JPH08322204A - 回転検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転速度信号の精度の向上を図り、より精度
の高い回転検出装置を提供する。 【構成】 回転体に配置され、Ｎ極とＳ極を交互に有し
てなるＦＧマグネットと、このＦＧマグネットに対向し
て配置され、回転体の回転状態を検出する位相の異なる
信号を２つ出力する磁気感応素子とからなる回転検出手
段を有する。そして、この２つの位相の異なる信号の差
動信号又は加算信号を回転速度信号とすると共に、この
２つの位相の異なる信号より回転方向検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばモータ等の回転
体、特にビデオテープレコーダ（以下、ＶＴＲとい
う。）に用いられるキャプスタンモータの回転速度検出
及び回転方向検出を行う場合に用いて有用な回転検出装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばＶＴＲには、テープを送るための
モータとしてキャプスタンモータが使用されている。か
かるキャプスタンモータは、駆動用コイルに対向して設
けられた駆動マグネットを有してなる回転体であるロー
タを、回転軸により回転させるようにした，いわゆる偏
平型ブラシレスモータ構造とされるのが一般的である。

【０００３】このキャプスタンモータは、ステータとな
る基板上に固定された駆動用コイルと、この駆動用コイ
ルに対して微小間隙を持つように対向配置される駆動マ
グネットを備えたロータヨークと、このロータヨークに
取り付けられる回転軸とから構成される。

【０００４】駆動用コイルは、例えば巻線を平面略台形
状に巻回して構成され、駆動マグネットと相対向する位
置に設けられている。一方、ロータヨークは、一方を開
放した高さの低い偏平な円筒体として形成され、基板に
設けられた軸受けに回転自在に支持されてなる回転軸の
一端に固定されている。駆動マグネットは、駆動用コイ
ルと対向する面のロータヨークに設けられている。

【０００５】ところで、このキャプスタンモータには、
モータの回転速度と回転方向を検出するための回転検出
装置が設けられている。かかる回転検出装置は、ロータ
ヨークの外周囲に設けられたＦＧマグネットと、このＦ
Ｇマグネットと対向して設けられるＦＧセンサとから構
成される。

【０００６】ＦＧセンサは、図６に示すように、磁界の
変化に応じてその抵抗値が変化する特性を有した磁気抵
抗素子（ＭＲ素子）等の如き磁気感応素子からなる。こ
のＦＧセンサでは、図７に示すブリッジ回路を構成し、
ロータの回転，すなわちＦＧマグネットの磁界の大きさ
の変化に対応して９０度の位相差を持つ２つの信号Ｐ
１，Ｐ２が得られるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、精度の高い
回転制御を行う場合や、モータの小型化，すなわちＦＧ
マグネットの小径化を図る場合には、ＦＧマグネットの
着磁ピッチを細かくする必要があり、それにより、磁界
の影響する範囲が少なくなるため、ＦＧセンサをＦＧマ
グネットに対して近づける必要がある。

【０００８】このように、ＦＧマグネットの着磁ピッチ
を細かくすると、着磁ピッチが広い場合に比べて、ＦＧ
マグネットに対するＦＧセンサの対向距離（ギャップ）
の調整範囲が狭くなる。このため、十分な信号振幅を得
ようとしてギャップを最適値に設定しようとした場合、
調整範囲が狭いため最適値よりも狭いギャップとなり易
く、磁界が大きすぎてしまうことがある。

【０００９】ＦＧセンサは、図６に示す特性を有するた
め、磁界が大きすぎると出力値の変化が少ない部分がで
きる。そのときの信号波形を、図８（ａ）に示す。２つ
の信号Ｐ１又はＰ２を基準値と比較して回転速度信号
を、信号Ｐ１，Ｐ２より回転方向検出信号を得て回転制
御に用いる。この信号Ｐ１を回転速度信号に用いた場合
の回転検出装置を図９に示す。

【００１０】この回転検出装置において、図８（ａ）に
示す信号を回転速度信号として用いた場合、同図（ｂ）
の信号を用いた場合に比べ、オフセット等のノイズが信
号に加算されたときの回転速度検出精度が悪化してしま
い、回転制御が困難となる。

【００１１】そこで本発明は、上述の従来の有する技術
的な課題を解消するために、回転速度信号の精度の向上
が図れ、より精度の高い回転検出装置を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上述
の課題を解決すべく、２つの位相の異なる信号の差動信
号又は加算信号を回転速度信号とすると共に、この２つ
の位相の異なる信号より回転方向検出を行うようにし
た。また、２つの位相の異なる信号の差動信号及び加算
信号より回転方向検出を行うようにする。

【００１３】

【作用】本発明に係る回転検出装置においては、２つの
位相の異なる信号の差動信号又は加算信号を回転速度信
号とすると共に、この２つの位相の異なる信号より、特
に２つの位相の異なる信号の差動信号及び加算信号より
回転方向検出を行うようにしているので、回転速度信号
の精度の向上が図れ、より精度の高い回転制御が行え
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。本実施例は、
ＶＴＲに用いられる偏平型ブラシレスモータのキャプス
タンモータに本発明を適用した例である。

【００１５】キャプスタンモータは、図１及び図２に示
すように、ステータ１上に固定された駆動用コイル２
と、この駆動用コイル２に対して微小間隙を持つように
対向配置される駆動マグネット３を備えたロータヨーク
４と、このロータヨーク４に取り付けられる回転軸５と
から構成される。

【００１６】駆動用コイル２は、例えば巻線を巻回する
ことによって、平面略台形状をなす環状体として形成さ
れている。この駆動用コイル２は、ステータ１の一主面
上に駆動マグネット３と対向する位置に、複数配列され
ている。

【００１７】ロータヨーク４は、一方を開放した高さの
低い偏平な円筒体として形成されている。このロータヨ
ーク４は、例えば鉄等からなり、駆動マグネット３のヨ
ークとして機能するようになっている。

【００１８】駆動マグネット３は、駆動用コイル２と対
向するロータヨーク４の内壁面に固定されている。この
駆動マグネット３は、図３（ａ）に示すように、Ｎ極と
Ｓ極が交互に着磁されている。

【００１９】そして、この駆動マグネット３を有してな
るロータヨーク４は、ステータ１に固定される軸受け６
に対して回転自在に支持される回転軸５の先端に固定さ
れ、この回転軸５と共に回転するようになされている。

【００２０】ところで、このキャプスタンモータには、
モータの回転速度と回転方向を検出するための回転検出
装置が設けられている。回転検出装置は、ロータヨーク
４の外周囲に設けられたＦＧマグネット７と、このＦＧ
マグネット７と対向して設けられるＦＧセンサ８とから
構成される。

【００２１】ＦＧマグネット７は、円環状をなすリング
マグネットからなり、ロータヨーク４の外周囲を取り囲
むようにして設けられている。このＦＧマグネット７に
は、図３（ｂ）に示すように、Ｎ極とＳ極が交互に着磁
されている。ここでの着磁は、より精度の高い回転制御
を行うために、細かいピッチとされている。

【００２２】一方、ＦＧセンサ８は、例えばホール素子
やＭＲ素子等の如き磁束を感知する磁気感応素子からな
る。このＦＧセンサ８は、図２に示すように、ＦＧマグ
ネット７に対して所定の距離を持ってステータ１上に対
向配置される。このＦＧセンサ８は、ＦＧマグネット７
に着磁された磁束を検出することによって、ロータの回
転状態を検出する９０度位相の異なる信号を２つ出力す
るようになっている。

【００２３】この回転検出装置は、図４に示すように、
ＦＧセンサ８より得られる９０度の位相差を持つ２つの
信号Ｐ１，Ｐ２の差動信号又は加算信号を回転速度信号
とすると共に、この２つの位相の異なる信号Ｐ１，Ｐ２
より回転方向検出を行うようにしたものである。

【００２４】図５（ａ）には、ＦＧセンサ８より得られ
る互いに９０度の位相差を持つ信号Ｐ１，Ｐ２の波形を
示す。同じく図５（ｂ）には、ＦＧセンサ８より得られ
た信号Ｐ１，Ｐ２の差動信号波形を示す。

【００２５】この図５において、基準値付近の各波形を
見ると、図５（ａ）に比べて図５（ｂ）では、基準値付
近の傾きが大きくなっている。従って、このＦＧセンサ
８より得られる９０度の位相差を持つ２つの信号Ｐ１，
Ｐ２の差動信号を回転速度信号として用いれば、回転速
度信号を精度良く検出することができる。その結果、よ
り精度の高い回転体の回転制御を行うことができる。

【００２６】なお、上記の例では、回転速度信号として
差動信号を用いた場合を説明したが、これら２つの信号
Ｐ１，Ｐ２の加算信号を用いてもよい。加算信号を用い
た場合においても、差動信号波形と同じように基準値付
近の傾きは大きくなり、回転速度信号を精度良く検出す
ることができる。

【００２７】また、２つの信号の位相差が９０度の場合
について説明したが、位相差が１８０×Ｎ（Ｎ：整数）
の場合を除いた任意の位相差において、差動信号又は加
算信号を用いることにより、回転速度信号の精度を向上
させることができる。

【００２８】さらに、上記の例では、２つの位相の異な
る信号より回転方向検出を行うようにしたが、これら信
号の差動信号及び加算信号より回転方向検出を行っても
よい。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る回転検出装置によれば、ＦＧマグネットから得
られる２つの位相の異なる信号の差動信号又は加算信号
を回転速度信号としているので、回転速度信号を精度良
く検出でき、精度の高い回転体の回転制御を行うことが
できる。また、この差動信号を回転速度信号として用い
た場合は、ノイズ成分の低減も図れ、より精度の高い回
転体の回転制御が行える。従って、モータ等の回転体を
小型化しても回転速度信号を精度良く検出することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】モータを一部破断して示す平面図である。

【図２】モータの断面図である。

【図３】（ａ）は駆動マグネットの着磁状態を示す模式
図であり、（ｂ）はＦＧマグネットの着磁状態を示す模
式図である。

【図４】回転検出装置の検出機構を示すブロック図であ
る。

【図５】（ａ）はＦＧセンサの出力信号Ｐ１，Ｐ２を示
す信号波形図であり、（ｂ）は信号Ｐ１，Ｐ２の差動信
号を示す波形図である。

【図６】磁気抵抗素子の特性を示す特性図である。

【図７】９０度の位相差を持つ磁気抵抗素子の等価回路
図である。

【図８】（ａ）はＦＧセンサの出力信号Ｐ１，Ｐ２を示
す信号波形図であり、（ｂ）は信号Ｐ１，Ｐ２の差動信
号を示す波形図である。

【図９】従来の回転検出装置の検出機構を示すブロック
図である。

【符号の説明】 １ ステータ ２ 駆動用コイル ３ 駆動マグネット ４ ロータヨーク ５ 回転軸 ７ ＦＧマグネット ８ ＦＧセンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体に配置され、Ｎ極とＳ極を交互に
   有してなるＦＧマグネットと、このＦＧマグネットに対
   向して配置され、回転体の回転状態を検出する位相の異
   なる信号を２つ出力する磁気感応素子とからなる回転検
   出手段において、 上記２つの位相の異なる信号の差動信号又は加算信号を
   回転速度信号とすると共に、この２つの位相の異なる信
   号より回転方向検出を行うようにしたことを特徴とする
   回転検出装置。
2. 【請求項２】 ２つの位相の異なる信号の差動信号及び
   加算信号より回転方向検出を行うようにしたことを特徴
   とする請求項１記載の回転検出装置。