JPH067300Y2

JPH067300Y2 - 回転位置検出装置

Info

Publication number: JPH067300Y2
Application number: JP16988787U
Authority: JP
Inventors: 俊朗下平; 英則鋤柄; 隆雄堀内; 欽呉茅野
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1987-11-06
Filing date: 1987-11-06
Publication date: 1994-02-23
Anticipated expiration: 2002-11-06
Also published as: JPH0174519U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、モータの回転制御や位置制御等に適用可能な
回転位置検出装置に関する。

（従来の技術）モータの回転制御や位置制御等に用いられる回転位置検
出装置の一つの方式として、Ｎ極とＳ極を交互に複数対
着磁してなる着磁パターンを有する回転体と、この回転
体に対向して配置され、上記着磁パターンを検出する磁
気センサとを備えた磁気式回転位置検出装置がある。か
かる磁気式回転位置検出装置では、着磁パターン検出の
基準位置を決めるために、回転体にインデックス部を設
ける必要がある。このインデックス部は、上記着磁パタ
ーンとは別に一対のＮ極とＳ極を着磁することによって
簡単に設けることができるが、これでは回転体に多段着
磁することになって回転体の軸方向寸法が大きくなる。
そして、Ｎ極とＳ極を交互に複数体着磁してなる着磁パ
ターンのうちの一部分の磁界強度を強くしてこれをイン
デックス部とし、上記着磁パターンを検出する磁気セン
サの出力のスライスレベルを異ならせることにより、磁
気センサの出力信号から着磁パターンに対応した回転位
置信号とインデックス部に対応したインデックス信号と
を識別するようにしたものがある。特開昭62-121313号
公報記載のものはその例である。

（考案が解決しようとする問題点）上記従来の磁気式回転位置検出装置によれば、回転体に
多段着磁する必要はないから回転体を小型化することが
できる。しかし、一つの磁気センサから出力される検出
信号のスライスレベルを異ならせることによってのみ回
転位置信号とインデックス信号とを識別するため、回転
位置信号とインデックス信号の位相が一致しない。第７
図はこれを示すものであって、回転位置信号は低いレベ
ルでスライスされるため信号Ａのように比較的幅広のパ
ルス信号となり、これに対しインデックス信号は高レベ
ルでスライスされるため信号Ｘのように幅狭で上記回転
位置信号Ａのパルス幅内に包含されてしまい、回転位置
信号Ａとインデックス信号Ｘの位相がずれ、これらの信
号の立ち上がり及び立ち下がりのタイミングが一致しな
くなる。このように回転位置信号Ａとインデックス信号
Ｘの位相がずれると、位置検出誤差を生じるなどの不具
合の要因となる。

本考案は、かかる従来の問題点を解消するためになされ
たもので、回転位置信号とインデックス信号のパルスタ
イミングを一致させるようにした回転位置検出装置を提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本考案は、回転体にＮ極とＳ極を交互に複数対着磁して
なる着磁パターンのうち一対のＮ極とＳ極からなる着磁
パターンの磁界強度を他の着磁パターンの磁界強度より
強くすることにより上記着磁パターン内にインデックス
部を形成し、上記回転体に対向して配置する磁気センサ
には、上記着磁パターンを検出する磁気抵抗効果素子よ
りなるパターン検出部と、上記着磁パターンの着磁ピッ
チの整数倍離間させて上記パターン検出部より幅広の磁
気抵抗効果素子よりなるインデックス検出部とを設けた
ことを特徴とする。

（作用）パターン検出部は回転体の着磁パターンに応じ正弦波状
の信号を出力し、これを所定のレベルでスライスするこ
とにより上記着磁パターンに応じかつ所定のパルス幅の
回転位置信号を得ることができる。インデックス検出部
も上記着磁パターンに応じ回転位置信号と同じ周期の正
弦波状の信号を出力するが、上記インデックス検出部は
幅広になっているため信号の振幅が小さく、インデック
ス部に対応した信号の振幅のみが大きい。そこで、これ
を所定のレベルでスライスすればインデックス部に対応
しかつ上記回転位置信号のパルス幅よりも幅広のパルス
信号を得ることができる。上記回転位置信号とインデッ
クス部に対応した幅広のパルス信号とでアンドをとれば
回転位置信号とタイミングが一致したインデックス信号
を得ることができる。

（実施例）以下、本考案に係る回転位置検出装置の実施例について
図面を参照しながら説明する。

第１図において、符号10で示す回転体はその外周部にＮ
極とＳ極を交互に微少間隔で複数対着磁してなる着磁パ
ターン11を有する。この着磁パターン11のうち一対のＮ
極とＳ極からなる着磁パターンの磁界強度を他の着磁パ
ターンの磁界強度よりも強くすることによって上記着磁
パターン11内にインデックス部12が形成されている。こ
のインデックス部12は、その部分のみ着磁するときの強
度を強くすることによって形成してもよいが、着磁パタ
ーン11を形成する部分全体が飽和着磁に近い状態で着磁
される場合はその一部分のみの磁界強度を強くすること
はできないので、その場合はインデックス部12の材質を
他の部分と異ならせればよい。

上記回転体10の外周面に対しては磁気センサ14が対向し
て配置されている。磁気センサ14は第２図に詳細に示す
ように、回転体10と対向面に上記着磁パターン11を検出
するパターン検出部１５とインデックス部１２を検出す
るインデックス検出部１６とを有する。各検出部１５，
１６はそれぞれ磁気抵抗効果素子を回転体１０の軸方向
に長く短冊状にプリントすることによって形成されてい
る。ここで、回転体１０の着磁パターン１１の着磁ピッ
チをＰとすると、上記両検出部１５，１６の離間距離Ｄ
はＰの整数倍、即ちＤ＝ａ・Ｐ（ただし、ａは整数）に
設定されている。また、ストライプ状の検出部１５より
も他方の検出部１６の方が幅広になっている。

第３図は各検出部１５，１６を用いた検出回路の例を示
す。第３図において符号２０は磁気抵抗効果素子を示し
ており、第１図、第２図の検出部１５又は他方の検出部
１６がこれに該当する。磁気抵抗効果素子２０は直列抵
抗２２を通じて電源２１に接続されており、磁気抵抗効
果素子２０の抵抗値の変化に伴う同磁気抵抗効果素子２
０と抵抗２２との分圧値の変化を磁気抵抗効果素子出力
として端子２３から取り出すようになっている。このよ
うにして取り出された検出部１５の信号を回転位置信号
Ａ、検出部１６の信号をインデックス信号Ｘとすると、
第４図に示すように回転位置信号Ａは比較器25で所定の
参照電圧でスライスされてパルス状の回転位置信号ａと
され、インデックス信号Ｘは比較器26で所定の参照電圧
でスライスされてパルス状の信号ｂとされる。これらパ
ルス状の信号ａ、ｂはアンド回路27でアンドがとられイ
ンデックス信号ｃとして出力される。

第５図、第６図は上記実施例の動作を示す。第５図にお
いて波形Ｆは回転体10の着磁パターン11による磁界強度
を示しており、着磁パターン11内に形成されたインデッ
クス部12の部分の磁界強度が他の部分よりも強くなって
いる。波形Ａは上記着磁パターン11を検出する検出部15
の検出波形を示すもので、着磁パターン11の磁界強度に
応じた正弦波状の波形となる。この信号波形Ａは前記比
較器25により第６図に示す所定の参照電圧Laと比較され
てこの電圧Laのレベルでスライスされ、第６図にパルス
波形で示す着磁パターン信号ａとされる。この着磁パタ
ーン信号ａは回転位置信号として利用される。

第５図において波形Ｘはインデックス検出部１６の検出
波形を示す。この検出波形Ｘも着磁パターン１１の磁界
強度に応じた正弦波状の波形となっているが、検出部１
６のストライプ幅Ｗは検出部１５のストライプ幅ｗより
も大きくなっているため、ストライプ幅の中央部の磁界
強度がゼロでも両端部では磁界の影響を受け、また、中
央部で磁界強度が最大でも両端部では磁界強度が小さく
なり、よって、振幅は小さくなる。そして、検出部16が
磁界強度の強いインデックス部12に対向したとき、同検
出部16の幅が広いため早い時期から磁界の影響を受け、
点線で示す波形Ｘの平均レベルが早い時期から上昇す
る。そこで、前記比較器26における信号波形Ｘのスライ
スレベルをインデックス部12での最大レベルよりも低く
かつ通常の着磁パターン11に対応する部分での最大レベ
ルよりも高いレベルLbに設定することによりインデック
ス部12の位置で幅広のパルス信号ｂを得ることができ
る。

第６図に示すように、上記パルス信号ｂはパルス信号ａ
よりも幅広であり、パルス信号ｂが立ち上がったのちパ
ルス信号ａが立ち上がり、パルス信号ａが立ち下がった
のちパルス信号ｂが立ち下がっている。即ち、タイミン
グから見ればパルス信号ａがパルス信号ｂに包含されて
いる。そこで第４図に示すアンド回路27によって各パル
ス信号ａ、ｂのアンドをとれば、第６図に波形ｃで示す
ように回転位置信号である着磁パターン検出信号ａとタ
イミングがぴったり一致したパルス信号が得られる。こ
のパルス信号をインデックス信号として用いれば、回転
位置信号ａとのずれがなく正確な回転位置検出が可能と
なる。

なお、着磁パターン検出部とインデックス検出部は、そ
れぞれ別個の基板に形成してもよい。回転体の着磁パタ
ーン内に形成するインデックス部はこれを複数個所に設
けてもよく、こうすることによって複数の位置検出を行
うことも可能となる。

（考案の効果）本考案によれば、回転体にＮ極とＳ極を交互に複数対着
磁してなる着磁パターンのうち一対の着磁パターンの磁
界強度を他の着磁パターンの磁界強度より強くすること
によりインデックス部を形成し、上記回転体に対向させ
た磁気センサには、上記着磁パターンを検出する磁気抵
抗効果素子よりなるパターン検出部のほか、上記着磁パ
ターンの着磁ピッチの整数倍離間させて上記パターン検
出部より幅広の磁気抵抗効果素子よりなるインデックス
検出部とを設けたため、インデックス検出部の出力信号
は、上記パターン検出部から得られる回転位置信号と同
じ周期の正弦波状の信号となるが、全体の振幅は小さ
く、インデックス部に対応した信号の振幅のみが大きく
なる。そこで、これを所定のレベルでスライスすればイ
ンデックス部に対応しかつ上記回転位置信号のパルス幅
よりも幅広のパルス信号を得ることができ、これと上記
回転位置信号とでアンドをとれば回転位置信号とタイミ
ングが一致したインデックス信号を得ることができ、検
出誤差のない正確な回転位置信号を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る回転位置検出装置の実施例を概略
的に示す平面図、第２図は同上実施例中の磁気センサの
拡大正面図、第３図は上記実施例に用いることができる
検出回路の例を示す回路図、第４図は検出信号の処理回
路の例を示す回路図、第５図は上記実施例の検出動作を
示す波形図、第６図は上記処理回路による検出信号の処
理動作を示す波形図、第７図は従来の回転位置検出装置
の動作を示す波形図である。 10……回転体、11……着磁パターン、 12……インデックス部、14……磁気センサ、１５……パターン検出部、１６……インデックス検出
部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】Ｎ極とＳ極を交互に複数対着磁してなる着
磁パターンを有する回転体と、この回転体に対向して配
置されると共に上記着磁パターンを検出するパターン検
出部を有する磁気センサとを備えた回転位置検出装置に
おいて、上記着磁パターンのうち一対のＮ極とＳ極からなる着磁
パターンの磁界強度を他の着磁パターンの磁界強度より
強くすることにより上記着磁パターン内にインデックス
部を形成し、上記磁気センサには、それぞれ磁気抵抗効果素子よりな
る、上記パターン検出部と、上記着磁パターンの着磁ピ
ッチの整数倍離間させて上記パターン検出部より幅広の
インデックス検出部とを設けたことを特徴とする回転位
置検出装置。