JPS5944950A - 磁気エンコ−ダ搭載モ−タ - Google Patents

磁気エンコ−ダ搭載モ−タ

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JPS5944950A
JPS5944950A JP57151700A JP15170082A JPS5944950A JP S5944950 A JPS5944950 A JP S5944950A JP 57151700 A JP57151700 A JP 57151700A JP 15170082 A JP15170082 A JP 15170082A JP S5944950 A JPS5944950 A JP S5944950A
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JP
Japan
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magnetic
magnetoresistive element
recording medium
magnetic encoder
motor equipped
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Pending
Application number
JP57151700A
Other languages
English (en)
Inventor
Makio Sei
清 牧雄
Kunio Miyashita
邦夫 宮下
Tadashi Takahashi
正 高橋
Shoichi Kawamata
昭一 川又
Mitsuru Watanabe
充 渡邊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5944950A publication Critical patent/JPS5944950A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/01Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for shielding from electromagnetic fields, i.e. structural association with shields
    • H02K11/014Shields associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/0141Shields associated with casings, enclosures or brackets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)

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】 本発明は、磁気エンコーダ搭載モーフに係り、特に、磁
気抵抗効果を用いた磁気エンコーダにおける磁気シール
ドに好適な構成とした磁気エンコーダ搭載モータに関す
るものである。
テープレコーダ、あるいはV T If、 (Vide
Tape Recorder)などに組込マレテ、一定
速ノテープ送りに使われるところの、キャプスタンモー
タなどには、1回転当り数百パルス程度の速度検出信号
を発生するエンコーダがモータ本体と一体的に設置され
る。このエンコーダの速度検出信号は、回転速度制御の
フィードバック信号として使用されるもので、僅かな速
度変動でも録画あるいは再生時に、音質及び画質の劣化
を招いてしまうため、微少な回転変動を検出して一定速
制御が行えるように、エンコーダには極めて高い性能が
要求されるもので、ある。
しかして、このようなエンコーダとして、発光ダイオー
ド、フオl−1−ランジスタ及びスリット付円板から構
成され、非接触で回転速度を検出する光方式エンコーダ
がある。ところが、この光方式では、検出精度を高めよ
うとすると、スリット付円板の製造が高価となってしま
い、また塵埃や円板表面の露結などの影響ケ受は易くな
るという欠点がある。
これにたいし、磁気抵抗効果素子を用いた磁気エンコー
ダは、部品数、信頼性、精度の点で優れていることがわ
かり、最近注目され実用化検討が行なわれている。
しかして、磁気抵抗効果は周知の如く、磁界の作用によ
シ抵抗が変化する現象で、組成材料によってその効果の
点に大小が生ずるものである。
次に、このような磁気エンコーダ及び、これを搭載した
モータの従来技術に係るものを説明する。
まず、第1図は、磁気抵抗効果素子の原理な示す斜視図
、第2図は、その磁気抵抗効果の原理説明図である。
すなわち、例えば、パーマロイなどをガラス基板30上
に蒸着し、第1図に示すような蒸着パターン40を形成
させるものである。
これが、磁気抵抗効果素子10であυ、その電極20及
び2O2間に直流電圧を印加し、電流■を図示のごとく
流すようにする。
そして、この電流■に対し直角に磁場+Hを加えると、
磁気抵抗効果は最大とカリ、第2図に示すように、磁場
−11−1が強くなるに従い、その抵抗値RはΔRのよ
うに減少する。また、磁8を−1−Iというように反し
、しても、同様の効果が得られるものである。
次に、この効果を利用した磁気エンコーダについて説明
する。
ここで、第3図の(A)は、磁気エンコーダの原理を示
す略示構成図、同([3)は結線図であり、10′″ 
は、磁気抵抗効果素子、15ば、磁気記録媒体、R1−
R4は各素子部抵抗である。
第3図(イ)において、磁気記録媒体15ばN及びS極
が交互に等ピッチλで着磁されたもので、メタルテープ
の表面に塗布されるメタル材などが、その素材として適
している。さて、磁気抵抗効果素子10′を磁気記録媒
体15に接近させ、磁極の並んでいる方向に平行移動さ
せると、磁気抵抗効果素子10′ばN、S極の磁界変化
を受け、その結果、磁極ピッチλに相当する周期の抵抗
変化が得られる。これを、例えば、図示のように、ブリ
ッジの一辺に挿入すれば、抵抗変化を電圧の変化として
抽出することができる。
さらに、図示していないが、コンパレータ、波形整形回
路を通すことによりパルス列信号に変換できる。このパ
ルス列信号は磁気記録媒体15に着磁されている磁極ピ
ッチλに対応したものであるから、たとえば回転子に磁
気記録媒体15を固着し、かつ、第3図囚に示すように
同一・円周上に等ピッチにN及びS極を交互に着磁すわ
ば、前述したごとく磁気抵抗効果素子10′によって、
磁気記録媒体15に書込まれたN及びS極の情報を正確
に読み出すことが可能である。
次に、磁気抵抗効果素子を用いた磁気エンコーダを一体
的に組込んだモータ、すなわち磁気エンコーダ搭載モー
タの従来例について、第4,5図によシ説明する。
ここで、第4図囚は、従来技術に係る磁気エンコーダ搭
載モータの概略構成縦断面図、同(B)は、その略示横
断面図で、第5図は、その漏れ磁束による磁気エンコー
ダの出力電圧波形図である。
図で、1はシャフト、2はベアリング、3はフレーム、
4はコ1ル、5けボスであシ、6は回転子磁石、7ば、
前記回転子磁石6を囲繞するように1〜だ回転子ヨーク
で、8は支持台、9は非磁性体であって、10′は磁気
抵抗効果素子、30は、そのガラス基板、40′は蒸着
パターンであり、15′は磁気記録媒体であり、tsば
、磁気記録媒体15′と磁気抵抗効果素子10′との間
のスペーシングである。
すなわち、磁気記録媒体15′は、回転子ヨーク7に、
適当な寸法のアルミニウムなどの非磁性体9を介して固
着される。また、磁気抵抗効果素子10′は支持台8に
より、フレーム3に固定され、前記の磁気記録媒体15
′に対向配置される。
この例では、回Qす;子磁石6はンヤフト1の方向に多
極着磁されて」、・す、磁極位置を適当な手段、例えば
ホール素子外どを用いて検出し、位置に応じてコイル4
に通電することによシトルクを発生するようになってい
るものである。
ところで、磁気抵抗効果素子10′は、数ガウスから数
十ガウスと、低い磁束密度で感応するものである。
一般に、モータの周辺は、コイル、磁石等からの漏れ磁
束が存在し、これは、磁気抵抗効果素子に感応する大き
さである。
第4図(B)は、同図穴におけるものの、この様子を示
すものであシ、その漏れ磁束φLによっての磁気エンコ
ーダの出力電圧波形を示すものが第5図であって、50
は出力電圧信号、pは回転子磁石6の極ピッチである。
すなわち、出力電圧信号50ば、磁気記録媒体15’に
書き込まれた、さきに述べ/と着磁のピッチλに対応す
るとともに、回転子磁石6の極ピッチpに等しいものに
より振幅変調された波形となってしまうものである。
このため、出力電圧信号50の零レベルの位置は、回転
子磁石6の極ピッチpに応じて変動し、図示のように、
その出力電圧の周期が、Tl 〜T、のどとく異なって
しまうものである。
この結果、一定周期の、正確な速度検出信号を得ること
ができなくなり、これに従い、信号対雑音の比である、
いわゆるS/N比を高くすることができず、例えば一定
速度の制御を行うとしても、回転変動が犬きくなって、
最悪の場合は制御不能となる欠点を有するものであった
本発明は、上記の従来技術に係るものの欠点に対処して
、回転子磁石、コイル等からの漏れ磁束に対し、磁気エ
ンコーダの磁気シールドが簡単に、かつ有効に行えるよ
うにした磁気エンコーダ搭載モータの提供を、その目的
とするものである。
本発明に係る磁気エンコーダ搭載モータの構成は、磁気
抵抗効果素子及び磁気記録媒体とから構成される磁気エ
ンコーダを搭載するようにしたモータにおいて、その回
転子ヨーフケ回転子磁石を囲繞するような形状として、
これに磁気記録媒体を固着し、この磁気記録媒体と対向
して磁気抵抗効果素子を配置するとともに、その磁気抵
抗効果素子に、モータからの漏れ磁束をシールドする磁
性体を配設するようにしたものである。
次に、本発明に係る実施例を、各図を参照して説明する
まず、第6図は、本発明の一実施例に係るものの略示横
断面図である。
図で、第4図(4)、 Q3)と同一符号は同等部分を
示し、25は磁性体である。
しかして、本実施例に係るものにおいて、さきの第4図
の(ト)のような、モータの固定子側及び磁気抵抗効果
素子の支持台などをあわせ示す縦断面図を省略したが、
これを要するに、本実施例のものは、第4図(ト)にお
ける同図(B)の構成を、第6図に示すような構成とし
たものである。
すなわち、本実施例に係るものは、センサとしての磁気
抵抗効果素子10’の背後、すなわら、磁気記録媒体1
5′側とは反対の側に磁性体25を配置したものである
そして、その配置は、磁気抵抗効果素子10’の近傍に
モータからの漏れ磁束をシールドするように配設したも
ので、図示のものV;jl、磁気抵抗効果素子lO′を
密着せしめるようにしたものである。
このように、磁性体25を、磁気抵抗効果素子10′の
周辺?囲むごとく配置することにより、磁気抵抗効果素
子10′の周囲に存在する、モーフからの漏れ磁束φL
の大部分は、磁性体25の透磁率が空気より太きいため
、これに集磁され、図示のごとく磁性体25に入射し、
その結果、磁気抵抗効果素子10′及び磁気記録媒体1
5′を桶切る磁束は著しく減少させることができるもの
である。
〈でき、また、さきの第5図に示すように、回転子磁石
6の極ピッチpで振幅変調された波形には、もはやなら
ず、出力電圧信号50の振幅が、はぼ一定、すなわち零
レベルが変動しない速度検出信号?得ることができるも
のである。
とこで、第7図は、上記第6図の実施例における磁性体
25配設の場合と、第4図囚、(B)に示すものに係る
場合との、それぞれ図示のスペーシングAsにおける、
スペーシング対回転むらの比較特性図である。
すなわち、本発明に係るものの回転むら特性を実測した
結果のイ特性に示すように、従来技術に係るものの同特
性口に比較して、その回転むら性能を大幅に改善するこ
とができたものであり、また、この比較特性図から明ら
かなように、スペーシング7se大きくすることができ
るので、磁気エンコーダの製作5組立を容易に行えるこ
とができるものである。
々お、」二記実施例においては、磁気抵抗効果素子の背
面に磁性体を密着して配設したものであるが、磁性体は
、磁気抵抗効果素子と同一側の非磁性体の表面に、磁気
抵抗効果素子を、連H11シて、ちるいは断続して囲む
ような、近傍配設構成とすることができるものである。
次に、第8(A)、(B)図は、磁性体構成に係る他の
実施例を示す略示部分図であシ、第6図と同一符号は同
等部分を示し、25A、251−は4a性体である。
すなわち、第8図(A)、(B)に示すものは、いずれ
も、磁性体を、凹部を設けた磁性体25A、25Bとし
て、その四部を磁気抵抗効果素子10′の背面へ挿嵌固
定する」:うにしたものであり、これを要するに、磁気
]J(抗効果素子10′を、磁性体25A、25Bに埋
込む構成としたものである。
そして、また、その四部を設けた磁性体25A。
25Bの端部分図示のごとく延長して、磁気抵抗効果素
子10′を所定の位置に、兼ねて固定する形状としたも
のである。
すなわち、第4図囚の支持台8を不要としたものである
これにより、さきの実施例に係るものよりも、さらに磁
気シールド効果を奏効せしめるようにしたものである。
しかして、第8図(5)のものは、磁性体25Aの表面
が磁気抵抗効果素子10′の表面と、はぼ同一とした構
成であり、これにだいし、同図φ3)のものは、磁性体
25130表面が磁気抵抗効果素子10′の表面より突
出せしめたもの、すなわち、磁気抵抗効果素子10′の
表面が磁性体2513の表面より下がつ/こ構成とした
場合であって、さきに述べたスペーシングtsとの関係
で、所定寸法、つまり、図示の距離りにおいて、l〕(
L sの条件を満たすことが、その製造9組立て上、受
画な範囲に属するものである。
しかして、上記実施例とは別の構成に係るものとして、
その端部延長の構成とすることなく、単に、凹部を有し
て磁気抵抗効果素子を囲繞する、その素子の大きさにた
いし同等以上の太きさとした磁性体とすることができる
ものであり、同等以上としたのは、小さいと、漏れ磁束
にだいするシールド効果が薄れてしまうからである。
また、第9図は、さらに他の実施例に係るものの配置構
成部分図であυ、第6図と同一符号tよ、同等部分を示
すものである。
すなわち、本実施例は、磁気抵抗効果素子10′及び磁
気記録媒体15′ならびに、磁気抵抗効果素子10′の
大きさにたいし同等以上の大きさの磁性体25の固定位
置が、さきの第4図(イ)におけるシャフト1の方向と
したもので、他の実施例と同等の効果を期待できるもの
である。
以上に述べたところをも総合して、本発明によるときは
、回転子磁石、コイル等からの漏れ磁束に対し、磁気エ
ンコーダの磁気シールドが簡単に、かつ有効に行うこと
ができるため、S/N比を高めることができ、なお、ス
ペー/ングAsを大きくすることができるので、磁気エ
ンコーダの製作。
組立てが容易に行えるものを得ることができるものであ
り、実用的効果にすぐれた発明ということができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、磁気抵抗効果素子の原理を示す斜視図、第2
図は、その磁気抵抗効果の原理説明図、第3図囚は、磁
気エンコーダの原理を示ず銘水構成図、同図(B)は、
結線図、第4図囚は、従来技術に係る磁気エンコーダ搭
載モータの概略構成縦断面図、同図(13)は、その銘
水横断面図、第5図は、その磁気エンコーダの出力電圧
波形図、第6図は、本発明の一実施例に係るものの銘水
横断面図、第7図は、スペーシング対回転むらの比較特
性(菌、第8図(イ)、(B)は、それぞれ、磁性体構
成に係る他の実施例・計示す銘水部分図、第9図は、さ
らに他の実施例に係克ものの配置構成部分図である。 1・・・シャフト、2・・・ベアリング、3・・・フレ
ーノ・、4・・・コイル、5・・・ボス、6・・・回転
子磁石、7・・・回転子ヨーク、8・・・支持台、9・
・・非磁性体、10′・・・磁気抵抗効果素子、15′
・・・磁気記録媒体、25.25A、25B・・・磁性
体、40′・・・蒸着パターン。 代理人 弁理士 福l」幸作 (1よか7系) 第 1 目 一#              fH(B) 第 4 呂 (A) / (8) 茅5目 第    6      図 S 第7 目 スヘー シ〉7”ノ5    − 芽δ 目 (A>    (13) 茅q 目

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、磁気抵抗効果素子及び磁気記録媒体とから構成され
    る磁気エンコーダを搭載するようにシタモータにおいて
    、その回転子ヨークを回転子磁石を囲繞するような形状
    として、これに磁気記録媒体を固着し、この磁気記録媒
    体と対向して磁気抵抗効果素子を配置するとともに、そ
    の磁気抵抗効果素子に、モータからの漏れ磁束を7−ル
    ドする磁性体を配設するようにしたことを特徴とする磁
    気エンコーダ搭載モータ。 2、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、磁気抵
    抗効果素子の近傍に磁性体を配設するようにしたもので
    ある磁気エンコーダ搭載モータ。 3、特許請求の範囲第2項記載のものにおいて、磁気抵
    抗効果素子の背面に磁性体を密着させて配設するように
    したものである磁気エンコーダ搭載モータ。 4、特許請求の範囲第3項記載のものにおいて、密着さ
    せて配設される磁性体の大きさ?、磁気抵抗効果素子の
    大きさにたいし同等以上としたものである磁気エンコー
    ダ搭載モータ。 5、%許請求の範囲第1項記載のものにおいて、磁性体
    に凹部を設け、との凹部を磁気抵抗効果素子の背面へ挿
    嵌固定するようにしたものである磁気エンコーダ搭載モ
    ータ。 6、特許請求の範囲第5項記載のものにおいて、磁性体
    面が磁気抵抗効果素子面とほぼ同一か、あるいは所定寸
    法以上に突出せしめないようにしたものである磁気エン
    コーダ搭載モ〜り。 7、特許請求の範囲第5項記載のものにおいて、凹部を
    設けるようにした磁性体を、磁気抵抗効果素子を所定の
    位置に、兼ねて固定保持する形状としたものである磁気
    エンコーダ搭載モータ。
JP57151700A 1982-09-02 1982-09-02 磁気エンコ−ダ搭載モ−タ Pending JPS5944950A (ja)

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