JPS6356845A

JPS6356845A - 回転装置

Info

Publication number: JPS6356845A
Application number: JP61201147A
Authority: JP
Inventors: Masao Shibata; 柴田　征夫; Nobuo Katsuma; 伸雄勝間
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1986-08-27
Filing date: 1986-08-27
Publication date: 1988-03-11

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】［産業上の利用分野］この発明は、ＶＴＲの回転磁気ヘッド装置などに適用し
て好適な回転装置に関する。

［従来の技術〕ＶＴＲの回転磁気ヘッド装置においては、通常１８０°
の角間隔を保持して対向配置された一対の回転磁気ヘッ
ドを有し、これら回転磁気ヘッドを交互に切り換えて使
用することにより、所定の映像信号をフ、ｆ−ルド（あ
るいはフレーム）単位で記録したり、記録された映像信
号を再生するようにしている。

この場合、奇数フ、イールドの映像信号は常に第１の回
転磁気ヘッド（以下Ａヘッドという）で記録再生され、
偶数フィールドの映像４３号は常に第２の回転磁気ヘッ
ド（以下Ｂヘッドという）で記録再生されるようにしな
ければならない。

勿論、これら回転磁気ヘッドの切り換えタイミングは、
回転磁気ヘッドの回転に同期して行なわれなければなら
ない。そのためには、回転磁気ヘッドの回転に同期した
信号、特にＡヘッド、Ｂヘッドに夫々対応した信号（ヘ
ッド切り換えパルス）を形成する必要がある。

従って、このようなＶＴＲに使用される回転磁気ヘッド
装置の駆動系には、上述したようなヘッド切り換えパル
スを得るための回転検出系を具備した回転装置が使用さ
れる。

第１３図はこのような回転装置の従来例を示す。

同図において、１は回転機器たるモータを示し、その回
転軸２の一端には、この回転軸２と一体的に回転するよ
うに回転部２０が取り付け、固定きれている。

回転部２０とモータ１との間には、これと所定の間隙を
保持して回転検出部３０が対向配置きれている。

回転部２０は図示するように、内向フランジ２２を有す
る回転円板２１と、この回転円板２１の内側に取り付は
固定されたリング状の磁石２３とで構成される。従って
、この回転部２０を平面的にみると、第１４図に示すよ
うな形状となる。

回転円板２１上に固定された磁石２３は図示するように
、その円周方向に所定のピッチをもって着磁された複数
の磁極（Ｎ、Ｓ極）からなる永久磁石で構成される。

この回転円板２１の周面の一部には、ヘッド切り換えパ
ルスを形成するため、その信号検出手段として機能する
パルス発生用の単極磁石２４゜２５がほぼ１８０°の角
間隔を保持して一対設けられている。

回転検出部３０は、第１３図に示すように、所定の取り
付は基板（モータ取り付は部材に固定されている）３１
に検出コイル３２が形成されたもので、検出コイル３２
は第１５図に示すように、取り付は基板３１に対して磁
石２３と対向するように（ｉ吊状に設けられている。形
成される櫛歯コイル３２ｂの数としては磁極数の半分に
選定することができる。

一方、取り付は基板３１の外周面には、単極磁石２４．
２５と対向するように単一の検出素子３３が配置される
。

このように構成した場合、磁石２３と検出コイル３２と
で周波数発電機が構成きれ、単極磁石２４．２５と検出
素子３３とでヘッド切り換えパルスを形成するためのパ
ルス発生器が構成される。

従って、モータ１を駆動することによって、検出コイル
３２の出力端子３２ａには、第１６図Δに示すような正
弦波状の検出信号ａ（ＦＧ倍信号が検出される。この検
出信号ａによってモータの回転速度などが検出される。

また、検出素子３３の出力端子３３ａには、同図８に示
すような検出信号ｂ　（ＰＧ信号）が得られる。

検出信号すはモータの半回転ごとに極性の異なったパル
ス信号であり、従ってこれを利用して同図Ｃに示すよう
なヘッド切り換えパルスが形成される。

このヘッド切り換えパルスにおいて、区間■がＡヘッド
の記録再生区間であるものとすれば、区間ＩＩはＢヘッ
ドの記録再生区間となる。

［発明が解決しようとする問題点コところで、このように構成された回転装置１０において
は、ＰＧ（ｇ号を検出するためには、上述したように、
Ｆ　Ｇ　（ｇ号検出手段の他に、極性の異なる一対の単
極磁石２４．２５と、検出素子３３を設けなければなら
ない。

従って、これらの素子を回転円板２１や取り付は基板３
１に配置する関係上、回転検出装置そのものの小型化の
隘路となっていることに加え、これらの検出部品点数の
増加によるコストアップが問題となっている。

ざらに、上述のような構成においては、一方の単極磁石
２４としてＮ極の単極磁石を使用した場合には、他方の
単極磁石２５はＳ極の単極磁石が使用きれるものである
から、極性を間違って回転円板２１上に取り付けたりす
ると、得られる検出信号すの極性も完全に反対となって
しまう。

このように極性が反転すると、これより形成されるヘッ
ド切り換えパルスの極性も反転するので、ヘッドの切り
換え順序が逆転してしまう。

同一の極性の単極磁石を取り付けたような場合には、同
一極性の検出４ｇ号すしか得られないので、回転位相を
識別できなくなってしまう。

このような取り付はミスが生じないようにするには、単
極磁石の管理を徹底しなければならず、部品管理が大変
である。

そこで、この発明ではこのような従来の問題点を解決し
たものであって、モータ回転位置の識別機能を有する回
転装置において、小型、低コストで、部品管理を必要と
しない回転装置を提案するものである。

［問題点を解決するための技術的手段］上述の問題点を
解決するため、この発明に係る回転装置は、回転機器の
回転軸に連結された回転部と、この回転部と所定の間隙
を保持して対向配置された回転検出部とで構成される。

回転部は複数の磁極が円周方向に向かって着磁された磁
石と、この磁石のほぼ１８０°隔てた位置に夫々形成さ
れた無着磁部とで構成される。

回転検出部には磁石の着磁部を検出する櫛歯状に形成さ
れた検出コイルと、無着磁部を検出する検出素子とが夫
々設けられる。

一対の無着磁部の間隔は少なくとも１／２回転よりｎλ
／２（ｎは奇数、λは着磁ピッチ）だけ小きくなるよう
に選定されてなることを特徴とするものである。

［作用］回転部と検出コイルとで周波数発電機が構成され、回転
部と検出素子とでパルス信号発生器が構成される。

磁石に無着磁部が存在していても、モータを回転駆動す
ると、検出コイルからは無着磁部にも磁極が着磁された
と同じ状態の検出信号ａ（連続信号）、つまりＦＧ（８
号が得られる。このように無着磁部分からも正弦波信号
が検出きれるというこは、検出コイルの積分作用による
ものである。

検出素子は検出コイルの一部にしが設けられていないか
ら、検出コイルのような積分作用は存在しない。従って
、検出素子を通過する磁石のうち着磁部分からしか検出
信号ｂ（不連続信号）が得られない。つまり、無着磁部
分は無信号区間となる。

検出信号ａと無着磁部分に対応した検出信号すを信号処
理することによフて、ＰＧ信信号炉得られるから、これ
によってモータの回転位相を容易かつ、確実に検出する
ことができる。

一対の無着磁部の間隔は少なくとも１／２回転よりｎλ
／２（ｎは奇数、λは着磁ピッチ）だけ小きくなるよう
に選定されているので、夫々の無着磁部に対応して出力
きれるパルスの極性は反転した状態で得られることにな
る。極性が相違すれば、その極性とモータ１の回転位置
、つまり回転磁気ヘッドの関係を特定することができる
。

さらに、単極磁石が不要となるから、これらの部品の管
理も必要としない。

［実施例１続いて、この発明に係る回転装置１ｏを、上述した回転
磁気ヘッド装置に適用した場合につき、第１図以下を参
照して詳細に説明する。

第１図はこの発明に係る回転装置１０の一例を示す要部
の構成図であって、この回転装置１０もモータ１の回転
軸２に取り付けられた回転部２゜と、これに対向するご
とく配置された回転検出部３０とで構成される。

回転部２０は回転円板２１と、この回転円板２１上に取
着された磁石２３とで構成きれる。

磁石２３は第２図に示すように、所定の半径上に位置す
るように、その円周方向に向かって複数の磁極が着磁さ
れた永久磁石で構成され、その−部に一対の無着磁部４
０，４１が設けられるゎ無着磁部４０．４１は１〜数個
の磁極に相当する長ざにわたって無着磁状態となされる
。この例では図示するように、３個の磁極に相当する領
域が無着磁部４０，４１として使用される。

ここで、磁石２３の一部に形成される無着磁部４０．４
１の位置関係は次のように選定されるものである。

つまり、磁極の形成ピッチをλとしたとき、無着磁部４
０と４１との中心の間隔は、１／２回転−〇λ／２のように選定される。

ｎ＝１のときの例を第２図を参照して説明する。

今、無着磁部４０が図示するように、Ｓ極に相当する位
置から始まり３極離れたＳ極に相当する位置で終わるも
のとすれば、無着磁部４１はこの最初のＳ極の位置と１
８００離れた位置のｒＪｊｉ極（Ｓ　４勇）より１つだ
け時計方向側に寄ったＮ極に相当する位置から始まりＩ
ＩＥＩれたＮ極に相当する位置で終わるように形成され
るものである。

一方、回転検出部３０は、第１図及び第３図に示すよう
に、取り付は基板３１の下面に印刷などによって形成さ
れた検出コイル３２と検出素子３３とで構成される。

すなわち、第３図に示すように、検出コイル３２は従来
と同様に、コイルが円周方向に向かって櫛歯状に形成さ
れて構成されたもので、櫛歯コイル３２ｂの個数は例え
ば、磁石２３の磁極数の半分程度に設定される。

そして、この検出コイル３２の一部に検出素子３３が形
成される。検出素子３３としては、単なるコイル、磁気
ヘッド、ホール素子（ホールＩＣを含む）、磁気抵抗効
果素子などを使用することができる。検出素子３３は一
対の検出子３３ｂ。

３３ｃで構成される。

第３図に示すものはコイルを使用した場合であって、互
いに１８０°対向する位置であって、しかも検出コイル
３２の１つのｕｐ歯ココイル３２ｂ近接して、１ターン
だけの検出子３３ｂ、３３ｃが形成される。これら検出
子３３ｂ、３３ｃは直列接続され、その両端より出力端
子３３ａが導出される。

一対の検出子３３ｂ、３３ｃの形成位置は、上述のよう
な条件をみたすものであれば、特に限定されるものでは
ない。

第４図は第３図の検出素子３３（図では一方の検出子３
３　ｋ）のみを示す）を含めた断面図を示すものであっ
゛Ｃ１Ｃ３ＡもＢも検出コイル３２と同一平面に検出子
３３ｂを形成するようにした場合である。

同図Ａの場合には、例えば印刷配線された検出コイル３
２の上面に５ｉ０２などの絶縁層３６が設けられ、その
上面の所定位置、この例では検出コイル３２の真」二に
検出子３３ｂを構成するコイルが印刷される。

第４図Ｂは、検出コイル３２の内側に検出子３３ｂを形
成するようにした場合を示すもので、この場合には検出
コイル３２の形成と同時に、あるいは検出コイル３２の
形成後に１ターンだけ検出子３３ｂが形成されるもので
ある。

検出素子３３は第５図に示すように、取り付は基板３１
における検出コイル３２の形成面とは反対の面に形成す
ることもてきる。

ざて、このように構成した場合には、回転部２０の磁石
２３と回転検出部３０の検出コイル３２とで周波数発電
機が構成され、回転部２ｏの無着磁部４０．４１と回転
検出部３０の検出製子３３とてパルス信号発生器が構成
されたことになる。

続いて、このように構成された回転装置１ｏの信号検出
動作について、第６図を参照して詳細に説明する。

同図Ａは検出コイル３２を一平面上に延長した状態を図
示したものである。同様に、磁石２３を一平面上に延長
すると、同図Ｂに示すようになり、この磁石２３はＴ時
間後には同図Ｃの位置に到達する。

従って、検出コイル３２の両端子３２ａには、同図りに
示す正弦波状の検出信号ａが得られる。

この検出信号ａはＦＧ倍信号して使用されるものである
。

ここで、この検出信号ａは磁石２３の無着磁部４０．４
１の存在にも拘らず、連続した信号として検出される。

これは、検出コイル３２が磁石２３の磁極の全てと対向
するように配置されている関係上、検出コイル３２の各
櫛歯コイル３２ｂが夫々の磁極を横切ることになるから
、無着磁部４０，４１があってもこの無着磁部４０以外
は、常時櫛歯コイル３２ｂを磁極が横切ることになる。

そのため、出力端子３２ａには磁極と対向するＳ歯コイ
ルに誘起した電圧が積分されて出力されるようになり、
その結果、磁石２３の一部に無着磁部４０，４１が存在
していても、検出信号ａとしては連続した正弦波信号と
なるものである。

この検出信号ａを利用して、モータ１の回転速度などが
算出きれる。

これに対して、検出素子３３は検出コイル３２の１つの
櫛歯コイル３２ｂに対応するように一対だけ形成される
ものであるから、検出コイル３２のような積分作用はな
く、磁石２３の着磁部と無着磁部４０．４１とに夫々対
応した信号が検出されることになる。

ここで、無着磁部４０が検出子３３ｂを通過したときに
得られる検出信号すが第６図Ｅであるものとすれば、こ
のとき他方の無着磁部４１はもう片方の検出子３３ｃ上
を通過することになるから、この検出子３３ｃからは、
同図Ｆに示すような検出信号すが得られることになる。

このように、無着磁部４０．４１が検出子３３ｂ、３３
ｃを通過する時点では検出信号すが全く得られないため
、検出信号すとしては１回転に２回不連続な信号が得ら
れることになる。

なお、検出信号ａは各櫛歯コイル３２ｂから得られる出
力を積分したものであるから、その波高値は検出信号す
の波高値よりも高くなる。

きて、この不連続な検出信号からモータ１の１回転につ
き２個のパルス、つまりＰＧ信号を形成するには、上述
の連続した検出信号ａと不連続な検出信号すを演算処理
すればよい。

−例として、第７図に示すようなＰＧ検出回路５０を使
用すればよい。

検出コイル３２からは上述したように、連続した検出信
号ａ（第８図Ｂ）が出力され、検出素子３３からは無着
磁部４０，４１に対応して不連続な検出信号ｂ（同図Ｃ
）が出力される。検出信号ａは差動アンプなどで構成さ
れた減算回路５１に供給され、また検出信号すは所定の
アンプ５２を介して減算回路５１の一方の入力端子、す
なわち一端子に供給される。

その結果、検出信号ａと検出信号すとは同相状態で加１
Ｊきれることになるから、無着磁部４０゜４１に夫々対
応した減算出力Ｃ（同図Ｄ）のみが出力されることにな
る。

ここで、無着磁部４０に対応した位置から得られる検出
信号すの極性が正であるときには、他方の無着磁部４１
に対応した位置から得られる検出信号すは負の極性とな
って得られる。

これは、上述したように無着磁部４０と４１とはλ／２
だけ相対的にずれているから、夫々から検出される信号
の極性も逆になるものである。

なお、無着磁部４０，４１の領域として、３つの磁極に
相当する領域をあてがったときには、第８図Ｃに示すよ
うに無着磁部４０の境界部分からは、前後する着磁部の
影響により多少の信号が検出きれることになる。

そのため、減算出力Ｃとしては第８図りに示すような波
形をもつことになる。従って、この減算　。

出力Ｃは波形成形回路５３で波形成形きれる。

波形成形出力ｄ（同図Ｅ）は正パルス及び負パ　□ルス
の検出回路５４．５５に供給されて、正パルスｅと負パ
ルスｆとに分離すれる（第９図Ｂ。

Ｃ）。負パルスｆは第１のモノマルチ５６に供給される
ことによってλ／２のパルス幅を有する第１のマルチ出
力ｇ（同図Ｄ）が形成される。

この第１のマルチ出力ｇがざらに第２のモノマルチ５７
に供給されることによって、成形出力ｄとほぼ同一のパ
ルス幅を有する第２のマルチ出力ｈ（同図Ｆ）か形成さ
れ、この第２のマルチ出力りと正パルスｅとが合成器５
８で合成きれることにより、同図Ｆに示す合成信号ｉが
得られる。

合成信号ｉは図示するように、交互にその極性が反転し
た信号であると共に、夫々のパルス輻は丁度１／２回転
（１８００）となっている。

成形出力ｄそのものでは、そのパルス間隔は１８０°よ
り入／２に相当する角度だけ、短かくなっているからで
ある。

合成信号ｉは次段のフリップフロップ５９に供給される
ことによって、モータ１の］／２回転ごとにその極性が
反転するヘッド切り換えパルスｊ（同図Ｇ）が得られる
。

ヘッド切り換えパルスｊで回転磁気ヘッド装置に設けら
れたＡ、Ｂヘッドが交互にしかも、互いに対応付けられ
て切り換えられる。

ずなわら、合成信号ｉの正パルスでヘッド切り換えパル
スの（徊性は正側に反転し、合成４３号ｉの負パルスで
ヘッド切り換えパルスの極性が負側に反転する。従って
、モータ回転位置とヘッド切り換えパルスとの関係が一
義的に定まることになる。

第１０図以下はこの発明に係る回転装置の他の例を示す
もので、第１０図は回転部２０に形成される無着磁部４
０．４．１の変形例を示す。

この第１０図において、無着磁部４０に対して、他方の
無着磁部４１は４つの磁極に相当する長ざに選定される
。その場合、増加する無着磁部の領域は反時計方向側の
磁極領域である。

こうした場合、無着磁部４１のうち、回転方向に向かっ
て後３つの磁極に相当する部分の位置と、無着磁部４０
の形成位置とは丁度１８０°離れた位置にある。

従って、このように構成した場合には、無着磁部４１側
からは負パルスの他に正パルスも同時に検出され、また
この正パルスは無着磁部４０側から得られる正パルスと
丁度１８０°離れた状態で得られる。

第１１図はそのときに使用されるＰＧ検出回路５０の一
例であって、第７図と対応する部分はその説明を省略す
る。

まず、検出素子３３からは第１２図Ｃに示すような検出
信号すが得られることになるので、ｇ算出力Ｃとしては
同図りに示すような信号となり、これを波形成形すれば
、同図Ｅに示すような正パルス及び負パルスを含む成形
出力ｄとなることは容易に理解できよう。

成形出力ｄは正パルス及び負パルスの検出回路５４．５
５に供給ざねることによって、同図Ｆ。

Ｇに示ず正パルスｅ及び負パルスｆが分離きれる。

正パルスｅは正逆転アンプ６１に供給される。

一方、負パルスｆはさらに、モノマルチ６０に供給され
て無着磁部４１側から得られる正パルスｅを含むような
パルス輻をもつマルチ出力ｋ（同図Ｉ−（）が生成され
る。

このマルチ出力にで正逆転アンプ６１が制御されて、無
着磁部４１に対応した正パルスｅの極性のみが反転され
る。その結果、同図１に示ず出ノ〕ｉが得られる。この
出力ｉは後段のフリップフロップ５９に供給されて同図
、Ｊに示ず／＼ツド切り換大パルスｊが形成される。

ここで、無着磁部４０から得られる正パルスｅと無：′
７７磁部４１から１４られる正パルスｅとは丁度１８０
０の角間隔を保持することになるから、第１０図に示す
構成の回転部２０を使用する場合には、第７図に示した
ような正パルスｅの位置調整は不要となる。

なお、上述では無着磁部４０，４１として、３個若しく
は４個の磁極に相当する領域を例示したが、これはあく
までも−例に過ぎず、目的に応してその領域を選定でき
るはいうまでもない。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、周波数発電機
として機能する磁石２３を流用し、この磁石２３の一部
に無着磁部４０．４−１を形成するど共に、検出コイル
３２の一部にＰＧ信号検出用の検出素子：３３を設けた
ものである。

この構成によれば、Ｆ　Ｇ信号検出用の二子をＰＧ倍信
号の素子として共用て・きるので、ＰＧ倍信号の単極磁
石が不要になり、このような部品点数の削減、並びに取
り付は基板３１上に検出素子３３を配置できることなど
から、回転検出装置の小型化、ざらにはこれによるコス
トダウンを図ることができる。

ざらに、無着磁部を一対形成することによって、最終的
には１／２回転ごとに極性の異なる検出信号を得ること
ができるから、これによってヘッド切り換えパルスとモ
ータ回転との対応関係をとることができる。従って、ヘ
ッド切り換えを常に正確に行うことができる。

さらに、この発明では単極磁石を使用しないでも、所望
のＰＧ傷信号形成することができるがら、使用部品の管
理を必要としないなどの効果を有する。

従って、この発明では上述したように、小型化、高信頼
性が要求きれるＶＴＲなどの駆動装置に適用して極めて
好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る回転装置の一例を示す構成図、
第２図はこれに使用される回転部の構成図、第３図は同
様に回転検出部の構成図、第４図はその一部断面図、第
５図は回転検出部の池の例を示す構成図、第６図は回転
検出動作の説明、に供する波形図、第７図はＰＧ検出回
路の一例を示す系統図、第８図及び第９図はその検出動
作の一例を示す波形図、第１０図は回転部の他の例を示
す構成図、第１１図はそのときに使用きれるＰＧ検出回
路の一例を示す系統図、第１２図はその検出動作の一例
を示す波形図、第１３図は従来の回転装置の構成図、第
１４図は回転部の構成図、第１５図はこれに使用される
回転検出部の構成図、第１６図は検出信号の説明図であ
る。１０・・・回転装置１・・・モータ２０・・・回転部２３・・・磁石３０・・・回転検出部３２・・・検出コイル３２ｂ・・・櫛歯コイル３３・・・検出素子３３ｂ、３３ｃ・・・検出子４０．４１・・・無着磁部ａ・・・ＦＧ倍信号　・　・　・　Ｐ　　Ｃ（ｇ　号ｊ・・・ヘッド切り換えパルス特許出願人　　日本ケミコン株式会社第１図 −Ｗ−；ロ枳炎テ第２図匹二ロ＃秤乙コ第３図３′３゜第４図第５図第６図第１４図星：１１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転機器の回転軸に連結された回転部と、この回
転部と所定の間隙を保持して対向配置された回転検出部
とからなり、上記回転部は複数の磁極が円周方向に向かって着磁され
た磁石と、この磁石のほぼ１８０°隔てた位置に夫々形
成された無着磁部とで構成され、上記回転検出部には上
記磁石の着磁部を検出する櫛歯状に形成された検出コイ
ルと、上記無着磁部を検出する検出素子とが夫々設けら
れてなることを特徴とする回転装置。
（２）上記回転部と上記検出コイルとで周波数発電機が
構成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の回転装置。
（３）上記回転部と上記検出素子とでパルス信号発生器
が構成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の回転装置。
（４）上記無着磁部は１〜数個の磁極数に対応する長さ
に選定されてなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項〜第３項記載の回転装置。
（５）一対の無着磁部の間隔は少なくとも１／２回転よ
りｎλ／２（ｎは奇数、λは着磁ピッチ）だけ小さくな
るように選定されてなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項〜第４項記載の回転装置。