JPS587495Y2 - 供給リ−ルモ−タ制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、キャプスタン、供給側リール及び巻取り側リ
ールをそれぞれ独立に駆動する３個の直流モータを有す
るテープレコーダにおいて、リピート動作すなわち録音
・再生時と巻戻し時に供給側リールを回動ｆるモータの
動作特性をそれぞｒに最適となる如く切換えるモータ制
御装置に関する。

一般にテープレコーダに分いては、録音又は再生中は、
テープ走行速度を安定にしテープと磁気ヘッドの接触圧
を一定に保って出力変動を防止するために、キャプスタ
ンの供給側のテープにかカルテンション（所謂バックテ
ンション）カ、供給側リールのテープ巻径の変化に無関
係に一定であることが望ましい。

一方、巻戻し時は、テープの永久的変形を防止するため
、走行テープに無理な力がかからず、瞥た一様にむらな
くリールに巻付けられるべく、テープを供給側リールの
テープ巻径の変化に無関係に一定のテンションを保ちつ
つ巻戻されることが望ましい。

従来、録音・再生中に一定のバックテンションをかける
装置として、テープ巻径の変化に追従する検出アームを
設けたり、リールの回転周期を検出してリールのテープ
巻径変化を検出し、その出力に応じて供給リールに機械
的又は電磁的制動をかける装置が案出されている力＼機
械的な装置はテープを傷めたり経時変化などのため制動
が不安定になるうえ、カセット式テープレコーダには適
用困難であシ、電磁的な装置は特別な機構装置が必要で
原価が高くつく欠点を有していた。

また、巻戻し動作の場合は、巻戻しの巻き始めにモータ
の回転数が極度に高くならぬ様に、かつ、巻き終シには
回転数が極度に低下して止すらない様に、減速機構など
を設けて供給側リールモータの特性を平行移動させて使
用していたが、モータの回転速度対トルク特性は第１図
の曲線ａのごとくその傾向が急なので、巻戻しの巻き始
めは回転数が大きすぎてテープを傷めるおそれがあり、
巻き終シは回転数が小さすぎて、何らかの原因で回転が
止１つて巻戻し不能となる場合があった。

本考案は、録音・再生及び巻戻しそれぞれの動作に最適
な供給側リールモータの特性を電子回路で合成し、かつ
、それを電子的に切換える簡単な構成で、これらの問題
点を解決したものである。

以下図面に従って説明する。

第１図は、供給側リールモータの回転速度ＮとトルクＴ
の関係を示す特性図である。

一般に、直流モータの電機子に流れる電流１（Ａ）と回
転速度Ｎ（ｒｐｍ）の間には次式が成立する。

ここで、Ｅは電源電圧Ｖ、ｒ は電機子抵抗Ｑであり
、Ｋｅは逆起電力定数（Ｖ／ｒｐｍ）で、回転速度Ｎに
比例して発生する逆起電力を回転速度Ｎて餘した値であ
る。

ｌた、モータに発生するトルクＴ（ｇ−Ｇｍ）は電機子
に流れる電流■に比例するので、その比例定数をＫｔ（
ｇ・ｃｍ／Ａｓ トルク定数と称す）として回転速度
ＮとトルクＴの関係で表わせば、となり、第１図の特性
ａとして図示できる。

次に、線分Ｃはテープレコーダの巻戻し時に望ましいモ
ータの合成特性であって、巻戻しの開始時は、供給側リ
ールのテープ巻径は最小で、モータの回転速度は時計方
向に最大値Ｎ３、かつ、テンションを一定にするためト
ルクは最小値Ｔ３である。

一方、巻戻し紙了時はこれと逆に、回転速度は時計方向
に最小値Ｎ４、トルクは最大値Ｔ４である。

このように、望丑しいモータの合成特性Ｃはモータの特
性ａに比し傾斜角度は小さい。

また、線分すは、録音・再生時のバックテンションを一
定に保つために望ましい合成特性であって、録音又は再
生開始時は、供給側リールのテープ巻径は最大であり、
モータはテープ走行により引張られて強圧的に反時計方
向に１わされて、回転速度は最小値−Ｎ１を保ち、かつ
、テンションを一定にするｙｃめにトルクは最大値Ｔ１
となるのが望ましい。

一方、供給終了時はこれと逆に、回転速度は反時計方向
に最大値−Ｎ２を保ち、トルクは最小値Ｔ２となるのが
望芽しい。

この場合、その特性の傾斜角度はモータの特性ａに比し
て逆方向である。

さて、これらの合成特性ｂｅｅは、モータの電機子抵抗
値ｒｏを見かけ上、特性Ｃにあっては減少させ、筐た特
性すにあっては負の値にすることに相当し、回路的に合
成した負性抵抗を有する制御回路で駆動することによっ
て実現できる。

その基本回路は、第２図に示すごとく、２人力型直流増
幅器９と、第１の入力回路１（抵抗器Ｒ１ｎ５Ｒｅｎ）
と、第２の入力回路２（抵抗器Ｒｉｐ＝Ｒｅｐ）と、負
帰還回路３（抵抗器Ｒｆｎ）と、モータ４の電機子に流
れる電流を検出する回路５（抵抗器Ｒ８）と、該検出電
流の大きざに応じて正帰還をかける回路６（抵抗器Ｒｆ
ｐ）から構成される。

すなわち、モータ４の電機子に流れる電流を上記抵抗Ｒ
８にて検出臥その大きさに応じた信号を直流増幅器９の
正相入力端子に印加して正帰還をかけて、希望する特性
のモータを駆動するに必要な電圧より高い駆動電圧を作
ることによって負性抵抗を得ている。

本制御回路を解析して、モータの回転速度ＮとトルクＴ
の関係式を求めるため、負荷電流すなわ、ち検出抵抗Ｒ
８に流れる電流に対して帰還回路の電流が充分小さぐ、
直流増幅器９の人力インピーダンスが充分大とすれば次
の諸式が成立する。

ここで、Ｅｉｎ及びＥｉｐは夫々第１及び第２の入力電
圧、Ｅｆｎ及びＥｆｐは夫々増幅器９の逆相及び正相入
力端子の入力端子、Ｅθは増幅器９の出力電圧、ＥＳは
検出抵抗Ｒ８の両端に表われる電圧、Ｒｅはモータ４単
体の等価抵抗、Ｒｎは抵抗器ＲｉｎＸＲｅｎ、Ｒｆｎの
並夕１接続抵抗値、ＲｐはＲｉ ｌｌｈ Ｒｅ ｐ、Ｒ
ｆ ｐの並列接続抵抗値である。

さて、増幅器９の利得、ダイナミックレンジが充分大き
いとすれば、Ｅｆ ｎ＝Ｅｆ ｐと見做せるので式（３
）、（４）から出力電圧Ｅθは、従って、 負荷電流Ｉは、 ところで、モータの等価抵抗Ｒｅは電機子抵抗ｒｏと逆
電力（Ｋｅ−Ｎ）による等価抵抗の和として次式で表わ
されるので、 （８式をＣ７式に代入して、 わすと、 モータの回転速度Ｎを表 これをトルク（Ｔ＝Ｋｔ ■）の式で表わすと、 この式（１０）の右辺第１項は無負荷時の回転速度を、
第２項のＴの係数は回転速度対トルク特性の傾斜を表わ
しており、一般の直流モータの関係式２と対比すれば明
らかな様に、制御されたモータは、電機子抵抗がｒｏ−
（Ｒｐ−Ｒｆｎ／Ｒｆｐ・Ｒｎ−１）Ｒ８の直流モータ
と等価になる。

言いかえれば、この制御回路は、開放電圧がＲｆｎ−Ｒ
ｐ−Ｅ ｉｐ／Ｒｎ、Ｒｉｐ−Ｒｆｎ・Ｅｉｎ／Ｒｉｎ
（ボルト）で、内部抵抗が−（Ｒｐ−Ｒｆ ｎ／Ｒｉ
ｐ −Ｒｎ−１）Ｒｓ （オーム）の直流電源となり、
Ｒｐ＝ Ｒｆｎ／Ｒｆｐ・Ｒｎの値が１よシ大きいと負
性抵抗を示す。

従って、回路定数の組合せを適宜に定めて上式（１０）
を満足させることによシ、モータの回転速度対トルク特
性の傾斜角度を小さクシ、又は傾斜角度を逆方向に変え
て、車重しい合成特性を実現できることがわかる。

さて、第３図は、抵抗Ｒｉ ｐｅ Ｒｅｐをフリップフ
ロップ回路１と２個のトランジスタ８ａｔ８ｂからなる
電子スイッチ回路１０により切換えることによって録音
・再生及び巻戻し時に望ましい特性ｂｓｃを実現した本
考案の実施例である。

すなわち、テープレコーダが録音・再生時はフリップフ
ロップ回路７の一方の出力Ｑをハイレベルに、他方の出
力Ｑをローレベルに設定すると、トランジスタ８ａがオ
ンし、８ｂがオフして、Ｒ１ｐ＝ω會Ｅｉｐ−Ｏ９Ｒｅ
ｐ＝Ｒ２・Ｒ３／（Ｒ２＋ Ｒ３）となり、このとき合
成特性すが得られる様に設定すると、モータ４は負荷が
ないときは回転しないが、テープ走行によりひっばられ
てモータ４が反時計方向に昔わされると、テープにハ望
ｔ Ｌいバックテンションがかかる。

次に、テープの終端又は所望の位置で巻戻す場合は、そ
のときフリップフロップ回路１の入力端子Ｒにパルスが
入力される様に設定すれば、フリップフロップ回路７の
出力端子Ｑはローレベルに、Ｑはハイレベルになシ、ト
ランジスタ８ａＵオフ、８ｂはオンとなるので、Ｒｌ
ｐ ＝Ｒ１＋ Ｒ２１Ｒｅｐ＝Ｒ３・Ｒ，ｉ／（Ｒ３＋
Ｒ４）となり、このとき合成特性Ｃが得られる様に設定
すると、モータ４は時計方向に所望の回転をして、すな
わち一定のテンションにてテープは巻戻される。

なお、コンデンサＣ１ｔＣ２は回路の安定化用である。

次に、具体的な回路定数の設定例を示す。

実測によると、録音・再生時の特性すは、 巻戻り時の特性Ｃは で表わされる特性が望ましいという結果を得ている。

（単位は、ＮがｒｐｍＸＴばｇ”Ｇ７ｉである。）さて
、録音・再生時は、前記条件（Ｒｊｐ＝■、Ｅｉｐ−ｏ
、 Ｒｅｐ＝Ｒ２・Ｒ３／ （Ｒ２十Ｒ３） ）を式（
１０）に代入すると、 同様に、巻戻し時は、前記条件（Ｒ１ｐ＝Ｒ＋Ｒ２Ｒｅ
ｐ＝Ｒ３＋Ｒ４／ （Ｒ３＋ Ｒ４） ）を式（１０
）に代入すると、 そこで、一般的なコアレスモータの数値例として、Ｋ
ｅ＝ ０．００２ ｖ／ ｒ ｐｍ、 Ｋ ｔ ＝２０
０ｇｃｍ／Ａ、ｒｏ＝２０Ｑ及び回路構成上の数値例Ｅ
ｉｎ＝Ｅ ｉ ｐ＝５ＶＸＲ８＝１０Ｑを用い、式（１
３）が式（１１）を、式０４）が式（１２）を夫々あら
れすため各各第１項と第２項から４つの方程式ができ、
変数はＲｉ ｎｓ Ｒｅ ｎｓ Ｒｆ ｎＸＲ１、Ｒ２
、Ｒ３，、Ｒ４、Ｒｆｐの８個であるため、解は数学的
に無数に得られる。

このうち、具体的回路実現に都合のよい値を選べばよい
わけで、このようにして得られた一例を示すと、Ｒｉ
ｎ＝２５０）Ｒｅ ｎ＝２、Ｒｆｎ＝１０、Ｒｆｐ＝５
．６、Ｒ１−９，１１Ｒ２−２４、Ｒ３＝９．１、Ｒ４
−１０，４（単位はすべてＫＱ）である。

以上のように本考案は、供給リールモータ４の電機子抵
抗ｒｏを見かけ上所望の値に減少させ、又は負荷をとる
ごとく、モータ制御回路の回路定数を、フリップフロッ
プ回路１とトランジスタ８ａ 、８ｂからなる電子スイ
ッチ回路１０で切換える簡単な構成によって、巻戻し動
作又は録音・再生時のバックテンション動作のそれぞれ
に適した供給リールモータの特性とすることができ、手
動又はオートリピート動作時に実用上極めて有用なモー
タ制ｊ卸装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図はモータの特性図、第２図はモータ制御の基本回
路、第３図は本考案モータ制御装置の一実施例である。 １は第１の入力回路、２は第２の入力回路、３は負帰還
回路、４は供給側リールモータ、５は負荷電流検出回路
、６は正帰還回路、９は直流増幅器、１０は電子スイッ
チ回路である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. キャプスタン、供給側リール及び巻取シ側リールを夫々
   互に独立に駆動する直流モータを有するテープレコーダ
   において、供給側リールモータ４を駆動する２人力型直
   流槽幅器９の逆相入力端子に第１の入力回路１と負帰還
   回路３の一端を接続し、正相入力端子に第２の入力回路
   ２と正帰還回路６の一端を接続し、該モータ４の一端に
   前記増幅器９の出力端と負帰還回路３の他端を接続し、
   モータ４の他端に前記正帰還回路６の他端と一端が接地
   された負荷電流検出回路５を接続し、かつ第２の入力回
   路２の回路定数及び入力電圧の値を電子スイッチ回路１
   ０によシ録音・再生動作に最適な回転速度対トルク特性
   を与える値と巻戻し動作に最適な回転速度対トルク特性
   を与える値に切換えることを特徴とする供給リールモー
   タ匍脚装置。