JPH0642796B2 - ブラシレスモ−タの駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ビデオテープレコーダにおける回転磁気ヘッ
ド装置等を回転駆動するためのブラシレスモータの駆動
回路に関する。

一般に、回転磁気ヘッド装置等の回転駆動装置では、被
回転体例えば磁気ヘッ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セ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ットの回転角度位置に応
じた所定の駆動シーケンスに従って順次に励磁する必要
があるので、上記ロータマグネッ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。従って、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
回転角度位相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
いという欠点があった。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ッ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，Ｔ
_２，Ｔ_３が３個、ロータマグネットの回転角度位置検出
器４，５，６の外部接続端子Ｔ_４，Ｔ_５，Ｔ_６，Ｔ_７，
Ｔ_８，Ｔ_９，Ｔ_１０，Ｔ_１１が８個で合計１１個の外部
接続端子が設けられ、回転磁気ヘッドドラム２０側には
回転速度検出器１１，１２の外部接続端子Ｔ_１２，Ｔ
_１３，Ｔ_１４，Ｔ_１５が４個、回転位相検出器１３の外
部接続端子Ｔ_１６，Ｔ_１７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、小型な回転磁気ヘッド装置
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、上記回転磁気ヘッドドラム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ッドドラム２０に配設した回
転マグネット２１，２２の回転軌跡上に配設され、上記
回転磁気ヘッドドラム２０の回転によって上記各回転マ
グネット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っている。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ッ
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ッドドラム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
ッドドラム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
ータマグネット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
ット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１２
０°ずつ位相の異なった第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、固定子に設けた複数のステータコイ
ルに選択的に駆動電流を供給することにより複数極のロ
ータマグネットを設けた回転子を回転せしめるブラシレ
スモータの駆動回路において、上記回転子の回転により
周波数信号を発生する周波数信号発生器と、起動時に少
なくとも１つの所定のステータコイルに通電して上記回
転子の回転角度位置に応じた所定の駆動シーケンスをス
タートし、上記周波数信号発生器からの周波数信号によ
り上記駆動シーケンスを進めて、上記複数のステータコ
イルに該駆動シーケンスに従って駆動電流を選択的に供
給する駆動手段と、該駆動手段により駆動シーケンスを
スタートして所定時間経過後に、上記周波数信号発生器
からの周波数信号が所定周波数に達していない場合に上
記駆動シーケンスの再スタートを行う第１の再起動手段
と、上記回転子が回転を開始し、上記周波数信号発振器
からの周波数信号が、上記所定周波数に達し所定時間経
過した後、上記所定周波数よりも高い上記回転子の正規
の回転数に対応する周波数に達していない場合に上記駆
動シーケンスの再スタートを行う第２の再起動手段とを
設けることにより、第１の再起動手段によって回転子の
回転開始を確実に行えるようにすると共に、第２の再起
動手段によって回転子の回転加速異常を検出して再起動
を行い、、ブラシレスモータの起動を正常に行えること
ができ、また、従来のブラシレスモータにおいて必要と
されていた回転子の回転角度位置検出器を用いることな
く、回転子の回転に応じた周波数信号に基づいてステー
タコイルに流す駆動電流の切り換え制御を行なってブラ
シレスモータの回転駆動を確実に行ない得るようにした
新規な構成の駆動回路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ッド装置に
適用した場合の一実施例を示すものであって、この本発
明が適用された回転磁気ヘッド装置は、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
ヘッド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３５
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３２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ッド３１を回転駆動
させるブラシレスモータ３５は、８極に着磁されたリン
グ状のロータマグネット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とによって両方向通電型の
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３
３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、ロータマグネット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
３８は、磁路材にて形成した円盤状の取り付け板４４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がロータマグネット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の影響で駆動
軸３６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ット３７を配設
した回転円盤４２の下面側にダンパ材４７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マグネット４８が設けられている。

なお、ロータマグネット３７、ステータコイル３８、フ
ライホイール４６等をもっ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
マグネット４８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３５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３４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と相俟っ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３６６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５３を有するとと
もに一対の回転磁気ヘッド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に内包かれる如く
配設されて駆動軸３６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
５９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。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５
７の筒体部６２の外周に設けた係止段部６３に付き当て
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との間隙部分に一対の回転磁気ヘッド
３１の先端が臨む間隙が寸法精度良く形成されている。

なお、一対の回転磁気ヘッド３１は、磁気ギャップを設
けたヘッドチップとこのヘッドチップを支持するヘッド
チップ支持板６５とから構成され、そのヘッドチッペ支
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６４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
ッドチップ支持板６５に支持されたヘッドチップの先端
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とによって形成される間隙からわずかに突
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連結部６４には、各回転磁気ヘッ
ド３１のヘッドチップ支持板６５と当接するダンパー６
７が設けられ、例えばバイモルフ板等により構成された
ヘッドチップ支持板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板５
７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個のフェライト等の磁
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７１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。従って、上記ロータリートランス７
０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
けた構成となっている。

上述の如き構成の回転磁気ヘッド装置において、ＦＧマ
グネット４８は、第９図に示すように、一定の繰り返し
ピッチ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、上記ピッチλ_Ｍの半分のピッチ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４
８２とによって、リング状の信号トラックを形成したも
のである。また、ＦＧコイル５１は、第１０図に示すよ
うに、上記ＦＧマグネット４８の各着磁ピッチλ_Ｍ，λ
_Ｍ／２にそれぞれ一致したピッチ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
っている。上述の如き定ピッチ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、それぞれ上記ピッチλ_Ｃ，λ_Ｃ／２に対応するＦＧ
マグネット４８の各着磁面４８１，４８２から発生され
る所定ピッチ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マグネット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５１Ａ，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，５１
Ｃ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マグネット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５１を用い
れば、ＦＧマグネット４８により同一信号トラック上に
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
ネット４８の第１の磁極面４８１の着磁ピッチλ_Ｍに誤
差があったとしても、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
すブロック図である。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、、１
２０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る。
各波形整形回路１１０，１２０は第１４図の回路図に示
すような構成となっている。

すなわち、第１の波形整形回路１１０は、ＦＧコイル５
１の第１の検出コイル部５１１の出力端子５１Ａ，５１
Ｂ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にて形成したシュミットトリ
ガ回路１１４に供給されており、該シュミットトリガ回
路１１４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。そして、このＦＧパルスＦＧＰは、後
述する駆動回路２００に供給されるとともに、常時回転
における速度サーボ制御に用いられる。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１２２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１２４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ＰＧ
ＲＳを得て出力するようになっている。

また、第１３図において、１３０は一対の回転磁気ヘッ
ド３１を各フィールド期間に対応して選択切り換えする
ためのＲＦスイッチングパルス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個のフリッ
プフロップ回路１３２，１３３，１３４，１３５を継続
接続した４ビットカウンタと、この４ビットカウンタか
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１３６によるデ
コード出力信号にてトリガーされるフリップフロップ回
路１３７とから成る。上記４ビットカウンタの初段のフ
リップフロップ回路１３２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がクロック信号
としてバッファ用のインバータ１３１を介して供給され
ている。また、上記４ビットカウンタの各フリップフロ
ップ回路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ＰＧＲ
Ｓ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ビッ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ＰＧ
ＲＳに相当するトリガー信号を得て、出力側のフリップ
フロップ回路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スイッチングパル
スＲＦＳＷを出力するようになっている。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
選択性によっ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スイッチングパルス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スイッチングパルス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２００は、起動回
路２１０、起動確認回路２２０、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によって所定の駆動シー
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っている。

ここで、３相のステータコイル３８Ｕ，３８Ｖ，３８Ｗ
は、３相両方向通電を行なった場合、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１
７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表に示すステップ１ないしステップ１２
の駆動シーケンスに従って上記３相のステータコイル３
８Ｕ，３８Ｖ，３８Ｗに流す駆動電流を切り換え制御す
ることによって両方向通電駆動し、ロータマグネット３
７に設けた駆動軸３６に回転トルクを与える。

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，３８Ｗ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
ネッ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
ーケンスのステップ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。上記ステップ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
マグネット３７に与えられる。上記ロータマグネット３
７は、上記ステップ１１の通電によって与えられるトル
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、上記ステップ１
１の通電によりロータマグネット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ット
３７が停止していたとしても、後述する再起動操作によ
って、上記ロータマグネット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、上記ステップ１１の
通電によりロータマグネット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
テップ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、上記ステップ１からステップ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３
８Ｕ，３８Ｖ，３８Ｗにてロータマグネット３７に回転
トルクを与える。この回転トルクによって駆動軸３６が
回転すると、ＦＧマグネット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Ｆ
ＧパルスＦＧＰによっ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ＲＳ_１を出
力し、該起動パルスＲＳ_１によって上述のステップ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２１２
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ＲＳ_１による起動動作が１回で行なえなかっ
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っ
ている。この第４のノモ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ット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ＲＳ_１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った場合に、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っ
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フリップフ
ロップ回路２１５は、上記起動パルスＲＳ_１によって上
記ステップ１１の通電を行なっている期間Ｔ_Ａ中に、ロ
ータマグネット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フリップフロップ２１５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２１７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っている。

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位相信号をクロック信号としてカウンタ動
作を行なう４進カウンタ２２１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２２
３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ット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
の回転数に到っ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。ここで、上記
正規の回転数とは、ロータマグネット３７の回転を定常
回転に至らしめる正常な加速過程において所定時間経過
した後の回転数である。

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ＲＳ_１がクリヤ
信号として供給されている２個のフリップフロップ２３
１，２３２にて上記タイミングパルス信号ＭＴＰをカウ
ントし、後段側のフリップフロップ２３２の肯定出力信
号をＵ相信号として出力する。なお、上記各フリップフ
ロップ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ＭＴ
Ｐ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、上記各フリップフロップ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のフリップフロップ回路２３５にてＶ相信号を形成
し、第２のフリップフロップ回路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
リップフロップ回路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２
３７，２３８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ップフロップ動作を
行なうようになっている。そして、上記フリップフロッ
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ップフロップ２３１，２
３２の肯定出力信号が供給されているＮＡＮＤゲート２
３９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ＲＳ_１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ップフロップ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２４１を介して供給されているとともに後段側のフ
リップフロップ２３２の否定出力信号が供給されるＮＡ
ＮＤ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
にて構成したフリップフロップ回路２３５は、３入力Ｏ
Ｒゲート２３７の第２，第３の入力信号をリセット信号
とし、また、２入力ＯＲゲート２３８の第２の入力信号
をセット信号とするＲ・Ｓフリップフロップの動作を行
なってＶ相信号を出力する。また、第２のフリップフロ
ップ回路２３６は、２入力ＯＲゲート２４３と３入力Ｏ
Ｒゲート２４４とから成り、上記２入力ＯＲゲート２４
３の第２の入力信号をリセット信号とし、３入力ＯＲゲ
ート２４４の第２，第３の入力信号をセット信号とする
Ｒ・Ｓフリップフロッ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ップフロップ２３１の肯定出力信
号と後段側のフリップフロップ２３２の否定出力信号と
上記第１のフリップフロップ回路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ット信号とし
て供給されている。また、３入力ゲート２４４には、上
記起動パルスＲＳ_１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ップフ
ロップ２３の否定出力信号と後段側のフリップフロップ
２３２の肯定出力信号と上記第１のフリップフロップ回
路２３５からの相信号と上記タイミングパルス信号Ｍ
ＴＰ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のフリップフロップ回路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ッチ２４８，２４９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２５１，２５２，２５３と６個のＮＡＮＤ
ゲート２５４，２５５，２５６，２５７，２５８，２５
９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 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 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の各スイッチングトランジスタ
２８１，２８２，２８３，２８４，２８５，２８６のベ
ースに供給されることによって、各ステータコイル３８
Ｕ，３８Ｖ，３８Ｗに上述の如き駆動シーケンスに従っ
た第１７図Ｉに示す如きの各駆動電流が流される。

すわなち、上述の如き実施例においては、駆動回路２０
０の起動回路２１０の動作によって、起動時の起動期間
Ｔ_Ａ中に第１のステータコイル３８Ｕと第２のステータ
コイル３８Ｖとを通電することにより、ロータマグネッ
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、ロータマグネット３７の回転による周波数信号Ｆ
Ｇにて該ロータマグネット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
ット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３５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
グネット４８の１つの信号トラックをトレースして、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
マグネット３７の回転速度位置に応じた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。

上述の実施例の説明から明らかなように、本発明に係る
ブラシレスモータの駆動回路では、駆動手段により駆動
シーケンスをスタートして所定時間経過後に、周波数信
号発生器からの周波数信号が所定周波数に達していない
場合に駆動シーケンスの再スタートを行う第１の再起動
手段と、回転子が回転を開始し、周波数信号発振器から
の周波数信号が、上記所定周波数に達し所定時間経過し
た後、上記所定周波数よりも高い回転子の正規の回転数
に対応する周波数に達していない場合に駆動シーケンス
の再スタートを行う第２の再起動手段とを設けたことに
より、ブラシレスモータの起動確認動作を２段階とし、
回転子が回転を開始する第１段階では、上述の第１の再
起動手段が、例えば回転子が所定の安定点以外で止まっ
た場合などの不具合を、周波数信号の有無及び周波数信
号が所定周波数に達しているかによって検出し、回転子
の回転開始が正常に行われなかった場合に、起動動作を
繰り返すように機能し、回転子の回転開始を確実に行う
ことができる。次の第２段階では、上述の第２の再起動
手段が、回転子の回転がある程度上昇した状態におい
て、回転子の回転が正規の回転数に達していることを周
波数信号に基づいて確認し、回転数が正規の回転数に達
していない場合に、再起動を行うように機能し、例えば
回転子が回転を開始した後に周波数信号に雑音が混入し
たりして、駆動電流とロータマグネットの磁極との位相
がずれた場合などに、再起動を行い正常な起動を行うこ
とができる。また、回転子の回転に応じた周波数信号に
基づいてステータコイルに流す駆動電流の切り換え制御
を行ってブラシレスモータの回転駆動を行うことがで
き、従来のブラシレスモータにおいて必要とされていた
回転子の回転角度位置検出器を備える必要がないので、
モータ本体と駆動回路との間の結線数を削減できると共
に、モータ本体の小型化を図ることが可能になる。

【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ッド装置を説
明するための図面であり、第１図は回転磁気ヘッド装置
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図はロータマグネッ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ッド装置に
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ッ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マグネットの着
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１２図は上
記実施例に適用されるＦＧマグネットおよびＦＧコイル
の変形例を示す外観斜視図、第１３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スイッ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
ためのタイムチャート、第１８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２３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。 ３５……ブラシレスモータ ３６……駆動軸 ３７……ロータマグネット ３８Ｕ，３８Ｖ，３８Ｗ……ステータコイル ４８……ＦＧマグネット ５１……ＦＧコイル １１０，１２０……波形整形回路 １３０……パルス発生器 ２００……モータ駆動回路 ２２０……起動確認回路 ２３０……３相分配回路 ３５０……６相分配回路 ３８０……電流切換回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定子に設けた複数のステータコイルに選
   択的に駆動電流を供給することにより複数極のロータマ
   グネットを設けた回転子を回転せしめるブラシレスモー
   タの駆動回路において、 上記回転子の回転により周波数信号を発生する周波数信
   号発生器と、 起動時に少なくとも１つの所定のステータコイルに通電
   して上記回転子の回転角度位置に応じた所定の駆動シー
   ケンスをスタートし、上記周波数信号発生器からの周波
   数信号により上記駆動シーケンスを進めて、上記複数の
   ステータコイルに該駆動シーケンスに従って駆動電流を
   選択的に供給する駆動手段と、 該駆動手段により駆動シーケンスをスタートして所定時
   間経過後に、上記周波数信号発生器からの周波数信号が
   所定周波数に達していない場合に上記駆動シーケンスの
   再スタートを行う第１の再起動手段と、 上記回転子が回転を開始し、上記周波数信号発振器から
   の周波数信号が、上記所定周波数に達し所定時間経過し
   た後、上記所定周波数よりも高い上記回転子の正規の回
   転数に対応する周波数に達していない場合に上記駆動シ
   ーケンスの再スタートを行う第２の再起動手段と を設けたことを特徴とするブラシレスモータの駆動回
   路。