JPH10185621A - 磁気式エンコーダ装置 - Google Patents

磁気式エンコーダ装置

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JPH10185621A
JPH10185621A JP35572796A JP35572796A JPH10185621A JP H10185621 A JPH10185621 A JP H10185621A JP 35572796 A JP35572796 A JP 35572796A JP 35572796 A JP35572796 A JP 35572796A JP H10185621 A JPH10185621 A JP H10185621A
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JP
Japan
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magnetic
magnetic field
recording medium
magnetic recording
generating member
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Pending
Application number
JP35572796A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshimi Kikuchi
良巳 菊池
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Nidec Sankyo Corp
Original Assignee
Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気抵抗効果素子を磁気記録媒体から破損の
畏れがないように離した際に所望の出力を得ると共に、
分解能を高める。 【解決手段】 磁界発生部材4を、磁気センサ3の磁気
記録媒体2側とは反対側且つ当該磁界発生部材4のNS
磁界が磁気記録媒体2のNS着磁2aによるNS磁界と
略平行で且つ対向するように配設し、上記磁気記録媒体
2のNS着磁2aによるNS磁界を上記磁界発生部材4
によるNS磁界により磁気抵抗効果素子R1,R2側に
引き出し得るように構成してなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気式エンコーダ
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばACサーボモータ等のモー
タ等にあっては、回転体の回転角、回転速度を検出する
ための磁気式エンコーダ装置が設けられている。この磁
気式エンコーダ装置は概略、図6に示されるように、円
盤状をなし一定波長λ(λはNS着磁ピッチ)の繰り返
し信号が着磁された(NS着磁が施された)磁気記録面
(NS着磁面)12aを有して上記回転体と共に回転す
る磁気記録媒体12と、この磁気記録媒体12の上記磁
気記録面12aに対向配置され磁界の変化に応じて抵抗
値が変化する磁気抵抗効果素子としてのMR素子13a
を有し、当該MR素子13aが例えば片ブリッジやフル
ブリッジ構成にされた磁気センサ13と、を備えてい
る。なお、図6においては、説明の都合上、磁気記録媒
体12の磁気記録面12aは展開して示されている。
【0003】このような構成の磁気式エンコーダ装置に
おいては、磁気記録媒体12の磁気記録面12aからの
磁気信号がMR素子13aで検出され、このMR素子1
3aによって検出された磁気信号が後段の信号処理部に
よってパルス波形に変換されるように構成されている。
そして、この変換出力を基に、上記信号処理部にさらに
接続された処理回路によって、回転体の回転角、回転速
度が検出されるように構成されている。
【0004】また、図6に示されるように、磁気センサ
13のMR素子13aが配設されているのとは反対側、
すなわち磁気センサ13の裏面側に、NS着磁が施され
た永久磁石14を、何れかの極(図においてはN極)が
上記MR素子に対向するように(当該永久磁石14のN
S磁界が上記磁気記録面12aのNS磁界と略直交する
ように)配設することによりバイアスを加え、MR素子
13aの出力の直線性(リニアリティ)を向上させる技
術も知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記磁
気式エンコーダ装置においては、以下の問題点がある。
すなわち、MR素子13aを磁気記録面12aに対して
所定の微小隙間(略λ/2)以上離すと、当該MR素子
13aから所望の出力が得られないといった問題があっ
た。
【0006】そこで、MR素子13aを磁気記録面12
aに対して接近配置することになるが、このように接近
して配置するとMR素子13aと磁気記録面12aとが
接触し、MR素子13aが破損する畏れがある。
【0007】特に、装置の分解能を高めるには、磁気記
録面12aのNS着磁ピッチ(λ)を狭めるためにMR
素子13aを磁気記録面12aに対してより接近配置し
なければならず、破損の畏れがより高くなる。
【0008】そこで本発明は、磁気抵抗効果素子を磁気
記録媒体から破損の畏れがないように離しても所望の出
力を得ることができると共に、このように離しても所望
の出力が得られることにより分解能を高めることができ
る磁気式エンコーダ装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の磁気式エンコーダ装置は、移動可能に設
けられると共に、施された複数のNS着磁により磁気信
号を発生する磁気記録媒体と、この磁気記録媒体の前記
NS着磁面に対向して設けられ前記磁気信号を検出する
磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサと、を具備した磁
気式エンコーダ装置において、前記磁気センサの前記磁
気記録媒体側とは反対側に、一対のNS磁界を発生する
磁界発生部材を配設すると共に、この磁界発生部材を、
当該磁界発生部材のNS磁界が前記磁気記録媒体の前記
NS着磁によるNS磁界と略平行で且つ対向するよう
に、配設したことを特徴としている。
【0010】このような請求項1の磁気式エンコーダ装
置によれば、磁界発生部材が、磁気センサの磁気記録媒
体側とは反対側且つ当該磁界発生部材のNS磁界が磁気
記録媒体のNS着磁によるNS磁界と略平行で且つ対向
するように配設されるため、上記磁気記録媒体のNS着
磁によるNS磁界が上記磁界発生部材によるNS磁界に
より磁気抵抗効果素子側に引き出されるようになる。
【0011】この時、特に請求項2のように、磁気記録
媒体のNS着磁ピッチが略等しくされると共に、磁界発
生部材の一対のNS磁界ピッチが、前記磁気記録媒体の
NS着磁ピッチと略等しくされると、より精度の良い出
力がなされるようになる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態における
磁気式エンコーダ装置を表した概略斜視図、図2は同上
磁気式エンコーダ装置の要部を表したものであって、磁
気記録媒体のNS着磁面の一部を展開して表した平面模
式説明図であり、当該磁気式エンコーダ装置は、例えば
ACサーボモータに設けられている。なお、図2以降の
図面においては、説明の都合上、磁気記録媒体の磁気記
録面は展開して示されている。
【0013】図1において、符号1はモータ主軸を示し
ており、このモータ主軸1には円盤状の磁気記録媒体2
が取り付けられている。この磁気記録媒体2の外周面に
は、一定波長λ(λはNS着磁ピッチ)の繰り返し信号
(磁気信号)を発生するようにN極、S極が交互に着磁
された磁気記録面(NS着磁面)2aが形成されてい
る。
【0014】この磁気記録面2aに対向する位置には、
磁気センサ3を構成する磁気抵抗効果素子としてのMR
素子R1,R2が互いにλ/4の間隔離間するようにし
て並設配置されている。このMR素子R1,R2と上記
磁気記録媒体2との間の距離、すなわち検出ギャップδ
dは、本実施形態においては、例えば約λ/2の値に設
定されている。
【0015】上記磁気センサ3には、上記MR素子R
1,R2を片ブリッジ構成とする配線が施されており、
その出力端子には、従来技術で説明したのと同様に、出
力信号Vをパルス波形に変換する信号処理部が接続さ
れ、この信号処理部には、変換出力を基に回転体の回転
角、回転速度を検出する処理回路が接続されている。
【0016】上記磁気センサ3のMR素子R1,R2が
配設されているのとは反対側、すなわち磁気センサ3の
裏面側には、NS着磁が施された永久磁石(磁界発生部
材)4が所定間隔L離間して配設されている。この永久
磁石4は、図2における左右方向にN極、S極がそれぞ
れ向くように、すなわち当該永久磁石4のNS磁界が、
図2に示されるように、上述した磁気記録面2aのNS
着磁によるNS磁界と略平行で且つ対向するように配設
されている。この永久磁石4はまた、MR素子R1,R
2より大きい形状を呈し、図1に示されるように、該M
R素子R1,R2を磁気記録面2a側から投影した際の
当該MR素子R1,R2の投影面を含むように配設され
ている。
【0017】当該永久磁石4のNS着磁ピッチは、磁気
記録面2aのNS着磁ピッチλと等しくされており、M
R素子R1,R2と永久磁石4との間の距離Lは、本実
施形態においては、例えば約λ/2の値に設定されてい
る。すなわち、永久磁石4からのMR素子R1,R2に
影響する磁界強度と磁気記録面2aからのMR素子R
1,R2に影響する磁界強度とが略一致するように構成
されている。
【0018】このように構成された磁気式エンコーダ装
置では、モータ主軸1が回転すると、磁気記録媒体2の
磁気記録面2aからの磁気信号がMR素子R1,R2で
検出される。この時、磁気記録面2aのNS着磁による
NS磁界が、図2に示されるように、永久磁石4による
NS磁界によりMR素子R1,R2側に引き出される。
従って、本実施形態のように、検出ギャップδdを約λ
/2離していても、MR素子R1,R2からは所望の出
力が得られることになる。因に、従来においては、検出
ギャップδdを約λ/2とすると、所望の出力は得られ
なかった。
【0019】そして、このようにして得られた所望の出
力Vは、信号処理部によってパルス波形に変換され、こ
の変換出力を基に、処理回路によって、回転体の回転
角、回転速度が検出されることになる。すなわち、精度
の良い検出がなされることになる。
【0020】このように、本実施形態においては、永久
磁石4を、磁気センサ3の磁気記録媒体2側とは反対側
且つ当該永久磁石4のNS磁界が磁気記録面2aのNS
磁界と略平行で且つ対向するように配設しているため、
上記磁気記録面2aのNS磁界が上記永久磁石4による
NS磁界によりMR素子R1,R2側に引き出されるこ
とになり、その結果MR素子R1,R2を磁気記録媒体
2から破損の畏れがないように離しても(本実施形態に
おいてはλ/2)、所望の出力を得ることができるよう
になっている。また、このように離しても所望の出力を
得ることができるため、磁気記録面2aのNS着磁ピッ
チを短くして分解能を高めても、所望の出力を得ること
ができるようになっている。
【0021】また、磁気記録面2aのNS着磁ピッチを
略等しくすると共に、永久磁石4のNS着磁ピッチを磁
気記録面2aのNS着磁ピッチと略等しくしているた
め、より精度の良い出力が得られるようになっている。
【0022】なお、本実施形態においては、検出ギャッ
プδdを約λ/2としているが、これ以上、またはこれ
以下であっても良く、このような検出ギャップδdで磁
気記録媒体2に接触しないような最適な検出ギャップδ
dの位置に、磁気センサ3を配置するのが望ましい。
【0023】図3乃至図5は本発明の他の実施形態を表
したものであり、先の実施形態の図2に対応するもので
ある。
【0024】図3には、図1及び図2に示した磁界発生
部材としての永久磁石4に代えて電流導体5を用い、上
記永久磁石4と同程度の磁界を発生し得るように構成し
た実施形態が示されている。
【0025】また、図4には、図1及び図2に示した磁
気センサ3を略90°回転した、すなわち図1及び図2
に示した磁気センサ3を横置きとするならば縦置きにし
た実施形態が示されている。なお、図4に示される永久
磁石4を図3に示した電流導体5に代えることも勿論可
能である。
【0026】また、図5には、図1及び図2に示した永
久磁石4に代えて、多極着磁が施された永久磁石6を用
いた実施形態が示されている。
【0027】図3乃至図5の実施形態のように構成して
も、磁気記録面2aのNS磁界が磁界発生部材4,5,
6によるNS磁界によりMR素子R1,R2側に引き出
されることには変わりがないため、図1及び図2で説明
した実施形態と同様な効果を得ることができるというの
はいうまでもない。
【0028】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形可能であるというのはいうまでもなく、例
えば、上記実施形態においては、より好ましい例とし
て、磁界発生部材4,5,6のNS磁界ピッチを磁気記
録面2aのNS着磁ピッチと略等しくしているが、必ず
しも等しくする必要はない。
【0029】また、上記実施形態においては、ギャップ
δdと距離Lとを等しくするようにしているが、必ずし
も等しくする必要はない。
【0030】また、上記実施形態においては、磁界発生
部材4,5,6を磁気センサ3に対して離して配設して
いるが、密着配置するようにしても良い。
【0031】また、本出願人が先に出願した特願平8−
46794号公報に記載のように、片ブリッジ構成のM
R素子R1,R2と磁気記録媒体2との間隔を、該MR
素子R1,R2の磁気特性が非飽和状態となる間隔に設
定し、当該MR素子R1,R2からの出力の高調波成分
を低減するようにすれば、出力の直線性を向上すること
ができる。また、MR素子を例えば4個用いたフルブリ
ッジ構成とし高調波成分を相殺するようにして出力の直
線性を向上することも可能である。
【0032】また、磁気記録媒体2を直線移動するもの
としても本願発明を適用できる。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1の磁気式エ
ンコーダ装置は、磁界発生部材を、磁気センサの磁気記
録媒体側とは反対側且つ当該磁界発生部材のNS磁界が
磁気記録媒体のNS着磁によるNS磁界と略平行で且つ
対向するように配設し、上記磁気記録媒体のNS着磁に
よるNS磁界を上記磁界発生部材によるNS磁界により
磁気抵抗効果素子側に引き出し得るように構成したもの
であるから、磁気抵抗効果素子を磁気記録媒体から破損
の畏れがないように離しても所望の出力を得ることが可
能となると共に、このように離しても所望の出力を得る
ことができることにより分解能を高めることが可能とな
る。
【0034】この時、特に請求項2のように、磁気記録
媒体のNS着磁ピッチを略等しくすると共に、磁界発生
部材の一対のNS磁界ピッチを、前記磁気記録媒体のN
S着磁ピッチと略等しくすると、より精度の良い出力が
得られるようになり、上述した効果を一層高めることが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における磁気式エンコー
ダ装置を表した概略斜視図である。
【図2】同上磁気式エンコーダ装置の要部を表したもの
であって、磁気記録媒体のNS着磁面の一部を展開して
表した平面模式説明図である。
【図3】本発明の第2実施形態における磁気式エンコー
ダ装置の要部を表したものであって、磁気記録媒体のN
S着磁面の一部を展開して表した平面模式説明図であ
る。
【図4】本発明の第3実施形態における磁気式エンコー
ダ装置の要部を表したものであって、磁気記録媒体のN
S着磁面の一部を展開して表した平面模式説明図であ
る。
【図5】本発明の第4実施形態における磁気式エンコー
ダ装置の要部を表したものであって、磁気記録媒体のN
S着磁面の一部を展開して表した平面模式説明図であ
る。
【図6】従来技術における磁気式エンコーダ装置の要部
を表したものであって、磁気記録媒体のNS着磁面の一
部を展開して表した平面模式説明図である。
【符号の説明】
2 磁気記録媒体 2a NS着磁面(磁気記録面) 3 磁気センサ 4,5,6 磁界発生部材 R1,R2 磁気抵抗効果素子 λ NS着磁ピッチ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動可能に設けられると共に、施された
    複数のNS着磁により磁気信号を発生する磁気記録媒体
    と、この磁気記録媒体の前記NS着磁面に対向して設け
    られ前記磁気信号を検出する磁気抵抗効果素子を備えた
    磁気センサと、を具備した磁気式エンコーダ装置におい
    て、 前記磁気センサの前記磁気記録媒体側とは反対側に、一
    対のNS磁界を発生する磁界発生部材を配設すると共
    に、 この磁界発生部材を、当該磁界発生部材のNS磁界が前
    記磁気記録媒体の前記NS着磁によるNS磁界と略平行
    で且つ対向するように、配設したことを特徴とする磁気
    式エンコーダ装置。
  2. 【請求項2】 磁気記録媒体のNS着磁ピッチを略等し
    くすると共に、 磁界発生部材の一対のNS磁界ピッチを、前記磁気記録
    媒体のNS着磁ピッチと略等しくした請求項1記載の磁
    気式エンコーダ装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006514750A (ja) * 2004-03-10 2006-05-11 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 接続部材
US7179143B2 (en) 2003-02-19 2007-02-20 Honda Motor Co., Ltd. Outboard motor steering system
WO2021039417A1 (ja) * 2019-08-27 2021-03-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 位置検知回路、位置検知システム、磁石部材、位置検知方法及びプログラム

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Effective date: 20030902