JPH06194112A - 磁気エンコーダ - Google Patents

磁気エンコーダ

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JPH06194112A
JPH06194112A JP34651992A JP34651992A JPH06194112A JP H06194112 A JPH06194112 A JP H06194112A JP 34651992 A JP34651992 A JP 34651992A JP 34651992 A JP34651992 A JP 34651992A JP H06194112 A JPH06194112 A JP H06194112A
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magnetic
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Seiya Sato
誠也 佐藤
Kenji Harada
健司 原田
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気検出素子1の検出磁界方向と磁気スケー
ル2の方向の成す角度θが所定の傾斜角度となるように
配置し、もって着磁パターンの変更や出力信号を分周せ
ずにデューティ比を50%にし得る磁気エンコーダを提
供する。 【構成】 磁気エンコーダは、所定ピッチでN極、S極
が交互に配置された磁気スケール2と、磁気スケール2
に所定間隙だけ離間して配置された磁気検出素子1とか
ら構成されており、磁気検出素子1の検出磁界方向と磁
石列の方向の成す角度がθとなるように配置されてい
る。従って、磁気検出素子1を磁気スケール2に対して
θだけ回転することにより、磁気検出素子1が検出する
磁界は、Z方向の検出される磁界を変えることなくX方
向の検出される磁界をcosθ倍に小さくし、磁気スケ
ール2を移動する際に、ONするタイミングが変わるこ
ととなる。このようにして、着磁パターンを変えること
なく、容易にデューティ比を変えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、N極、S極が交互に配
置された磁石列と、磁石列と平行な方向の磁界を検出す
る第1磁気抵抗素子及び磁石列と垂直な方向の磁界を検
出する第2磁気抵抗素子からなる磁石列に沿って平行移
動する磁気検出素子と、を備え、磁気検出素子により磁
石列と磁気検出素子との相対移動量を検出する磁気エン
コーダに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、N極、S極が交互に配置された磁
石列に沿って磁気検出素子を平行移動させ、磁気検出素
子と磁石列との相対移動量を検出する磁気エンコーダが
知られている。
【0003】図5は、従来の磁気エンコーダの構成を示
す斜視図である。
【0004】磁気エンコーダは、図5に示すように、所
定ピッチでN極、S極が交互に配置された磁石列として
の磁気スケール2と、磁気スケール2に所定間隙Gだけ
離間して配置された強磁性体からなる磁気検出素子1と
から構成されている。そして、磁気検出素子1は、図6
に示すように、磁気スケール2と平行な方向(x方向)
の磁界を検出する第1磁気抵抗素子としての一対の磁気
抵抗パターン3と、磁気スケール2と垂直な方向(z方
向)の磁界を検出する第2磁気抵抗素子としての一対の
磁気抵抗パターン4とを備えている。
【0005】また、磁気検出素子1は、図7に示すよう
に、前記磁気抵抗パターン3、4がブリッジ接続され、
更にそのブリッジ電圧が供給される差動増幅処理回路5
を有しており、磁気検出素子1は、x方向の磁界とz方
向の磁界との差でオン、オフするようになっている。例
えば、磁気スケール2が、x方向に移動した場合、磁気
抵抗パターン3、4に作用する磁束が変化し、z方向の
磁界がx方向の磁界より大きくなると磁気検出素子1は
実施例においてオンし、図8に示すようなパルス信号を
発生する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁気エンコーダ
は、以上のように構成されており、磁気検出素子1から
発生する信号のデューティ比(a:b)は50%になら
ない。そして磁気エンコーダの信号処理を容易にし、検
出精度を向上するためにはデューティ比を50%にする
ことが望ましく、従来は磁気スケール2の着磁パターン
の変更や出力信号を分周することによりデューティ比を
50%にしていた。
【0007】しかし、着磁パターンの変更によりデュー
ティ比を50%にする方法では、着磁パターンは思考錯
誤により決定され、予め設計することができず量産化が
図れず、かつ調整の手間が煩雑であるという問題点があ
った。また、出力信号を分周してデューティ比を50%
にする方法では、パルス数が半分になるため、検出分解
能が低化してしまうという問題があった。
【0008】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、着磁パターンの変更や出力信号
を分周せずに磁気検出素子の出力デューティ比を50%
にし得る磁気エンコーダを提供することを目的とするも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、本発明に係る磁気エンコーダ
は、N極、S極が交互に配置された磁石列と、磁石列と
平行な方向の磁界を検出する第1磁気抵抗素子及び磁石
列と垂直な方向の磁界を検出する第2磁気抵抗素子から
なり磁石列に沿って平行移動する磁気検出素子と、を備
え、第1磁気抵抗素子の検出磁界方向と磁石列の方向の
成す角度が所定の傾斜角度となるように配置し、第1磁
気抵抗素子の検出磁界方向と磁石列の方向の成す角度を
調整することにより磁気検出素子の出力のデューティ比
を調整し得ることを特徴とするものである。
【0010】また、本発明に係る磁気エンコーダは、N
極、S極が交互に配置された磁石列と、磁石列と平行な
方向の磁界を検出する第1磁気抵抗素子及び磁石列と垂
直な方向の磁界を検出する第2磁気抵抗素子からなり磁
石列に沿って平行移動する磁気検出手段と、磁気検出素
子の磁石列方向側部に配置されたヨークとを備え、ヨー
クにより磁石列と平行な方向の磁界を調整することによ
り磁気検出素子の出力のデューティ比を調整し得ること
を特徴とするものである。
【0011】更に、本発明によれば、磁石列と磁気検出
素子との間に薄板状のヨークを設け、このヨークにより
磁石列と平行な方向の磁界を調整することにより磁気検
出素子の出力のデューティー比を調整し得ることを特徴
とする。
【0012】
【作用】上述構成に基づき、本発明における磁気エンコ
ーダは、磁気抵抗素子の検出磁界方向と磁石列の方向の
成す角度を調整し、着磁パターンを変えることなく容易
にデューティ比を変えられる。
【0013】また、本発明における磁気エンコーダは、
ヨークにより磁石列と平行な方向の磁界を調整し、磁気
検出素子の出力のデューティ比を調整し得る。
【0014】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図を用いて説明
する。
【0015】図1は、請求項1記載の発明に係る磁気エ
ンコーダの構成を示す斜視図である。
【0016】磁気エンコーダは、図1に示すように、所
定ピッチでN極、S極が交互に配置された磁石列として
の磁気スケール2と、磁気スケール2に所定間隙だけ離
間して配置された強磁性体からなる磁気検出素子1とか
ら構成されている。
【0017】従来と同様、磁気検出素子1は、図6に示
すように、磁気スケール2と平行な方向(x方向)の磁
界を検出する第1磁気抵抗素子としての一対の磁気抵抗
パターン3と、磁気スケール2と垂直な方向(z方向)
の磁界を検出する第2磁気抵抗素子としての一対の磁気
抵抗パターン4とを備えている。
【0018】本発明において特徴的なことは、第1磁気
抵抗素子としての磁気抵抗パターン3(図6参照)の検
出磁界方向と磁石列の方向の成す角度が所定角度(θ)
となるように配置されていることである。
【0019】従って、磁気検出素子1を磁気スケール2
に対して所定角度(θ)だけ回転することにより、磁気
検出素子1が検出する磁界は、Z方向の検出される磁界
を変えることなくX方向の検出される磁界をcosθ倍
に小さくし、磁気スケール2を移動する際に、ONする
タイミングが変わることとなる。このようにして、着磁
パターンを変えることなく、容易にデューティ比を変え
られ、X方向、Z方向の磁界の比は温度変化してもほど
んど変わらないことにより、温度変化によるデューティ
比の変化が小さい磁気エンコーダを得ることができる。
【0020】そして、磁気スケール2が、x方向に移動
した場合、磁気抵抗パターン3、4に作用する磁束が変
化し、z方向の磁界がx方向の磁界より大きくなると磁
気検出素子1はオンし、図2(b)の磁気スケール2パ
ターンに対して図2(a)に示すようなパルス信号を発
生する。この際、x及びz方向の磁界は、図2(c)、
(d)のように変化する。
【0021】図3は、請求項2記載の発明に係る磁気エ
ンコーダの構成を示す斜視図である。なお、図1と同一
構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【0022】磁気検出素子1の両側面に磁気スケール2
と平行に一対のヨーク7を設けた。従って、ヨーク7に
より磁気スケール2と平行な方向の磁界を低減して磁気
検出素子1の出力のデューティ比を調整することができ
る。
【0023】すなわち、本発明の第2実施例によれば、
磁気検出素子1の両側部に設けたヨークにより、磁気ス
ケール2と平行な方向の磁界を低減させ、磁気検出素子
1が磁気スケール2と相対移動するときのN極、S極に
よる信号反転のタイミングを変えることができ、これに
より所望の出力デユーティ比通常の場合50%のデュー
ティ比を得ることができる。
【0024】図4は、本発明をアブゾーバ内蔵ハイトセ
ンサに応用した実施例を示す断面図である。
【0025】この実施例においては、アブソーバ内の非
磁性材料(例えばSUS304)から成るシリンダ9内
にロット10が上下動可能に挿入され、非測定物の高さ
に応じてこのロッド10を移動することにより、磁気エ
ンコーダから所望の検出信号を得ることができる。前記
シリンダ9の外側にはN極とS極とが交互に配置された
磁気スケール8が設けられており、一方、ロッド10に
はシリンダ9を挟んで前記磁気スケール8と対向する位
置にそれぞれ磁気抵抗素子11、12が互いに1/4波
長ずれる位置に設けられている。従って、両磁気抵抗素
子11、12は90度異なるA層とB層との2種類の信
号を出力し、この出力信号を波形処理することによって
所望の高さ信号を得ることができる。
【0026】本実施例において特徴的なことは、アブソ
ーバ内に磁気スケールと磁気検出素子を設けたアブソー
バ内蔵ハイセンサにおいて、磁気検出素子を磁気スケー
ルの方向(ロッドの移動方向)に対して所定角度オフセ
ットすることにより、検出信号のデューティ比を50%
とすることが可能となり、変位の検出を精度良く行うこ
とができる。また、磁気検出素子をオフセットする代わ
りに、磁気検出素子の側面に所望形状のヨークを取り付
け、検出する磁界を加減してやることにより、検出信号
のデューティ比を50%とすることも可能である。
【0027】従って、本発明により構造を大幅に変更す
ることなく、容易にデューティ比を50%にすることが
でき、ハイトセンサの精度を向上し得る。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気抵抗素子の検出磁界方向と磁石列の方向の成す角度
が所定の傾斜角度となるように配置したので、着磁パタ
ーンを変えることなく容易にデューティ比を変えること
ができる。
【0029】また、本発明によれば、磁気検出素子に磁
石列と平行な方向の側部にヨークを設けたので、ヨーク
により磁石列と平行な方向の磁界を調整して、磁気検出
素子の出力のデューティ比を容易に調整することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る磁気エンコーダの第1実施例の構
成を示す斜視図である。
【図2】第1実施例における磁気検出素子と磁気スケー
ルとの相対移動による出力及び磁界の変化を示す図であ
る。
【図3】本発明に係る磁気エンコーダの第2実施例の構
成を示す斜視図である。
【図4】本発明をハイトセンサに利用した第3実施例を
示す断面図である。
【図5】従来の磁気エンコーダの構成を示す斜視図であ
る。
【図6】一般的な磁気検出素子を示す図である。
【図7】一般的な磁気検出素子を示す回路図である。
【図8】一般的な磁気検出素子の出力を示す図である。
【符号の説明】
1:磁気検出素子 2:磁気スケール 3、4:磁気抵抗パターン(磁気抵抗素子) 7、8:ヨーク θ:傾斜角度

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 N極、S極が交互に配置された磁石列
    と、磁石列と平行な方向の磁界を検出する第1磁気抵抗
    素子及び磁石列と垂直な方向の磁界を検出する第2磁気
    抵抗素子からなり磁石列に沿って平行移動する磁気検出
    素子と、を備え、磁気検出素子により磁石列と磁気検出
    素子との相対移動量を検出する磁気エンコーダにおい
    て、 第1磁気抵抗素子の検出磁界方向と磁石列の方向の成す
    角度が所定の傾斜角度となるように配置し、 第1磁気抵抗素子の検出磁界方向と磁石列の方向の成す
    傾斜角度を調整することにより磁気検出素子の出力のデ
    ューティ比を調整し得ることを特徴とする磁気エンコー
    ダ。
  2. 【請求項2】 N極、S極が交互に配置された磁石列
    と、磁石列と平行な方向の磁界を検出する第1磁気抵抗
    素子及び磁石列と垂直な方向の磁界を検出する第2磁気
    抵抗素子からなり磁石列に沿って平行移動する磁気検出
    素子と、を備え、磁気検出素子により磁石列と磁気検出
    素子との相対移動量を検出する磁気エンコーダにおい
    て、 磁気検出素子の磁石列方向に沿った両側にヨークを設
    け、 前記ヨークにより磁石列と平行な方向の磁界を調整する
    ことにより磁気検出素子の出力のデューティ比を調整し
    得ることを特徴とする磁気エンコーダ。
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