JPS6199816A - 磁気式ロ−タリ−エンコ−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） 本発明は磁気抵抗素子を読み取りセンサとして用いた磁
気式ロータリーエンコーダに関する。

（従来の技術） 例えば、ＮＣ工作機械等において、モータの回転数や回
転角度等を正確に計数する手段として磁気式ロータリー
エンコーダが多く採用されている。

第６図は従来の磁気式ロータリーエンコーダの一例を示
すものであって、ディスク２１の上面周縁部に磁性媒体
２２を設けてこの磁性媒体２２に円周方向に一定ピッチ
でＮ極とＳ極を交互に形成し、磁性媒体２２の着磁ピッ
チと同一ピッチの磁気抵抗パターンを有する磁気抵抗素
子２３で上記磁性媒体２２の磁極を検知することにより
ディスク２１の回転数や回転角度等を検知するようにな
っている。

第７図は従来の磁気式ロータリーエンコーダの別の例を
示すもので、ディスク２４上に着磁ピッチをコード化し
て複数トラックに形成した磁性媒体２５．２６を設け、
これらの磁性媒体２５．２６の磁極をそれぞれ磁気抵抗
素子２７．２８で検知し、これらの検知信号の組み合わ
せによって多くの情報を取り出すようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ディスクの回転に対して得られる情報量を多くしてエン
コーダの分解能を高めようとする場合、上記従来の技術
によれば、磁性媒体の磁極ピンチをなるべく小さくして
なるべく多くの磁極を設ける必要があるが、磁性媒体に
高性能のものを用いても磁極ピッチは６０μｍ程度が限
度であり、ディスクの径が３０１１１１１１程度のもの
ではディスクの１回転当たり２０００パルス程度が限度
である。また、第７図に示されているもののように磁性
媒体を複数トラックにしてコード化して着磁すれば情報
量が多くなるが、複数のトラックにコード化した着磁を
行う必要があると共に、磁気抵抗素子を複数個必要とし
、製作が面倒であり、また、コスト高となる。

本発明の目的は、１トラツクの磁性媒体からきわめて多
くの情報量を得ることができるようにして、製作が簡単
であるにもかかわらず、分解能の高い磁気式ロータリー
エンコーダを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、表面に磁性媒体が設けられた磁性記録媒体と
、上記磁性媒体の着磁状態を検出する磁気抵抗素子とを
備えた磁気式ロータリーエンコーダにおいて、上記磁気
抵抗素子にｎ個（ｎは２以上の整数）の磁気抵抗パター
ンを形成すると共に、上記磁性媒体の１磁極ピッチをλ
としたとき、上記磁気抵抗パターンを（λ−λ／ｎ）ピ
ンチで配列したことを特徴とするものである。

（作用） 磁性記録媒体がその磁性媒体の着磁ピッチ２分だけ回転
すると、磁気抵抗素子は上記着磁ピンチに対して７７０
分だけずれているため、ｎ個の磁気抵抗パターンからそ
れぞれ出力信号が得られる。

従って、磁性記録媒体の１回転で、磁性媒体の着磁個数
のｎ倍のパルス出力を得ることができる。

（実施例） 第１図乃至第３図において、磁性記録媒体であるディス
ク３１上の周縁部には１トランクの磁性媒体３２が設け
られている。磁性媒体３２は周方向に等分割されてそれ
ぞれの分割領域は交互にＮ極とＳ極に着磁されている。

この各磁極のピッチをλとする。上記磁性媒体３２に対
向して磁気抵抗素子３３が配置され、磁気抵抗素子３３
によって磁性媒体３２の着磁状態を検出するようになっ
ている。

第１図は磁気抵抗素子３３の磁気抵抗パターンとこの磁
気抵抗パターンに対する磁性媒体３２の各磁極との関係
を示す。第１図において、磁気抵抗素子３３の磁気抵抗
パターンは磁気抵抗部分Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、・・
・Ｒ１９、Ｒ２０からなり、互いに隣り合う二つの磁気
抵抗部分Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４、・・・Ｒ１９とＲ２
０がそれぞれ対をなして計１０個の磁気抵抗パターンを
形成しており、前記磁性媒体３２の１磁極ピッチλに対
して上記磁気抵抗パターンは（λ−λ／１０）ピッチ、
即ち、磁性媒体３２の磁極ピッチより１／１０だけ短い
ピンチで配列されている。磁気抵抗パターンを何個にす
るかは任意であり、磁気抵抗パターンをｎ個（ｎは２以
上の整数）とした場合は、その磁気抵抗パターンのピッ
チは（λ−λ／ｎ）とすればよい。上記磁気抵抗パター
ンは、例えば平坦なガラス基板上に形成することができ
、その場合、例えば集積回路製造工程における回路パタ
ーン形成技術を利用することによって微小ピッチで磁気
抵抗パターンを形成することができる。磁性媒体３２へ
の磁極形成は周知の５一 手段によって行うことができる。例えば、ディスク３１
を回転させながら、磁性媒体３２に摺接させた磁気ヘッ
ドに一定周期のパルス信号を供給すれば微小ピンチで磁
極を形成することができる。

第１図及び第４図に示されているように、対をなす各磁
気抵抗部分Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４、・・・Ｒ１９とＲ
２０は直列になるように形成され、この直列をなす各一
対の磁気抵抗部分にはそれぞれ端子１と端子１２から一
定の直流電圧が印加されるようになっている。また、各
一対の磁気抵抗部分Ｒ１とＲ２、Ｒ３とＲ４、・・・Ｒ
１９とＲ２０の中点はそれぞれ端子２．３、・・・１１
に接続され、これらの端子から上記各一対の磁気抵抗パ
ターンによる分圧電圧を取り出すようになっている。

いま、ディスク３１が磁性媒体３２の着磁ピッチ２分だ
け回転したとする。磁気抵抗素子３３の磁気抵抗パター
ンは上記着磁ピッチλに対して１／１０だけずれている
ため、第５図に示されているように１０個の出力端子２
．３、・・・１１からそれぞれλ／１０ずつ順次位相が
ずれた計１０個の正弦波に近似の出力が得られる。そこ
で、例えば各出力信号がゼロクロスしたとき、あるいは
所定の基準レベルに達したときパルス出力が得られるよ
うな回路を用いることによって、磁性媒体３２の磁極数
の１０倍のパルス出力をディスク３１の１回転で得るこ
とができ、その分だけエンコーダの分解能を高めること
ができる。

ここで、磁性媒体がシングルトラックで同トラックの半
径がｒ、着磁ピッチがλ、磁気抵抗素子の磁気抵抗パタ
ーンがｎ個、この磁気抵抗パターンの配列ピンチが（λ
−λ／　ｎ　）とすると、ディスクの１回転で２πｒ／
λのｎ倍のパルスを得ることができる。因に、直径３０
ｍｍ程度の小型の磁気式ロータリーエンコーダであれば
、１回転で５０００パルス以上のパルス出力を容易に得
ることができる。ｎをどの程度に設定するかは任意であ
るが、Ｓ−Ｎ比との関係から、２乃至１０程度が実用的
である。

なお、磁性媒体の１磁極ピッチλに対して磁気抵抗パタ
ーンを（λ−λ／ｎ）のピッチのものとλのピッチのも
のにしてこれを組み合わせれば、より安定した出力を得
ることができる。また、各磁気抵抗パターンから得られ
る出力信号を演算処理して各信号の出力タイミングを求
めるようにすれば、ディスクの回転方向を検出すること
もできる。

（発明の効果） 本発明によれば次の効果を奏する。

磁性媒体をコード化したダブルトラックにしなくても、
磁性記録媒体の単位回転角度光たりの出力信号数を任意
の整数倍にすることができるから、構成の簡単な磁性記
録媒体を用いても分解能の高い磁気式ロータリーエンコ
ーダを得ることができるし、信号処理も容易である。

駆動用モータのロータマグネットの磁極を磁気抵抗素子
で検出することにより上記ロータマグネットを磁気式ロ
ータリーエンコーダの磁性媒体として兼用させたものが
あるが、このようなタイプ　やのものに本発明を適用す
れば、ロータマグネットの着磁ピッチに対して任意の整
数倍の信号を得ることができるから、モータの磁極数を
分割しなくてもエンコーダの分解能を高めることが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を要部を拡大して示す平面図、
第２図は同上実施例に用いられる磁性記録媒体の平面図
、第３図は上記実施例の全体を概略的に示す斜面図、第
４図は本発明に用いることができる電気的な接続の例を
示す回路図、第５図は同上電気回路によって得られる信
号を示す波形図、第６図は従来の磁気式ロータリーエン
コーダの例を示す斜面図、第７図は従来の磁気式ロータ
リーエンコーダの別の例を示す斜面図である。 ３１・・・磁性記録媒体、　３２・・・磁性媒体、３３
・・・磁気抵抗素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面に磁性媒体が設けられた磁性記録媒体と、上記磁性
   媒体の着磁状態を検出する磁気抵抗素子とを備えた磁気
   式ロータリーエンコーダにおいて、上記磁気抵抗素子に
   ｎ個（ｎは２以上の整数）の磁気抵抗パターンを形成す
   ると共に、上記磁性媒体の１磁極ピッチをλとしたとき
   、上記磁気抵抗パターンを（λ−λ／ｎ）ピッチで配列
   したことを特徴とする磁気式ロータリーエンコーダ。