JPS6234302A - エンコ−ダ装置 - Google Patents
エンコ−ダ装置Info
- Publication number
- JPS6234302A JPS6234302A JP17328785A JP17328785A JPS6234302A JP S6234302 A JPS6234302 A JP S6234302A JP 17328785 A JP17328785 A JP 17328785A JP 17328785 A JP17328785 A JP 17328785A JP S6234302 A JPS6234302 A JP S6234302A
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- area
- magnetization
- pattern
- rotor
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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。
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］
本発明はエンコーダ装置、特に被検出体と検出体の間の
相対位置を検出するエンコーダ装置に関する。
相対位置を検出するエンコーダ装置に関する。
［従来の技術］
磁気抵抗効果素子（以下ＭＲ素子という）は旧−Ｆｅ、
Ｎ１Ｊｌ：ｏなどの薄膜素子の抵抗変化により印加磁
界の変化を検出する。従って各種エンコーダとして利用
する場合、永久磁石などを磁界発生手段として用いれば
よ＜、ＬＥＤなどの電源を必要で、また消耗しうる光源
が不可欠な７オトセンサなどよりも構成が簡単で耐久性
にも優れたエンコーダ装置が得られる。
Ｎ１Ｊｌ：ｏなどの薄膜素子の抵抗変化により印加磁
界の変化を検出する。従って各種エンコーダとして利用
する場合、永久磁石などを磁界発生手段として用いれば
よ＜、ＬＥＤなどの電源を必要で、また消耗しうる光源
が不可欠な７オトセンサなどよりも構成が簡単で耐久性
にも優れたエンコーダ装置が得られる。
ロータリエンコーダとして用いる場合、第７図のように
円筒状のロータｌの円周面を複数条（ここでは３条）の
トラック４に分け、これを異なるピッチの磁化パターン
で反転磁化しておき、各トラック４の磁化パターンから
の漏れ磁束を円周に沿って配置した基板２上のＭＲセン
サ３により検出することによりロータ１の絶対位置を検
出する構成が考えられていた。もちろんこの構成によれ
ば、ロータｌの回転速度なども検出可能である。
円筒状のロータｌの円周面を複数条（ここでは３条）の
トラック４に分け、これを異なるピッチの磁化パターン
で反転磁化しておき、各トラック４の磁化パターンから
の漏れ磁束を円周に沿って配置した基板２上のＭＲセン
サ３により検出することによりロータ１の絶対位置を検
出する構成が考えられていた。もちろんこの構成によれ
ば、ロータｌの回転速度なども検出可能である。
磁界変化の検出は第８図のような回路により行なう、第
８図の抵抗Ｒ，は先のＭＲセンサ３の抵抗に対応し、こ
の抵抗Ｒ１には同じ温度〜抵抗係数を有する温度補償用
抵抗Ｒ２が直列に接続しである。さらに、電源電圧Ｅか
ら基準電圧を形成する抵抗Ｒ３，Ｒ４によりブリッジ回
路を形成し、各分圧点の電圧差を差動増幅器Ａにより検
出することにより、磁界変化を電気信号として出力する
ことができる。
８図の抵抗Ｒ，は先のＭＲセンサ３の抵抗に対応し、こ
の抵抗Ｒ１には同じ温度〜抵抗係数を有する温度補償用
抵抗Ｒ２が直列に接続しである。さらに、電源電圧Ｅか
ら基準電圧を形成する抵抗Ｒ３，Ｒ４によりブリッジ回
路を形成し、各分圧点の電圧差を差動増幅器Ａにより検
出することにより、磁界変化を電気信号として出力する
ことができる。
［発明が解決しようとする問題点３
以上のような構成では第９図のトラック４の磁化パター
ンからの漏れ磁束４ａを近傍に配置したＭＲ素子に印加
する。従って第７図のような絶対位ｎ検出のために長短
様々な周期の磁化パターンを設けると１周期が長いもの
ほど、第１ｏ図のように磁化中央部すでの磁束密度が端
部ａよりも小さくなってしまうため、ＭＲ素子が磁界検
出を行なえなくなる。これにより、磁化中央部すの位置
にＭＲ素子がくるようにロータが停止ヒすると正確な位
置検出を行なえなくなる問題があった。
ンからの漏れ磁束４ａを近傍に配置したＭＲ素子に印加
する。従って第７図のような絶対位ｎ検出のために長短
様々な周期の磁化パターンを設けると１周期が長いもの
ほど、第１ｏ図のように磁化中央部すでの磁束密度が端
部ａよりも小さくなってしまうため、ＭＲ素子が磁界検
出を行なえなくなる。これにより、磁化中央部すの位置
にＭＲ素子がくるようにロータが停止ヒすると正確な位
置検出を行なえなくなる問題があった。
［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、本発明においては、所定ピ
ッチの磁化パターンを有する第１の領域と少なくとも周
期的な磁化パターンを持たない第２の領域とを有する被
検出体と、この被検出体に対向し、前記磁化パターンの
磁束の向きと交差する方向に夫々形成され、前記磁化パ
ターンのピッチに対して狭いピッチで並列すする複数側
の磁気抵抗効果素子を含む検出体を備える構造を採用し
た。
ッチの磁化パターンを有する第１の領域と少なくとも周
期的な磁化パターンを持たない第２の領域とを有する被
検出体と、この被検出体に対向し、前記磁化パターンの
磁束の向きと交差する方向に夫々形成され、前記磁化パ
ターンのピッチに対して狭いピッチで並列すする複数側
の磁気抵抗効果素子を含む検出体を備える構造を採用し
た。
［作 用］
上述の如き構成に於いて、複数個の磁気抵抗効果素子の
抵抗値の変化を効果的に利用することによって、前記第
１の領域と前記第２の領域を確実にかつ高精度で検出す
ることができるようになった。
抵抗値の変化を効果的に利用することによって、前記第
１の領域と前記第２の領域を確実にかつ高精度で検出す
ることができるようになった。
［実施例］
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の詳細な説明す
る。
る。
第１図は本発明によるロータリーエンコーダの実施例で
ある。ロータ１には、従来のように異なる磁化周期のパ
ターンを有するトラックを複数設けるかわりに、所定ピ
ッチの磁化パターンを有する磁化領域５と、少なくとも
周期的な磁化パターンを持たない領域（ＡＣ消去領域６
）を交互に異なる円周ピッチで配列したトラック４を３
本設けである。３木のトラックの磁化領域５と消去領域
６の円周ピッチは、それぞれ重み付けして定め。
ある。ロータ１には、従来のように異なる磁化周期のパ
ターンを有するトラックを複数設けるかわりに、所定ピ
ッチの磁化パターンを有する磁化領域５と、少なくとも
周期的な磁化パターンを持たない領域（ＡＣ消去領域６
）を交互に異なる円周ピッチで配列したトラック４を３
本設けである。３木のトラックの磁化領域５と消去領域
６の円周ピッチは、それぞれ重み付けして定め。
ロータｌの絶対位置を絶対番地として検出できるように
しておく。
しておく。
さらに、各トラック４に対向して基板２上にそれぞれ３
個のＭＲセンサ３を配置する。このＭＲセンサ３は前記
磁化領域の磁束の向きと磁化容易軸方向が直角な複数の
ＭＲ素子より成っている。
個のＭＲセンサ３を配置する。このＭＲセンサ３は前記
磁化領域の磁束の向きと磁化容易軸方向が直角な複数の
ＭＲ素子より成っている。
ＭＲセンサ３は第２図のようにＦｅ−Ｘｌ、 Ｎ１−Ｇ
ｏなどの合金をジグザグ状に折り返した形状に蒸着、エ
ツチングなどの方法により薄膜形成する。あるいはＭＲ
センサ３を構成する各素子３１．３２・・・を別個に形
成して他の方法で導通させてもよい。
ｏなどの合金をジグザグ状に折り返した形状に蒸着、エ
ツチングなどの方法により薄膜形成する。あるいはＭＲ
センサ３を構成する各素子３１．３２・・・を別個に形
成して他の方法で導通させてもよい。
このようなＭＲ素子３は符号３１，３２゜３３・・・で
示されるピッチｐで配列された複数のＭＲ素子の直列接
続と考えることができる。このＭＲ素子の１つを、第８
図のような検出回路を接続し、第３図のようにピッチ２
Ｐの磁化周期を有する磁化領域５と消去領域６から成る
トラック４をロータ回転により走査すると、符号３０の
ように磁化ピッチ２Ｐの半分のピッチＰごとに出力が０
になる。
示されるピッチｐで配列された複数のＭＲ素子の直列接
続と考えることができる。このＭＲ素子の１つを、第８
図のような検出回路を接続し、第３図のようにピッチ２
Ｐの磁化周期を有する磁化領域５と消去領域６から成る
トラック４をロータ回転により走査すると、符号３０の
ように磁化ピッチ２Ｐの半分のピッチＰごとに出力が０
になる。
従ってＭＲセンサ３の出力波形は、第４図のように素子
３１，３２．３３・・・の出力するピッチｐに対応した
位相のずれを有する波形４１，４２゜４３・・・の合成
波形４５となる。すなわち磁化領域５と消去領域６を走
査すると、はぼ矩形波に近似した出力を得ることができ
る０合成出力は従来のように単数のＭＲ素子を用いる場
合よりも大きく、磁化〜消去領域の切れ目で鋭いケち上
り、立ち下りを得ることができるので、従来のようにＭ
Ｒセンサの位置により検出が不安定になることがなく、
ＭＲ素子の位置にかかわらず常に確実で精度の高い位置
検出、あるいは回転数の検出が可能である。
３１，３２．３３・・・の出力するピッチｐに対応した
位相のずれを有する波形４１，４２゜４３・・・の合成
波形４５となる。すなわち磁化領域５と消去領域６を走
査すると、はぼ矩形波に近似した出力を得ることができ
る０合成出力は従来のように単数のＭＲ素子を用いる場
合よりも大きく、磁化〜消去領域の切れ目で鋭いケち上
り、立ち下りを得ることができるので、従来のようにＭ
Ｒセンサの位置により検出が不安定になることがなく、
ＭＲ素子の位置にかかわらず常に確実で精度の高い位置
検出、あるいは回転数の検出が可能である。
ところで、上記の構成において、位置０回転数の検出に
はＭＲセンサ３の出力が矩形波に近い方が望ましい、そ
こで磁化領域の磁化ピッチ２Ｐに対してＭＲセンサ３の
ピッチｐの各素子３１゜３２．３３・・・の本数を変化
させて実験を行なった。その結果を第５図に示す。
はＭＲセンサ３の出力が矩形波に近い方が望ましい、そ
こで磁化領域の磁化ピッチ２Ｐに対してＭＲセンサ３の
ピッチｐの各素子３１゜３２．３３・・・の本数を変化
させて実験を行なった。その結果を第５図に示す。
第５図の場合、Ｐ＝ １０ ｐ、すなわち、素子３１．
３２・・・のピッチｐｌｅＢｉ化領域５の繕ピッチＰの
２にとった場合の例で、符号５１は６本、符号５２は８
本、符号５３は１０本、符号５４は１２本の素子からＭ
Ｒセンサを形成したときのトータル出力波形を示してい
る０図示のように波形５３が最も矩形波に近く、好まし
い波形であることがわかる。従ってこの場合、ＭＲ素子
３の素子数ｎはｎ＝１０が適当である。−膜化すれば、
Ｐ＝ｎｐのピッチ関係がある蒔、ｎ木の素子によりＭＲ
センサを形成すればよい、言いかえれば、トラック４の
磁化パターンのひとつのＳ極〜Ｎ極の間に等間隔で８本
の素子が並ぶようにＭＲセンサ３を形成すればよい。
３２・・・のピッチｐｌｅＢｉ化領域５の繕ピッチＰの
２にとった場合の例で、符号５１は６本、符号５２は８
本、符号５３は１０本、符号５４は１２本の素子からＭ
Ｒセンサを形成したときのトータル出力波形を示してい
る０図示のように波形５３が最も矩形波に近く、好まし
い波形であることがわかる。従ってこの場合、ＭＲ素子
３の素子数ｎはｎ＝１０が適当である。−膜化すれば、
Ｐ＝ｎｐのピッチ関係がある蒔、ｎ木の素子によりＭＲ
センサを形成すればよい、言いかえれば、トラック４の
磁化パターンのひとつのＳ極〜Ｎ極の間に等間隔で８本
の素子が並ぶようにＭＲセンサ３を形成すればよい。
以上の構成に加えて、第６図のような素子の構成も可能
である。第６図は第８図のような検出回路を用いる場合
の温度補償用の抵抗Ｒ２を基板２トに一体形成する構造
を示している。第６図の符号６０は、ＭＲサンサ３と同
じ温度〜抵抗係数を有する抵抗体で、所望の抵抗値を得
る面積にＭＲセンサ３と一体形成している。ＭＲ素子３
．抵抗体６０．および中点のそれぞれに端子３ａ〜３ｃ
を設け、これらを基準抵抗Ｒ３，Ｒ４と接続するだけで
温度補償可能な検出回路を構成できる。
である。第６図は第８図のような検出回路を用いる場合
の温度補償用の抵抗Ｒ２を基板２トに一体形成する構造
を示している。第６図の符号６０は、ＭＲサンサ３と同
じ温度〜抵抗係数を有する抵抗体で、所望の抵抗値を得
る面積にＭＲセンサ３と一体形成している。ＭＲ素子３
．抵抗体６０．および中点のそれぞれに端子３ａ〜３ｃ
を設け、これらを基準抵抗Ｒ３，Ｒ４と接続するだけで
温度補償可能な検出回路を構成できる。
以上では、ロータリーエンコーダを例示したが、被検出
トラックを直線上に構成するリニアエンコーダにも同様
の技術を利用できる。また、被検出体ではなく検出体側
が移動するような構成であっても上記と同様の効果を得
ることが可能なのはいうまでもない、また被検出トラッ
クの数は３木に限定されることなく、何本であってもよ
い。
トラックを直線上に構成するリニアエンコーダにも同様
の技術を利用できる。また、被検出体ではなく検出体側
が移動するような構成であっても上記と同様の効果を得
ることが可能なのはいうまでもない、また被検出トラッ
クの数は３木に限定されることなく、何本であってもよ
い。
［効 果〕
以上の説明から明かなように本発明によれば。
所定ピッチの磁化パターンを有する第１の領域と少なく
とも周期的な磁化パターンを持たない第２の領域を有す
る被検出体と、この被検出体に対向し、前記磁化パター
ンの磁束の向きと交差する方向に夫々形成され前記磁化
パターンのピッチに対して狭いピッチで並列すする複数
側の磁気抵抗効果素子を備える構造を採用しているので
、磁気抵抗効果素子の位ごにかかわらず確実かつ高精度
に位置を検出可能な優れたエンコーダ装置を得ることが
できる。
とも周期的な磁化パターンを持たない第２の領域を有す
る被検出体と、この被検出体に対向し、前記磁化パター
ンの磁束の向きと交差する方向に夫々形成され前記磁化
パターンのピッチに対して狭いピッチで並列すする複数
側の磁気抵抗効果素子を備える構造を採用しているので
、磁気抵抗効果素子の位ごにかかわらず確実かつ高精度
に位置を検出可能な優れたエンコーダ装置を得ることが
できる。
第１図は本発明による磁気ロータリーエンコーダを示し
た斜視図、第２図は第１図のＭＲ素子の拡大図、第３図
〜第５図は夫々第１図の装置における出力波形を示した
説明図、第６図は検出素子の異なった実施例を示した拡
大図、第７図は従来のロータリーエンコーダを示した斜
視図、第８図はＭＲ素子の検出回路を示す回路図、第９
図、第１０図はそれぞれ従来装置における磁束の流れを
示した説明図である。 １・・・ロータ ２・・・基板３・・・ＭＲ素
子 ４・・・トラック５・・・磁化領域
６・・・消去領域ロ、す１１−でンづイの孕十１１０ｄ 第１図 ＭＲ６ンｆｒｓｆ＆＜ｆｆｌ 第２ｒＩＡ ムｔ３ＩｌＩｔＩ／／Ｉ硅明１ 第３図 ムｎ壇０−饅明田 第４図 シ１■に／ＩＦＩ褪明田 第５図 ３ＭＲ（！−イ 鐘Ｉリー仰４ 第６図 ０−ｑ （Ｌ壕／ｌ（＋−づリインコーｑ゛のｔｒ８れ１第７図 Δ 貧と田昏り自ぼ 第８図
た斜視図、第２図は第１図のＭＲ素子の拡大図、第３図
〜第５図は夫々第１図の装置における出力波形を示した
説明図、第６図は検出素子の異なった実施例を示した拡
大図、第７図は従来のロータリーエンコーダを示した斜
視図、第８図はＭＲ素子の検出回路を示す回路図、第９
図、第１０図はそれぞれ従来装置における磁束の流れを
示した説明図である。 １・・・ロータ ２・・・基板３・・・ＭＲ素
子 ４・・・トラック５・・・磁化領域
６・・・消去領域ロ、す１１−でンづイの孕十１１０ｄ 第１図 ＭＲ６ンｆｒｓｆ＆＜ｆｆｌ 第２ｒＩＡ ムｔ３ＩｌＩｔＩ／／Ｉ硅明１ 第３図 ムｎ壇０−饅明田 第４図 シ１■に／ＩＦＩ褪明田 第５図 ３ＭＲ（！−イ 鐘Ｉリー仰４ 第６図 ０−ｑ （Ｌ壕／ｌ（＋−づリインコーｑ゛のｔｒ８れ１第７図 Δ 貧と田昏り自ぼ 第８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）被検出体と検出体の間の相対位置を検出するエンコ
ーダ装置において、所定ピッチの磁化パターンを有する
第１の領域と少なくとも周期的磁化パターンを持たない
第２の領域とを有する被検出体と、この被検出体に対向
し、前記磁化パターンの磁束の向きと交差する方向に夫
々形成され前記磁化パターンのピッチに対して狭いピッ
チで並列する複数側の磁気抵抗効果素子を含む検出体を
備えることを特徴とするエンコーダ装置。 ２）前記の複数の磁気抵抗効果素子は前記磁化パターン
のピッチの半分に渡り等間隔で並列し、かつこれらはジ
グザグ状に直列接続されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載のエンコーダ装置。 ３）更に前記磁気抵抗効果素子と抵抗温度係数が同様で
ある材料を前記磁気抵抗素子近傍に備えることを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のエコンーダ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17328785A JPS6234302A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP17328785A JPS6234302A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | エンコ−ダ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6234302A true JPS6234302A (ja) | 1987-02-14 |
Family
ID=15957649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17328785A Pending JPS6234302A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | エンコ−ダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6234302A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115912A (en) * | 1980-02-18 | 1981-09-11 | Hitachi Ltd | Magnetic head for detecting movement |
| JPS59108193A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-22 | 株式会社日立製作所 | 磁気的に位置を検出する装置 |
| JPS6038615A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-02-28 | Hitachi Ltd | 磁気式ロ−タリ−エンコ−ダ |
-
1985
- 1985-08-08 JP JP17328785A patent/JPS6234302A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115912A (en) * | 1980-02-18 | 1981-09-11 | Hitachi Ltd | Magnetic head for detecting movement |
| JPS59108193A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-22 | 株式会社日立製作所 | 磁気的に位置を検出する装置 |
| JPS6038615A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-02-28 | Hitachi Ltd | 磁気式ロ−タリ−エンコ−ダ |
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