KR900005669B1

KR900005669B1 - 모터 구동장치

Info

Publication number: KR900005669B1
Application number: KR1019860001673A
Authority: KR
Inventors: 아쯔시 스까누마
Original assignee: 니뽕 빅터 가부시끼가이샤; 이노우에 도시야
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1986-03-10
Publication date: 1990-08-03
Also published as: DE3609218A1; DE3609218C2; US4672274A; KR860007773A

Abstract

내용 없음.

Description

모터 구동장치

제1도는 본 발명의 모터 구동장치의 구성을 도시하는 블럭 계통도.

제2도는 본 발명 창치의 일실시예를 도시하는 블럭 계통도.

제3도는 및 제4도는 피구동 모터 구조의 일예를 도시하는 도면.

제5a도는 내지 제5e도는 피구동 모터의 회전자 자극의 코일에 대한 작용을 설명하는도면.

제6도는 및 제6a도는 제2도, 제7도, 제8도 및 제8a도에 도시하는 본 발명 장치의 실시예의 블럭 계통도의 동작 설명용의 착자 패턴 및 신호 파형도.

제7도는 FG신호 및 PG신호 발생 회로를 도시하는 블럭 계통도.

제8도는 및 제8a도는 제7도의 FG신호 및 PG신호 발생 회로의 구체적인 회로예를 도시하는 도면.

제9도는 종래의 모터 구동 장치의 일예를 도시하는 블럭 계통도.

제10도는 제9도에 도시하는 종래 장치의 동작 설명용의 신호 파형도.

제11도는 내지 제28도는 제8도 및 제8a도의 회로중의 일부의 변형예를 도시하는 회로도.

제29도는 제28도에 도시하는 회로의 동작 설명용의 신호 파형도.

제30도 및 제30a도는 본 발명 장치를 구성하는 마커의 착자 패턴외의 실시예 및 그 신호 파형을 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 마커부(피검출부) 22 : 센서부

23 : FG신호 및 PG신호 발생회로(검출신호 발생회로)

24 : 모터 구동 회로 25 : 센서

26 : 차동 증폭기 27a,27b,27c : 비교기

28 : 디지털 신호 처리회로 29 : 펄스 발생회로

30 : 스위치 회로 수단 31 : 파형 변환회로

32 : 구동 회로 33 : 리트리거 가능한 모노멀티

34 : 전환 스위치 36 : 링 카운터

37 : 파형 변환 논리회로 38 : 주자극

39 : 회전자 40 : 회전체

41,41a : 마커 42 : 고정자

43 : 샤프트 44 : 회전 드럼

45a,45b : 비디오 헤드 46 : R-S플립플롭

47 : AND게이트 48 : 인버터

49 : D플립플롭 1,2,3 : 3상 코일(m상의 코일)

N,S : 자극(물리량)

본 발명은 모터 구동 장치, 특히 자기 기록 재생 장치(VTR)의 드럼 모터등의 직류 무브러시 모터를 구동하기 위한 모터 구동 장치에 관한 것이다.

종래부터, 자기 기록 재생 장치(VTR)이 드럼 모터로서는, 홀 소자를 사용한 직류 무브러시 모터(홀 모터)를 사용하고 있었다. 이것은, 홀 소자에 의해 회전자의 자극과 전기자 권선(코일)과의 상대 위치을 검출하고, 이것에 의해 스위칭 소자를 상대 위치에 의하여 온, 오프시켜, m상(단, m은 2이상의 정수)의 코일에 흐르는 전류를 차례로 전환하여 회전자를 일정한 방향으로 회전시키는 것이다. 이 경우, 회전자의 자극의 자속을 가장 유효하게 이용하기 위해서는, 각상마다 1개의 홀 소자를 사용해, 코일의 위치에 대응한 회전자의 자극(예컨데 N,S의 2치)를, 그 코일에 통하는 전류(+,0,-)의 3치로 대응시킬 필요가 있다. 따라서, m상의 홀 모터에서는, m개의 홀 소자가 필요 했었다.

한편, 일반의 헤리칼 스캔형 VTR에 있어서는, 회전 드럼(실린더)의 회전 속도 및 회전 위치를 검출하고, 이들의 검출 신호에 의하여 회전 드럼의 회전을 제어하고, 회전 드럼에 설치된 2개의 비디오 헤드가, 자기 테이프상의 희망하는 기록(혹은 재생)트랙을 정확하게 주사(트레스)하도록 제어하고 있다.

즉, 상술하는 종래의 VTR에 있어서는, 회전 드럼상에 서로 180도의 간격으로 설치된 2개의 자석(마그네트)을 검출용 헤드(픽크업 헤드 : PG헤드)로 검출하여, 2개의 비디오 헤드에 대응한 회전 드럼의 회전 위상을 검출하고 있다.

또한, 회전 드럼상에 등간격으로 복수의 자극을 설치하고, 이 복수의 자극을 주파수 발전기(FG)의 코일로 검출하여, 검출신호(FG신호)의 주파수라는 형태로 회전 드럼의 회전 속도를 검출하고 있다.

여기에서, 종래의 모터 구동 장치의 일예에 대해서 설명을 한다. 제9도는 종래의 헤리칼스캔형 VTR의 드럼 회전 제어 장치의 블럭 계통도를 도시하는 것이다. 제9도의 우측하단에 도시하는 1,2 및 3은 피구동 모터의 조의 코일(전기자 권선)로 종단은 어느것이나 접지되어 있다.

제9도에 있어서, PG헤드(1)는 회전 드럼에 설치된 2개의 자극을 검출하고, 이PG헤드(1)호 부터의 출력에서는, 제10도의 파형 a에 도시하는 것과 같은 입상과 입하를, 회전 드럼의 1회전중에 1회의 비율로 펄스(PG신호)가 위상 정보로서 얻어진다. 이 PG헤드(1)의 출력은 모노멀티(2) 및 모노멀티(3)에 각각 공급되고,모노멀티(2)는 파형 a의 입상으로 트리거 되고, 모노멀티(3)는 파형 a의 입하로 트리거되고, 각각 b,c를 얻는다. 그래서, 이 2개의 모노멀티(2),(3)에서 회전 드럼에 설치한 비디오 헤드(도시하지 않음)의 스위칭의 위치를 조정한다.

또다시, 파형 b,c는 플립플롭(4)에 공급되고, 이 플립플롭(4)은 파형 b의 입하로 세트되고, 파형 c의 입하로 리세트 된다. 따라서, 회전 드럼(실린더)이, 예켠데30rps로 회전할 때, 반복 주파수30Hz,50%의 충격비의 비디오 헤드의 스위칭 위치에 대응한 파형 d과 같은 드럼 펄스(DP)를 얻는다.

이 파형 d의 신호(드럼 펄스)는, 스위칭 펄스로서 사용됨과 함께, 대형파 발생기(5)에 공급된다.

한편, 복합 영상 신호(7)은, 수직 동기 신호 회로(V동기 분리회로)(8)에 공급된다. 그래서, 이 수직 동기 신호 분리 회로(8)에 의해, 60Hz의 수직 동기 신호만이 뽑아내어지고,

분주회로(9)에 공급된다. 따라서, 이

분주회로(9)의 출력에는 30Hz의 영상 신호에 동기한 펄스가 출력되고, 이 펄스를 스위치 회로(10)의 한쪽의 단자(10a)(REC)에 공급된다.

또 한편, 기준이 되는 주파수 발진기(1)에서, 발생한 펄스를 분주회로(12)를 통해서, 30Hz의 기준 펄스를 얻어, 이 기준 펄스를 스위치회로(10)의 다른쪽의 단자(10b)(PB)에 공급한다.

스위치회로(10)는, 기록시에는 단자(10a)측에 재생시에는 단자(10b)측으로, 각각 전환되므로서, 상기한

분주회로(9)와 분주회로(12)로부터 이 펄스를 선택하여 모노멀티(13)에 공급되도록 하고 있다.

모노멀티(13)에 의해, 기록시의 영상 신호의 수직 동기 신호에 대해서, 어떤 일정기간 지연시킨 샘플링 펄스를 만든다.

샘플 홀드 회로(6)는, 이 샐플링 펄스에서, 대형파의 경사부를 샘플하고, 또한 홀드하여 위상 오차전압을 얻는다. 이 위상 오차 전압은, 서보 루프의 과도 특서을 향상시킬 것을 목적으로 하는 루프 필터(14)에 공급되고, 그 출력(위상 오차 전압)은 혼합증폭기(15)에 공급된다.

한편, FG코일(16)은 회전 드림에 등간격으로 설치한 복수의 자극을 검출하고, 이 FG코일(16)에서는 등간격으로 복수개의 비유로 존재하는 펄스(FG신호)가 속도 정보로서 얻어진다. 이 펄스는 FG펄스 증폭기(17)에서 증폭, 파형 정형되고, F/V(주파수/전압) 변환기(18)에 공급된다. F/V변환기(18)는, 입력 신호의 주파수에 의하여, 그것을 전압으로 변환하는 회로이고, 따라서, 그 출력에는 회전 드럼의 회전수에 의한 속도 오차 전압이 출력되고, 혼합 증폭기(15)에 공급된다.

상기한 위상 오차 전압과 속도 오차 전압은, 혼합 증폭기(15)에서 혼합 증폭되고, 오차 전압이 얻어진다. 이 오차 전압은, 모터 구동 회로(16)에 공급되고, 이 모터 구동 회로(16)는, 오차전압에 의한 구동 전류를 모터의 코일 (17)에 공급하고, 이것을 회전시켜서 제어한다.

다음으로, 모터 구동 회로(16)에 대해서 설명을 한다. 동일 도면의 블럭 계통도의 것은, 3상 1방향 구동 전압 제어 방식을 도시하는 것이다. 이것은, 통상, 모터(17)의 각각의 코일 1,2,3에 통하는 전류의 전환 위치를 결정하기 위해서, 3개의 홀 소자(18a,18b,18c)를 사용한다. 홀 소자 (18a,18b,18c)의 각각의 출력은, 차동 증폭기(19a,19b,19c)에 각각 입력되고, 또다시, 그 출력은, 논리회로(20)에 공급된다.

이 논리 회로(20)는, 모터(17)의 코일 1,2,3에 통하는 전류가 정확한 위치에서 전환되도록 후단의 스위칭 트랜지스터(21a,21b,21c)를 온, 오프시키기 위한 신호로 변환하기 위한 회로다. 이 논리 회로(20)의 출력에 의해 트랜지스터(21a,21b,21c)중 온이된 트랜지스터에 접속되는 코일에 혼합 증폭개(15)의 출력 전압이 가해지고, 코일에 전류를 통하여, 모터를 구동한다.

이상 구성한 드럼 회전 제어 장치에서는, 상기한 바와 같이, 회전 위상을 검출하기 위한 기구(즉, 2개의 마그네트와 픽크업 헤드)와 회전 속도를 검출하기 위한 기구(복수의 자극과 주파수 발전기)가 별도롤 존재하고 있고, 이들의 2개의 검출 기구에 의해 모터의 전기자 코일단 전압을 제어하고 있다. 또다시, 모터 구동 전류의 전환은 3상의 홀 모터에 대해서 3개의 홀 소자에 의해 행하고 있는 것이다.

상기한 바와 같이 종래의 모터 구동 장치에 있어서는, m상의 홀 모터를 사용해서 회전 드럼(실린더)을 제어하는 경우, 홀 모터를 구동하기 위해서 필요한 구동 전류를 전환하기 위한 m개의 홀 소자, 회전 드럼의 회전 위상을 검출하기 위한 기구(즉, 2개의 마그네트와 픽크업 헤드), 회전 드럼의 회전 속도를 검출하기 위한 기구(복수의 자극과 주파수 발전기)의 3개의 기구가 필요했다. 따라서, 이들의 기구의 설비 및 배선등이 복잡해지고, 생산성의 향상 및 비용의 저렴화가 곤란하다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 회전체에 설치한 하나의 피검출부의 소정의 회전 검출 패턴을, 하나의 센서로 검출한 검출신호에 의해, 이 회전체를 회전시키기 위한 모터의 구동을 행함과 함께, 이 회전체의 위상 정보 신호 및 속도 정보 신호도 끌어낼수 있도록 하므로서, 상기한 문제점을 해결한 모터 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기하는 목적으로 달성하기 위해서, 제1도는 본 발명 장치의 구성의 블럭 계통도에 도시한 바와 같이, m상(단, m은 2이상의 정수)의 코일을 갖는 구동할 모터의 회전자에 설치한 회전체의 원주위에,2종의 물리량을 교대로 설치함과 동시에, 이 2종의 물리량중의 한쪽의 물리량에서 다른쪽의 물리량으로 변화하는 변화점을 차례로 a_l,a₂…,a_n(단 n은 3이상의 정수)로 하고, 이중 변화점 a₂에서 a_n까지의 상기한 물리량을 등간격으로 존재시키고, 변화점 a₁,에 인접하는 전기 2종의 물리량중의 한쪽의 물리량의 검출 파형의 극대치가 이 이외의 한쪽의 물리량의 검출 파형의 극대치보다 적고, 더욱, 변화점 a₁에 인접하는 상기 2종의 물리량중의 다른쪽의 물리량이 검출 파형의 극소치가 이 이외의 다른쪽의 물리량의 검출 파형의 극소치보다 커지도록 한 하나의 피검출부(마커부)(21)와, 이 피검출부(21)의 물리량을 검출하는 센서를 갖는 센서부(22)와, 이 센서부(22)의 검출 신호에 의해 상기 구동할 모터의 m상의 코일에 흐르는 구동 전류가 전환할 상기 피검출부(21)의 물리량 위치에 관련한 위상으로, 또한 상기 회전체의 회전 속도에 비례한 되풀이 주파수의 회전검출 신호 및 상기 피검출부의 물리량 위치에 관련한 위상으로, 또한, 상기 회전체의 회전 위상에 대응한 펄스의 위상 검출 신호를 출력하는 검출 신호 발생 회로(23)와, 이 검출 신호 발생 회로(23)의 상기 회전 검출 신호가 공급되고 상기 회전자를 회전시키기 위한 회전 자계를 만드는 것을 목적으로 한 m사의 구동용 펄스를 발생하여 상기 m상의 코일로 각별한 구동 전류로서 출력하는 모터 구동 회로(24)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치를 제공하는 것이다.

상기한 구성의 모터 구동 장치에 있어서는, 회전체에 설치한 피검출부의 소정의 물리량(회전 검출패턴)과, 그 물리량을 검출하는 하나의 센서를 갖는 센서부에서 얻어지는 검출 신호에 의해 회전 검출 신호를 생성하고, 이 회전 검출 신호에 의해 모터의 각 상의 코일에 통하는 구동 전류를 출결시킬 수가 있고, 또다시, 상기 회전체의 위상 정보 신호 및 속도 정보 신호도 끌어낼 수도 있다.

본 발명인 모터 구동 장치의 일실시예에 대해서, 다음에 도면과 함께 설명한다.

제2도는, 본 발명 장치의 일실시예에 블럭 계통도를 표시한다. 동일 도면중, 제1도와 동일 구성 부분에는 동일 부호를 부여하고 있다. 또한, 전출한 제9도와 동일 부분에도 동일 부호를 붙여져 있다.

마커부(21)는, 후기하는 조건에 의해 실시된 착자 패턴(자극)을 갖는 것으로서, 예컨데 후술하는 바와 같이 회전 드럼 (실린더)을 구동하는 모터의 회전자와 일체로 된 회전체에 착자를 실시한다는 형으로 구성되어져 있다.

센서부(22)는, 마커부(21)에 항상 근접하는 위치에 설치되어 있어서, 마커부(21)를 구성하는 자극의 자속을 검출하는, 예컨대 1개의 홀 소자(센서)(25)를 갖고 있다. 이 센서(25)에서 검출한 출력은 차동 증폭기(26)에 공급된다(또한, 센서(25)를 홀 소자로 구성한 경우, 통상, 차동 증폭기로 받는다). 이 차동 증폭기(26)는 비교기(27A,27b,27c)에 공급된다. 그후, 디지털 신호 처리 회로(28)를 통해서, 회전 드럼의 1회전마다 1회(발)의 비율로 펄스(PG신호)를 위상 정보로서 출력함과 동시에, 등간격으로 복수개의 비율로 존재 하는 펄스(FG신호)를 속도 정보로서 출력한다.

위상 정보인 PG신호로서는, 제10도의 파형a'에 도시하는 것과 같은 펄스가 얻어진다. 이 펄스는, 그 입상에서 트리거 되는 모노멀티(2) 및 입하에서 트리거 되는 모노멀티(3)를 통과시키므로서, 제10도에 도시하느 파형 b',c'를 얻는다. 그래서, 이 파형 b',c'는 플립플롭(4)에 공급되고, 이플립플롭(4)은 파형b'의 입하로 세트되고, 파형 c'의 입하로 리세트 된다. 따라서, 회전 드럼이, 예컨대 30rps로 회전할 때, 되풀이 주파수 30Hz,50%의 듀비티의 비디오 헤드의 스위칭 위치에 대응한, 파형과 같은 드럼 펄스(DP)를 얻는다. 다음에, 제9도에 도시하는 종래 장치와 같이 하여, 위상 오차 전압이 혼합 증폭기(15)에 공급된다.

또한 디지털 신호 처리 회로(28)에서 출력되는 FG신호는, FG펄스 증폭기 17 및 F/N(주파수/전압)변환기(18)를 거쳐서 혼합 증폭기(15)에 공급된다. 또한, 이 FG신호는, 모터 구동 회로(24)에도 공급된다. 즉, 본 발명에 있어서는, 모터의 코일 전류의 전환의 타이밍에, FG신호를 사용하고 있다.

모터 구동 회로(24)는, 펄스 발생회로(29), 스위치 회로 수단(30), 파형 번환 회로(31) 및 드라이버 회로(32)로 구성된다. 또한, 드라이버 회로(32)의 출력단에는 모터(17)의 코일 1 내지 3이 접속된다.

상기한 구성의 모터 구동 회로(24)에 있어서, FG신호 및 PG신호 발생 회로(23)를 구성하는 디지털 신호처리 회로(28)의 출력단에서 얻어지는 FG신호는, 리트리거라브루 모노멀티(33) 및 전환 스위치(34)의 단자(34a)에 공급된다. 전환 스위치(34)는, 기동시 혹은 저속시에는, 단자(3b)의 측으로 전환되고, 펄스 발생회로(29)에서의 출력이 링 카운터(36) 및 파형 변환 논리 회로(37)에 각각 공급된다. 따라서, 링 카운터(36)의 출력단 Q₁,Q₂,Q₃에는, 출력 신호가 Q₁,Q₂,Q₃의 순으로 펄스가 출력된다. 그래서, 이 펄스는 파형 변환회로(37)를 거쳐서, 트랜지스터 T₁,T₂,T₃에 부가되고, 또다시, 트랜지스터 T₁₁,T₁₂,T₁₃를 차례로 온 시킨다. 이것에 의해, 코일 1,2,3,1,2,…의 순으로 구동전류가 전환되고, 정회전 방향의 회전 자계가 생기게 된다. 따라서, 모터의 회전자의 주자극은, 그 발생하는 회전자계에 동기하여 정회전 방향으로 회전하게 된다.

한편, 모터가 어떤 속도 이상(정상 회전 속도)으로 되면, 리토리거라브루 모노멀티(33)의 출력에 의해, 전원스위치(34)는, 단자(34a)의 측으로 전환되어, FG신호가 링 카운터(36)에 공급된다. 이에 따라, 정회전 방향으로 회전자계를 일으킴과 동시에, 정확한 전류전환점으로서 모터의 구동전류를 전환할 수가 있으므로, 모터 회전자는 연속적으로 회전 한다.

또한, 본 발명의 실시예에서는, 제3도에 도시하는 바와 같이, 회전 드럼(실린더)과 피구동모터가 직결된 다이레크트 드라이브 모터에 의해, 이 회전드럼의 회전의 제어를 행하고 있다. 그래서, 피구동모터의 구조로서는, 주자극(메인 마그네트)(38)의 설치된 회전자(로타)(39)에 일체적으로 설치된 회전체(40)위에, 후기 하는 것과 같은 조건을 만족하도록 원주위에 착자된 마커(41)가 있다. 또한, 고정자(42)에는, 전기자 코일(이하, 코일이라 칭함) 1 내지 2를 설치하고, 또다시 마커(41)와 대항하는 위치에 센서(25)가 설치되어 있다. 또한, 모터의 샤프트(43)에 의해 회전 드럼(44)에 연결되어 있고, 이 회전체 드럼(44)에는 2개의 비디오 헤드(자기헤드)(45a,45b)가 180도의 간격으로 설치되어져 있다.

제4도는, 제3도에 도시하는 피구동 모터의 요부를 위에서 본 경우의 배치관계를 도시하는 도면이고, 회전자(39)의 주자극(38)의 착자상태, 코일 I 내지 III의 배치, 센서(25)의 위치, 회전체(40)의 마커(41)의 착자 상태를 표시한다. 또다시, 2개의 비디오 헤드(45a,45b)의 위치도 기록했다. 또한, 동일한 도면에 있어서, 모터의 정회전 방향은 반시계 회전 (도면중, 화살표 R로 표시함)으로 한다.

또한, 상기한 각각의 위치 관계를 알기 쉽게 하기 위해서, 제5a도 내지 5e도에 제4도의 코일 1 내지 3을 전개한 것을 표시함과 동시에, 제4도의 회전자(39)의 주자석(38) 및 마커(41)를 전개한 것을 겹쳐서 표시한다. 제5도중, 제4도와 동일한 부분에는 동일부호를 붙이고 있다.

제5a도에 도시하는 것과 같이, 코일은 3조가 존재하고, 각각 1₁내지 1₄, 2₁내지 3₄로 표시된다. 또한, 1₄, 2₄, 3₄는, 가각 접지되어져 있다. 3조의 코일 1내지 3에 대해서, 제4도의 회전자(39)는, 최초, 제5b도에서 도시하는 위치에 있었던 것으로 한다.

즉, 제4도와 제5b도와의 위치관계가 정확하게 대응하고, 또한, 각 도면의 a,b의 위치도 대응하고 있다.

지금, 센서(25)의 위치를 b라 한다. 주자극(38)은, 제5b도 내지 5e도에 도시하는 것과 같이, N극, S극이 교대로 4극씩 합계 8극등 각도 간격으로 착자시키고 있다.

또한, 회전체(40)에 착자되는 마커(41)도 제5b도 내지 제5e도에 도시하는 바와 같이, 착자되고 주자극(38) 및 비디오 헤드(45a,45b)와 같이 회전한다. 그래서, 회전자(39)가 정방향으로 회전을 행하면, 제5c도→제5d도→제5e도와 같이 이동한다.

여기에서, 회전체(40)의 원주사에 착자되는 마커(41)의 착자 패턴에는, 다음과 같이 조건이 요구된다.

① 모터의 역회전 방향으로 향해서 N극에서 S극으로 변환하는 자극 변화점을 차츰 a₁,a₂,...a₁₃으로 표시하면, 자극 변화점 a₂에서 a₁₃까지의 사이의 자극은 등간격으로 존재할 것.

② 자극 변화점 a₁에 인접하는 N극의 자속 밀도의 검출 파형의 극대치(출력파형이 증가에서 감소로 변화는 피크치)는, 마커(41)의 다른 N극의 자속 밀도의 검출파형의 극대치보다도, 적고, 또한, 자극 변화점 a₁에 인접하는 S극의 자속 밀도의 검출파형의 극소치(출력파형이 감소에서 증가로 변하는 피크치)는, 마커(41)의 다른 S극의 자속밀도의 검출파형의 극소치보다도 클 것.

즉, 제6도에 도시하는 것과 같이, 마커(41)의 착자 패턴을 센서부(22)에서 검출한 출력(차동 증폭기(26)의 출력)인 파형 A에 있어서는, 마커(41)의 N극의 자속밀도에 대한 검출의 극대치중, 자극 변화점 a₁에 보다 작고, 또한, 동일하게 하여, 마커(41)의 S극의 자속 밀도에 대한 검출파형의 극소치중, 자극 변화점a₁에 인접하는 S극의 자속 밀도에 대한 검출파형의 극소치가 다른 S극의 자속 밀도에 대한 검출파형의 극소치보다 큰 것이다.

또한, 상기하는 2개의 조건 ①,②가 마커(41)의 착자 패턴으로서 요구되나, 이들의 조건중, 특히 ②의 조건에 대해서는, 뒤에서 상세히 기술한다. 또한, 자극 변화점은 3개(a₁내지 a₃)이상이면 된다.

다음으로, 피구동 모터를 정방향으로 회전시키기 위한 조건에 대해서 생각한다.

이제, 제4도 또는제5b도에 도시하는 상태에 있어서, 코일 1에 1₁에서 1₄의 방향으로 전류를 통하면, 코일편 1₁과 1₃은, 주자극(38)의 N극에 면하고, 또한, 코일편 1₂와 1₄는 주자극(38)의 S극에 면하고 있으므로, 플레밍의 왼손법칙에 의해, 코일편 1₁, 1₂, 1₃, 1₄에는 각각 역회전 방향의 힘이 걸린다.

그러나, 코일은 고정되어 있으므로, 주자극(38)이 회전력을 얻어, 정회전방향으로 회전한다.

그래서, 회전자(39)가 제5c도의 위치를 넘으면, 코일편 1₁내지 1₄은 모두 S극에 면하게 되어, 힘의 발생은 없어진다. 따라서, 연속적으로 회전력을 얻기 위해서는, 제5c도의 위치에서, 코일 2에 2₁에서 2₄의 방향으로 전류를 통하도록 전환하면 된다. 그렇게 하면, 코일편 2₁, 2₃은 N극에 면하고, 코일편2₂, 2₄는 S극에 면하고 있으므로, 전기한 바와 같이 주자극(38)은 회전력을 얻는다. 또한, 같이 하여, 제5d도의 위치에 회전자(39)가 왔을때에는, 코일 1에 전류를 전환하면 된다. 이하, 동일하다.

즉, 코일 1 내지 3에 대한 주자극(38)의 위치가, 제5b도, 5c도, 5d도, 5e도인 위치에서, 각각 코일 1, 코일2, 코일3, 코일 1,…의 순으로 전류를 전환하면 된다.

그러기 위해서는, 제5b도의 상태에서, 센서(25)가 자극 변화점 a₁₃을 검출하고, 코일 1에 전류를 통해, 제5c도의 상태에서, 센서(25)가 자극 변화점 a₂을 검출하고, 코일 2에 전류를 통해, 제5d도의 상태에서 센서(25)가 자극 변화점 a₃을 검출하고, 코일 3에 전류를 통하고, 제5e도의 상태에서 센서(25)가 자극 변화점 a₄을 검출하고, 코일 1에 전류를 통하도록 하면 된다.

또한, 회전자(39)의 주자극 38은 N극,S극을 교대로 등간격으로 8극으로 착자되고, 또한, 마커(41)의 자극 변화점 a₂내지 a₃도 등간격으로 12개 존재하므로, 한번 정확한 방향으로 회전하면,후는 연속적으로 센서(25)가 자극 변화점 a₃내지 a₁₃을 검출하고, 코일 1 내지 2의 구동 전류를 전환하여 회전시킬 수가 있다.

여하튼, 전류의 전환점은, 마커(41)의 자극 변화점 a₂내지 a₁₃으로 할 필요가 있다.

그런데, 자극 면화점 a₂내지 a₁₃은 등간격으로 존재하므로, 회전 속도 정보로서도 사용할 수가 있다. 즉, 상기한 FG신호로서이다. 또한, 회전 위상 정보로서, 1회전중에 1개소, 위치를 검토할 필요가 있다. 또한, 상기한 본 발명의 실시예의 모터 구동 장치에서는, 마커(41)의 자극 변화점 a₁또는 a₂{또는, 제5b도중 의 a₁'}의 점으로 한다.

이상으로서, 본 발명의 실시예의 모터 구동장치에서는, 센서(25)의 출력을 입력으로 하고, 마커(41)의 자극 변화점 a₁내지 a₁₃중 a₁에 대응한 신호 또는 a₂에 대응한 신호 (또는, a₁'에 대응한 신호)「PG신호」만을 끌어내는 회로와 a₂내지 a₃에 대응하는 신호 「FG신호」만을 끌어내는 회로를 필요로 한다. 이것이 후술하는 FG신호 및 PG신호 발생 회로이다.

다음에 제1도에 도시하는 본 발명의 모터 구동장치의 각 구성 부분에 대해서, 설명한다.

먼저, 센서부(22)에 대해서 설명을 한다. 회전자(로타)(39)가 종회전 방향으로 회전하고 있는 경우, 센서(홀소자)(25)는 마커(41)의 자극에 대응한 자속밀도를 검출하여 출력한다. 일정 속도로 회전자(39)가 정회전 방향으로 회전하고 있는 경우 의 센서부(22)의 출력(차동 증폭기 출력)은, 제6도의 타이밍 챠트의 출력 파형 A로 표시한다. 즉, 상기 마커(41)의 착자 패턴의 조건에 의해, 이 파형 A는, 마커(41)의 자극 변화점 a₁을 경계로 하는 N극의 자속 밀도에 대응하는 검출 파형의 최대 파고치(극대치)가, 마커(41)의 다른 N극의 자속 밀도에 대응하는 검출 파형의 최소 파고치(극소치)보다도 적어지도록 출력된다.

제7도는 FG신호 및 PG신호 발생 회로의 블럭 계통도를 표시한다. 또한, 제8도는 제7도의 FG신호 PG신호 발생 회로의 구체적인 회로예를 도시한다. 제7도 및 제8도중, 전하는 도면과 동일구성 부분에는 동일 부호를 붙여져 있다.

센서부(22)의 출력(차동 증폭기 출력)은, 비교기(레벨 큰파레타) 27A, 27B, 27C에 각각 입력된다. 비교기 27A는, 모든 자극 변화점을 검출하는 것을 목적으로 하고, 그 목적을 달성하도록 전압V_B을 비교 입력 레벨로서 설정된다. 즉, 제6도의 타이밍 챠트에 있어서, 비교기(27A)의 출력 파형 B는, 그 입하부가, 마커(41)의 자극 변화 a₁₂, a₁₃, a₁, a₂, a₃,…로 정확하게 일치한다.

또한, 비교기 27B는, 제6도의 파형 A의 극대치중, 다른 극대치와 비교하여 작게 되는 레벨의 부분(마커(41)의 자극변화점 a₁에 인접하는 N극의 부분)만을 검출하도록, 비교기 27B의 비교 입력 레벨이 전압 Vc과 같이 설정된다. 그래서, 비교기 27B의 입력 레벨이 전압 Vc보다 크면 출력은 “H레벨”로 되고, 작으면 출력은 “L레벨”로 되므로 비교기 27B의 출력 파형은 제6도의 타이밍 챠트에 있어서, 파형 C와 같이 된다.

또한 비교기(27C)는, 제6도의 파형 A의 극소치중, 다른 극소치와 비교해서 크게 되는 레벨이 부분(마커(41)의 자극 변화점 a₁에 인접하는 S극의 부분)만을 검출하도록, 비교기(27C)의 비교 입력 레벨이 전압 VD와 같이 설정된다. 그래서, 비교기(27C)의 입력 레벨이 전압 VD보다 크면 출력은 “L레벨”로 되고, 작으면 출력은 “H레벨”로 되므로, 그 출력 파형은 제6도의 타이밍 챠트에 있어서, 파형 D와 같이 된다.

다음으로, 이들의 비교기(27A,27B,27C)의 출력파형 B,C,D는, 디지털 신호 처리 회로(28)에 공급된다. 이 디지털 신호 처리 회로(28)의 회로 구성은 여러종류의 방법이 고려되나, 요컨대, 제6도의 파형 C와 파형 D를 사용해서, 파형 B의 입하부의 타이밍중에서 등간격으로 존재하는 마커(41)의 자극 변화점 a₂내지 a₁₃에 대응하는 타이밍의 펄스만을 끌어내는 회로와, 마커(41)의 자극 변화점 a₁또는 a₁'에 대응하는 타이밍의 펄스만을 끌어내는 회로와의 2개의 회로를 존재시키고 있다. 그래서, 전자는 신호 발생 회로, 후자를 FG신호 발생 회로로 하고 있다.

여기에서, 제8도에 도시하는 제7도의 FG신호 및 PG신호 발생 회로(23)의 구체적인 회로 예에 대해서 설명한다. 이 회로중, R-S플립플롭(46)과 AND게이트(47)에 의해 FG신호 발생 회로가 구성된다. R-S플립플롭(46)은, S단자 입력의 입상으로 세트되고, R단자 입럭의 입하로 리세트된다. 따라서, 이 R-S플립플롭(46)의 Q단자의 출력 파형은, 제6도의 파형 E으로 되고, 이 파형 E와 비교기 27A의 출력 파형 B와의 AND를 취하므로서, 제6도의 파형 F로 된다. 그래서, 이 파형 F의 입하 부분은, 마커(41)의 자극 변화점 a₂내지 a₁₃과 일치한다.

또한, 상기한 R-S플립플롭(46)과 인버터(48)와 세트 리세트 단자 부착의 에지트리거의 D플립플롭(49)에 의해 PG신호 발생 회로가 구성된다.

D플립플롭(49)의 CK단자 입력에는 제6도의 파형 H가 입력되고, D단자 입력에는 파형 G(R-S플립플롭(46)의

단자 출력)이 입력된다. S단자 입력(세트 단자 입력)은, “L레벨”에서 고정된다. 파형 E가 “L레벨”인때, 즉, D플립플롭(49)이 리세트되어 있지 않고, D단자 입력이 “H레벨”인때, CK단자에 입력되는 파형 H이 입상하는 것은, 마커(41)의 자극 변화점 a₁을 검출하는 타이밍인때 뿐이다. 또한, R단자 입력이 “L레벨”되면, 리세트 되고, Q단자 출력은 “L레벨”로 된다. 따라서, D플립플롭(49)의 출력(Q단자 출력)은 제6도의 파형 1으로 되고, 이 파형 1 입상부에 회전 위상 정보(PG신호)가 얻어진다.

상기한 바와 같이, 회전자(39)는 한번 정확한 방향으로 회전하면, 후에는 연속적으로 센서(25)가 마커(41)의 자극 변화점a₂내지 a₁₃을 검출하고, 구동 전류의 전환 회전 시킬수가 있다.

또한, FG신호 및 PG신호 발생 회로(23)를 구성하는 제7도시의 디지털 신호 처리 회로(28)는, 제8도에 도시하는 실시예의 구성에 한정되는 것은 아니고, 다음에 도시하는 회로라도 좋다.

거기에서, 먼저, FG신호 발생 회로에 관한 다른 실시예에 대해서 설명한다.

제8도의 R-S플립플롭(46)대신에, 제11도에 도시하는 세트리세트 단자 부착의 에지트리거 D플립플롭을 사용한 회로라도 좋다. 이 제11도에 도시하는 회로는, 제8도의 실시예의 회로의 R-S플립플롭(46)과 같이 하여, 파형 C, 파형D를 만드는 회로다.

그래서, 이 회로에 있어서, D단자 입력이 “H레벨”시는, 반드시 리세트 단자 R은 “L레벨”이고, 리세트 되지 않는다. 이때, 파형 C의 입상으로 출력 Q은 “H레벨”로 되고, 파형 D이 “H레벨”로 되는 타이밍으로 출력 Q은 “L레벨”로 된다. 따라서, 출럭 Q,

에는, 각각 파형 E,G가 얻어진다.

또한, 파형 B,D,E를 입력으로 하여, 파형 F(FG신호)를 출력하는 회로의 예로서는, 제12도에 도시하는 회로가 있다. 즉, 이 회로도 세트리세트 단자 첨부위 에지트리거의 D플립플롭을 사용하고 있다. 그래서, 이 회로에 있어서, D단자 입력이 “H레벨”시, 파형 B의 입상으로 출력 Q를 “H레벨”로 하고, 파형 B를 인버터를 거쳐서 반전한 것으로 리세트하면, 출력 Q은 파형 F으로 된다.

또한, 파형 B,C을 입력으로 하여, 파형F(FG신호)를 출력하는 회로의 예로서는, 제13도에 도시하는 회로가 있다. 즉, 이 회로는, R-S플립플롭을 사용하고 있다. 그래서, 이 회로에 있어서, 파형 C로 세트하고, 파형 B을인버터를 거쳐서 반전한 것으로 리세트 하면, 출력 Q은 파형 F으로 된다.

또한, 파형 B,E을 입력으로 하여,

신호 파형을 출력하는 회로의 예로서는, 제14도에 도시하는 회로가 있다. 즉, NAND게이트 회로다. 이 경우, 속도정보(FG신호)는,

신호 파형의 입상에 얻어진다.

또한, 파형 B,G를 입력으로 하여, 제6도의 파형 J을 출력하는 회로로서는, 제15도에 도시하는 회로가 있다. 즉, OR게이트 회로다. 이 경우, 속도정보(FG신호)는 J신호 파형의 입하에 얻어진다. 또한, 이 OR게이트 회로를 제16도에 도시하는 NOR게이트 회로로 하면, 출력은 파형으로 되고, 속도정보(FG신호)는 파형

의 입상에 얻어지는 것은 명백하다.

또다시 상기한 제14도 내지 제16도의 회로를, 여러종류로 조합하므로서, 속도정보(FG신호)를 가진 신호 파형 F,

, J,

를 만들수가 있다. 예컨대, 제11도의 회로와 제15도의 회로를 조합하여, 제17도에 도시하는 회로를 구성하여도, 이 회로의 출력에는 파형 J을 얻을 수가 있다.

또한, 파형 B,C을 입력으로 하여,

신호 파형을 출력하는 회로로서는, 제18도에도시하는 회로가 있다. 그래서 이회로에 있어서, D단자 입력이 “H레벨”로, 또한 , CK단자 입력에 입상 클럭 펄스가 입력될 때, 출력 Q은 파형

로 된다.

다음으로, PG신호 발생 회로에 관한 다른 실시에에 대해서 설명한다.

파형 B,G(또는 파형

),E(또는 파형 C)를 입력으로 하여, 제6도에 도시하는 파형 I(PG신호)를 출력하는 회로의 예로서는, 제19도에 도시하는 회로가 있다. 즉, 이 회로는, 세트리세트 단자 첨부의 에지트리거의 D플립플롭을 사용하고 있다. 그래서, 이 회로에 있어서, 파형 G을 D단자 입력으로 하고, 파형 B을 인버터로 반전한 파형의 입상으로, 출력 Q이 “H레벨”로 되고, 파형 E또는 파형 C에 의해 리세트 하고, 출력 Q이 “L레벨”로 된다. 따라서, 출력 Q에는 파형 1이 얻어진다.

또한, 파형 B,G(또는 파형

), 파형 E(또는 파형 C)을 입력으로 하여, 제6도에 도시하는 파형 K(PG신호)를 출력하는 회로의 예로서는, 제20도에 도시하는 회로가 있다. 즉, 이 회로는, J-K플립플롭(에지트리거)를 사용하고 있다. 그래서, 이 회로에 있어서, J단자 입력이 “H레벨”에서, K단자 입력이 “L레벨”시, T단자 입력에 입상 트리거가 입력되는 것은, 마커(41)의 자극 변화점 a₁을 센서(41)가 검출한때만이고, 따라서, 그때 출력 Q은 “H레벨”로 된다. 그후, J단자 입력이 “L레벨”로 되고, K단자 입력이, “H레벨”로 되어, 계속해서, T단자 입력이 입상했으시, 출력 Q는 “L레벨”로 된다. 따라서, 출력 Q에는 파형 K가 얻어진다.

또한 파형 B.G(또는 파형F), 파형E(또는 파형 C)를 입력으로하여,제6도에 도시하는 파형 L(PG신호)을 출력하는 회로의 예로서는, 제21도에 도시하는 회로가 있다. 즉, 이 회로는, 리세트 단자 부착의 시프트 레지스터를 사용하고 있다. 그래서, 이 회로에 있어서, D단자 입력이 “H레벨”에서, R단자 입력이 “L레벨”시, CK단자 입력에 입상 클럭 펄스가 계속해서 2발 들어갔을때만이 출력 Q₂은 “H레벨”로 된다. 그후, R단자 입력이 “H레벨”로 되는 타이밍에서 리세트되고, 출력Q₂는 “L레벨”로 된다. 따라서, 출력 Q에는 파형 L이 얻어진다.

또한, 상기와같은 이유에 의해, 제22도에 도시하는 리세트 단 첨부의 카운터를 사용하여도 상기한 동작을 실현할 수 있다.

또한, 파형 B, D를 입력으로 하여, 제6도에 도시하는 파형 M(PG신호)을 출력하는 회로의 예로서는, 제23도에 도시하는 회로가 있다. 즉, 이 회로는, R-S플립플롭과 세트리세트 단자 첨부의 에지트리거의 D플립플롭을 사용하고 있다. 그래서, 이 회로에 있어서, 파형 B에의해 R-S플립플롭을 세트하여, 파형 D에 의해 리세트 하면, 출력 Q은 제6도에 도시하는 파형 N으로 된다. 또다시, 다음의 단에 있는 D플립플롭의 D단자 입럭에 파형 N을 입력한다. 파형 N이 “H레벨”시, 파형 B이 입상하는 타이밍은 마커(41)의 자극 변화점 a₁'을 검출할때만이다. 이때, D플립플롭의 출력 Q은 “H레벨”로 된다. 또한, R단자로의 리세트 입력 신호가 “H레벨”로 되는 타이밍에서 출력 Q는 “L레벨”로 된다. 또한, 제23도중의 전환 스위치는, 어느쪽으로 전환되어 있으면 된다.

이상과 같은 동작에 의해, D플립플롭의력 Q은 파형 M으로 된다.

또한, 파형

,

, D을 입력으로 하여, 제6도에 도시하느 파형 O(PG신호)을 출력하는 회로의 예로서는, 제24도에 도시하는 회로가 있다. 즉, 이 회로는, 리세트 단자 첨부의 시프트레지스터를 사용하고 있다. 그래서, 이 회로에 있어서, D단자 입력이 “H레벨”에서 CK단자 입력에 입상 클럭 펄스가 2발 들어갔을때만이 출력 Q₂은 “H레벨”로 되고, R단자 입력이 “H레벨”로 되었을때에 “L레벨”로 되므로, 출력 Q₂은 파형 O로 된다. 또한, 참고로서 출력 Q₁에는 제6도에 도시하는 파형 P이 얻어진다.

또는, 상기와 같은이유에 의해, 제 25동에 도시하는 리세트 단자 첨부의 카운터를 사용해도 상기한 동작을 실현할 수 있다.

또한, 파형

,

을 입력으로 하여, 파형 M을 출력하는 회로의 예로서는, 제26도에 도시하는 회로가 있다. 즉, 이 회로는, 리세트 단자 첨부의 시프트레지스터를 사용하고 있다. 그래서, 이 회로에있어서, D단자 입력이 “H레벨”에서, CK단자 입력에 입상 클럭 펄스가 2발 들어갔을때만이 출력 Q₂은 “H레벨”로 되고, R단자 입력이 “H레벨”로 되었을때에,출력 Q₂은 “L레벨”로 된다. 따라서, 출력 Q₂은 파형 M으로 된다.

또한, 상기와 같은 이유에 의해, 시프트레지스터 대신에 제27도에 도시하는 카운터를 사용해도 상기한 동작을 실현할 수 있다. 즉, 이회로에 있어서 R단자 입력이 “L레벨”시, CK단자 입력으로의 2발째의 클럭 펄스에서 출력 Q₂은 “H레벨”로 되고, 또한, R단자 입력이 “H레벨”시, 출력 Q₂은 “L레벨”로 되고, 따라서 출력 Q₂은 파형 M으로 된다.

제8도에 도시하는 회로에 있어서, 파형 E을 만드는 회로로서, 비교기(27B)와 비교기27C와 R-S플립플롭(46)을 사용하는 대신에, 예컨대, 제28도에 도시하는 슈미트 트리거 회로를 사용해도 좋다. 즉, 제28도의 슈미트 트리거 회로에 있어서, 제29도에 도시하는 입력 신호 e₁의 저레벨시(t₁이전)는, AND회로의 입력단자 A, B의 레벨은 양쪽 모두 저레벨로, 그 출력도 저 레벨이다. 여기에서, 입력신호 e₁의 레벨이 상승하면, AND회로의 BA측은 동시에 상승하고, B측은 저항 R₁, R₂, R₃의 분활 전압에서 상승한다. 따라서, A측의 논리회로의 반전 역치 V₁(≒1.2V)에 달해도 B측이 V_T에 달하지 않으면, 출력 e₀레벨에서 변하지 않는다.

그러나, 또다시 입력 신호 레벨이 상승하고, B단자가 역치 V₁로 되면 (t2), 출력 e₀은 고레벨로 반전한다. (이때의 입력 전압치는 V_H). 이 출력은 B단자에 저항 R₃에서 정귀환 되어 있으니까 출력의 반전은 순시간에 행해진다.

다음으로, 입력이 저하 하였을시에는, AND회로는 한쪽만으로도 입력이 저레벨로 되면 반전하니까, A단자가 역치 V_T하회하는 순간(t₄) (입력 전압치 V₁)에 출력 e₀은 저레벨로 전환된다. 동시에, 저항 R₃에서 정귀환이 생기고, 반전은 순시간에 행해진다. 또한 히스테리시스 폭은 저항 R₁으로 조절된다.

거기에서, 제29도의 V_H, V_L의 레벨을 각각 제6도의 V_C, V_D라 하면, 이 제29도에 도시하는 것과 같이 출력(e₀)을 넘은 입력 레벨에서 출력은 “H레벨”로 되고, V_D보다는 적은 입력 레벨시, “L레벨”로 되고, 결국, 파형 E이 얻어진다.

또한, 제28도에 도시하는 것 이외의 슈미트트리거 회로를 사용한 경우도, 상기와 같이 레벨설정을 하므로서, 출력 파형 E을 얻을수가 있다.

또한, 제28도에 도시하는 회로에 있어서는, R1은 100㏀, 4.7㏀,R₃은 1㏀으로 한다.

또한, 제5도 및 제6도에 도시하는 마커(41)의 착자 패턴의 대신에, 제30도에 도시하느 마커(41a)의 착자 패턴이라도 좋다. 즉, 제6도에 도시하는 마커(41)의 착자 패턴에 대해서, 자극 변화점 a₁을 a₁₃의 방향으로 어긋나게 한 것이 제30도에 도시하는 마커(41a)의 착자 패턴이다. 그래서, 이때의 마커(41a)로 얻어지는 출력 파형은 A'로 된다. 또다시, 각 비교기(27A), (27C)의 출력 파형은 각각 파형 B', C' ,D'와 같이되고, 이들의 파형의 타이밍 관계는, 제6도에 도시하는 파형 B, C, D의 타이밍 관계와 똑같다. 따라서, 제30도에 도시하는 것과 같은 마커(41a)의 착자 패턴으로 하여금 본 발명장치의 동작성의 문제는 전혀 없다.

이상으로서, 피검출부인 마커의 착자 패턴이 상기한 조건 ①,②을 만족하면, 제6도의 마커(41)에 있어서 자극 변화점 a₁이 a₁₃에서 a₂간의 어는 부분에 존재하여도, 본 발명 장치의 동작상의 문제는 전혀 없다.

또한, 본 발명은 상기한 실시예와 같이, 마커(41, 41a)에 착자 패턴을 실시하고, 이 착자 패턴을 센서(25)로 검출하는 것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 반사률이 다른 2종의 물질을, 상기한 마커(41)에 실시하는 착자 패턴과 같이 분포시키고, 이것을 리니어한 반사률을 검출하는 센서(호트레프랙터등)를 사용해서 검출하도록 하여도 좋다.

또한, 마커(41)에 실시하는 착자 패턴에 대해서는, 각 자극(N극과 S극)에 대해서, N극과 S극의 위치를 교환하여도 하등의 효과상의 차이는 없다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예는, 종래의 장치에 있어서, 회전 드럼의 위상 정보를 검출하는 PG헤드 및 이것에 대응하는 피검출 자극, 회전 드럼의 속도 정보를 검출하는 FG헤드 및 이것에 대응하는 피검출 자극을 각각 필요로 하고, 또 다시 모터의 구동 전류의 전환을 위해, 예컨대 1M상의 홀모터의 경우에 홀 소자가 M개 필요했음에 대해, 이들의 기능을 1개의 마커(피검출 자극) 및 1개의 센서에 의해 실현할 수 있게 된다. 따라서, 부품 점수가 감소하고, 장치의 조립이 용이해진다.

이상과 같이, 본 발명의 모터 구동 장치에 의하면, 하나의 피검출부 및 그것에 대응하는 하나의 센서를 갖는 센서부에서 얻어지는 회전 검출 펄스에서 각상의 코일에 통하는 전류를 생성하고 있기 때문에, 종래 장치에 비하여 부품의 수를 감소할 수 있다.

다음에, 제1도에 도시하는 본 발명의 모터 구동장치 또다른 실시예에 대해서, 설명한다.

또한, 여기에서는 상기한 마커(41)의 착자 패턴의 조건 ①중 「자극 변화점 a₁에 인접하는 N극의 자속 밀도의 검출 파형의 극대치(출력 파형이 증가하는 감소로 변하는 피크치)는, 마커(41)의 다른 N극의 자속 밀도의 검출 파형의 극대치 보다도 적을 것」을 조건으로한 경우에 대한 실시에에 대해서 설명한다.

먼저, 센서부(22)에 대해서 설명한다. 회전자(로타)(39)가 종회전 방향으로 회전하고 있는 경우, 센서(홀 소자)(25)는 마커(41)의 자극에 대응한 자속 밀도를 검출하여 출력한다. 일정한 속도로 회전자(39)가 정회전 방향으로 회전하고 있는 경우의 센서부(22)의 출력(차동 증폭기 출력)은, 제6a도의 타이밍챠트의 출력 파형 A로 표시한다. 즉, 상기한 마커 (41)의 착자 패턴의 조건에 의해, 이 파형 A은, 마커(41)의 자극 변화점a₁을 경계로 하는 N극과, 자속 밀도에 대응하는 검출 파형의 최대 파고치(극대치)가, 마커(41)의 다른 N극의 자속 밀도에 대응하는 검출 파형의 최대 파고치(극대치)보다도 적어지도록 출력된다.

제7도는 FG신호 및 PG신호 발생 회로의 블럭 계통도를 표시한다. 또한, 제8a도는 제7도의 FG신호, PG신호 발생 회로의 구체적인 회로예를 도시한다. 제7도 및 제8a도중, 전술하는 도면과 동일 구성부분에는 유사한 부호가 붙여져 있다.

센서부(22)의 출력(차동 증폭기 출력)은, 비교기(레벨 비교기)(27A),(27B)에 각각 입력된다. 비교기(27A)는, 모든 자극 변화점을 검출하는 것을 목적으로 하고, 그 목적을 달성하도록 전압 V_B을 비교 입력 레벨로서 설정된다. 즉, 제6a도의 타이 밍 챠트에 있어서, 비교기(27A)의 출력 파형 B₁은 그 입하부가 마커(41)의 자극 변화 a₁₂,a₁₃,a₁,a₂,A₂,…로 정확하게 일치한다.

또한, 비교기(27B)는, 제6a도의 파형 A의 극대치중, 다른 극대치와 비교하여 작게되는 레벨의 부분(마커(41)의 자극 변화점 a₁에 인접하는 N극의 부분)만을 검출하도록, 비교기(27B)의 비교 입력 레벨이 전압과 같이 설정된다. 그래서, 비교기(27)의 입력 레벨이 전압V_C보다 크면 출력은 “H레벨”로 되고, 작으면 출력은 “L레벨”로 되므로, 비교기(27B)의 출력 파형은 제6a도의 타이밍 챠트에 있어서, 파형 C₁과 같이 된다.

다음으로, 이들의 비교기27A,27B의 출력 파형 B₁,C₁은, 디지털 신호 처리 회로(28)에 공급된다. 이 디지털 신호 처리 회로(28)의 회로 구성은 여러종류의 방법이 고려되나, 요컨대, 제6a도의 파형 C₁를 사용해서, 파형 B1의 입력부의 타이밍 중에서 등간격으롤 존재 하는 마커(41)의 자극 변화점 a₂내지 a₁₃에 대응 하는 타이밍의 펄스만을 끌어내는 회로와, 마커(41)의 자극 변화점 a₁'에 대응하는 타이밍의 펄스만을 끌어내는 회로와의 2개의 회로를 존재시키고 있다. 그래서, 전자는 FG신호 발생회로, 후자를 PG신호 발생 회로로 하고 있다.

여기에서, 제8a도에 도시하는 제7도의 FG신호 및 PG신호 발생 회로(23)의 구체적인 회로예에 대해서 설명한다. 이 회로중, R-S플립플롭(46a)에 의해 FG신호 발생 회로가 구성된다. R-S플립플롭(46a)은, S단자 입력의 입상으로 세트되고, R단자 입력의 입하로 리세트 된다. 따라서, 이 R-S플립플롭(46a)의 R단자 입력에 인버터(47a)에서 잔전된 파형

이 입력되고, S 단자 입력에 파형 C₁이 입력되면, Q단자의 출력 파형은, 제6a도의 파형 D₁로 된다. 그래서, 이 파형 D₁의 입하부분은, 마커(41)의 자극 변화점 a₂내지 a₁₃과 일치한다.

또한 상기한 R-S플립플롭(46a)세트리세트 단자 부착의 에지트리거의 D플립플롭(48a)에 의해 PG신호 발생 회로가 구성된다.

D플립플롭(48a)의 CK단자 입력에는 인버터(47a)에서 반전된 파형

가 입력되고, D단자 입력에는 파형

(R-S플립플롭(48a)의

단자 출력)이 입력된다. S단자 입력(세트 단자 입력)은 “L레벨”로 된다. 따라서, D 플립플롭(48a)의 출력 (Q단자 출력)은 제6a도의 파형 E₁의 입상부에 회전 위상정보(PG신호)가 얻어진다.

상기한 바와같이, 회전자(39)는 한번 정확한 방향으로 회전하면 후에는 연속적으로 센서(25)가 마커(41)의 자극 변화점 a₂내지 a₁₃을 검출하고, 구동전류의 전환 회전 시킬 수가 있다.

또한, FG신호 및 PG신호 발생 회로(23)를 구성하는 제7도시의 디지털 신호 처리 회로(28)는, 제8a도의 도시하는 실시예의 구성에 한정되는 것은 아니고, 다음에 도시하는 회로라도 좋다.

거기에서, 먼저,FG신호 발생회로에 관한 다른 실시예에 대해서 설명을 한다.

제8a의 R-S플립플롭(46a)대신에, 제11도에 도시하는 세트리세트 단자 부착의 에지트리거의 D플립플롭을 사용한 회로라도 좋다. 이 제11a도에 도시하는 회로는, 제8a도의 실시예의 회로의 R-S플립플롭(46a)와 같이 하여, 제6a도의 파형 B₁파형 C₁를 입력하여 파형

파형 D₁를 만드는 회로다.

그래서, 이회로에 있어서, D단자 입력이 “H레벨”시는, 반드시, 리세트 단자 R은 “L레벨”이고, 리세트 되지 않는다. 그래서, D₀단자 입럭이 “H레벨”에서, 또한, CK단자 입력에 입상 클럭 펄스가 입력될 때, 출결 Q는 파형

로 되고, 출력

는 파형 D₁로 된다.

다음으로, PG신호 발생회로에 관한 다른 실시예에 대해서 설명한다.

파형 B₁,C₁,ㅣ를 입력으로 하여, 제6a에 도시하는 파형F₁(PG신호)를 출력하는 회로의 예로서는, 제12a도에 도시하는 회로가 있다. 즉, 이회로는, J-K플립플롭(에지트리거)를 사용하고 있다. 그래서, 이 회로에 있어서, J단자 입력이 “H레벨”에서, K단자 입력이 “L레벨”때, T단자 입력에 입상 트리거가 입력되는 것은, 마커(41)의 자극 변화점 a₁을 센서(41)가 검출하였을 때 뿐이며, 따라서, 그때, 출력Q는 “H레벨”로 된다. 그후, J단자 입력이 “L레벨”로 되고, K단자 입력이 “H레벨”로 되고, 이어서, T단자 입력이 입상하였을 때, 출력 Q는 “L레벨”로 된다. 따라서, 출력 Q에는 파형 F이 얻어진다.

또한, 파형 B1,C1(또는

)

를 입력으로 하여, 제6a도에 도시하는 파형 G₁(PG신호)을 출력하는 회로의 예로서는, 제13a도에 도시하는 회로가 있다. 즉, 이회로는, 리세트 단자 첨부의 시프트레지스터를 사용하고 있다. 그래서, 이 회로에 있어서, D단자 입력이 “H레벨”에서 R단자 입력이 “L레벨”때, CK단자 입력에 입상 클럭 펄스가 계속해서 2개 들어 갔을때만이 출력 Q₂은 “H레벨”로 된다. 그후, R단자 입력이 “H레벨”로 되는 타이밍에서 리세트되고, 출력 Q₂은 “L레벨”로 된다. 따라서, 출력 Q₂에는 파형 G₁이 얻어진다.

또한, 상기와 같은 이유에 의해, 제14도에 도시하는 리세트 단자 첨부의 카운터를 사용하여도 상기한 동작을 실현할 수 있다.

또한, 파형

,

를 입력으로 하고, 제6a도에 도시하는 파형 E₁(PG신호)을 출력하는 회로의 예로서는, 제15a도에 도시하는 회로가 있다. 즉, 이회로는, 리세트 단자 첨부의 시프트레지스터를 사용하고 있다. 그래서, 이 회로에 있어서, D단자 입력이 “H레벨”에서 CK단자 입력에 입상 클럭 펄스가 2개 들어갔을 때만이 출력 Q₂은 “H레벨”로 되고, R단자 입력이 “H레벨”로 되었을때에 “L레벨”로 되므로, 출력 Q₂은 파형 E1으로 된다.

또한 상기와 같은 이유에 의해, 제16a도에 도시하는 리세트 단자가 첨부된 카운터를 사용해도 상기한 동작을 실현할 수 있다.

제8a도에 도시하는 회로에 있어서, 파형 E을 만드는 회로로서, 비교기(27A),(27B)와 R-S플리플롭(46a 및 인버터 47a)을 사용하는 대신에, 예컨대, 제17a도에 도시하는 슈미트 트리거 회로를 사용해도 좋다. 즉, 제17a도의 슈미트 트리거 회로에 있어서, 제18a도에 도시하는 입력신호 e₁의 저 레벨시(t₁이전)는, AND회로의 입력단자 A,B의 레벨은 양쪽 모두 저 레벨로, 그 출력도 저 레벨이다. 여기에서, 입력신호 e₁의 레벨이 상승하면, AND회로의 A측은 동시에 상승하고, B측은 저항 R₁,R₂,R₃의 분압 전압에서 상승한다. 따라서, A측이 논리회로의 반전 역치 VT(≒1.2V)에 달해도 B측이 V_T에 달하지 않으면, 출력 e₀은 저 레벨에서 변하지 않는다.

그러나 또 다시 입력신호 레벨이 상승하고, B단자 역치 V_T로 되면(t₂), 출력e₀은 고 레벨로 반전한다(이때의 입력 전압치는 V_H). 이 출력은 B단자에 저항 R₃에서 정귀환되어 있으니까 출력의 반전은 순시간에 행해진다.

다음으로, 입력이 저하 하였을 시에는, AND회로는 한쪽만으로도 입력이 저 레벨로 되면 반전하니까, A단자가 억치 V_T를 하회하는 순간(t₄)(입력 전압치V_L)에 출력 e₀은 저 레벨로 전환된다. 동시에, 저항 R₃에서 정귀환이 생기고, 반전은 순시간에 행해진다. 또한 히스테리시스폭은, 저항 R₁으로 조절된다.

거기에서, 제18a도의 VH, VL의 레벨을 각각 제6a도에 V_C, V_B라 하면, 이 제18도에 도시하는 것과 같이 출력e₀은 V_C를 넘은 입력 레벨에서 출력은 “H레벨”로 되고, V_D보다도 적은 입력 레벨시, “L레벨”로 되고, 결국, 파형 D₁이 얻어진다.

또한, 제18a도에 도시하는 것 이외의 슈미트 트리거 회로를 사용한 경우도, 상기와 같은 레벨 설정을 하므로서, 출력 파형 D₁을 얻을수가 있다.

또한, 제17a도에 도시하는 회로에 있어서는, R₁은 100㏀, 4.7㏀,R3은 1㏀으로한다.

또한, 제5도 및 제6a도에 도시하는 마커(41)의 착자 패턴의 대신에, 제19a도에 도시하는 마커(41a)의 착자 패턴이라도 좋다. 즉, 제6a도에 도시하는 마커(41)의 탁자 패턴에 대해서, 작그 변화점 a₁을 a₁₃의 방향으로 어긋나게 한 것이 제19a도에 도시하는 마커(41a)의 착자 패턴이다. 그래서, 이때의 마커(41a)로 얻어지는 출력 파형 A'로 된다. 또다시, 각 비교기 27A,27B,의 출력 파형은 각각 파형 B',C'와 같이 되고, 이들의 파형의 타이밍 관계는, 제6a도에 도시하는 파형 B₁,C₁의 타이밍 관계와 똑같다. 따라서, 제19a도에 도시하는 것과 같은 마커(41a)의 착자 패턴으로 하여금 본 발명 장치의 동작상의 문제는 전혀 없다.

또한, 이상 실시예의 설명에서는, 마커(41),(41a)의 착자 패턴의 조건 ②중,「자극 변화점 a₁에 인접하는 극이 자속 밀도의 검출 파형의 극대치(출력 파형이 증가하는 감소로 변하는 피크치)는, 마커(41)의 다른 N극의 자속 밀도의 검출 파형의 극대치 보다 적을 것」을 조건으로 한 경우에 대한 실시예에 대해서 설명하였으나, 상기한 조건 ②중, 「자극 변화점 a₁에 인접하는 S극의 자속밀도의 검출 파형의 극소치(출력 파형이 감소에서 증가로 변하는 피크치)는, 마커(41)의 다른 S극의 자속 밀도의 검출 파형의 극소치 보다도 클것」을 조건으로 한 경우에 대해서는, 마커(41)의 자속 변화점 a₁을 경계로 하는 S극의 자속밀도에 대응하는 검출 파형의 되고 파고치(극소치)가, 마커(41,41a)의 다른 S극의 자속 밀도에 대응하는 검출 파형의 최소 파고치(극소치)보다도 작어지도록 출력되는 출력 파형에 의하여 처리되도록 FG신호 및 PG신호 발생회로(특히, 그중의 디지털 신호 처리 회로)를 구성하므로서, 본 발명 장치의 동작을 실현할 수 있다.

이상으로서, 피검출부인 마커의 착자 패턴이 상기한 조건 ①,②을 만족하면, 제6a도의 마커(41)에 있어서, 자극 변화점 a₁이 a₁₃에서 a₂간의 어느 부분에 존재하여도, 본 발명 장치의 동작상의 문제는 전혀 없다.

또한, 본 발명은 상기한 실시예와 같이, 마커(41,41a)에 착자 패턴을 실시하고, 이 착자 패턴을 센서(25)로 검출하는 것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 반사률이 다른 2종의 물질을, 상기한 마커(41)에 실시하는 착자 패턴과 같이 분포시키고, 이것을 리니어한 반사률을 검출하는 센서(호트레프렉터등)를 사용해서 검출하도록 하여도 좋다.

또한, 마커(41)에 실시하는 착자 패턴에 대해서는, 각 자극(N극과 S극)에 대해서 N극과 S극의 위치를 교환하여도 하등의 효과상의 차이는 없다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예는, 종래의 장치에 있어서, 회전 드럼의 위상 정보를 검출하는 PG헤드 및 이것에 대응하는 피검출 자극, 회전 드럼의 속도 정보를 검출하는 FG헤드 및 이것에 대응하는 피검출 자극을 각각 필요로 하고, 또 다시 모터의 구동 전류의 전환을 위해, 예컨대 m상의 홀 모터의 경우에 홀 소자가 m개 필요했음에 대해, 이들의 기능을 1개의 마커(피검출 자극) 및 1개의 센서에 의해 실현할 수 있게 된다. 따라서, 부품 점수가 감소하고, 장치의 조립이 용이해진다.

이상과 같이, 본 발명의 모터 구동장치에 의하면, 하나의 피검출부 및 그것에 대응하는 하나의 센서를 갖는 센서부에서 얻어지는 회전 검출 펄스에서 각상의 코일에 통하는 전류를 생성하고 있기 때문에, 종래 장치에 비하여 부품의 수를 감소할수 있고, 또 다시 생산성을 향상할 수 있는 등의 특징을 갖는다.

Claims

m상(단, m은 2이상의 정수)의 코일(1,2,3)을 갖는 구동할 모터의 회전자(39)에 설치한 회전체(40)의 원주상에, 2종의 물리량(N,S)을 교대로 설치함과 동시에, 상기 2종의 물리량(N,S)중의 한쪽의 물리량(N)에서 다른쪽의 물리량(S)으로 변화하는 변화점을 차례로 a₁,a₂,…,a_n(단, n은 3이상의 정수)라 하고, 이것중에서 변화점 a₁에서 a_n까지의 상기 물리량을 등간격으로 존재시키고, 변화점 a₁에 인접하는 상기 2종의 물리량 중의 한쪽의 물리량(N)의 검출 파형의 극대치가 이 이외의 한쪽의 물리량(N)의 검출 파형의 극대치 보다 적고, 또한, 변화점 a1에 인접하는 상기 2종의 물리량 중의 다른쪽의 물리량(S)의 검출 파형의 극소치가 이 이외의 다른쪽의 물리량(S)의 검출파형의 극소치보다 크도록 한 하나의 마커부(21)와,상호에 의해 상기 마커부(21)의 물리량(N,S)위치에 관련한 위상으로,또한 상기 회전체(40)의 회전 속도에 비례한 반복 주파수의 회전 검출신호(FG신호) 및 상기 마커부(21)의 물리량(N,S)위치에 관련한 위상으로, 또한, 상기 회전체(40)의 회전위상에 대응한 펄스의 위상 검출 신호(PG신호)를 출력하는 검출 신호 발생 회로(23)와,상기 검출신호 발생회로(23)의 상기 회전 검출 신호(FG신호)가 공급되고, m상의 구동용 펄스를 발생하여 상기m상의 코일(1,2,3)로 각각 별도의 구동 전류로서 출력하는 모터 구동 회로(24)로 구성되는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
m상(단, m은 2이상의 정수)의 코일(1,2,3)을 갖는 구동할 모터의 회전자(39)에 설치한 회전체(40)의 원주상에, 2종의 물리량(N,S)을 교대로 설치함과 동시에, 상기 2종의 물리량(N,S)중의 한쪽의 물리량(N)에서 다른 쪽의 물리량(S)으로 변화하는 변화점을 차례로 a₁,a₂,…a_n(단, n은 3이상의 정수)라 하고, 이것중에서 변화점 a₁에서 a_n까지의 상기 물리량을 등간격으로 존재시키고, 변화점 a₁에 인접하는 상기 2종의 물리량 중의 한쪽의 물리량(N)의 검출 파형의 극대치가 이 이외의 한쪽의 물리량(N)의 검출파형의 극대치 보다 작게하는 특징과, 변화점 a₁에 인접하는 상기 2종의 물리량 중의 다른 쪽의 물리량(S)의 검출 파형의 극소치가 이 이외의 다른 쪽의 물리량(S)의 검출 파형의 극소치보다 크도록 한 특징중에서 어느 한쪽의 특징으로 갖는 마커부(21)돠, 상기 마커부(21)의 물리량(N,S)을 검출하는 하나의 센서(25)를 갖는 센서(22)와, 상기 센서(22)의 검출 신호에 의해 상기 마커부(21)의 물리량(N,S)위치에 관련한 위상으로, 또한 상기 회전체(40)의 회전 속도에 비례한 반복 주파수의 회전 검출신호(FG신호) 및 상기 마커부(21)의 물리량(N,S)위치에 관련한 위상으로, 또한, 상기 회전체(40)의 회전위상에 대응한 펄스의 위상 검출 신호(PG신호)를 출력하는 검출 신호 발생 회로(23)와, 상기 검출신호 발생회로(23)의 상기 회전 검출신호(FG신호)가 공급되고, m상의 구동용 펄스를 발생하여 상기m상의 코일(1,2,3)로 각각 별도의 구동 전류로서 출력하는 모터 구동 회로(24)로 구성되는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.