明（特願平４−３１８７
号）の実施例における発電線素パターンを説明する図で
ある。

【図６】従来技術の実施例におけるＦＧマグネット（速
度検出用マグネット）の着磁パターンを説明する図。

【図７】従来技術の実施例の動作を説明するタイミング
チャートである。

【図８】従来技術の一実施例を示すブロック図である。

【図９】従来技術の他の実施例におけるＦＧマグネット
の着磁パターン（本発明の実施例においても用いられて
いる）を説明する図。

【図１０】従来技術が適用された３相ブラシレスモータ
の構造を説明する平面図。

【図１１】図１０のモータの部分断面図。

【図１２】図１０のモータのＦＧ信号検出用の線素パタ
ーンを示す図。

【図１３】従来技術における位置検出素子出力と位置検
出信号との関係を示す波形図である。

【図１４】従来技術における比較器の入出力を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 駆動マグネット ２ ＦＧマグネット（速度検出用マグネット） ４ ロータヨーク ７ａ，７ｂ 発電線素部 １１２，１１４，１１７ Ｄラッチ回路 １１５ 論理和回路 １１６ ディレイ回路 １１８ 時定数回路

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 6/16 C01D 5/244 C01D 5/245 H02K 29/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ上に多極着磁して配置した回転速
   度検出用マグネットと、前記回転速度検出用マグネット
   と対向するステータ上にくし歯状に屈曲して配置した発
   電線素とから成る回転速度検出機構を具備し、前記回転
   速度検出用マグネットの多極着磁した部分には前記発電
   線素の屈曲の間隔と等しい間隔で着磁されている第１領
   域と、前記発電線素の屈曲の間隔と異なる間隔で着磁さ
   れている第２領域とが形成されており、前記回転速度検
   出機構は、前記くし歯状に屈曲した発電線素の所定範囲
   に接続された第１端子と、前記所定範囲とは異なる範囲
   に接続された第２端子とを有し、前記第１端子に接続さ
   れた発電線素は常にいずれかの部位が前記第１領域と対
   向し、前記ロータが所定の位置に回転したときに前記第
   ２端子に接続された発電線素は全ての部位が前記第２領
   域と対向する電磁回転機の回転位置検出回路において、 前記第１端子から出力される信号から生成した制御信号
   と、前記第２端子から出力される信号を前記制御信号に
   同期して保持する第１保持回路と、前記第２端子から出
   力される信号を前記第１保持回路より遅延して保持する
   第２保持回路と、前記第１保持回路と前記第２保持回路
   の出力の比較値を前記制御信号を遅延させた信号に同期
   して保持する第３保持回路と、前記第３保持回路から出
   力される信号を前記第３保持回路より遅延して保持する
   第４保持回路と、前記第３保持回路から出力される信号
   と前記第４保持回路から出力される信号との論理和を保
   持する第５保持回路とを有することを特徴とする回転位
   置検出回路。
2. 【請求項２】 前記制御信号はパルス信号であり、前記
   第１保持回路と前記第２保持回路の一方は前記パルス信
   号の立ち上がりでサンプルホールドする回路であり、他
   方は前記パルス信号の立ち下がりでサンプルホールドす
   る回路であり、前記第３保持回路は前記パルス信号を遅
   延させた信号に応じて前記第１保持回路と前記第２保持
   回路の出力の比較値をラッチする回路であり、前記第４
   保持回路は前記第３保持回路とは異なるタイミングで前
   記パルス信号を遅延させた信号に応じて前記第３保持回
   路の出力をラッチする回路であることを特徴とする請求
   項１記載の回転位置検出回路。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２保持回路がサンプリン
   グしている場合、あ るいは、前記第２端子の振幅が所定
   値以上である場合は、前記第１保持回路と前記第２保持
   回路の比較を行なわないことを特徴とする請求項１また
   は２に記載の回転位置検出回路。
4. 【請求項４】 前記第３及び第５保持回路は、前記電磁
   回転機の回転速度が目標回転速度に対しある一定範囲内
   である場合のみ動作可能であることを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれかに記載の回転位置検出回路。