JPH061993B2

JPH061993B2 - モ−タ駆動装置

Info

Publication number: JPH061993B2
Application number: JP60056955A
Authority: JP
Inventors: 篤是菅沼
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1985-03-20
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2009-01-05
Also published as: JPS61218384A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はモータ駆動装置に係り、特に磁気記録再生装置
（ＶＴＲ）のドラムモータ等の直流無刷子モータを駆動
するためのモータ駆動装置に関する。

（従来の技術）従来より、磁気記録再生装置（ＶＴＲ）のドラムモータ
としては、ホール素子を用いた直流無刷子モータ（ホー
ルモータ）を用いていた。これは、ホール素子によって
回転子の磁極と電機子巻線（コイル）との相対位置を検
出し、これによりスイッチング素子を相対位置に応じて
オン，オフせしめ、ｍ相（但し、ｍは２以上の整数）の
コイルに流れる電流を順次切換えて回転子を一定方向に
回転させるものである。この場合、回転子の磁極の磁束
を最も有効に利用するためには、各相毎に１つのホール
素子を用い、コイルの位置に対応した回転子の磁極（例
えばＮ，Ｓの２値）を、そのコイルに流す電流（＋，
０，−）の３値に対応させる必要がある。従って、ｍ相
のホールモータでは、ｍ個のホール素子が必要であっ
た。

一方、一般のヘリカルスキャン型ＶＴＲにおいては、回
転ドラム（シリンダ）の回転速度及び回転位置を検出
し、これらの検出信号に応じて回転ドラムの回転を制御
し、回転ドラムに取付けられた２つのビデオヘッドが、
磁気テープ上の所望の記録（あるいは再生）トラックを
正確に走査（トレース）するよう制御している。

すなわち、上記の従来のＶＴＲにおいては、回転ドラム
上に互いに180度の間隔を隔てて取付けられた２つの磁
石（マグネット）を検出用ヘッド（ピックアップヘッ
ド；ＰＧヘッド）で検出して、２つのビデオヘッドに対
応した回転ドラムの回転位相を検出している。

また、回転ドラム上に等間隔で複数の磁極を設け、この
複数の磁極を周波数発電機（ＦＧ）のコイルで検出し
て、検出信号（ＦＧ信号）の周波数という形態で回転ド
ラムの回転速度を検出している。

ここで、従来のモータ駆動装置の一例について説明す
る。第９図は従来のヘリカルスキャン型ＶＴＲのドラム
回転制御装置のブロック系統図を示すものである。第９
図の右下に示すＩ、II及びIIIは被駆動モータの３組の
コイル（電機子巻線）で終端はいずれも接地されてい
る。

第９図において、ＰＧヘッド１は回転ドラムに取付けた
２個の磁極を検出し、このＰＧヘッド１からの出力から
は、第10図の波形ａに示すような立上りと立下りを、回
転ドラムの１回転中に１回（発）の割合でパルス（ＰＧ
信号）が位相情報として得られる。このＰＧヘッド１の
出力はモノマルチ２及びモノマルチ３にそれぞれ供給さ
れ、モノマルチ２は波形ａの立上りでトリガされ、モノ
マルチ３は波形ａの立下りでトリガされ、それぞれ波形
ｂ，ｃを得る。そして、この２つのモノマルチ２，３で
回転ドラムに取付けたビデオヘッド（図示せず）のスイ
ッチングの位置を調整する。

更に、波形ｂ，ｃはフリップフロップ４に供給され、こ
のフリップフロップ４は波形ｂの立下りでセットされ、
波形ｃの立下りでリセットされる。従って、回転ドラム
（シリンダ）が、例えば30rpsで回転する時、繰返し周
波数30Hz,50%のデューティ比のビデオヘッドのスイッチ
ング位置に対応した波形ｄのようなドラムパルス（Ｄ
Ｐ）を得る。

この波形ｄの信号（ドラムパルス）は、スイッチングパ
ルスとして用いられると共に、台形波発生器５に供給さ
れる。

この台形波発生器５は、波形ｄの信号に同期した台形波
を生成して、サンプリングホールド回路６に供給する。

一方、複合映像信号７は、垂直同期信号分離回路（Ｖ同
期分離回路）８に供給される。そして、この垂直同期信
号分離回路８により、60Hzの垂直同期信号のみが取出さ
れ、1/2分周回路９に供給される。従って、この1/2部周
回路９の出力には30Hzの映像信号に同期したパルスが出
力され、このパルスをスイッチ回路10の一方の端子10a
（ＲＥＣ）に供給する。

また一方、基準となる周波数発振器１１より発生したパ
ルスを分周回路12を通して、30Hzの基準パルスを得て、
この基準パルスをスイッチ回路10の他方の端子10b（Ｐ
Ｂ）に供給する。

スイッチ回路10は、記録時には端子10a側に、再生時に
は端子10b側に、それぞれ切換えられることにより、前
記の1/2分周回路９と分周回路12からのパルスとを選択
してモノマルチ13に供給されるようにしている。

モノマルチ13により、記録時の映像信号の垂直同期信号
に対して、ある一定期間遅らせたサンプリングパルスを
得る。

サンプルホールド回路６は、このサンプリングパルス
で、台形波の傾斜部をサンプルし、かつホールドして位
相誤差電圧を得る。この位相誤差電圧は、サーボループ
の過渡特性を向上させることを目的とするループフィル
タ14に供給され、その出力（位相誤差電圧）は混合増幅
器15に供給される。

一方、ＦＧコイル160は回転ドラムに等間隔に設けた複
数の磁極を検出し、このＦＧコイル160からは等間隔に
複数個の割合で存在するパルス（ＦＧ信号）が速度情報
として得られる。このパルスはＦＧパルス増幅器170で
増幅，波形整形され、Ｆ／Ｖ（周波数／電圧）変換器18
0に供給される。Ｆ／Ｖ変換器180は、入力信号の周波数
に応じて、それを電圧に変換する回路であり、従って、
その出力には回転ドラムの回転数に応じた速度誤差電圧
が出力され、この混合増幅器15に供給される。

上記位相誤差電圧と速度誤差電圧は、混合増幅器15で混
合増幅され、誤差電圧が得られる。この誤差電圧は、モ
ータ駆動回路16に供給され、このモータ駆動回路16は、
誤差電圧に応じた駆動電流をモータ17のコイルに供給
し、これを回転させ、制御する。

次に、モータ駆動回路16について説明する。同図のブロ
ック系統図のものは、３相１方向駆動電圧性方式を示す
ものである。これは、通常、モータ17のそれぞれのコイ
ルＩ，II,IIIに流す電流の切換え位置を決めるために、
３個のホール素子18a,18b,18cを用いる。ホール素子18
a,18b,18cのそれぞれの出力は、差動増幅器１９ａ，１
９ｂ，１９ｃにそれぞれ入力され、更に、その出力は、
論理回路20へ供給される。

この論理回路20は、モータ17のコイルＩ，II,IIIに流す
電流が正しい位置で切換わるように後段のスイッチング
トランジスタ21a,21b,21cをオン，オフさせるための信
号に変換するための回路である。この論理回路20の出力
によりトランジスタ21a,21b,21cのうちオンになったト
ランジスタに接続されるコイルに混合増幅器15の出力電
圧が加わり、コイルに電流を流し、モータを駆動する。

以上の構成のドラム回転制御装置では、前記したよう
に、回転位相を検出するための機構（すなわち、２つの
マグネットとピックアップヘッド）と回転速度を検出す
るための機構（複数の磁極と周波数発電機）が別々に存
在しており、これらの２つの検出機構によりモータの電
機子コイル端電圧を制御している。更に、モータ駆動電
流の切換えは３相のホールモータに対して３個のホール
素子によって行なっているものである。

（発明が解決しようとする問題点）上記したように、従来のモータ駆動装置においては、ｍ
相のホールモータを用いて回転ドラム（シリンダ）を制
御する場合、ホールモータを駆動するために必要な駆動
電流を切換えるためのｍ個のホール素子、回転ドラムの
回転位相を検出するための機構（すなわち、２つのマグ
ネットとピックアップヘッド）、回転ドラムの回転速度
を検出するための機構（複数の磁極と周波数発電機）の
３つの機構が必要であった。従って、これらの機構の設
置及び配線等が複雑になり、生産性の向上及び低コスト
化が困難であるという問題点があった。

そこで、本発明は、回転体に設けた一の被検出部の所定
の回転検出パターンを、一のセンサで検出した検出信号
により、この回転体を回転させるためのモータの駆動を
行なうと共に、この回転体の位相情報信号及び速度情報
信号をも取出しうるようにすることにより、上記の問題
点を解決したモータ駆動装置を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記の目的を達成するために、第１図の本発明
装置の構成のブロック系統図に示すように、ｍ相（但
し、ｍは２以上の整数）のコイルを有する駆動すべきモ
ータの回転子に設けた回転体の円周上に、２種の物理量
を交互に設けると共に、この２種の物理量のうちの一方
の物理量から他方の物理量に変化する変化点を順次
ａ_１，ａ_２，…，ａ_ｎ（但し、ｎは３以上の整数）と
し、このうち変化点ａ_２からａ_ｎまでの前記物理量を等
間隔に存在させ、変化点ａ_１に隣接する前記２種の物理
量のうちの一方の物理量の検出波形の極大値がこれ以外
の一方の物理量の検出波形の極大値よりも小さく、か
つ、変化点ａ_１に隣接する前記２種の物理量のうちの他
方の物理量の検出波形の極小値がこれ以外の他方の物理
量の検出波形の極小値よりも大きくなるようにした一の
被検出部（マーカ部）21と、この被検出部21の物理量を
検出する一のセンサを有するセンサ部22と、このセンサ
部22の検出波形が入力され、この検出波形のうち、前記
被検出部21の全ての前記変化点ａ_１，ａ_２，…，ａ_ｎに
対応する波形部分を検出する第１の波形検出回路27A
と、前記センサ部22の検出波形が入力され、この検出波
形の極大値のうち、前記被検出部21の前記変化点ａ_１に
隣接する一方の物理量に対応する極大値の波形部分のみ
を検出する第２の波形検出回路27Bと，前記センサ部22
の検出波形が入力され、この検出波形の極小値のうち、
前記被検出部21の前記変化点ａ_１に隣接する他方の物理
量に対応する極小値の波形部分のみを検出する第３の波
形検出回路27Cと、前記第１，第２及び第３の波形検出
回路27A,27B,27Cよりそれぞれ出力された検出信号によ
り、前記駆動すべきモータのｍ相のコイルに流される駆
動電流が切換わるべき前記被検出部21の前記変化点
ａ_２，…，ａ_ｎに関連した位相で、かつ、前記回転体の
回転速度に比例した繰返し周波数の回転検出信号及び前
記被検出部21の前記変化点ａ_１に関連した位相で、か
つ、前記回転体の回転位相に対応したパルスの位相検出
信号をそれぞれ出力する検出信号発生回路28と、この検
出信号発生回路28の前記回転検出信号が供給され前記回
転子を回転させるための回転磁界を作ることを目的とし
たｍ相の駆動用パルスを発生して前記ｍ相のコイルへ各
別の駆動電流として出力するモータ駆動回路24とよりな
ることを特徴とするモータ駆動装置を提供するものであ
る。

（作用）上記の構成のモータ駆動装置においては、回転体に設け
た被検出部の所定の物理量（回転検出パターン）と、そ
の物理量を検出する一のセンサを有するセンサ部より得
られる検出信号により回転検出信号を生成し、この回転
検出信号によりモータの各相のコイルに流す駆動電流を
出力させることができ、更に、上記回転体の位相情報信
号及び速度情報信号をも取出すことができる。

（実施例）本発明になるモータ駆動装置の一実施例について、以下
に図面と共に説明する。

第２図は、本発明装置の一実施例のブロック系統図を示
す。同図中、第１図と同一構成部分には同一符号を付し
てある。また、前出の第９図と同一部分にも同一符号を
付してある。

マーカ部21は、後述する条件により施された着磁パター
ン（磁極）を有するものであって、例えば後述するよう
に回転ドラム（シリンダ）を駆動するモータの回転子と
一体になった回転体に着磁を施すという形で構成されて
いる。

センサ部22は、マーカ部21に常に近接する位置に設けら
れていて、マーカ部21を構成す磁極の磁束を検出する、
例えば１個のホール素子（センサ）25を有している。こ
のセンサ25で検出した出力は差動増幅器26に供給され
る。（なお、センサ25をホール素子で構成した場合、通
常、差動増幅器で受ける。）この差動増幅器26は比較器
27A,27B,27Cに供給される。その後、ディジタル信号処
理回路28を通して、回転ドラムの１回転毎にに１回
（発）の割合でパルス（ＰＧ信号）を位相情報として出
力すると共に、等間隔に複数個の割合で存在するパルス
（ＦＧ信号）を速度情報として出力する。

位相情報であるＰＧ信号としては、第10図の波形ａ′に
示すようなパルスが得られる。このパルスは、その立上
がりでトリガされるモノマルチ２及び立下がりでトリガ
されるモノマルチ３を通すことによって、第10図に示す
波形ｂ′，ｃ′を得る。そして、この波形ｂ′，ｃ′は
フリップフロップ４に供給され、このフリップフロップ
４は波形ｂ′の立下がりでセットされ、波形ｃ′の立下
がりでリセットされる。従って、回転ドラムが、例えば
30rpsで回転する時、繰返し周波数30Hz,50%のデューテ
ィ比のビデオヘッドのスイッチング位置に対応した、波
形ｄ′のようなドラムパルス（ＤＰ）を得る。以下、第
９図に示す従来装置と同様にして、位相誤差電圧が混合
増幅器15に供給される。

また、ディジタル信号処理回路28より出力されるＦＧ信
号は、ＦＧパルス増幅器170及びＦ／Ｖ（周波数／電
圧）変換器180を介して混合増幅器15に供給される。ま
た、このＦＧ信号は、モータ駆動回路24にも供給され
る。すなわち、本発明においては、モータのコイル電流
の切換えのタイミングに、ＦＧ信号を用いている。

モータ駆動回路24は、パルス発生回路29、スイッチ回路
手段30、波形変換回路31及びドライバ回路32とより構成
される。また、ドライブ回路32の出力端にはモータ17の
コイルI〜IIIが接続される。

上記構成のモータ駆動回路24において、ＦＧ信号及びＰ
Ｇ信号発生回路23を構成するディジタル信号処理回路28
の出力端から得られるＦＧ信号は、リトリガラブルモノ
マルチ33及び切換スイッチ34の端子34aに供給される。

切換スイッチ34は、起動時あるいは低速時には、端子34
bの側に切換わり、パルス発生回路29からの出力がリン
グカウンタ36及び波形変換論理回路37にそれぞれ供給さ
れる。従って、リングカウンタ36の出力端Ｑ_１，Ｑ_２，
Ｑ_３には、出力信号がＱ_１→Ｑ_２→Ｑ_２の順でパルスが
出力される。そして、このパルスは波形変換論理回路37
を介して、トランジスタＴ_１，Ｔ_２，Ｔ_３に印加され、
更に、トランジスタＴ_１１，Ｔ_１２，Ｔ_１３を順次オン
させる。これにより、コイルＩ，II,III,I,II,…の順に
駆動電流が切換わり、正回転方向の回転磁界が生ずるこ
とになる。従って、モータの回転子の主磁極は、その発
生する回転磁界に同期して正回転方向に回転することに
なる。

一方、モータがある速度以上（定常回転速度）になれ
ば、リトリガラブルモノマルチ33の出力により、切換ス
イッチ34は、端子34aの側に切換わり、ＦＧ信号がリン
グカウンタ36に供給される。これにより、正回転方向に
回転磁界を生じると共に、正しい電流切換え点でもって
モータの駆動電流を切換えることができるので、モータ
回転子は連続的に回転する。

また、本発明の実施例では、第３図に示すように、回転
ドラム（シリンダ）と被駆動モータとが直結されたダイ
レクト・ドライブ・モータにより、この回転ドラムの回
転の制御を行なっている。そして、被駆動モータの構造
としては、主磁極（メインマグネット）38の設けられた
回転子（ロータ）39に一体的に取付けられた回転体40上
に、後述するような条件を満足するように円周上に着磁
されたマーカ41がある。また、固定子42には、電機子コ
イル（以下、コイルと呼ぶ）Ｉ〜IIIを設け、更にマー
カ41と対応する位置にセンサ25が取付けられている。ま
た、モータのシャフト43により回転ドラム44が連結され
ており、この回転ドラム44には２個のビデオヘッド（磁
気ヘッド）45a,45bが180度の間隔で取付けられている。

第４図は、第３図に示す被駆動モータの要部を上から見
た場合の配置関係を示す図であり、回転子39の主磁極38
の着磁状態、コイルＩ〜IIIの配置、センサ25の位置、
回転体40のマーカ41の着磁状態を表わす。更に、２個の
ビデオヘッド45a,45bの位置も記した。なお、同図にお
いて、モータの正回転方向は半時計回り（図中、矢印Ｒ
で示す）とする。

また、上記のそれぞれの位置関係を分かりやすくするた
めに、第５図（ａ）〜（ｅ）に第４図のコイルＩ〜III
を展開したものを示すと共に、第４図の回転子39の主磁
石38及びマーカ41を展開したものを併せて示す。第５図
中、第４図と同一部分には同一符号を付してある。

第５図（ａ）に示すように、コイルは３組存在し、それ
ぞれＩ_１〜Ｉ_４，II₁〜II₄、III₁〜III₄で表わされる。
また、Ｉ_４、II₄,III₄は、それぞれ接地されている。３
組のコイルＩ〜IIIに対して、第４図の回転子39は、最
初、第５図（ｂ）で示す位置にあったものとする。

すなわち、第４図と第５図（ｂ）との位置関係が正確に
対応し、かつ、各図のＡ，Ｂの位置も対応している。

今、センサ25の位置をＢとする。主磁極38は、第５図
（ｂ）〜（ｅ）に示すように、Ｎ極，Ｓ極が交互に４極
ずつ合計８極等角度間隔で着磁されている。

また、回転体40に着磁されるマーカ41も同じく第５図
（ｂ）〜（ｅ）に示すように、着磁され、主磁極38及び
ビデオヘッド45a,45bと共に回転する。そして、回転子3
9が正方向に回転を行なうと、第５図（ｃ）→第５図
（ｄ）→第５図（ｅ）と移動する。

ここで、回転体40の円周上に着磁されるマーカ41の着磁
パターンには、次のような条件が要求される。

モータの逆回転方向に向かってＮ極からＳ極に変化す
る磁極変化点を順次ａ_１，ａ_２，…，ａ_１３で表わす
と、磁極変化点ａ_２からａ_１３までの間の磁極は等間隔
に存在すること。

磁極変化点ａ_１に隣接するＮ極の磁束密度の検出波形
の極大値（出力波形が増加から減少に変わるピーク値）
は、マーカ41の他のＮ極の磁束密度の検出波形の極大値
よりも小さく、かつ、磁極変化点ａ_１に隣接するＳ極の
磁束密度の検出波形の極小値（出力波形が減少から増加
に変わるピーク値）は、マーカ41の他のＳ極の磁束密度
の検出波形の極小値よりも大きいこと。

すなわち、第６図に示すように、マーカ41の着磁パター
ンをセンサ部22で検出した出力（差動増幅器26の出力）
である波形Ａにおいては、マーカ41のＮ極の磁束密度に
対する検出の極大値のうち、磁極変化点ａ_１に隣接する
Ｎ極の磁束密度に対する検出波形の極大値が他のＮ極の
磁束密度に対する検出波形の極大値よりも小さく、か
つ、また同様にして、マーカ41のＳ極の磁束密度に対す
る検出波形の極小値のうち、磁極変化点ａ_１に隣接する
Ｓ極の磁束密度に対する検出波形の極小値が他のＳ極の
磁束密度に対する検出波形の極小値よりも大きいことで
ある。

なお、上記の２つの条件，がマーカ41の着磁パター
ンとして要求されるが、これらの条件のうち、特にの
条件については、後で詳しく述べる。また、磁極変化点
は３個（ａ_１〜ａ_３）以上であれば良い。

次に、被駆動モータを正方向に回転させるための条件に
ついて考える。

今、第４図または第５図（ｂ）に示す状態において、コ
イルＩにＩ_１からＩ_４の方向に電流を流したとすると、
コイル片Ｉ_１とＩ_３は、主磁極38のＮ極に面し、また、
コイル片Ｉ_２とＩ_４は、主磁極38のＳ極に面しているの
で、フレミングの左手の法則により、コイル片Ｉ_１，Ｉ
_２，Ｉ_３，Ｉ_４には、それぞれ逆回転方向の力がかか
る。

しかし、コイルは固定されているので、主磁極38が回転
力を得て、正回転方向に回転する。そして、回転子39が
第５図（ｃ）の位置を越えると、コイル片Ｉ_１〜Ｉ_４は
全てＳ極に面することとなり、力の発生はなくなる。従
って、連続的に回転力を得るためには、第５図（ｃ）の
位置で、コイルIIにII₁からII₄の方向に電流を流すよう
に切換えれば良い。そうすれば、コイル片II₁,II₃はＮ
極に面し、コイル片II₂,II₄はＳ極に面しているので、
前述と同様に主磁極38は回転力を得る。また、同様にし
て、第５図（ｄ）の位置に回転子39がきた時には、コイ
ルIIIに電流を切換えれば良い。同様にして、第５図
（ｅ）の位置に回転子39がきた時には、コイルＩに電流
を切換えれば良い。以下、同様である。

すなわち、コイルＩ〜IIIに対する主磁極38の位置が、
第５図（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）となる位置で、
それぞれコイルＩ，コイルII，コイルIII，コイルＩ，
…の順に電流を切換えれば良い。

そのためには、第５図（ｂ）の状態で、センサ25が磁極
変化点ａ_１３を検出し、コイルＩに電流を流し、第５図
（ｃ）の状態で、センサ25が磁極変化点ａ_２を検出し、
コイルIIに電流を流し、第５図（ｄ）の状態でセンサ25
が磁極変化点ａ_３を検出し、コイルIIIに電流を流し、
第５図（ｅ）の状態でセンサ25が磁極変化点ａ_４を検出
し、コイルＩに電流を流すようにすれば良い。以下同様
である。

また、回転子39の主磁極38はＮ極，Ｓ極を交互に等間隔
で８極に着磁され、また、マーカ41の磁極変化点ａ_２〜
ａ₁₃も等間隔で１２個存在するので、一度正しい方向に
回転すれば、後は連続的にセンサ25が磁極変化点ａ_２〜
ａ₁₃を検出し、コイルＩ〜IIIの駆動電流を切換えて回
転させることができる。

とにかく、電流の切換え点は、マーカ41の磁極変化点ａ
_２〜ａ₁₃とする必要がある。

ところで、磁極変化点ａ_２〜ａ₁₃は等間隔で存在するの
で、回転速度情報としても用いることができる。すなわ
ち、前記したＦＧ信号としてである。また、回転位相情
報として、１回転中に１箇所、位置を検出する必要があ
る。なお、上記した本発明の実施例のモータ駆動装置で
は、マーカ41の磁極変化点ａ_１またはａ_２｛または、第
５図（ｂ）中のａ_１′｝の点とする。

以上のことから、本発明の実施例のモータ駆動装置で
は、センサ25の出力を入力とし、マーカ41の磁極変化点
ａ_１〜ａ₁₃のうちａ_１に対応した信号またはａ_２に対応
した信号（または、ａ_１′に対応した信号）［ＰＧ信
号］のみを取出す回路とａ_２〜ａ₁₃に対応する信号［Ｆ
Ｇ信号］のみを取出す回路を必要とする。これが、後述
するＦＧ信号及びＰＧ信号発生回路である。

次に第１図に示す本発明のモータ駆動装置の各構成部分
について、説明する。

まず、センサ部22について説明する。回転子（ロータ）
39が正回転方向に回転している場合、センサ（ホール素
子）25はマーカ41の磁極に対応した磁束密度を検出して
出力する。一定速度で回転子39が正回転方向に回転して
いる場合のセンサ部22の出力（差動増幅器出力）は、第
６図のタイミングチャートの出力波形Ａで示す。すなわ
ち、前記したマーカ41の着磁パターンの条件により、こ
の波形Ａは、マーカ41の磁極変化点ａ_１を境とするＮ極
の磁束密度に対応する検出波形の最大波高値（極大値）
が、マーカ41の他のＮ極の磁束密度に対応する検出波形
の最大波高値（極大値）よりも小さくなり、マーカ41の
磁極変化点ａ_１を境とするＳ極の磁束密度に対応する検
出波形の最小波高値（極小値）が、マーカ41の他のＳ極
の磁束密度に対応する検出波形の最小波高値（極小値）
よりも大きくなるよう出力される。

第７図はＦＧ信号及びＰＧ信号発生回路のブロック系統
図を示す。また、第８図は第７図のＦＧ信号ＰＧ信号発
生回路の具体的回路例を示す。第７図及び第８図中、前
出の図と同一構成部分には同一符号を付してある。

センサ部22の出力（差動増幅器出力）は、比較器（レベ
ルコンパレータ）27A,27B,27Cにそれぞれ入力される。
比較器27Aは、全ての磁極変化点を検出することを目的
とし、その目的を達成するように電圧Ｖ_Ｂを比較入力レ
ベルとして設定される。すなわち、第６図のタイミング
チャートにおいて、比較器27Aの出力波形Ｂは、その立
下がり部が、マーカ41の磁極変化ａ₁₂、ａ₁₃，ａ_１，ａ
_２，ａ_３…と正確に一致する。

また、比較器27Bは、第６図の波形Ａの極大値のうち、
他の極大値と比べて小となるレベルの部分（マーカ41の
磁極変化点ａ_１に隣接するＮ極の部分）のみを検出する
ように、比較器27Bの比較入力レベルが電圧Ｖ_Ｃのよう
に設定される。そして、比較器27Bの入力レベルが電圧
Ｖ_Ｃよりも大ならば出力は“Ｈレベル”となり、小なら
ば出力は“Ｌレベル”となるので、比較器27Bの出力波
形は第６図のタイミングチャートにおいて、波形Ｃのよ
うになる。

また、比較器27Cは、第６図の波形Ａの極小値のうち、
他の極小値と比べて大となるレベルの部分（マーカ41の
磁極変化点ａ_１に隣接するＳ極の部分）のみを検出する
ように、比較器27Cの比較入力レベルが電圧Ｖ_Ｄのよう
に設定される。そして、比較器27Cの入力レベルが電圧
Ｖ_Ｄよりも大ならば出力は“Ｌレベル”となり、小なら
ば出力は“Ｈレベル”となるので、その出力波形は第６
図のタイミングチャートにおいて、波形Ｄのようにな
る。

次に、これらの比較器27A,27B,27Cの出力波形Ｂ，Ｃ，
Ｄは、ディジタル信号処理回路28に供給される。このデ
ィジタル信号処理回路28の回路構成は種々の方法が考え
られるが、要するに、第６図の波形Ｃと波形Ｄを用い
て、波形Ｂの立下がり部のタイミングの中から等間隔に
存在するマーカ41の磁極変化点ａ_２〜ａ₁₃に対応するタ
イミングのパルスのみを取出す回路と、マーカ41の磁極
変化点ａ_１またはａ_１′に対応するタイミングのパルス
のみを取出す回路との２つの回路を存在させている。そ
して、前者はＦＧ信号発生回路、後者はＰＧ信号発生回
路としている。

ここで、第８図に示す第７図のＦＧ信号及びＰＧ信号発
生回路23の具体的回路例について説明する。この回路の
うち、Ｒ−Ｓフリップフロップ46とＡＮＤゲート47とに
よってＦＧ信号発生回路が構成される。Ｒ−Ｓフリップ
フロップ46は、Ｓ端子入力の立上がりでセットされ、Ｒ
端子入力の立上がりでリセットされる。従って、このＲ
−Ｓフリップフロップ46のＱ端子の出力波形は、第６図
の波形Ｅとなり、この波形Ｅと比較器27Aの出力波形Ｂ
とのＡＮＤを取ることによって、第６図の波形Ｅとな
る。そして、この波形Ｆの立下がり部分は、マーカ41の
磁極変化点ａ_２〜ａ₁₃と一致する。

また、前記のＲ−Ｓフリップフロップ46とインバータ48
とセットリセット端子付きのエッジトリガのＤフリップ
フロップ49とによってＰＦ信号発生回路が構成される。

Ｄフリップフロップ49のＣｋ端子入力には第６図の波形
Ｈが入力され、Ｄ端子入力には波形Ｇ（Ｒ−Ｓフリップ
フロップ46の端子出力）が入力される。Ｓ端子入力
（セット端子入力）は“Ｌレベル”で固定される。波形
Ｅが“Ｌレベル”の時、すなわち、Ｄフリップフロップ
49がリセットされてなくて、Ｄ端子入力が“Ｈレベル”
である時、Ｃｋ端子に入力される波形Ｈが立上がるの
は、マーカ41の磁極変化点ａ_１を検出するタイミングの
時のみである。また、Ｒ端子入力が“Ｈレベル”となる
と、リセットされ、Ｑ端子出力は“Ｌレベル”となる。
従って、Ｄフリップフロップ49の出力（Ｑ端子出力）は
第６図の波形Ｉとなり、この波形Ｉの立上がり部に回転
位相情報（ＰＧ信号）が得られる。

前記したように、回転子39は一度正しい方向に回転すれ
ば、後は連続的にセンサ25がマーカ41の磁極変化点ａ_２
〜ａ₁₃を検出し、駆動電流の切換え回転させることがで
きる。

また、ＦＧ信号及びＰＧ信号発生回路23を構成する第７
図示のディジタル信号処理回路28は、第８図に示す実施
例の構成に限定されるものではなく、以下に示す回路で
も良い。

そこで、まず、ＦＧ信号発生回路に関する他の実施例に
ついて説明する。

第８図のＲ−Ｓフリップフロップ46の代わりに、第11図
に示すセットリセット端子付きのエッジトリガのＤフリ
ップフロップを用いた回路でも良い。この第11図に示す
回路は、第８図の実施例の回路のＲ−Ｓフリップフロッ
プ46と同様にして、第６図の波形Ｃ，波形Ｄを入力とし
て、波形Ｅ，波形Ｇをつくる回路である。

そして、この回路において、Ｄ端子入力が“Ｈレベル”
の時は、必ずリセット端子Ｒは、“Ｌレベル”であり、
リセットされない。この時、波形Ｃの立上がりで出力Ｑ
は“Ｈレベル”となり、波形Ｄが“Ｈレベル”となるタ
イミングで出力Ｑは“Ｌレベル”となる。従って、出力
Ｑ，には、それぞれ波形Ｅ，Ｇが得られる。

また、波形Ｂ，Ｄ，Ｅを入力として、波形Ｆ（ＦＧ信
号）を出力する回路の例としては、第12図に示す回路が
ある。すなわち、この回路もセットリセット端子付きの
エッジトリガのＤフリップフロップを用いている。そし
て、この回路において、Ｄ端子入力が“Ｈレベル”の
時、波形Ｂの立上がりで出力Ｑを“Ｈレベル”とし、波
形Ｂをインバータを介して反転したものでリセットすれ
ば、出力Ｑは波形Ｆとなる。

また、波形Ｂ，Ｃを入力として、波形Ｆ（ＦＧ信号）を
出力する回路の例としては、第13図に示す回路がある。
すなわち、この回路は、Ｒ−Ｓフリップフロップを用い
ている。そして、この回路において、波形Ｃでセット
し、波形Ｂをインバータを介して反転したものでリセッ
トすれば、出力Ｑは波形Ｆとなる。

また、波形Ｂ，Ｅを入力として、信号波形を出力する
回路の例としては、第14図に示す回路がある。すなわ
ち、ＮＡＮＤゲート回路である。この場合、速度情報
（ＦＧ信号）は信号波形の立上がりに得られる。

また、波形Ｂ，Ｇを入力として、第６図の波形Ｊを出力
する回路としては、第15図に示す回路がある。すなわ
ち、ＯＲゲート回路である。この場合、速度情報（ＦＧ
信号）はＪ信号波形の立下がりに得られる。なお、この
ＯＲゲート回路を、第16図に示すＮＯＲゲート回路にす
れば、出力は波形となり、速度情報８ＦＧ信号）は波
形の立上がりに得られることは明らかである。

更に、上記の第14図〜第16図の回路を、種々に組合わせ
ることにより、速度情報（ＦＧ信号）を持った信号波形
Ｆ、，Ｊ，をつくることができる。例えば、第11図
の回路と第15図の回路を組合わせて、第17図に示す回路
を構成しても、この回路の出力には波形Ｊを得ることが
できる。

また、波形Ｂ，Ｃの入力として、信号波形を出力する
回路としては、第18図に示す回路がある。そして、この
回路において、Ｄ端子入力が“Ｈレベル”で、かつ、Ｃ
ｋ端子入力に立上がりクロックパルスが入力される時、
出力Ｑは波形となる。

次に、ＰＧ信号発生回路に関する他の実施例について説
明する。

波形Ｂ，Ｇ（または波形）、Ｅ（または波形Ｃ）を入
力として、第６図に示す波形Ｉ（ＰＧ信号）を出力する
回路の例としては、第19図に示す回路がある。すなわ
ち、この回路は、セットリセット端子付きのエッジトリ
ガのＤフリップフロップを用いている。そして、この回
路において、波形ＧをＤ端子入力とし、波形Ｂをインバ
ータで反転した波形の立上がりで、出力Ｑが“Ｈレベ
ル”となり、波形Ｅまたは波形Ｃによりリセットし、出
力Ｑが“Ｌレベル”となる。従って、出力Ｑには波形Ｉ
が得られる。

また、波形Ｂ，Ｇ（または波形）、波形Ｅ（または波
形Ｃ）を入力として、第６図に示す波形Ｋ（ＰＧ信号）
を出力する回路の例としては、第20図に示す回路があ
る。すなわち、この回路は、Ｊ−Ｋフリップフロップ
（エッジトリガ）を用いている。そして、この回路にお
いて、Ｊ端子入力が“Ｈレベル”で、Ｋ端子入力が“Ｌ
レベル”の時、Ｔ端子入力に立上がりトリガが入力され
るのは、マーカ41の磁極変化点ａ_１をセンサ41が検出し
た時のみであり、従って、その時、出力Ｑは“Ｈレベ
ル”となる。その後、Ｊ端子入力が“Ｌレベルとなり、
Ｋ端子入力が“Ｈレベル”となり、続いて、Ｔ端子入力
が立上がった時、出力Ｑは“Ｌレベル”となる。従っ
て、出力Ｑには波形Ｋが得られる。

また、波形Ｂ，Ｇ（または波形）、波形Ｅ（または波
形Ｃ）を入力として、第６図に示す波形Ｌ（ＰＧ信号）
を出力する回路の例としては、第21図に示す回路があ
る。すなわち、この回路は、リセット端子付きのシフト
レジスタを用いている。そして、この回路において、Ｄ
端入力が“Ｈレベル”で、Ｒ端子入力が“Ｌレベル”の
時、Ｃｋ端子入力に立上がりクロックパルスが続けて２
発入った時のみ出力Ｑ_２は“Ｈレベル”となる。その
後、Ｒ端子入力が“Ｈレベル”となるタイミングでリセ
ットされ、出力Ｑ_２は“Ｌレベル”となる。従って、出
力Ｑ_２には波形Ｌが得られる。

また、上記と同様の理由により、第22図に示すリセット
端子付きのカウンタを用いても上記の動作を実現でき
る。

また、波形Ｂ，Ｄを入力として、第６図に示す波形Ｍ
（ＰＧ信号）を出力する回路の例としては、第23図に示
す回路がある。すなわち、この回路は、Ｒ−Ｓフリップ
フロップとセットリセット端子付きのエッジトリガのＤ
フリップフロップを用いている。そして、この回路にお
いて、波形ＢによりＲ−Ｓフリップフロップをセット
し、波形Ｄによりリセットすれば、出力Ｑは第６図に示
す波形Ｎとなる。更に、次の段にあるＤフリップフロッ
プのＤ端子入力に波形Ｎを入力する。波形Ｎが“Ｈレベ
ル”の時、波形Ｂが立上がるタイミングはマーカ41の磁
極変化点ａ_１′を検出する時のみである。この時、Ｄフ
リップフロップの出力Ｑは“Ｈレベル”となる。また、
Ｒ端子へのリセット入力信号が“Ｈレベル”となるタイ
ミングで出力Ｑは“Ｌレベル”となる。なお、第23図中
の切換スイッチは、どちらかの側に切換わっていれば良
い。

以上のような動作により、Ｄフリップフロップの出力は
波形Ｍとなる。

また、波形，，Ｄを入力とし、第６図に示す波形Ｏ
（ＰＧ信号）を出力する回路の例としては、第24図に示
す回路がある。すなわち、この回路は、リセット端子付
きのシフトレジスタを用いている。そして、この回路に
おいて、Ｄ端子入力が“Ｈレベル”でＣｋ端子入力に立
上がりクロックパルスが２発入った時のみ出力Ｑ_２は
“Ｈレベル”となり、Ｒ端子入力が“Ｈレベル”になっ
た時に“Ｌレベル”となるので、出力Ｑ_２は波形Ｏとな
る。なお、参考として出力Ｑ_１には第６図に示す波形Ｐ
が得られる。

また、上記と同様の理由により、第25図に示すリセット
端子付きのカウンタを用いても上記の動作を実現でき
る。

また、波形，を入力として、波形Ｍを出力する回路
の例としては、第26図に示す回路がある。すなわち、こ
の回路は、リセット端子付きのシフトレジスタを用いて
いる。そして、この回路において、Ｄ端子入力が“Ｈレ
ベル”で、Ｃｋ端子入力に立上がりクロックパルスが２
発入った時のみ出力Ｑ_２は“Ｈレベル”となり、Ｒ端子
入力が“Ｈレベル”になった時に、出力Ｑ_２は“Ｌレベ
ル”となる。従って、出力Ｑ_２は波形Ｍとなる。

また、上記と同様の理由により、シフトレジスタの代わ
りに第27図に示すカウンタを用いても上記の動作を実現
できる。すなわち、この回路において、Ｒ端子入力が
“Ｌレベル”の時、Ｃｋ端子入力への２発目のクロック
パルスで出力Ｑ_２は“Ｈレベル”となり、また、Ｒ端子
入力も“Ｈレベル”の時、出力Ｑ_２は“Ｌレベル”とな
り、従って、出力Ｑ_２は波形Ｍとなる。

第８図に示す回路において、波形Ｅをつくる回路とし
て、比較器27Bと比較器27CとＲ−Ｓフリップフロップ46
を用いる代わりに、例えば、第28図に示すシュミットト
リガ回路を用いても良い。すなわち、第28図のシュミッ
トトリガ回路において、第29図に示す入力信号ｅｉの低
レベル時（ｔ_１以前）は、ＡＮＤ回路の入力端子Ａ，Ｂ
のレベルは両方とも低レベルで、その出力も低レベルで
ある。ここで、入力信号ｅｉのレベルが上昇すると、Ａ
ＮＤ回路のＡ側は同時に上昇し、Ｂ側は抵抗Ｒ_１，
Ｒ_２，Ｒ_３の分割電圧で上昇する。従って、Ａ側が論理
回路の反転しきい値Ｖ_Ｔ（≒1.2V）に達してもＢ側がＶ
_Ｔに達しなければ、出力ｅ_０は低レベルで変わらない。

しかし、さらに入力信号レベルが上昇し、Ｂ端子がしき
い値Ｖ_Ｔになると（ｔ_２）、出力ｅ_０は高レベルに反転
する（この時の入力電圧値はＶ_Ｈ）。この出力はＢ端子
に抵抗Ｒ_３で正帰還されているから出力の反転は瞬時に
行なわれる。

次に、入力が低下した時には、ＡＮＤ回路は一方だけで
も入力が低レベルになれば反転するから、Ａ端子がしき
い値Ｖ_Ｔを下回った瞬間（ｔ_４）（入力電圧値Ｖ_Ｌ）に
出力ｅ_０は低レベルに切換わる。同時に、抵抗Ｒ_３で正
帰還が生じ、反転は瞬時に行なわれる。なお、ヒステリ
シス幅は、抵抗Ｒ_１で調節される。

そこで、第29図のＶ_Ｈ，Ｖ_Ｌのレベルをそれぞれ第６図
のＶ_Ｃ，Ｖ_Ｄとすれば、この第29図に示すように出力
（ｅ_０）はＶ_Ｃを越えた入力レベルで出力は“Ｈレベ
ル”となり、Ｖ_Ｄよりも小さい入力レベルの時、“Ｌレ
ベル”となり、結局、波形Ｅが得られる。

また、第28図に示すもの以外のシュミットトリガ回路を
用いた場合も、上記と同様のレベル設定をすることによ
り、出力波形Ｅを得ることできる。

なお、第28図に示す回路においては、Ｒ_１は100kΩ,4,7
kΩ,、Ｒ_３は１ｋΩとする。

また、第５図及び第６図に示すマーカ41の着磁パターン
の代わりに、第30図に示すマーカ41aの着磁パターンで
も良い。すなわち、第６図に示すマーカ41の着磁パター
ンに対し、磁極変化点ａ_１をａ₁₃の方向にずらせたもの
が第30図に示すマーカ41aの着磁パターンである。そし
て、この時のマーカ41aより得られる出力波形はＡ′と
なる。更に、各比較器27A,27B,27Cの出力波形はそれぞ
れ波形Ｂ′，Ｃ′，Ｄ′のようになり、これらの波形の
タイミング関係は、第６図に示す波形Ｂ，Ｃ，Ｄのタイ
ミング関係と全く同じである。従って、第30図に示すよ
うにマーカ41aの着磁パターンにしても本発明装置の動
作上の問題は全くない。

以上のことから、被検出部であるマーカの着磁パターン
が前記した条件，を満足すれば、第６図のマーカ41
における磁極変化点ａ_１がａ₁₃からａ_２の間のどの部分
に存在しても、本発明装置の動作上の問題は全くない。

なお、本発明は上記の実施例のように、マーカ41,41aに
着磁パターンを施し、この着磁パターンをセンサ25で検
出するものに限定されるものではなく、例えば、反射率
の異なる２種の物質を、前記したマーカ41に施す着磁パ
ターンのように分布させ、これをリニアな反射率を検出
するセンサ（ホトレフレクタ等）を用いて検出するよう
にしても良い。

また、マーカ41に施す着磁パターンについては、各磁極
（Ｎ極とＳ極）について、Ｎ極とＳ極の位置を交換して
も、本発明装置の動作には何ら差異はない。すなわち、
Ｎ極とＳ極の位置を交換した着磁パターンを検出した出
力波形を、例えば、センサ部22の作動増幅器26の「＋」
入力端子と「−」入力端子とを逆にして接続することに
より、極性を反転させれば、第６図に示す波形Ａのよう
な出力波形が得られる。

以上のように、本発明の実施例は、従来の装置におい
て、回転ドラムの位相情報を検出するＰＧヘッド及びこ
れに対応する被検出磁極、回転ドラムの速度情報を検出
するＦＧヘッド及びこれに対応する被検出磁極をそれぞ
れ必要とし、更にモータの駆動電流の切換えのため、例
えばｍ相のホールモータの場合にホール素子がｍ個必要
であったのに対し、これらの機能を１個のマーカ（被検
出磁極）及び１個のセンサにより実現できるようにな
る。従って、部品点数が減少し、装置の組立てが容易に
なる。

（発明の効果）以上の如く、本発明のモータ駆動装置によれば、変化点
ａ_１に隣接する２種の物理量のうちの一方の物理量の検
出波形の極大値がこれ以外の一方の物理量の検出波形の
極大値よりも小さく、かつ、変化点ａ_１に隣接する２種
の物理用のうちの他方の物理量の検出波形の極小値がこ
れ以外の他方の物理量の検出波形の極小値よりも大きく
なるようにした一の被検出部及びそれに対応する一のセ
ンサを有するセンサ部より得られる回転検出パルスで各
相のコイルに流す電流を生成しているために、従来装置
に比して部品点数を減少させ、これにより、配線が簡単
でまた安価に構成することができ、更に生産性を向上し
得る等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるモータ駆動装置の構成を示すブロ
ック系統図、第２図は本発明装置の一実施例を示すブロ
ック系統図、第３図及び第４図は被駆動モータの構造の
一例を示す図、第５図は被駆動モータの回転子の磁極の
コイルに対する動きを説明する図、第６図は第２図、第
７図及び第８図に示す本発明装置の一実施例のブロック
系統図の動作説明用の着磁パターン及び信号波形図、第
７図はＦＧ信号及びＰＧ信号発生回路を示すブロック系
統図、第８図は第７図のＦＧ信号及びＰＧ信号発生回路
の具体的回路例を示す図、第９図は従来のモータ駆動装
置の一例を示すブロック系統図、第10図は第９図に示す
従来装置の動作説明用の信号波形図、第11図〜第28図は
第８図の回路中の一部の変形例を示す回路図、第29図は
第28図に示す回路の動作説明用の信号波形図、第30図は
本発明装置を構成するマーカの着磁パターンの他の実施
例及びその信号波形を示す図である。 21…マーカ部、22…センサ部、 23…ＦＧ信号及びＰＧ信号発生回路、 24…モータ駆動回路、25…センサ、 26…差動増幅器、27A,27B,27C…比較器、 28…ディジタル信号処理回路、 29…パルス発生回路、30…スイッチ回路手段、 31…波形変換回路、32…ドライバ回路、 33…リトリガラブルモノマルチ、 34…切換スイッチ、36…リングカウンタ、 37…波形変換論理回路、38…主磁極、39…回転子、 40…回転体、41,41a…マーカ、42…固定子、 43…シャフト、44…回転ドラム 45a,45b…ビデオヘッド、 46…Ｒ−Ｓフリップフロップ、47…ＡＮＤゲート、 48…インバータ、49…Ｄフリップフロップ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｍ相（但し、ｍは２以上の整数）のコイル
を有する駆動すべきモータの回転子に設けた回転体の円
周上に、２種の物理量を交互に設けると共に、この２種
の物理量のうちの一方の物理量から他方の物理量に変化
する変化点を順次ａ_１，ａ_２，…，ａ_ｎ（但し、ｎは３
以上の整数）とし、このうち変化点ａ_２からａ_ｎまでの
前記物理量を等間隔に存在させ、変化点ａ_１に隣接する
前記２種の物理量のうちの一方の物理量の検出波形の極
大値がこれ以外の一方の物理量の検出波形の極大値より
も小さく、かつ、変化点ａ_１に隣接する前記２種の物理
量のうちの他方の物理量の検出波形の極小値がこれ以外
の他方の物理量の検出波形の極小値よりも大きくなるよ
うにした一の被検出部と、この被検出部の物理量を検出する一のセンサを有するセ
ンサ部と、このセンサ部の検出波形が入力され、この検出波形のう
ち、前記被検出部の全ての前記変化点ａ_１，ａ_２，…，
ａ_ｎに対応する波形部分を検出する第１の波形検出回路
と、前記センサ部の検出波形が入力され、この検出波形の極
大値のうち、前記被検出部の前記変化点ａ_１に隣接する
一方の物理量に対応する極大値の波形部分のみを検出す
る第２の波形検出回路と、前記センサ部の検出波形が入力され、この検出波形の極
小値のうち、前記被検出部の前記変化点ａ_１に隣接する
他方の物理量に対応する極小値の波形部分のみを検出す
る第３の波形検出回路と、前記第１，第２及び第３の波形検出回路よりそれぞれ出
力された検出信号により、前記駆動すべきモータのｍ相
のコイルに流される駆動電流が切換わるべき前記被検出
部の前記変化点ａ_２，…，ａ_ｎに関連した位相で、か
つ、前記回転体の回転速度に比例した繰返し周波数の回
転検出信号及び前記被検出部の前記変化点ａ_１に関連し
た位相で、かつ、前記回転体の回転位相に対応したパル
スの位相検出信号をそれぞれ出力する検出信号発生回路
と、この検出信号発生回路の前記回転検出信号が供給され前
記回転子を回転させるための回転磁界を作ることを目的
としたｍ相の駆動用パルスを発生して前記ｍ相のコイル
へ各別の駆動電流として出力するモータ駆動回路とよりなることを特徴とするモータ駆動装置。