JPS6227638B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転子の回転位置を検出する位置検
出手段の検出出力を増幅して、上記検出出力に応
じた正弦波状の駆動電流をモータのコイルに流す
ようにしたモータ駆動回路に関し、特に、互に
π/2の位相差の２相のコイルを具備し、これらの
コイルの夫々にその鎖交磁束と同相の駆動電流を
流して定トルク駆動を行うようにした２相交流駆
動ブラシレスモータに用いて最適なものである。

テープレコーダ等のリールの回転駆動を専用の
リール駆動モータで行なうようにする場合、記録
再生（FWD）及び早送り（FF）と巻戻し
（REW）とでリール駆動モータを正逆転させる必
要がある。従来、このようなリール駆動モータと
してDCモータ、ブラシレスモータ等が使用され
ている。この場合、正逆転操作に応じてモータ駆
動電圧の極性を反転させる必要があり、このため
に比較的電流容量の大きいスイツチ手段（機械的
スイツチ或は半導体スイツチ等）を必要としてい
た。また上述のようなリール駆動モータにおいて
は、早送り←→巻戻しの切換え、或は早送りまたは
巻戻しから停止の操作を行う場合、テープを損傷
させないためにモータにブレーキをかけて停止さ
せる必要がある。この場合、モータを逆転させる
駆動電流を与えることによつてブレーキをかける
ことができるが、上述と同様に電流容量の大きい
スイツチ手段を必要とする。

本発明は上述の問題点にかんがみてなされたも
のであつて、簡単な構成でかつ小さい制御電流で
もつてモータの正逆転及びブレーキの操作をし得
るように成すと共に、モータの正逆転の際にモー
タの位置検出手段の不平衡電圧を補償できるよう
にしている。

以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明が適用されるテープレコーダの
リール駆動モータとして使用される２相交流駆動
ブラシレスモータの回路図である。第１図におい
て、回転子を構成するロータマグネツト１は例え
ば２極であつて、180゜ずつの互に逆極性の着磁
部分を有している。固定子側には２相のコイル
２，３が電気角でπ/2若しくはπ/2の奇数倍の位
相差で設けられている。従つて、ロータマグネツ
ト１によつて形成されるコイル２，３の鎖交磁束
密度は、その最大値をB₀とすると、夫々B₁＝
B₀sinθ及びB₂＝B₀cosθとなる。また固定子には
マグネツト１を備える回転子の回転角度を検出す
るためのホール素子４，５が第１図に示すように
コイル２，３の夫々と同相または180゜の整数倍
の位相差で設けられている。

これらのホール素子４，５の出力端子からはロ
ータマグネツト１の漏れ磁束に応じた検出出力が
夫々得られ、この出力は上記コイル２，３の鎖交
磁束と同相である。即ち、e₁＝K₁sinθ及びe₂＝
K₁cosθ（K₁：定数）なる検出出力が得られ、こ
の検出出力はリニア増幅動作する駆動回路７，８
に供給される。従つて、コイル２，３にはi₁＝
K₂sinθ及びi₂＝K₂cosθで表わされる駆動電流が
流される（K₂：定数）。この結果、ロータマグネ
ツト１によつて形成されるコイル２，３の鎖交磁
束B₁，B₂と、コイル２，３を流れる駆動電流と
によつて生ずるトルクは、 Ｔ＝K₂B₀sin²θ＋K₂B₀cos²θ＝K₂B₀ となつて、回転子の回転角θに無関係に一定とな
る。

第２図は本発明の実施例を示すモータ駆動回路
の回路図である。なお第２図においてはコイル２
の駆動回路７のみが示されているがコイル３の駆
動回路はこれと同一である。第２図において、ホ
ール素子４の一方の出力端子からは第１図のロー
タマグネツト１の磁束に応じた正弦波状の回転位
置検出出力が得られ、この出力は抵抗Ｒ１を介し
て演算増幅器１０の＋入力端子に供給される。ま
たホール素子４の他方の出力端子は抵抗Ｒ２を介
して演算増幅器１０の−入力端子に供給されてい
る。演算増幅器１０は差動増幅器として動作し、
その出力は抵抗Ｒ５を介してプシユプル回路１３
に供給される。このプシユプル回路１３はトラン
ジスタＴ１及びＴ２から成り、位置検出信号はこ
こで電力増幅されてからコイル２に供給される。
なおプシユプル回路１３の出力と演算増幅器１０
の−入力端子との間に接続されている抵抗Ｒ１
５，Ｒ１６，Ｒ１７及びコンデンサＣ１から成る
負帰還回路は記録または再生時にリール駆動モー
タに所定の周波数特性の出力トルクを与えて定テ
ープテンシヨンでテープを巻取るようにするため
である。

第２図において、ホール素子４の電流端子には
正及び負の動作電流が供給され、これによつてリ
ール駆動モータが正逆転されるようになつてい
る。即ち、早送り及び記録再生の際には端子１１
に低レベルの信号が供給され、トランジスタＴ３
がオフとなる。このため＋Ｂ電源が抵抗Ｒ７を介
して演算増幅器１４の＋入力端子に供給される。
一方、この演算増幅器１４の−入力端子は抵抗Ｒ
９を介して接地電位にクランプされているので、
演算増幅器１４の出力が高レベルとなる。このた
め感度調整用可変抵抗VR１及び抵抗Ｒ１１を介
してホール素子４に正方向の動作電流が流され、
正の検出出力がホール素子４から得られる。

このためモータが正方向に回転され、テープが
順方向に走行される。なお早送りの際には早送り
釦（図示せず）に連動してスイツチ１８がオンと
なるので、駆動回路７の負帰還回路の抵抗Ｒ１６
とＲ１７の接続点がコンデンサＣ２及び抵抗Ｒ１
８を介して接地される。従つて、負帰還回路によ
つて演算増幅器１０の−端子に帰還される信号の
うちの高域成分が減衰されるので、駆動回路７の
高域のゲインが上昇し、モータが記録再生時より
高速回転する。

次に巻戻しの際には巻戻し釦（図示せず）に連
動して端子１１に高レベルの信号が供給され、ト
ランジスタＴ３がオンとなる。このため演算増幅
器１４の＋入力端子が抵抗Ｒ７とＲ８とで定まる
所定の負電位となるので、演算増幅器１４の出力
が負レベルとなる。この結果、ホール素子４の電
流端子から抵抗Ｒ１１、可変抵抗VR１を介して
負方向の動作電流が流れて、ホール素子４の出力
の位相が180゜反転される。従つて、駆動回路７
を介してコイル２に早送り時とは逆位相の駆動電
流が流れてモータが逆転し、テープが巻戻され
る。なお巻戻し時には早送り時と同様にスイツチ
１８がオンとなつてモータが高速回転する。

一般に、ホール素子４の出力電圧にはその構造
に起因して直流のオフセツト電圧が含まれてい
る。この直流オフセツト電圧は駆動回路７によつ
て直流増幅されるので、コイル２に直流オフセツ
ト電流が流れる。このオフセツト電流はトルク損
失の原因となる上に、２相のコイル２，３を流れ
る駆動電流が互に不平衡となつてトルクリツプル
を生ずる。このため第２図においては、ホール素
子４の出力に対してオフセツト電圧を補償する手
段（可変抵抗VR２，VR３、ダイオードＤ１，Ｄ
２、抵抗Ｒ１２より成る）が設けられている。

即ち、早送り及び記録再生の際には既述のよう
に演算増幅器１４の出力が正レベルとなるので、
この出力が可変抵抗VR１、抵抗Ｒ１２及びダイ
オードＤ１を介して可変抵抗VR２の可動端子に
供給される。この可変抵抗VR２の両固定端子は
演算増幅器１０の＋及び−入力端子に夫々接続さ
れているので、これらの入力端子に可変抵抗VR
２で調整される所定の電圧が供給されて演算増幅
器１０のバランスが調整され、ホール素子４の出
力のオフセツト分が補償される。なおこのときダ
イオードＤ２は逆バイアスでオフになつているの
で、可変抵抗VR３によるオフセツト補償は機能
していない。

巻戻しの際には、演算増幅器１４の出力が負レ
ベルとなつてホール素子４に負の動作電流が流れ
る。このためホール素子４の出力のオフセツト電
圧が負の動作電流に応じて負側に変化する。この
負のオフセツト電圧の補償は可変抵抗VR３によ
つて行われる。即ち、演算増幅器１４の出力が負
レベルであるので、ダイオードＤ２がオンとなつ
て負レベルの電圧が可変抵抗VR３の可動端子に
供給され、この可変抵抗の両固定端子から所定レ
ベルに調整された電圧が演算増幅器１０の＋及び
−入力端子に供給される。従つて、演算増幅器１
０のバランスが調整されてホール素子４の出力の
オフセツト分が補償される。なおこのときダイオ
ードＤ１は逆バイアスでオフであるので、可変抵
抗VR２によるオフセツト補償は機能していな
い。

次に第３図は本発明の別の実施例を示すモータ
駆動回路の回路図である。また第４図は第３図の
各部の波形を示す波形図である。なお第３図にお
いて第２図と同一の部分には同一の符号を付して
説明を省略する。

第３図の実施例では、早送りから巻戻しに切換
える場合、或は巻戻しから早送りに切換える際、
または早送り、巻戻しから停止させる際にモータ
に電磁ブレーキがかかるようになつている。第３
図において、トランジスタＴ３のコレクタ回路の
抵抗Ｒ７及びＲ８の接続点と、演算増幅器１４の
＋入力端子との間には抵抗Ｒ１４、コンデンサＣ
３より成る時定数回路が挿入されている。またこ
の時定数回路の一端は停止スイツチ１６を介して
接地されている。また時定数回路の他端は抵抗Ｒ
１３、ブレーキスイツチ１７を介して接地されて
いる。そして早送り（FF）及び巻戻し（REW）
の際にはモータに電磁ブレーキを働かせるために
ブレーキスイツチ１７はオンとなつている。また
記録再生時の順方向送り（FWD）及び逆方向送
り（リバース）のときにはブレーキスイツチ１７
はオフになつている。また停止スイツチ１６は
FF←→REWの切換えの際にテープレコーダのシス
テムコントロール部からの信号に基いて所定期間
（例えば0.1秒）オンとなる。またFF／REW→
STOP（停止）の際にはストツプ釦の操作に連動
して停止スイツチ１６がオンとなるように構成さ
れている。

早送りの際には、既述のようにトランジスタＴ
３がオフになつていて第４図Ａに示すようにＡ点
の電位は＋V1となつている。この電位は抵抗Ｒ
１３とＲ１４とで分圧されるのでＢ点の電圧は第
４図Ｂに示すように＋V2（＝Ｒ１３Ｖ１／Ｒ１３＋Ｒ１
４）となつ ていて、このため演算増幅器１４の出力（Ｃ点）
には第４図Ｃに示すように正レベル＋V3が生じ
ている。従つて、ホール素子４に正方向の動作電
流が供給され、モータが正転されテープが早送り
されている。

この状態で第４図の時点ｔ１において巻戻し釦
を操作すると、既述のようにトランジスタＴ３が
オンとなると共に停止スイツチ１６が時点ｔ２ま
でオンとなる。このためＡ点の電位は第４図Ａに
示すように接地電位となる。このときコンデンサ
Ｃ３に充電されていた電荷が第３図の点線矢印の
方向に抵抗Ｒ１３，Ｒ１４及びコンデンサＣ３で
定まる時定数で放電される。この結果、Ｂ点の電
位は第４図Ｂに示すように時点ｔ１で−V2に下
り、その後所定の時定数のカーブで接地電位まで
上昇する。演算増幅器１４の＋入力端子にはＢ点
の電位が供給されるが、その−入力端子は抵抗Ｒ
９を介して接地電位になつているので、この演算
増幅器１４はゼロクロスコンパレータとして動作
している。このため、演算増幅器１４の出力のＣ
点の電圧は第４図Ｃに示すようにＢ点の電位が零
に復帰するまでの期間−V3となる。従つて、こ
の期間においてホール素子４に負の動作電流が流
されて、その出力の位相が反転される。このた
め、コイルを流れる駆動電流が逆位相になつて、
モータに電磁ブレーキがかけられてモータが制動
される。そしてモータが制動された後時点ｔ２で
停止スイツチ１６がオフとなると、トランジスタ
Ｔ３がオンなのでＡ点の電位が−V1に下り、こ
の電位−V1は抵抗Ｒ１３とＲ１４とで分圧され
Ｂ点の電位が−V2になる。従つて、この電位−
V2に応じてＣ点の電位が第４図Ｃに示すように
−V3となつてホール素子４に負の動作電流が供
給され、モータが逆転されてテープが巻戻され
る。

次に、時点ｔ３において再び早送り釦を操作す
ると、トランジスタＴ３がオフになると共に停止
スイツチ１６がオンになる。この時点では上述と
逆に、第３図の一点鎖線で示す方向にコンデンサ
Ｃ３の放電電流が流れて、Ｂ点の電位が第４図Ｂ
のように＋V2の電位から所定の時定数でもつて
接地電位まで減衰される。この結果、Ｃ点の電位
が所定期間＋V3となつて正方向の動作電流がホ
ール素子４に供給され、モータにブレーキがかけ
られる。その後時点ｔ４でモータが正転されてテ
ープが早送りされる。

なお早送りまたは巻戻しから制動させるときに
は、時点ｔ１またはｔ３以後停止スイツチ１６が
オン状態を継続するので、第４図Ａ，Ｂ，Ｃの一
点鎖線で示すように各点のレベルが接地電位とな
つている。このためホール素子４に動作電流が流
れないのでモータの駆動コイルには駆動電流が供
給されない。

これらの停止スイツチ１６、時定数回路Ｒ１
４、Ｃ３はモータを停止又は逆転させる際のブレ
ーキ手段を構成している。

次に、記録再生時にはブレーキスイツチ１７が
オフになるので、ブレーキ操作が行われない。そ
して順方向送り及び逆方向送りのときのトランジ
スタのオン・オフ及び停止スイツチ１６のオン・
オフに応じてＢ点の電位が第４図B′に示すように
なつて、モータが正方向及び逆方向に回転され記
録再生が行われる。なおこのときスイツチ１８が
オフになつてリールは所定の回転速度で回転駆動
される。

本発明は上述の如く、回転子の回転位置を検出
する位置検出手段の検出出力に基いた信号をモー
タ駆動コイルに供給するようにしたモータ駆動回
路において、上記位置検出手段に正あるいは負の
動作電流を供給してモータの正逆転の制御を行う
と共に、上記位置検出手段の検出出力のオフセツ
ト成分を上記夫々の動作電流において補償し得る
手段を設けたので、簡単な回路でかつ小電流でも
つてモータの正逆転を行うことができ、しかも正
転と逆転とで同等にトルク損失、トルクリツプル
が低減される。また本発明の第２の発明ではモー
タの反転時及び停止時に逆極性の動作電流を所定
時間位置検出手段に供給するようにしたので、動
作時と逆極性の駆動電流をモータコイルに流して
電磁ブレーキをかけることができ、このブレーキ
操作を簡単な回路でかつ小電流の制御でもつて行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるテープレコーダの
リール駆動モータとして使用され２相交流駆動ブ
ラシレスモータの回路図、第２図は本発明の一実
施例を示すモータ駆動回路の回路図、第３図は本
発明の別の実施例を示すモータ駆動回路の回路
図、第４図は第３図の各部の波形を示す波形図で
ある。 なお図面に用いられている符号において、１…
ロータマグネツト、２，３…コイル、４，５…ホ
ール素子、８，７…駆動回路、１４…演算増幅
器、１６…停止スイツチ、１７…ブレーキスイツ
チ、である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転子の回転位置を検出するための位置検出
   手段と、該位置検出手段に供給される動作電流の
   極性を切換えるためのスイツチ手段と、上記位置
   検出手段から出力される一対の位置検出信号が供
   給され、これらの信号を差動増幅して駆動コイル
   に供給するための正弦波状駆動電流を形成する増
   幅器と、上記位置検出手段に供給される動作電流
   の極性に対応して上記位置検出手段から出力され
   る位置検出信号の各オフセツト成分を夫々補償す
   るためのオフセツト補償手段とを具備することを
   特徴とするモータ駆動回路。 ２ 上記オフセツト補償手段は、上記各オフセツ
   ト成分を補償する電圧を発生する一対の分圧手段
   と、上記位置検出手段に供給される動作電流の極
   性に応じて上記分圧手段の出力を切換えて補償電
   圧を位置検出手段の出力に与えるスイツチ手段と
   を具備することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のモータ駆動回路。