JPH10267690A - 磁気エンコーダ - Google Patents

磁気エンコーダ

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Publication number
JPH10267690A
JPH10267690A JP9151097A JP9151097A JPH10267690A JP H10267690 A JPH10267690 A JP H10267690A JP 9151097 A JP9151097 A JP 9151097A JP 9151097 A JP9151097 A JP 9151097A JP H10267690 A JPH10267690 A JP H10267690A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
gap
moving body
magnetized
magnetic sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP9151097A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Nakaaki
喜代志 仲秋
Hiroshi Oba
啓史 大庭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kohden Co Ltd
Original Assignee
Kohden Co Ltd
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Publication date
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度、低価格で、しかも、ギャップの調整
作業をなくするようにした磁気エンコーダを提供するこ
とを目的とする。 【構成】 磁気移動体31と磁気センサ38とを具備し
た磁気エンコーダにおいて、磁気移動体31に、信号検
出用着磁面32とギャップ保持用摺動面33の少なくと
も2つの面を形成したので、磁気移動体31の移動中、
磁気移動体31の摺動面33は、ギャップ43を均一に
保持する作用のみをなし、また、着磁部35と磁気セン
サ38とは、信号検出作用のみをなしている。したがっ
て、着磁部35の着磁面32と磁気センサ38は、常に
一定のギャップ43をもって対峙し、ギャップ43の距
離が狭くともその変動がなくなる。また、磁気センサ3
8の出力の安定性が大きく改善され、磁気エンコーダの
分解能をより高められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転移動体におけ
る回転数や回転角を検出したり、直線移動体における移
動距離や移動速度を検出するための磁気エンコーダに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、磁気エンコーダは、回転移動体
における回転数や回転角を検出するロータリータイプ
と、直線移動体における移動距離や移動速度を検出する
リニアタイプとに分類される。磁気エンコーダの基本的
構成は、信号検出用としてNS交互に着磁されたマグネ
ットからなる磁気移動体と、この磁気移動体の着磁面の
磁気を検出する磁気センサと、それぞれの付属部品とか
らなる。
【0003】磁気エンコーダにおける磁気センサが磁気
を感知し、信号を出力するためには、磁気移動体の着磁
面と、磁気センサの感磁パターン部表面との間に、着磁
ピッチに対応した微小なギャップを設ける必要がある。
例えば、着磁ピッチがμm単位であれば、それに対応し
た微小なギャップを設ける必要がある。ところが、諸々
の要因により、ギャップが変動すると、磁気センサの出
力信号もそれに伴って変化するため、エンコーダ出力信
号に多大な影響をおよぼすことになる。
【0004】磁気検出方法において、検出分解能を高め
てゆくと、それに伴い着磁ピッチも小さくしなければな
らない。通常は、数10μm〜数100μmのギャップ
が必要となる。このギャップを移動体の移動にかかわら
ず常に一定に保つためには、ロータリータイプでは、回
転体軸の横振れ(偏芯)や磁気ロータとの嵌め合い公差
の精度確保が必要不可欠であり、また、リニアタイプで
は、移動体と着磁面との平行度についての精度確保が必
要不可欠である。さらに、両者の共通事項として、ギャ
ップ調整などの組立てによるばらつきも磁気エンコーダ
の特性に多大な影響を与えていた。
【0005】従来のロータリータイプの磁気エンコーダ
には、特開平2−108987号公報に示されるような
磁気ロータ10の着磁部12に数10μm〜数100μ
mの距離のギャップをもって磁気センサ14を近接配置
された非接触型と、特開平2−236120号公報に示
されるような磁気ロータ10の着磁部12に耐摩耗層1
6を介して磁気センサ14を接触配置された接触型とが
ある。
【0006】これらのロータリータイプの磁気エンコー
ダのうち、特開平2−236120号公報に示される接
触型は、図7に示すように、モータ軸11と一体に磁気
ロータ10を形成し、この磁気ロータ10の外周の着磁
部12としてNSを所定のピッチで交互に形成し、ま
た、この着磁部12の摺動面13に磁気センサ14を臨
ませ、この磁気センサ14の磁気感応層15に所定距離
のギャップ21を得るための耐摩耗層16を介して前記
摺動面13と接触させてなるものである。なお、磁気セ
ンサ14は、磁気ロータ10の摺動面13に常時圧接す
るように、基板18、板ばね19を介して取付け枠20
に取り付けられている。また、17は信号取り出し用の
リード線である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】接触型は、ギャップ2
1の距離が比較的安定しているが、磁気ロータ10の摺
動面13と磁気センサ14の磁気感応層15との間に耐
摩耗層16を介在しているので、分解能を高めるために
耐摩耗層16を薄くし過ぎると、高温時と低温時の膨
張、収縮、変形などによりギャップが変化したり、摩耗
などにより摺動面13と磁気感応層15とが接触事故を
起こしたり、加熱したりするおそれがあった。また、特
に着磁ピッチが小さい場合、耐摩耗層16の厚さの調整
や回転体軸の横振れ、磁気ロータとの嵌め合い公差など
の精度確保が面倒であった。
【0008】非接触型は、耐摩耗層16の膨張、収縮、
変形や摩耗などはないが、ギャップの精度が不安定であ
り、また、ギャップが小さすぎると摺動面13と磁気感
応層15とが接触事故を起こすなどの問題があった。
【0009】本発明は、高精度、低価格で、しかも、ギ
ャップの調整作業をなくするようにしたものを提供する
ことを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気移動体3
1と磁気センサ38とを具備した磁気エンコーダにおい
て、前記磁気移動体31に、信号検出用着磁面32とギ
ャップ保持用摺動面33の少なくとも2つの面を形成し
てなり、信号検出用着磁面32とギャップ保持用摺動面
33との相互間に、一定の段差34を形成するか、信号
検出用着磁面32とギャップ保持用摺動面33との相互
間を同一面に形成したことを特徴とする磁気エンコーダ
である。
【0011】磁気移動体31の移動中、磁気移動体31
の摺動面33がギャップ43を均一に保持する作用のみ
をなし、また、着磁部35と磁気センサ38とは、信号
検出作用のみをなしている。したがって、着磁部35の
着磁面32と磁気センサ38は、常に一定のギャップ4
3をもって対峙し、ギャップ43の距離が狭くともギャ
ップ43の変動がなくなる。また、磁気センサ38の出
力の安定性が大きく改善され、磁気エンコーダの分解能
をより高められる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の第1実施例を図1、図2
および図3により説明する。これらの図に示す実施例で
は、磁気移動体として回転移動体の場合を説明するが、
後述するように、直線移動体、非円形移動体などであっ
てもよい。
【0013】30はモータで、このモータ30のモータ
軸44には、磁気移動体としての磁気ロータ31が一体
に取り付けられている。この磁気ロータ31は、プラス
チックと磁性粉を混合したものを成型し、同軸加工によ
って内外径を仕上げたものである。前記磁気ロータ31
の外周面には、径の大きなギャップ保持用の摺動面33
と、それよりやや径の小さな信号検出用の着磁面32と
の少なくとも2つの面が段差34をもって形成され、こ
の段差34が磁気的なギャップ43を構成する。前記着
磁面32の外周囲には、出力検出用として所定のピッ
チ、例えば数10μm〜数100μmでNS極が交互に
着磁されている。
【0014】前記磁気ロータ31の外周位置に臨ませて
設けられた処理回路基板40には、摺動部品36と磁気
センサ38が搭載されている。前記摺動部品36は、図
3(a)に示すように、一方の面が摺動面37となって
おり、また、前記磁気センサ38には、図3(b)に示
すように、一方の面に感磁パターン39が形成されてい
る。このうち摺動部品36の摺動面37が前記磁気ロー
タ31の摺動面33に板ばね41による一定圧で常時接
触している。その結果、磁気センサ38の感磁パターン
39と着磁面32との間に隙間が形成され、この隙間が
前記ギャップ43を形成している。
【0015】前記処理回路基板40は、板ばね41を介
してホルダー42に取り付けられている。この板ばね4
1は、処理回路基板40の保持機能と弾力性付与機能と
を合わせもつもので、ホルダー42に組みつけられ、ま
たは一体に成型されている。また、処理回路基板40
は、フレキシブルなフラットケーブル、リード線などに
よって図示しない入出力用コネクタに結合される。
【0016】以上のような構成において、モータ30を
始動すると、モータ軸44を介して磁気ロータ31が回
転する。このとき、磁気ロータ31の回転中、その摺動
面33は、摺動部品36の摺動面37に板ばね41によ
って弾力的に常時接触してギャップ43を均一に保持す
る作用のみをなす。その結果、着磁部35の着磁面32
と、磁気センサ38の感磁パターン39との間に一定の
隙間が生じる。前記摺動部品36と磁気センサ38とが
同一厚さであるとすると、前記着磁面32と感磁パター
ン39との間の段差34によって形成された隙間が磁気
的なギャップ43を形成する。このギャップ43の距離
を可能な限り小さく設定したとしても、また、モータ軸
44の横振れ、磁気ロータ31との嵌め合い公差などが
あったとしても、磁気ロータ31の摺動面33と摺動部
品36の摺動面37とが接触して隙間を常に均一に保持
し、ギャップ43に変動が生じない。したがって、ギャ
ップ43の調整、モータ軸44の調整などをしなくとも
精度が確保されて磁気センサ38の出力の安定性が大き
く改善され、磁気エンコーダの分解能がより高められ
る。
【0017】前記実施例では、移動体として磁気ロータ
31が円形をなしたロータリータイプの場合について説
明したが、これに限られるものではなく、直線移動する
リニアタイプであっても、また、非円形、非直線に移動
する移動体にも利用できることは明らかである。
【0018】前記実施例では、磁気ロータ31の外周面
における摺動面33と着磁面32とに段差34を形成し
たが、これに限られるものではない。図4は、磁気ロー
タ31の摺動面33と着磁面32とを同一径の同一面と
し、その代り、磁気センサ38の厚さを摺動部品36よ
りも薄くし、その厚さの差分が磁気的なギャップ43を
形成するようにしたものである。さらに、磁気ロータ3
1の摺動面33よりも着磁面32の径を大きくし、か
つ、磁気センサ38の厚さをより厚くするか、摺動部品
36をより薄くして、その厚さの差分がギャップ43を
形成するようにしてもよい。また、磁気ロータ31の摺
動面33にも着磁面32と同様に着磁したものであって
もよい。
【0019】前記実施例では、摺動部品36と磁気セン
サ38とを別の構成部品としたが、これに限られるもの
ではなく、磁気センサ38の一方の面を摺動面37とし
て作用させ、他方の面を感磁パターン39として作用さ
せるようにしてもよい。具体的には、図5は、磁気ロー
タ31の摺動面33と着磁面32とを同一径の同一面と
し、かつ、磁気センサ38の摺動面37部分を肉厚と
し、感磁パターン39部分を肉薄として、この肉薄部分
と着磁部35の着磁面32との隙間をギャップ43とし
たものである。
【0020】また、図6は、磁気ロータ31の外周に段
差34をもたせ、摺動面33が大径で、着磁面32が小
径とし、かつ、磁気センサ38の摺動面37部分と感磁
パターン39部分を同一面として、この感磁パターン3
9部分と着磁部35の着磁面32との隙間をギャップ4
3としたものである。
【0021】前記実施例では、磁気センサ38の感磁パ
ターン39は、ギャップ43を介して磁気ロータ31の
着磁面32に対峙しているので、保護膜を形成せずにむ
き出しとしているが、ギャップ43よりも薄い範囲内で
保護膜を形成するようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明は、上述のように、磁気移動体3
1に、信号検出用着磁面32とギャップ保持用摺動面3
3の少なくとも2つの面を形成したので、着磁部35の
着磁面32と磁気センサ38は、常に一定のギャップ4
3をもって対峙し、ギャップ43の距離が狭くともギャ
ップ43の変動がなくなる。また、磁気センサ38の出
力の安定性が大きく改善され、磁気エンコーダの分解能
をより高められる。
【0023】本発明では、接触型と非接触型の利点を合
わせもつことができ、ギャップ43の距離は、摺動部品
36の厚さに関係がないので、高温時と低温時の膨張、
収縮、変形などによりギャップが変化したり、摩耗など
により摺動面と磁気感応層とが接触事故を起こしたりす
ることがない。
【0024】ギャップ43の部分には、間隔保持のため
の部材がなくてもギャップの精度が安定であり、また、
ギャップが小さすぎても着磁面32と感磁パターン39
との接触事故を起こすことはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による磁気エンコーダの第1実施例を示
す縦断面図である。
【図2】図1におけるA−A線断面図である。
【図3】(a)は、本発明に用いられた摺動部品36の
正面図、(b)本発明に用いられた磁気センサ38の正
面図である。
【図4】本発明による磁気エンコーダの第2実施例を示
す縦断面図である。
【図5】本発明による磁気エンコーダの第3実施例を示
す縦断面図である。
【図6】本発明による磁気エンコーダの第4実施例を示
す縦断面図である。
【図7】従来の磁気エンコーダの断面図である。
【符号の説明】
10…磁気ロータ、11…モータ軸、12…着磁部、1
3…摺動面、14…磁気センサ、15…磁気感応層、1
6…耐摩耗層、17…リード線、18…基板、19…板
ばね、20…取付け枠、21…ギャップ、30…モー
タ、31…磁気移動体としての磁気ロータ、32…信号
検出用着磁面、33…ギャップ保持用摺動面、34…段
差、35…着磁部、36…摺動部品、37…摺動面、3
8…磁気センサ、39…感磁パターン、40…処理回路
基板、41…板ばね、42…ホルダー、43…磁気的ギ
ャップ、44…モータ軸。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気移動体31と磁気センサ38とを具
    備した磁気エンコーダにおいて、前記磁気移動体31
    に、信号検出用着磁面32とギャップ保持用摺動面33
    の少なくとも2つの面を形成してなることを特徴とする
    磁気エンコーダ。
  2. 【請求項2】 信号検出用着磁面32とギャップ保持用
    摺動面33との相互間に、一定の段差34を形成したこ
    とを特徴とする請求項1記載の磁気エンコーダ。
  3. 【請求項3】 信号検出用着磁面32とギャップ保持用
    摺動面33との相互間を同一面に形成したことを特徴と
    する請求項1記載の磁気エンコーダ。
JP9151097A 1997-03-26 1997-03-26 磁気エンコーダ Pending JPH10267690A (ja)

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JP9151097A JPH10267690A (ja) 1997-03-26 1997-03-26 磁気エンコーダ

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JP9151097A JPH10267690A (ja) 1997-03-26 1997-03-26 磁気エンコーダ

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ID=14028418

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104297512A (zh) * 2014-09-03 2015-01-21 天津鼎成高新技术产业有限公司 四方向调节快速连接检测装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104297512A (zh) * 2014-09-03 2015-01-21 天津鼎成高新技术产业有限公司 四方向调节快速连接检测装置

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