JPS63235812A

JPS63235812A - 磁気式エンコ−ダ

Info

Publication number: JPS63235812A
Application number: JP62068802A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sato; 和雄佐藤; Tadashi Okawa; 大川　正; Hiroshi Sugai; 博菅井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1988-09-30

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、同期機タイプのＡＣサーボ用磁気式エンコー
ダに係り、特に、回転位置検出を強磁性体磁気抵抗効果
素子と磁気ドラムで行ない、磁極位置検出をホール素子
と円筒状マグネットで行なうことを特徴とする磁気式エ
ンコーダに関する。

〔従来の技術〕

従来から、磁気エンコーダとして強磁性体磁気抵抗効果
素子（以ｒ：、ＭＲセ〉・すと称すλと磁気ドラムで構
成されたものがあるが、パルス出力形式のものである。

同期機タイプのＡ　Ｃサーボ用エンコーダどしては、９
０゛位相差を持つ回転位置信号（Ａ、Ｆ３相）と１回転
信号（Ｚ相）及び磁極位置（８号（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）が必
要である。ここで。

Ｕ、Ｖ、Ｗ相はモータが４極であれば、１回転２サイク
ルとなり５Δ、Ｂ相出力が数百から数千パルスであるの
に対し、少ないパルス数である。この為、υ、ｖ、ｗ＠
を正弦波で取り出す様にしたエンコーダにおいて、ＭＲ
センサと磁気ドラムでｔ−ｗ、ｙ、ｗ相を検出すること
は難しい、そこで。

Ｕ、Ｖ、Ｗ相を円筒状マグネットとホール素子で検出す
ることが考えられるが９円筒状マグネットの磁界が、Ｍ
Ｒセンサと磁気ドラムで検出したＡ。

１３、Ｚ相に磁気宇渉する問題がある。

なお、磁気シールド構造を持つ角度検出器として関連す
るものには、特開昭５４−１６２５５６号が挙げられる
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、円筒状マグネットによる磁気干渉の為
、Ａ、Ｂ相に対する磁気シールドが考慮されていない、
このためＡ、Ｂ相信号昏二乱れを生じ、安定な出力が得
ろわない問題があった。

さらに円筒状マグネットからはホール素子へは磁束を鎖
交させ、ＭＲセンサには磁束を鎖交させてはならないと
いうむずかＬ５い問題があった８本発明の目的は、ＵＶ
Ｗ相検出用円箇状マグネットのＭＲセンナに対する磁気
Ｆ　’ｉ’−８を防市し、かつホール素子へは十分な磁
束を鎖交させ安定な出力信号を得ることにある。

〔間Ｕ点を解決するための手段〕

丘記目的は、ＵＶＷ相検出用円筒状マグネットに磁気シ
ールド板を設け、その磁気シールド板の形状を、つば付
きの磁気シールド板とすることにより達成される、すなわち１本発明は磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体か
ら成る回転位置検出信号出力機構及びマグネットとホー
ル素子から成る磁極位置検出信号出力機構を有するエン
コーダにおいて、マグネットと磁気記録媒体間に、マグ
ネット力１らの放射磁束を吸収する磁性材から成る磁気
シールド板を挿入した磁気式エンコーダを提供するもの
である。

さらに本発明においては、磁気シールド板につばを設け
、このつば付き磁気シールド板の端面に刻してドーナツ
形磁気シールド板を平行に配置したものである。

さらに本発明はっは付き磁気シールド板の回転によって
、内部に風流を作り、冷却効果を持たせることも可能と
なる。

さらに本発明は冷却効果を高める為に、つば付き磁気シ
ールド板にフィンを設けることもできる。

〔作用〕

つば付き磁気シールド板は、円筒状マグネットから放射
される磁束を吸収する面積が大きくなる様に作用する。

それによって、円筒状マグネットからの漏Ｊ′Ｌ磁束が
〜ＩＲセンサへ到達することが少なくなり、かつホール
素子へは磁束が十分鎖交するように作用する。したがっ
てＡ、Ｂ、Ｚ、Ｕ。

Ｖ、Ｖｖ’の全信号にわたり安定した出力が得られる６
〔実施例〕以下９本発明の−・実施例を第１図、第２図により説明
する。第１図は、多機能磁気式エンコーダ基本構成の−
・部切欠は斜視図、第２図は、磁気シールドを施したと
きの磁気回路の断面図である。

エンドグラケラ１−１５に固定されたＭ　Ｒセンサチッ
プ１は１回転位置検出セン叶バクーン２と１回転検出セ
ンサパターン３から成り１強磁性体ｆ？、ｌＦ２がカラ
ス基板上に蒸着されたものである９回転軸６に固定され
た磁気記９％体４は５円周」―に二つの着磁トラックを
持ち、回転位（面信号７のトラックには、多数の？、＋
、Ｓ極が等間隔で記録六九、基準位置信号８のトラック
には、一対のＮ。

Ｓ極が記録されている。

〜Ｈ＜センサチップ１ど（！ｉ’ｘｔ　３＋！　ｌａ媒
体４は、各検出センサパターン、２，３の長手方向に対
して。

直角方向に信号磁界が加わる様に配置されていて。

回転軸らの回転に４ｆ、ない、各検出センサ２．；３に
加わる信号磁界の変化を電気抵抗の変化に変換すること
により１回転位置信号及び１回転位号を検出する。

ＡＣサーボモータのロータは１例えば４極に着磁さ才（
た永久磁石のものでは、この磁極位はシこ対応したニー
相のコイルに電流を流すように別御し、なけｒ（ばなら
ないので、１回転当り２サイクルの３相磁極位１ａ検出
信号が必要である。

エンドグラケラ１−５に固定さ、ｔｔたホール素子９゜
１．０．、Ｌｉは、ぞｆ５ぞ九電気角１２０　’ずらし
て配置しである。

回転軸６に固定されたＵ、Ｖ、Ｗ相検出用円筒状マグネ
ット１２は、＠面に二対のＮ、Ｓ極が記靜されており、
垂直方向磁界に感応する上記ホール素子により、１回転
ちり２サイクルの３相磁極位置位置信号を検出する。

このように構成されたエンコーダにおいては、Ｍ　Ｒセ
ンサチップ１の各検出センサパターン２゜３は、磁気記
録媒体・１が作る５０Ｇａｎｓｓ程度の磁界を検出して
いるのし一対し、ホール素子９゜４０．１１ば１円筒状
マグネッＩ・１２が作ろ５００　Ｇａ　ｎ　ｓ　ｓ程度
の磁界を検出している為、ｂｉＲセンサチップ１の各検
呂センサパターン２，３は。

円筒状マグネット１２からの漏れ磁束を拾って誤動作ま
たは波形の乱れを生ずる恐れがある。従って、円筒状マ
グネット１２の漏れ磁束をシールドする必要があるが、
第３図、第４図に示す様なつば無し磁気シールド板１６
の形状では、シールド効果が十分でなく、多少の漏九磁
束がり、ｉ　Ｒセンサに干渉する。そこで、円筒状マグ
ネソｌ−１２から放射される磁束を吸収する面を大きく
した。第１図、第２図に示すつば付き磁気シールド板１
３を開発した。このシールド板は、第１図、第２図に示
すように円筒状マグネノ［・１２が発生する磁束を吸収
する効果を発揮し、Ｔａ束ココ４ＭＲセンサに達ししに
くくなるので、ＭＲセンサチップ１の各検出センサパタ
ーン２，３／、の漏れ磁束が十分に小さくなる。

また、第５図に本発明の他の具体的実施例を示す。

エンドブラケット５に固定されたドーナツ形磁気シール
ド板１７は、つば付き磁気シールド板１；３の端面に対
し、て、平行になる様に配置されており、その間隔は、
ｌｒｎｍ程度である。円筒状マクネνトの漏れ磁束の磁
気回路１４は閉じられ、Ｍｒくセンサチップ１の各検出
センサバターユノ２，３）−の漏枦、磁束をさらに小さ
くなる様に作用する。

また、第６図の本発明の他の具体的実施例においても、
１司様な効果が得られる。第５．第６図の例によれば１
回転するシールド板のつばを大きくできないときに有効
であろ５本発明によれは、上記磁気シールド効果はもちろんのこ
と１回転軸６の回転に伴ない、っは酊き磁気シールド板
１３は、エンコーダ内部に風流を作り、冷却効果を生じ
る付随効果がある。更に。

第７図、第８図は１本発明の他の実施例を示し、上記風
流を増丁為に、つば付き磁気シールド板にフィン１８を
付けた。この様にすると、更に冷却効果が上がる。

なお以上の説明では、Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出信号は３相分検
呂するように述べたが、Ｕ、Ｖ相が正弦波出力のものは
外部でＷ相を合成できるのでＵ。

■相の２つの信号のみ出力するものであってもよ　・い
、上に述べて来たＡ、Ｂ相はパルス出力のものでも正弦波
出力のものでも′ｌ／、定化の効果が得られる。

すなわちパルス出力のキ、のは、パルス幅が安定し、正
弦波出力のものけ波形歪や振幅変動が夕なくなる。

なおＺ相出力がないものでも同様である６〔発明の効果
Ｊ本発明によれば、磁極（＋’Ｚ置装出機能と回転位置検
出機能を有する磁気式エンコーダを実現する場合、Ｆ記
の様な効果がある。。

（１＞！Ｊ、Ｖ、Ｗ相検出用日相検出用日ソ状マグネッ
ト磁束をつば付き磁気シールド板で遮所することにより
、安定したＡ、Ｂ相出力が得られる、（２ノつば付き磁気シール１−扱の回転によって、エン
コーダ内部に１Ｍ流ができる為、冷却効果があり、温度
上昇による特性変化を補償できる２

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁気式エンコーダカ一部切
欠は斜視図、第２図は磁気シールドを施したときの磁気
回路の断１■図、第３図、第４図はそれぞれ第１図の補
足説明図、第５図Ｊ５６図はそれぞれ本発明の他の具体
的実施側を示す図、第７ｒ４．第８図はそれぞれ本発明
の更に具体的実施Ｍを示す図である。１・・・ＭＲセンサナ−ノブ］、２・・・回転位置検出
センサパターン、３・・・１回転検出センサパターン１
．４・・・磁気記録媒体、５・・・エンドブラケット、
６・・・回転軸、７・・・回転位［信吃、８・・・１回
転信号、９゜１０．１１・・・ホール素子、１２・・・
ＵＶｔＶ相検出用円筒状マグネット、１３・・つば付き
磁気シールド板、１４・・・磁気回路、１５・・・エン
コーダカバー、］６・・・つば無し、磁気シールド板、
１７・・・ドーナツ形磁気シールド板、１８・・・冷却
ファン。第　２　圀第　３　図第　４　図＄　５　図第　ｇ　図＄　７　図第　８　図

Claims

【特許請求の範囲】

１、磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体から成る回転位置
検出信号出力機構及びマグネットホール素子から成る磁
極位置検出信号出力機構を有するエンコーダにおいて、
前記マグネットと前記磁気記録媒体間に前記マグネット
からの放射磁束を吸収する磁性材料から成る磁気シール
ド板を挿入したことを特徴とする磁気式エンコーダ。