JPH0421066Y2 - - Google Patents
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- JPH0421066Y2 JPH0421066Y2 JP1983040680U JP4068083U JPH0421066Y2 JP H0421066 Y2 JPH0421066 Y2 JP H0421066Y2 JP 1983040680 U JP1983040680 U JP 1983040680U JP 4068083 U JP4068083 U JP 4068083U JP H0421066 Y2 JPH0421066 Y2 JP H0421066Y2
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- JP
- Japan
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- magnetic
- magnetic sensor
- output
- comparator
- sensor group
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- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 111
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
技術分野
本考案は電動機等の回転軸に取付け回転数およ
び回転位置を検出するためのパルスを発生する磁
気パルスエンコーダに関する。
び回転位置を検出するためのパルスを発生する磁
気パルスエンコーダに関する。
従来技術
パルスエンコーダは電動機等の回転軸に取付け
られ、回転軸の１回転当り１個のパルスおよび２
系統の１回転当り複数個のパルス（例えば1024
個）を発生する。該２系統のパルスは互いに90度
の位相差を有する。これ等により、回転軸の回転
位置、回転数および回転方向を知ることができ
る。
られ、回転軸の１回転当り１個のパルスおよび２
系統の１回転当り複数個のパルス（例えば1024
個）を発生する。該２系統のパルスは互いに90度
の位相差を有する。これ等により、回転軸の回転
位置、回転数および回転方向を知ることができ
る。
パルスエンコーダには発光ダイオード、フオト
ダイオードおよびコード円板を用いる光学式のも
のと磁界の変化を磁気センサで検出するものがあ
る。本考案は後者に関する。
ダイオードおよびコード円板を用いる光学式のも
のと磁界の変化を磁気センサで検出するものがあ
る。本考案は後者に関する。
第１図には電動機の回転軸に取付けられた磁気
センサを用いたパルスエンコーダの構成が示され
る。電動機１１の回転軸１２には１個の溝を有す
る強磁性体の円板１３と複数個の溝を有する強磁
性体の円板１４が連結され、これ等の円板に対向
して磁気センサ１５および１６が設けられる。第
２図には円板１３および磁気センサ１５について
第１図における矢印の方向から見た図が、同様に
第３図には円板１４および磁気センサ１６につい
て矢印の方向から見た図が示される。円板１４は
その全周にわたつて溝が設けられるが図では一部
のみ示し他は省略されている。磁気センサは磁界
の強さが変化すると抵抗値が変化する素子が用い
られる。該素子は第４図に示されるように、永久
磁石２１の１つの極に取付けられ、端部から電源
（Vc.c.およびGND端子から供給）が供給され中点
から出力が取出される。
センサを用いたパルスエンコーダの構成が示され
る。電動機１１の回転軸１２には１個の溝を有す
る強磁性体の円板１３と複数個の溝を有する強磁
性体の円板１４が連結され、これ等の円板に対向
して磁気センサ１５および１６が設けられる。第
２図には円板１３および磁気センサ１５について
第１図における矢印の方向から見た図が、同様に
第３図には円板１４および磁気センサ１６につい
て矢印の方向から見た図が示される。円板１４は
その全周にわたつて溝が設けられるが図では一部
のみ示し他は省略されている。磁気センサは磁界
の強さが変化すると抵抗値が変化する素子が用い
られる。該素子は第４図に示されるように、永久
磁石２１の１つの極に取付けられ、端部から電源
（Vc.c.およびGND端子から供給）が供給され中点
から出力が取出される。
従来はパルスエンコーダとして前述した光学式
のものが多く用いられている。しかしながら第１
図に例示したように、回転軸が中空（破線で表
示）であることを必要とする旋盤等の回転軸に取
付けて使用する場合には直結することが構造上か
ら困難であつた。従つてベルト等によつて駆動す
ると高速駆動時に切断、騒音等の問題が発生し
た。
のものが多く用いられている。しかしながら第１
図に例示したように、回転軸が中空（破線で表
示）であることを必要とする旋盤等の回転軸に取
付けて使用する場合には直結することが構造上か
ら困難であつた。従つてベルト等によつて駆動す
ると高速駆動時に切断、騒音等の問題が発生し
た。
磁気センサを用いるパルスエンコーダは中空な
回転軸への取付けについては問題はないが、出力
波形の立上りおよひ立下りが急峻でなかつたり、
出力の振幅が不足であつたりして、磁気センサの
出力を増幅成形して得られるパルスエンコーダの
出力パルスが、環境条件によつてその位相の変動
を引起し、安定した正確な出力パルスが得られな
いという問題点があつた。
回転軸への取付けについては問題はないが、出力
波形の立上りおよひ立下りが急峻でなかつたり、
出力の振幅が不足であつたりして、磁気センサの
出力を増幅成形して得られるパルスエンコーダの
出力パルスが、環境条件によつてその位相の変動
を引起し、安定した正確な出力パルスが得られな
いという問題点があつた。
考案の目的
本考案の目的は、前述の従来形のパルスエンコ
ーダの問題点にかんがみ、互いに或る定められた
位相差を有するような出力が得られる２つの磁気
センサの出力の比較値を利用するという着想に基
づき、中空な回転軸に対しても取付け容易で、位
相関係が正確で安定した出力パルスを得ることに
ある。
ーダの問題点にかんがみ、互いに或る定められた
位相差を有するような出力が得られる２つの磁気
センサの出力の比較値を利用するという着想に基
づき、中空な回転軸に対しても取付け容易で、位
相関係が正確で安定した出力パルスを得ることに
ある。
考案の構成
本考案においては、回転軸に取付けられた、１
個の溝を有する強磁性体の円板および複数個の溝
を有する強磁性体の円板、該２つの円板にそれぞ
れ接近して設けられた第１の磁気センサ群および
第２の磁気センサ群、および該磁気センサ群との
出力を矩形波出力へと増幅成形する第１、第２お
よび第３の比較器を具備し、該第１の磁気センサ
群は２個の磁気センサから構成され、該１個の溝
を有する円板に対向して設けられ、該２個の磁気
センサの出力の位相差が90度であるようにし、該
第２の磁気センサ群は２個を１組とする２組の磁
気センサから構成され、各組の磁気センサは互い
に出力の位相差が180度であるようにし、２つの
組の間における対応する磁気センサ間の出力の位
相差が90度であるようにし、該第１の磁気センサ
群の２個の磁気センサの出力は該第１の比較器の
入力端子にそれぞれ接続され、該第２の磁気セン
サ群の１つの組の磁気センサの出力は該第２の比
較器の入力端子に、他の組の磁気センサの出力は
該第３の比較器の入力端子に接続され、該第１の
比較器の出力に回転軸が１回転するごとに１回の
パルスを、該第２の比較器および該第３の比較器
の出力に互いに90度の位相差を有する円板の前記
複数個の溝数と同数のパルスを１回転ごとに発生
するようにした磁気パルスエンコーダが提供させ
る。
個の溝を有する強磁性体の円板および複数個の溝
を有する強磁性体の円板、該２つの円板にそれぞ
れ接近して設けられた第１の磁気センサ群および
第２の磁気センサ群、および該磁気センサ群との
出力を矩形波出力へと増幅成形する第１、第２お
よび第３の比較器を具備し、該第１の磁気センサ
群は２個の磁気センサから構成され、該１個の溝
を有する円板に対向して設けられ、該２個の磁気
センサの出力の位相差が90度であるようにし、該
第２の磁気センサ群は２個を１組とする２組の磁
気センサから構成され、各組の磁気センサは互い
に出力の位相差が180度であるようにし、２つの
組の間における対応する磁気センサ間の出力の位
相差が90度であるようにし、該第１の磁気センサ
群の２個の磁気センサの出力は該第１の比較器の
入力端子にそれぞれ接続され、該第２の磁気セン
サ群の１つの組の磁気センサの出力は該第２の比
較器の入力端子に、他の組の磁気センサの出力は
該第３の比較器の入力端子に接続され、該第１の
比較器の出力に回転軸が１回転するごとに１回の
パルスを、該第２の比較器および該第３の比較器
の出力に互いに90度の位相差を有する円板の前記
複数個の溝数と同数のパルスを１回転ごとに発生
するようにした磁気パルスエンコーダが提供させ
る。
実施例
本考案の一実施例としての磁気パルスエンコー
ダが第５図に示される。この磁気パルスエンコー
ダは１個の溝を有する強磁性体の円板１３、複数
個の溝を有する強磁性体の円板１４、第１の磁気
センサ群３１、第２の磁気センサ群３２、第１の
比較器４３、第２の比較器４１、および第３の比
較器４２を具備する。円板１３および１４は電動
機１１の中空の回転軸１２に直接取付けられる。
円板１３および１４は従来技術の項で第２図およ
び第３図を用いて説明したものと同一である。
ダが第５図に示される。この磁気パルスエンコー
ダは１個の溝を有する強磁性体の円板１３、複数
個の溝を有する強磁性体の円板１４、第１の磁気
センサ群３１、第２の磁気センサ群３２、第１の
比較器４３、第２の比較器４１、および第３の比
較器４２を具備する。円板１３および１４は電動
機１１の中空の回転軸１２に直接取付けられる。
円板１３および１４は従来技術の項で第２図およ
び第３図を用いて説明したものと同一である。
磁気センサ群３１および３２は円板１３および
１４にそれぞれ近接して配置される。該磁気セン
サ群は第４図を用いて説明した磁気センサの複数
個から構成される。第６図には第１の磁気センサ
群３１の構成が、第７図には第２の磁気センサ群
３２の構成が示される。図において、個々の磁気
センサ３１１，３１２，３２１ないし３２４は２
個の抵抗（抵抗記号で表示）の直列回路で示さ
れ、各円板の溝の幅ｄまたはd′とその配置が関連
づけられて示される。
１４にそれぞれ近接して配置される。該磁気セン
サ群は第４図を用いて説明した磁気センサの複数
個から構成される。第６図には第１の磁気センサ
群３１の構成が、第７図には第２の磁気センサ群
３２の構成が示される。図において、個々の磁気
センサ３１１，３１２，３２１ないし３２４は２
個の抵抗（抵抗記号で表示）の直列回路で示さ
れ、各円板の溝の幅ｄまたはd′とその配置が関連
づけられて示される。
第１の磁気センサ群３１は磁気センサ３１１お
よび磁気センサ３１２を具備する。各磁気センサ
は前述したように磁界の強弱に応じて抵抗値が変
化する２つの素子の直列回路であつて両端に電源
が供給され中点（素子相互の接続点）から出力が
取出される。上記２つの素子は溝の幅ｄだけ間隔
をもつて配置され出力波形が180度の位相差をも
つようになつている。すなわち、各磁気センサに
電源（Vc.c.およびGNDから供給）が供給され、
円板１３が回転すると、円板１３の溝が磁気セン
サの近傍を通る時、磁気センサの取付けられた永
久磁石の磁気回路の抵抗が変化し、永久磁石によ
る磁気センサ付近の磁界が変化する。これによつ
て磁気センサを構成する素子の抵抗が変化し、し
かも２つの素子の抵抗変化が逆方向に変化するの
で中点から得られる電圧信号の振幅が大きくな
る。
よび磁気センサ３１２を具備する。各磁気センサ
は前述したように磁界の強弱に応じて抵抗値が変
化する２つの素子の直列回路であつて両端に電源
が供給され中点（素子相互の接続点）から出力が
取出される。上記２つの素子は溝の幅ｄだけ間隔
をもつて配置され出力波形が180度の位相差をも
つようになつている。すなわち、各磁気センサに
電源（Vc.c.およびGNDから供給）が供給され、
円板１３が回転すると、円板１３の溝が磁気セン
サの近傍を通る時、磁気センサの取付けられた永
久磁石の磁気回路の抵抗が変化し、永久磁石によ
る磁気センサ付近の磁界が変化する。これによつ
て磁気センサを構成する素子の抵抗が変化し、し
かも２つの素子の抵抗変化が逆方向に変化するの
で中点から得られる電圧信号の振幅が大きくな
る。
上述のような２つの素子から成る磁気センサ３
１１と磁気センサ３１２は対応する素子がｄ／２
の間隔をもつように配置される。このように配置
されると、各磁気センサに電源（Vc.c.および
GND）が供給され、磁気センサ３１１の出力を
Ｚ、磁気センサ３１２の出力３１２の出力をと
すると第８図１のような出力波形が得られる。す
なわち磁気センサの間隔をd/2だけとることによ
つて出力波形に90度の位相差を与える。磁気セン
サ３１１と３１２は第４図の永久磁石２１と同様
な１個の永久磁石に取付けられて第１の磁気セン
サ群３１を構成する。第１の磁気センサ群３１の
出力Ｚおよびは第１の比較器に供給され第９図
３に示されるような出力波形が得られる。この場
合90度位相差のある２つの出力を比較すると立上
り、立下りの急峻な信号が得られ、出力波形にお
いて位相の変動の少ない安定した出力Ｓ４３が得
られる。
１１と磁気センサ３１２は対応する素子がｄ／２
の間隔をもつように配置される。このように配置
されると、各磁気センサに電源（Vc.c.および
GND）が供給され、磁気センサ３１１の出力を
Ｚ、磁気センサ３１２の出力３１２の出力をと
すると第８図１のような出力波形が得られる。す
なわち磁気センサの間隔をd/2だけとることによ
つて出力波形に90度の位相差を与える。磁気セン
サ３１１と３１２は第４図の永久磁石２１と同様
な１個の永久磁石に取付けられて第１の磁気セン
サ群３１を構成する。第１の磁気センサ群３１の
出力Ｚおよびは第１の比較器に供給され第９図
３に示されるような出力波形が得られる。この場
合90度位相差のある２つの出力を比較すると立上
り、立下りの急峻な信号が得られ、出力波形にお
いて位相の変動の少ない安定した出力Ｓ４３が得
られる。
第２の磁気センサ群３２は磁気センサ３２１，
３２２，３２３、および３２４を具備する。各磁
気センサ単体については第１の磁気センサ群３１
と同様であるが溝の幅ｄがd′に変更される点のみ
異なる。磁気センサ３２１と３２２は対応する素
子が円板１４の溝の幅d′の２倍だけ間隔をとつて
配置され、かつ電源の供給極性が互いに逆になつ
ている。これにより磁気センサ３２１および３２
２の出力をそれぞれＡおよびとすると、Ａと
の出力波形は第８図２のように互いに180度の位
相差になる。磁気センサ３２１と３２２は上述の
ような関係を保つて１つの磁気センサの組を構成
する。
３２２，３２３、および３２４を具備する。各磁
気センサ単体については第１の磁気センサ群３１
と同様であるが溝の幅ｄがd′に変更される点のみ
異なる。磁気センサ３２１と３２２は対応する素
子が円板１４の溝の幅d′の２倍だけ間隔をとつて
配置され、かつ電源の供給極性が互いに逆になつ
ている。これにより磁気センサ３２１および３２
２の出力をそれぞれＡおよびとすると、Ａと
の出力波形は第８図２のように互いに180度の位
相差になる。磁気センサ３２１と３２２は上述の
ような関係を保つて１つの磁気センサの組を構成
する。
磁気センサ３２３および３２４も前述の磁気セ
ンサ３２１および３２２と同様に配置され接続さ
れて他の１つの組を構成する。磁気センサ３２３
および３２４の出力をそれぞれＢおよびとする
と、その出力波形は第８図３のようになる。磁気
センサ３２１および３２２から成る組と磁気セン
サ３２３および３２４から成る組との相対位置は
出力Ａと出力Ｂが90度の位相差を有するように
d′／２の間隔をもつて配置される。第１の磁気セ
ンサ群と同様上記４個の磁気センサ３２１，３２
２，３２３および３２４が１つの永久磁石に取付
けられて第２の磁気センサ群を構成する。
ンサ３２１および３２２と同様に配置され接続さ
れて他の１つの組を構成する。磁気センサ３２３
および３２４の出力をそれぞれＢおよびとする
と、その出力波形は第８図３のようになる。磁気
センサ３２１および３２２から成る組と磁気セン
サ３２３および３２４から成る組との相対位置は
出力Ａと出力Ｂが90度の位相差を有するように
d′／２の間隔をもつて配置される。第１の磁気セ
ンサ群と同様上記４個の磁気センサ３２１，３２
２，３２３および３２４が１つの永久磁石に取付
けられて第２の磁気センサ群を構成する。
前記出力Ａおよびを第２の比較器４１に供給
し、出力Ｂおよびを第３の比較器４２に供給す
れば、その出力には第９図１および２に示される
ような波形が得られる。すなわち第２の比較器４
１の出力Ｓ４１は第９図１のように、第３の比較
器４２の出力Ｓ４２は第９図２のようになる。
し、出力Ｂおよびを第３の比較器４２に供給す
れば、その出力には第９図１および２に示される
ような波形が得られる。すなわち第２の比較器４
１の出力Ｓ４１は第９図１のように、第３の比較
器４２の出力Ｓ４２は第９図２のようになる。
前述のような180度位相の異なる出力Ａとお
よびＢとの出力を比較すると、円板１４の回転
によつて、より振幅の大きい信号を得ることがで
き従来形の出力Ａおよび出力Ｂのみを用いるパル
スエンコーダに比べて、位相関係が正確で安定し
た出力信号が得られる。
よびＢとの出力を比較すると、円板１４の回転
によつて、より振幅の大きい信号を得ることがで
き従来形の出力Ａおよび出力Ｂのみを用いるパル
スエンコーダに比べて、位相関係が正確で安定し
た出力信号が得られる。
前述の実施例の説明において各磁気センサの相
対位置および電源の接続極性と出力波形の位相関
係が述べられたが、所望の出力位相関係を満足す
る磁性センサの配置および電源の接続方法は他に
も考えられる。従つて本考案は磁気センサの出力
の位相関係が満足されれば、実施例における磁気
センサの配置および電源接続方法には限定されな
い。
対位置および電源の接続極性と出力波形の位相関
係が述べられたが、所望の出力位相関係を満足す
る磁性センサの配置および電源の接続方法は他に
も考えられる。従つて本考案は磁気センサの出力
の位相関係が満足されれば、実施例における磁気
センサの配置および電源接続方法には限定されな
い。
考案の効果
本考案によれば、中空な回転軸にも取付け容易
で、位相関係が正確で安定した出力パスルを得る
ことができる。
で、位相関係が正確で安定した出力パスルを得る
ことができる。
第１図は本考案の背景技術を説明するための磁
気パルスエンコーダの構成を示す図、第２図およ
び第３図は第１図における円板および磁気センサ
を矢印方向から見た図、第４図は第１図における
磁気センサの斜視図、第５図は本考案の一実施例
としての磁気パルスエンコーダの構成を示す図、
第６図は第５図の磁気パルスエンコーダの第１の
磁気センサ群の構成を示す図、第７図は第６図と
同様な第２の磁気センサ群の構成を示す図、第８
図は第５図の磁気センサ群の出力波形を示す波形
図、および第９図は第５図の比較器の出力波形を
示す波形図である。 １１……電動機、１２……回転軸、１３，１４
……円板、１５，１６……磁気センサ、１７……
円板の溝、２１……永久磁石、３１……第１の磁
気センサ群、３２……第２の磁気センサ群、４１
……第２の比較器、４２……第３の比較器、４３
……第１の比較器、３１１，３１２，３２１，３
２２，３２３，３２４……磁気センサ。
気パルスエンコーダの構成を示す図、第２図およ
び第３図は第１図における円板および磁気センサ
を矢印方向から見た図、第４図は第１図における
磁気センサの斜視図、第５図は本考案の一実施例
としての磁気パルスエンコーダの構成を示す図、
第６図は第５図の磁気パルスエンコーダの第１の
磁気センサ群の構成を示す図、第７図は第６図と
同様な第２の磁気センサ群の構成を示す図、第８
図は第５図の磁気センサ群の出力波形を示す波形
図、および第９図は第５図の比較器の出力波形を
示す波形図である。 １１……電動機、１２……回転軸、１３，１４
……円板、１５，１６……磁気センサ、１７……
円板の溝、２１……永久磁石、３１……第１の磁
気センサ群、３２……第２の磁気センサ群、４１
……第２の比較器、４２……第３の比較器、４３
……第１の比較器、３１１，３１２，３２１，３
２２，３２３，３２４……磁気センサ。
Claims (1)
- 回転軸に取付けられた、１個の溝を有する強磁
性体の円板および複数個の溝を有する強磁性体の
円板、該２つの円板にそれぞれ近接して設けられ
た第１の磁気センサ群および第２の磁気センサ
群、および該磁気センサ群の出力を矩形波出力へ
と増幅成形する第１，第２および第３の比較器を
具備し、該第１の磁気センサ群は２個の磁気セン
サから構成され、該１個の溝を有する円板に対向
して設けられ、該２個の磁気センサの出力の位相
差が90度であるようにし、該第２の磁気センサ群
は２個を１組とする２組の磁気センサから構成さ
れ、各組の磁気センサは互いに出力の位相差が
180度であるようにし、２つの組の間における対
応する磁気センサ間の出力の位相差が90度である
ようににし、該第１の磁気センサ群の２個の磁気
センサの出力は該第１の比較器の入力端子にそれ
ぞれ接続され、該第２の磁気センサ群の１つの組
の磁気センサの出力は該第２の比較器の入力端子
に、他の組の磁気センサの出力は該第３の比較器
の入力端子に接続され、該第１の比較器の出力に
回転軸が１回転するごとに１回のパルスを、該第
２の比較器および該第３の比較器の出力に互いに
90度の位相差を有する円板の前記複数個の溝数と
同数のパルスを１回転ごとに発生するようにした
磁気パルスエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068083U JPS59146720U (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 磁気パルスエンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068083U JPS59146720U (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 磁気パルスエンコ−ダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59146720U JPS59146720U (ja) | 1984-10-01 |
| JPH0421066Y2 true JPH0421066Y2 (ja) | 1992-05-14 |
Family
ID=30171289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4068083U Granted JPS59146720U (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 磁気パルスエンコ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59146720U (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1983
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Also Published As
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|---|---|
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