JPH0340597B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、相対移動する二物体間の相対位置お
よび相対移動速度を検出する装置に関し、特にビ
デオテープレコーダにおける回転磁気ヘツド装置
等の回転駆動装置における位相サーボや速度サー
ボ用の制御信号を得るのに最適な位置および速度
の検出装置に関する。 一般に、回転磁気ヘツド装置等の回転駆動装置
では、被回転体例えばヘツドドラム等を所定の回
転位相にて定速度回転せしめるために、被回転体
の回転位相と回転速度とを検出する位相検出器お
よび速度検出器を配設し、各検出出力を利用して
位相サーボと速度サーボとを駆動モータに施して
いる。また、上記駆動モータとして用いられるブ
ラシレスモータは、該ブラシレスモータのステー
タコイルをロータマグネツトの回転角度位置に応
じた所定の駆動シーケンスに従つて順次に励磁す
る必要があるので、上記ロータマグネツトの回転
角度位置を検出するための位置検出器が配置され
ている。従つて、ブラシレスモータを用いて構成
した回転駆動装置においては、上述の如き回転位
相検出器、回転速度検出器および回転角度位置検
出器等の多数の検出器を配設しなければならず、
構造が複雑で大型化せざるを得ないばかりでな
く、上記各検出器のための結線数が多く結線作業
に多大な手間を要するとともに、各検出器による
消費電力も多いという欠点があつた。例えば、３
相通電構造のブラシレスモータを用いた回転磁気
ヘツド装置の一般的な構造は、第１図に示してあ
るように、モータ１０側には、３相のステータコ
イル１，２，３の外部接続端子T_1，T₂，T₃が３
個、ロータマグネツトの回転角度位置検出器４，
５，６の外部接続端子T₄，T₅，T₆，T₇，T₈，
T₉，T₁₀，T₁₁が８個で合計11個の外部接続端子
が設けられ、回転磁気ヘツドドラム20側には回転
速度検出器１１，１２の外部接続端子T₁₂，T₁₃，
T₁₄，T₁₅が４個、回転位相検出器１３の外部接
続端子T₁₆，T₁₇が２個で合計６個の外部接続端
子が設けられ、総計で17本の外部結線を必要とす
る。そして、上記回転角度位置検出器４，５，６
として用いられるホール素子を動作させるための
動作電流による電力消費量が多く、特に、小型な
回転磁気ヘツド装置を構成する場合に、上記電力
消費量がモータの駆動電流による電力消費量に比
較して無視できなくなる。 なお、上記回転磁気ヘツドドラム２０側の回転
位相検出器１３および回転速度検出器１１，１２
は例えば第２図に示すように回転磁気ヘツドドラ
ム２０に配設した回転マグネツト２１，２２の回
転軌跡上に配設され、上記回転磁気ヘツドドラム
２０の回転によつて上記各回転マグネツト２１，
２２が各対向位置を通過することにより、各検出
信号を出力するようになつている。上記回転位相
検出器１３は、第３図Ａに示すように回転磁気ヘ
ツドドラム２０の１回転毎に１つの検出パルスを
出力し、そのパルス位置にて回転磁気ヘツドドラ
ム２０の回転位相情報を与え、また各回転速度検
出器１１，１２は、第３図Ｂに示すように各検出
パルスの間隔にて回転磁気ヘツドドラム２０の回
転速度情報を与える各検出パルスを出力する。ま
た、モータ１０側の各回転角度位置検出器４，
５，６は、第４図に示すように８極に着磁された
ロータマグネツト７をステータコイル１，２，３
の３相通電駆動により回転駆動する場合には、上
記ロータマグネツト７の位相が電気角で120°回転
する毎に各ステータコイル１，２，３に流す電流
を切り換えるとともに、最適トルクを発生するよ
うに上記電流の切り換えタイミングの位相合わせ
を行なうために、互いに電気角で120°ずつ位相の
異なつた第５図に示すような位置検出信号を出力
するように配設されている。そして、上記各回転
角度位置検出器４，５，６の各検出信号にて、例
えば第６図に示すようにＹ結線した３相のステー
タコイル１，２，３に流れる電流を切り換える各
電流切換用トランジスタ１４，１５，１６を作動
せしめるようにしていた。 そこで、本発明は、相対移動される二物体間の
相対移動速度に応じた周波数信号と相対位置の基
準位置を示す基準位置信号とを、共通の信号トラ
ツクに着磁した信号磁界を磁気検出することによ
つて得られるようにして、速度検出部と位置検出
部との一体化を図り、小型で且つ高精度な検出動
作を可能にした新規な構成の位置および速度の検
出装置を提供するものである。 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。 第７図および第８図は、本発明を回転磁気ヘツ
ド装置に適用した場合の一実施例を示すものであ
つて、この本発明が適用された回転磁気ヘツド装
置は、磁気テープを巻回させこの磁気テープの走
行案内をして一対の回転磁気ヘツド３１に摺接さ
せる作用をする回転上ドラム３２と固定下ドラム
３３とから構成される案内ドラム装置３４を備
え、上記回転上ドラム３２をブラシレスモータ３
５の駆動軸３６に直結し一体的に組付けたものと
して構成されている。 そして、案内ドラム装置３４の回転上ドラム３
２およびこの回転上ドラム３２に取り付けられ回
転上ドラム３２とともに回転する一対の回転磁気
ヘツド３１を回転駆動させるブラシレスモータ３
５は、８極に着磁されたリング状のロータマグネ
ツト３７と６個のコイルにて形成した３相のステ
ータコイル３８とによつて両方向通電型のものと
して構成されている。このブラシレスモータ３５
の駆動軸３６は、案内ドラム装置３４の固定下ド
ラム３３に設けた一対のベアリング３９，４０に
て回転自在に支持されている。そして、ロータマ
グネツト３７は、上記駆動軸３６の基端側に嵌合
筒部４１を挿通してカシメ付ける等して上記駆動
軸３６と一体化して回転するように取り付けられ
た回転円盤４２の一側面側に設けた嵌合凹部４３
に嵌合配設されている。また、ステータコイル３
８は、磁路材にて形成した円盤状の取り付け板４
４の一側面側にリング状に取り付けられるととも
に、上記取り付け板４４を介して案内ドラム装置
３４の固定下ドラム３３の下端面側にビス４５に
より固定され、ステータコイル３８がロータマグ
ネツト３７と対向するように配設されている。ま
た、駆動軸３６の最下端部には、上端側の回転上
ドラム３２等の重量バランス等に影響で駆動軸３
６が回転したとき偏心回転するのを防止するため
のフライホイール４６が上記ロータマグネツト３
７を配設した回転円盤４２の下面側にダンパ材４
７を介して設けられているとともに、上記回転円
盤４２の下面外周側にリング状のFGマグネツト
４８が設けられている。 なお、ロータマグネツト３７、ステータコイル
３８、フライホイール４６等をもつて構成された
ブラシレスモータ３５は、固定下ドラム３３に取
り付けられるようにされたモータハウジング４９
内に収納されている。このモータハウジング４９
の底壁５０の外周縁部には上記FGマグネツト４
８に対向するようにFGコイル５１がリング状に
配設されている。 上述したように構成されたブラシレスモータ３
５の駆動軸３６の上端側には、回転上ドラム３２
と固定下ドラム３３とからなる案内ドラム装置３
４が組付けられている。この案内ドラム装置３４
の固定下ドラム３３は、駆動軸３６へ挿通する内
筒嵌合部５２と回転上ドラム３２の外筒部５３と
相俟つて磁気テープの巻回摺接面を構成する外筒
部５４とから構成されている。この固定下ドラム
３３は、内筒嵌合部５２の内周側に所定間隔を隔
てて設けられた上下一対のベアリング３９，４０
を介して駆動軸３６を回転自在に支持している。
なお、上記一対のベアリング３９，４０の各外周
側リング間には、組付け時における軸方向の各内
周側リングとの組付け誤差を吸収するように作用
するスプリング５５が嵌装され、駆動軸３６の円
滑な回転を保証するように構成されている。 また、案内ドラム装置３４の回転上ドラム３２
は、外周面に磁気テープが巻回摺接する外筒部５
３を有するとともに一対の回転磁気ヘツド３１が
取り付けられる上ドラム本体５６と、この上ドラ
ム本体５６に内包される如く配設されて駆動軸３
６に取り付けられる上ドラム支持体５７とから構
成されている。この上ドラム支持体５７は、中央
部に膨出形成した嵌合部５８に穿設した貫通孔５
９を介して駆動軸３６に挿通され、上記駆動軸３
６の上端側にカシメ付け等の方法により取り付け
られて、該駆動軸３６と一体回転するようになさ
れている。一方、上記上ドラム本体５６も、中心
部に穿設した貫通孔６０を介して駆動軸３６に挿
通され、上記駆動軸３６の上端側にカシメ付け等
の方法により取り付けられて、該駆動軸３６と一
体回転するようになされている。このように駆動
軸３６と一体回転するように取り付けられた上ド
ラム本体５６は、内筒部６１の下端縁を上ドラム
支持体５７の筒体部６２の外周に設けた係止段部
６３に突き当てられることにより支持されて、固
定下ドラム３３に対する取り付け位置の規制がな
されて取り付けられている。そして、回転上ドラ
ム３２の外筒部５３と固定下ドラム３３の外筒部
５４との間〓部分に一対の回転磁気ヘツド３１の
先端が臨む間〓が寸法精度良く形成されている。 なお、一対の回転磁気ヘツド３１は、磁気ギヤ
ツプを設けたヘツドチツプとこのヘツドチツプを
支持するツドチツプ支持板６５とから構成され、
そのヘツドチツプ支持板６５が上ドラム本体５６
の内筒部６１と外筒部５３とを連結する連結部６
４の下面側に固定ネジ６６により取り付け固定さ
れている。このように取り付けられるヘツドチツ
プ支持板６５に支持されたヘツドチツプの先端
は、回転上ドラム３２の外筒部５３と固定下ドラ
ム３３の外筒部５４とによつて形成される間〓か
らわずかに突出され、上記各外筒部５３，５４の
周面に巻回されて走行する磁気テープと摺接され
るようになされている。また、上ドラム本体５６
の連結部６４には、各回転磁気ヘツド３１のヘツ
ドチツプ支持板６５と当接するダンパー６７が設
けられ、例えばバイモルフ板等により構成された
ヘツドチツプ支持板６５が振動したときの過振動
を防止するようになされている。 さらに、回転上ドラム３２を構成する上ドラム
支持体５７の筒体部６２の下端縁側に設けたフラ
ンジ部６８とこのフランジ部６８と対向する固定
下ドラム３３の外筒部５４と内筒嵌合部５２の間
を連結する連結部６９ととの間には、ロータリー
トランス７０が設けられている。このロータリー
トランス７０は、２個のフエライト等の磁気コア
７１，７２を対向配設し、これら磁気コア７１，
７２の対向面７１ａ，７２ａに２組の結合コイル
を取り付けて構成されるものである。すなわち、
これら２組の結合コイルは、固定側の磁気コア７
１に設けられた２個の１次コイルと、回転側の磁
気コア７２に設けられた２個の２次コイルとがそ
れぞれ磁気的に結合して、トランスを構成してい
る。従つて、上記ロータリートランス７０は、固
定側の磁気コア７１を固定下ドラム３３に設け、
回転側の磁気コア７２を上ドラム支持体５７側に
設けた構成となつている。 上述の如き構成の回転磁気ヘツド装置におい
て、FGマグネツト４８は、第９図に示すように、
一定の繰り返しピツチλ_MにてＮ極およびＳ極が
順次着磁された第１の磁極面４８１と、上記ピツ
チλ_Mの半分のピツチλ_M／２にてＮ極およびＳ極
が順次着磁された第２の磁極面４８２とによつ
て、リング状の信号トラツクを形成したものであ
る。また、FGコイル５１は、第１０図に示すよ
うに、上記FGマグネツト４８の各着磁ピツチ
λ_M、λ_M／２にそれぞれ一致したピツチλ_C、λ_C／
２にて折り返された折線パターン状の第１の検出
コイル部５１１と第２の検出コイル部５１２とを
直列接続した構成となつている。上述の如き定ピ
ツチλ_C、λ_C／２にて形成したFGコイル５１の各
検出コイル部５１１，５１２は、それぞれ上記ピ
ツチλ_C、λ_C／２に対応するFGマグネツト４８の
各着磁面４８１，４８２から発生される所定ピツ
チλ_M、λ_M／２の各信号磁界に対して、それぞれ
波長選択性を呈するので、上記FGマグネツト４
８とFGコイル５１とを相対移動せしめることに
より、第１の検出コイル部５１１の出力端子５１
Ａ，５１Ｂ間には第１１図Ａに示すような周波数
信号FGが誘起され、第２の検出コイル部５１２
の出力端子５１Ｂ，５１Ｃ間には第１１図Ｂに示
すような位相信号PGが誘起される。なお、上記
FGコイル５１は、第１２図に示すように帯状の
フレキシブルプリント基板５１０上に各検出コイ
ル部５１１，５１２を形成し、上記フレキシブル
プリント基板５１０を円筒状の湾曲せしめるよう
にしたものでも良い。この場合、FGマグネツト
４８は、その外周面に各磁極面４８１，４８２を
形成したものが用いられる。 このように、波長選択性を有するFGコイル５
１を用いれば、FGマグネツト４８により同一信
号トラツクに発生される周波数信号用の信号磁界
と位相信号用の信号磁界とを上記FGコイル５１
の各検出コイル部５１１，５１２にて検出するこ
とができる。また、第１の検出コイル部５１１に
て得られる周波数信号FGは、FGマグネツト４８
の第１の磁極面４８１の着磁ピツチλ_Mに誤差が
あつたとしても、その誤差が平均化されるので、
極めて、高精度な速度情報を有するものとなる。 次に、第１３図は上記実施例における電気的な
構成を示すブロツク図である。第１３図におい
て、１１０はFGコイル５１の第１の検出コイル
部５１１にて得られる周波数信号FGをパルス化
する第１の波形整形回路、120は同じく第２の検
出コイル部５１２にて得られる位相信号PGをパ
ルス化する第２の波形整形回路であり、各波形整
形回路１１０，１２０は第１４図の回路図に示す
ような構成となつている。 すなわち、第１の波形整形回路１１０は、FG
コイル５１の第１の検出コイル部５１１の出力端
子５１Ａ，５１Ｂ間に得られる例えば第１５図Ａ
に示す如き周波数信号FGが入力増幅用トランジ
スタ１１１を介して２個のトランジスタ１１２，
１１３にて形成したシユミツトトリガ回路１１４
に供給されており、該シユミツトトリガ回路１１
４にて上記周波数信号FGを波形整形することに
より第１５図Ｃに示す如きFGパルスFGPを得
て、このFGパルスFGPを出力増幅用トランジス
タ１１５を介して出力する。また、第２の波形整
形回路１２０は、FGコイル５１の第２の検出コ
イル部５１２の出力端子５１Ｂ，５１Ｃ間に得ら
れる例えば第１５図Ｂに示す如き波形の位相信号
PGが入力増幅器１２１を介してダイオード１２
２と演算増幅器１２３にて形成したピーク検波回
路１２４に供給されており、該ピーク検波回路１
２４にて上記位相信号PGを波形整形することに
より第１５図Ｄに示す如きPGパルスPGRSを得
て出力するようになつている。 また、第１３図において、１３０は一対の回転
磁気ヘツド３１を各フイールド期間に対応して選
択切り換えするためのRFスイツチングパルス
RFSWを形成するパルス発生器である。このパ
ルス発生器１３０は、第１６図に具体的な回路構
成を示してあるように、４個のフリツプフロツプ
回路１３２，１３３，１３４，１３５を縦続接続
した４ビツトカウンタ、この４ビツトカウンタか
らのパラレル出力信号をデコードしてトリガー信
号を形成するデコーダ１３６と、上記デコーダ１
３６によるデコード出力信号にてトリガーされる
フリツプフロツプ回路１３７とから成る。上記４
ビツトカウンタの初段のフリツプフロツプ回路１
３２には、上記第１の波形整形回路１１０にて得
られるFGパルスFGPがクロツク信号としてバツ
フア用のインバータ１３１を介して供給されてい
る。また、上記４ビツトカウンタの各フリツプフ
ロツプ回路１３２，１３３，１３４，１３５に
は、上記第２の波形整形回路１２０にて得られる
PGパルスPGRSがクリヤ信号として供給されて
いる。そして、このパルス発生器１３０は、上記
４ビツトカウンタのパラレル出力信号をデコーダ
１３６にてデコードすることにより、上記FGパ
ルスFGPに同期化したPGパルスPGRSに相当す
るトリガー信号を得て、出力側のフリツプフロツ
プ回路１３７から、第１５図Ｅに示すように上記
FGパルスFGPにて正規化したRFスイツチングパ
ルスRFSWを出力するようになつている。上記
FGパルスFGPはブラシレスモータ３５の駆動軸
３６の回転角を多数分割（この例では16分割）し
たタイミングで得られ、しかも、この実施例で
は、FGコイル５１の波長選択性によつて極めて
高精度に得られるので、上記駆動軸３６の１回転
毎に１発のPGパルスPGRSを直接用いてRFスイ
ツチングパルスRFSWを形成するのに比較して、
上記FGパルスFGPにて正規化することによりRF
スイツチングパルスRFSWの精度を高めること
ができる。しかも、PGパルスPGRSを得るため
の位相信号用の信号磁界の精度を高める必要が無
い。 さらに、第１３図において、200はブラシレス
モータ３５の駆動回路であり、この駆動回路２０
０は、起動回路２１０、３相分配回路２３０、６
相分配回路２５０、前置増幅回路２７０および電
流切換回路２８０から成り、上記第１の波形整形
回路１１０にて得られるFGパルスFGPによつて
所定の駆動シーケンスを進めて、各ステータコイ
ル３８の３相両方向通電による駆動を行なうよう
になつている。 ここで、３相のステータコイル３８Ｕ，３８
Ｖ，３８Ｗは、３相両方向通電を行なつた場合、
第１７図Ａに示すような各トルクをそれぞれ発生
する。第１のステータコイル３８Ｕは、順方向に
駆動電流Ｕが通電されると第１７図Ａ中に太い１
点鎖線にて示すような鎖交磁束によるトルクを発
生し、また、逆方向に駆動電流が通電される
と、細い１点鎖線にて示すような鎖交磁束による
トルクを発生する。同様に、第２のステータコイ
ル３８Ｖは、順方向の駆動電流Ｖにより第１７図
Ａ中に太い破線にて示すような鎖交磁束によるト
ルクを発生し、また、逆方向の駆動電流により
細い破線にて示すような鎖交磁束によるトルクを
発生する。また、第３のステータコイル３８Ｗ
は、第１７図Ａ中に太い２点鎖線と細い２点鎖線
とにて示すような鎖交磁束によるトルクを順方向
と逆方向の各駆動電流Ｗ、により発生する。そ
して、この実施例では、第１表に示すステツプ１
ないしステツプ12の駆動シーケンスに従つて上記
３相のステータコイル３８Ｕ，３８Ｖ，３８Ｗに
流す駆動電流を切り換え制御することによつて両
方向通電駆動し、ロータマグネツト３７に設けた
駆動軸３６に回転トルクを与える。

【表】

【表】 ここで、上記第１表に示した駆動シーケンスに
よる３相のステータコイル３８Ｕ，３８Ｖ，３８
Ｗの両方向通電駆動は、通常のブラシレスモータ
と同様に、ロータマグネツトの回転角度位置に応
じて進められる必要がある。そこで、この実施例
においては、起動回路２１０により、ブラシレス
モータ３５の起動時に、先ず上記駆動シーケンス
のステツプ11の通電を行なう。すなわち、第１の
ステータコイル３８Ｕに逆方向駆動電流を通電
するとともに第２のステータコイル３８Ｖに順方
向駆動電流Ｖを通電する。上記ステツプ11の通電
を行なうと、各ステータコイル３８Ｕ，３８Ｖに
より第１７図Ａ中に太い実線にて示すような鎖交
磁束によるトルクがロータマグネツト３７に与え
られる。上記ロータマグネツト３７は、上記ステ
ツプ11の通電によつて与えられるトルクにより、
第１７図Ａ中に示す点Ｐなる安定点の回転角度位
置に移動されることになる。なお、上記ステツプ
11の通電によりロータマグネツト３７に与えられ
るトルクは、第１７図Ａ中に示す点Ｑにおいても
零になるのであるが、この点Ｑの回転角度位置は
不安定位置であるので、仮に上記点Ｑなる回転角
度位置にロータマグネツト３７が停止していたと
しても、後述する再起動操作によつて、上記ロー
タマグネツト３７は安定点Ｐの回転角度位置に移
動されることになる。 そして、上記起動回路２１０では、上記ステツ
プ11の通電によりロータマグネツト３７が安定点
Ｐなる回転角度位置に移動してから、歩進パルス
APを発生して、ステツプ12の通電を行なうこと
により、ブラシレスモータ３５を起動して、上記
ステツプ１からステツプ12の駆動シーケンスを順
次に進め、３相のステータコイル３８Ｕ，３８
Ｖ，３８Ｗにてロータマグネツト３７に回転トル
クを与える。この回転トルクによつて駆動軸３６
が回転すると、FGマグネツト４８も上記駆動軸
３６とともに一体的に回転するので、FGコイル
５１の第１の検出コイル部５１１から第１７図Ｂ
に示すような周波数信号FGが得られ、該周波数
信号FGを上記第１の波形整形回路１１０にて波
形整形した第１７図Ｆに示す如きFGパルスFGP
によつて上述の駆動シーケンスを進めることがで
きる。 第１８図は上記起動回路２１０の具体的な回路
構成を示す回路図であり、起動時に電源が投入さ
れると、第１のモノステーブルマルチバイブレー
タ２１１からT_Aなるパルス幅の第１７図Ｃに示
す如き起動パルスRS₁を出力し、該起動パルス
RS₁によつて上述のステツプ11の通電を行なわせ
る。そして、上記第１のモノステーブルマルチバ
イブレータ２１１の肯定出力信号にてトリガーさ
れる第２のモノステーブルマルチバイブレータ２
１２の肯定出力信号により第３のモノステーブル
マルチバイブレータ２１３をトリガーし、該第３
のモノステーブルマルチバイブレータ２１３から
第１７図Ｄに示す如き歩進パルスAPを得る。ま
た、上記第３のモノステーブルマルチバイブレー
タ２１３の肯定出力信号にてトリガーされる第４
のモノステーブルマルチバイブレータ２１４は、
その肯定出力信号にて上記第１のモノステーブル
マルチバイブレータ２１１をトリガーすることに
より、該第１のモノステーブルマルチバイブレー
タ２１１からの起動パルスRS₁による起動動作が
１回で行なえなかつた場合に、再起動動作を自動
的に行なわせる。また、上記第４のモノステーブ
ルマルチバイブレータ２１４は、リトリガータイ
プのもので、そのリトリガー入力端子に上記パル
ス発生器１３０のインバータ１３１にて極性反転
されたFGパルスが供給されるようになつて
いる。この第４のモノステーブルマルチバイブレ
ータ２１４は、上記FGパルスにてリトリガ
ーされることにより、その肯定出力信号が論理
「１」の状態を保持するので、起動動作によりロ
ータマグネツト３７が回転し始めると、上記各マ
ルチバイブレータ２１１，２１３による起動パル
スRS₁および歩進パルスAPの発生を自動的に止
める働きをする。また、上記第４のモノステーブ
ルマルチバイブレータ２１４は、後述する第１９
図に示す如き構成の起動確認回路２２０からの起
動確認信号RVCLがクリヤ端子に供給されてお
り、上記起動動作が正常に行なわれなかつた場合
に、再び上記第１のモノステーブルマルチバイブ
レータ２１１をトリガーして、再起動動作を行な
わせる働きをするようになつている。 また、この起動回路２１０において、上記第１
のモノステーブルマルチバイブレータ２１１から
の否定出力信号と第４のモノステーブルマルチバ
イブレータ２１４からの否定出力信号とにてトリ
ガーされるＲ・Ｓフリツプフロツプ回路２１５
は、上記起動パルスRS₁によつて上記ステツプ11
の通電を行なつている期間T_A中に、ロータマグ
ネツト３７の回転によるFGパルスFGPにて駆動
シーケンスが進められてしまうのを阻止するため
のものである。このＲ・Ｓフリツプフロツプ２１
５の出力信号をゲート信号とするNANDゲート
２１６を介してFGパルスがORゲート２１
７に供給され、該ORゲート２１７を介して上記
歩進パルスAPとFGパルスFGPとの負論理積を
駆動シーケンスを進めるための第１７図Ｇに示す
如きタイミングパルス信号MTPとして出力する
ようになつている。 ここで、第１９図に示した起動確認回路２２０
は、後述する第２０図に示す如き構成の３相分配
回路２３０から供給されるＵ位相信号をクロツク
信号としてカウンタ動作を行なう４進カウンタ２
２１と、該カウンタ２２１からのパラレル出力信
号が供給される３入力NANDゲート２２２と、
該NANDゲート２２２からのゲート出力信号が
所定のパルス幅以上のものであるか否かを判定す
るパルス幅比較回路２２３と、該パルス幅比較回
路２２３からの比較出力信号にてトリガーされる
モノステーブルマルチバイブレータ２２４とから
構成されている。上記起動確認回路２２０は、パ
ルス幅比較回路２２３にて、起動後にロータマグ
ネツト３７が正規の回転数にて回転しているか否
かの判定を行ない、上記回転数が正規の回転数に
到つていないときにモノステーブルマルチバイブ
レータ２２４をトリガーして、第１７図Ｅに破線
で示すような起動確認信号RVCLを否定出力信号
として得て、該起動確認信号RVCLにて起動回路
２１０の第４のモノステーブルマルチバイブレー
タ２１４の動作をクリヤせしめ、再起動動作を行
なわせる。 第２０図は上記３相分配回路２３０の具体的な
回路構成を示す回路図であり、この３相分配回路
２３０は、上記起動回路２１０にて得られる起動
パルスRS₁がクリヤ信号として供給されている２
個のフリツプフロツプ２３１，２３２にて上記タ
イミングパルス信号MTPをカウントし、後段側
のフリツプフロツプ２３２の肯定出力信号をＵ相
信号として出力する。なお、上記各フリツプフロ
ツプ２３１，２３２にて構成したカウンタ回路に
は、そのパラレル出力信号と上記タイミングパル
ス信号MTPとが３入力NANDゲート２３３を介
してクリヤ信号としてORゲート２３４を介して
供給されている。また、上記各フリツプフロツプ
２３１，２３２にて構成したカウンタ回路からの
パラレル出力信号に基づいて、第１のフリツプフ
ロツプ回路２３５にてＶ相信号を形成し、第２の
フリツプフロツプ回路２３６にてＷ相信号を形成
している。上記Ｖ相信号を形成するための第１の
フリツプフロツプ回路２３５は、３入力ORゲー
ト２３７と２入力ORゲート２３８とから成り、
各ORゲート２３７，２３８のゲート出力信号を
互いに他の第１の入力信号として供給することに
よりフリツプフロツプ動作を行なうようになつて
いる。そして、上記フリツプフロツプ回路２３５
を構成している３入力ORゲート２３７には、上
記カウンタ回路の各フリツプフロツプ２３１，２
３２の肯定出力信号が供給されているNANDゲ
ート２３９のゲート出力信号が第２の入力信号と
して供給され、上記起動パルスRS₁が第３の入力
信号として供給されている。また、２入力ORゲ
ート２３８には、上記カウンタ回路の初段のフリ
ツプフロツプ２３１の肯定出力信号と上記タイミ
ングパルス信号MTPとが供給されているNAND
ゲート２４０のゲート出力信号がインバータ２４
１を介して供給されているとともに後段側のフリ
ツプフロツプ２３２の否定出力信号が供給される
NANDゲート２４２のゲート出力信号が第２の
入力信号として供給されている。上記各ORゲー
ト２３７，２３８にて構成したフリツプフロツプ
回路２３５は、３入力ORゲート２３７の第２，
第３の入力信号をリセツト信号とし、また、２入
力ORゲート２３８の第２の入力信号をセツト信
号とするＲ・Ｓフリツプフロツプの動作を行なつ
てＶ相信号を出力する。また、第２のフリツプフ
ロツプ回路２３６は、２入力ORゲート２４３と
３入力ORゲート２４４とから成り、上記２入力
ORゲート２４３の第２の入力信号をリセツト信
号とし、３入力ORゲート２４４の第２，第３の
入力信号をセツト信号とするＲ・Ｓフリツプフロ
ツプの動作を行なうように構成されている。上記
２入力ORゲート２４３には、上記カウンタ回路
の初段側のフリツプフロツプ２３１の肯定出力信
号と後段側のフリツプフロツプ２３２の否定出力
信号と上記第１のフリツプフロツプ回路２３５か
らのＶ相信号とが供給されている３入力NAND
ゲート２４５のゲート出力信号が第２の入力信号
すなわちリセツト信号として供給されている。ま
た、３入力ORゲート２４４には、上記起動パル
スRS₁が第２の入力信号として供給されており、
さらに、上記カウンタ回路の初段側のフリツプフ
ロツプ２３１の否定出力信号と後段側のフリツプ
フロツプ２３２の肯定出力信号と上記第１のフリ
ツプフロツプ回路２３５からの相信号と上記タ
イミングパルス信号MTPとが供給されている４
入力NANDゲート２４６のゲート出力信号が第
３の入力信号として供給されている。上述の如き
構成の３相分配回路２３０は、第１７図Ｈに示す
如き３相信号を出力する。 なお、上記第１，第２のフリツプフロツプ回路
２３５，２３６にて得られる各相信号は、ブラシ
レスモータ３５の逆転駆動時に切換スイツチ２４
８，２４９の切り換え操作にて互いに他の相信号
とて用いられる。 第２１図は上記６相分配回路２５０の具体的な
回路構成を示す回路図であり、この６相分配回路
２５０は、３個のインバータ２５１，２５２，２
５３と６個のNANDゲート２５４，２５５，２
５６，２５７，２５８，２５９とから成り、上記
３相分配回路２３０から供給される３相信号を６
相に分配した６相信号_H，_L，_H，_L，_H，
W_Lを各NANDゲート２５４，２５５，２５６，
２５７，２５８，２５９から出力する。そして、
上記６相信号_H，_L，_H，_L，_H，_Lが前置
増幅器２７０を介して第２２図に示す如き回路構
成の電流切換回路２８０の各スイツチングトラン
ジスタ２８１，２８２，２８３，２８４，２８
５，２８６のベースに供給されることによつて、
各ステータコイル３８Ｕ，３８Ｖ，３８Ｗに上述
の如き駆動シーケンスに従つた第１７図Ｉに示す
如きの各駆動電流が流される。 すなわち、上述の如き実施例においては、駆動
回路２００の起動回路２１０の動作によつて、起
動時の起動期間T_A中に第１のステータコイル３
８Ｕと第２のステータコイル３８Ｖとを通電する
ことにより、ロータマグネツト３７を駆動シーケ
ンスの基準位置となる安定点Ｐまで回転し、該基
準位置から所定の駆動シーケンスを進めるので、
ロータマグネツト３７の回転による周波数信号
FGにて該ロータマグネツト３７の回転角度位置
を確実に算出して、該周波数信号FGに基づいて
上記駆動シーケンスを進めることができる。ここ
で、上記ロータマグネツト３７には、上述の如き
駆動回路２００の動作により第１７図Ｊに示す如
きの駆動トルクが与えられることになる。 そこで、上述の如き実施例では、第２３図の模
式図に示すように、原理的にブラシレスモータ３
５側にFGコイル５１とステータコイル３８Ｕ，
３８Ｖ，３８Ｗとの外部接続用の６個の端子T_a，
T_b，T_c，T_d，T_e，T_fについて外部結線を行なえ
ば良いので、結線作業を極めて簡略化でき、しか
も、案内ドラム装置３４側には何らの検出器を設
ける必要がないので、装置全体の小型化が可能で
ある。また、上記FGコイル５１は、FGマグネツ
ト４８の１つの信号トラツクをトレースして、そ
の第１の検出コイル部５１１から周波数信号FG
を発生し、その第２の検出コイル部５１２から位
相信号PGを発生することができる。上記FGコイ
ル５１にて得られる周波数信号FGおよび位相信
号PGは、ブラシレスモータ３５の速度サーボと
位相サーボに用いることができるばかりでなく、
上記周波数信号FGに基づいてロータマグネツト
３７の回転角度位置に応じた３相両方向通電によ
る駆動シーケンスを進めることができる。 なお、上述の実施例においては、異なるピツチ
の第１の検出コイル部５１１と第２の検出コイル
部５１２とを有するFGコイル５１を用いて、各
検出コイル部５１１，５１２の波長選択性により
FGマグネツト４８の信号磁界を選択的に検出し
て周波数信号FGと位相信号PGとを得るようにし
たが、上記FGマグネツト４８とFGコイル５１に
代えて、第２４図に示す如き構造のマルチギヤツ
プヘツド８０を用いた周波数発電器１００を適用
することもできる。 すなわち、第２４図において、FGマグネツト
９０は、第１の所定ピツチλ₁にて着磁された磁極
面から上記λ₁なる波長の周波数信号磁界を発生す
るとともに、第２の所定ピツチλ₂にて着磁された
磁極面からλ₂＝２・λ₁なる波長の位相信号磁界を
発生するように、その外周面に信号トラツクが形
成されている。そして、マルチギヤツプヘツド８
０は、上記FGマグネツト９０の外周面に対向す
るように多数の磁気ギヤツプ８１が形成されたリ
ング状の磁気コア８２に検出コイル８３を巻装し
て成る。このマルチギヤツプヘツド８０は、第２
５図の展開図にて模式的に示してあるように、各
磁気ギヤツプ８１をFGマグネツト９０の第１の
着磁ピツチλ₁に等しいピツチλ_Aと第２の着磁ピ
ツチλ₂に等しいピツチλ_Bとにて形成しておくこと
により、上記FGマグネツト９０の各信号磁界の
波長λ₁，λ₂に対して波長選択性を呈し、共通の信
号トラツクから周波数信号FGと位相信号PGとを
検出することができる。 上述の実施例の説明から明らかなように、本発
明に係る位置および速度の検出装置では、第１の
所定ピツチにてＮ極およびＳ極が順次配列された
複数の磁極面を形成した信号トラツクの一部に上
記第１の所定ピツチと異なる第２の所定ピツチに
てＮ極およびＳ極が順次配列された複数の磁極面
を形成した信号用着磁体と、上記第１の所定ピツ
チに一致したピツチで折り返された折線パターン
状に形成された上記第１の所定ピツチの磁極面か
らの信号磁界に対して波長選択性を有する第１の
磁気検出コイル部および上記第２の所定ピツチに
一致したピツチで折り返された折線パターン状に
形成され上記第２の所定ピツチの磁極面からの信
号磁界に対して波長選択性を有する第２の磁気検
出コイル部を上記信号用着磁体からの信号磁界に
応じた位置に一体に設けた磁気検出部とから成
り、上記磁気検出部を着磁体の信号トラツクに沿
つて相対移動せしめ、その相対移動速度に応じた
周波数信号を上記第１の磁気検出コイル部から出
力するとともに、上記第２の磁気検出コイル部か
ら基準位置信号を出力するようにしたことを特徴
とすることによつて、共通の信号トラツクから周
波数信号と基準位置信号とを上記磁気検出部の波
長選択性により高精度に得ることができる。 従つて、本発明によれば、相対移動される二物
体間の相対移動速度に応じた周波数信号と相対位
相の基準位置を示す基準位置信号とを、１つの信
号トラツクに着磁した信号磁界を磁気検出するこ
とによつて得ることができ、速度検出部と位置検
出部とを一体化し、小型で且つ高精度な検出動作
の可能な位置および速度の検出装置を提供するこ
とができる。 なお、本発明は、上述の実施例のように回転駆
動制御用にのみ適用し得るものでなく、リニヤモ
ータ等を用いた直線駆動装置の制御等にも適用し
得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は一般的な回転磁気ヘツド
装置を説明するための図面であり、第１図は回転
磁気ヘツド装置に設けられる各種検出器の配設状
態を示す模式図、第２図は位相検出器および速度
検出器の配設状態を示す模式的な平面図、第３図
は位置検出信号および速度検出信号の波形図、第
４図はロータマグネツトの回転角度位置検出部の
構成を模式的に示す平面図、第５図はステータコ
イルに流す駆動電流の波形図、さらに、第６図は
ステータコイルに流す駆動電流を切り換えるため
の電気的な構成を示す回路図である。 第７図ないし第２３図は本発明を回転磁気ヘツ
ド装置に適用した一実施例を説明するための図面
であり、第７図はこの実施例における回転磁気ヘ
ツド装置の機械的な構成を示す一部切欠縦断面
図、第８図は同じく要部分解斜視図、第９図はこ
の実施例に用いたFGマグネツトの着磁状態を示
す模式的な平面図、第１０図は同じくFGコイル
の平面図、第１１図は上記FGコイルにて得られ
る周波数信号および位相信号を示す波形図、第１
２図は上記実施例に適用されるFGマグネツトお
よびFGコイルの変形例を示す外観斜視図、第１
３図は上記実施例の電気的な構成を示す回路図、
第１４図は上記実施例においてFGパルスおよび
PGパルスを得るための各波形整形回路の具体的
な回路構成を示す回路図、第１５図は上記波形整
形回路の動作を説明するための波形図、第１６図
は上記実施例においてRFスイツチングパルスを
得るためのパルス発生器の具体的な回路構成を示
す回路図、第１７図は上記実施例のモータ駆動回
路の動作を説明するためのタイムチヤート、第１
８図は上記実施例における起動回路の具体的な回
路構成を示す回路図、第１９図は同じく起動確認
回路の具体的な回路構成を示す回路図、第２０図
は同じく３相分配回路の具体的な回路構成を示す
回路図、第２１図は同じく６相分配回路の具体的
な回路構成を示す回路図、第２２図は同じく電流
切換回路の具体的な回路構成を示す回路図、第２
３図は上記実施例における駆動制御に原理的に必
要な各検出器の配設状態を示す模式図である。 第２４図および第２５図は本発明に適用される
周波数発電器を説明するための図面であり、第２
４図は上記周波数発電器の要部分解斜視図、ま
た、第２５図はマルチギヤツプヘツドおよびFG
マグネツトの対応関係を示す展開図である。 ４８，９０……FGマグネツト、４８１，４８
２……FGマグネツトの各着磁面、５１……FGコ
イル、５１１，５１２……FGコイルの各検出コ
イル部、８０……マルチギヤツプヘツド、８１…
…マルチギヤツプヘツドの各磁気ギヤツプ、８３
……マルチギヤツプヘツドの検出コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の所定ピツチにてＮ極およびＳ極が順次
   配列された複数の磁極面を形成した信号トラツク
   の一部に上記第１の所定ピツチと異なる第２の所
   定ピツチにてＮ極およびＳ極が順次配列された複
   数の磁極面を形成した信号用着磁体と、上記第１
   の所定ピツチに一致したピツチで折り返された折
   線パターン状に形成され上記第１の所定ピツチの
   磁極面からの信号磁界に対して波長選択性を有す
   る第１の磁気検出コイル部および上記第２の所定
   ピツチに一致したピツチで折り返された折線パタ
   ーン状に形成され上記第２の所定ピツチの磁極面
   からの信号磁界に対して波長選択性を有する第２
   の磁気検出コイル部を上記信号用着磁体からの信
   号磁界に応じた位置に一体に設けた磁気検出部と
   から成り、上記磁気検出部を着磁体の信号トラツ
   クに沿つて相対移動せしめ、その相対移動速度に
   応じた周波数信号を上記第１の磁気検出コイル部
   から出力するとともに、上記第２の磁気検出コイ
   ル部から基準位置信号を出力するようにしたこと
   を特徴とする位置および速度の検出装置。