JPH0569446B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0569446B2 JPH0569446B2 JP17909187A JP17909187A JPH0569446B2 JP H0569446 B2 JPH0569446 B2 JP H0569446B2 JP 17909187 A JP17909187 A JP 17909187A JP 17909187 A JP17909187 A JP 17909187A JP H0569446 B2 JPH0569446 B2 JP H0569446B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetized
- output
- zone
- encoder
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 15
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、NC（数値制御）工作機等に用いら
れるサーボモータの回転軸の回転角、あるいは直
線運動するリニアモータ応用機器等の移動体の位
置を、回転体あるいは移動体の表面に形成された
磁化パターンを磁気抵抗効果素子の抵抗変化から
検出する磁気式の角度検出器あるいは位置検出器
に関する。
れるサーボモータの回転軸の回転角、あるいは直
線運動するリニアモータ応用機器等の移動体の位
置を、回転体あるいは移動体の表面に形成された
磁化パターンを磁気抵抗効果素子の抵抗変化から
検出する磁気式の角度検出器あるいは位置検出器
に関する。
従来、この種の装置とし工作機等の起動時の初
期位置がわかるエンコーダに、アブソリユート形
磁気ロータリエンコーダがある。
期位置がわかるエンコーダに、アブソリユート形
磁気ロータリエンコーダがある。
そのようなエンコーダは例えば特開昭57−
123494号に見られるように、所要精度に応じて複
数個の磁気トラツクを形成し、各トラツクの円周
方向に2n（ｎは１以上の整数）のセグメントに分
割し、各セグメントを一つおきに着磁ゾーンと非
着磁ゾーンとした回転磁性円板と、回転磁性円板
面から微小距離はなした基板面上に漏れ磁束を検
出するための複数の磁気抵抗効果素子を円板の直
径方向に並べて配置した磁気センサとから構成さ
れている。
123494号に見られるように、所要精度に応じて複
数個の磁気トラツクを形成し、各トラツクの円周
方向に2n（ｎは１以上の整数）のセグメントに分
割し、各セグメントを一つおきに着磁ゾーンと非
着磁ゾーンとした回転磁性円板と、回転磁性円板
面から微小距離はなした基板面上に漏れ磁束を検
出するための複数の磁気抵抗効果素子を円板の直
径方向に並べて配置した磁気センサとから構成さ
れている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかるに、従来の例に見られる方式の磁気エン
コーダでは、1986年発行の雑誌“自動化技術”18
巻７号36頁で報告されているように、第４図ａに
表わす磁気トラツク６と第４図ｂに示す磁気セン
サ３の組合せとなる。
コーダでは、1986年発行の雑誌“自動化技術”18
巻７号36頁で報告されているように、第４図ａに
表わす磁気トラツク６と第４図ｂに示す磁気セン
サ３の組合せとなる。
磁気トラツク６の各トラツクT0，T1，T2，T3
……に対応して、磁気センサ３には着磁ピツチλ
の1/2の間隔で磁気抵抗効果素子R01とR02′，R11
とR12′……が配列してある。
……に対応して、磁気センサ３には着磁ピツチλ
の1/2の間隔で磁気抵抗効果素子R01とR02′，R11
とR12′……が配列してある。
この多極着磁の磁極（Ｎ，Ｓ）部分と磁極の中
間部分で、漏れ磁束の強さが変化するために、磁
気抵抗効果素子１個毎に抵抗変化には、第４図ｃ
に表わすような非常に大きな脈動（リツプル）が
生じるため実用化されなかつた。
間部分で、漏れ磁束の強さが変化するために、磁
気抵抗効果素子１個毎に抵抗変化には、第４図ｃ
に表わすような非常に大きな脈動（リツプル）が
生じるため実用化されなかつた。
第４図ｄに示すように、λ／２離れた１組の磁
気抵抗効果素子と固定抵抗Ｒとでブリツジを構成
した出力を得たとしても、第４図ｅに表わすよう
に出力波形には脈動が残つていた。
気抵抗効果素子と固定抵抗Ｒとでブリツジを構成
した出力を得たとしても、第４図ｅに表わすよう
に出力波形には脈動が残つていた。
この原因は、着磁部分の磁極境界と磁極の中間
部で漏れ磁束の強さが異なるために、着磁ピツチ
λより小さい幅の磁気抵抗効果素子を用いた場
合、位置による漏れ磁界の強弱を検出するために
起る。
部で漏れ磁束の強さが異なるために、着磁ピツチ
λより小さい幅の磁気抵抗効果素子を用いた場
合、位置による漏れ磁界の強弱を検出するために
起る。
そのため、従来方式の磁気センサを使う磁気エ
ンコーダでは、出力波形の脈動が着磁ゾーンと非
着磁ゾーンの出力の差の10％以上では、外部から
の電気ノイズに弱いという問題点があつた。
ンコーダでは、出力波形の脈動が着磁ゾーンと非
着磁ゾーンの出力の差の10％以上では、外部から
の電気ノイズに弱いという問題点があつた。
ここにおいて本発明は、従来例の難点を克服
し、ノイズに強く信頼性の高いアブソリユート形
磁気エンコーダを提供することを、その目的とす
る。
し、ノイズに強く信頼性の高いアブソリユート形
磁気エンコーダを提供することを、その目的とす
る。
本発明では、従来方式のアブソリユート形磁気
エンコーダに見られた出力波形の脈動が大きく、
外来ノイズに対して弱いという問題点を解決する
ために、 着磁ピツチλを磁気トラツクからの漏れ磁束を
検出する磁気抵抗効果素子の幅ａの0.9〜1.1倍に
なるようにしている。
エンコーダに見られた出力波形の脈動が大きく、
外来ノイズに対して弱いという問題点を解決する
ために、 着磁ピツチλを磁気トラツクからの漏れ磁束を
検出する磁気抵抗効果素子の幅ａの0.9〜1.1倍に
なるようにしている。
着磁ピツチλを磁気抵抗素子の幅ａと同じにす
ることにより、着磁部分と磁気センサとの相対位
置が、いかなる場合においても、磁気センサに印
加される漏れ磁束の総量は変らないため、出力変
動が起らない。
ることにより、着磁部分と磁気センサとの相対位
置が、いかなる場合においても、磁気センサに印
加される漏れ磁束の総量は変らないため、出力変
動が起らない。
この場合着磁ピツチλを0.9a〜1.1a倍にするこ
とにより、出力変動を着磁ゾーンと非着磁ゾーン
との出力レベル差の10％以内に抑えることができ
るので、外来ノイズに対して強くなる。
とにより、出力変動を着磁ゾーンと非着磁ゾーン
との出力レベル差の10％以内に抑えることができ
るので、外来ノイズに対して強くなる。
ところで、着磁ピツチλが0.9a未満または1.1a
を越えると出力変動は10％を超過してまい、実用
的でない。
を越えると出力変動は10％を超過してまい、実用
的でない。
本発明の一実施例における出力特性を第１図に
表わす。
表わす。
第１図ａは磁気センサパターンの幅に対応させ
て代えた着磁ピツチλとその時の出力に含まれる
脈動の比率を示す特性図である。
て代えた着磁ピツチλとその時の出力に含まれる
脈動の比率を示す特性図である。
第１図ｂはその出力波形図である。
ｈは信号波高値、ｂは脈動波高値を示す。
ここでは、磁気抵抗効果素子の幅ａを15，30，
70μmとし、磁気トラツクの着磁ゾーンにおける
着磁ピツチλを0.85aから1.15aまで変えたとき
の、ｂ／ｈの値を表わしている。
70μmとし、磁気トラツクの着磁ゾーンにおける
着磁ピツチλを0.85aから1.15aまで変えたとき
の、ｂ／ｈの値を表わしている。
ａ＝λのとき、着磁ゾーンにおける出力波形の
脈動が最小となり、0.9a≦λ≦1.1aの範囲では、
出力波形の脈動は着磁ゾーンと非着磁ゾーンの出
力レベル差の10％以内に抑えられる。
脈動が最小となり、0.9a≦λ≦1.1aの範囲では、
出力波形の脈動は着磁ゾーンと非着磁ゾーンの出
力レベル差の10％以内に抑えられる。
すなわち、本発明は第１図ａの斜線の部分であ
る。
る。
第２図は、本発明をアブソリユート形磁気エン
コーダをモータの回転角度検出に使用した場合の
構成図であり、第２図ａは装置全体の斜視図、第
２図ｂは磁気トラツクの磁気センサの磁気抵抗効
果素子との配置関係を示す図である。
コーダをモータの回転角度検出に使用した場合の
構成図であり、第２図ａは装置全体の斜視図、第
２図ｂは磁気トラツクの磁気センサの磁気抵抗効
果素子との配置関係を示す図である。
１はモータ、２ａは同心円状の磁気トラツクを
有する磁性円板であり、各磁気トラツク毎に着磁
ゾーンからの漏れ磁界を検出する磁気抵抗効果素
子R1〜R5が１個ずつ磁気トラツクを横切る方向
に50μm程度の微少な間隔を保つて保持されてい
る。
有する磁性円板であり、各磁気トラツク毎に着磁
ゾーンからの漏れ磁界を検出する磁気抵抗効果素
子R1〜R5が１個ずつ磁気トラツクを横切る方向
に50μm程度の微少な間隔を保つて保持されてい
る。
第２図ｂは磁気トラツクが５個すなわち磁性円
板２ａの１回転を25→32分割した精度で回転角度
を検出する場合を表わしているが、さらに高精度
で回転角度を検出するには磁気トラツクとそれに
対向させる磁気抵抗効果素子の数を増加させれば
よい。
板２ａの１回転を25→32分割した精度で回転角度
を検出する場合を表わしているが、さらに高精度
で回転角度を検出するには磁気トラツクとそれに
対向させる磁気抵抗効果素子の数を増加させれば
よい。
このようにして、モータ１により回転自在に支
承されかつ駆動される回転軸４に固着された磁性
円板２ａに配置された磁気トラツクから磁界変化
を、磁性円板２ａに対向して装着された磁気セン
サ３の幅ａに対応して、磁気トラツクにおける着
磁ゾーンの着磁ピツチλを0.9a≦λ≦1.1aにして
あるので、第１図の特性から明らかなようにｂ／
ｈ（脈動比率）の低い良好な出力信号が得られる。
承されかつ駆動される回転軸４に固着された磁性
円板２ａに配置された磁気トラツクから磁界変化
を、磁性円板２ａに対向して装着された磁気セン
サ３の幅ａに対応して、磁気トラツクにおける着
磁ゾーンの着磁ピツチλを0.9a≦λ≦1.1aにして
あるので、第１図の特性から明らかなようにｂ／
ｈ（脈動比率）の低い良好な出力信号が得られる。
第３図は本発明の他の実施例を表わし、第３図
ａは全体の斜視図、第３図ｂは磁気トラツクの展
開平面図、第３図ｃは磁気センサに配置された磁
気抵抗効果素子の平面図、第３図ｄは出力信号導
出回路図である。
ａは全体の斜視図、第３図ｂは磁気トラツクの展
開平面図、第３図ｃは磁気センサに配置された磁
気抵抗効果素子の平面図、第３図ｄは出力信号導
出回路図である。
すべての図面において、同一符号は同一もしく
は相当部分を示す。
は相当部分を示す。
この他の実施例は、円筒状の磁性ドラム２ｂの
側面に多極着磁された着磁ゾーン２１、非着磁ゾ
ーン２０を有する磁気トラツクが形成されたタイ
プのエンコーダである。
側面に多極着磁された着磁ゾーン２１、非着磁ゾ
ーン２０を有する磁気トラツクが形成されたタイ
プのエンコーダである。
第３図ｂ，ｃの着磁ゾーン２１の着磁ピツチλ
が、磁気抵抗効果素子R1〜R4のそれぞれの幅ａ
に対応して、0.9a≦λ≦1.1aになるようにしてあ
り、これらの磁気抵抗効果素子R1〜R4で検出さ
れた抵抗値の変化は第３図ｄの回路から電圧e1〜
e4として直流電源Ｖにより与えられる。
が、磁気抵抗効果素子R1〜R4のそれぞれの幅ａ
に対応して、0.9a≦λ≦1.1aになるようにしてあ
り、これらの磁気抵抗効果素子R1〜R4で検出さ
れた抵抗値の変化は第３図ｄの回路から電圧e1〜
e4として直流電源Ｖにより与えられる。
このように磁性ドラム２ｂに磁気センサ３を組
み合わせることにより、出力の脈動を抑えること
ができるのは、前述の説明より明らかである。
み合わせることにより、出力の脈動を抑えること
ができるのは、前述の説明より明らかである。
また、本発明の別の実施例として、磁気トラツ
クが直線状に形成されている場合にも、本発明に
よる磁気センサ３を用いることにより、同様な効
果が得られる。
クが直線状に形成されている場合にも、本発明に
よる磁気センサ３を用いることにより、同様な効
果が得られる。
かくして本発明によれば、回転角度や移動位置
について磁気センサからの出力信号に脈動が無く
なるので、外来ノイズに対して強く、かつ従来例
に比べ出力信号処理が容易であり、コストの低減
につながり、しかも出力演算が正確となり、信頼
性の著しく高い角度検出器や位置検出器が得られ
る。
について磁気センサからの出力信号に脈動が無く
なるので、外来ノイズに対して強く、かつ従来例
に比べ出力信号処理が容易であり、コストの低減
につながり、しかも出力演算が正確となり、信頼
性の著しく高い角度検出器や位置検出器が得られ
る。
第１図は本発明の一実施例の磁気エンコーダの
出力波形特性図、第２図はその構成を示す装置の
斜視図・磁気エンコーダと磁気センサの対向配置
を表わす平面図、第３図は本発明の他の実施例の
構成図、第４図は従来例の説明図である。 １……モータ、２ａ……磁性円板、２ｂ……磁
性ドラム、３……磁気センサ、４……回転軸、２
０……非着磁ゾーン、２１……着磁ゾーン、R1
〜R5……磁気抵抗効果素子、ａ……磁気センサ
パターン（磁気抵抗効果素子）の幅、λ……着磁
ゾーン２１の着磁ピツチ、ｈ……信号波高値（出
力）、ｂ……脈動波。
出力波形特性図、第２図はその構成を示す装置の
斜視図・磁気エンコーダと磁気センサの対向配置
を表わす平面図、第３図は本発明の他の実施例の
構成図、第４図は従来例の説明図である。 １……モータ、２ａ……磁性円板、２ｂ……磁
性ドラム、３……磁気センサ、４……回転軸、２
０……非着磁ゾーン、２１……着磁ゾーン、R1
〜R5……磁気抵抗効果素子、ａ……磁気センサ
パターン（磁気抵抗効果素子）の幅、λ……着磁
ゾーン２１の着磁ピツチ、ｈ……信号波高値（出
力）、ｂ……脈動波。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 表面に形成された磁性媒体上に着磁ゾーンと
非着磁ゾーンからなる磁気トラツクを所要精度に
応じて少なくとも１個以上有し、かつこの着磁ゾ
ーンが２個以上のＮ，Ｓ磁極を持つ移動体と、 磁気トラツクに対向して強磁性体磁気抵抗効果
素子を設けた磁気センサと を備えた磁気エンコーダにおいて、 着磁ゾーンにおける着磁ピツチをλとし、磁気
抵抗効果素子の幅をａとするとき、 0.9a≦λ≦1.1a であることを特徴とする磁気エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17909187A JPS6423113A (en) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | Magnetic encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17909187A JPS6423113A (en) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | Magnetic encoder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6423113A JPS6423113A (en) | 1989-01-25 |
| JPH0569446B2 true JPH0569446B2 (ja) | 1993-10-01 |
Family
ID=16059905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17909187A Granted JPS6423113A (en) | 1987-07-20 | 1987-07-20 | Magnetic encoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6423113A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0817566B2 (ja) * | 1988-06-24 | 1996-02-21 | 三菱化学株式会社 | 位置検出装置 |
| JPH02234017A (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-17 | Yamaha Corp | エンコーダ用磁気記録媒体 |
| CN110873583A (zh) * | 2018-09-03 | 2020-03-10 | 大银微***股份有限公司 | 量测旋转轴偏摆的磁性编码器及其装置 |
-
1987
- 1987-07-20 JP JP17909187A patent/JPS6423113A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6423113A (en) | 1989-01-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |