JPS625125A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
磁気抵抗効果素子Info
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- JPS625125A JPS625125A JP60145066A JP14506685A JPS625125A JP S625125 A JPS625125 A JP S625125A JP 60145066 A JP60145066 A JP 60145066A JP 14506685 A JP14506685 A JP 14506685A JP S625125 A JPS625125 A JP S625125A
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- flux density
- magnetoelectric
- rotor
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- Pending
Links
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- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
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Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は検出対象の磁束密度の変化を検出し、その直線
方向の変移、または回転変移を電気的な信号に変換する
ための磁気抵抗効果素子に関する。
方向の変移、または回転変移を電気的な信号に変換する
ための磁気抵抗効果素子に関する。
従来技術
この種の磁気抵抗効果素子は、磁気式エンコーダなどに
組み込まれ、ロータの回転による磁束の変化を電気的な
信号に変換し、位置決め情報を得るため用いられる。
組み込まれ、ロータの回転による磁束の変化を電気的な
信号に変換し、位置決め情報を得るため用いられる。
このような磁気抵抗効果素子は、例えば特公昭59−5
3488号の公報に示されているように、磁束密度の変
化方向に対し並列的に並び設けられている。検出対象が
ステッピングモーターのロータであるとき、それぞれの
磁電素子は、極歯部分に直接対向している。
3488号の公報に示されているように、磁束密度の変
化方向に対し並列的に並び設けられている。検出対象が
ステッピングモーターのロータであるとき、それぞれの
磁電素子は、極歯部分に直接対向している。
ところが、ステッピングモーターのステッピング角度が
小さくなると、ロータとステータとの間隔が小さくなる
ため、磁気抵抗効果素子の組み込み間隔が確保出来ず、
その組み込みが困難となる。
小さくなると、ロータとステータとの間隔が小さくなる
ため、磁気抵抗効果素子の組み込み間隔が確保出来ず、
その組み込みが困難となる。
また、ロータの極歯のピッチが小さくなるため、これと
対応し磁電素子のピッチも小さくしなければならず、磁
気抵抗効果素子の製作上の困難がともなう。
対応し磁電素子のピッチも小さくしなければならず、磁
気抵抗効果素子の製作上の困難がともなう。
発明の目的およびその解決手段
したがって、本発明の目的は、検出対象の磁束密度変化
の方向に対し、狭い間隔でも磁気抵抗効果素子を組み込
めるようにすることである。
の方向に対し、狭い間隔でも磁気抵抗効果素子を組み込
めるようにすることである。
そこで、本発明は、磁電素子を検出対象の磁束密度変化
の方向と直行する平面上に並び設け、これらの2つの磁
電素子から電気的な信号を取り出すようにしている。こ
こで、検出対象の例えばロータは、変位方向で、磁束密
度の変化の位相をずらした状態で形成されており、それ
ぞれの磁束密度の変化は、対応の各磁電素子によって検
知される。したがって、これらの磁電素子が同一平面上
で直線上に配置されていても、これらの2つの磁電素子
から所定の波形の信号が得られる。
の方向と直行する平面上に並び設け、これらの2つの磁
電素子から電気的な信号を取り出すようにしている。こ
こで、検出対象の例えばロータは、変位方向で、磁束密
度の変化の位相をずらした状態で形成されており、それ
ぞれの磁束密度の変化は、対応の各磁電素子によって検
知される。したがって、これらの磁電素子が同一平面上
で直線上に配置されていても、これらの2つの磁電素子
から所定の波形の信号が得られる。
実施例の構成
第1図および第2図は本考案の磁気抵抗効果素子lをハ
イブリッド型のステッピングモーター2に組み込んだ例
を示している。このステッピングモーター2のステータ
3は、例えば、4つのポール4の部分で、励磁コイル5
を備えている。また、そのロータ6は、ロータ軸7の部
分で、永久磁石10を挟み込んだ状態で、磁性円板8.
9を備えている。これらの各磁性円板8.9は、外周に
沿って極歯81.91をそれぞれ形成しており、それら
は互いに半ピツチだけ位相のずれた状態で組み合わせら
れている。また上記永久磁石10は、ロータ軸7の方向
に着磁されているため、一方の磁性円板8は、極歯81
の部分で、N極に着磁されており、また他方の磁性内v
i9は、同様に極歯91め部分でS極に着磁されtいる
。
イブリッド型のステッピングモーター2に組み込んだ例
を示している。このステッピングモーター2のステータ
3は、例えば、4つのポール4の部分で、励磁コイル5
を備えている。また、そのロータ6は、ロータ軸7の部
分で、永久磁石10を挟み込んだ状態で、磁性円板8.
9を備えている。これらの各磁性円板8.9は、外周に
沿って極歯81.91をそれぞれ形成しており、それら
は互いに半ピツチだけ位相のずれた状態で組み合わせら
れている。また上記永久磁石10は、ロータ軸7の方向
に着磁されているため、一方の磁性円板8は、極歯81
の部分で、N極に着磁されており、また他方の磁性内v
i9は、同様に極歯91め部分でS極に着磁されtいる
。
さて、本考案の磁気抵抗効果素子1は、第3図に示すよ
うに、少なくとも2つの磁電素子11.12を基板13
の表面で備えている。これらの磁電素子11.12は、
磁気抵抗効果を有する強磁性材料で構成されており、そ
れぞれ導電部14.15により端子16.17.18に
接続されている。そして、これらの磁電素子11.12
は、基板13とともに、検出対象、すなわちロータ6の
磁束密度変化の方向と直交する平面上、換言すると、ロ
ータ軸7を含む平面上に位置しており、それぞれの極歯
81.91に接近した位置に配置されている。
うに、少なくとも2つの磁電素子11.12を基板13
の表面で備えている。これらの磁電素子11.12は、
磁気抵抗効果を有する強磁性材料で構成されており、そ
れぞれ導電部14.15により端子16.17.18に
接続されている。そして、これらの磁電素子11.12
は、基板13とともに、検出対象、すなわちロータ6の
磁束密度変化の方向と直交する平面上、換言すると、ロ
ータ軸7を含む平面上に位置しており、それぞれの極歯
81.91に接近した位置に配置されている。
つぎに、第4図は、検出回路19を示している。
2つの磁電素子11.12は、それぞれ直列接続の抵抗
器20.21とともに、ブリッジ回路を構成し、一方で
電源22に接続され、かつ、他方でアース24に接続さ
れる。また、そのブリッジ回路の中点つまり、端子17
.18は、それぞれ差動増幅器23の入力端に接続され
ている。
器20.21とともに、ブリッジ回路を構成し、一方で
電源22に接続され、かつ、他方でアース24に接続さ
れる。また、そのブリッジ回路の中点つまり、端子17
.18は、それぞれ差動増幅器23の入力端に接続され
ている。
実施例の作用
励磁コイル5に励磁電流が流れると、ロータ6は、その
回転磁界とともに回転し、所定の速度で回転しはじめる
。その回転中に、一方の極歯81が磁電素子11と対向
しているとき、他方の磁電素子12は、極歯91の中間
すなわちその溝部分に対応している。また逆に、S極側
の極歯91が磁電素子12と対向しているとき、磁電素
子11は、N極の極歯81の溝部分と対応している。こ
のように、2つの磁電素子11.12が基板13の平面
上でロータ軸7と平行な直線上で配置されていても、磁
性円板8.9が半ピツチだけ位相のずれた状態で組み合
わせられているため、2つの磁電素子11.12は、交
互に、N極、およびS極、つまり磁束密度の変化を連続
的に検出することになる。この結果、差動増幅器23の
出力側には、第4図で示すような、正弦波の出力信号が
現ねれる。そして、この出力信号は、回転位置の情報と
して用いられる。
回転磁界とともに回転し、所定の速度で回転しはじめる
。その回転中に、一方の極歯81が磁電素子11と対向
しているとき、他方の磁電素子12は、極歯91の中間
すなわちその溝部分に対応している。また逆に、S極側
の極歯91が磁電素子12と対向しているとき、磁電素
子11は、N極の極歯81の溝部分と対応している。こ
のように、2つの磁電素子11.12が基板13の平面
上でロータ軸7と平行な直線上で配置されていても、磁
性円板8.9が半ピツチだけ位相のずれた状態で組み合
わせられているため、2つの磁電素子11.12は、交
互に、N極、およびS極、つまり磁束密度の変化を連続
的に検出することになる。この結果、差動増幅器23の
出力側には、第4図で示すような、正弦波の出力信号が
現ねれる。そして、この出力信号は、回転位置の情報と
して用いられる。
考案の他の実施例
次に、第5図は、温度補償のために、基板13の他方の
側に、同様な磁電素子11a、12aを端子17.18
の間、に直列に接続し、その中点を端子25に接続した
例を示している。このような磁電素子11a、12aが
存在すると、温度補償が行われるため、出力信号は、温
度に対し安定化する。
側に、同様な磁電素子11a、12aを端子17.18
の間、に直列に接続し、その中点を端子25に接続した
例を示している。このような磁電素子11a、12aが
存在すると、温度補償が行われるため、出力信号は、温
度に対し安定化する。
また第6図は、ロータ6の回転方向を判別するために、
基板13の厚みを1/4ピツチに設定し、その裏面側に
、表面側と同様の形態で、磁電素子11.12を形成し
た例を示している。この裏面側の磁電素子11.12も
表面側のそれと同様に、専用の差動増幅器23に接続さ
れる。そして、この2つの差動増幅器23の出力信号は
、1/4波長だけずれているため、両信号の位相の時間
的前後関係を比較することによって、ロータ6の回転方
向が判別できる状態となる。
基板13の厚みを1/4ピツチに設定し、その裏面側に
、表面側と同様の形態で、磁電素子11.12を形成し
た例を示している。この裏面側の磁電素子11.12も
表面側のそれと同様に、専用の差動増幅器23に接続さ
れる。そして、この2つの差動増幅器23の出力信号は
、1/4波長だけずれているため、両信号の位相の時間
的前後関係を比較することによって、ロータ6の回転方
向が判別できる状態となる。
考案の変形例
上記実施例は、本発明の磁気抵抗効果素子Iをハイブリ
ッド型のステッピングモーター2に組み込んでいるこの
ため、検出対象のロータ6は回転運動をしている。しか
し、この検出対象は、直線運動をするものであってもよ
い。また検出対象とこの磁気抵抗効果素子1とは、相対
的に変位する関係にあればよい。したがって、磁気抵抗
効果素子1が変位することも考えられる。
ッド型のステッピングモーター2に組み込んでいるこの
ため、検出対象のロータ6は回転運動をしている。しか
し、この検出対象は、直線運動をするものであってもよ
い。また検出対象とこの磁気抵抗効果素子1とは、相対
的に変位する関係にあればよい。したがって、磁気抵抗
効果素子1が変位することも考えられる。
発明の効果
本発明では、少なくとも2つの磁気抵抗効果素子がロー
タなどの変位方向に対し直交する方向に配置されており
、磁電素子が検出対象磁束密度変化のピッチと直接対応
していないから、磁束密度の変化のピッチに関係なく、
すべての検出対象に共通に用いられる。
タなどの変位方向に対し直交する方向に配置されており
、磁電素子が検出対象磁束密度変化のピッチと直接対応
していないから、磁束密度の変化のピッチに関係なく、
すべての検出対象に共通に用いられる。
また、これらの磁電素子が検出対象の磁束密度の変化方
向に対し直交する方向で、同一平面上に設けられている
ため、2つの磁電素子との間で位相のずれがなく、した
がって分解能が大幅に高められる。
向に対し直交する方向で、同一平面上に設けられている
ため、2つの磁電素子との間で位相のずれがなく、した
がって分解能が大幅に高められる。
また、ステッピングモーターなどのように、ロータとス
テータとの空間に設けられた場合、ステータの内面に対
し平行な状態どなっていないため、ステータからの漏れ
磁束などの影響をうけず、し、 たがって、基板の裏
面側などにシールド材がなくても、安定な検出が可能と
なる。
テータとの空間に設けられた場合、ステータの内面に対
し平行な状態どなっていないため、ステータからの漏れ
磁束などの影響をうけず、し、 たがって、基板の裏
面側などにシールド材がなくても、安定な検出が可能と
なる。
また、検出対象に対し磁電素子(磁性体)が平面的に対
向せず、小さな面積の側面でのみ対向しているから、こ
の磁気抵抗効果素子がロータのコツキングの原因となら
ず、なめらかな回転特性を得るのに有効である。
向せず、小さな面積の側面でのみ対向しているから、こ
の磁気抵抗効果素子がロータのコツキングの原因となら
ず、なめらかな回転特性を得るのに有効である。
第1図は本発明の磁気抵抗効果素子を有するハイプッリ
ド型のステッピングモーターの概略的平面図、第2図は
その概略的な側面図、第3図は磁気抵抗効果素子の正面
図、第4図は検出回路の回路図、第5図および第6図は
他の実施例の一部の平面図である。 1・・磁気抵抗効果素子、2・・ハイブリッド型のステ
ッピングモーター、3・・ステータ、6・・ロータ、8
.9・・磁性円板、IO・・永久磁石、11.12・・
磁電素子、13・・基板、19・・検出回路、23・・
差動増幅器、81.91・・極歯。 第7図 第2図 第3図 第5図
ド型のステッピングモーターの概略的平面図、第2図は
その概略的な側面図、第3図は磁気抵抗効果素子の正面
図、第4図は検出回路の回路図、第5図および第6図は
他の実施例の一部の平面図である。 1・・磁気抵抗効果素子、2・・ハイブリッド型のステ
ッピングモーター、3・・ステータ、6・・ロータ、8
.9・・磁性円板、IO・・永久磁石、11.12・・
磁電素子、13・・基板、19・・検出回路、23・・
差動増幅器、81.91・・極歯。 第7図 第2図 第3図 第5図
Claims (2)
- (1)電気的に接続された2つの磁電素子を検出対象の
磁束密度変化の方向と直交する平面上に並び設けてなる
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - (2)検出対象の磁束密度の変化部分の位相を変位方向
でずらし、それぞれの磁束密度の変化部分ごとに各磁電
素子を対向させてなることを特徴とする。 特許請求の範囲第一項記載の磁気抵抗効果素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60145066A JPS625125A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 磁気抵抗効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60145066A JPS625125A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 磁気抵抗効果素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS625125A true JPS625125A (ja) | 1987-01-12 |
Family
ID=15376588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60145066A Pending JPS625125A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 磁気抵抗効果素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS625125A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5760262A (en) * | 1980-09-29 | 1982-04-12 | Hitachi Ltd | Rotary detector for rotary object |
JPS58154612A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-14 | Copal Co Ltd | 変位量検出装置 |
JPS6063413A (ja) * | 1983-09-05 | 1985-04-11 | Fanuc Ltd | 回転検出器 |
-
1985
- 1985-07-01 JP JP60145066A patent/JPS625125A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5760262A (en) * | 1980-09-29 | 1982-04-12 | Hitachi Ltd | Rotary detector for rotary object |
JPS58154612A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-14 | Copal Co Ltd | 変位量検出装置 |
JPS6063413A (ja) * | 1983-09-05 | 1985-04-11 | Fanuc Ltd | 回転検出器 |
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