JPH0711429B2 - エンコ−ダ装置 - Google Patents
エンコ−ダ装置Info
- Publication number
- JPH0711429B2 JPH0711429B2 JP60201618A JP20161885A JPH0711429B2 JP H0711429 B2 JPH0711429 B2 JP H0711429B2 JP 60201618 A JP60201618 A JP 60201618A JP 20161885 A JP20161885 A JP 20161885A JP H0711429 B2 JPH0711429 B2 JP H0711429B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetized
- detection
- rotor
- magnetic flux
- magnetization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエンコーダ装置、特に磁気センサを用いて被検
出体の基準位置を検出するエンコーダ装置に関するもの
である。
出体の基準位置を検出するエンコーダ装置に関するもの
である。
［従来の技術］ 磁気抵抗効果素子（以下MR素子という）は素子の抵抗変
化により印加磁界の変化を検出する。従って各種のエン
コーダの検出手段に利用する場合、被検出体は永久磁石
などの磁界発生手段を用いればよい。
化により印加磁界の変化を検出する。従って各種のエン
コーダの検出手段に利用する場合、被検出体は永久磁石
などの磁界発生手段を用いればよい。
これに対して所謂光学式のエンコーダ装置に於いてはLE
Dなどの光源に対する電源が必要で、また検出手段とし
ては消耗しうる光源が不可欠なフォトセンサなどを用い
ている。そのためMR素子を用いた磁気式エンコーダは光
学式エンコーダに比べても構成が簡単で耐久性にも優れ
たものとなる。
Dなどの光源に対する電源が必要で、また検出手段とし
ては消耗しうる光源が不可欠なフォトセンサなどを用い
ている。そのためMR素子を用いた磁気式エンコーダは光
学式エンコーダに比べても構成が簡単で耐久性にも優れ
たものとなる。
第３図は従来のMR素子を用いたロータリーエンコーダを
示している。第３図において、符号１はロータでその円
周面に磁化パターン５が形成されている。この磁化パタ
ーン５はロータの回転方向，回転角度，回転速度などの
検出のためのインクリメンタル相７、及び検出に伴なう
ロータに基準位置の検出のためのインデックス相６を形
成している。そして各相に近接して基板２上に形成した
MR素子3,4を対向配置してロータリーエンコーダが構成
されている。
示している。第３図において、符号１はロータでその円
周面に磁化パターン５が形成されている。この磁化パタ
ーン５はロータの回転方向，回転角度，回転速度などの
検出のためのインクリメンタル相７、及び検出に伴なう
ロータに基準位置の検出のためのインデックス相６を形
成している。そして各相に近接して基板２上に形成した
MR素子3,4を対向配置してロータリーエンコーダが構成
されている。
ここで、MR素子３（４）の動作原理につき説明する。MR
素子は基板２にストライプ状にFe−Ni,Ni−Coなどの合
金を薄膜形成することにより構成される。
素子は基板２にストライプ状にFe−Ni,Ni−Coなどの合
金を薄膜形成することにより構成される。
一般にMR素子の抵抗変化率は素子に流れる電流と平行に
磁界を加えた時の抵抗Raと、電流と直角方向に磁界を加
えた時の抵抗Rbの関数として示され、実際の磁化方向と
電流のなす角をθとすると、この角度に関して抵抗Ｒ
（θ）は Ｒ（θ）＝Ra sin2θ＋Rb cos2θ と示される。
磁界を加えた時の抵抗Raと、電流と直角方向に磁界を加
えた時の抵抗Rbの関数として示され、実際の磁化方向と
電流のなす角をθとすると、この角度に関して抵抗Ｒ
（θ）は Ｒ（θ）＝Ra sin2θ＋Rb cos2θ と示される。
エンコーダ用としては、MR素子に軸異方性を持たせ、素
子に流す電流Ｉと直角方向に磁界Ｈを印加し、MR素子３
の抵抗変化として磁界の強弱を取り出すようにしてい
る。
子に流す電流Ｉと直角方向に磁界Ｈを印加し、MR素子３
の抵抗変化として磁界の強弱を取り出すようにしてい
る。
［発明が解決しようとする問題点］ 一方、第３図のインデックス相6,インクリメンタル相７
の磁束の分布は第４図のようになる。インクリメンタル
相７では連続的に反転磁化されているため、すぐ隣りに
同じ極があり、互いの反発により磁束10が狭くなってい
るが、インデックス相６ではＳ及びＮ極の１つの磁化パ
ターンしか設けていないので磁束11が広がってしまう。
の磁束の分布は第４図のようになる。インクリメンタル
相７では連続的に反転磁化されているため、すぐ隣りに
同じ極があり、互いの反発により磁束10が狭くなってい
るが、インデックス相６ではＳ及びＮ極の１つの磁化パ
ターンしか設けていないので磁束11が広がってしまう。
従って、前述のような構成を有するMR素子3,4を用いて
得られる検出信号は第５図のようになる。
得られる検出信号は第５図のようになる。
第５図において、符号ＡはMR素子４の再生出力に基づく
検出信号、符号ＣはMR素子３の再生出力に基づく検出信
号である。インデックス相用のMR素子３による検出信号
波形Ｃがこのように広いと、ロータ１の回転方向により
インデックスパルスの検出タイミングに誤差が生じてし
まう問題がある。
検出信号、符号ＣはMR素子３の再生出力に基づく検出信
号である。インデックス相用のMR素子３による検出信号
波形Ｃがこのように広いと、ロータ１の回転方向により
インデックスパルスの検出タイミングに誤差が生じてし
まう問題がある。
インデックス相の出力波形は、第５図符号Ｂのようにイ
ンクリメンタル相の分解能と同程度、あるいはさらにそ
れより狭いパルスとなるのが好ましい。
ンクリメンタル相の分解能と同程度、あるいはさらにそ
れより狭いパルスとなるのが好ましい。
［問題点を解決するための手段］ 以上の問題を解決するために、本発明においては、被検
出体の基準位置を磁気センサを用いて検出するエンコー
ダ装置において、前記被検出体の基準位置検出用の第１
の磁化領域の前後に、この第１の磁化領域よりも記録波
長の短い第２の磁化領域が連続して複数配設されるとと
もに、これら複数の磁化領域は隣接する部分が同極とな
って形成される構成を採用した。
出体の基準位置を磁気センサを用いて検出するエンコー
ダ装置において、前記被検出体の基準位置検出用の第１
の磁化領域の前後に、この第１の磁化領域よりも記録波
長の短い第２の磁化領域が連続して複数配設されるとと
もに、これら複数の磁化領域は隣接する部分が同極とな
って形成される構成を採用した。
［作用］ 以上のような構成によれば、基準位置検出用の第１の磁
化領域の磁束が、その前後の記録波長が短く、隣接する
部分が同極となって形成された第２の磁化領域の反発に
より移動方向に広がらなくなり、検出パルスの幅をより
狭くでき、また、第２の磁化領域は記録波長が短いため
に磁束の飛び出しが小さく、ノイズとして磁気センサに
検出されにくい。
化領域の磁束が、その前後の記録波長が短く、隣接する
部分が同極となって形成された第２の磁化領域の反発に
より移動方向に広がらなくなり、検出パルスの幅をより
狭くでき、また、第２の磁化領域は記録波長が短いため
に磁束の飛び出しが小さく、ノイズとして磁気センサに
検出されにくい。
［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明を詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明によるロータリーエンコーダのロータ部
分を示している。本実施例において、ロータ１のインク
リメンタル相７は第３図の従来例と同様の磁化パターン
５となっている。インデックス相４としての磁化パター
ン５は基準位置にインクリメンタル相７と同一の記録波
長を有する１磁界による磁化領域12と、その前後に連続
して設けたより小さな記録波長を有する磁化領域13から
構成されている。
分を示している。本実施例において、ロータ１のインク
リメンタル相７は第３図の従来例と同様の磁化パターン
５となっている。インデックス相４としての磁化パター
ン５は基準位置にインクリメンタル相７と同一の記録波
長を有する１磁界による磁化領域12と、その前後に連続
して設けたより小さな記録波長を有する磁化領域13から
構成されている。
MR素子部は図示を省略したが、第３図の従来例と同様に
構成されているものとする。
構成されているものとする。
以上のような構成によれば、インデックス相６の磁化パ
ターンによる磁束分布は第２図のようになる。磁化領域
12のS,N極の前後には、それぞれ磁化領域13の同極があ
るので、この反発による磁化領域12の磁束14はインクリ
メンタル相７の磁束10と同程度に絞られた広がりの小さ
な分布となる。
ターンによる磁束分布は第２図のようになる。磁化領域
12のS,N極の前後には、それぞれ磁化領域13の同極があ
るので、この反発による磁化領域12の磁束14はインクリ
メンタル相７の磁束10と同程度に絞られた広がりの小さ
な分布となる。
従って、MR素子で磁界を検出すると、インデックス相６
の検出出力波形は、第５図でいえば符号Ｂのようにイン
クリメンタル相７の出力波形Ａと同程度のパルス幅とな
るので、従来のようにロータの回転方向による基準位置
検出誤差が生じることがない。
の検出出力波形は、第５図でいえば符号Ｂのようにイン
クリメンタル相７の出力波形Ａと同程度のパルス幅とな
るので、従来のようにロータの回転方向による基準位置
検出誤差が生じることがない。
一方、磁化領域13の記録波長は充分小さいので、ロータ
表面からMR素子の方向への磁束の飛び出しが小さく、こ
のためスペーシングロスによりMR素子に磁束が到達しに
くい。磁化領域13の記録波長はMR素子とロータの間隔，
素子感度，磁化領域12の波長その他の組み合わせに応じ
て最適値を定めるとよい。例えば、MR素子とロータの間
隔が0.1mm,素子のストライプ幅が10μｍ場合、磁化領域
13の記録波長は磁化領域12の1/4以下であれば良いこと
がわかった。
表面からMR素子の方向への磁束の飛び出しが小さく、こ
のためスペーシングロスによりMR素子に磁束が到達しに
くい。磁化領域13の記録波長はMR素子とロータの間隔，
素子感度，磁化領域12の波長その他の組み合わせに応じ
て最適値を定めるとよい。例えば、MR素子とロータの間
隔が0.1mm,素子のストライプ幅が10μｍ場合、磁化領域
13の記録波長は磁化領域12の1/4以下であれば良いこと
がわかった。
また、以上ではロータリーエンコーダを例示したが、直
線状にトラックを配置するリニアエンコーダなどにも本
発明を同様に実施することができる。さらに、検出素子
としてMR素子以外に誘導型の磁気センサを用いる場合に
も同様の効果を得ることができる。
線状にトラックを配置するリニアエンコーダなどにも本
発明を同様に実施することができる。さらに、検出素子
としてMR素子以外に誘導型の磁気センサを用いる場合に
も同様の効果を得ることができる。
［効 果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、被検
出体の基準位置検出用の第１の磁化領域の前後に、この
第１の磁化領域よりも記録波長の短い第２の磁化領域が
連続して複数配設されるとともに、これら複数の磁化領
域は隣接する部分が同極となって形成された構成を採用
しているために、基準位置検出用の第１の磁化領域の磁
束が、その前後の記録波長が短く、隣接する部分が同極
となって形成された第２の磁化領域の反発により移動方
向に広がらなくなり、振幅が大きく幅の小さい検出出力
を得ることができ、また、第２の磁化領域は記録波長が
短いために磁束の飛び出しが小さく、ノイズとして磁気
センサに検出されにくく、高精度な基準位置検出が行な
える、などの優れた効果がある。
出体の基準位置検出用の第１の磁化領域の前後に、この
第１の磁化領域よりも記録波長の短い第２の磁化領域が
連続して複数配設されるとともに、これら複数の磁化領
域は隣接する部分が同極となって形成された構成を採用
しているために、基準位置検出用の第１の磁化領域の磁
束が、その前後の記録波長が短く、隣接する部分が同極
となって形成された第２の磁化領域の反発により移動方
向に広がらなくなり、振幅が大きく幅の小さい検出出力
を得ることができ、また、第２の磁化領域は記録波長が
短いために磁束の飛び出しが小さく、ノイズとして磁気
センサに検出されにくく、高精度な基準位置検出が行な
える、などの優れた効果がある。
第１図は本発明によるロータリーエンコーダのロータ部
の実施例を示す斜視図、第２図は第１図のロータの磁束
分布を示した説明図、第３図は従来のロータリーエンコ
ーダの斜視図、第４図は第３図のロータの磁束分布の説
明図、第５図（Ａ）〜（Ｃ）は第３図の装置による検出
信号を示した波形図である。 １……ロータ、５……磁化パターン ６……インデックス相 ７……インクリメンタル相 12,13……磁化領域 10,14……磁束
の実施例を示す斜視図、第２図は第１図のロータの磁束
分布を示した説明図、第３図は従来のロータリーエンコ
ーダの斜視図、第４図は第３図のロータの磁束分布の説
明図、第５図（Ａ）〜（Ｃ）は第３図の装置による検出
信号を示した波形図である。 １……ロータ、５……磁化パターン ６……インデックス相 ７……インクリメンタル相 12,13……磁化領域 10,14……磁束
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 久範 埼玉県秩父市大字下影森1248番地 キヤノ ン電子株式会社内 (72)発明者 大里 毅 埼玉県秩父市大字下影森1248番地 キヤノ ン電子株式会社内 (72)発明者 佐野 秀人 埼玉県秩父市大字下影森1248番地 キヤノ ン電子株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−189500（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】被検出体の基準位置を磁気センサを用いて
検出するエンコーダ装置において、 前記被検出体の基準位置検出用の第１の磁化領域の前後
に、この第１の磁化領域よりも記録波長の短い第２の磁
化領域が連続して複数配設されるとともに、これら複数
の磁化領域は隣接する部分が同極となって形成されてい
ることを特徴とするエンコーダ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60201618A JPH0711429B2 (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | エンコ−ダ装置 |
| US06/893,215 US4785241A (en) | 1985-08-08 | 1986-08-05 | Encoder unit using magnetoresistance effect element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60201618A JPH0711429B2 (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | エンコ−ダ装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2218196A Division JP2619621B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | エンコーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6262215A JPS6262215A (ja) | 1987-03-18 |
| JPH0711429B2 true JPH0711429B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=16444042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60201618A Expired - Lifetime JPH0711429B2 (ja) | 1985-08-08 | 1985-09-13 | エンコ−ダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0711429B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2543299B2 (ja) * | 1992-11-25 | 1996-10-16 | 三菱製鋼株式会社 | 磁気式エンコ―ダ |
| JP4673489B2 (ja) * | 2001-02-22 | 2011-04-20 | 本田技研工業株式会社 | 車両用発電機 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5925441A (ja) * | 1982-08-02 | 1984-02-09 | Hitachi Ltd | 光結合式多重系回路 |
| JPS59189500A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-27 | 株式会社日立製作所 | 磁気式ロ−タリエンコ−ダ |
-
1985
- 1985-09-13 JP JP60201618A patent/JPH0711429B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6262215A (ja) | 1987-03-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |