JPS5842973A - 回転方向検知装置 - 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、回転方向検知装置に関し、特にたとえば磁
気記録再ｇＥ装置の回転方向を検知する装置に関する。

　　　゛ 種々の回転機構において、壱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−。

第１図は従来から磁気記録再生−置のキャプスタン部に
設けられているＩｉ＠方向検知装置の一例を示す図であ
る。同図において、キャプスタンモータ１にはキャプス
タン２と一体に成形された回転軸３が設けられている。

この回転軸３には、１転方向を検知するために、フライ
ホイール４が一体的ｉ取付けられている。フライホイー
ル４の円周には一定のピッチで切込み５．５−・・が形
成され、この切込み５．５が通過する位置にフライホイ
ール４を挾んで一対向する発光ダイオード・フォトトラ
ンジスタ対６１．７１６よび６２．７２が２粗配置され
ている。第１の発光ダイオード６１ψ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５の円周角度ｅに対し
て円周方向に１／２θだけずらせに位置関係に設置され
ている。

第２図は前記構造の回転方向方向検知装置における電気
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および第２の発光ダイオード６１．６２が直列に接
続されている。一方、フォトトランジスタ７１．７２は
、それぞれ、抵抗１０．１１を介して電源端子８と接地
間に挿入され、第１フオトトランジスタ７１の出力はＤ
型フリップ７０ツブ１２のデ・−全端子１３！Ｐ−１第
２フォトトランジスタ７２の出力は同フリップフロップ
１２のトリガ端子１４に入力されている。

上述のようにＤ型フリツブフ０ツブ１２が用いられた従
来の検知装置では、トリガ端子１４に正極性パルスが入
力されると、データ端子１３への入力が正であれば出力
端子１５の電位は正となり、データ端子１３への入力が
Ｏであれば出力端子１５の電位は０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出力端子１５
の電位は以前の状態を保持する。

り向検知動作を説明する。第１図においてモータ１側か
ら見て時計方向に回転が行なわれると、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
光が入射され、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がなも）フライホイール４の通
過ではコレクタ電圧は上昇する。切込み５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３図（ａ
）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５の通過に同期して
コレクタ電圧の低下および上昇を繰り返すが、前記第１
のフォトトランジスタ７１とは位瞳関Ｓ゛′・、が切′
込みの円周角ｅに対して１／２ｅ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３ａｉ（
ｂ）に示すように第１のフォトトランジスタ７１の出力
枦形に対して１／４位相の連れたものとなる。

前記り型フリップ７０ツブ１２は、トリガ端子１４、に
与えられるクロック信号がローレベルから　　。

ハイレベル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、オトトランジるタフ１は第、３図（ａ
、）に２示すコ、レクタ、電圧を出力し、第２のフォト
トランジスタ７２は第３図（ｂ）に示すコレクタ電圧を
出力して、それでれ、Ｄ型フリップフロップ１２の入力
端子１３．１４に入力し−、その結果出力端子１５に竺
ハイレベル信号を導出し、時計方向の回転であることを
男す。

他方、フライホイール４が反時計方向の回転をした場合
、第２のフォトトランジスタ７２のコレクタ電圧は第３
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３図（Ｃ）、で示すととく
１／４位相遡れた出力波形を導出１、それぞれの出力波
形をＯ型フリップフロップ１２の入力端子１４および入
力端子１３に印加する。その結果出力端子１５にはロー
レベル信号が導出され、前記時計方向を示すハイレベル
信号に対して、反時計方向を示す出力が形成され、回転
方向の検出が行なわれる。

ところで、前記回転方向検知動作において、Ｄ型７９．
プ、。、プ１２、。入力−４は第３図。

示したように必ずしも安定し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型フリツレフロップ１２のトリガ端子１，４に与え
→れる企力信号が第４図（ａ）に示すごとく雑音を伴っ
たクロック信号として印加されたとすると、データ端子
１３への入力信４は第４図（ｂ）の変化を示すので、出
力端子１５からの中力信号は第４図（Ｃ＋＞の波形を示
し、特にデータ端４１３がローレベルの状態で生じたク
ロッ゛り信号の雑音にｉＬでは出力信号にローレベルと
なる期間が発生し、誤った回転方向の検知が行なうに滑
らせた波形とすることにより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ローレベルからハ
イレベル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１５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、　
ＤＩ！！フリップフＯツブ１２はトリガ端子１４に与え
られる信号がローレベルからハイレベルに変化したとき
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り、１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り速度によって回転方向の検知動作
に誤りが生じφのを軽減し、また回転方向の検知速度を
速＜　１．、＊回転方向検知装ぽを提供することである
。　３ 、この発明は、要約すれば、回転体の回転に同期して形
成されかつ相互に位相がずれた第１およｑ第２のパルス
信号を入力して回転体の回転方向に対応した出力信号を
導出させる回転方向検知装置において、第１のパルス信
号のレベルが反転したとき第２のパルス信号のレベルに
応じて１転体の１転方向に対応するレベルの信号を出力
する第１の回転力＾検知手段と、第２の一パルス信号の
レベルが反転したとき第１のパルス信号のレベルに応じ
て回転体の回転方向に対応するレベルの信号を出力する
第２の回転方向検知手段とを設け、これら第１および第
２の回転方向検知回路段のうち先に回転−の回転刃高の
一層に応答した出力を選択的に切替えて出力するように
したものである。

この発明の上述の目的およ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。

第５−°はこの発明の一実施例を示す回路図である。構
成において、第１のフォトトランジスタ７１と第２のフ
ォトトランジスタ７２とは、フライホイール４の切込み
の円周角ｅに対して１／２ｅだけずれた位置に配置され
ている。そして、フォト−′トラレジスタ７１および７
２のコレクタ出力は第１の回転方向検知回路１０１に与
えられるとともに、第２の回転方向検知回路１０２に与
えられる。これら第１の回転方向検知回路１０１および
第２の回転方向検知回路１０２の出力は切替回路１０３
に与えられ選択的に切替えられて出力端子５１から出力
きれる。すなわち、第１の回転方向検知回路１０１およ
び第２の一転方向検知口路１０２は入力端子１６．１７
から入力されるパルス信号の位相関係に基づいてたとえ
ばキャプスタンモータ１（第１図参照）の回転方向を検
知し、回転方向に対応したレベルの信号を導出するため
の回路である。しかし、キャプスタンモータ１の回転方
向が変化するとき、第１の記憶回路１０１および第２の
記憶回路１０２の一答時一が若干ずれる。切替回路１１
０３は第１の記憶回路１０１−および第２の記憶回路１
０２″の出力のうちキャプスタンモータ１の回転方向の
表化に早く応答した出力を選択して出力するた”めの回
路である。

次ｉ、さらに詳細な構成および動作について説明する。

第１の回転方向検知回路１０１にはフォトトランジスタ
７１．７２から入力端子１６．１７に与えられるパルス
信号に対して、パルス信号めレベルを保持させるために
２組の記憶回路が設けられる。すなわち、Ｗｌｌの記憶
回路はバッファ１８、ＡＮＤゲート２０．２１およびＮ
ＯＲゲート２４．２５〒構成され、第２の記憶回路はバ
ッフｙ１８，１９．ＡＮＤゲート２２，２３およびＮＯ
Ｒゲート２６．２７で構成される。さらに、第１および
第２の記憶回路に保持されている信号の導出を入力端子
１７のパルス信号によって切替えるためにバッファ１９
．ＡＮＤゲート２８．２９およびＮＯＲゲート３０から
なるスイッチング回路が陵けられている。

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ＡＮＤゲ
ート２０ないし２−３の各入力信号は、ＰＱ、ＰＱ、Ｐ
Ｑ、ＰＱとなり、フライホイール４の回転に同期して形
成されるパルス信１！Ｐ。

Ｑの組み合わせによりＡＮＤゲート２０ないし２３の中
の１つのゲート出力がハイレベルとなり、他の３つのゲ
ート出力がローレベルとなる。

今、入力端子１７がローレベルの場合、第１記憶回路の
ＡＮＤゲニト２０．２１の出力はともにローレベルとな
り、ＲＳフリップフロップのＮＯＲゲート２５から導出
される出力は前の状態を保持することになる。一方、Ａ
ＮＤゲート２９にローレベルの入力端子１７の信号が与
えられているため、第２記憶回路の記憶内容にかかわら
ずＡＮＤゲート２９ゆローレベルとなり、したがりてＮ
ＯＲゲート３０の出力は第１記憶回路の記憶内容である
ＮＯＲゲート２５の出力の反転した信号が導出される。

同様に、入力端子１７がハイレベルの場合は、第２記憶
回路のＡＮＤゲート２２．２３の出力がともにローレベ
ルとなり、ＲＳフリップフロップのＮＯＲゲート２７の
出力端、子は前の状態を保持することになる。一方、Ａ
Ｎ、Ｄゲート２９には一人・　：Ｘ 力端子１７のハイレベル信号が与えられているためＡＮ
Ｄゲート２９からはＮＯＲゲート２７の出力が導出され
、ＮＯＲゲート３０からは第２記憶回路の記憶内容であ
るＮＯＲゲート２７の反転した信号が出力される。

ところで、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ＮＯＲゲー
ト３０の電位レベルは変化せず前の状態のままである。

入り端子１６．１７のレベルの各組み合わせにおける記
憶回路の出力状態は、入力端子１６がローレベルで入力
端子１７がハイレベルのときは、ＮＯＲゲート２５の出
力はローレベルとなる。また、入力端子１６がハイレベ
ルで入力端子１７がハイレベルのときはＮＯＲゲート２
５の出力はハイレベルとなる。また、入力端子１６がロ
ーレベルで入力端子１７がローレベルのときはＮＯＲゲ
ート２７の出力はハイレベルとなる。また、入力端子１
６がハイレベルで入力端子１７がローレベルのときは、
ＮＯＲゲート２７の出力はローレベルとなる。したがう
て、ＮＯＲゲート３０からは第１および第２のＲ８フリ
ップ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。

同様に、第２の回転方向検知回路１０２には、バッファ
１９、ＡＮＤゲート３１．３２およびＮＯＲゲート３５
．３６で構成さ、れる第３の記憶回路と、バッファ１８
，１９、ＡＮＤゲート３３゜３４およびＮＯＲゲート３
７．３８で構成される第４の記憶回路と、バッファ１８
．ＡＮＤゲート３９．４０およびＮＯＲゲート４１によ
りて構成されるスンツチング回路とが設けられる。した
がうて、回転方向検知回路１０１と同様の動作１ｌＩＩ
ｌに基づいて、ＮＯＲゲート４１からは、ＮＯＲゲート
７０．７１で構成されるＲＳフリップフロップと、ＮＯ
Ｒゲート７２．７３で構成されるＲＳフリップフロップ
と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。

今、第１１１に示した回転体に前記回路を連用した場合
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および第２のフォトトランジスタ７１．７
２のコレクタ電圧波形は、それぞれ、第３図（ａ）およ
び（ｂ）のような変化を示す。この図で入力端子１７に
与えられる信号がローレベルからハイレベルに変化する
と、入力端子１６１ハイレベルの状態にあるから、ＮＯ
Ｒゲート３０はハイレベルの信号を導出する。入力端子
１７はハイレベルのままで入力端子１６がハイレベルか
らローレベルに変化するが、ＮＯＲゲート３０＆を前の
状態を保持したまシでハイレベルの信号を導出する。入
力端子１７がハイレベルからローレベルに変化したとき
に、入力端子１６はローレベルであるからＮＯＲゲート
３０はハイレベルの信号を導出する。入力端子１７がロ
ーレベルのままで入力端子１６がローレベルからハイレ
ベルへ変化するが、ＮＯＲゲート３０の電位は前の状態
を保持したままでハイレベルの信号を導出する。すなわ
ち、いずれの入、力信号レベルの組合わせにおいても時
計方向の回転においてはハイレベル信号がＮＯＲゲート
３０から導出される。

他方、フライホイール４が反時計方向に０転した場合に
は、入力端子１６．１７に与えられるパルス信号波形が
第３図（ｂ）および（Ｃ）に変化する。したがうて、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づい
て、ＮＯＲゲート３０からは反時計方向の・回転を意味
するローレベル信号が導出される。

上述のように、第１の回転方向検知回路１０１では、入
力端子１７からの信号のレベルの立ち上りのみならず立
ち下がりにおいても信号レベルの読込みが実行される。

第１の回転方向検知＠路１０１と同様の動作原理に基づ
いて、第２の回転方向検知回路１０２のＮＯＲゲート４
１からは、フライホイール４の時計方向の回転にしたが
ってハイレベル信号が導出され、フライホイール４の反
時計方向の回転にしたがってローレベル信号が導出され
る。なお、第２の１転方向検知回路１０２′では、上述
の回転方向検知回路１０１とは逆に入；ヤ端子１６から
の信号の立ち上りおよび立ち下がりにおいて信号レベル
の読込みが実行される。

ここで、フライホイール４の回転方向が反転した場合を
想定する。上述のように、第１の回転方向検知回路１０
１は入力端子１７からの信号の１．レベルの門も上りお
よＹ立ち下がりで信号レベルの読込みを実行し、第２の
回転方向検知回路１０２は入力端子１６からの信号のレ
ベルの立ち上りおよび立ち下がりで信号レベルの読込み
を行なう。

したがって、回転方向が反転した場合、第１の回転方向
検知１路１０１が応答してその出力を反転させるタイミ
ングと、第２の回転方向検知回路１０２が応答してその
出力を反転するタイミングとには入力パルスの１７４周
期のずれがある。

今、フライホイール４が時計方向に回転しており、第１
および第２の回転方向検知回路１０１および１０２の出
力がいずれもハイレベルであるとする。この場合、ＮＯ
Ｒゲート４７の出力はローレベルとなり、ＡＮＤゲート
４８の出力はハイレベルとなる。した：がつて、ＮＯＲ
ゲート４９の出力はハイレベル′となり、ＮＯＲゲート
５ｏの出力はローレベルとなる。一方、ＡＮＤゲート４
２の出力はハイレベルのため、ＡＮＤゲート４４の出力
はハイレベルとなる。したがって、ＯＲゲート４６の出
力はハイレベルとなる。

ここで、フライホイール４の１転方向が反転し、その反
転を回転方向検知回路１０１が回転方向検知回路１０２
よりも先に検知し、その出力がローレベルになったとす
る。この場合、ＮＯＲゲート４７の出力およびＡＮＤゲ
ート４８の出力はローレベルとなる。したがうて、ＮＯ
Ｒゲート４９および５０で構成されるＲＳフリップフロ
ップの出力は以前の状態を保持する。すなわち、ＮＯＲ
ゲート４９の出力はローレベルであり、ＡＮＤゲート４
４の出力はローレベルとなっている。また、ＮＯＲゲー
ト５０の出力はハイレベルとなりている。しかし、ＮＯ
ゲート４３の出力はローレベルとなプており、ＡＮＤゲ
ート４５の出力はローレベルとなっている。したがって
、ＯＲゲート４６の出力がローレベルに反転する−この
ようにして、いち早く回転方向の反転を、検知した回転
方向検知回路１０１の出力が出力端子５１から取出され
る。

次に、入力パルスの１／４周期遅れて１転方向検知回１
１０２の出力がローレベルになったとすると、ＡＮ’Ｄ
ゲート２の出力およびＯＲゲート４３の出力はいずれも
０−レベルとなる。したがうて、ＡＮＤゲート４４およ
び４５の出力もローレベルとなり、ＯＲゲート４６の出
力はローレベルが保持される。

次に、フライホイール４の時計方向への反転を回転方向
検知１路１０−１が回転方向検知ａｍｉ。

２よりも早く検知し、その出力がハイレベルになったと
する。この場合、ＮＯＲゲート４７およびＡＮＤゲート
４８の出力はいずれもローレベルとなる。したがうて、
ＮＯＲゲート４９および５０で構成されるＲＳフリップ
フロップの出力は以前の状態を保持する。すなわち、Ｎ
ＯＲゲート４９はローレベルであり、ＮＯＲゲート５０
の出力はハイレベルである。一方、ＯＲゲート４３の出
力はハイレベルであるため、ＡＮＤゲート４５の出力が
ハイレベルとなり、ＯＲゲート４６の出力はハイレベル
に反転する。このように、口転方向検知回路１０１によ
るいち早い検知が出力端子５１から出力される。

回転方向検知回路１０２が回転方向検知回路１０１より
もいち早く回転力−の反転の検知を行なった場合は、上
述と同様の動作ｉｌ［ｌｌ！に基づいて、その出力が出
力端子５１から取出される。

次に、入力端子１７への信号が１１４図（ａ）のように
雑音を伴う場合を考える。たとえば時計方向１転のとき
、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り、前述の動作原理に基
づいてＮＯＲゲート３０からは第４図（ｅ・）に示すよ
うな出力信号が導出される。このとき、ＮＯＲゲート４
１からはハイレベルの信号が出力されている。したがっ
て、切替回路１０３からは第４図（ｅ）に示す信号と同
様の信号が出力される。ここで、第４図（ｅ）の出力波
形のうち、ローレベルにある期間は譲った方向検知が行
なわれていることになる。

しかし、第４図（０，）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持った入力信号が与えら
れた場合でも、第５図の回路では誤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。

これは、第１の方向検知回路１０１および第２の方向検
知回路１０２が入力信号の立ち上りのみならず立ち下が
りにおいても信号レベルの読込みを行なっているからで
ある。　　　゛ なお、入力信号から雑音に影響を軽減するために、第５
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、支承なく方向検
知を実行させることができる。

また、第５図の回路において入力端子１６．１７に印加
するパルス信号はフォトトランジスタから導出されたも
のに限られる必要はなく、機械的スイッチあるいは着磁
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
合わせて同様のパルス信号を形成することもできる。

以本のように、弓の発明によれ゛ば、第１の回転方向検
知手段および第２の回転方向検知手段のうち回転体の回
転方向をいち早く検知した検知手段の出力を切替えて出
力するよう、にしたので、従来の１転方向検知輪置に比
べて回転方向が反転したことを検知するまでの峙＠１を
ほぼ１／４に短縮することができる。また、たとえ入力
されるパルス信号が雑音を伴ったものでも、誤った検知
信号が出力される期間を短縮して検知精度を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転方向検知回路の外観を示す図である。−第
２図は従来の回転方向検知装置の回路図である。第３図
は第２図の回路の入力信号波形図である。第４図は第３
図の回路の動作およびこの発明の実施例の動作を説明す
るための信号波形図である。第５図はこの発明の一実施
例を示す回路図である。 図において、１はキャプスタンモータ、４はフライホイ
ール、５は切込み、６１．６２は発光ダイオード、７１
．７２はフォトトランジスタ１．１６．１７は回転方向
検知回路の入力端子、１０１は第１の１１転方向検知回
路、１０２は第２の回転方向検知回路、１０３は切替回
路を示す。 代理人　葛　野　信　−（外１名） ｖ、１図 ７１ 第２０ 埠３０２１ 第４０ （（）Ｔ−ｍ−「−一一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 自転体の回転に同期して形成されかつ相互に位相がずれ
   た第１および第２のパルス信号を入力して、前記回転体
   の回転方向に対応した出力信号を導出させる回転方向検
   知装置において、前記第１のパルス信号のレベルが反転
   したとき、前記第２のパルス信号のレベルに応じて前記
   回転体の回転方向に対応するレベルの信号を出力する第
   １の回転方向検知手段、 前記第２のパルス信号のレベルが反転したとき、前記第
   １のパルス信号のレベルに応じて前記回転体の回転方向
   に対応するレベルの信号を出力する第２の０転方向検知
   手段、および 前記第１′の回転方向検知手段と前記第２の回転方向検
   知手段とのうち前記ａｔ体の回転方向の値化に先に応答
   した出力を選択的に切替えて出力す一−−赫一龜−＆−
   １豐　ロ社☆＾蛤勧駄霞