JPH01165919A - 磁気式エンコーダ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁界中において電気抵抗が変化する所謂磁気抵
抗効果を利用して電気信号に変換し９位置検出等を行う
磁気式エンコーダに関するものであり、特に検出精度を
向上させるようにした磁気式エンコーダの改良に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来の磁気式エンコーダは１例えば第４図に要部斜視図
で示すように構成されている。同図において１は回転ド
ラムであり３回転軸２の回りに回転自在に形成すると共
に２回転ドラム１の外周面には例えばγ鉄等の磁性塗膜
を設けて、ＮＳ磁極が交互に出現するように着磁する。

次に３は感磁素子であり、ニソケルコハルトのような磁
気抵抗の異方性効果を有する強磁性利料から構成し、前
記回転ドラム１の磁極面と対向させ、かつ前記ＮＳ磁極
による磁界が作用する範囲内に所定の間隙を介して配設
する。以上の構成により１回転ドラム１の回転により、
磁気抵抗効果機能を有する感磁素子３から電気信号を発
するから１回転速度。

位置検出等を行い得るのである。

第５図は前記第４図に示す磁気式エンコーダの検出部を
模式的に示す拡大斜視図である。同図において１１は磁
気記録媒体であり、前記回転ドラム１の外周面にγ−Ｆ
ｅ２Ｏ３などの磁性粉を塗着して構成し２長手方向に着
磁ピッチλにてＮＳ磁極を交互に配設しである。矢印は
外部漏洩磁束であり、Ｎ極からＳ極に向かう。次に感磁
素子３を前記磁気記録媒体１１を横断するように一定間
隙を介して設ける。すなわち３１．３２は磁気抵抗効果
素子であり、パーマロイ、ニソケルコハルト等の材料か
らなる薄膜をガラス基板上に薄着若しくはスパッタによ
って形成し、λ／２の距離を置いて配設すると共に、一
方の端部【″−共通の電極３３を、他の端部に独立の電
極３４．３４を接続する。そして電極３３に信号検出端
子３５を、電極３４．３４間に直流電源３６を各々接続
する。

第６図は第５図に示す感磁素子３の等価回路図であり、
同一部分は同一の参照符号にて示す。すなわち、前記第
４図において感磁素子３と磁気記録媒体１１との相対移
動によってｅ。なる出力電圧を得るのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記構成の従来の磁気式エンコーダにおいては。

磁気抵抗効果素子３１．３２の特性にヒステリシス現象
か存在するために、第６図における出力電圧ｅ。の波形
が一定でなく、極大値および周期が異なった値を示すと
いう問題点がある。

第７図は感磁素子３に印加される磁界と抵抗値との関係
を示す図である。同図において磁界Ｈｓ、ば略正弦波状
の一定周期で変化する。すなわち前記第５図において磁
気抵抗効果素子３１．３２に磁気記録媒体１１による移
動磁界が作用することにより、磁気抵抗効果素子３１．
３２における抵抗値が逐次変化する。但し、磁界の向き
が磁気記録媒体１１におけるＮ極、Ｓ極に応じて反対に
なる。この場合、磁気抵抗効果素子３１．３２における
抵抗値は、磁界Ｈｓの変化が略正弦波状であるのに拘ら
ず、Ｎ−＋Ｓの場合とＳ−Ｎの場合とで同一曲線を経由
ゼす、第７図に示すように抵抗値の変化にヒステリシス
が存在する。この結果、前記第６図における出ノｊ電圧
ｅ。の値の変動も歪んだ波形を示すこととなる。

第８図は出力電圧と時間との関係を示す図である。すな
わち極大値が不同であるのみならず１周期も不同となる
（Ｔ、≠Ｔ２≠Ｔ３≠Ｔ、）。このような波形の出力電
圧をある一定レベルの直流電圧と比較してパルス化する
と２周期の異なるパルス列となり、磁気式エンコーダの
検出精度を低下させるという問題点がある。一方磁気式
エンコーダの用途は益々拡大し、ＦＡ機器を初めとする
各種の分野に亘りつつあり、高精度の磁気式エンコーダ
の出現が要請されている。

本発明は上記従来技術に存在する問題点を解決し、高精
度の磁気式エンコーダを提供することを目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記従来技術に存在する問題点を解決するために２本発
明においては９表面に複数の磁極が感磁素子との相対移
動方向に出現するように形成した磁石体の磁界が作用す
る範囲内に、磁石体の磁極配設面と対向しかつ所定の間
隙を介して感磁素子を前記磁石体と相対移動可能に配設
した磁気式エンコーダにおいて、前記複数の磁極を、こ
れ等による磁界が同一相対移動方向に向かうように形成
する。という技術的手段を採用したのである。

〔作用〕

上記の構成により、磁石体から感磁素子に作用する磁界
の方向が一定となるため、振幅一定の出力信号および／
または高精度の出力信号を発信するという作用を期待で
きるのである。

（実施例〕 第１図は本発明の実施例を示す模式的説明図であり、同
一部分は前記第５図と同一の参照符号で示す。同図にお
いてｌｌａは着磁部、１１ｂは非着磁部である。そして
矢印ａは磁気記録媒体１１内におｉＪる磁界の方向、矢
印すは磁気記録媒体１１の外方の漏洩磁界の方向を各々
示し、矢印すで示す磁界が感磁素子（図示せず）に作用
する磁界である。このような磁界を形成するには２例え
ば鎖線によって示ず着磁ヘッド４によって着磁ピッチλ
毎に個別に着磁してもよく、また一方向に着磁した後２
着磁ピッチλ毎に非着磁部１１ｂを脱磁若しくは消磁し
てもよい。なお着磁部１１ａには略正弦波状の強さの磁
界を形成するのが望ましい。

第２図は本発明の実施例における磁界と抵抗値との関係
を示す図であり、上記構成の磁気記録媒体１１と例えば
第５図に示す感磁素子３との組み合わせによる作用を説
明するものである。すなわち感磁素子に作用する磁界Ｈ
ｓは一方向かつ正弦波状に変化するものであるため、感
磁素子における抵抗値の変化は矢印にて示すように同−
曲線上の往復であり、従来のものにおけるようなヒステ
リシスが認められない。また若干のヒステリシスが存在
したとしても、所謂マイナーループを使用するため、抵
抗値の変化誤差を小さくすることができる。

第３図は本発明の実施例における出力電圧と時間との関
係を示す図であり、前記従来のものにおける第８図と対
応する。第３図から明らかなように出力電圧は振幅およ
び周期共同−の値を示し。

所謂波形の歪みが認められない。従って第３図に示すよ
うな出力電圧をある一定の直流電圧と比較してパルス化
した場合においても、同一周期のパルス列を形成し、磁
気式エンコーダの検出精度を大幅に向上させ得るのであ
る。

本実施例においては、磁石体が回転ドラムである場合に
ついて記述したが、磁石体を長方形として感磁素子とリ
ニアな状態で相対移動する形式の磁気センサについても
作用は同一である。

〔発明の効果〕

本発明は以上記述のような構成および作用であるから、
感磁素子からの出力電圧の振幅および／または周期の値
を路間−の値とすることができ。

上記出力電圧に基づくパルス列を同一周期化することが
でき、磁気式エンコーダの検出精度を大幅に向上させ得
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す模式的説明図。 第２図は本発明の実施例における磁界と抵抗値との関係
を示す図、第３図は本発明の実施例における出力電圧と
時間との関係を示す図、第４図は従来の磁気式エンコー
ダの例を示す要部斜視図、第５図は第４図に示す磁気式
エンコーダの検出部を模式的に示す拡大斜視図、第６図
は第５図に示す感磁素子の等価回路図、第７図は感磁素
子に印加される磁界と抵抗値との関係を示す図、第８図
は出力電圧と時間との関係を示す図である。 １：磁石体、Ｉｌａ：着磁部、Ｉｌｂ：非着磁部、３：
感磁素子。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に複数の磁極が感磁素子との相対移動方向に
   出現するように形成した磁石体の磁界が作用する範囲内
   に、磁石体の磁極配設面と対向しかつ所定の間隙を介し
   て感磁素子を前記磁石体と相対移動可能に配設した磁気
   式エンコーダにおいて、前記複数の磁極を、これ等によ
   る磁界が同一相対移動方向に向かうように形成したこと
   を特徴とする磁気式エンコーダ。
2. （２）複数の磁極を磁界の強さが異なるように形成した
   特許請求の範囲第１項記載の磁気式エンコーダ。
3. （３）磁極間に非着磁部を設けた特許請求の範囲第１項
   記載の磁気式エンコーダ。
4. （４）磁石体が回転磁石体である特許請求の範囲第１項
   ないし第３項何れかに記載の磁気式エンコーダ。
5. （５）磁石体を直線状に形成した特許請求の範囲第１項
   ないし第３項何れかに記載の磁気式エンコーダ。