JPS63295917A - 磁気エンコ−ダ - Google Patents
磁気エンコ−ダInfo
- Publication number
- JPS63295917A JPS63295917A JP12964987A JP12964987A JPS63295917A JP S63295917 A JPS63295917 A JP S63295917A JP 12964987 A JP12964987 A JP 12964987A JP 12964987 A JP12964987 A JP 12964987A JP S63295917 A JPS63295917 A JP S63295917A
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- JP
- Japan
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- magnetic
- magnetic track
- zone
- magnetized
- track
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 abstract description 11
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- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
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Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (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】
〔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りニ
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着磁気式の角度検出器あるい
は位置検出器に関する。
ボモータの回転軸の回転角、あるいは直線運動するりニ
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着磁気式の角度検出器あるい
は位置検出器に関する。
従来、この種の装置として工作機等の起動時の初期位置
がわかるエンコーダに、アブソリュート形ロークリエン
コーダがある。
がわかるエンコーダに、アブソリュート形ロークリエン
コーダがある。
そのようなエンコーダは例えば特開昭57−12349
4号に見られるように、所要精度に応じて複数個の磁気
トラックを形成し、各トラックを円周方向に2° (n
は1以−1−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慢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。
4号に見られるように、所要精度に応じて複数個の磁気
トラックを形成し、各トラックを円周方向に2° (n
は1以−1−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慢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。
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3
6頁で報告されているように、第4図(a)に表わす磁
気トラック6と第4図(b)に示す磁気センサ3の組合
せとなる。
は、1986年発行の雑誌“自動化技術”18巻7号3
6頁で報告されているように、第4図(a)に表わす磁
気トラック6と第4図(b)に示す磁気センサ3の組合
せとなる。
磁気トラック6の各トラックTo、Tl、T2゜T3・
・・・・・に対応して、磁気センサ3には着磁ピッチλ
のL/2の間隔で磁気抵抗効果素子R81とR82゜R
IIとR12,・・・・・・が配列しである。
・・・・・に対応して、磁気センサ3には着磁ピッチλ
のL/2の間隔で磁気抵抗効果素子R81とR82゜R
IIとR12,・・・・・・が配列しである。
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個毎の抵抗変化には、第4図(c)に表わすような非
常に大きな脈動(リップル)が生じるため実用化されな
かった。
、漏れ磁束の強さが変化するために、磁気抵抗効果素子
1個毎の抵抗変化には、第4図(c)に表わすような非
常に大きな脈動(リップル)が生じるため実用化されな
かった。
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とでブリッジを構成して出力を
得たとしても、第4図(e)に表わすように出力波形に
は脈動が残っていた。
抗効果素子と固定抵抗Rとでブリッジを構成して出力を
得たとしても、第4図(e)に表わすように出力波形に
は脈動が残っていた。
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、着磁ピッチ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。
磁束の強さが異なるために、着磁ピッチ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、外部からの電磁気ノイズに弱
いという問題点があった。
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、外部からの電磁気ノイズに弱
いという問題点があった。
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ュ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。
に強く信頼性の高いアブソリュ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。
C問題点を解決するための手段〕
本発明では、従来方式のアブソリュ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、 磁気トラックからの漏れ磁束を検出す着磁気抵抗効果素
子を磁気トラックの進行方向に対する傾きθを tan−1(0,75λ/1 ≦θ≦jan ’ (1,25λ/Iりにしている。
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、 磁気トラックからの漏れ磁束を検出す着磁気抵抗効果素
子を磁気トラックの進行方向に対する傾きθを tan−1(0,75λ/1 ≦θ≦jan ’ (1,25λ/Iりにしている。
ここに、λは磁気トラック着磁ゾーンの着磁ピッチ、l
は磁気トラックの進行方向に直角な幅である。
は磁気トラックの進行方向に直角な幅である。
磁気トラックからの漏れ磁束を検出す着磁気抵抗効果素
子を磁気トラックの列方向つまり進行方向に対して傾け
ることにより、磁気センサが検出する漏れ磁束の量が平
均化され、その結果として出力波形の脈動が解消される
。
子を磁気トラックの列方向つまり進行方向に対して傾け
ることにより、磁気センサが検出する漏れ磁束の量が平
均化され、その結果として出力波形の脈動が解消される
。
この場合、着磁ゾーンの着磁ピッチをλとし、磁気トラ
ック幅をgとするとき、 磁気トラックの列方向に対して jan−1(0,75λ/j? ) ≦θ≦tan −’ (1,25λ/N)なる範囲内で
磁気抵抗効果素子をθ傾けて配置することにより、 漏れ磁界の変動が平均化され、出力波形の脈動を、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
えることができる。
ック幅をgとするとき、 磁気トラックの列方向に対して jan−1(0,75λ/j? ) ≦θ≦tan −’ (1,25λ/N)なる範囲内で
磁気抵抗効果素子をθ傾けて配置することにより、 漏れ磁界の変動が平均化され、出力波形の脈動を、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
えることができる。
本発明の一実施例を第1図に表わし、第1図(a)はそ
の構成の要部を示す平面図、第1図(b)は磁気センサ
パターン(磁気抵抗効果素子)の傾きθに対応する出力
波形脈動率b/hの特性図、第1図(c)は信号波高値
りと脈動すの波形図である。
の構成の要部を示す平面図、第1図(b)は磁気センサ
パターン(磁気抵抗効果素子)の傾きθに対応する出力
波形脈動率b/hの特性図、第1図(c)は信号波高値
りと脈動すの波形図である。
ここでは、磁気トラックの幅gを1.0. 1.2゜1
.4m+*とし、磁気トラックの着磁ゾーンにおける着
磁ピッチλをそれぞれのトラック幅gについて60.7
0.80.90μmと変え、磁気抵抗効果素子Rの磁気
トラックの列方向に対する傾き角θを、Ooよりtan
’ (1,25λ/N)を越えるまで変えたときのb
/hの値を示す。
.4m+*とし、磁気トラックの着磁ゾーンにおける着
磁ピッチλをそれぞれのトラック幅gについて60.7
0.80.90μmと変え、磁気抵抗効果素子Rの磁気
トラックの列方向に対する傾き角θを、Ooよりtan
’ (1,25λ/N)を越えるまで変えたときのb
/hの値を示す。
θ−Lan−1λ/pのとき、着磁ゾーンにおける出力
波形の脈動が最少となり、 jan ’ (0,75λ/1 ≦θ≦jan−1(1,25λ/g) の範囲では、出力波形の脈動は、着磁ゾーンと非希磁ゾ
ーンの出力レベル差の10%以内に抑えられる。
波形の脈動が最少となり、 jan ’ (0,75λ/1 ≦θ≦jan−1(1,25λ/g) の範囲では、出力波形の脈動は、着磁ゾーンと非希磁ゾ
ーンの出力レベル差の10%以内に抑えられる。
第2図はこの一実施例であるアブソリュート形磁気エン
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
)は磁気トラックの磁気センサの平面図である。
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
)は磁気トラックの磁気センサの平面図である。
1はモータ、2aはモータにより回転自在に支承された
回転軸4に固着され回転する同心円状の磁気トラックを
仔す着磁性円板、3は磁気抵抗効果素子R1〜R5を各
磁気トラックに対向しそれらの列方向に対しθ傾いて配
設した磁気センサである。
回転軸4に固着され回転する同心円状の磁気トラックを
仔す着磁性円板、3は磁気抵抗効果素子R1〜R5を各
磁気トラックに対向しそれらの列方向に対しθ傾いて配
設した磁気センサである。
すなわち、第2図(b)はアブソリュート形磁気エンコ
ーダでおけ着磁気トラックと磁気センサの磁気抵抗効果
素子との配置関係を表わしており、各磁気トラック毎に
着磁ゾーンからの漏れ磁界を検出す着磁気抵抗効果素子
が1個ずつ磁気トデックを横切る方向に50μm程度の
微小な間隔を保って支持されている。
ーダでおけ着磁気トラックと磁気センサの磁気抵抗効果
素子との配置関係を表わしており、各磁気トラック毎に
着磁ゾーンからの漏れ磁界を検出す着磁気抵抗効果素子
が1個ずつ磁気トデックを横切る方向に50μm程度の
微小な間隔を保って支持されている。
なお、第2図(b)は磁気トラックが5個、つまり磁性
円板2aの1回転を25−32分割した精度で回転角度
を検出する場合の実施例を示しているが、さらに高精度
で回転角度を検出するには磁気トラックとそれに対向さ
せ着磁気抵抗効果素子の数を増せばよい。
円板2aの1回転を25−32分割した精度で回転角度
を検出する場合の実施例を示しているが、さらに高精度
で回転角度を検出するには磁気トラックとそれに対向さ
せ着磁気抵抗効果素子の数を増せばよい。
本発明の他の実施例における装置全体の斜視図を第3図
に表わす。
に表わす。
この他の実施例は、円筒状の磁性ドラムf−bの外周側
面に多極6磁された着磁ゾーン21と非希磁ゾーン20
を有す着磁気トラックが形成されたタイプのエンコーダ
であり、ここでも磁気トラックの列方向に対し磁気抵抗
効果索子R1〜R4がθの傾斜をもって配設された磁気
センサ3が組み合わされており、それにより出力の脈動
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。
面に多極6磁された着磁ゾーン21と非希磁ゾーン20
を有す着磁気トラックが形成されたタイプのエンコーダ
であり、ここでも磁気トラックの列方向に対し磁気抵抗
効果索子R1〜R4がθの傾斜をもって配設された磁気
センサ3が組み合わされており、それにより出力の脈動
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、図示していないけれ
ども、磁気トラックが直線状に形成されている場合にも
、本発明によ着磁気センサを用いることにより、同様な
効果が得られる。
ども、磁気トラックが直線状に形成されている場合にも
、本発明によ着磁気センサ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
の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。
の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。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の要部の平面図・磁気エンコ
ーダの出力波形特性図、第2図はその構成を表わす装置
の斜視図・磁気エンコーダと磁気センサの対向配置を示
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、6・・
・磁気トラック、20・・・非着磁ゾーン、21・・・
着磁ゾーン、R,R1−R5・・・磁気抵抗効果素子、
g・・・磁気トラック幅、θ・・・磁気抵抗効果素子の
磁気トラックの列方向に対する傾き、λ・・・着磁ゾー
ン21の着磁ピッチ、h・・・信号波高値(出力)、b
・・・脈動波。
ーダの出力波形特性図、第2図はその構成を表わす装置
の斜視図・磁気エンコーダと磁気センサの対向配置を示
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、6・・
・磁気トラック、20・・・非着磁ゾーン、21・・・
着磁ゾーン、R,R1−R5・・・磁気抵抗効果素子、
g・・・磁気トラック幅、θ・・・磁気抵抗効果素子の
磁気トラックの列方向に対する傾き、λ・・・着磁ゾー
ン21の着磁ピッチ、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ッ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、磁気トラックに対向して強磁
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ッチをλとし、磁気トラック
の進行方向に直角な幅をlとするとき、磁気抵抗効果素
子の磁気トラックの進行方向に対する傾きθが tan^−^1(0.75λ/l) ≦θ≦tan^−^1(1.25λ/l) 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 |
---|---|---|---|
JP12964987A JPS63295917A (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 磁気エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12964987A JPS63295917A (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 磁気エンコ−ダ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63295917A true JPS63295917A (ja) | 1988-12-02 |
Family
ID=15014738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12964987A Pending JPS63295917A (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | 磁気エンコ−ダ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63295917A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4090509C1 (ja) * | 1989-04-13 | 1993-02-04 | Hitachi Metals, Ltd., Tokio/Tokyo, Jp |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS601514A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-07 | Copal Co Ltd | 変位量検出器 |
-
1987
- 1987-05-28 JP JP12964987A patent/JPS63295917A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS601514A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-07 | Copal Co Ltd | 変位量検出器 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4090509C1 (ja) * | 1989-04-13 | 1993-02-04 | Hitachi Metals, Ltd., Tokio/Tokyo, Jp |
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