JPS5961702A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JPS5961702A JPS5961702A JP17297282A JP17297282A JPS5961702A JP S5961702 A JPS5961702 A JP S5961702A JP 17297282 A JP17297282 A JP 17297282A JP 17297282 A JP17297282 A JP 17297282A JP S5961702 A JPS5961702 A JP S5961702A
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は位置検出装置、特に強磁性金へ薄膜の磁気抵抗
効果ン利用した磁気抵抗素子χ用いたブラシレスモーフ
等に好適な位置検出装置忙関する。
効果ン利用した磁気抵抗素子χ用いたブラシレスモーフ
等に好適な位置検出装置忙関する。
背景技術とその間Ｆｑ点
ブラシレスモーフのローフ位置検出等のために用いられ
ている従来の位置検出装置としては、例えば第１図に示
すようなポール素子を用いたものがある。同図において
、ホール素子ｌ〜３はモータ外壁４に互いに空間的１ｃ
１２♂異なる角度位置に配置されており、モータａ５に
取付けられているマグネタ８６０回転に応じて１２０ｃ
′位相の異なる電気信号が各ホール素子から得られる。
ている従来の位置検出装置としては、例えば第１図に示
すようなポール素子を用いたものがある。同図において
、ホール素子ｌ〜３はモータ外壁４に互いに空間的１ｃ
１２♂異なる角度位置に配置されており、モータａ５に
取付けられているマグネタ８６０回転に応じて１２０ｃ
′位相の異なる電気信号が各ホール素子から得られる。
これら３種類の信号からロータの位置とその回転力向を
検出する訳けであるが、このような従来の感磁素子を用
いるとすれば、ホール素子７３個（最少でても２個）用
いなければならず、コスト高となるのはａ Ｉｔ ｌｉ
ｃい。しかも各ホール素子の取付精度がその素子出力の
位相の精度となるため、非常に厳しい取付精度が要求さ
れる。更にモータ外壁が小さくなると、その中に複数個
のホール素子を組＆込むことは技術的にかなり困難な間
碩欠伴なうことになる。
検出する訳けであるが、このような従来の感磁素子を用
いるとすれば、ホール素子７３個（最少でても２個）用
いなければならず、コスト高となるのはａ Ｉｔ ｌｉ
ｃい。しかも各ホール素子の取付精度がその素子出力の
位相の精度となるため、非常に厳しい取付精度が要求さ
れる。更にモータ外壁が小さくなると、その中に複数個
のホール素子を組＆込むことは技術的にかなり困難な間
碩欠伴なうことになる。
上述したような位置検出用の従来の感磁素子としては上
記ホール素子の外に、ｒ’Ｊｉ −Ｃｏ或いはＮｉ−Ｆ
ｅの強磁性金属薄膜の磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗
素子として、例えば第２図に示１゛ような折線パターン
を有する３端子構造の強磁性金す薄膜磁気抵抗素子が公
知でｋ〕る。この素子は周一トＫＶＣＣｓ ｉｎ ２θ
なる電圧小カン発生する。
記ホール素子の外に、ｒ’Ｊｉ −Ｃｏ或いはＮｉ−Ｆ
ｅの強磁性金属薄膜の磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗
素子として、例えば第２図に示１゛ような折線パターン
を有する３端子構造の強磁性金す薄膜磁気抵抗素子が公
知でｋ〕る。この素子は周一トＫＶＣＣｓ ｉｎ ２θ
なる電圧小カン発生する。
しかしこの素子も位置検出等の用途において前記ホール
素子と同様の問題点ン有している。
素子と同様の問題点ン有している。
発明の目的
本発明の目的はかかる従来技術の四角点火解決して回転
体の位置検出等の用途に好適な位置検出装置を提供する
にある。
体の位置検出等の用途に好適な位置検出装置を提供する
にある。
発明の概髪
本発明は上記目的ヶ達成するため、線対称又は点対称な
複数のユニットに分割された強磁性金馬＃Ｉｌｉ′％磁
気抵抗素子から成り、各ユニット間の磁気抵抗素子’！
１’構成する隣接する折線パターンが所定角度を以て配
列されている感磁素子に磁界を与えろ発磁体を回転させ
るように構成したことを％敵と１−る。
複数のユニットに分割された強磁性金馬＃Ｉｌｉ′％磁
気抵抗素子から成り、各ユニット間の磁気抵抗素子’！
１’構成する隣接する折線パターンが所定角度を以て配
列されている感磁素子に磁界を与えろ発磁体を回転させ
るように構成したことを％敵と１−る。
実施例
以下図面に示す実施例ケ参照して本発明火説明すると、
第３図に本発明の位置検出装置に使用する感磁素子ビ示
す。同図において、Ａ〜Ｈは対称に８等分された強磁性
金属磁気抵抗素子ユニットで、各ユニット間の磁気抵抗
素子乞槽成する肯接する折線パターンｐＡ％ ＰＨは図
示の如く交互にガ。
第３図に本発明の位置検出装置に使用する感磁素子ビ示
す。同図において、Ａ〜Ｈは対称に８等分された強磁性
金属磁気抵抗素子ユニットで、各ユニット間の磁気抵抗
素子乞槽成する肯接する折線パターンｐＡ％ ＰＨは図
示の如く交互にガ。
６６の角度ケ以て配列されている。
ＯＵＴ １〜ＯＵＴ ４ ハ出力り’ａ子、Ｖ 及ヒＧ
ハ’Ｆｉｔ、 圧印加端子及び接地端子であり一例え
ば出力端子０（３１１間及びＯＵＴ１間欠ジャンパー線
Ｊ１及びＪ４で接続し、ブリッジ構成とする。
ハ’Ｆｉｔ、 圧印加端子及び接地端子であり一例え
ば出力端子０（３１１間及びＯＵＴ１間欠ジャンパー線
Ｊ１及びＪ４で接続し、ブリッジ構成とする。
第４図は第３図の＃を磁素子の等価回路であり。
各端子の出力電、圧ンｖ１４ ｖ、とすれば該素子に対
する印加磁界の１７２回転回転箱５図に示す如（ｙＩＢ
＝ Ｖｌ−Ｖ２ ＝ Ｋ’ＶＣＣ５ｉｎ２（ｊ及びダ
０＝Ｖ３Ｖ４＝に′■ＣｃＳｉｎ（２０−２／３π）な
る互いに１２０°位相の異１（る２相出力を得ることが
できる。従ってこれら２つの信号ＩＢｖ ｙｉｏから回
路的に更に互いに１２０’位相の異ブよる信号ケ作るこ
とは容易であり、かくして１個の感磁素子から３相の位
置検出イ＝号を得ろことができる。
する印加磁界の１７２回転回転箱５図に示す如（ｙＩＢ
＝ Ｖｌ−Ｖ２ ＝ Ｋ’ＶＣＣ５ｉｎ２（ｊ及びダ
０＝Ｖ３Ｖ４＝に′■ＣｃＳｉｎ（２０−２／３π）な
る互いに１２０°位相の異１（る２相出力を得ることが
できる。従ってこれら２つの信号ＩＢｖ ｙｉｏから回
路的に更に互いに１２０’位相の異ブよる信号ケ作るこ
とは容易であり、かくして１個の感磁素子から３相の位
置検出イ＝号を得ろことができる。
第６図は本発明に使用する感磁素子゛の他の例で、各ユ
ニット間の隣接する折線パターンがＮ示の如（４５°の
角度苓′す、で配列されている。この素子も第７図に示
す如くブリッジに構成（２て出力■５〜■８タ取り出す
とすれば。
ニット間の隣接する折線パターンがＮ示の如（４５°の
角度苓′す、で配列されている。この素子も第７図に示
す如くブリッジに構成（２て出力■５〜■８タ取り出す
とすれば。
’Ｔｌ −’−■！’＋ ’６−” ” ｖＣＣＳ
Ｉｌ＋ ２０の如（９０°位相の異なる２相出カメＤ、
〆Ｅを得ろことができろ。
Ｉｌ＋ ２０の如（９０°位相の異なる２相出カメＤ、
〆Ｅを得ろことができろ。
なお磁気ｔ１（抗素子ユニットの配列に関しては第８
ｒｇ＜１に示す如く正１２角形欠８等分してもよく、ま
たユニット分割都ｔは８に限定されるものでは／ｊく、
：１−ニット間の折線パターンの角１１℃本目的にＪ１
スじて任意にとることができる。
ｒｇ＜１に示す如く正１２角形欠８等分してもよく、ま
たユニット分割都ｔは８に限定されるものでは／ｊく、
：１−ニット間の折線パターンの角１１℃本目的にＪ１
スじて任意にとることができる。
第９図及び第１Ｏ図は上述したフシ６磁素子馨用いて回
転体の回転位置と回転方向を検出するようにした本発明
の位置検出装置の実施例を示す。
転体の回転位置と回転方向を検出するようにした本発明
の位置検出装置の実施例を示す。
第９図（Ｆｉｌ 、 （ｂｌにおいて１Ｍはモータ、Ｍ
Ｇは磁石、８ ］、）Ｍ Ｅは上述した感磁素子を内蔵
したパッケージであり、磁石ＭＧｙモータ八１へ軸ＭＸ
に設けた支持体Ｓ１に装着し、これに対向してパッケー
ジＳＤＭＥχ支持する。
Ｇは磁石、８ ］、）Ｍ Ｅは上述した感磁素子を内蔵
したパッケージであり、磁石ＭＧｙモータ八１へ軸ＭＸ
に設けた支持体Ｓ１に装着し、これに対向してパッケー
ジＳＤＭＥχ支持する。
或いは第１Ｏ図（ａ）、 （ｂＪに示すように２個の磁
石Ｍｔ、ＭｚＹ支持体Ｓ２に取付け、この支持体Ｓをモ
ータ軸Δ４ＸＫ装着すると共に感磁素子パッケージＳＤ
ＭＪ（−（ｒ上記磁石間に配置する。
石Ｍｔ、ＭｚＹ支持体Ｓ２に取付け、この支持体Ｓをモ
ータ軸Δ４ＸＫ装着すると共に感磁素子パッケージＳＤ
ＭＪ（−（ｒ上記磁石間に配置する。
上述したように構成すれば、モータの回転に精確に同期
した回転磁界が感磁素子に印加され、該素子により前述
した如＜１２０°位相の異なる３つの正弦波信号が得ら
れるので、これらの信号から回転体（モータ軸）の回転
位置とその回転力向ン検出１〜ることができる。
した回転磁界が感磁素子に印加され、該素子により前述
した如＜１２０°位相の異なる３つの正弦波信号が得ら
れるので、これらの信号から回転体（モータ軸）の回転
位置とその回転力向ン検出１〜ることができる。
第１１図（ａ＋、 （ｈ）は、例えばブラシレスモーフ
のロータ外壁Ｒ内１１１１１にリング状ｆ（Ａ石Ｍ Ｇ
乞取付け、該磁石の中空部内に感磁素子パッケージＳ
Ｊ） Ｍ Ｅを配置することにより、ブラシレスモーフ
駆動のための切換信号を得る例馨示す。
のロータ外壁Ｒ内１１１１１にリング状ｆ（Ａ石Ｍ Ｇ
乞取付け、該磁石の中空部内に感磁素子パッケージＳ
Ｊ） Ｍ Ｅを配置することにより、ブラシレスモーフ
駆動のための切換信号を得る例馨示す。
第１２図及び第１３図は前記回転位置検出用感磁素子を
適用する従来の平面対向形ブラシレスモーク（いわゆる
偏平型ブラシレスモータ）１１ヲ示−ｒもので力、って
、このモータ１１は例えばＶ ’Ｉ” ｉｔの１１１給
及び巻取リール台１２． Ｉ（’４直接駆動（ダイレク
ト・ドライブ）するためのものである。第１２図に示す
ように、鉄板等から成る固定子ヨーク１４には一対の同
定ｑａ＋ １５が垂ｉｆｆ状に固着されており、またそ
の上面にシート状のプリント配線基板Ｉ７が接着されて
いる。そしてこのプリント配へ基板１７上には固定＠１
５をそれぞれ取り囲むように例えば各ｈ６個の扇形状の
固定子コイル１８が環状に配向されている。また供給及
び巻取リール台１．２．１３と、それらのＴ面間部１２
ａ、１３ａ内に嵌着されかつ第１図に示すように一対の
主極の間に一対の補極を股しナて成ろリング状マグネッ
ト１９とに」、り回転子２０が溝底されている。
適用する従来の平面対向形ブラシレスモーク（いわゆる
偏平型ブラシレスモータ）１１ヲ示−ｒもので力、って
、このモータ１１は例えばＶ ’Ｉ” ｉｔの１１１給
及び巻取リール台１２． Ｉ（’４直接駆動（ダイレク
ト・ドライブ）するためのものである。第１２図に示す
ように、鉄板等から成る固定子ヨーク１４には一対の同
定ｑａ＋ １５が垂ｉｆｆ状に固着されており、またそ
の上面にシート状のプリント配線基板Ｉ７が接着されて
いる。そしてこのプリント配へ基板１７上には固定＠１
５をそれぞれ取り囲むように例えば各ｈ６個の扇形状の
固定子コイル１８が環状に配向されている。また供給及
び巻取リール台１．２．１３と、それらのＴ面間部１２
ａ、１３ａ内に嵌着されかつ第１図に示すように一対の
主極の間に一対の補極を股しナて成ろリング状マグネッ
ト１９とに」、り回転子２０が溝底されている。
また第１２図及び第１３図に示すように、互いに勝抜す
る固定子コイル１８の外周部分であってかつこれらの湾
曲状角部１８ ａの間に直方体形状の前記感磁素子パン
ケージ２２が配設されている。
る固定子コイル１８の外周部分であってかつこれらの湾
曲状角部１８ ａの間に直方体形状の前記感磁素子パン
ケージ２２が配設されている。
しかしてこのモータ１１は、感磁素子にて磁界乞感知す
ることによってマグネット１９の回転位置が検出され、
この水子からの出力信号に基いて各固定子コイル１８０
通電状態のν月ｆ′！え（スイッチング）が行なわれ、
これにより回転子加が回転駆動されるようになっている
。
ることによってマグネット１９の回転位置が検出され、
この水子からの出力信号に基いて各固定子コイル１８０
通電状態のν月ｆ′！え（スイッチング）が行なわれ、
これにより回転子加が回転駆動されるようになっている
。
発明の詳細
な説明した所から明らかなように不発りｊによれば、１
個の感磁水子乞以て容易に回転体の回転位置及びその回
転力向暑検出することができ、しかも該素子による２相
出力の配ｊ市４Ｗ度は良好であり、飽和磁界か印加され
るようになっていれば素子の配醇は従来のような高積度
乞必砦としないし、また感磁素子パンケージ７容易に小
型化でき、その配線処理も楽になるから、特にブラシレ
スモーフ等に好適である。
個の感磁水子乞以て容易に回転体の回転位置及びその回
転力向暑検出することができ、しかも該素子による２相
出力の配ｊ市４Ｗ度は良好であり、飽和磁界か印加され
るようになっていれば素子の配醇は従来のような高積度
乞必砦としないし、また感磁素子パンケージ７容易に小
型化でき、その配線処理も楽になるから、特にブラシレ
スモーフ等に好適である。
第１図は従来のホール水子を用いに位眞検ｔｂ装置の一
例を示す概略図、第２図は従来の磁気抵抗水子の一例を
示す概略図、絹３１戊Ｈａｄ、 （ｂ）は本発明に使用
される感磁素子の一例を示￥概略図、第４図は該水イの
等価回路図、き′番５図はその出力波形図、ｒａ ６し
ｌ（＋ｌ、 （ｂ丹ま本発明に使用される他の感磁素子
の・−ｆ′１１苓！示−すぞｆｔ略図、第７図はその６
．１．ｐＨ回路ＬしＩ、Ｆｒｙ ）＋ Ｉ￥１は本発明
に使用されろ更にｔｕｂＯ感磁素子の一例を示す概略図
、ｆｉ”、 ９図ＩＲＬ ｌｂＬ ｍｌ（１図（ａ）。 （１１１人び；：ｒｔｏしｊｆ、＋Ｌ ｌｂ）は夫々本
発明の各実施例を示ｊ ４１！’１．１１１３図、；！
ｒｔ Ｊ２ ＋ツ＋及ヒＭＬ １３１９Ｊ Ｉｔｉ 木
Ｆｊ’ｆｖ 明（１） 他０） 実７Ｍ例を示１ゴｊ〜
・費図である。 Ａ〜■ト・・両気抵抗堆子ユニット、Ｉ３Ａ、 ｌ）Ｊ
ビ・・折佇パクーンー（Ｊ を月１１〜すＵＴ４・・・
出力！瑞子、■・・・７１、ハ印加ｑ工）子、ｑ・・・
接地ダ侶子。 傭１図 第３図 Ｇ 第３図 柔４図 儀５図 第６図 −−− 第６図 （ｂ） 第１Ｏ図 （０） （ｂ）莱１
１図 （０） 手続補正書 昭和５７年１２月２７日 特許庁長官 着 杉 和 夫 殿 位置検出装置 ３ 補正をする者 事ｆ′＋古の関係 ′時許出巖（人 住所 名 称 （２１８） ソニー株式会社４代理人〒１０
５ 住 所 東京都港区芝３丁目２番１４号芝ヨー１泪ビ
ル（２１本願の特許請求の範囲ン下記の通り補正する。 「線対称又は点対称な僚数のユニットに分割され、かつ
各ユニット内で折線パターンに形成された強磁性金属薄
膜磁気抵抗素子から成り、各ユニット間の隣接する磁気
抵抗素子の折線パターンが所定角度ン以て配列されＬ感
磁素子と５該素子に磁界ン印加する発磁体とｔ備え、該
発磁体ン回転体に連動させると共に上記素子の出力から
上記回転体の回転位置及び回転力向乞検出するように構
成したことを％徴とする位置検出装置。」 （３） 本願明細書第６頁第８行［精」を［正」に補
正する〇
例を示す概略図、第２図は従来の磁気抵抗水子の一例を
示す概略図、絹３１戊Ｈａｄ、 （ｂ）は本発明に使用
される感磁素子の一例を示￥概略図、第４図は該水イの
等価回路図、き′番５図はその出力波形図、ｒａ ６し
ｌ（＋ｌ、 （ｂ丹ま本発明に使用される他の感磁素子
の・−ｆ′１１苓！示−すぞｆｔ略図、第７図はその６
．１．ｐＨ回路ＬしＩ、Ｆｒｙ ）＋ Ｉ￥１は本発明
に使用されろ更にｔｕｂＯ感磁素子の一例を示す概略図
、ｆｉ”、 ９図ＩＲＬ ｌｂＬ ｍｌ（１図（ａ）。 （１１１人び；：ｒｔｏしｊｆ、＋Ｌ ｌｂ）は夫々本
発明の各実施例を示ｊ ４１！’１．１１１３図、；！
ｒｔ Ｊ２ ＋ツ＋及ヒＭＬ １３１９Ｊ Ｉｔｉ 木
Ｆｊ’ｆｖ 明（１） 他０） 実７Ｍ例を示１ゴｊ〜
・費図である。 Ａ〜■ト・・両気抵抗堆子ユニット、Ｉ３Ａ、 ｌ）Ｊ
ビ・・折佇パクーンー（Ｊ を月１１〜すＵＴ４・・・
出力！瑞子、■・・・７１、ハ印加ｑ工）子、ｑ・・・
接地ダ侶子。 傭１図 第３図 Ｇ 第３図 柔４図 儀５図 第６図 −−− 第６図 （ｂ） 第１Ｏ図 （０） （ｂ）莱１
１図 （０） 手続補正書 昭和５７年１２月２７日 特許庁長官 着 杉 和 夫 殿 位置検出装置 ３ 補正をする者 事ｆ′＋古の関係 ′時許出巖（人 住所 名 称 （２１８） ソニー株式会社４代理人〒１０
５ 住 所 東京都港区芝３丁目２番１４号芝ヨー１泪ビ
ル（２１本願の特許請求の範囲ン下記の通り補正する。 「線対称又は点対称な僚数のユニットに分割され、かつ
各ユニット内で折線パターンに形成された強磁性金属薄
膜磁気抵抗素子から成り、各ユニット間の隣接する磁気
抵抗素子の折線パターンが所定角度ン以て配列されＬ感
磁素子と５該素子に磁界ン印加する発磁体とｔ備え、該
発磁体ン回転体に連動させると共に上記素子の出力から
上記回転体の回転位置及び回転力向乞検出するように構
成したことを％徴とする位置検出装置。」 （３） 本願明細書第６頁第８行［精」を［正」に補
正する〇
Claims (1)
- 線対称又は点対称な複数のユニットに分割され、かつ各
ユニット内で折線パターンに形成された強磁性金門薄ｎ
すｖ、（気抵抗素子から成り、各ユニット間の隣μ汁、
ｒる磁気１１１．抗素子の折線パターンが所定角度火り
てｒ＋ｉ：列された感磁素子と、該素子に磁界火印加゛
ｆる発磁体と欠備え、該発熱体ン回転体に連動させると
共に上記素子の出力から上ＮＱ回転体の回転位置及び回
転方向を検出するように楢成したことを特徴とする位置
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17297282A JPS5961702A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17297282A JPS5961702A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5961702A true JPS5961702A (ja) | 1984-04-09 |
Family
ID=15951767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17297282A Pending JPS5961702A (ja) | 1982-09-30 | 1982-09-30 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5961702A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03165214A (ja) * | 1989-11-24 | 1991-07-17 | Yamaha Corp | 角度センサ |
| DE9302758U1 (de) * | 1993-02-25 | 1994-03-31 | Siemens AG, 80333 München | Magnetischer Winkellage- und Drehgeschwindigkeitsgeber |
| JP2010032234A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Tokai Rika Co Ltd | ４軸磁気センサ |
-
1982
- 1982-09-30 JP JP17297282A patent/JPS5961702A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03165214A (ja) * | 1989-11-24 | 1991-07-17 | Yamaha Corp | 角度センサ |
| DE9302758U1 (de) * | 1993-02-25 | 1994-03-31 | Siemens AG, 80333 München | Magnetischer Winkellage- und Drehgeschwindigkeitsgeber |
| JP2010032234A (ja) * | 2008-07-25 | 2010-02-12 | Tokai Rika Co Ltd | ４軸磁気センサ |
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