JPS5827065A - 回転方向検知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回転方向検知器に関するもので、特に例えば
磁気記録再生装置の回転方向を検知する装置に関するも
のである。

種々の回転機構において、それらの回転方向を逐次検知
して適切な動作の指示や、他の機構との関係において回
転方向を検知したい場合がしばしば生じる。

第１図は従来から磁気記録再生装置のキャプスタン部に
設けられている回転方向検知器の一例を示す図である。

同図において、キャプスタ／モータ１にはキャプスタン
２と一体に成型された回、転軸８が設けられている。こ
の回転軸８には、回転方向を検知するために、フライホ
イール４が一体的に取付けられている。フライホイール
４０円周には一定のピッチで切込み５，６・・・が形成
さ扛、この切込み５．５が通過する位置にフライホイー
ル４を挾んで相対向する発光ダイオード・フォトトラン
ジスタ対６１．７１及び６２．７２が２Ｍｉ配置されて
いる。第１の発光ダイオード６１・フォトトランジスタ
７１対と第２の発光ダイオード６２・フォトトランジス
タ７２対とは予め前記切込み６の円周角度θに対して円
周方向に百θだけずらせた位置関係に設置されている２
、 第２図は前記構造の回転方向検知器における電気回路図
で、定電圧電源端子８と接地間に抵抗９を介して第１及
び第２の発券ダイオード６１．６２が直１列に接続され
ている。一方、フォトトランジスタ７１．７２は夫々抵
抗１０．１１を介して電源端子８と僧地関に挿入され、
第１フオトトランジスタ７１の出力はｂ型フリップフロ
ップ゛１２のデータ端子１８に、第２フオトトランジス
タ７２の出方は同フリップフロップ１２のトリガ端子１
４に入力されている。

上述のようにＤ型フリップフロップ１２が用いられた従
来の検知回路では、トリガ端子１４に正皺性パルスが入
力され石と、データ端子１Ｂへの入力が正であれば出力
端子１６の電位は正となシ、データ端子１８への入力が
零であれば出方端子１５の電位は零となる。またトリガ
端子１４への入力パルスがなくなっても頒力端子１５の
電位は以前の状態を保持する。

方向検知動作を説明する。第１図においてモータ１側か
らみて時計方向に回転が行われると、第１のフォトトラ
ンジスタ７１が設置された位置をフライホイール４の切
込み５が通過する状態で第１の発光ダイオード６１の光
が入射ｊれ、フォトトランジスタ７１のコレクタ電圧は
低下し、一方切込み５がないフライホイール４１通過で
はコレクタ電圧は上昇する。切込み６の通過に伴うフォ
トトランジスタのコレクタ電圧の変化を第８図（ａｌに
示す。

第２のフォトトランジスタ７２についても同様の原理で
フライホイールの切込み６の通過に同期してコレクタ電
圧の低下及び上昇を繰シ返すが、削記第１の・フォトト
ランジスタ７１とは位置関係が切込みの円周角θに対し
てＩＡθだけずれた位置に設けられているため、コレク
タ電圧の出力波形は第８図（ｂ）に示すように第１のフ
ォトトランジスタ７１の出力波形に対して１／４位相の
遅れたものとなる。

ｌＵ記り型フリップフロップ１２は、トリガ端子１４に
与えらｎるクロック信号が低レベル［月から高レベルｒ
ＨＪへ変化するときに動作するように設計されているも
のとすると、前記時計方向の回転によって第１のフォト
トランジスタ７１Ｆｉ、第８図（ａ）にボすコレクタ電
圧を出方し、第２のフォトトラ／ジスタフ２は第８図（
ｂ）に示すコレクタ電圧を出方して夫々Ｄ型フリップフ
ロップ１２の入力端子１８．１４に入力し、その結果出
力端子１５には高レベル信号ｒＨＪ　ｔ−導出し、時計
方向の回転であることを示す。゛他方フライホイール４
が反時計方向の回転ヲした場合、第２のフォトトランジ
スタ７２のコレクタ電圧は第８図（ｂ）で示す出力波形
を示すのに対して、第１のフォトトランジスタ７１は第
８図（Ｃ）で示す如＜ｌ／４位相遅れた出力波形を導出
し、夫々の出力波形をＤ型フリップフロップ１２の入力
端子１４及び入力端子１８に印加する。その結果出力端
子１５には低レベル信号開−が導出され、１記時計方向
を示す高レベル信号゛聞に対して、反時計方向を示す出
力が形成され１、回転方向の・検出が行われる。

ところで、前記回転方向検知動作において、Ｄ型フリッ
プフロップ１２への入力信号は第８図に示したように必
ずしも安定じた波形で印加されるものではなく、外部雑
音等による振動を伴った場合がしばしばある。

今、フライホイール４が時計方向に回転している状態で
、Ｄ型フリップフロップ１２のトリガ端１４に与えられ
る入力信号が第４図（ａ）示す如く雑音を伴ったクロッ
ク信号として印加されたとす・ると、データ端子１８へ
の入力、信号は第４図（ｂ）の変化をボすので、出力端
子１５からの出力信号は第４図（Ｃ）の波形を示し、特
にデータ端子１８が低レベルの状態で生じたクロック信
号の雑音に対しては出力信号に低レベル［月となる期間
が発生し、誤まった回転方向の検知が行われたことにな
る。このような欠点に対しエトリガ端子１４とアース間
にコンデｙｔを挿入して、トリガ端子１４への入力信号
を第４図（ｄ）のように滑らせた波形とすることによシ
振動の影響を軽減することも考えられるが、このような
回路では低レベルｒＬＪから高レベル囲への変化の時間
が長くなり、入力パルスがない場合と同様に出力端子１
５の電位は以前の状態を保持したままで出力信号は変化
しない事態が生じる。特に、Ｄ型フリップフロップ１２
はトリガ端１４に与えられる信号が低レベルｌ」−から
高レベル囲に変化したときに動作するように設計されて
いるため、回転方向が変化した場合でもトリガ端子１４
に次の正極パルスが入力されるまで変化しないことにな
シ、回転方向の変化に適切な対応ができないことになる
。

それゆえに、この発明の主たる目的は、入力パルス信号
に伴う雑音や立ち上シ速度によって回転方向の検知動作
に誤りが生じるのを軽減し、また回転方向の検知速度を
速くした回転方向検知器を提供するとと−である。

この発明の上述の目的及びその他の目的と特徴は図面を
参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとなろ
う。

この発明を要約すれば、回転に同期して異なった位相関
係、で導出される２組のパルス信号について、このパル
ス信号のレベルの組み合せによって得られる信号を２組
のたとえばＲ５型ツリッググロツプで構成される記憶回
路に入力して記憶保持させ、この記憶回路に保持されて
いる信号を、前記２組のパルス信号の一方のパルス信号
に応じて切換えて導出させることにより、回転体の回転
方向に対応させて高又は低レベルの信号を発生させて回
転方向を検知するものでおる。

第５図はこの発明の一実施例の電気回路図である。同図
において、第１のフォトトランジスタ６１と第２のフォ
トトランジスタ６２は第１図の装置と同様に切込みの円
周角θに対して百〇だけず扛た位置に配置されているが
、導出さｎたフォトトランジスタのコレクタ電圧は夫々
次に説明するＲ３型フリップフロップを含んでなる記憶
回路に入力される。即ち、２組のフォトトランジスタ６
１．６２から回転方向検知回路の入力端子１６．１７に
与えられるパルス信号に対して、パルス信号のレベルを
保持させるために２組の記憶回路が設けられ、第１の記
憶回路はバッファ１８，１９．アンドゲート２２；、２
８及びノアグー）２６．２７で構成さｊＬ、第２の記憶
回路はバンファ１８．アンドグー）　２０．２１及びノ
アケ−）２４．１５で構成され、更に＋４ｔＩ記両記憶
回路に保持されている信号の導出倉入刃端子１７のパル
ス信号によって切換えるためにバッファ１９．アンドゲ
ート２８．Ｒ９及びノアゲート８ｏ７からなるスイッチ
ング回路が設けられている。

入力端子１６に導出される信号をＰ、入力端子１７に導
出される信号をＱとすると、記憶回路の４つのアンドゲ
ート２０ないし２８の各入力信号は、ＰＱ。

ＰＱ、　ＰＱ、　ＰＱとなシ、フライホイールの回転に
同期して形成されるパルス信号Ｐ、Ｑの組み合せにより
アンドゲート２０ないし２８の中のひとつのゲート出力
が高レベル間となり、他の８つのゲート出力は低レベル
ｌ」となる。

今入力端子１７が低レベル１月の場合、第１記憶回路の
アンドグー）　２０．２１の出力は共に低レベルとなり
、ＲＳＳフリラグフロップノアゲ’−）　２５から導出
される出力は削の状態を保持することになる。一方、第
２記憶回路から出力される信号はアンドゲート２９に低
レベルの入力端子１７の信号が与えられている丸め、記
憶内容に拘わらずアンドゲート２９は低レベルとなシ、
従って出力端子８１には第１記憶回路の記憶内容である
ノアゲート２６の出力の反転した信号が導出される。

同様に入力端子１７が高レベル間の場合は、第２記憶回
路のアントゲ−）　２２．２８の出力が共に低レベルと
な！り、ＲＳフリップフロップのノアゲート２７の出力
端子は９すの状態を保持することにな９、一方アンドグ
ート２９には入力端子１７の高レベル信号（３）が与え
られているためアンドゲート２９がらはノアゲート２７
の出力が導出され、ノアゲート８０を介した出力端子８
１には第ζ記憶回路の記憶内容であるノアゲート２７０
反転した信号が出力される。

処で入力端子１６のみの電位レベルが変化しても、スイ
ッチングゲートが設けられているため出力端子８１の電
位レベルは変化せず前の状態のままである。

両入力端子１６．１７のレベルの各組み合せにおける記
憶回路の出力状態は、入力端子１６が低レベルｌ」で入
力端子１７が高レベルｍｌのときは、ノアゲート２５の
出力は低レベルｌ」となシ、入力端子１６が高レベル間
で入力端子１７が高レベル間のときはノアゲート２５の
出力は高レベル…」となる。

また入力端子１６が低レベルｌ」で入力端子１７が低レ
ベル「Ｌｌのときはノアゲート２７の出力は高レベルｍ
」となシ、入力端子１６が高レベル間で入ヵ端子１７が
低レベル［Ｕのときは、ノアゲート２７の出力は低レベ
ル「月となる。っまシ出カ端子８１には第１及び第２の
ＲＳフリッフ′フロップの中で記憶状態となっている方
の出力を反転した信号が導出される。

第１図に示し九回転体に前記回＃：ｒを適用した場合の
動作を説明する。時計方向にフライホイール４が回転す
ると第１及び第２フオトトランジスタｙｉ＋ｙｇのコレ
クタ電圧波形は夫々第８図（ａ）及び（ｂ）のような変
化を示す。この図で入力端子１７に与えられる信号が低
レベル［ＬＩから高レベル囲に変化すると、入力端子１
６は高レベル団の状態にあるから、出力端子８１には高
レベル信号１１（Ｊを導出する。入力端子１７は高レベ
ル囲のままで入力端子１６が高レベルｒＨＪから低レベ
ル「月に変化するが、出力端子８１＃′ｉ削の状態を保
持したままで高レベルｒ）ＩＪ　ｔ−導出する。入力端
子１７が高レベル「川から低レベル開に変化したときに
、入力端子１６は低レベル「Ｌ」であるから出方端子８
１に高レベル団を導出する。入力端子１７が低レベルｌ
」のま壕で入力端子１６が低レベル［月から高レベル１
月へ変化するが、出力端子８１の電位は前の状態を保持
したままで高レベル１ｌ−ＩＩを４出する。即ち、いず
れの入力信号レベルの組み合せにおいても時計方向の回
転においては高レベル信号ｒ）Ｕが出力端子８１に導出
されるる 他方フライホイール４が反時計方向に回転した場合には
、入力端子１６１１７に与えられるバルヌ信号波形が第
８図（ｂ）及び（Ｃ）に変化する。従ってこれらの位相
関係にあるパルス信号が入力端子１６．１７に印加され
ると、前述の動作説明と同様の原理に基いて、出力端子
８１には反時計方向の回転を意味する低レベル信号ｌ」
が導出される。

次に入力端子１７への信号が第４図（ａ）のように雑音
を伴う場合を考える。時計方向の回転において、入力端
子１７に第４図（ａ）に示す信号が、入力端子１６に第
４図（ｂ）に示す信号が与えられる。これらの入力信号
が与えられることによシ前述の動作原理に基いて入力端
子１７に印加されパルス信号のレベルの変化に伴い出力
端子８１には第４図（ｅ）に示すような出力信号が導出
さｒる。ここで第４図（ｅ）の出力波形の内、低レベル
にある期間は誤まった方向検知が行われていることにな
る。しかし第４図（Ｃ）に示した従来の回路から出力さ
れる検知信号に比べ同じ雑音をもった入力信号が与えら
れた場合でも、第６図の回路では誤まった検知信号の期
間が減少した出力として導出され、従来回路に比べて方
向検知の精度は改善される。即ち、入力信号１７の立下
りにおいても信号レベルの読込みが実行されるため、低
レベルの期間を短縮することができる。

尚入力信号から雑音の影響を軽減するために、第６図の
回路の入力端子１７とアースとの間にコンデンサを挿入
して構成しても、この発明の検知回路では入力として必
要なのは電位のレベルであるため、支障なく方向検知を
実行させることができる。

回転動作の途中に方向が反転した場合、第、２図のＤ型
フリップフロップを適用した回路ではトリガ端子に次の
正極パルスが入力されるまで出力が入化しないため検知
が遅れる惧れがある。しかし第５図の回路では、入力信
号の立上υ及び立下りの両方の変化で出力が変化するた
め、回転方向の変化に対して速↑かに応答することがで
きる。

第６図の回路においで入力端子１６．１７に印加するパ
ルス信号は、フォトトランジスタから４出されたものに
限られる必要はなく、機械的スイッチ或いは着磁したフ
ライホイールにホール素子等の磁気感知素子を組み合せ
て同様のパルス信号を形成することもできる。

以上のようにこの発明によれば５．１組の位相が異なる
パルス信号を利用して回転体の回転方向を検知する回路
において、たとえ入力されるパルス信号が雑音を伴った
ものでも、誤まった検知信号・が出力される期間を短縮
して検知′Ｉｎ１１度を高め、また回転方向が変化し九
場合にも速やかに対応した検知出力を導出させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転方向検知器の外観を示す図、第２図は従来
の回転方向検知回路図、第８図は同検知回路の入力信号
波形図、第４図は同検知回路の動作及びこの発明の詳細
な説明するための信号波形図、第６図はこの発明の一実
施例を示す電気回路図である。 図において、４はフライホイール、６は切込み、６１．
６２は発光ダイオード、’１１．’ｒ２はフォトトラン
ジスタ、１６．１７は回転方向検知回路の入力端子、１
８．１９＃ｉバツフア、２０〜２８はアンドゲート、２
４〜２７Ｆｉノアゲート、２８．２９はアンドゲート、
８Ｇはノアゲート、８１は出力端子である。 代理人　　葛　野　信　−（外１名） 第１１ ／Ｉ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転に同期して形成され゛るセ組の位相がずれた
   パルス信号を入力して、回転方向に対重した出力信号を
   導出させる回転方向検知器において、前記２組のパルス
   信号の組み合せのいずれの場合も１つだけ他と異なるレ
   ベルの信号を形成するゲート回路と、 前記ゲート回路の出力が与えられた２組の記憶手段と、 前記記憶手段の出力の導出を前記パルス信号の一方の信
   号レベルに基いて切換えるヌイツチ／グ回路とを備えて
   なる回転方向検知器。