JPH0584444B2 - - Google Patents
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- JPH0584444B2 JPH0584444B2 JP60264046A JP26404685A JPH0584444B2 JP H0584444 B2 JPH0584444 B2 JP H0584444B2 JP 60264046 A JP60264046 A JP 60264046A JP 26404685 A JP26404685 A JP 26404685A JP H0584444 B2 JPH0584444 B2 JP H0584444B2
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、OA，FA分野を中心に使用される
オータにセンサーとして装着する磁気式エンコー
ダに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a magnetic encoder that is attached as a sensor to an motor used primarily in the OA and FA fields.
従来の技術
近年、磁気式エンコーダは、従来の光学式エン
コーダに変わる低コストセンサーとして、OA，
FA分野に使用される高密度高速度化対応用モー
タに装着されだして来た。Conventional technology In recent years, magnetic encoders have been used as low-cost sensors to replace conventional optical encoders in OA,
They have begun to be installed in high-density, high-speed motors used in the FA field.
以下、図面を参照しながら、上述した磁気式エ
ンコーダの従来の一例について説明する。 Hereinafter, a conventional example of the above-mentioned magnetic encoder will be described with reference to the drawings.
第７図、第８図は従来の磁気式エンコーダの磁
気ドラム着磁構成と磁気抵抗素子の配置を示すも
のである。第７図において、１は円筒状に形成さ
れた磁性材料より成る磁気ドラムである。２は磁
気ドラム１に設けた多極ストラツグ着磁部で、高
分解能パルスを発生させるための磁界を発生す
る。３はインデツクス着磁部で、位置検出パルス
を発生させるための磁界を発生する。４は多極ス
トラツグ着磁部２、インデツクス着磁部３の磁界
をパルス出力に変換する磁気抵抗素子である。な
お、インデツクス着磁部３に示す空白部は、未着
磁となつている。 FIGS. 7 and 8 show the magnetic drum magnetization structure and the arrangement of the magnetic resistance elements of a conventional magnetic encoder. In FIG. 7, reference numeral 1 denotes a magnetic drum made of a magnetic material and formed into a cylindrical shape. Reference numeral 2 denotes a multi-pole strut magnetized section provided on the magnetic drum 1, which generates a magnetic field for generating high-resolution pulses. Reference numeral 3 denotes an index magnetizing section that generates a magnetic field for generating position detection pulses. Reference numeral 4 denotes a magnetoresistive element that converts the magnetic fields of the multipole strut magnetization section 2 and the index magnetization section 3 into pulse output. Note that the blank portion shown in the index magnetized section 3 is not magnetized.
従来の磁気式エンコーダは、第７図に示す如
く、高分解能用多極ストラツグ着磁部２の着磁巾
に同期した着磁巾のインデツクス着磁部３を２ト
ラツクに構成し、その表面から一定の〓間を保つ
て配置した磁気抵抗素子４によつて、前記２トラ
ツクの発生する磁界を出力変換している。この
時、磁気抵抗素子４の高分解能パルス変換部（以
下FG部と称する）は、倍周波出力構成を持ち、
位置検出パルス変換部（以下IX部と称する）は、
バイアス磁石４ａによるバイアス磁石で１パルス
を形成するために、単周波出力構成を持つている
ものを使用する。 As shown in FIG. 7, the conventional magnetic encoder has a two-track index magnetized section 3 with a magnetized width synchronized with the magnetized width of the high-resolution multipole strut magnetized section 2. The magnetic fields generated by the two tracks are converted into output by a magnetoresistive element 4 arranged with a constant distance between them. At this time, the high-resolution pulse conversion section (hereinafter referred to as FG section) of the magnetoresistive element 4 has a double frequency output configuration,
The position detection pulse conversion section (hereinafter referred to as IX section) is
In order to form one pulse with the bias magnet 4a, one having a single frequency output configuration is used.
以上のように構成された磁気式エンコーダの磁
気ドラムと、磁気抵抗素子について、以下第８図
においてその動作説明を行う。 The operation of the magnetic drum and magnetoresistive element of the magnetic encoder constructed as described above will be explained below with reference to FIG.
第８図において、ａは磁気ドラムの着磁構成を
示し、ｂはそれに対する磁気抵抗素子の配置を示
し、ｃ及びｄはその配置に於けるIX部及びFG部
の出力波形をそれぞれ示す。 In FIG. 8, a shows the magnetized structure of the magnetic drum, b shows the arrangement of the magnetoresistive element thereto, and c and d show the output waveforms of the IX section and the FG section, respectively, in that arrangement.
磁気ドラム１は、１極対をλとして着磁を施
し、IX部に対する着磁部は、FG部に対する着磁
部に同期して、単極で着磁を施す。 The magnetic drum 1 is magnetized with one pole pair at λ, and the magnetized section for the IX section is magnetized with a single pole in synchronization with the magnetized section for the FG section.
この着磁から発生する水平磁界成分を受けて、
出力発生を行う磁気抵抗素子４は、IX部は、
λ／２巾で素子を配置し、素子にバイアス磁石４
ａでバイアス磁化HBをＳ極を打ち消す方向だけ
にバイアスを与える事によつて、第９図に示すよ
うな理論で１パルスの位置検出パルスを構成され
る。この時の出力信号は、素子に流れる電流Isに
対する磁界角度θとし、素子の抵抗変化量を、△
Ｒとすれば、IXの出力を△Ｖとして△Ｖ＝Is△
Rsinθ
で表すことができる。 Receiving the horizontal magnetic field component generated from this magnetization,
The magnetoresistive element 4 that generates output has an IX section as follows:
Arrange the elements with a width of λ/2, and attach a bias magnet 4 to the element.
By biasing the bias magnetization HB only in the direction that cancels out the S pole at a, a one-pulse position detection pulse is constructed according to the theory shown in FIG. The output signal at this time is the magnetic field angle θ with respect to the current Is flowing through the element, and the amount of resistance change of the element is △
If R, the output of IX is △V, △V=Is△
It can be expressed as Rsinθ.
また、FG部出力は、磁気抵抗素子特有の倍周
波出力原理を使用して高分解化を図ると
△Ｖ＝Is△Rsin2θ
＝Is△Ｒ１−cos2θ／２
となり、sin波（IX出力）に対して、90゜位相のず
れたcos波で倍周波出力となることが、第１０図
に示すような理論で判明する。 In addition, the FG section output becomes △V=Is△Rsin 2 θ = Is△R1−cos2θ/2 when high resolution is achieved using the doubled frequency output principle unique to magnetoresistive elements, and a sine wave (IX output) On the other hand, it is clear from the theory shown in FIG. 10 that a cosine wave with a phase shift of 90° results in a double frequency output.
この状態は、第８図のIX部出力波形、FG部出
力波形の内容で表れ、FG部出力波形の90度位相
差分で、１極対の着磁巾λに対しては、λ／８で
あることがわかる。 This state is manifested in the contents of the IX section output waveform and FG section output waveform in Figure 8, and the 90 degree phase difference of the FG section output waveform is λ/8 for the magnetization width λ of one pole pair. I understand that there is something.
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記のような構成では、FG部
出力波形のピーク値と、IX部出力波形のピーク
値は、必ずλ／８ずれて表れることになるので、
位相が合わず、IX部出力波形に要求される位置
検出機能を満足することができないという問題点
を有していた。Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, the peak value of the FG section output waveform and the peak value of the IX section output waveform always appear shifted by λ/8.
There was a problem in that the phases did not match and the position detection function required for the IX section output waveform could not be satisfied.
本発明は、上記問題点に鑑み、FG部出力波形
とIX部出力波形のピーク値を同期出力させ、従
来と同じ低価格でより高精度な磁気式エンコーダ
を、OA，FA分野へ提供するものである。 In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a magnetic encoder for the OA and FA fields that outputs the peak values of the FG part output waveform and the IX part output waveform synchronously, and has the same low price as the conventional one but has higher accuracy. It is.
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために、本発明の磁気式
エンコーダは、磁気ドラムのFG部に対する出力
発生部着磁に対して、IX部に対する出力発生部
着磁をλ／８シフトさせるか、もしくは、磁気抵
抗素子のFG部出力検出素子の対称軸に対して、
IX部出力検出素子の対称軸をλ／８シフトさせ
るという構成を備えたものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the magnetic encoder of the present invention has an output generating section magnetization for the IX section of the magnetic drum that is λ /8 shift, or with respect to the symmetry axis of the FG part output detection element of the magnetoresistive element,
It has a configuration in which the axis of symmetry of the IX section output detection element is shifted by λ/8.
作 用
本発明は、上記した構成によつて、磁気抵抗素
子の周波は出力波形と、単周波出力波形のピーク
値同期を可能とし、IX部出力波形の持つ位置検
出機能をより高精度に保つこととなる。Effect The present invention, with the above configuration, enables the frequency of the magnetoresistive element to synchronize the output waveform with the peak value of the single-frequency output waveform, and maintains the position detection function of the IX section output waveform with higher accuracy. It happens.
実施例
以下本発明の一実施例の磁気式エンコーダにつ
いて図面を参照にしながら説明する。Embodiment A magnetic encoder according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図、第２図は本発明の第１の実施例におけ
る、磁気式エンコーダの磁気ドラムと磁気抵抗素
子を示すものである。 1 and 2 show a magnetic drum and a magnetoresistive element of a magnetic encoder in a first embodiment of the present invention.
第１図、第２図において、１は磁気ドラム、２
は多極ストラツグ着磁部、３はインデツクス着磁
部、４は磁気抵抗素子で、これらは前記従来例と
同じ構成である。５は磁気抵抗素子４の基板部、
６は基板上に配置されたIX部出力検出素子、７
は同FG部出力検出素子である。本例では、磁気
抵抗素子４のIX部出力検出素子６とFG部出力検
出素子７の対称軸８が同じ構成のものに於ける例
であり、第１図のインデツクス着磁部３は、多極
ストラツグ着磁部２に対してλ／８シフトさせて
着磁を行つた例である。 In Figures 1 and 2, 1 is a magnetic drum, 2
Reference numeral 3 indicates a multi-pole strut magnetization section, 3 an index magnetization section, and 4 a magnetoresistive element, which have the same structure as the conventional example. 5 is a substrate portion of the magnetoresistive element 4;
6 is the IX section output detection element arranged on the board, 7
is the FG section output detection element. In this example, the axis of symmetry 8 of the IX section output detecting element 6 and the FG section output detecting element 7 of the magnetoresistive element 4 is the same, and the index magnetized section 3 in FIG. This is an example in which magnetization is performed by shifting the pole strut magnetized portion 2 by λ/8.
以上のように構成された磁気式エンコーダにつ
いて、以下、第３図を用いてその動作を説明す
る。 The operation of the magnetic encoder configured as described above will be explained below using FIG. 3.
磁気ドラム１の着磁と、磁気抵抗素子４がすべ
て対称軸に配置される場合は、FG部出力波形と
IX部出力周波が、λ／８位相差をもつて出力さ
れる事は、前記に説明した通りであり、磁気ドラ
ム１の移動方向が、図中矢印の場合は、FG出力
ピーク値に対して90°の位相差を生じる。 When the magnetization of the magnetic drum 1 and the magnetoresistive element 4 are all arranged on the axis of symmetry, the FG section output waveform and
As explained above, the IX part output frequency is output with a λ/8 phase difference, and when the moving direction of the magnetic drum 1 is indicated by the arrow in the figure, it is relative to the FG output peak value. Generates a 90° phase difference.
ゆえに、磁気抵抗素子４の素子対称軸８をFG
部出力発生素子７、IX部出力発生素子６とも同
一にする時は、FG部出力発生素子７に対する磁
界入力よりIX部出力発生素子６に対する磁界入
力は、90°遅らせる必要が生じる。FG部出力周波
の90°分は、１極対着磁巾λの1/8に相当すること
が第３図でわかる。つまり、多極ストラツグ着磁
部２の対称軸９に対して、インデツクス着磁部の
対称軸１０は、λ／８遅らせて構成すれば、FG
部出力波形のピークとIX出力波形のピークは、
同期することになる。 Therefore, the element symmetry axis 8 of the magnetoresistive element 4 is FG
When the section output generating element 7 and the IX section output generating element 6 are made the same, the magnetic field input to the IX section output generating element 6 needs to be delayed by 90 degrees from the magnetic field input to the FG section output generating element 7. It can be seen from Figure 3 that 90° of the FG section output frequency corresponds to 1/8 of the magnetization width λ for one pole. In other words, if the axis of symmetry 10 of the index magnetized section is delayed by λ/8 with respect to the axis of symmetry 9 of the multipole strut magnetized section 2, then the FG
The peak of the IX output waveform and the peak of the IX output waveform are
It will be synchronized.
以上のように、本実施例によれば、磁気ドラム
１の多極ストラツグ着磁部２の対称軸９に対し
て、インデツクス着磁部３の対称軸１０をλ／８
シフトした構造にすることにより、IX部出力波
形のピークとFG部出力波形のピークは同期させ
ることが可能となる。 As described above, according to this embodiment, the axis of symmetry 10 of the index magnetized section 3 is set at λ/8 with respect to the axis of symmetry 9 of the multipole strut magnetized section 2 of the magnetic drum 1.
By adopting the shifted structure, the peak of the IX section output waveform and the peak of the FG section output waveform can be synchronized.
以下、本発明の第２の実施例について図面を参
照しながら説明する。 A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第４図、第５図は、第２の実施例を示す磁気式
エンコーダの磁気ドラムと磁気抵抗素子の構成図
である。 4 and 5 are configuration diagrams of a magnetic drum and a magnetoresistive element of a magnetic encoder showing a second embodiment.
同図において１〜７の構成は、第１図、第２図
と同じものである。 In the figure, the configurations 1 to 7 are the same as those in FIGS. 1 and 2.
第１図、第２図の構成と異なるのは、磁気ドラ
ム１の着磁対称軸１１は、多極ストラツグ着磁部
２とインデツクス着磁部３とも同一にして、同期
着磁を施しており、IX素子対称軸１０をFG素子
対称軸９に対してλ／８シフトさせた点にある。
上記の様に構成された、磁気式エンコーダの磁気
ドラムと磁気抵抗素子について以下その動作を説
明する。 The difference from the configuration in FIGS. 1 and 2 is that the magnetization symmetry axis 11 of the magnetic drum 1 is the same for the multipole strut magnetization section 2 and the index magnetization section 3, and synchronous magnetization is performed. , the IX element symmetry axis 10 is shifted by λ/8 with respect to the FG element symmetry axis 9.
The operation of the magnetic drum and magnetoresistive element of the magnetic encoder constructed as described above will be described below.
従来例に於いて、IX部出力波形のピーク値は、
FG部出力波形のピーク値に対して90°位相がず
れていることに対して、磁気抵抗素子４に対する
各々の着磁部より発生する水平磁界成分が同期し
ている場合は、検出素子に於いて、その90°位相
ずれ分を補正する必要がある。故にFG部素子７
の対称軸９に対して、IX部素子６の対称軸１０
を、出力波形の90°位相分遅らせて配置すること
により出力波形の発生は、FG部出力波形ピーク
と、IX部出力波形のピークは同期することにな
る。 In the conventional example, the peak value of the IX section output waveform is
If the horizontal magnetic field components generated from each magnetized part of the magnetoresistive element 4 are synchronized, whereas the phase is shifted by 90 degrees with respect to the peak value of the FG part output waveform, the detection element Therefore, it is necessary to correct the 90° phase shift. Therefore, FG part element 7
The axis of symmetry 10 of the IX section element 6 with respect to the axis of symmetry 9 of
By delaying the output waveform by 90° phase of the output waveform, the output waveform is generated so that the peak of the FG section output waveform and the peak of the IX section output waveform are synchronized.
以上のように、磁気ドラム１の多極ストラツグ
着磁部２と、インデツクス着磁部３の対称軸１１
が同一で構成された磁気ドラムに於いては、磁気
抵抗素子４のFG出力発生素子７の対称軸９に対
して、IX部出力発生素子６の対称軸１０を出力
発形の90°位相進み分（λ／８）遅らせる素子配
置の構成をもつ磁気抵抗素子４を設けることで、
FG出力波形ピークとIX出力波形ピークを同時発
生させることができる。 As described above, the axis of symmetry 11 of the multipole strut magnetized section 2 of the magnetic drum 1 and the index magnetized section 3 is
In a magnetic drum configured with the same structure, the axis of symmetry 10 of the output generating element 6 of the IX section is set with a 90° phase advance of the output generation with respect to the axis of symmetry 9 of the FG output generating element 7 of the magnetoresistive element 4. By providing the magnetoresistive element 4 having an element arrangement configuration that delays the delay by λ/8,
FG output waveform peak and IX output waveform peak can be generated simultaneously.
発明の効果
以上のように、本発明は、磁気抵抗素子のFG
部出力発生素子とIX部出力発生素子の対称軸が
同一の場合は、対応する磁気ドラムの着磁対称軸
をλ／８シフトさせることにより、または、磁気
ドラムの着磁対称軸が同一の場合は、対応する検
出素子の対称軸をλ／８シフトさせることによ
り、FG出力波形とIX出力波形のピーク値を同期
発生させることが可能である。Effects of the Invention As described above, the present invention provides an FG of a magnetoresistive element.
If the axes of symmetry of the part output generating element and the part IX output generating element are the same, by shifting the magnetization symmetry axis of the corresponding magnetic drum by λ/8, or if the magnetization symmetry axis of the magnetic drums are the same. By shifting the symmetry axes of the corresponding detection elements by λ/8, it is possible to synchronize the peak values of the FG output waveform and the IX output waveform.
第１図は本発明の第１の実施例における磁気式
エンコーダの磁気ドラムと磁気抵抗素子の構成
図、第２図は第１図の磁気抵抗素子の展開図、第
３図は第１図、第２図の動作説明図、第４図は本
発明の第２の実施例における磁気式エンコーダの
磁気ドラムと磁気抵抗素子の構成図、第５図は第
４図の磁気抵抗素子の展開図、第６図はその動作
説明図、第７図、第８図は従来の磁気式エンコー
ダの磁気ドラム、磁気抵抗素子の構成図および動
作説明図、第９図は信号磁界と信号出力の関係の
説明図、第１０図は信号磁界と信号出力の関係の
説明図である。
１……磁気ドラム、２……多極ストラツグ着磁
部、３……インデツクス着磁部、４……磁気抵抗
素子、９……FG素子対称軸、１０……IX素子対
称軸。
FIG. 1 is a configuration diagram of a magnetic drum and a magnetoresistive element of a magnetic encoder according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded view of the magnetoresistive element of FIG. 1, and FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation, FIG. 4 is a configuration diagram of a magnetic drum and magnetoresistive element of a magnetic encoder according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a developed diagram of the magnetoresistive element of FIG. 4. Figure 6 is an explanatory diagram of its operation, Figures 7 and 8 are configuration diagrams and operational explanations of the magnetic drum and magnetic resistance element of a conventional magnetic encoder, and Figure 9 is an explanation of the relationship between the signal magnetic field and signal output. 10 are explanatory diagrams of the relationship between the signal magnetic field and the signal output. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Magnetic drum, 2... Multipolar strut magnetized part, 3... Index magnetized part, 4... Magnetoresistive element, 9... FG element symmetry axis, 10... IX element symmetry axis.
Claims (1)
分解能パルス発生用の多極ストラツグ着磁部と、
位置検出パルス発生用のインデツクス着磁部を、
それぞれの１極対着磁巾がλとなるように２トラ
ツクに施し、前記多極ストラツグ着磁部に対応す
る磁気抵抗素子の出力検出素子をλ／２の巾に配
し、前記インデツクス着磁部に対応する磁気抵抗
素子の出力検出素子をλ／４の巾に配し、それぞ
れの磁気抵抗素子の出力検出素子の対称軸が同一
直線上に配された構成の磁気式エンコーダに於い
て、前記多極ストラツグ着磁部に対して前記イン
デツクス着磁部を、１極対着磁巾λの約1/8シフ
トさせた磁気式エンコーダ。 ２ 円筒状の磁性材料より成る磁気ドラムに、高
分解能パルス発生用の多極ストラツグ着磁部と、
位置検出パルス発生用のインデツクス着磁部を、
それぞれの１極対着磁巾がλとなるように２トラ
ツクに施し、前記多極ストラツグ着磁部と前記イ
ンデツクス着磁部を同期着磁とし、前記多極スト
ラツグ着磁部に対応する磁気抵抗素子の出力検出
素子をλ／２の巾に配し、前記インデツクス着磁
部に対応する磁気抵抗素子の出力検出素子をλ／
４の巾に配した構成の磁気式エンコーダに於い
て、前記多極ストラツグ着磁部に対応する磁気抵
抗素子の出力検出素子の対称軸と、前記インデツ
クス着磁部に対応する磁気抵抗素子の出力検出素
子の対称軸を、１極対着磁巾λの約1/8シフトさ
せた磁気式エンコーダ。[Claims] 1. A magnetic drum made of a cylindrical magnetic material, and a multi-pole strut magnetized section for generating high-resolution pulses;
The index magnetization part for position detection pulse generation is
The index magnetization is performed on two tracks so that the magnetized width of each pair of poles is λ, and the output detection element of the magnetoresistive element corresponding to the multipole strut magnetized portion is arranged with a width of λ/2. In a magnetic encoder configured such that the output detection elements of the magnetoresistive elements corresponding to the parts are arranged in a width of λ/4, and the symmetry axes of the output detection elements of the respective magnetoresistive elements are arranged on the same straight line, A magnetic encoder in which the index magnetized section is shifted by about 1/8 of a single pole pair magnetization width λ with respect to the multipole strut magnetized section. 2 A magnetic drum made of a cylindrical magnetic material is equipped with a multipolar strut magnetized section for generating high-resolution pulses,
The index magnetization part for position detection pulse generation is
The magnetization is applied to two tracks so that the magnetization width of each pair of poles is λ, the multipole strut magnetized portion and the index magnetized portion are synchronously magnetized, and the magnetic resistance corresponding to the multipolar strut magnetized portion is The output detection element of the element is arranged with a width of λ/2, and the output detection element of the magnetoresistive element corresponding to the index magnetized part is arranged with a width of λ/2.
In the magnetic encoder configured to have a width of 4, the axis of symmetry of the output detection element of the magnetoresistive element corresponding to the multipole strut magnetized section and the output of the magnetoresistive element corresponding to the index magnetized section A magnetic encoder in which the axis of symmetry of the detection element is shifted by approximately 1/8 of the single pole pair magnetization width λ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26404685A JPS62124413A (en) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | Magnetic encoder |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP26404685A JPS62124413A (en) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | Magnetic encoder |
Publications (2)
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| JPS62124413A JPS62124413A (en) | 1987-06-05 |
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26404685A Granted JPS62124413A (en) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | Magnetic encoder |
Country Status (1)
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1985
- 1985-11-25 JP JP26404685A patent/JPS62124413A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9464919B2 (en) | 2014-10-30 | 2016-10-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Magnetic position detecting apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62124413A (en) | 1987-06-05 |
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