JPH02203214A - アブソリュート型磁気エンコーダ - 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」 この発明は、産業用ロボットのアーム等の回転角度を検
出する際に用いられるアブソリュート型磁気エンコーダ
に関する。

「従来の技術」 周知のように、例えばロータリ型の磁気エンコーダは回
転軸の回転角度を検出するものであり、アブソリュート
型とインクリメンタル型とに大別される。そして、アブ
ソリュート型ロータリエンコーダは回転軸の絶対位置（
角度）を検出し、ＢＣＤコード等のデジタル信号に変換
して出力するものである。

従来、上述したアブソリュート型のロータリエンコーダ
を構成する場合、例えば、第５図に示すように、ディス
ク型メディアＭ１の表面に、信号を書き込んだトラック
１〜５を形成し、このトラック１〜５表面に臨んでセン
サ６〜ｌＯを取り付け、信号を読み取るようにするか、
または、第６図に示すように、ドラム型メディアＭ２の
側面に、信号を書き込んだトラックＩＤ〜５Ｄを形成し
、このトラックＩＤ−５Ｄ表面に臨んでセンサ６Ｄ〜１
０Ｄを取り付け、信号を読み取るようにしていた。

第７図は上述したディスク型ロータリエンコーダの信号
記録状態を示す図である。

この図において、トラフ゛りｌ〜５には着磁を施すこと
により２進数の０〜３１までの信号が書き込まれている
。ここで、トラック１〜５表面の暗部は磁化された部分
で信号°１“が記録され、明部は磁化されていない部分
で信号”Ｏ″が記録されている。そして、このディスク
型メディアＭｌを回転軸に取り付け、磁気センサ６〜１
０により、トラック１〜５の信号を検出すれば、回転軸
の回転角に対応して、第８図に示すような５ビツトのパ
イナリイコードで表されたＯ〜３１の出力信号（絶対位
ｒｉ１（角度）の信号）を得ることができる。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従°来のアブソリュート型ロータリ
エンコーダにおいては、分解能（ｂｉｔ数）を高くする
ほど、トラックかを多くなり、このため、メディアが大
きくなる欠点があった。

この発明は上述した事情、に鑑みてなされたちので、ト
ラック数を従来のものより大幅に減らすことができ、従
って、メディアの小形化を図ることができるアブソリュ
ート型磁気エンコーダを提供することを目的としている
。

「Ｒ題を解決するための手段」 この発明は、Ｐ（正の整数）個の信号を記録したトラッ
クが形成されるメディアと、 前記トラック表面を臨んで配設され、前記トラックに記
録された信号数Ｐと前記トラックに記録された信号の状
聾敗ａ（正の整数）から導かれた次式１式％ を満足する正の整数ｎとｊ、て求められた個数のセンサ
とを具備し、 前記センサの検出位置にある前記トラックの信号の配列
が変位量に応じて、唯一定まるような配列となっている
ことを特徴としている。

「作用」 この発明によれば、上述した式より求めた個数のセンサ
がトラック表面を臨んで円周方向に配設されており、ま
た、メディアのトラックに記録された信号の配列が回転
単位角に応じて、唯一定まるような配列とされている。

これにより、少数のトラックによっても、高分解能で回
転軸の絶対位置を示す信号を出力することができる。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説明
する。第１図はこの発明の一実施例によるアブソリュー
ト型ロータリエンコーダの構成を示す概略図である。

この図において、１１は回転軸、Ｍ３は回転軸１１に取
り付けられたディスク型のメディアである。このメディ
アＭ３は表面に磁性体が形成された円板であり、その表
面外周部にトラックが形成されている。このトラックは
３２（区画８１〜５３２）に分割されており、そのトラ
ック表面に３２パルス（３２ｂｉｔ）の２値レベルの信
号が、右回りｌ：”０００００１１１０１１０００１０
１１１１１００１１０１０１００１”（７）ように、区
画Ｓｌから順次書き込まれている。この場合、信号“１
”（暗部）は磁化されることによって、信号”０”（明
部）は磁化されないことによって書き込まれている。な
お、トラックに書き込む信号パターンとして、’０００
００１１１０１１０１００１１００１０００１０１０１
１１１１”なども考えられる。

１２〜１６はトラック表面を臨んで取り付けられた磁気
センサであり、ｉ区画に対して１個の磁気センサが割り
当てられ、それが５区画連続して並べられており、５　
ｂｉｔの信号を同時に読み取ることができる。１７は磁
気センサ１２〜１６の出力信号を受けて５　ｂｉｔのパ
イナリイコードによる信号を出力するデコーダである。

このデコーダによる磁気センサ１２〜１６の出力信号の
復号は第２図に示すように関係付けられており、例えば
磁気センサ１２〜１６の出力信号ｒｌ１０１１Ｊをデコ
ーダ１７へ供給すると、デコーダ１７の出力信号はｒｏ
ｏｌｌｏＪとなり、磁気センサ１２〜！６の出力信号ｒ
ｌｏｏｏＯＪを復号す・ると、デコーダ１７の出力信号
はｒｉｉｚｚとなる。そして、このデコーダ１７の出力
が出力端子ＴＩ−Ｔ５へ供給される。

ここで、上記の磁気センサの数ｎ（＝　５　）と１トラ
ツク内の信号の個数Ｐ（＝３２）との関係は、−般的に
次式で表すことができる。

ａｎ−１＜Ｐ≦１ 但し＝１は信号の状態数（上記この実施例では０“／“
ｌ“の「２」） したがって、センサの数ｎは上記の式を満足する正の整
数である。

次に、上述した第１図に示すアブソリュート型ロークリ
エンコーダの動作説明を行う。

まず、図に示すように区画Ｓｔが磁気センサ１２の位置
にあるとき（この場合、磁気センサ１３〜！６は区画Ｓ
２〜Ｓ５の位置にある）、メディアＭ３の位置信号を磁
気センサ１２〜１６で読み取ると、その出力信号は第２
図に示すように「０００００Ｊとなり、デコーダ１７の
出力信号は「０００００」となる。次に、メディアＭ３
が矢印Ｒ方向に単位角度回転し、区画Ｓ２が磁気センサ
１２の位置となりた場合は、磁気センサ１２〜１６の出
力信号がｒｏｏｏｏｌＪとなり、デコーダ１７の出力信
号がｒｏｏｏｏｌＪとなる。また、区画Ｓ１７が磁気セ
ンサ１２の位置にある場合は、磁気セン−！ｊ−１２〜
１６の出力信号がｒｌｌｌｌｌＪとなり、デコーダ１７
の出力信号がｒｌｏｏｏｏＪとなり、区画Ｓ３２が磁、
気センサ１２の位置にある場合は、磁気センサ１２〜１
６の出力信号がＦＩＯｏｏｏ」となり、デコーダ１７の
出力信号が「１１１亀１」となる。

このように、上記実施例によれば、１つのトラックで第
７図に示ず５トラツクのエンコーダと同等の分解能を得
ることができる。なお、上述した実施例は第３図に示す
ディスク型メディアを用いているが、これに代えて、第
４図に示すようなドラム型メディアを用いてもよい。更
に、センサとメディアの形状を変えることにより、リニ
アスケールにも応用することが可能である。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によればＰ個の信号を記
録したトラックが形成され、回転軸に取り付けられるメ
ディアと、前記トラック表面を臨んで配設され、前記ト
ラックに記録された信号敗Ｐと前記トラックに記録され
た信号の状態数−から導かれた次式 ％式％ を満足する正整数ｎとして求められた個数のセンサとを
具備し、前記センサの検出位置にある前記トラックの信
号の配列が変位型に応じて、唯一定まるような配列とし
たので、少数のトラックにより高分解能で回転軸の絶対
位置を示す信号を出力することができる。従って、メデ
ィアの小型化を図ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発・明の一実施例によるアブソリュート型
ロータリエンコーダの構成を示す概略図、第２図は第１
図に示すデコーダ１７の入出力の関係を表す図、第３図
はこの発明の一実施例によるアブソリエート型ロータリ
エンコーダのディスク型メディアの斜視図、第４図はこ
の発明によるアブソリエート型ロータリエンコーダのド
ラム型メディアの斜視図、第５図は従来のアブソリュー
ト型ロータリエンコーダのディスク型メディアの斜視図
、第６図は従来のアブソリュート型ロータリエンコーダ
のドラム型メディアの斜視図、第７図は第５図に示すデ
ィスク型ロータリエンコーダの信号記録状態を示す図、
第８図は第７図に示す磁気センナの出力信号を表す図で
ある。 Ｍ３・・・・・・メディア、１２，１３，１４，１５．
１６・・・・・・センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｐ（正の整数）個の信号を記録したトラックが形成され
   るメディアと、 前記トラック表面を臨んで配設され、前記トラックに記
   録された信号数Ｐと前記トラックに記録された信号の状
   態数ｍ（正の整数）から導かれた次式ｍ＾ｎ＾−＾１＜
   Ｐ≦ｍ＾ｎ を満足する正の整数ｎとして求められた個数のセンサと
   を具備し、 前記センサの検出位置にある前記トラックの信号の配列
   が変位量に応じて、唯一定まるような配列となっている
   ことを特徴とするアブソリュート型磁気エンコーダ。