JPS59189500A - Magnetic type rotary encoder - Google Patents

Magnetic type rotary encoder

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JPS59189500A
JPS59189500A JP6361783A JP6361783A JPS59189500A JP S59189500 A JPS59189500 A JP S59189500A JP 6361783 A JP6361783 A JP 6361783A JP 6361783 A JP6361783 A JP 6361783A JP S59189500 A JPS59189500 A JP S59189500A
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JP
Japan
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magnetic
magnetic pole
reference point
magnetized
rotary encoder
Prior art date
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JP6361783A
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勝義 田村
聡 高橋
紘美 金井
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication of JPH0441282B2 publication Critical patent/JPH0441282B2/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気式ロータリエンコーダに係わシ、特に磁気
抵抗素子を読み取シセンサとして用I/)SZN比の高
い出力信号が得られるアブソリュートタイプの磁気式ロ
ータリエンコーダ13性回転センサ)に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a magnetic rotary encoder, and in particular to an absolute type magnetic rotary encoder that reads a magnetoresistive element and is used as a sensor to obtain an output signal with a high I/)SZN ratio. The present invention relates to a rotary encoder (13-type rotary sensor).

〔発明の背景〕[Background of the invention]

一般に磁気式ロータリエンコーダは、例えば各種のNC
工作機械等に使用されるモータの回転数。
Generally, magnetic rotary encoders are used for various types of NC.
The rotation speed of motors used in machine tools, etc.

および回転角度等を正確に測定する手段として多く採用
きれている。そして、この磁気式ロータリエンコーダに
はモータの回転数および回転角度のみを計測するインク
リメン、タルタイプのエンコーダと、これに加えてモー
タが起動し始める最初の位置をも同時に計測することが
できるアブソリュートタイプのエンコーダとがあり、本
発明は後者のアブソリュートタイプのエンコーダに関す
るものである。また、このアブソリュートタイプのエン
コーダには単に回転に応じてパルス信号を発生させる手
段のみを有するものと、これに加えて1周に1回毎に別
にパルス信号を発生させて基準点を明らかにする手段を
備えたものとの2種類があり、本発明は後者のタイプに
関するもので、かつこの方式を磁気式で実現させるもの
である。
It has been widely adopted as a means of accurately measuring rotation angles, rotation angles, etc. This magnetic rotary encoder includes an incremental type encoder that measures only the rotation speed and rotation angle of the motor, and an absolute type encoder that can simultaneously measure the initial position where the motor starts. The present invention relates to the latter absolute type encoder. In addition, some absolute type encoders have only a means for generating pulse signals in response to rotation, and in addition to this, a separate pulse signal is generated once per revolution to clarify the reference point. There are two types: one equipped with means, and the present invention relates to the latter type, and the present invention implements this method magnetically.

第1図は近年発明者らによって提案はれている(未公開
)アブソリュートタイプの磁気式ロータリエンコーダの
一例を示す構成図である。同図において、モータ1によ
って駆動されるシャフト2に、周面に全周にわたって一
定のピッチで着磁てれた磁気パターンを有する磁気記録
媒体3を備えた磁気ドラム4が結合されている。才だ、
回転体のハウジングに固定された支持台5の上に基板6
が固定されている。そして、この基板6の表面上には薄
膜状の磁気抵抗素子7が形成てれ、前記磁気ドラム4の
周面上の磁気記録媒体3と一定の間隔8を隔てて対向し
ている。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an absolute type magnetic rotary encoder proposed by the inventors in recent years (unpublished). In the figure, a magnetic drum 4 having a magnetic recording medium 3 having a magnetic pattern magnetized at a constant pitch over the entire circumference is connected to a shaft 2 driven by a motor 1. He's talented.
A substrate 6 is placed on a support base 5 fixed to the housing of the rotating body.
is fixed. A thin film magnetoresistive element 7 is formed on the surface of the substrate 6, and faces the magnetic recording medium 3 on the circumferential surface of the magnetic drum 4 at a constant distance 8.

第2図(a) 、 (b)は第1図に示す磁気ドラム4
の拡大構成図、そのA−A’断面図である。同図に示す
ようにモータ1(第1図参照)の回転数2回転角度およ
び回転駆動の基準点等を正確に計測するために磁気ドラ
ム4の周面上に塗布形成はれた磁気記録媒体3には、該
主表面上にドラム軸方向と同一方向のS−NまたはN−
8磁極を周方向に連続して長、さおよび幅の異なる複数
種の磁気パターンを着磁ψで4種類の磁気トラック3a
+3b+3c、3dが形成されたアブソリュートトラッ
ク部3Aおよびドラム軸と直交する方向の1個のS−N
またはN−8磁極の磁気パターンを着磁して基準点の磁
&3eが形成された基準点トラック部3Bが設けられて
いる。
Figures 2(a) and (b) show the magnetic drum 4 shown in Figure 1.
FIG. 2 is an enlarged configuration diagram and a sectional view taken along line AA'. As shown in the figure, a magnetic recording medium is coated on the circumferential surface of a magnetic drum 4 in order to accurately measure the rotation speed, rotation angle, rotational drive reference point, etc. of the motor 1 (see Figure 1). 3, on the main surface, S-N or N- in the same direction as the drum axis direction.
8 magnetic poles are continuous in the circumferential direction, and multiple types of magnetic patterns with different lengths, widths, and widths are magnetized ψ to form 4 types of magnetic tracks 3a.
+3b+3c, 3d absolute track section 3A and one S-N in the direction orthogonal to the drum axis
Alternatively, a reference point track section 3B is provided in which a reference point magnet &3e is formed by magnetizing a magnetic pattern of N-8 magnetic poles.

このように磁気記録媒体3上に形成されたアブソリュー
トトラック部3Aおよび基準点トラック部3Bは、例え
ばアブソリュー)1−ラック部3^においては第3図に
平面図で示すようにN−8磁極が着磁でれた磁気トラッ
ク3a+3a’上に感磁部R1,R2およびRs、R4
に安定電源Eを接続してなる磁気抵抗効果を利用した磁
気抵抗素子7が一対向配置され、磁気ドラム4を回転さ
せることによシ、磁気トラック3 a l 3 a’の
着磁、非着磁領域に対応して電圧の差動出力によるパル
ス信号が出力端子7a、7bからそれぞれ得られる。
The absolute track section 3A and the reference point track section 3B formed on the magnetic recording medium 3 in this way have, for example, an N-8 magnetic pole in the absolute 1-rack section 3^ as shown in the plan view in FIG. Magnetically sensitive parts R1, R2 and Rs, R4 are placed on the magnetized magnetic track 3a+3a'.
Magnetoresistive elements 7 utilizing the magnetoresistive effect, which are formed by connecting a stable power supply E to the magnetic drum 4, are disposed facing each other, and by rotating the magnetic drum 4, the magnetic tracks 3a, 3a' are magnetized and non-magnetized. Pulse signals are obtained from output terminals 7a and 7b by differential output of voltages corresponding to the magnetic regions.

しかし々から、前述した磁気抵抗検出方法によると、磁
気記録媒体3上に形成されるア、ブソリュートトラック
部3Aおよび基準点トラック部3Bの着磁構成では磁極
が着磁されていない非着磁領域も差動出力検出のための
信号として利用はれることになる。この場合、着磁され
ないはずの非着磁領域が何等かの原因により外部磁界に
よυ着磁され、第3図に点線の矢印で示すように不要磁
極Pが形成されると、この領域の磁極(不要磁極P)は
磁気的な雑音となり、したがって前述した差動出力によ
る磁気抵抗検出方法で(rl S/ N比の高い出力信
号が得られないという問題があった。また、基準点トラ
ック部3Bにおいても非着磁領域が長いため、その磁気
的雑音の発生率は特にg者であった。
However, according to the magnetoresistive detection method described above, in the magnetized structure of the absolute track section 3A and the reference point track section 3B formed on the magnetic recording medium 3, the magnetic pole is not magnetized. The area will also be used as a signal for differential output detection. In this case, if the non-magnetized region, which should not be magnetized, is magnetized by the external magnetic field for some reason, and an unnecessary magnetic pole P is formed as shown by the dotted arrow in Fig. 3, this region will become υ magnetized. The magnetic poles (unnecessary magnetic poles P) become magnetic noise, and therefore, the above-mentioned magnetic resistance detection method using differential output has the problem of not being able to obtain an output signal with a high S/N ratio. Since the non-magnetized region was also long in part 3B, the rate of occurrence of magnetic noise was particularly high.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

したがって本発明は、前述した問題点に鑑みてなされた
ものであシ、その目的とするところは、磁気記録媒体の
アブソリュートトラック部および基準点トラック部にお
いて、磁気記録媒体に以前から着磁はれていた不特定の
磁気的な雑音を除去し、S/N比の高い出力信号が得ら
れる磁気式ロータリエンコーダを提供することにある。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to eliminate magnetization problems that have existed in the magnetic recording medium in the absolute track section and the reference point track section of the magnetic recording medium. It is an object of the present invention to provide a magnetic rotary encoder which can remove unspecified magnetic noise and obtain an output signal with a high S/N ratio.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

このような目的を達成するために本発明は、磁気記録媒
体のアブソリュートトラック部には信号用磁場と直交す
る方向の磁極を着磁するとともに、基準点トラック部に
は基準点の着磁方向とは逆方向の磁極を着磁することに
よって、前歴の影響を除去したものである。
In order to achieve such an object, the present invention provides a magnetic recording medium in which the absolute track portion is magnetized with a magnetic pole in a direction perpendicular to the signal magnetic field, and the reference point track portion is magnetized with a magnetic pole in the direction perpendicular to the magnetic field for the signal. The effect of the previous history is removed by magnetizing the magnetic poles in opposite directions.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail using the drawings.

第4図は本発明による磁気式ロータリエンコーダに係わ
る磁気ドラムの一例を示す側面図であシ、前述の図と同
記号は同一要素となるのでその説明′は省略する。同図
において、磁気記録媒体3上に4本の磁気トラック3a
13b13C93dが形成されたアブソリュートトラッ
ク部3人の周面全面には、ドラム軸と直交する方向、つ
まり磁気トラック3 a + 3 b 、 3 c 、
 3 dの着磁方向と直交する方向にN−8磁極11が
着磁されている。この場合、このN−8磁極11の磁気
の強きは信号用磁極よりも小さく、かつ個々の磁極の周
方向の長嘆は前述した磁気抵抗素子7の感磁部R1、R
2、Ra 、R4の周方向の長草の約1/2以下の寸法
で形成でれている。また、この磁気記録媒体3上の一部
に基準点の磁極3eが形成てれた基準点トラック部3B
には、基準点の磁極3eの着磁方向とは全く逆方向に着
磁された磁極12が形成でれている。この場合も前述と
同様にこの磁極12の磁気の強では信号用磁極としての
基準点の磁極3eより小きく、かつ個々の磁極の周方向
の長さが感磁部R1,R・z、 R+s 、 R4の周
方向の長さの約1/2以下の寸法で形成されている。ま
た、この場合、前記磁極11.12は磁気トラック3a
〜3d、基準点の磁極3eを形成する以前に着磁される
FIG. 4 is a side view showing an example of a magnetic drum related to the magnetic rotary encoder according to the present invention, and since the same symbols as in the previous figure represent the same elements, a description thereof will be omitted. In the figure, there are four magnetic tracks 3a on the magnetic recording medium 3.
13b13C93d are formed on the entire circumferential surface of the three absolute track parts in the direction perpendicular to the drum axis, that is, magnetic tracks 3 a + 3 b , 3 c ,
The N-8 magnetic pole 11 is magnetized in a direction perpendicular to the magnetization direction of 3d. In this case, the magnetic strength of the N-8 magnetic pole 11 is smaller than that of the signal magnetic pole, and the length of each magnetic pole in the circumferential direction is the magnetic sensing portion R1, R of the magnetic resistance element 7 described above.
2. Ra, R4 is formed with a size of about 1/2 or less of the long grass in the circumferential direction. Further, a reference point track portion 3B in which a magnetic pole 3e serving as a reference point is formed on a part of this magnetic recording medium 3.
A magnetic pole 12 is formed which is magnetized in a direction completely opposite to that of the magnetic pole 3e at the reference point. In this case, as in the case described above, the magnetic strength of this magnetic pole 12 is smaller than the magnetic pole 3e at the reference point as a signal magnetic pole, and the circumferential length of each magnetic pole is equal to the magnetic sensing part R1, R・z, R+s. , R4 has a dimension that is approximately 1/2 or less of the circumferential length of R4. Moreover, in this case, the magnetic poles 11.12 are the magnetic tracks 3a.
~3d, magnetized before forming the reference point magnetic pole 3e.

このよう々構成によれば、信号用磁極を着磁する以前に
、磁気抵抗素子に感知しない方向に予め磁極を着磁して
おくことによって、信号磁極着磁前の不特定の磁極の前
歴が皆無と々シ、したがって磁気的雑音の極めて少ない
高S/N比の出力信号が得られる。
According to this configuration, by magnetizing the magnetic pole in a direction that is not detected by the magnetic resistance element before magnetizing the signal magnetic pole, it is possible to check the previous history of the unspecified magnetic pole before the signal magnetic pole is magnetized. Therefore, an output signal with extremely low magnetic noise and a high S/N ratio can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、S/N比の高い出
力信号を確保することができるので、品質および信頼性
の高い基準点およびアブソリュート信号付磁気式ロータ
リエンコーダの実用化が可能となるという極めて優れた
効果が得られる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to secure an output signal with a high S/N ratio, so it is possible to put into practical use a magnetic rotary encoder with a high quality and reliable reference point and absolute signal. An extremely excellent effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図々いし第3図は近年提案式れている(未公開)ア
ブソリュートタイプの磁気式ロータリエンコーダの一例
を説明するための図、第4図は本発明による磁気式ロー
タリエンコーダの一例を示す磁気ドラムの要部側面図で
ある。 1φ拳・・モータ、2@・・・シャフト、3・−。 φ争・磁気記録媒体、3人@φ・・アブソリュートトラ
ック部 313−e・・基準点トラック部、3a13a
’ 、3b13C,3d @ @ * @磁気トラ゛ン
ク、3e・・・・基準点の磁極、4・・・・磁気ドラム
、5・・・・支持台、6・・・・基板、7・・Φ・磁気
抵抗素子、7 a + 7 b・・φ・出力端子、8・
・昏・間隔、11,12・・・・磁極。 −シ 第2図 (a) (b) −5(3)− 第3図 第4図 1t    jOjCjD   jG
Figures 1 to 3 are diagrams for explaining an example of an absolute type magnetic rotary encoder that has been proposed in recent years (unpublished), and Figure 4 shows an example of a magnetic rotary encoder according to the present invention. FIG. 3 is a side view of a main part of the magnetic drum. 1φ fist...motor, 2@...shaft, 3.-. φ battle・Magnetic recording medium, 3 people @φ...Absolute track section 313-e...Reference point track section, 3a13a
', 3b13C, 3d @ @ * @ Magnetic trunk, 3e...Magnetic pole of reference point, 4...Magnetic drum, 5...Support, 6...Substrate, 7... Φ・Magnetic resistance element, 7 a + 7 b・・φ・Output terminal, 8・
- Coma/interval, 11, 12...magnetic pole. -Fig. 2 (a) (b) -5 (3)- Fig. 3 Fig. 4 1t jOjCjD jG

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、磁気ドラムの周面上に形成された磁気記録媒体上に
前記ドラム軸と同一方向に磁極を着磁して形成式れた信
号用磁気トラックを有するアブソリュートトラック部と
、前記ドラム軸と同一方向もしくは直交する方向に基準
点となる磁極を着磁して形成された基準点トラック部と
を具備してなる磁気式ロータリエンコーダにおいて、前
記アブソリュートトラック部の前記磁気トラックを除く
非着磁領域には前記ドラム軸と直交する方向の磁極を着
磁式せるとともに、前記基準点トラック部には前記基準
点磁極とは逆方向の磁極を着磁することを特徴とした磁
気式ロータリエンコーダ。 2、前記アブソリュートトラック部に形成されるドラム
軸と直交する方向の磁極および前記基準点トラック部に
形成きれる逆方向の磁極は、信号用磁極よりも磁気の強
さを小さくかつ磁極の長さを磁気抵抗素子の感磁部の長
さの1/2以下としたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の磁気式ロータリエンコーダ。
[Scope of Claims] 1. An absolute track portion having a signal magnetic track formed by magnetizing a magnetic pole in the same direction as the drum axis on a magnetic recording medium formed on the circumferential surface of a magnetic drum; , a magnetic rotary encoder comprising a reference point track portion formed by magnetizing a magnetic pole serving as a reference point in the same direction or perpendicular direction to the drum axis, wherein the magnetic track of the absolute track portion is The non-magnetized area other than the drum shaft is magnetized with a magnetic pole in a direction perpendicular to the drum axis, and the reference point track portion is magnetized with a magnetic pole in a direction opposite to the reference point magnetic pole. type rotary encoder. 2. The magnetic pole formed in the absolute track section in a direction perpendicular to the drum axis and the magnetic pole formed in the reference point track section in the opposite direction have a magnetic strength smaller than that of the signal magnetic pole and a length of the magnetic pole. 2. The magnetic rotary encoder according to claim 1, wherein the length of the magnetically sensitive part of the magnetoresistive element is 1/2 or less.
JP6361783A 1983-04-13 1983-04-13 Magnetic type rotary encoder Granted JPS59189500A (en)

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JP6361783A JPS59189500A (en) 1983-04-13 1983-04-13 Magnetic type rotary encoder

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JP6361783A JPS59189500A (en) 1983-04-13 1983-04-13 Magnetic type rotary encoder

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JPS59189500A true JPS59189500A (en) 1984-10-27
JPH0441282B2 JPH0441282B2 (en) 1992-07-07

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JP (1) JPS59189500A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6262215A (en) * 1985-09-13 1987-03-18 Canon Electronics Inc Encoder apparatus
JPS62179606A (en) * 1986-01-31 1987-08-06 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Signal setter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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