JPH01185414A - 磁気式ロータリーエンコーダ - Google Patents
磁気式ロータリーエンコーダInfo
- Publication number
- JPH01185414A JPH01185414A JP1038688A JP1038688A JPH01185414A JP H01185414 A JPH01185414 A JP H01185414A JP 1038688 A JP1038688 A JP 1038688A JP 1038688 A JP1038688 A JP 1038688A JP H01185414 A JPH01185414 A JP H01185414A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- rotating body
- elements
- sensor
- change
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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- 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、情報機器や自動化機器等における回転体の回
転角を検出する磁気式ロータリーエンコーダ（以下単に
エンコーダと称す）に関する。
転角を検出する磁気式ロータリーエンコーダ（以下単に
エンコーダと称す）に関する。
エンコーダの従来例を第３図ないし第６図に示す。第３
図において、エンコーダは回転体の軸に取り付けられる
磁気ドラム１と磁気センサ２の二つの主要素から構成さ
れ、この磁気ドラム１と磁気センサ２は間隔りだけ離れ
て対向している。磁気ドラム１は回転体の軸に取り付け
られる回転ドラムの周面に一定のピッチλでＮ極とＳ極
が交互に着磁されており、ピッチλは電気角πとなる。
図において、エンコーダは回転体の軸に取り付けられる
磁気ドラム１と磁気センサ２の二つの主要素から構成さ
れ、この磁気ドラム１と磁気センサ２は間隔りだけ離れ
て対向している。磁気ドラム１は回転体の軸に取り付け
られる回転ドラムの周面に一定のピッチλでＮ極とＳ極
が交互に着磁されており、ピッチλは電気角πとなる。
磁気センサ２は第５図に示すようにガラス基板３にパー
マロイなどのような磁気抵抗効果を有する合金をλ／２
の間隔をおいて蒸着して形成した両磁気抵抗効果素子（
以下ＭＲ素子と称す）２１ａ、。
マロイなどのような磁気抵抗効果を有する合金をλ／２
の間隔をおいて蒸着して形成した両磁気抵抗効果素子（
以下ＭＲ素子と称す）２１ａ、。
２１ｂを直列に接続したものである。第４図は磁気ドラ
ム１の代わりに磁気円板４を用いたもので、回転円板の
周縁に一定のピッチλでＮ極とＳ極が交互に着磁されて
おり、磁気センサ２は既に述べた第５図に示すものと同
様である。この磁気円板４の動作は磁気ドラム１とほぼ
同様であるから磁気ドラムｌまたは磁気円板４を磁気回
転体と称する。
ム１の代わりに磁気円板４を用いたもので、回転円板の
周縁に一定のピッチλでＮ極とＳ極が交互に着磁されて
おり、磁気センサ２は既に述べた第５図に示すものと同
様である。この磁気円板４の動作は磁気ドラム１とほぼ
同様であるから磁気ドラムｌまたは磁気円板４を磁気回
転体と称する。
磁気センサ２は第５図に示すようにＭＲ素子２１ａ、２
１ｂを直列に接続してその両端に直流電圧Ｖｄが印加さ
れており、磁気回転体１の磁極が両ＭＲ素子２１ａ、２
１ｂに作用するとこの両ＭＲ素子２１ａ、２１ｂの抵抗
値が変化するので、磁気回転体１が回転すると両ＭＲ素
子２１ａ、２１ｂの接続点と素子２１ｂの一端との間に
交流電圧Ｖａを発生する。
１ｂを直列に接続してその両端に直流電圧Ｖｄが印加さ
れており、磁気回転体１の磁極が両ＭＲ素子２１ａ、２
１ｂに作用するとこの両ＭＲ素子２１ａ、２１ｂの抵抗
値が変化するので、磁気回転体１が回転すると両ＭＲ素
子２１ａ、２１ｂの接続点と素子２１ｂの一端との間に
交流電圧Ｖａを発生する。
この交流電圧の周波数を計数することにより磁気回転体
１の回転角を検出できる。一般には第６図に示すように
両ＭＲ素子２１ａ、２１ｂのほかにこの両ＭＲ素子２１
ａ、２１ｂからλ／４（電気角π／４）ずらしたもう−
組のＭＲ素子２１ｃ、２１ｄを設け、これらを組み合わ
せてＡ相とＢ相とからなる二相交流を得て、Ａ相がλ／
４進んでいるか、Ｂ相がλ／４進んでいるかでその回転
方向を検出できるようにされている。なおこのようにす
ると検出信号を増加してエンコーダの分解能を高めるこ
ともできる。
１の回転角を検出できる。一般には第６図に示すように
両ＭＲ素子２１ａ、２１ｂのほかにこの両ＭＲ素子２１
ａ、２１ｂからλ／４（電気角π／４）ずらしたもう−
組のＭＲ素子２１ｃ、２１ｄを設け、これらを組み合わ
せてＡ相とＢ相とからなる二相交流を得て、Ａ相がλ／
４進んでいるか、Ｂ相がλ／４進んでいるかでその回転
方向を検出できるようにされている。なおこのようにす
ると検出信号を増加してエンコーダの分解能を高めるこ
ともできる。
近年エンコーダは小形で高分解能のものが要求されでき
ている。高分解能を得る一つの方法として磁気回転体へ
の着磁ピッチλを小さくし、出力電圧の周波数を高くす
ることがある。しかじ着磁ピッチλを小さくすると１個
の磁極が小さくなり、磁気センサに作用する磁界が弱く
なるので、感度を上げるには磁気センサを磁気回転体に
接近させる必要がある。この場合磁気回転体の僅かの偏
心による磁界の強さの変化で出力が変動したり、磁気回
転体と磁気センサとが接触するという問題がある。別の
方法として、磁気回転体の周囲にλ／４の間隔を置いて
複数の磁気センサを設け、信号数を増加して高分解能を
得る方法もある。しかしこの方法では磁気回転体の回転
に伴う出力波形の変動の小さいことが前提になるが、磁
気回転体として磁気ドラムの場合にはその偏心があり、
磁気円板の場合には面振れがあり、何れの場合も出力波
形に変動が生じこの調整には多大の工数を要するという
問題がある。
ている。高分解能を得る一つの方法として磁気回転体へ
の着磁ピッチλを小さくし、出力電圧の周波数を高くす
ることがある。しかじ着磁ピッチλを小さくすると１個
の磁極が小さくなり、磁気センサに作用する磁界が弱く
なるので、感度を上げるには磁気センサを磁気回転体に
接近させる必要がある。この場合磁気回転体の僅かの偏
心による磁界の強さの変化で出力が変動したり、磁気回
転体と磁気センサとが接触するという問題がある。別の
方法として、磁気回転体の周囲にλ／４の間隔を置いて
複数の磁気センサを設け、信号数を増加して高分解能を
得る方法もある。しかしこの方法では磁気回転体の回転
に伴う出力波形の変動の小さいことが前提になるが、磁
気回転体として磁気ドラムの場合にはその偏心があり、
磁気円板の場合には面振れがあり、何れの場合も出力波
形に変動が生じこの調整には多大の工数を要するという
問題がある。
本発明の目的は出力波形の変動を小さくし、分解能の優
れたエンコーダを提供することにある。
れたエンコーダを提供することにある。
上述の課題を解決するため本発明は、回転ドラムの周面
または回転円板の周縁に一定ピッチで多数の磁極を設、
けた磁気回転体と、この磁気回転体の周囲に設置されこ
の磁気回転体の回転による磁界の変化で抵抗値が変化す
る複数の磁気抵抗効果素子を組み合わせた磁気センサと
を備えた磁気式ロータリーエンコーダにおいて、少な（
とも三組の磁気センサを前記磁気回転体の周囲に前記磁
極ピッチの整数倍で等間隔に配置し、この各磁気センサ
の磁気抵抗効果素子を直列に接続したものである。
または回転円板の周縁に一定ピッチで多数の磁極を設、
けた磁気回転体と、この磁気回転体の周囲に設置されこ
の磁気回転体の回転による磁界の変化で抵抗値が変化す
る複数の磁気抵抗効果素子を組み合わせた磁気センサと
を備えた磁気式ロータリーエンコーダにおいて、少な（
とも三組の磁気センサを前記磁気回転体の周囲に前記磁
極ピッチの整数倍で等間隔に配置し、この各磁気センサ
の磁気抵抗効果素子を直列に接続したものである。
磁気センサの出力の変化は、磁気回転体とこの磁気回転
体の周囲に設けた磁気センサとの間隔が偏心した磁気回
転体の回転で変化し、磁気センサに作用する磁界の強さ
が変化するので起こる。したがって磁気回転体の周囲に
少なくとも三組の磁気センサを磁極ピッチの整数倍で等
間隔に配置し、この磁気センサのＭＲ素子を直列に接続
すれば各磁気センサの出力はそれぞれ磁気回転体の回転
により変化するが、この出力を合計したものは一定とな
り、高分解能のエンコーダを得ることが可能となる。
体の周囲に設けた磁気センサとの間隔が偏心した磁気回
転体の回転で変化し、磁気センサに作用する磁界の強さ
が変化するので起こる。したがって磁気回転体の周囲に
少なくとも三組の磁気センサを磁極ピッチの整数倍で等
間隔に配置し、この磁気センサのＭＲ素子を直列に接続
すれば各磁気センサの出力はそれぞれ磁気回転体の回転
により変化するが、この出力を合計したものは一定とな
り、高分解能のエンコーダを得ることが可能となる。
第１図および第２図は本発明によるエンコーダの一実施
例を示し、第３図ないし第６図と同一のものには第３図
ないし第６図と同一の符号を付した。第１図において、
磁気回転体１の周囲にＭＲ素子２１ａ、２１ｂからなる
磁気センサ２ａと、ＭＲ素子２２ａ、２２ｂからなる磁
気センサ２ｂと、ＭＲ素子２３ａ、２３ｂからなる磁気
センサ２Ｃと、ＭＲ素子２４ａ、２４ｂからなる磁気セ
ンサ２ｄとがそれぞれ機械角９０°（磁極ピッチλの整
数ｎ倍）の等間隔で配置され、磁気回転体１は偏心によ
りその磁極が磁気センサ２ａから離れ、磁気センサ２Ｃ
に接近した状態を示している。このような各磁気センサ
２ａ〜２ｄの各ＭＲ素子２１ ａ 〜２４ ｂは第２図
に示すように直列に接続され、その両端に直流電圧Ｖｄ
が印加されている。またＭＲ素子２４ａ素子２４ｂとの
接続点は交流電圧Ｖａの出力端とされている。
例を示し、第３図ないし第６図と同一のものには第３図
ないし第６図と同一の符号を付した。第１図において、
磁気回転体１の周囲にＭＲ素子２１ａ、２１ｂからなる
磁気センサ２ａと、ＭＲ素子２２ａ、２２ｂからなる磁
気センサ２ｂと、ＭＲ素子２３ａ、２３ｂからなる磁気
センサ２Ｃと、ＭＲ素子２４ａ、２４ｂからなる磁気セ
ンサ２ｄとがそれぞれ機械角９０°（磁極ピッチλの整
数ｎ倍）の等間隔で配置され、磁気回転体１は偏心によ
りその磁極が磁気センサ２ａから離れ、磁気センサ２Ｃ
に接近した状態を示している。このような各磁気センサ
２ａ〜２ｄの各ＭＲ素子２１ ａ 〜２４ ｂは第２図
に示すように直列に接続され、その両端に直流電圧Ｖｄ
が印加されている。またＭＲ素子２４ａ素子２４ｂとの
接続点は交流電圧Ｖａの出力端とされている。
磁気回転体１が回転すると各ＭＲ素子２１ａ〜２４ｂは
その磁界の強さの変化による抵抗値の変化を起こし、出
力端には交流波形が現れる。このときセンサ２ｂ、２ｄ
に対してセンサ２ａの抵抗値変化の変動は小さく、その
分センサ２Ｃの抵抗値変化の変動は大きい。すなわち一
つのセンサについて注目すれば磁気回転体１の回転に伴
って交流出力は変動するが、全体としてはこれを平均化
して安定した出力を得るものである。したがって出力安
定性の点からはセンサの数は多い方が望ましいが、最低
３個あればかなりの安定化がはかれる。
その磁界の強さの変化による抵抗値の変化を起こし、出
力端には交流波形が現れる。このときセンサ２ｂ、２ｄ
に対してセンサ２ａの抵抗値変化の変動は小さく、その
分センサ２Ｃの抵抗値変化の変動は大きい。すなわち一
つのセンサについて注目すれば磁気回転体１の回転に伴
って交流出力は変動するが、全体としてはこれを平均化
して安定した出力を得るものである。したがって出力安
定性の点からはセンサの数は多い方が望ましいが、最低
３個あればかなりの安定化がはかれる。
なお、この実施例では各磁気センサ２ａ、２ｂ。
２ｃ、２ｄは簡単のためにそれぞれλ／２間隔の二つの
ＭＲ素子からなるものについて説明したが、この各磁気
センサ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは従来のものと同様に第
６図に示す四つのＭＲ素子からなる磁気センサを等間隔
に配置し、第２図に準じて接続すれば、高分解能が得ら
れ、かつ回転方向の検出も可能になる。
ＭＲ素子からなるものについて説明したが、この各磁気
センサ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは従来のものと同様に第
６図に示す四つのＭＲ素子からなる磁気センサを等間隔
に配置し、第２図に準じて接続すれば、高分解能が得ら
れ、かつ回転方向の検出も可能になる。
本発明によれば、１個の磁気回転体に対し少なくとも三
組の磁気センサを配置し、この磁気センサのＭＲ素子を
直列に接続してそれらの出力を総合するようにしたから
磁気回転体の偏心や磁気円板の面振れにより、ドラムや
円板の回転に伴って各磁気センサの出力が変動しても全
体としては安定した出力を得ることができる。したがっ
て磁気センサの各ＭＲ素子を複数組配置し、信号数を増
加し、高分解能のエンコーダを構成することができる。
組の磁気センサを配置し、この磁気センサのＭＲ素子を
直列に接続してそれらの出力を総合するようにしたから
磁気回転体の偏心や磁気円板の面振れにより、ドラムや
円板の回転に伴って各磁気センサの出力が変動しても全
体としては安定した出力を得ることができる。したがっ
て磁気センサの各ＭＲ素子を複数組配置し、信号数を増
加し、高分解能のエンコーダを構成することができる。
なお出力不安定の要因として、ドラムの偏心や円板の面
振れのほかに各磁極間の着磁むらがあるが、この着磁む
らによる出力不安定も本発明により軽減することができ
るという効果がある。
振れのほかに各磁極間の着磁むらがあるが、この着磁む
らによる出力不安定も本発明により軽減することができ
るという効果がある。
第１図および第２図は本発明によるエンコーダの一実施
例を示し、第１図はその概要を示す平面図、第２図は第
１図の磁気センサの結線図、第３図ないし第６図は従来
のエンコーダの例を示し、第３図は磁気ドラムを用いた
エンコーダの概要を示す斜視図、第４図は磁気円板を用
いたエンコーダの概要を示す斜視図、第５図および第６
図はそれぞれ異なる磁気センサの平面図である。 １ 磁気回転体、２ 磁気センサ、２１ａ、２１ｂ〜２
４ ａ、 ２４ ｂＭＲ素子。 第１図 第２図
例を示し、第１図はその概要を示す平面図、第２図は第
１図の磁気センサの結線図、第３図ないし第６図は従来
のエンコーダの例を示し、第３図は磁気ドラムを用いた
エンコーダの概要を示す斜視図、第４図は磁気円板を用
いたエンコーダの概要を示す斜視図、第５図および第６
図はそれぞれ異なる磁気センサの平面図である。 １ 磁気回転体、２ 磁気センサ、２１ａ、２１ｂ〜２
４ ａ、 ２４ ｂＭＲ素子。 第１図 第２図
Claims (1)
- １）回転ドラムの周面または回転円板の周縁に一定ピッ
チで多数の磁極を設けた磁気回転体と、この磁気回転体
の周囲に設置されこの磁気回転体の回転による磁界の変
化で抵抗値が変化する複数の磁気抵抗効果素子を組み合
わせた磁気センサとを備えた磁気式ロータリーエンコー
ダにおいて、少なくとも三組の磁気センサを前記磁気回
転体の周囲に前記磁極ピッチの整数倍で等間隔に配置し
、この各磁気センサの磁気抵抗効果素子を直列に接続し
たことを特徴とする磁気式ロータリーエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1038688A JPH01185414A (ja) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | 磁気式ロータリーエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1038688A JPH01185414A (ja) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | 磁気式ロータリーエンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01185414A true JPH01185414A (ja) | 1989-07-25 |
Family
ID=11748679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1038688A Pending JPH01185414A (ja) | 1988-01-20 | 1988-01-20 | 磁気式ロータリーエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01185414A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004507722A (ja) * | 2000-08-22 | 2004-03-11 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 角度測定装置および方法 |
| JP2011080783A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Showa Corp | 相対角度検出装置、回転角度検出装置及びパワーステアリング装置 |
-
1988
- 1988-01-20 JP JP1038688A patent/JPH01185414A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004507722A (ja) * | 2000-08-22 | 2004-03-11 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 角度測定装置および方法 |
| JP2011080783A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Showa Corp | 相対角度検出装置、回転角度検出装置及びパワーステアリング装置 |
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