KR20130135918A - 앱솔루트 인코더 장치 및 모터 - Google Patents

앱솔루트 인코더 장치 및 모터 Download PDF

Info

Publication number
KR20130135918A
KR20130135918A KR1020137024249A KR20137024249A KR20130135918A KR 20130135918 A KR20130135918 A KR 20130135918A KR 1020137024249 A KR1020137024249 A KR 1020137024249A KR 20137024249 A KR20137024249 A KR 20137024249A KR 20130135918 A KR20130135918 A KR 20130135918A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetic
magnetic sensor
permanent magnet
pattern
sensor
Prior art date
Application number
KR1020137024249A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101597639B1 (ko
Inventor
마사유키 소메야
요시오 히라사와
사카오 오제키
Original Assignee
오리엔탈모터가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오리엔탈모터가부시끼가이샤 filed Critical 오리엔탈모터가부시끼가이샤
Publication of KR20130135918A publication Critical patent/KR20130135918A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101597639B1 publication Critical patent/KR101597639B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

장착이 용이하고 고분해능을 달성하는 소형 앱솔루트 인코더 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 제 1 자기 패턴(14)(2극)과 제 2 자기 패턴(16)(다극)을 갖는 영구 자석(4)과, 제 1 자기 패턴(14)의 자계를 검출하는 제 1 자기 센서(5)와, 제 2 자기 패턴(16)의 자계를 검출하는 제 2 자기 센서(6)와, 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서(5, 6)의 출력 신호로부터 회전축(2)의 절대적인 회전 각도를 산출하는 신호 처리 회로(7)를 구비하는 인코더 장치(1)로서, 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서(5, 6)와 신호 처리 회로(7)는 단일 기판(8)에 고정되고, 제 1 자기 패턴(14)은 영구 자석(4)의 내측에 있어서 축방향과 교차하는 방향으로 연장되는 면 상에 형성되고, 제 2 자기 패턴(16)은 영구 자석(4)의 외주면에 형성된다.

Description

앱솔루트 인코더 장치 및 모터{ABSOLUTE ENCODER DEVICE AND MOTOR}
본 발명은 앱솔루트 인코더 장치 및 모터에 관한 것이다.
모터의 회전을 제어하는 장치로서 앱솔루트 인코더 장치를 들 수 있다. 앱솔루트 인코더 장치는 모터의 회전 방향, 회전수, 회전 위치의 검출 등에 사용할 수 있다. 이 앱솔루트 인코더 장치에는 자기식과 광학식이 있다. 자기식은 광학식과 비교하여 저렴하고 내환경성이 뛰어나다.
자기식 앱솔루트 인코더 장치는 일례로서 회전축에 고정한 2극의 영구 자석에 자기 센서를 대향 설치해서 구성한다. 자기 센서로서는 자기저항 효과 소자인 스핀 밸브형 거대 자기저항 효과 소자(SV-GMR)를 사용한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). SV-GMR형 자기 센서는 고정층과 자유층을 갖고, 고정층 자화 방향이 고정되어 있고, 자유층 자화 방향이 외부 자계 방향을 따라 변화한다. 자유층과 고정층으로 이루어진 저항 변화에 의해 회전축이 1회전 했을 때 서로 위상이 다른 정현파 신호를 출력한다. 그러나, SV-GMR형 자기 센서를 회전 검출에 이용했을 경우, 자유층 자화 방향은 외부 자계를 따라서 회전하기 때문에, 참조 방향으로서 사용되는 고정층의 자화 방향이나 각 층의 결합(정자기 결합 등)에 영향을 주는 경우가 없어서 자유층의 자계를 완전히 포화시키는 것은 불가능하다. 따라서, 포화 자계 이하의 외부 자계에서의 동작으로 되어 저항 변화율이 제한된다.
또한, 다른 자기 센서로서 자기저항 효과 소자인 이방성 자기저항 효과 소자(AMR)에 바이어스 자석을 구비한 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). 이 AMR형 자기 센서는 참조 방향의 자화 방향은 안정한 영구 자석의 자계이며 단층이기 때문에 각 층의 결합에 영향을 주는 경우가 없다. 그러나, SV-GMR형 자기 센서와 비교하여 저항 변화율이 낮은 등의 문제가 있다. 따라서, 2극의 영구 자석만을 사용한 앱솔루트 인코더 장치에서는 자기 센서의 타입에 관계없이 고분해능, 고정밀도를 얻는 것이 어렵다.
이러한 기술배경을 근거로 하여, 센서의 종류가 아니라 영구 자석 등의 구성에 의해 인코더 장치의 고분해능화, 고정밀도화를 달성하고자 하는 장치도 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 3 및 4). 특허문헌 3의 인코더 장치에서는 원판상으로 형성된 회전 기판의 외주면에 회전 위치 검출용 마그넷(PG 마그넷)이 설치되고, 이 회전 기판의 상면에는 자극 위치 검출용 마그넷(폴 마그넷)이 설치되어 있다. 또한, 특허문헌 4의 인코더 장치에서는 원판상 회전체의 외주면에 다극 착자된 제 1 트랙이 형성되고, 이 원판상 회전체의 하면에는 단극 착자된 제 2 트랙이 형성되어 있다. 이렇게, 특허문헌 3 및 4의 장치에서는 2종류의 자기 패턴을 조합시킴으로써 2극의 영구 자석만을 사용한 앱솔루트 인코더 장치보다 고분해능, 고정밀도를 얻는 것을 의도하고 있다.
그러나, 특허문헌 3의 장치에서는 자극 위치 검출용 마그넷으로부터의 자계를 검출하는 자극 위치 검출 소자(홀 소자)를 지지하는 기판과는 별도로, 회전 위치 검출용 마그넷으로부터의 자계를 검출하는 위치 검출 소자(MR 소자)를 지지하기 위한 기판 또는 지지 부재가 필요하다. 또한, 강한 자장을 발생하는 자극 위치 검출용 마그넷이 회전 기판의 상면에 설치되어 있기 때문에, 자극 위치 검출용 마그넷으로부터의 자계가 회전 위치 검출용 마그넷의 자계 및 이 마그넷으로부터의 자계를 검출하는 위치 검출 소자에 영향을 주어버린다. 이것에 대응하기 위해서, 특허문헌 3에서는 자극 위치 검출용 마그넷과 회전 위치 검출용 마그넷 사이에 별도 부재로서 자기 실드판을 설치하고 있다.
특허문헌 4의 인코더 장치에서도 강한 자장을 발생하는 제 2 트랙이 원판상 회전체의 하면에 설치되어 있기 때문에 제 2 트랙으로부터의 자계가 제 1 트랙의 자계 및 이 제 1 트랙으로부터의 자계를 검출하는 자기검출 소자에 영향을 주어버리는 구조로 되어 있다. 추가로, 제 2 트랙으로부터의 자계를 검출하는 자기검출 소자를 지지하는 기판과는 별도로 제 1 트랙으로부터의 자계를 검출하는 자기검출 소자를 지지하는 지지 부재가 필요하다.
이와 같이, 특허문헌 3 및 4의 장치에서는 2개의 자기 센서를 지지하기 위해서 각각 별도 부재가 필요하고, 자석과의 거리 및 서로의 센서 사이의 거리를 고려해서 이 별도 부재를 장착하지 않으면 안되기 때문에 장착 시의 조정이 필요하게 되는 동시에 비용도 든다. 또한, 한쪽의 자기 패턴을 원판상 회전체의 외주면에 형성하고, 다른쪽의 자기 패턴을 원판상 회전체의 상면 또는 하면에 형성하고 있기 때문에, 자기 패턴끼리의 누설 자계에 의한 간섭의 문제가 있다. 이것을 해소하기 위해서 자기 실드판을 설치했을 경우, 부품 점수가 더욱 증가하여 장착 곤란성 및 비용이 증가한다.
또한, 특허문헌 3의 장치에서는 자극 위치 검출용 마그넷으로부터의 자계로부터 자극 위치 검출 소자가 모터의 구동용 코일로의 통전위치를 1회전당 수 펄스 정도로 검출하도록 구성되고, 특허문헌 4의 장치에서는 제 2 트랙으로부터의 자계를 검출하는 자기검출 소자가 1회전에 1회의 인덱스 신호, 즉 Z상 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 이러한 출력 신호를 사용하여 특허문헌 3 및 4의 장치를 앱솔루트 인코더 장치로서 기능시키기 위해서는 회전 위치 검출용 마그넷으로부터의 자계를 검출하는 위치 검출 소자(특허문헌 3) 및 제 1 트랙으로부터의 자계를 검출하는 자기검출 소자(특허문헌 4)로부터 취득한 인크리멘탈한 출력 신호에 대한 복잡한 연산 처리가 필요하고, 이 연산 처리를 위한 구성 부재를 별도 설치하지 않으면 안된다. 예를 들면 특허문헌 4의 장치에서는 앱솔루트 사양에 있어서 필요한 다회전 정보를 유지하기 위해서 카운터와 배터리를 설치하고 있다. 또한, 특허문헌 4의 장치를 1회전 이내의 절대 위치를 검출하는 앱솔루트 인코더 장치로서 기능시키기 위해서도 카운터와 배터리가 필요하게 된다.
일본 특허공개 평 10-70325호 공보 일본 특허공개 2006-208025호 공보 일본 특허공개 2001-4405호 공보 일본 특허공개 2004-144497호 공보
상기를 감안하여, 본 발명은 고분해능 및 고정밀도를 유지하면서 장착이 용이하고 저렴하게 실현가능한 앱솔루트 인코더 장치 및 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태는 2극으로 구성되는 제 1 자기 패턴과 다극으로 구성되는 제 2 자기 패턴을 갖고, 회전축에 고정된 영구 자석과, 상기 제 1 자기 패턴의 자계를 검출하는 제 1 자기 센서와, 상기 제 2 자기 패턴의 자계를 검출하는 제 2 자기 센서와, 상기 제 1 자기 센서의 출력 신호로부터 상기 회전축의 절대 각도 위치를 나타내는 절대 각도 신호를 취득하고, 상기 제 2 자기 센서의 출력 신호로부터 상기 회전축의 상대 각도 위치를 나타내는 상대 각도 신호를 취득하고, 상기 절대 각도 신호와 상기 상대 각도 신호로부터 상기 회전축의 절대적인 회전 각도를 산출하는 신호 처리 회로와, 상기 영구 자석에 대향해서 배치되고 상기 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서와 상기 신호 처리 회로를 고정하는 단일 기판을 구비하는 앱솔루트 인코더 장치로서, 상기 제 1 자기 패턴은 상기 영구 자석의 상기 기판과 대향하는 면에 형성된 오목부 내측에 있어서 축방향과 교차하는 방향으로 연장되는 면 상에 회전 방향을 따라 다른 극성을 착자해서 형성되고, 상기 제 2 자기 패턴은 상기 영구 자석의 외주면에 원주방향에 따라 다른 극성을 교대에 착자해서 형성된다. 또한, 명세서 및 특허청구의 범위의 기재에 있어서 「다극」이란 4극 이상을 의미한다.
예를 들면, 상기 제 1 자기 센서는 NS극을 판별할 수 있는 주기로 위상이 다른 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 제 2 자기 센서는 NS극을 판별하지 않는 주기로 위상이 다른 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서의 특성에 따라서 상기 영구 자석과 상기 단일 기판 사이의 거리와 상기 영구 자석의 두께를 선택한다. 일례로서 상기 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서는 복수의 자기저항 효과 소자에 의해 구성된 브리지 회로를 구비한다. 다른 예로서, 상기 제 1 자기 센서는 복수의 홀 소자에 의해 구성된다.
상기 단일 기판은 한 방향으로 연장되는 면일의 평면을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 센서는 동일한 상기 평면 상에 직접 실장, 다시 말해 기판과 각 센서 사이에 다른 지지 부재를 개재하는 일 없이 실장되어도 좋다.
일례로서, 상기 제 1 자기 패턴은 원형상으로 형성되고, 상기 제 1 자기 센서는 상기 회전축의 축선 상에 배치되어 있다. 다른 예로서, 상기 제 1 자기 패턴은 링형상으로 형성되고, 상기 제 1 자기 센서는 상기 회전축의 축선 상으로부터 오프셋된 위치에 배치되어 있다. 또한, 명세서 및 특허청구의 범위의 기재에 있어서, 원형상이란 반원형상의 N극 부분과 반원형상의 S극 부분 사이에 소정의 간극을 갖는 약원형상도 포함한다. 마찬가지로, 링형상이란 반링형상의 N극 부분과 반 링형상의 S극 부분 사이에 소정의 간극을 갖는 약링형상도 포함한다.
상기 영구 자석의 내측에 링형상의 자성체를 구비하도록 구성해도 좋다. 본 발명의 다른 형태는 상술한 앱솔루트 인코더 장치를 구비하는 모터이며, 상기 회전축은 모터의 구동 기구이다.
청구항 1에 의한 발명에서는 2극으로 구성되는 제 1 자기 패턴의 자계와 다극으로 구성되는 제 2 자기 패턴의 자계를 검출하고, 제 1 자기 패턴으로부터 얻어지는 절대 각도 신호 이외에, 제 2 자기 패턴으로부터 얻어지는 상대 각도 신호를 사용함으로써 인코더 장치의 고분해능화 및 고정밀도화를 실현하고 있다. 또한, 제 1 자기 패턴을 영구 자석의 오목부 내측에 있어서 축방향과 교차하는 방향으로 연장되는 면 상에 형성하고, 제 2 자기 패턴을 영구 자석의 외주면에 형성하고 있기 때문에, 자기 패턴끼리의 누설 자계에 의한 간섭의 문제가 경감되어 자기 실드와 같은 별도 부재를 설치할 필요가 없어진다. 따라서, 장착의 용이화 및 비용 저감을 도모하는 것이 가능해지고 있다. 추가로, 청구항 1의 발명에서는 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서와 신호 처리 회로를 단일 기판에 고정하고 있다. 따라서, 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서와 신호 처리 회로를 지지하기 위해서 복수의 기판 또는 다른 지지 부재를 사용할 경우와 비교하여 장착의 용이화 및 비용 저감에 더욱 기여할 수 있다. 이렇게, 청구항 1에 의한 발명에 의해, 고분해능 및 고정밀도를 유지하면서 장착이 용이하고 저렴하게 제조가능한 앱솔루트 인코더 장치를 실현할 수 있다.
청구항 2에 의한 발명에서는 제 1 자기 센서로부터 NS극을 판별할 수 있는 주기로 위상이 다른 신호를 출력하고, 제 2 자기 센서로부터 NS극을 판별하지 않는 주기로 위상이 다른 신호를 출력하도록 구성하고 있다. 따라서, 제 1 자기 센서의 위상이 다른 신호로부터 절대 각도 신호를 취득할 수 있고, 제 2 자기 센서의 상기 위상이 다른 신호로부터 상대 각도 신호를 취득할 수 있기 때문에, 복잡한 연산 처리를 필요로 하지 않고, 회전축의 절대적인 회전 각도를 얻을 수 있다. 또한, 복잡한 연산 처리를 위한 구성 부재를 별도 설치할 필요가 없어지기 때문에 장치 전체의 소형화 및 비용의 삭감에도 기여한다.
그리고, 영구 자석과 단일 기판 사이의 거리와 영구 자석의 두께는 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서의 특성에 따라서 선택할 수 있기 때문에, 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서의 단일 기판에 있어서의 고정 위치를 변경하지 않고 영구 자석과 단일 기판 사이의 거리를 조정하거나, 영구 자석의 두께를 조정하거나, 또는 이 양자를 조정함으로써 각 센서와 영구 자석의 위치 관계를 조정하여 각 센서에 적합한 자계 강도를 얻을 수 있다. 따라서, 인코더 장치의 제조 과정에 있어서 장착 작업의 한층 용이화가 실현된다.
청구항 3에 의한 발명에서는 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서를 단일 기판의 동일 평면 상에 직접 실장하고 있다. 따라서, 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서를 단일 기판에 고정할 때에, 예를 들면 실장기(마운터)에 의한 기계적인 장착이 가능해서 장착의 보다 나은 용이화를 도모할 수 있다.
청구항 4에 의한 발명은 회전축의 선단에 영구 자석을 고정하는 구조의 앱솔루트 인코더 장치에 적용할 수 있다. 청구항 5에 의한 발명은 회전축 관통형 구조의 앱솔루트 인코더 장치에 적용할 수 있다.
청구항 6에 의한 발명에서는 외부로부터의 부유 자계에 강한 구조를 실현할 수 있다. 청구항 7에 의한 발명에서는 청구항 1∼6에 의한 발명을 적용한 앱솔루트 인코더 장치를 구비한 모터를 실현할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 의한 앱솔루트 인코더 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 앱솔루트 인코더 장치의 평면도이다.
도 3 (a) 제 1 실시형태에 의한 제 1 자기 패턴을 나타내기 위한 영구 자석의 사시도이다. (b) 제 1 실시형태에 의한 제 2 자기 패턴을 나타내기 위한 영구 자석의 사시도이다.
도 4는 자석 내부의 반자계를 나타내기 위한 영구 자석의 사시도이다.
도 5는 (a) 제 1 실시형태에 의한 제 1 자기 센서의 구조도이다. (b) (a)도면에 나타내는 구조의 등가 회로도이다.
도 6은 (a) 제 1 자기 센서의 출력 신호를 회전각에 대하여 나타내는 파형도이다. (b) 제 1 자기 센서의 출력 신호의 리사쥬 파형이다. (c) 제 1 자기 센서의 출력 신호로부터 역정접에 의해 얻은 각도값을 나타내는 그래프이다.
도 7은 (a) 제 2 자기 센서를 구성하는 엘리먼트의 구조도이다. (b) (a)도면에 나타내는 구조의 등가 회로도이다.
도 8은 제 2 자기 센서가 검출하는 자계를 나타내기 위한 영구 자석의 사시도이다.
도 9는 (a) 제 2 자기 센서의 검출 원리를 설명하기 위한 영구 자석의 평면도이다. (b) (a)도면에 나타내는 각 엘리먼트의 출력 신호를 나타내는 파형도이다.
도 10은 제 1 실시형태에 의한 제 2 자기 센서의 구조도이다.
도 11은 (a) 제 2 자기 패턴으로부터의 자계와 제 2 자기 센서의 위치 관계를 나타내는 앱솔루트 인코더 장치의 사시도이다. (b) (a)도면에 나타내는 영구 자석이 회전축의 축 방향으로 어긋났을 경우에 있어서의 제 2 자기 패턴으로부터의 자계와 제 2 자기 센서의 위치 관계를 나타내는 앱솔루트 인코더 장치의 사시도이다.
도 12는 제 1 실시형태에 의한 신호 처리 회로의 구성도이다.
도 13은 (a) 제 2 자기 센서로부터의 출력 신호를 나타내는 파형도이다. (b) (a)도면에 나타내는 출력 신호로부터 취득한 상대 각도 신호를 나타내는 파형도이다. (c) 제 1 자기 센서로부터의 출력 신호를 나타내는 파형도이다. (d) (c)도면에 나타내는 출력 신호로부터 취득한 절대 각도 신호를 나타내는 파형도이다.
도 14는 각도 데이터(θ1)와 각도 데이터(θ2)의 관계를 나타내는 파형도이다.
도 15는 제 1 실시형태에 의한 앱솔루트 인코더 장치를 부착한 모터의 구성 도이다.
도 16은 제 2 실시형태에 의한 앱솔루트 인코더 장치의 단면도이다.
도 17은 도 16에 나타내는 앱솔루트 인코더 장치 평면도이다.
도 18은 제 2 실시형태에 있어서의 제 1 자기 패턴을 나타내기 위한 영구 자석의 사시도이다.
도 19는 (a) 제 1 자기 패턴이 원형상일 경우의 자계를 나타내는 사시도이다. (b) 제 2 자기 패턴이 링형상일 경우의 자계를 나타내는 사시도이다.
도 20은 (a) 다른 실시형태에 의한 제 2 자기 센서의 엘리먼트의 구조도이다. (b) (a)도면에 나타내는 구조의 등가 회로도이다.
도 21은 다른 실시형태에 의한 제 2 자기 센서의 구조도이다.
도 22는 (a) 새로운 다른 실시형태에 의한 제 2 자기 센서의 구조도이다. (b) (a)도면에 나타내는 구조의 등가 회로도이다.
도 23은 (a) 다른 실시형태에 의한 제 1 자기 센서의 구조도이다. (b) (a)도면에 나타내는 구조의 등가 회로도이다.
도 24는 (a) 새로운 다른 실시형태에 의한 제 1 자기 센서의 구조도이다. (b) (a)도면에 나타내는 센서의 회로도이다.
도 25는 다른 실시형태에 의한 영구 자석의 사시도이다.
도 26은 회전축과 영구 자석과의 다른 고정 방법을 나타내기 위한 영구 자석의 단면도이다.
[제 1 실시형태]
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부한 도면에 의해 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 앱솔루트 인코더 장치의 단면도이며, 도 2는 도 1에 나타내는 인코더 장치를 위에서 본 평면도이다. 인코더 장치(1)는 회전축(2)에 고정된 영구 자석(4)과, 제 1 자기 센서(5)와, 제 2 자기 센서(6)와, 신호 처리 회로(7)를 지지하는 기판(8)을 구비하고 있다. 영구 자석(4)은 주연을 따라 하부측으로 돌조부를 형성한 컵형상을 갖는 원판상의 본체부(11)과 본체부(11) 상면 중앙부로부터 회전축(2)의 측으로 단차부를 형성해서 돌출하는 회전축 고정부(12)를 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서는 회전축(2)의 선단을 영구 자석(4)의 회전축 고정부(12)의 중심축에 형성된 오목부에 삽입하고, 압착 또는 접착함으로써 영구 자석(4)을 회전축(2)에 고정하고 있다.
기판(8)은 단일 기판이며, 면일에 한 방향으로 연장되는 평면(8a)을 갖는 기판이다. 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서(5, 6)는 기판(8)의 동일 평면(8a) 상에 고정되어 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판(8)은 영구 자석 본체부(11)의 컵형상의 오목부(13)를 덮도록 영구 자석(4)의 하면측에 대향해서 배치된다.
영구 자석(4)의 본체부(11)의 내측 표면(11a)에는 하면측을 향해서 회전축의 회전 방향을 따라 제 1 자기 패턴(14)이 형성되고, 본체부(11)의 외주면에는 원주방향을 따라 제 2 자기 패턴(16)이 형성되어 있다. 제 1 자기 센서(5)는 제 1 자기 패턴(14)으로부터의 자계를 검출하도록 제 1 자기 패턴(14)에 대향해서 기판(8)의 한쪽 면(8a) 상에 설치되고, 제 2 자기 센서(6)는 제 2 자기 패턴(16)으로부터의 자계를 검출하도록 제 2 자기 패턴(16)에 대향하고 영구 자석(4)의 외주측으로 일정 간격을 가지고 기판(8)의 상기 한쪽 면(8a) 상에 설치되어 있다. 기판(8)의 다른쪽 면에는 신호 처리 회로(7)가 고정되어 있다.
도 3은 영구 자석(4)의 사시도이다. 설명을 위해서, (a) 도면에서는 제 1 자기 패턴(14)만을 나타내고, (b) 도면에서는 제 2 자기 패턴(16)만을 나타내고 있다. 영구 자석(4)의 본체부(11)는 도 1에 나타내는 위치 관계에 있어서 원판의 하면 내측에 오목부(13)를 형성한 컵형상으로 구성되어 있다. 영구 자석(4)의 내측에 있어서 축방향과 교차하는 방향으로 연장되는 면(11a)(도 1에 나타내는 위치 관계에 있어서는 기판(8)에 대향하는 오목부 내측 표면(11a), 다시 말해 도 3(a)에 나타내는 위치 관계에 있어서는 컵형상의 내측 저면(11a))에 회전 방향을 따라 2극으로 구성되는 제 1 자기 패턴(14)이 형성되고(도 3(a) 참조), 외주면(11b)에 원주방향을 따라 교대로 N극과 S극을 순차 착자한 다극으로 구성되는 제 2 자기 패턴(16)이 형성되어 있다(도 3(b) 참조). 이 실시형태에 있어서는 수지 자석으로 영구 자석(4)을 성형하고 있다. 따라서, 본체부(11)의 컵형상과 회전축 고정부(12)의 구조를 용이하게 형성할 수 있다. 제 1 자기 패턴(14)과 제 2 자기 패턴(16)은 면착자에 의해 형성된다. 면착자란 착자를 실시하는 면에만 요크를 근접시켜 착자하는 방법이다.
제 2 자기 패턴(16)은 영구 자석(4)의 본체부 외주면(11b)에 S극, N극을 원주 방향으로 교대로 다극 착자해서 형성한다. 본 실시형태의 착자방법은 표리에 착자하는 양면 착자가 아니라 편면만을 착자하는 면착자에 의해서 행한다. 다시 말해, 본체부 외주면(11b)에만 면착자하고, 오목부(13)의 측면을 획정하는 본체부 내주면에는 착자하지 않는다. 본체부 외주면(11b)에만의 면착자에 의해 본체부 외주면(11b)만으로부터 자계가 발생하고 본체부 내주면에서는 자계는 발생하지 않는다. 또한, 본체부 외주면(11b)에 면착자한 제 2 자기 패턴(16)으로부터의 자계는 본체부(11)의 오목부(13)로 누설되기 어렵다. 이 점에 대해서, 본체부 외주면(11b)에의 면착자에 의해 발생하는 수지 자석 내부의 반자계를 도 4에 곡선으로 나타낸다. 제 2 자기 패턴(16)의 반자계가 도 4에 나타낸 바와 같이 영구 자석(4)의 내부에 발생하기 때문에, 외주면(11b)에 착자된 제 2 자기 패턴(16)의 자계가 본체부(11)의 컵형상의 내측으로 누설되는 것을 경감할 수 있다. 또한, 제 1 자기 패턴(14)은 영구 자석(4)의 하면 또는 상면이 아니고, 영구 자석(4)에 형성된 오목부(13)의 내측에 있어서 축방향과 교차하는 방향으로 연장되는 면(11a) 상에 면착자에 의해 형성되어 있다. 이 면착자도 제 2 자기 패턴(16)의 면착자와 마찬가지로 편면만을 착자하는 면착자이며, 제 1 자기 패턴(14)은 면(11a) 상에만 착자된다. 따라서, 제 1 자기 패턴(14)으로부터 본체부(11)의 외측으로의 누설 자계가 경감된다. 따라서, 제 1 자기 패턴(14)의 누설 자계가 제 2 자기 센서(6)에 간섭하지 않고, 제 2 자기 패턴(16)의 누설 자계가 제 1 자기 센서(5)에 간섭하지 않는 구조로 되어 있다.
영구 자석(4)의 두께는 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서(5, 6)의 특성에 따라서 조정할 수 있다. 예를 들면, 제 1 자기 센서(5)가 보다 강한 자력을 필요로 할 경우에는 영구 자석(4)의 두께를 얇게 형성함으로써 제 1 자기 센서(5)와 영구 자석(4)의 오목부 내측에 형성된 제 1 자기 패턴(14)의 거리를 근접시킬 수 있고, 제 2 자기 센서(6)가 보다 강한 자력을 필요로 할 경우에는 영구 자석(4)의 두께를 두껍게 형성함으로써 영구 자석(4)의 제 2 자기 패턴(16)의 착자 면적을 증가시킬 수 있다.
다음에, 각 자기 센서(5, 6)에 대해서 설명한다. 제 1 자기 센서(5)는 NS극을 판별할 수 있는 주기로 위상이 다른 신호를 출력하는 자기 센서이다. 본 실시형태에서는 일례로서 제 1 자기 센서(5)로 SV-GMR형 자기 센서를 사용하고 있다. 도 5(a)는 제 1 자기 센서(5)를 구성하는 SV-GMR의 감자면 영역(e1∼e8)과 고정층의 자화 방향(m1∼m8)을 나타내는 구조도이며, 도 5(b)는 그 등가 회로를 나타내는 도면이다. 감자면 영역(e1 및 e2)으로 구성되는 군과, 감자면 영역(e5 및 e6)으로 구성되는 군과, 감자면 영역(e3 및 e4)으로 구성되는 군과, 감자면 영역(e7 및 e8)으로 구성되는 군은 도 5(a)에 나타낸 바와 같이 동일 원주 상에 90° 간격으로 배치되어 있다.
감자면 영역의 저항치 변화는 하기 (1)식에 의해 구해진다.
R=R0-ΔRcos(θ-θpin) ···(1)
R0: SV-GMR에 외부 자계가 인가되어 있지 않을 때의 저항치
ΔR: 저항치 변화
θ: 외부 자계의 자화 방향(자유층의 자계 방향)
θpin: 고정층의 자화 방향
상기 (1)식의 저항 변화를 갖는 감자 영역을 도 5(a)에 나타낸 바와 같이 배치함으로써 자계 주기와 같은 주기로 NS극을 판별할 수 있고 또한 위상이 다른 신호가 얻어진다.
이 제 1 자기 센서(5)는 제 1 자기 패턴(14)의 자계를 검출하고, 1회전으로 서로 90° 위상이 다른 2상의 정현파 신호를 1주기분 출력한다. 이 출력은 복잡한 연산 처리를 필요로 하지 않고 절대 각도 신호(앱솔루트 신호)가 된다. 제 1 자기 센서(5)는 외부 자계의 강도에 따라서 도 6에 나타내는 출력 특성을 갖는다. 도 6(a)는 제 1 자기 센서(5)의 출력을 회전각에 대하여 나타내고, 도 6(b)는 제 1 자기 센서(5)의 출력의 리사쥬 파형을 나타내고, 도 6(c)는 제 1 자기 센서(5)로부터 얻은 위치 정보를 역정접(Arctan)에 의해 각도로 변환한 절대 각도 신호를 나타내고 있다. 도 6(a) 및 (b)에서는 제 1 자기 센서(5)와 제 1 자기 패턴(14)이 서로 근접했을 경우의 출력 신호를 점선으로 나타내고, 제 1 자기 센서(5)와 제 1 자기 패턴(14)이 떨어졌을 경우의 출력 신호를 실선으로 나타내고 있다. 제 1 자기 센서(5)와 영구 자석(4)이 근접하면, 제 1 자기 센서(5)에 인가되는 자계 강도가 증가해서 2상의 정현파 신호의 피크 투 피크 출력(A1, B1)이 동시에 증가한다. 제 1 자기 센서(5)와 영구 자석(4)이 떨어지면, 2상의 정현파 신호의 피크 투 피크 출력(A2, B2)이 동시에 감소한다. 따라서, 도 6(c)에 나타낸 바와 같이, 회전축(2)이 회전축 방향으로 어긋나도 역정접(Arctan) 등의 연산 처리에 의해 얻어지는 절대 각도 신호에 영향을 주지 않는다.
이어서, 제 2 자기 센서(6)에 대해서 설명한다. 도 7(a)는 제 2 자기 센서(6)를 구성하는 엘리먼트의 구조도이며, 도 7(b)은 도 7(a)에 나타내는 구조의 등가 회로도이다. 제 2 자기 센서(6)는 후술하는 바와 같이 도 7(a)에 나타내는 엘리먼트를 복수개 구비하고 있다. 이 엘리먼트는 종방향의 격자상으로 형성되어 R1의 저항을 갖는 자기저항 효과 소자(21)와, 횡방향의 격자상으로 형성되어 R2의 저항을 갖는 자기저항 효과 소자(22)가 직렬로 결선된 형상을 갖고, 자기저항 효과 소자(22)의 단부는 전극(23)에 접속하고 있다. 이렇게, 자기저항 효과 소자(21)의 연신 방향에 대하여 자기저항 효과 소자(22)의 연신 방향은 대략 수직 방향이 되어 있기 때문에, 자기저항 효과 소자(21)에 대하여 가장 큰 저항치 변화를 주는 수직방향의 자계는 자기저항 효과 소자(22)에 대하여 최소의 저항치 변화를 주는 자계가 된다. 여기에서, 자기저항 효과 소자(21, 22)의 저항치(R1, R2)는 다음 식에 의해 부여된다.
R1=R0-ΔRsin2θ … (2)
R2=R0-ΔRcos2θ … (3)
등가 회로로부터의 출력 Vout은 다음 식에 의해 부여되고
Figure pct00001
(4)식에 (2), (3)식을 대입해 정리하면
Figure pct00002
의 (5)식이 성립된다.
제 2 자기 센서(6)가 검출하는 자계를 도 8에 있어서 화살표로 나타낸다. 도 8에서는 영구 자석(4)에 형성된 제 2 자기 패턴(16)으로부터 외부로 나가는 자계를 화살표로 나타내고 있다. 도 9(a)는 도 8에 나타내는 제 2 자기 패턴(16)과 자계의 관계를 영구 자석(4)의 상면에서 본 도면이며, 제 2 자기 센서(6)의 검출 원리를 설명하기 위해서 영구 자석(4)과 함께 도 7(a)에 나타내는 엘리먼트를 5개(엘리먼트(6a∼6e)) 나란히 도시하고 있다. 도 9(a)에 있어서, 제 2 자기 패턴(16)으로부터 원호상으로 연장되는 가는 화살표는 도 7에 나타낸 제 2 자기 패턴으로부터 외부로 나가는 자계를 나타내고, 각 엘리먼트(6a∼6e) 상에 도시한 굵은 화살표는 각 엘리먼트(6a∼6e)에 인가되는 자계를 나타낸다.
엘리먼트(6a∼6e)는 도 9(a)에 나타낸 바와 같이 제 2 자기 패턴(16)을 따라 횡일렬로 배치되어 있다. 엘리먼트(6a)의 위치를 a, 엘리먼트(6b)의 위치를 b, 엘리먼트(6c)의 위치를 c, 엘리먼트(6d)의 위치를 d, 엘리먼트(6e)의 위치를 e라고 하고, 자기 패턴(1) 피치를 P라고 하면, 위치 b∼e의 위치 a로부터의 거리는 각각 위치 b=P/4, 위치 c=P/2, 위치 d=3P/4, 위치 e=4P/4가 되어 있다. 영구 자석(4)이 도 9(a)에 있어서 왼쪽으로 회전한다고 가정하면 각 엘리먼트(6a∼6e)의 출력 신호는 자기 패턴(1) 피치로 1주기의 출력이 된다. 도 9(a)에 나타내는 엘리먼트(6a∼6e)와 제 2 자기 패턴(16)의 위치 관계에 있어서, 엘리먼트(6a∼6e)로부터 출력되는 신호 파형을 도 9(b)에 나타낸다(또한, 설명을 위해서 각 엘리먼트(6a∼6e)로부터 출력되는 2상의 출력 신호 중 한쪽의 출력 신호의 파형만을 도시하고 있다).
따라서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 제 2 자기 센서(6)를 위치 a∼위치 d에 배치한 4개의 엘리먼트(6a∼6d)를 구비하는 자기 센서로 함으로써, 엘리먼트(6a)로부터는 cos, 엘리먼트(6b)로부터는 -sin, 엘리먼트(6c)로부터는 -cos, 엘리먼트(6d)로부터는 sin 파형의 신호를 얻을 수 있다. 각 엘리먼트(6a∼6d)는 도 7(a)를 참조해서 설명하는 바와 같이, 서로의 연신 방향이 약 90°다른 2개의 자기저항 효과 소자로 이루어지기 때문에, 제 2 자기 패턴(16)이 회전하면 제 2 자기 센서(6)로부터는 NS극을 판별하지 않는 주기로 90° 위상이 다른 2상의 정현파 신호가 출력된다.
다음에, 제 2 자기 센서(6)와 제 2 자기 패턴(16)의 위치 관계에 대해서 설명한다. 도 11은 인코더 장치(1)의 측면에서 본 영구 자석(4)과 제 2 자기 센서(6)의 위치 관계를 도시하고 있다. 영구 자석(4)은 회전축(2)과 함께 회전하기 때문에 제 2 센서(6)를 지지하는 기판(8)과의 거리가 변화되는 경우가 있다. 예를 들면, 도 11(a)에 있어서 기판(8)과의 거리(g1)를 갖는 영구 자석(4)이 기판(8)으로부터 떨어지는 방향으로 어긋나서 도 11(b)에 나타낸 바와 같이 기판(8)에 대하여 거리(g1)보다 큰 거리(g2)를 갖는 위치로 이동해버릴 경우가 상정된다. 이 경우, 기판(8)은 자기 센서(6)를 지지하고 있기 때문에 영구 자석(4)과 자기 센서(6)의 거리가 변동한다. 그러나, 제 2 자기 패턴(16)으로부터의 자계는 도 11(a), (b)에 나타낸 바와 같이 수직 이외의 하향으로 발생하고 있기 때문에 영구 자석(4)과 자기 센서(6)의 거리의 변동은 제 2 자기 센서(6)의 출력에는 거의 영향을 주지 않는다.
또한, 영구 자석(4)과 기판(8) 사이의 거리는 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서(5, 6)의 특성에 따라서 조정할 수 있다. 예를 들면, 제 1 자기 센서(5, 6)가 보다 강한 자력을 필요로 할 경우에는 영구 자석(4)과 기판(8) 사이의 거리를 짧게 설정하면 좋다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 자기 센서(5, 6)는 실장기(마운터)에 의해 기판(8)의 동일 평면(8a) 상에 기계적으로 실장된다(도 1 참조). 제 1 자기 센서(5, 6)의 설치에 있어서 기판(8)과 제 1 자기 센서(5, 6) 사이에 다른 지지 부재는 불필요하다.
이어서, 신호 처리 회로(7)에 대해서 설명한다. 1회전 내의 세밀한 간격(각도)을 측정하기 위해서는 자기 센서(5, 6)로부터 출력되는 정현파상 신호의 위상변화를 사용하여 그 공간 주기를 더욱 세밀하게 하는 내삽 처리가 필요하다. 이 내삽 처리를 실행하는 신호 처리 회로(7)의 구성을 도 12에 나타낸다. 신호 처리 회로(7)는 일례로서 CPU를 사용해서 실현된다. 신호 처리 회로(7)에는 제 1 자기 센서(5)의 출력과 제 2 자기 센서(6)의 출력이 입력된다. 도 13(a)에 제 2 자기 센서(6)의 출력(A2, B2)의 파형을 나타내고, 도 13(c)에 제 1 자기 센서(5)로부터의 출력(A1, B1)을 나타낸다. 도 13(a), (c)에 나타내는 90° 위상을 갖는 A상, B상 신호를 각각 소정의 주기로 샘플링하고, 신호 처리 회로(7)의 A/D 변환부(7a)에 의해 디지털 신호로 변환한다. 본 실시형태에서는 일례로서 10비트(210)의 A/D 변환을 행하고 있다.
역정접 연산부(7b)는 얻어진 디지털 신호로부터 역정접(arctan)을 구함으로써 제 1 센서(5)로부터의 출력에 근거하여 각도 데이터(θ1)와 제 2 센서(6)로부터의 출력에 근거하여 각도 데이터(θ2)를 산출한다. θ2의 출력 신호 파형을 도 13(b)에 나타내고, θ1의 출력 파형 신호를 도 13(d)에 나타낸다. 절대 각도 산출부(7c)는 각도 데이터(θ1)와 각도 데이터(θ2)로부터 회전축(2)의 절대적인 회전 각도를 산출해서 절대 각도 데이터(θ)를 산출한다. 각도 데이터(θ1)와 각도 데이터(θ2)의 관계를 도 14에 나타낸다. 가령, 제 2 자기 패턴(16)이 32극(25극)일 경우, 도 14에 나타낸 바와 같이, 제 1 자기 센서(5)로부터의 1주기분의 출력에 대하여 제 2 자기 센서(6)로부터는 32주기분의 출력이 얻어진다. 본 실시형태에서는 10비트의 내삽 처리를 실행하고 있기 때문에 각도 데이터(θ2)의 1주기는 1024비트에 대응한다. 따라서, 절대 각도 데이터(θ)는 하기 (6)식으로부터 구해진다.
θ = 1024×(n-1)+θ2 ···(6)
n: 제 2 자기 센서(6)로부터의 출력 신호의 주기
또한, 주기(n)는 제 2 자기 센서(6)로부터의 출력 신호의 주기가 몇 번째인지를 나타내는 것이며, 본 실시형태에서는 n=1∼32의 정수값을 취한다. 예를 들면, 도 14에 나타낸 바와 같이, 각도 데이터(θ2)가 2주기째의 값 800일 경우, 1024× (2-1)+800=1824이 되어 1824의 값이 얻어진다. 각도 데이터(θ2)의 주기(n)는 제 1 자기 센서 각도, 다시 말해 각도 데이터(θ1)를 32로 나눈 값에 근거해서 산출할 수 있다. 이렇게, 본 실시형태에서는 32극(25극)의 제 2 자기 패턴(16)을 사용하여 10비트의 내삽 처리를 행함으로써 25×210=215의 절대 각도 신호를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 앱솔루트 인코더 장치(1)는 2극으로 구성되는 제 1 자기 패턴(14)의 자계와 다극으로 구성되는 제 2 자기 패턴(16)의 자계를 검출하고, 제 1 자기 패턴(14)으로부터 얻어지는 절대 각도 신호에 추가하여, 제 2 자기 패턴(16)으로부터 얻어지는 상대 각도 신호를 사용함으로써 고분해능을 실현하고 전체로서 고정밀도의 인코더 장치가 되어 있다.
그리고, 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서(5, 6)와 신호 처리 회로(7)를 단일 기판(8)에 고정하고 있으므로, 자기 센서(5, 6)와 신호 처리 회로(7)를 지지하기 위해서 복수의 기판 또는 다른 지지 부재를 사용할 경우와 비교하여 장착이 용이해짐과 아울러 비용도 저감된다. 추가하여, 영구 자석(4)을 컵형상으로 하고, 영구 자석(4)의 내측에 제 1 자기 패턴(14)을 형성하고, 영구 자석(4)의 외주면에 제 2 자기 패턴(16)을 형성하고 있기 때문에, 자기 패턴끼리의 누설 자계에 의한 간섭의 문제가 경감되어 자기 실드와 같은 별도 부재를 설치할 필요가 없다. 따라서, 이 영구 자석(4)에 있어서의 2종류의 자기 패턴(14, 16)의 배치 관계에 의해서도 장착의 용이화 및 비용 저감을 도모할 수 있다. 또한, 상기와 같은 영구 자석에 있어서의 2종류의 자기 패턴(14, 16)의 배치 관계를 채용함으로써, 예를 들면 제 1 자기 패턴(14) 및 제 2 자기 패턴(16)을 함께 영구 자석(4)의 외주면에 형성할 경우 등과 비교하여 박형의 영구 자석으로 할 수 있어 인코더 장치(1) 전체의 소형화를 실현할 수 있다. 또한, 제 1 자기 패턴(14)과 대향해서 배치된 제 1 자기 센서(5)가 영구 자석(4)과 기판(8)이 근접했을 때에 영구 자석(4)의 오목부(13)에 수납되는 위치 관계에 있을 경우에도 인코더 장치(1)의 소형화에 기여하고 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 회전축(2)에 고정된 영구 자석(4)이 축 방향으로 어긋나도 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서(5, 6)의 출력에 큰 영향은 없다. 따라서, 영구 자석(4)과 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서(5, 6)의 위치 맞춤을 엄밀하게 할 필요가 없다. 추가로, 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서(5, 6)와 영구 자석(4)의 위치 관계의 조정은 영구 자석(4)과 각 센서(5, 6)를 고정한 단일 기판(8a) 사이의 거리를 조정하거나, 영구 자석(4)의 두께를 조정하거나, 또는 이 양자를 조정함으로써 가능하다. 따라서, 상기 위치 관계의 조정을 위해서 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서(5, 6)의 단일 기판(8a)에 있어서의 고정 위치를 변경할 필요가 없어 장착 작업이 더욱 용이해진다.
또한, 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서(5, 6)의 단일 기판(8)에의 부착에 있어서, 기판(8)과 자기 센서(5, 6) 사이에 다른 지지 부재를 설치하는 등 해서 각 자기 센서의 위치를 조정할 필요는 없다. 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서(5, 6)와 영구 자석(4)의 위치 관계를 조정할 경우에는 상술한 바와 같이 영구 자석(4)과 단일 기판(8) 사이의 거리나 영구 자석(4)의 두께를 조정하면 좋다. 이렇게, 자기 센서(5, 6)는 다른 부재를 개재하지 않고 직접 기판(8)에 고정하면 좋기 때문에 SOP(Small Outline Package)나 리드리스 패키지 등의 표면실장 부품을 실장기(마운터)에 의해 기판(8)의 동일 평면(8a) 상에 기계적으로 실장할 수 있다.
이렇게, 인코더 장치(1)는 고분해능 및 고정밀도를 유지하면서 장착이 용이하고 저렴하게 제조가능한 앱솔루트 인코더 장치가 되어 있다.
상기 제 1 실시형태에 있어서의 회전축(2)이 모터의 구동 기구일 경우의 모터 및 인코더 장치(1)의 구성을 도 15에 나타낸다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 인코더 장치(1)를 모터(30)의 회전축(2)에 장착함으로써 모터의 회전속도 및 회전축위치를 검출가능한 소형의 앱솔루트 인코더 장치를 구비한 모터를 실현할 수 있다.
[제 2 실시형태]
도 16은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 앱솔루트 인코더 장치의 단면도이며, 도 17은 도 16에 나타내는 인코더 장치를 위에서 본 평면도이다. 도 16 및 17에 나타내는 인코더 장치(31)에 있어서, 제 1 실시형태에 있어서의 인코더 장치(1)의 구성 요소와 대응하는 구성 요소에는 제 1 실시형태에 있어서의 부호와 같은 부호를 붙이고 있다. 제 2 실시형태에 의한 인코더 장치(31)는 제 1 실시형태에 의한 인코더 장치(1)와 달리 회전축(2)이 기판(8)을 관통하는 구조를 갖고 있다. 회전축(2)의 선단은 기판(8)의 중심에 형성된 관통 구멍(8b)을 통해서 영구 자석(4)의 내측으로부터 회전축 고정부(12)에 형성된 관통 구멍(12a)에 삽입되고 나사(32)에 의해 영구 자석(4)에 고정된다.
인코더 장치(31)에 있어서의 제 1 자기 패턴(14)의 구성을 도 18에 나타낸다. 제 1 자기 패턴(14)은 회전축(2)이 삽입되는 관통 구멍(12a)을 따라 링형상으로 형성되어 있다. 제 1 자기 센서(5)는 도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 관통 구멍(12a)을 피해서 회전축(2)의 축선상으로부터 오프셋한 위치에 배치되어 있다. 도 19(a)에 제 1 자기 패턴의 착자면이 원형상일 경우의 자계를 나타내고, 도 19(b)에 제 1 자기 패턴의 착자면이 링형상일 경우의 자계를 나타낸다. 도 19에 나타낸 바와 같이, 제 1 자기 센서(5)가 감자에 필요로 되는 수평 자계는 착자 패턴의 외측까지 확장되어 있다. 따라서, 제 1 자기 센서(5)를 회전축(2)의 축선상으로부터 오프셋한 위치에 배치해도 제 1 자기 센서(5)의 출력에 큰 영향은 없다.
제 2 실시형태에 의한 인코더 장치(31)는 회전축(2)이 기판(8) 및 영구 자석(4)의 내측을 관통하는 구성 이외에는 제 1 실시형태에 의한 인코더 장치(1)와 같은 구성을 갖고 있다. 따라서, 제 1 실시형태에 의한 인코더 장치(1)의 상술한 이점과 같은 이점을 갖고 있다.
[다른 실시형태]
이상, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상에 근거해서 각종 변형 및 변경이 가능하다. 예를 들면, 제 2 자기 센서(6)를 구성하는 엘리먼트(6a∼6d)(도 10 참조)의 각 엘리먼트에 있어서의 자기저항 효과 소자(21, 22)(도 7 참조)의 연신 방향을 도 20(a)에 나타낸 바와 같이 형성해도 좋다. 도 20(a)에 나타내는 엘리먼트에 있어서, 자기저항 효과 소자(41)(저항치 R1)와 자기저항 효과 소자(42)(저항치 R2)는 가상 중심선(CL)에 대하여 각각 약 45°의 각도를 가지고 연신하고 자기저항 효과 소자(42)의 단부는 전극(43)과 접속하고 있다. 도 20(a)에 나타내는 엘리먼트의 구성에 대응하는 등가 회로를 도 20(b)에 나타낸다. 자기저항 효과 소자(41)와 자기저항 효과 소자(42)의 연신 방향은 약 90° 다르기 때문에, 도 20(a)에 나타내는 엘리먼트로부터도 도 7(a)에 나타내는 엘리먼트와 마찬가지로 90° 위상이 다른 정현파 신호가 출력된다. 도 21에 도 20에 나타내는 엘리먼트 4개(46a∼46d)로 이루어지는 제 2 자기 센서(46)의 구성을 나타낸다. 각 엘리먼트(46a∼46d)의 배치 위치는 도 10에 나타내는 각 엘리먼트(6a∼6d)의 배치 위치와 같다.
또한, 제 2 자기 센서로서 도 22에 나타내는 제 2 자기 센서(56)를 채용해도 좋다. 제 2 자기 센서(56)의 구조를 도 22(a)에 나타내고, 그 등가 회로를 22(b)에 나타낸다. 제 2 자기 센서(56)는 도 22(a)에 나타낸 바와 같이, 위상이 다른 출력을 행하는 자기저항 효과 소자 8개를 서로 45° 회전시켜 배치하고, 도 22(b)에 나타낸 바와 같이 각각 4개의 자기저항 효과 소자를 갖는 2개의 풀 브리지 회로를 갖고 있다. 도 22(a)에 나타내는 홀수 번호에 의해 특정한 엘리먼트에 있어서, 그 연신 방향이 서로 90° 다른 3번과 5번의 엘리먼트로부터는 cos의 출력이 얻어지고, 마찬가지로 연신 방향이 서로 90° 다른 1번과 7번의 엘리먼트로부터는 -cos의 출력이 얻어진다. 짝수번의 엘리먼트 4개의 센서군은 홀수번의 엘리먼트 4개의 센서 군에 대하여 전체를 45° 회전시킨 위치에 있다. 따라서, 그 연신 방향이 서로 90° 다른 6번과 8번의 엘리먼트로부터 sin의 출력이 얻어지고, 마찬가지로 연신 방향이 서로 90° 다른 2번과 4번의 엘리먼트로부터 -sin의 출력을 얻을 수 있다. 따라서, 도 22(b)에 나타내는 2번, 4번, 6번, 8번의 짝수번호를 붙여서 특정한 엘리먼트로 구성되는 제 1 풀 브리지 회로의 출력과, 1번, 3번, 5번, 7번의 홀수번호의 엘리먼트로 구성되는 제 2 풀 브리지 회로의 출력은 90° 위상이 다르기 때문에, 제 2 자기 패턴(16)이 회전하면 제 2 자기 센서(56)로부터는 제 2 자기 센서(6)와 마찬가지로 서로 90° 위상이 다른 2상의 정현파 신호가 출력되게 된다.
제 2 자기 센서(56)에서는 제 2 자기 패턴(16)의 피치(P)와는 무관계하게 각 자기저항 효과 소자를 배치하기 때문에 피치(P)가 다른 제 2 자기 패턴(16)에 대해서도 적용할 수 있다고 하는 이점을 갖고 있다.
다음에, 제 1 자기 센서(5)의 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 제 1 자기 센서(5)는 도 5(a)에 나타내는 자화 방향(m5∼m8)이 도 5(a)에 나타내는 방향과 180° 다른 것이어도 좋고, 자화 방향(m1∼m4)이 도 5(a)에 나타내는 방향과 180° 다른 것이어도 좋고, 모든 자화 방향(m1∼m8)이 도 5(a)에 나타내는 방향과 180° 다른 것이어도 좋다.
또한, 제 1 자기 센서로서 바이어스 자석 부착 AMR형 자기 센서(25)를 사용해도 좋다. 도 23(a)은 AMR의 감자면 영역(e1∼e8)과 바이어스 자석의 자화 방향(m1∼m4)을 나타내는 AMR형 자기 센서(25)의 구조도이며, 도 23(b)은 그 등가 회로를 나타내는 도면이다. 감자면 영역(e1 및 e2)으로 구성되는 군과, 감자면 영역(e5 및 e6)으로 구성되는 군과, 감자면 영역(e3 및 e4)으로 구성되는 군과, 감자면 영역(e7 및 e8)으로 구성되는 군은 도 23(a)에 나타낸 바와 같이 동일 원주 상에 90° 간격으로 배치되어 있다. 이 AMR형 자기 센서(25)는 1개의 바이어스 자석의 자극면의 중심으로부터 방사상으로 나가고 있는 다른 자화 방향을 이용한 것이다. 제 1 자기 센서(5)와 마찬가지로 제 1 자기 센서(25)로부터도 자계 주기와 동일한 주기로 NS극을 판별할 수 있고 또한 위상이 다른 신호가 얻어진다.
상술한 제 1 자기 센서(5, 25)는 자기저항 효과 소자에 의해 구성한 것이지만, 제 1 자기 센서를 홀 소자에 의해 구성해도 좋다. 예를 들면, 도 24(a)에 나타낸 바와 같이, 4개의 홀 소자(h1∼h4)를 동일 원주 상에 90° 간격으로 배치함으로써 제 1 자기 센서(35)를 구성한다. 도 24(b)는 도 24(a)에 나타내는 제 1 자기 센서(35)의 회로도이다. 제 1 자기 센서(35)로부터도 자계 주기와 동일한 주기로 NS극을 판별할 수 있고 또한 위상이 다른 신호가 얻어진다.
다음에, 영구 자석(4)의 다른 실시형태를 도 25에 나타낸다. 도 25에 나타내는 영구 자석(4)은 그 컵형상의 내측면에 고정된 링형상의 자성체(50)를 구비하고 있다. 이 자성체(50)를 구비함으로써 영구 자석(4)은 외부로부터의 부유 자계에 강한 구조가 되어 있다.
또한, 영구 자석(4)과 회전축(2)의 다른 고정 방법을 도 26에 나타낸다. 도 26에 나타낸 바와 같이, 제 1 실시형태에 의한 영구 자석(4)에 있어서 그 중심에 나사 구멍을 형성하고, 영구 자석(4)의 컵형상의 내측으로부터 나사(52)에 의해 회전축(2)을 고정해도 좋다.
1, 31: 앱솔루트 인코더 장치 2: 회전축
4: 영구 자석 5, 25, 35: 제 1 자기 센서
6, 46, 56: 제 2 자기 센서 7: 신호 처리 회로
8: 기판 11: 영구 자석의 본체부
11a: 본체부의 내측 저면 11b: 본체부의 외주면
12: 영구 자석의 회전축 고정부 14: 제 1 자기 패턴
16: 제 2 자기 패턴

Claims (7)

  1. 2극으로 구성되는 제 1 자기 패턴과 다극으로 구성되는 제 2 자기 패턴을 갖고 회전축에 고정된 영구 자석과,
    상기 제 1 자기 패턴의 자계를 검출하는 제 1 자기 센서와,
    상기 제 2 자기 패턴의 자계를 검출하는 제 2 자기 센서와,
    상기 제 1 자기 센서의 출력 신호로부터 상기 회전축의 절대 각도위치를 나타내는 절대 각도 신호를 취득하고, 상기 제 2 자기 센서의 출력 신호로부터 상기 회전축의 상대 각도 위치를 나타내는 상대 각도 신호를 취득하고, 상기 절대 각도 신호와 상기 상대 각도 신호로부터 상기 회전축의 절대적인 회전 각도를 산출하는 신호 처리 회로와,
    상기 영구 자석에 대향해서 배치되고 상기 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서와 상기 신호 처리 회로를 고정하는 단일 기판을 구비하고,
    상기 제 1 자기 패턴은 상기 영구 자석의 상기 기판과 대향하는 면에 형성된 오목부 내측에 있어서 축방향과 교차하는 방향으로 연장되는 면 상에 회전 방향을 따라 다른 극성을 착자해서 형성되고, 상기 제 2 자기 패턴은 상기 영구 자석의 외주면에 원주방향을 따라 다른 극성을 교대로 착자해서 형성되는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 자기 센서는 NS극을 판별할 수 있는 주기로 위상이 다른 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 제 2 자기 센서는 NS극을 판별하지 않는 주기로 위상이 다른 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서의 특성에 따라서 상기 영구 자석과 상기 단일 기판 사이의 거리와 상기 영구 자석의 두께를 선택한 것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단일 기판은 한 방향으로 연장되는 면일의 평면을 갖고, 상기 제 1 자기 센서 및 제 2 자기 센서는 동일한 상기 평면 상에 직접 실장되는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 자기 패턴은 원형상으로 형성되고, 상기 제 1 자기 센서는 상기 회전축의 축선 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 자기 패턴은 링형상으로 형성되고, 상기 제 1 자기 센서는 상기 회전축의 축선 상으로부터 오프셋된 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구 자석의 내측에 링형상의 자성체를 구비하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 인코더 장치.
  7. 상기 회전축은 모터의 구동 기구이며, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 앱솔루트 인코더 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터.
KR1020137024249A 2011-03-31 2012-03-19 앱솔루트 인코더 장치 및 모터 KR101597639B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011079530A JP5840374B2 (ja) 2011-03-31 2011-03-31 アブソリュートエンコーダ装置及びモータ
JPJP-P-2011-079530 2011-03-31
PCT/JP2012/057005 WO2012132994A1 (ja) 2011-03-31 2012-03-19 アブソリュートエンコーダ装置及びモータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130135918A true KR20130135918A (ko) 2013-12-11
KR101597639B1 KR101597639B1 (ko) 2016-02-25

Family

ID=46930726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137024249A KR101597639B1 (ko) 2011-03-31 2012-03-19 앱솔루트 인코더 장치 및 모터

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9379598B2 (ko)
EP (1) EP2693169B1 (ko)
JP (1) JP5840374B2 (ko)
KR (1) KR101597639B1 (ko)
CN (1) CN103443590B (ko)
ES (1) ES2634588T3 (ko)
TW (1) TWI579533B (ko)
WO (1) WO2012132994A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150118551A (ko) * 2014-04-14 2015-10-22 로베르트 보쉬 게엠베하 비접촉식 회전 각도 검출용 측정 장치
KR20170125723A (ko) 2016-05-04 2017-11-15 성균관대학교산학협력단 노이즈를 제거한 신호를 이용하여 각도를 결정하는 방법, 엔코더의 출력 신호를 보정하는 방법 및 앱솔루트 엔코더
KR20190091255A (ko) * 2016-08-02 2019-08-05 세르보센스 (에스엠씨) 엘티디. 고해상도 앱솔루트 인코더
KR102054617B1 (ko) * 2019-04-26 2019-12-12 프레스토라이트아시아 주식회사 작은 사이즈의 센서 시스템

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103968860B (zh) * 2013-02-01 2017-07-04 江苏多维科技有限公司 绝对式磁旋转编码器
JP6049570B2 (ja) * 2013-08-27 2016-12-21 アルプス電気株式会社 回転検出装置
JP2015129700A (ja) * 2014-01-08 2015-07-16 アルプス電気株式会社 磁界回転検知センサ及び磁気エンコーダ
JP6281688B2 (ja) * 2014-02-04 2018-02-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ制御装置およびパワーステアリング装置
DE102014218060A1 (de) * 2014-09-10 2016-03-10 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine mit einem Anker
EP2950057B1 (de) * 2014-11-18 2016-10-26 Espros Photonics AG Drehwinkelsensorsystem
CN104776789A (zh) * 2015-03-26 2015-07-15 中国人民解放军国防科学技术大学 非接触式两自由度位置传感器
DE102015206108A1 (de) * 2015-04-02 2016-10-20 Bühler Motor GmbH Magnetgebermittel
KR102127750B1 (ko) * 2015-08-04 2020-06-29 엘지이노텍 주식회사 회로기판, 모터 및 전동식 조향장치
DE102015219865A1 (de) * 2015-10-13 2017-04-13 Lenze Drives Gmbh Elektrischer Antrieb
TWI612278B (zh) * 2015-11-18 2018-01-21 國立清華大學 環狀磁性編碼器、環狀磁性編碼器產生裝置、轉軸偏移檢測方法及其人機介面裝置
WO2017090163A1 (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 三菱電機株式会社 磁気センサ及び回転装置
JP6755665B2 (ja) * 2016-01-21 2020-09-16 キヤノン株式会社 モータ駆動装置、モータシステムおよび撮像装置
DE102016101542A1 (de) * 2016-01-28 2017-08-03 Infineon Technologies Ag Sensoreinhausung
FR3049704B1 (fr) * 2016-03-31 2020-06-05 Ntn-Snr Roulements Capteur de detection d’un champ magnetique periodique
US10393499B2 (en) * 2016-05-04 2019-08-27 Fastech Co., Ltd. Angle determinating method using encoder signal with noise suppression, adjusting method for output signal of encoder and absolute encoder
CN105958735B (zh) * 2016-06-12 2018-07-06 浙江湖州森富机电有限责任公司 一种管状电机的绝对编码器
US10591274B2 (en) 2016-09-28 2020-03-17 Infineon Technologies Ag External field robust angle sensing with differential magnetic field
CN106787465A (zh) * 2017-02-09 2017-05-31 湖南天富机电科技有限公司 一种基于角度传感器的电机转子位置检测系统
JP6877168B2 (ja) * 2017-02-14 2021-05-26 日本電産サンキョー株式会社 ロータリエンコーダ及びその絶対角度位置検出方法
JP6906196B2 (ja) * 2017-05-30 2021-07-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電動工具
DE102017210675A1 (de) * 2017-06-26 2018-12-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektromotorbaugruppe
JP6567204B2 (ja) * 2017-07-25 2019-08-28 株式会社スマートロボティクス 減速機
CN108562326B (zh) * 2018-01-22 2020-06-16 北京玻迅基业科技有限公司 一种转轴角度及速度测量装置
JP6996995B2 (ja) * 2018-02-02 2022-01-17 Ntn株式会社 回転角検出装置
JP7067141B2 (ja) * 2018-03-08 2022-05-16 Tdk株式会社 磁石構造体、回転角度検出器、電動パワーステアリング装置、および磁石構造体の製造方法
US20210255003A1 (en) * 2018-06-28 2021-08-19 Agency For Science, Technology, And Research A magnetic encoder
JP7255099B2 (ja) * 2018-07-09 2023-04-11 株式会社デンソー モータ
JP6784283B2 (ja) 2018-09-19 2020-11-11 Tdk株式会社 角度センサシステム
DE102018007952B4 (de) * 2018-10-09 2022-05-05 Baumer Ivo Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur sensorischen Erfassung von Rotationsbewegungen
DE102018219144A1 (de) * 2018-11-09 2020-05-14 Hiwin Mikrosystem Corp. Magnetcodierer und vorrichtung mit demselben
DE102018219142A1 (de) * 2018-11-09 2020-05-14 Hiwin Mikrosystem Corp. Magnetcodierer und vorrichtung mit demselben
WO2020117237A1 (en) * 2018-12-06 2020-06-11 Harmonic Drive Systems Inc. Dual absolute encoder
TWI803545B (zh) * 2018-12-06 2023-06-01 日商和諧驅動系統股份有限公司 雙絕對式編碼器組件及使用其之致動器組件
TWI836973B (zh) * 2018-12-06 2024-03-21 日商和諧驅動系統股份有限公司 雙絕對式編碼器組件及使用其之致動器組件
CN111664778B (zh) * 2019-03-06 2021-10-26 英飞凌科技股份有限公司 使用差分磁场的外部场稳健角度感测
WO2021044758A1 (ja) * 2019-09-05 2021-03-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 回転検出器及びそれを備えたモータ
WO2021153097A1 (ja) * 2020-01-31 2021-08-05 日本精工株式会社 回転角度センサ、電動パワーステアリング装置及び回転角度センサの製造方法
KR20210115864A (ko) 2020-03-16 2021-09-27 한화테크윈 주식회사 카메라 모듈의 회전 위치를 센싱하는 자기 센서 어셈블리
US11637482B2 (en) 2020-10-08 2023-04-25 Analog Devices International Unlimited Company Magnetic sensor system for motor control
DE102020135115A1 (de) * 2020-12-30 2022-06-30 Webasto SE Elektromotor mit Positionserfassung
US11460323B2 (en) 2021-02-05 2022-10-04 Analog Devices International Unlimited Company Magnetic field sensor package
CN113028962B (zh) * 2021-03-09 2023-06-02 浙江禾川科技股份有限公司 一种编码器
CN118575058A (zh) * 2021-12-20 2024-08-30 亚德诺半导体国际无限责任公司 磁传感器系统
DE102022004808A1 (de) * 2022-01-27 2023-07-27 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Elektromotor mit Winkelsensor
WO2024143256A1 (ja) * 2022-12-28 2024-07-04 ニデック株式会社 角度検出装置
CN118053648A (zh) * 2024-02-02 2024-05-17 浙江麦格智芯科技有限公司 一种图形化软磁薄膜磁码盘器件及制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05141911A (ja) * 1991-11-16 1993-06-08 Yamaha Corp ロータリエンコーダ
JPH1070325A (ja) 1996-05-15 1998-03-10 Siemens Ag 外部磁界を検出するためのセンサ装置
JP2001004405A (ja) 1999-06-22 2001-01-12 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 磁気式エンコーダ装置
JP2004144497A (ja) 2002-10-22 2004-05-20 Iai:Kk 磁気式エンコーダと電動アクチュエータ
JP2006208025A (ja) 2005-01-25 2006-08-10 Hamamatsu Koden Kk 磁気センサ

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5097209A (en) 1990-02-21 1992-03-17 The Torrington Company Magnetic encoder and sensor system for internal combustion engines
JPH0610813A (ja) 1992-06-25 1994-01-21 Mitsubishi Electric Corp 始動電動機
JPH0610813U (ja) * 1992-07-09 1994-02-10 株式会社三協精機製作所 エンコーダ装置
JP2957130B2 (ja) * 1996-06-06 1999-10-04 日立金属株式会社 回転位置検出装置
CN1289312C (zh) * 1999-01-07 2006-12-13 精工爱普生株式会社 打印机
US6492911B1 (en) * 1999-04-19 2002-12-10 Netzer Motion Sensors Ltd. Capacitive displacement encoder
JP2001343206A (ja) * 2000-05-31 2001-12-14 Koyo Seiko Co Ltd 回転角度検出装置、ブラシレスモータ及び電動パワーステアリング装置
JP4275444B2 (ja) * 2002-04-12 2009-06-10 Ｎｔｎ株式会社 アブソリュートエンコーダ付軸受
JP4605352B2 (ja) * 2004-08-17 2011-01-05 Ｎｏｋ株式会社 磁気ロータリエンコーダ用パルサーリング
JP2006138738A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Yaskawa Electric Corp 磁気式エンコーダ装置
JP4706407B2 (ja) * 2005-09-14 2011-06-22 株式会社安川電機 磁気式エンコーダ装置
JP2007113931A (ja) * 2005-10-18 2007-05-10 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd 磁気エンコーダ
JPWO2007055135A1 (ja) * 2005-11-14 2009-04-30 株式会社安川電機 磁気式エンコーダ装置
JP5041722B2 (ja) * 2006-03-31 2012-10-03 光洋電子工業株式会社 アブソリュートエンコーダ
JP2008128740A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Furukawa Electric Co Ltd:The 回転センサ
WO2008136054A1 (ja) * 2007-04-24 2008-11-13 Harmonic Drive Systems Inc. 磁気式エンコーダおよび絶対回転位置検出方法
DE112008003911B4 (de) 2008-06-20 2023-02-02 Harmonic Drive Systems Inc. Magnetischer Encoder und Aktuator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05141911A (ja) * 1991-11-16 1993-06-08 Yamaha Corp ロータリエンコーダ
JPH1070325A (ja) 1996-05-15 1998-03-10 Siemens Ag 外部磁界を検出するためのセンサ装置
JP2001004405A (ja) 1999-06-22 2001-01-12 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 磁気式エンコーダ装置
JP2004144497A (ja) 2002-10-22 2004-05-20 Iai:Kk 磁気式エンコーダと電動アクチュエータ
JP2006208025A (ja) 2005-01-25 2006-08-10 Hamamatsu Koden Kk 磁気センサ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150118551A (ko) * 2014-04-14 2015-10-22 로베르트 보쉬 게엠베하 비접촉식 회전 각도 검출용 측정 장치
KR20170125723A (ko) 2016-05-04 2017-11-15 성균관대학교산학협력단 노이즈를 제거한 신호를 이용하여 각도를 결정하는 방법, 엔코더의 출력 신호를 보정하는 방법 및 앱솔루트 엔코더
KR20190091255A (ko) * 2016-08-02 2019-08-05 세르보센스 (에스엠씨) 엘티디. 고해상도 앱솔루트 인코더
KR102054617B1 (ko) * 2019-04-26 2019-12-12 프레스토라이트아시아 주식회사 작은 사이즈의 센서 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20140015384A1 (en) 2014-01-16
US9379598B2 (en) 2016-06-28
EP2693169A4 (en) 2014-08-27
EP2693169A1 (en) 2014-02-05
ES2634588T3 (es) 2017-09-28
EP2693169B1 (en) 2017-05-03
CN103443590A (zh) 2013-12-11
JP5840374B2 (ja) 2016-01-06
WO2012132994A1 (ja) 2012-10-04
TWI579533B (zh) 2017-04-21
CN103443590B (zh) 2016-04-13
TW201303266A (zh) 2013-01-16
KR101597639B1 (ko) 2016-02-25
JP2012215415A (ja) 2012-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130135918A (ko) 앱솔루트 인코더 장치 및 모터
JP5120384B2 (ja) 回転角度検出装置、回転機及び回転角度検出方法
EP3184954B1 (en) Magnetoresistive angle sensor
JP4324813B2 (ja) 回転角度検出装置及び回転機
JP5666886B2 (ja) ロータリエンコーダ
JP5245114B2 (ja) 位置検出装置
TWI678517B (zh) 旋轉編碼器及旋轉編碼器之絕對角度位置檢測方法
TWI392856B (zh) 原點位置信號檢測器
GB2505226A (en) Arrangement, method and sensor for measuring an absolute angular position using a multi-pole magnet
KR20140138253A (ko) 자기식 회전각 검출기
US20100301845A1 (en) Absolute measurement steering angle sensor arrangement
JP5131537B2 (ja) 角度検出装置
US8928313B2 (en) Magnetic encoder with improved resolution
JP5201493B2 (ja) 位置検出装置及び直線駆動装置
JP4900838B2 (ja) 位置検出装置及び直線駆動装置
JP2007051953A (ja) 磁気エンコーダ
JP6201910B2 (ja) 回転検出センサ及びその製造方法
JP2009244044A (ja) 磁気式回転位置検出装置
JP2008267867A (ja) 回転検出装置および回転検出装置付き軸受
EP4235108B1 (en) Magnetic position sensor system with high accuracy
JP2017075827A (ja) 磁気検出装置
JPH03191823A (ja) 磁気エンコーダ
JP2012145525A (ja) ロータリーエンコーダー、およびモーター

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181206

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191115

Year of fee payment: 5