JPH06327196A

JPH06327196A - ドラムモータ

Info

Publication number: JPH06327196A
Application number: JP5106610A
Authority: JP
Inventors: Hideki Shironokuchi; 秀樹城ノ口; Mikio Umeda; 幹男梅田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1993-05-07
Filing date: 1993-05-07
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【目的】ＰＧマグネットとＰＧヘッドとの組み合わせ
によることなく、ロータの一回転内における特定の回転
位置を検出する。【構成】ロータ２０の界磁用マグネット２４の一部
に、界磁用マグネット２４の極間ピッチよりも少なるピ
ッチで１極対の位置信号形成用のマグネット２５を設け
る。複数のステータコイルのうちの１個のコイルに着目
すると、位置信号形成用のマグネット２５が当該コイル
を通過する場合の誘起電圧の周波数は、界磁用マグネッ
ト２４が当該コイルを通過する場合の誘起電圧の周波数
と異なる。このため、当該コイルの誘起電圧を検出する
ことにより、ロータ２０の一回転内の特定の回転位置を
検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は位置検出用のセンサを用
いることなくロータの１回転内における特定の位置を検
出するようにしたドラムモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ドラムモータ、例えばビデオテープレコ
ーダのドラムモータは、ヘッドドラムを駆動するモータ
として使用される。ヘッドドラムにビデオテープをΩ状
に巻き付けて画像を記録・再生する方式のものでは、ヘ
ッドドラムに一対のビデオヘッドが設けられているた
め、いずれのビデオヘッドで記録・再生するかを決定す
るために、ロータの一回転内における特定の回転位置
（以下、絶対位置と称する）を検出する必要がある。

【０００３】そこで、従来では、図５に示すように、ド
ラムモータ１のロータ２の外周にＰＧ（Paiuse Genarat
or）マグネット３を設けると共に、基板４にコイルから
成るＰＧヘッド５を設け、ＰＧマグネット３がＰＧヘッ
ド５を通過する時に、該ＰＧヘッド５に電圧が誘起され
るので、その誘起電圧を検出することにより、ロータ２
の絶対位置を検出する構成としていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では、ロータ２の絶対位置を検出するために、ＰＧマ
グネット３、ＰＧヘッド５を必要とする。このため、そ
れらの製作コスト、組み付けコストがかさみ、ビデオテ
ープレコーダ全体の製作コストを押し上げる要因とな
る。特に、ＰＧヘッド５を構成するコイルの線径は細
く、断線し易いため、取扱いに配慮せねばならず、製作
性、組み付け性に劣り、その製作コスト、組み付け工数
の低減化の妨げとなっていた。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ＰＧマグネットとＰＧヘッドとの組み
合わせによることなく、ロータの絶対位置を検出するこ
とができるドラムモータを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のドラムモータ
は、ステータに複数相のステータコイルを有すると共
に、ロータに複数極対の界磁用マグネットを設けたもの
において、前記界磁用マグネットの一部に界磁用マグネ
ットの極間ピッチよりも短いピッチで１極対の位置信号
形成用のマグネットを設け、前記ステータコイルのうち
の１個のコイルの誘起電圧により、前記ロータの１回転
内における特定の回転位置を検出する位置信号を得るこ
とを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】複数のステータコイルのうちの１個のコイルに
着目すると、位置信号形成用のマグネットが当該コイル
を通過する場合の誘起電圧の周波数は、界磁用マグネッ
トが当該コイルを通過する場合の誘起電圧の周波数と異
なる。このため、当該コイルの誘起電圧を検出すること
により、ロータの絶対位置を検出することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明をビデオテープレコーダのドラ
ムモータに適用した一実施例につき図１〜図４を参照し
ながら説明する。なお、このドラムモータはインバータ
装置により制御されるブラシレスモータからなる。

【０００９】ドラムモータの構成を示す図２において、
固定筒体１１の下端部には、後述する各回路の電子部品
を搭載したプリント配線基板１２が固定されていると共
に、このプリント配線基板１２の下側にスペーサ１３を
介してステータ１４がねじ１５により固定されている。
このステータ１４のステータコア１６には、図３に示す
ように、例えばＹ結線された三相のステータコイル１７
〜１９が巻装されており、各相のステータコイル１７〜
１９はそれぞれ４個のコイル１７ａ〜１７ｄ，１８ａ〜
１８ｄ，１９ａ〜１９ｄから構成されている。

【００１０】また、前記固定筒体１１には、ロータ２０
のシャフト２１がベアリング２２を介して回転自在に支
持されており、このシャフト２１の下端部に円筒容器状
をなすロータヨーク２３が取着されている。そして、こ
のロータヨーク２３の内周面には、ステータコイル１７
〜１９と対向する複数極対、例えば４極対の界磁用マグ
ネット２４が取着されている。

【００１１】上記界磁用マグネット２４の一部には、当
該界磁用マグネット２４の磁極ピッチよりも小なる磁極
ピッチで一対の磁極２５ａ，２５ｂからなる位置信号形
成用のマグネット２５が着磁されている。

【００１２】一方、ドラムモータの制御構成を示す図３
において、モータドライブ回路２６は、スイッチングト
ランジスタからなる三相ブリッジ回路２７を備え、波形
成形回路２８から与えられる通電信号により各スイッチ
ングトランジスタをオンオフ制御する。これにより、ド
ラムモータは、各相のステータコイル１７〜１９が１２
０度（電気角、以下同様）の位相差をもって順次繰り返
し通電されることにより回転駆動される。

【００１３】この場合、各相のステータコイル１７〜１
９は、１２０度オン、６０度オフのオンオフ周期で制御
されるので、各相のステータコイル１７〜１９の端子電
圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは図４の（ｇ），（ｈ），（ｉ）に
示す波形となる。そして、ステータコイル１７〜１９の
オン期間では、パルス幅変調（以下、ＰＷＭ）回路２９
によりデューティ比の制御がなされることにより、ドラ
ムモータの速度が制御されるようになっている。なお、
ステータコイル１７〜１９の端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ
は実際にはＰＷＭ信号を伴った波形となるが、図４の
（ｇ），（ｈ），（ｉ）では省略してある。

【００１４】ここで、ドラムモータはブラシレスモータ
により構成されているので、ステータコイル１７〜１９
の通電相を決定するためには、ロータ２０の回転位置信
号を必要とする。この実施例では、各ステータコイル１
７〜１９の誘起電圧を検出しこれを電気的に処理するこ
とによりロータ２０の回転位置を検出するようにしてい
る。

【００１５】すなわち、各相のステータコイル１７〜１
９の端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは波形成形回路２８に与
えられ、ここで各端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと各相のス
テータコイル１７〜１９の中性点の電圧Ｖｎ（以下、基
準電圧）とが比較される。そして、波形成形回路２８
は、各端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと基準電圧Ｖｎとがク
ロスする時点（以下、ゼロクロス時点と称する）を検出
し、ゼロクロス時点から３０度遅れた時点から１２０度
の期間をオン期間（各ステータコイル１７〜１９に要求
される通電期間に一致）とする通電信号を形成し、モー
タドライブ回路２６に与えるように構成されている。な
お、基準電圧Ｖｎは実際には図４の（ｊ）のように変動
するが、その変動幅は端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに比べ
て小さいので、図４の（ｇ），（ｈ），（ｉ）では基準
電圧Ｖｎを直線で示した。

【００１６】また、波形成形回路２８は、各端子電圧Ｖ
ｕ，Ｖｖ，Ｖｗと基準電圧Ｖｎとのゼロクロス時点の検
出に基づいて、図４の（ｋ）に示す速度基準信号Ｆｓを
得る。この速度基準信号Ｆｓは合成回路３０に与えら
れ、ここで、図４の（ｌ）に示すように、例えばステー
タコイル１８の端子電圧Ｖｖと基準電圧Ｖｎとのゼロク
ロス時点に同期する速度信号（以下、ＦＧ信号）に変換
され、後述する絶対位置信号（以下、ＰＧ信号）と共に
図示しないサーボ回路に与えられる。

【００１７】サーボ回路は、ＦＧ信号からドラムモータ
の回転速度を検出し、これと速度指令値とを比較して速
度偏差を判定し、この速度偏差に相当する制御信号Ｓを
ゲイン調整回路３１を介してモータドライブ回路２７の
ＰＷＭ回路２９に与える。そして、ＰＷＭ回路２９はＰ
ＷＭ信号のデューティ比を制御信号Ｓの大きさに応じた
値に制御し、前述のようにこのデューティ比制御により
ドラムモータの速度制御がなされる。

【００１８】しかして、ロータ２０の絶対位置の検出
は、次のようにして行われる。すなわち、各相のステー
タコイル１７〜１９はそれぞれ４個のコイル１７ａ〜１
７ｄ，１８ａ〜１８ｄ，１９ａ〜１９ｄからなるが、そ
のうちの１個のコイル、例えばステータコイル１８のコ
イル１８ａの両端は比較回路３２に接続されている。こ
の比較回路３２は、コイル１８ａの両端の差電圧、すな
わち当該コイル１８ａに誘起される電圧Ｖｖａをハイパ
スフィルタに通して検出電圧Ｖs を得、この検出電圧Ｖ
s と基準電圧Ｖ1 と比較する。そして、比較回路３２
は、検出電圧Ｖs が基準電圧Ｖ1 を上回ったとき、位置
基準信号Ｐｓを合成回路３０に与えるようになってい
る。

【００１９】さて、ロータ２０の回転時において、界磁
用マグネット２４が各相のステータコイル１７〜１９を
通過することにより、それらステータコイル１７〜１９
には、図４の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような電圧
Ｖｕ0 ，Ｖｖ0 ，Ｖｗ0 が誘起される。この場合、前記
１個のコイル１８ａには、図４の（ｄ）に示すように、
界磁用マグネット２４の通過により、上記誘起電圧Ｖｖ
0 と同一周波数の電圧Ｖｖａが誘起される。そして、位
置信号形成用マグネット２５がコイル１８ａを通過する
際には、界磁用マグネット２４により誘起される電圧の
周波数よりも高い周波数の電圧Ｖｖａ´が誘起される。

【００２０】このような誘起電圧Ｖｖａがハイパスフィ
ルタに通されると、図４の（ｅ）に示すような検出電圧
Ｖｓとなり、この検出電圧Ｖｓは基準電圧Ｖ1 と比較さ
れ、その結果、図４の（ｆ）に示すように、位置信号形
成用マグネット２５がコイル１８ａを通過する時点に同
期する位置基準信号Ｐｓが得られる。この位置基準信号
Ｐｓは合成回路３０に与えられ、ここで３０度遅れた位
置信号ＰＧとされて、前記速度信号ＦＧと共にサーボ回
路に与えられ、この速度信号ＦＧによりロータ２０の絶
対位置、すなわち一回転内の特定位置が検出される。

【００２１】このように本実施例によれば、界磁用マグ
ネット２４に位置信号形成用マグネット２５を設け、１
個のコイル１８ａの誘起電圧を処理することにより、ロ
ータ２０の一回転内の特定位置を検出できるので、その
位置検出のために特別な部品、すなわち図５に示すＰＧ
マグネット３やＰＧヘッド５を設けずとも済み、製作コ
ストの低減化を図ることができる。

【００２２】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、例えばビデオテープレコ
ーダのドラムモータに限られず、一般のドラムモータの
絶対位置を検出する場合に広く適用できる等、その要旨
を逸脱しない範囲で種々変更して実施できるものであ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、界
磁用マグネットの一部に界磁用マグネットの極間ピッチ
よりも短いピッチで１極対の位置信号形成用のマグネッ
トを設け、ステータコイルのうちの１個のコイルの誘起
電圧により、前記ロータの１回転内における特定の回転
位置を検出する位置信号を得る構成としたことにより、
ＰＧマグネットとＰＧヘッドとの組み合わせによること
なく、ロータの一回転内における特定の回転位置を検出
することができるという優れた効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部の平面図

【図２】ドラムモータの縦断面図

【図３】電気的構成のブロック図

【図４】各部の波形図

【図５】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

１４はステータ、１７〜１９はステータコイル、２０は
ロータ、２４は界磁用マグネット、２５は位置信号形成
用マグネット、２６はモータドライブ回路、３０は合成
回路、３２は比較回路である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータに複数相のステータコイルを有
すると共に、ロータに複数極対の界磁用マグネットを設
けたものにおいて、前記界磁用マグネットの一部に界磁
用マグネットの極間ピッチよりも短いピッチで１極対の
位置信号形成用のマグネットを設け、前記ステータコイ
ルのうちの１個のコイルの誘起電圧により、前記ロータ
の１回転内における特定の回転位置を検出する位置信号
を得ることを特徴とするドラムモータ。