JPH064264Y2 - Absolute magnetic encoder - Google Patents
Absolute magnetic encoderInfo
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- JPH064264Y2 JPH064264Y2 JP1987070618U JP7061887U JPH064264Y2 JP H064264 Y2 JPH064264 Y2 JP H064264Y2 JP 1987070618 U JP1987070618 U JP 1987070618U JP 7061887 U JP7061887 U JP 7061887U JP H064264 Y2 JPH064264 Y2 JP H064264Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の技術分野］ 本考案は、工作機械やロボットその他モータを組み込ん
だ装置等の精密な位置決めをするために、位置決め用出
力信号を得るためのアブソリュート磁気エンコーダに関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial technical field] The present invention relates to an absolute magnetic encoder for obtaining a positioning output signal for precise positioning of a machine tool, a robot or other devices incorporating a motor. .
［従来技術のその問題点］ 従来、位置決め用出力を得るために用いられているエン
コーダとしては、光学式エンコーダが主流であった。こ
の光学式エンコーダは、ごみやちりにより誤信号を出す
など耐環境性に優れず、またその他寿命や構造面でも磁
気エンコーダに劣ることから、磁気エンコーダが注目さ
れる至っている。[Problems of Prior Art] Conventionally, an optical encoder has been mainly used as an encoder used to obtain an output for positioning. Since this optical encoder is not excellent in environment resistance such as generating an erroneous signal due to dust or dust, and is inferior to the magnetic encoder in terms of life and structure, the magnetic encoder has attracted attention.
しかるに従来の大部分の磁気エンコーダは、インクリメ
ンタルエンコーダとなっており、アブソリュート磁気エ
ンコーダはほとんど見られない。However, most conventional magnetic encoders are incremental encoders, and absolute magnetic encoders are rarely found.
インクリメンタルエンコーダとアブソリュートエンコー
ダを比較すると、インクリメンタルエンコーダでは、あ
る長さ（回転量）を歩幅で数える方式で、一つ一つの歩
幅が正確であればどんな長さ（回転量）のものでも精度
良く測定できる。When comparing the incremental encoder and the absolute encoder, the incremental encoder uses a method that counts a certain length (rotation amount) by the stride, and if any one stride is accurate, any length (rotation amount) can be accurately measured. it can.
しかし、途中で、その歩幅の数を忘れると、最初の位置
から数えた現在位置を完全に見失い、再度、原点位置か
ら測定しなおさなければならない欠点がある。However, if the number of steps is forgotten on the way, there is a drawback that the current position counted from the initial position is completely lost and the measurement must be performed again from the origin position.
これに対してアブソリュートエンコーダでは、グレイコ
ードを用いて、常に１ビットしか変化しないようにして
いるため、現在位置を絶対位置から常に検出できるた
め、絶対位置の検出が狂うことがなく、インクリメンタ
ルエンコーダのような欠点がない。On the other hand, in the absolute encoder, the gray code is used so that only one bit is changed at all times, so the current position can always be detected from the absolute position. There are no such drawbacks.
このことは、光学式あるいは磁気式エンコーダいずれの
場合も同様である。This applies to both optical and magnetic encoders.
このように位置の検出に狂いを生じさせないメリットを
持つアブソリュート磁気エンコーダを得ることは、工作
機械等の位置決め用等に用いて有用なものである。Obtaining an absolute magnetic encoder having the merit of preventing the position detection from being distorted in this way is useful for positioning of machine tools and the like.
ここに従来のアブソリュート磁気エンコーダは、マグネ
ットロータの外周ドラム面のみを利用し、このドラム面
にアブソリュート符号のＮ，Ｓの磁極を着磁し、この着
磁極を磁気センサで検出していた。Here, the conventional absolute magnetic encoder uses only the outer peripheral drum surface of the magnet rotor, magnetizes the magnetic poles of absolute codes N and S on the drum surface, and detects the magnetized magnetic poles by the magnetic sensor.
このため、磁気センサをマグネットロータの外周に配設
しなければならず、外径寸法の大きなアブソリュート磁
気エンコーダとなっていた。Therefore, the magnetic sensor must be arranged on the outer circumference of the magnet rotor, resulting in an absolute magnetic encoder having a large outer diameter.
このことは、外径寸法を小さくしたい場合の要求に答え
ることができないことになる。This makes it impossible to meet the demand for reducing the outer diameter size.
また磁気センサがマグネットロータの外周側に配設され
るため、磁気的あるいは電気的な外乱の影響を受けるた
め、その使用に当って著しい制限を受けるものであっ
た。Further, since the magnetic sensor is arranged on the outer peripheral side of the magnet rotor, it is affected by a magnetic or electrical disturbance, so that its use is significantly restricted.
［本考案の課題］ 本考案は、外径寸法が小さく、また外乱の影響を受にく
いアブソリュート磁気エンコーダを得ることを課題にな
されたものである。[Problems of the Invention] The present invention has been made to obtain an absolute magnetic encoder having a small outer diameter size and being hardly affected by disturbance.
［本考案の課題達成手段］ フランジに円筒部を形成し、この円筒部の中心部に回転
軸を回転自在に支持し、この回転軸の一端にカップ形状
のマグネットロータを前記円筒部を包囲するように設
け、このマグネットロータの内周ドラム面に軸方向に複
数に区画された磁気トラックにアブソリュート符号の
Ｎ，Ｓの磁極を着磁してアブソリュート磁気エンコーダ
用磁極部を形成し、該各磁気トラックのアブソリュート
磁気エンコーダ用磁極部に対向する磁気センサを前記フ
ランジに固定することで達成される。[Means for Achieving the Object of the Present Invention] A cylindrical portion is formed on a flange, a rotating shaft is rotatably supported at the center of the cylindrical portion, and a cup-shaped magnet rotor surrounds the cylindrical portion at one end of the rotating shaft. Magnetic poles for the absolute magnetic encoder are formed by magnetizing magnetic poles of absolute codes N and S on magnetic tracks axially divided into a plurality of parts on the inner drum surface of the magnet rotor. This is accomplished by fixing a magnetic sensor facing the absolute magnetic encoder magnetic pole portion of the track to the flange.
［本考案の実施例］ 以下、主に第１図及び第２図を中心に本考案の実施例を
説明していく。[Embodiment of the Present Invention] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS. 1 and 2.
第１図は一例としての本考案のアブソリュート磁気エン
コーダ１の縦断面図で、第２図は同エンコーダ１の分解
斜視図である。このエンコーダ１は、次のように構成し
ている。FIG. 1 is a vertical sectional view of an absolute magnetic encoder 1 of the present invention as an example, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the encoder 1. The encoder 1 is configured as follows.
フランジ２は、下端部にアブソリュート磁気エンコーダ
１を固定側に固定するための透孔３を形成する鍔４を形
成し、中央部には中空カップ型マグネットロータ５の内
周部と対向する円筒部６を形成している。The flange 2 has a collar 4 forming a through hole 3 for fixing the absolute magnetic encoder 1 on the fixed side at the lower end thereof, and a cylindrical portion facing the inner peripheral portion of the hollow cup magnet rotor 5 at the central portion. 6 is formed.
円筒部６には、後記するベアリング押え７を固定するた
めに利用される透孔８を軸方向に形成している。上記円
筒部６の下端内周部には、ベアリング抜け防止鍔９を形
成している。上記円筒部６の内周上下開口端部にベアリ
ング１０，１１を設けて、回転軸１２を回動自在に軸支
している。ベアリング１１と抜け防止鍔９間にウエーブ
ワッシャ１３を介在させている。ベアリング１０と１１
間には、円筒状のボス１４を介在させている。A through hole 8 used for fixing a bearing retainer 7 described later is formed in the cylindrical portion 6 in the axial direction. A bearing slip-off prevention collar 9 is formed on the inner peripheral portion of the lower end of the cylindrical portion 6. Bearings 10 and 11 are provided at the upper and lower open ends of the inner circumference of the cylindrical portion 6 to rotatably support the rotary shaft 12. A wave washer 13 is interposed between the bearing 11 and the fall prevention collar 9. Bearings 10 and 11
A cylindrical boss 14 is interposed between them.
円筒部６の上部には、中心部に透孔を有するベアリング
押え７に形成した螺子孔１５に上記透孔８に挿入した螺
子１６を螺着して、上記ベアリング押え７を円筒部６の
上に固定している。円筒部６の外周面部には、外側に磁
気センサ１７を設けた磁気センサ固定板１８を螺子１９
によってフランジ２に固定している。On the upper part of the cylindrical portion 6, a screw 16 inserted into the through hole 8 is screwed into a screw hole 15 formed in the bearing retainer 7 having a through hole in the center portion, so that the bearing retainer 7 is mounted on the cylindrical portion 6. It is fixed to. On the outer peripheral surface of the cylindrical portion 6, a magnetic sensor fixing plate 18 provided with a magnetic sensor 17 on the outside is screwed 19
It is fixed to the flange 2 by.
回転軸１２の一端には、プラスチックマグネットのモー
ルド形成によって中空でカップ型のマグネットロータ５
を一体形成しており、このマグネットロータ５の中空部
は前記円筒部６を包囲するように設けられている。A hollow cup-shaped magnet rotor 5 is formed on one end of the rotary shaft 12 by molding a plastic magnet.
Is integrally formed, and the hollow portion of the magnet rotor 5 is provided so as to surround the cylindrical portion 6.
中空カップ型マグネットロータ５の内周面には、軸方向
に沿って５段に渡って区画された磁気トラックに２４，
２３，２２，２１，２０のビット情報が得られるように
アブソリュート符号のＮ，Ｓの着磁をしてアブソリュー
ト磁気エンコーダ用磁極部２０−１，・・・，２０−５
を形成している。On the inner peripheral surface of the hollow cup-type magnet rotor 5, there are provided magnetic tracks 2 4 , which are divided into 5 stages along the axial direction.
2 3, 2 2, 2 1, 2 0 N of the absolute code to bit information is obtained, absolute magnetic encoder magnetic pole 20-1 with the magnetization of S, · · ·, 20-5
Is formed.
尚、精度の良いアブソリュート磁気エンコーダ１とする
ためには、マグネットロータ５の内面に軸方向に沿って
区画されたｎ個の磁気トラックを形成し、このｎ個の磁
気トラックに２ｎ，２ｎ−１，２ｎ−２，・・・，
２２，２１，２０個のアブソリュート符号のビット情報
が得られるようにＮ，Ｓの磁極を着極してｎ個のアブソ
リュート磁極部を形成すると良いが、この実施例では図
面の都合上５個のアブソリュート磁気エンコーダ用磁極
部のみ形成した場合を示す。In order to obtain the absolute magnetic encoder 1 with high accuracy, n magnetic tracks partitioned along the axial direction are formed on the inner surface of the magnet rotor 5, and 2 n , 2 n are formed on the n magnetic tracks. -1 , 2 n-2 , ...,
2 2, 2 1, 2 0 N-like bits information of the absolute code is obtained, but may be formed of n absolute magnetic pole portion by Chakukyoku the magnetic poles S, for convenience of drawing in this embodiment The case where only the five magnetic pole parts for the absolute magnetic encoder are formed is shown.
尚、第２図において、アブソリュート磁気エンコーダ用
磁極部２０−１，・・・，２０−５は、マグネットロー
タ５の外周部に着磁形成したように描いているが、これ
はマグネットロータ５の内周にラジアル配向の着磁を施
すことで、マグネットロータ５の外周に逆の磁極が発生
していることを示すものである。また第２図において、
黒色部または白色部のいずれか一方はＮ極に、他方はＳ
極に形成している。In FIG. 2, the magnetic pole portions 20-1, ..., 20-5 for the absolute magnetic encoder are drawn so as to be magnetized on the outer peripheral portion of the magnet rotor 5. It is shown that the opposite magnetic poles are generated on the outer circumference of the magnet rotor 5 by applying the radial orientation magnetization to the inner circumference. Also in FIG.
Either the black part or the white part is the N pole and the other is the S pole
It is formed in the pole.
マグネットロータ５の内周面を利用してアブソリュート
磁気エンコーダ用磁極部２０−１，・・・，２０−５を
着磁形成しているが、この磁極部の磁極を高めるため及
び磁路を閉じるために外面にカップ型マグネットヨーク
２１（ただし、第２図では描いていない）を形成してい
る。マグネットヨーク２１を設けることで、磁気センサ
１７が受ける外的電気ノイズや磁気ノイズによる影響を
カットできる。The magnetic pole parts 20-1, ..., 20-5 for the absolute magnetic encoder are magnetized and formed by utilizing the inner peripheral surface of the magnet rotor 5, and the magnetic path is closed and the magnetic path is closed. Therefore, a cup-shaped magnet yoke 21 (not shown in FIG. 2) is formed on the outer surface. By providing the magnet yoke 21, the influence of external electrical noise or magnetic noise received by the magnetic sensor 17 can be cut off.
なお、上記磁気センサ１７としては、ホール素子、ホー
ルＩＣ等の磁電変換素子、磁気ヘッド等を用いてもよい
が、この実施例の磁気センサ１７では磁気抵抗素子（Ｍ
Ｒセンサ）を用いている。A Hall element, a magnetoelectric conversion element such as a Hall IC, a magnetic head, or the like may be used as the magnetic sensor 17, but in the magnetic sensor 17 of this embodiment, a magnetic resistance element (M
R sensor) is used.
磁気センサ１７は、ガラス等で形成された磁気センサ基
板１８に、各磁気エンコーダ磁極部２０−１，・・・，
２０−５に対向してスパッタリング法等の適宜な手段で
磁気抵抗（ＭＲ）素子２２−１，・・・２２−５を形成
したものとなっている。The magnetic sensor 17 includes magnetic sensor magnetic poles 20-1, ..., On a magnetic sensor substrate 18 made of glass or the like.
The magnetoresistive (MR) elements 22-1, ..., 22-5 are formed facing the 20-5 by an appropriate means such as a sputtering method.
この磁気抵抗素子２２−１，・・・２２−５は、磁界を
加えると素子の電気抵抗が変化する効果を利用した素子
である。The magnetic resistance elements 22-1, ..., 22-5 are elements that utilize the effect of changing the electrical resistance of the elements when a magnetic field is applied.
磁気抵抗素子としては、低パルスのものでＩｎ−Ｓｂ半
導体磁気抵抗素子を用いたものも一部にはあるが、ここ
ではＮｉ−Ｆｅ系またはＮｉ−Ｃｏ系を主原料にした低
磁界でも感度の高い強磁性磁気抵抗素子を用いている。The magneto-resistive element, is in part also those using I n -S b semiconductor magnetoresistive element in those low pulse, but the N i -F e system or N i -C o system where the main raw material A ferromagnetic magnetoresistive element having high sensitivity even in a low magnetic field is used.
磁気センサ１７の出力は、接続ケーブル２３，後記する
プリント基板２４を介してコネクタ２５に導かれるよう
になっている。The output of the magnetic sensor 17 is guided to the connector 25 via the connection cable 23 and a printed circuit board 24 described later.
上記マグネットヨーク２１の外周のフランジ２には、ス
タッド２６が固定され、その上のスタッド２７とにより
プリント基板２４が固定されている。プリント基板２４
には、図示しないアブソリュート磁気エンコーダ用電気
回路が配設されている。A stud 26 is fixed to the flange 2 on the outer circumference of the magnet yoke 21, and a printed board 24 is fixed to the stud 27 on the flange 2. Printed circuit board 24
Is provided with an electric circuit for an absolute magnetic encoder (not shown).
カップ型のエンコーダ用ケース２８は、螺子２９をスタ
ッド２７の頂部の螺子穴に螺着固定して固定側にこてい
している。上記ケース２８の中央部の透孔３０にコネク
タ２５を装着し、コネクタ２５の端子３１と接続ケーブ
ル２３とをプリント基板２４を介して電気的に接続して
いる。In the cup type encoder case 28, a screw 29 is screwed and fixed in a screw hole at the top of the stud 27, and extends to the fixed side. The connector 25 is mounted in the through hole 30 at the center of the case 28, and the terminal 31 of the connector 25 and the connection cable 23 are electrically connected via the printed board 24.
［本考案の効果］ 本考案は、カップ型マグネットロータの内面に軸方向に
沿っていアブソリュート符号のＮ，Ｓの磁極を着磁した
アブソリュート磁気エンコーダ用磁極部を形成し、これ
を磁気センサで検出しているため、外的電気あるいは磁
気ノイズの影響が少なく、しかもマグネットロータの外
面に磁路を閉じるマグネットヨークを形成したので、上
記した外的電気あるいは磁気ノイズの影響を一層少なく
できる効果がある。[Effects of the Invention] The invention forms a magnetic pole portion for an absolute magnetic encoder in which magnetic poles of N and S of absolute codes are magnetized along the axial direction on the inner surface of a cup-type magnet rotor, and this is detected by a magnetic sensor. Therefore, the influence of external electrical or magnetic noise is small, and since the magnet yoke that closes the magnetic path is formed on the outer surface of the magnet rotor, the effect of the external electrical or magnetic noise can be further reduced. .
また本考案は、マグネットロータ５を円筒部を包囲する
ように設けた構成であるため、上記したマグネットロー
タの内面に磁極部を形成したことと相まって、外径及び
軸方向寸法の小さなアブソリュート磁気エンコーダを得
ることができる効果がある。Further, since the present invention has a structure in which the magnet rotor 5 is provided so as to surround the cylindrical portion, the absolute magnetic encoder having a small outer diameter and small axial dimension is formed in combination with the formation of the magnetic pole portion on the inner surface of the magnet rotor. There is an effect that can be obtained.
第１図は本考案の一実施例としてのアブソリュート磁気
エンコーダの縦断面図、第２図は同エンコーダの分解斜
視図である。 ［符号の説明］ １……アブソリュート磁気エンコーダ、２……フラン
ジ、３……透孔、４……鍔、５……マグネットロータ、
６……円筒部、７……ベアリング押え、８……透孔、９
……ベアリング抜け防止鍔、１０，１１……ベアリン
グ、１２……回転軸、１３……ウェーブワッシャ、１４
……ボス、１５……螺子孔、１６……螺子、１７……磁
気センサ、１８……磁気センサ基板、１９……螺子、２
０−１，……２０−５……アブソリュート磁気エンコー
ダ用磁極部、２１……マグネットヨーク、２２−１，…
…２２−５……磁気抵抗素子、２３……接続ケーブル、
２４……プリント基板、２５……コネクタ、２６，２７
……スタッド、２８……エンコーダ用ケース、２９……
螺子、３０……透孔、３１……端子。FIG. 1 is a vertical sectional view of an absolute magnetic encoder as one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the encoder. [Explanation of symbols] 1 ... Absolute magnetic encoder, 2 ... Flange, 3 ... Through hole, 4 ... Tsuba, 5 ... Magnet rotor,
6 ... Cylindrical part, 7 ... Bearing retainer, 8 ... Through hole, 9
…… Balling slip-out prevention collar 10, 11, …… Bearing, 12 …… Rotating shaft, 13 …… Wave washer, 14
...... Boss, 15 ... Screw hole, 16 ... Screw, 17 ... Magnetic sensor, 18 ... Magnetic sensor substrate, 19 ... Screw, 2
0-1, ... 20-5 ... magnetic pole part for absolute magnetic encoder, 21 ... magnet yoke, 22-1, ...
… 22-5 …… Magnetoresistive element, 23 …… Connection cable,
24 ... Printed circuit board, 25 ... Connector, 26, 27
…… Stud, 28 …… Encoder case, 29 ……
Screw, 30 ... Through hole, 31 ... Terminal.
Claims (1)
中心部に回転軸を回転自在に支持し、この回転軸の一端
にカップ形状のマグネットロータを前記円筒部を包囲す
るように設け、このマグネットロータの内周ドラム面に
軸方向に複数に区画された磁気トラックにアブソリュー
ト符号のＮ，Ｓの磁極を着磁してアブソリュート磁気エ
ンコーダ用磁極部を形成し、前記磁気トラックのアブソ
リュート磁気エンコーダ用磁極部に対向する磁気センサ
を前記フランジに固定し、前記マグネットロータの外面
に磁路を閉じるマグネットヨークを形成してなるアブソ
リュート磁気エンコーダ。1. A flange is provided with a cylindrical portion, a rotating shaft is rotatably supported at the center of the cylindrical portion, and a cup-shaped magnet rotor is provided at one end of the rotating shaft so as to surround the cylindrical portion. , Magnetic poles of absolute codes N and S are magnetized to magnetic tracks axially divided into a plurality of portions on the inner drum surface of the magnet rotor to form a magnetic pole portion for an absolute magnetic encoder. An absolute magnetic encoder in which a magnetic sensor facing an encoder magnetic pole portion is fixed to the flange, and a magnet yoke that closes a magnetic path is formed on the outer surface of the magnet rotor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987070618U JPH064264Y2 (en) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | Absolute magnetic encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987070618U JPH064264Y2 (en) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | Absolute magnetic encoder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63181813U JPS63181813U (en) | 1988-11-24 |
| JPH064264Y2 true JPH064264Y2 (en) | 1994-02-02 |
Family
ID=30912416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987070618U Expired - Lifetime JPH064264Y2 (en) | 1987-05-12 | 1987-05-12 | Absolute magnetic encoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH064264Y2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005121444A (en) | 2003-10-16 | 2005-05-12 | Samutaku Kk | Encoder |
| JP2006308371A (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Tokyo Cosmos Electric Co Ltd | Noncontact rotary displacement sensor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54118259A (en) * | 1978-03-06 | 1979-09-13 | Nec Corp | Angle detector |
-
1987
- 1987-05-12 JP JP1987070618U patent/JPH064264Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63181813U (en) | 1988-11-24 |
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