JPH0651820U - Magnetic encoder - Google Patents

Magnetic encoder

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Publication number
JPH0651820U
JPH0651820U JP9167192U JP9167192U JPH0651820U JP H0651820 U JPH0651820 U JP H0651820U JP 9167192 U JP9167192 U JP 9167192U JP 9167192 U JP9167192 U JP 9167192U JP H0651820 U JPH0651820 U JP H0651820U
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JP
Japan
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magnetic
sensor
cored bar
sensor base
temperature change
Prior art date
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Application number
JP9167192U
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Japanese (ja)
Inventor
眞 細川
好典 林
七幸 竹内
晃 三木
正芳 山下
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化に伴う磁気センサの出力変動を防止
する。 【構成】 磁性材料よりなる中空の有底円筒形のセンサ
ベース10内壁に、磁気センサ40を固着する。センサ
ベース10の内側には、回動自在な着磁ドラム20を配
設する。この着磁ドラム20は、中空の有底円筒形をな
す芯金21と、軸部22と、芯金21の外周面に設けら
れた磁気記録部30とを有している。芯金21の材質は
センサベース10と同様にS45C等の磁性材料である
ため、温度変化によるギャップ長Lの変動を抑えること
ができる。したがって、温度変化に伴う磁気センサの出
力変動を防止することが可能となる。
(57) [Abstract] [Purpose] To prevent the output fluctuation of the magnetic sensor due to temperature change. [Structure] A magnetic sensor 40 is fixed to an inner wall of a hollow cylindrical sensor base 10 made of a magnetic material. Inside the sensor base 10, a rotatable magnetizing drum 20 is arranged. The magnetizing drum 20 includes a cored bar 21 having a hollow bottomed cylindrical shape, a shaft section 22, and a magnetic recording section 30 provided on an outer peripheral surface of the cored bar 21. Since the material of the cored bar 21 is a magnetic material such as S45C like the sensor base 10, it is possible to suppress the variation of the gap length L due to the temperature change. Therefore, it is possible to prevent the output fluctuation of the magnetic sensor due to the temperature change.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は磁気式エンコーダに関し、詳しくは表面に磁気記録部が配設された芯 金の材質を、センサベースの材質と同様に磁性材料とすることによって、芯金と 磁気センサとのギャップ長の温度変化を低減可能な磁気式エンコーダに関する。 The present invention relates to a magnetic encoder, and more specifically, by using a magnetic material for the core bar on the surface of which a magnetic recording portion is arranged, as in the sensor base, the gap length between the core bar and the magnetic sensor can be reduced. The present invention relates to a magnetic encoder that can reduce temperature changes.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

磁気式エンコーダは、例えば、筒状のセンサベースと、このセンサベースの内 壁に配設された磁気センサと、センサベースの内側に回動自在に配設された芯金 と、芯金の側面に付された磁気記録部等を備え、この磁気記録部から発せられた 磁束を磁気センサがとらえることによって、芯金の回転角度を検出するものであ る。従来の磁気式エンコーダにあっては、芯金の材質は主にアルミニウム、ステ ンレス等の非磁性体が用いられていた。これに対して、センサベースの材質は、 磁気シールド等を目的として、鉄等の強磁性材料が使用されていた。 A magnetic encoder is, for example, a cylindrical sensor base, a magnetic sensor mounted on the inner wall of the sensor base, a core bar rotatably mounted inside the sensor base, and a side surface of the core bar. The magnetic sensor detects the magnetic flux emitted from the magnetic recording unit and detects the rotation angle of the core metal. In the conventional magnetic encoder, a non-magnetic material such as aluminum or stainless is mainly used as the material of the core metal. On the other hand, as the material of the sensor base, a ferromagnetic material such as iron was used for the purpose of magnetic shielding.

【0003】[0003]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、従来の磁気式エンコーダにあっては、芯金の材質はセンサベー スの材質と異なる非磁性材料であったため、両者の熱膨張係数の相違により、温 度変化によって芯金とセンサベース内壁との距離が変化してしまう。すなわち、 温度変化によって磁気センサと芯金表面の磁気記録部との距離(ギャップ長)が 変化し、磁気センサの出力信号が不安定なものとなる。この結果、正確に芯金の 回転角を検出することが困難となっていた。 However, in the conventional magnetic encoder, the material of the cored bar is a non-magnetic material different from the material of the sensor base, and the difference in thermal expansion coefficient between the two causes the cored bar and the inner wall of the sensor base to change due to temperature changes. Distance will change. That is, the temperature change changes the distance (gap length) between the magnetic sensor and the magnetic recording portion on the surface of the core metal, and the output signal of the magnetic sensor becomes unstable. As a result, it has been difficult to accurately detect the rotation angle of the core metal.

【0004】[0004]

【考案の目的】[The purpose of the device]

そこで、本考案は、温度変化に伴う芯金およびセンサベース間の距離(ギャッ プ長)の変化を抑えることにより、磁気センサの出力変動を防止することを目的 としている。 Therefore, the present invention aims to prevent the output fluctuation of the magnetic sensor by suppressing the change in the distance (gap length) between the core metal and the sensor base due to the temperature change.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

請求項1記載の考案に係る磁気式エンコーダは、回動自在な芯金と、芯金の表 面に配設され、着磁した磁気記録部と、磁気記録部から所定距離離れて位置する 磁気センサと、磁性材料よりなり、磁気センサを支持するセンサベースと、を備 えた磁気式エンコーダにおいて、上記芯金は磁性材料よりなることを特徴とする 。 A magnetic encoder according to a first aspect of the present invention includes a rotatable cored bar, a magnetized magnetic recording unit disposed on the surface of the cored bar, and a magnetic recording unit located at a predetermined distance from the magnetic recording unit. In a magnetic encoder provided with a sensor and a sensor base made of a magnetic material and supporting the magnetic sensor, the core metal is made of a magnetic material.

【0006】[0006]

【作用】[Action]

請求項1記載の考案に係る磁気式エンコーダにあっては、芯金の材質はセンサ ベースの材質と同様の磁性材料である。このため、周囲温度が変化したとしても 、芯金およびセンサベースのそれぞれは同様に伸縮し、磁気センサから芯金まで の距離は温度変化によらずに略一定となる。したがって、温度変化による磁気セ ンサの出力の変動を抑えることにより、着磁ドラムの回転角を正確に検出するこ とが可能となるものである。 In the magnetic encoder according to the first aspect of the present invention, the material of the core metal is the same magnetic material as the material of the sensor base. Therefore, even if the ambient temperature changes, the core metal and the sensor base also expand and contract, and the distance from the magnetic sensor to the core metal becomes substantially constant regardless of the temperature change. Therefore, it is possible to accurately detect the rotation angle of the magnetizing drum by suppressing the fluctuation of the output of the magnetic sensor due to the temperature change.

【0007】[0007]

【実施例】【Example】

以下、本考案に係る磁気式エンコーダを図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a magnetic encoder according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0008】 図1は本考案の第一実施例に係る磁気式エンコーダの断面図である。図中、符 号10はセンサベースであり、鉄系の磁性材料(強磁性体)により構成されてい る。このセンサベース10は中空の有底円筒形をなし、その内壁には磁気抵抗素 子またはホール素子等からなる磁気センサ40が固着されている。例えば、磁気 抵抗素子はNiFe等よりなり、磁束の変化を抵抗変化として検出するものであ る。磁気センサ40の出力信号は、図示されていない差動増幅回路等を介して、 電圧信号として出力される。FIG. 1 is a sectional view of a magnetic encoder according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 10 is a sensor base, which is made of an iron-based magnetic material (ferromagnetic material). The sensor base 10 has a hollow cylindrical shape with a bottom, and a magnetic sensor 40 including a magnetoresistive element or a Hall element is fixed to the inner wall thereof. For example, the magnetoresistive element is made of NiFe or the like and detects a change in magnetic flux as a resistance change. The output signal of the magnetic sensor 40 is output as a voltage signal via a differential amplifier circuit (not shown).

【0009】 また、センサベース10の内側には、回動自在な着磁ドラム20が配設されて いる。この着磁ドラム20は、中空の有底円筒形をなす芯金21と、軸部22と 、芯金の外周面に設けられた磁気記録部30とを有して構成されている。芯金2 1の軸位置には軸部22が配設され、芯金21はこの軸部22を中心として回動 可能である。また、芯金21の材質は、センサベース10と同様に鉄系の磁性材 料(例えば、S45C)である。磁気記録部30は、芯金21の外周面に磁性体 を塗布することにより構成され、その周方向に所定間隔毎に正負に着磁されてい る。なお、この磁気記録部30と磁気センサ40との距離(ギャップ長L)は、 およそ数百μmである。A rotatable magnetizing drum 20 is arranged inside the sensor base 10. The magnetizing drum 20 includes a cored bar 21 having a hollow bottomed cylindrical shape, a shaft section 22, and a magnetic recording section 30 provided on the outer peripheral surface of the cored bar. A shaft portion 22 is arranged at an axial position of the cored bar 21, and the cored bar 21 is rotatable around the shaft 22. The material of the cored bar 21 is an iron-based magnetic material (for example, S45C) as in the sensor base 10. The magnetic recording unit 30 is configured by applying a magnetic material to the outer peripheral surface of the cored bar 21, and is magnetized in positive and negative directions at predetermined intervals in the circumferential direction. The distance (gap length L) between the magnetic recording unit 30 and the magnetic sensor 40 is about several hundred μm.

【0010】 図2は、芯金21等の斜視図である。図2の(A)は、芯金21と、その外周 面に塗布された磁気記録部30とを示している。磁気記録部30は、磁性粉を接 着剤とともに芯金21の外周面に付着することにより構成されている。この磁気 記録部30の厚さは100μm以上であることが望ましい。なお、同図の(B) に示されるように、鉄系の磁性材料(例えば、Fe−Cr−Co合金)よりなる メディアリング301の開口部に芯金21を圧入させてもよい。この場合、メデ ィアリング301の内径を、芯金21の外径よりも約1%程度大きくするとよい 。FIG. 2 is a perspective view of the cored bar 21 and the like. FIG. 2A shows the cored bar 21 and the magnetic recording portion 30 applied to the outer peripheral surface thereof. The magnetic recording unit 30 is configured by attaching magnetic powder to the outer peripheral surface of the cored bar 21 together with an adhesive. The thickness of the magnetic recording section 30 is preferably 100 μm or more. As shown in (B) of the figure, the cored bar 21 may be press-fitted into the opening of the media ring 301 made of an iron-based magnetic material (for example, Fe-Cr-Co alloy). In this case, the inner diameter of the media ring 301 may be larger than the outer diameter of the cored bar 21 by about 1%.

【0011】 このように構成された磁気式エンコーダにおいて、着磁ドラム20が回動する と、磁気センサ40が磁気記録部30から受ける磁束密度が変化し、磁気センサ 40からパルスまたは正弦波状の信号が出力される。この出力信号に基づき着磁 ドラム20の回転角を検出することが可能となるものである。In the magnetic encoder configured as described above, when the magnetizing drum 20 rotates, the magnetic flux density received by the magnetic recording unit 30 from the magnetic sensor 40 changes, and the magnetic sensor 40 outputs a pulse or sinusoidal signal. Is output. The rotation angle of the magnetizing drum 20 can be detected based on this output signal.

【0012】 本実施例に係る磁気式エンコーダによれば、芯金21の材質は、センサベース 10の材質と同様に鉄系の磁性材料であるため、芯金21およびセンサベース1 0のそれぞれは、温度変化によって同様に伸縮する。すなわち、センサベース1 0内壁に固着された磁気センサ40から芯金21までの距離(ギャップ長L)は 温度変化によらずに略一定となる。したがって、温度変化による磁気センサ40 の出力電圧の変動が抑えられ、着磁ドラムの回転角を正確に検出することが可能 となるものである。また、ステンレス等の非磁性材料に比べて、S45C等は製 造および加工が容易であるため、芯金21のコストを抑えることが可能となると いう利点も生ずる。According to the magnetic encoder of the present embodiment, since the material of the cored bar 21 is an iron-based magnetic material like the material of the sensor base 10, each of the cored bar 21 and the sensor base 10 is Similarly, it expands and contracts due to temperature changes. That is, the distance (gap length L) from the magnetic sensor 40 fixed to the inner wall of the sensor base 10 to the cored bar 21 is substantially constant regardless of the temperature change. Therefore, the fluctuation of the output voltage of the magnetic sensor 40 due to the temperature change is suppressed, and the rotation angle of the magnetizing drum can be accurately detected. In addition, since S45C and the like are easier to manufacture and process than non-magnetic materials such as stainless steel, there is an advantage that the cost of the cored bar 21 can be suppressed.

【0013】 図3は、ギャップ長Lに対する磁気センサ40の出力電圧(Vpp)の特性を、 芯金21の材質(S45C、アルミニウム)毎に表したグラフである。このグラ フから確認できるように、芯金21の材質をアルミニウムからS45C等の磁性 材料に変更したとしても磁気センサ40の出力電圧が減少することはない。なお 、このグラフは、ギャップ長Lが150μmにおける磁気センサ40の出力電圧 を100%とし、また、磁気記録部30の厚さを100μmとして作成されたも のである。FIG. 3 is a graph showing the characteristics of the output voltage (Vpp) of the magnetic sensor 40 with respect to the gap length L for each material (S45C, aluminum) of the cored bar 21. As can be seen from this graph, even if the material of the cored bar 21 is changed from aluminum to a magnetic material such as S45C, the output voltage of the magnetic sensor 40 does not decrease. Note that this graph was created with the output voltage of the magnetic sensor 40 at a gap length L of 150 μm being 100% and the thickness of the magnetic recording portion 30 being 100 μm.

【0014】 図4は、ギャップ長Lに対する磁気センサのエンベロープ(着磁ドラム20の 一回転における磁気センサ40の出力電圧の偏差)を、芯金21の材質(S45 C、アルミニウム)毎に表したグラフである。この図からも確認できるように、 芯金21の材質をアルミニウムからS45Cに変更したとしても磁気センサ40 のエンベロープの特性が劣化することはない。このグラフは図3のグラフと同様 に磁気記録部30の厚さを100μmとして作成されたものである。FIG. 4 shows the envelope of the magnetic sensor with respect to the gap length L (deviation of the output voltage of the magnetic sensor 40 in one rotation of the magnetizing drum 20) for each material (S45C, aluminum) of the cored bar 21. It is a graph. As can be seen from this figure, even if the material of the cored bar 21 is changed from aluminum to S45C, the characteristic of the envelope of the magnetic sensor 40 does not deteriorate. Similar to the graph of FIG. 3, this graph is created with the magnetic recording portion 30 having a thickness of 100 μm.

【0015】 なお、芯金21の材質は、S45Cに限られることなく、センサベース10と 同様の磁性材料であれば、その種類は問わない。The material of the cored bar 21 is not limited to S45C, and may be of any type as long as it is the same magnetic material as the sensor base 10.

【0016】[0016]

【考案の効果】[Effect of device]

以上説明してきたように、本考案に係る磁気式エンコーダにあっては、芯金の 材質はセンサベースの材質と同様の磁性材料である。このため、周囲温度が変化 したとしても、芯金およびセンサベースのそれぞれは同様に伸縮し、磁気センサ から芯金までの距離(ギャップ長)は温度変化によらずに略一定となる。したが って、温度変化による磁気センサの出力の変動を抑えることにより、着磁ドラム の回転角を正確に検出することが可能となるものである。 As described above, in the magnetic encoder according to the present invention, the material of the core metal is the same magnetic material as the material of the sensor base. Therefore, even if the ambient temperature changes, the core metal and the sensor base also expand and contract, and the distance (gap length) from the magnetic sensor to the core metal becomes substantially constant regardless of temperature change. Therefore, the rotation angle of the magnetizing drum can be accurately detected by suppressing the fluctuation of the output of the magnetic sensor due to the temperature change.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本考案の一実施例に係る磁気式エンコーダの
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a magnetic encoder according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本考案の一実施例に係る芯金等の斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view of a cored bar and the like according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本考案の一実施例に係るギャップ長に対する
磁気センサの出力電圧の特性を、芯金の材質毎に表すグ
ラフである。
FIG. 3 is a graph showing the characteristics of the output voltage of the magnetic sensor with respect to the gap length according to one embodiment of the present invention, for each material of the cored bar.

【図4】 本考案の一実施例に係るギャップ長に対する
磁気センサのエンベロープを、芯金の材質毎に表したグ
ラフである。
FIG. 4 is a graph showing an envelope of a magnetic sensor with respect to a gap length according to an embodiment of the present invention, for each material of a cored bar.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 センサベース、21 芯金、30 磁気記録部、
40 磁気センサ
10 sensor base, 21 core metal, 30 magnetic recording unit,
40 magnetic sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 三木 晃 静岡県浜松市中沢町10番1号 ヤマハ株式 会社内 (72)考案者 山下 正芳 静岡県浜松市中沢町10番1号 ヤマハ株式 会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Akira Miki Akira Miki 10-1 Nakazawa-machi, Hamamatsu-shi, Shizuoka Yamaha Stock Company (72) Masayoshi Yamashita 10-1 Nakazawa-machi, Hamamatsu-shi, Shizuoka Yamaha Stock Company

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 回動自在な芯金と、 芯金の表面に配設され、着磁した磁気記録部と、 磁気記録部から所定距離離れて位置する磁気センサと、 磁性材料よりなり、磁気センサを支持するセンサベース
と、を備えた磁気式エンコーダにおいて、 上記芯金は磁性材料よりなることを特徴とする磁気式エ
ンコーダ。
1. A rotatable cored bar, a magnetic recording section disposed on the surface of the cored bar and magnetized, a magnetic sensor located at a predetermined distance from the magnetic recording section, and a magnetic material made of a magnetic material. A magnetic encoder including a sensor base that supports a sensor, wherein the core metal is made of a magnetic material.
JP9167192U 1992-12-17 1992-12-17 Magnetic encoder Pending JPH0651820U (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005045219A (en) * 2003-06-13 2005-02-17 Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg Rotationally symmetrical hollow body made of deformable permanent magnetic alloy, its use and manufacturing method therefor

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