JPH01276016A

JPH01276016A - アブソリュート型エンコーダ

Info

Publication number: JPH01276016A
Application number: JP10564788A
Authority: JP
Inventors: Taku Murakami; 卓村上
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1989-11-06
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JP2628338B2

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）可変ポンプ・モータの吐出量をコントロールするための
制御用ピストンの位置検出品等、産業用機械のコンポー
ネントのコントローラに使用する移動要素の位置を検出
するためのエンコーダに関し、特に現状の精度を維持し
つつ、低コスト化が可能なアブソリュート型エンコーダ
に関するものである。

（従来の技術）前記移動要素の位置を検出する手段としては。

従来、磁気抵抗式のエンコーダが使用されており、特性
上の問題から第７図に示されるような磁気リニアエンコ
ーダが使用されている。

第７図（Ａ）は平面図で、磁束カウンター２１の移動方
向に、一定間隔毎に規則的に磁化された磁性体２２を備
え、磁束検出へラド２１と磁性体２２の相対移動によっ
て、磁束へラド２１がカウントする磁束の強弱の数によ
って、移動要素の位置を検出するインクリメント型のエ
ンコーダである。

前記検出ヘッド２１としては、磁気抵抗素子。

コイルを巻いたコアヘッドが使用されており。

第７図（Ｂ）に示されるごとく、磁性体２２とギャップ
δを介して相対移動するようになっている。

第５図（Ｂ）は正面図で、磁束ヘッド２１は磁性体１２
２とδの距離を隔てて無接触状態で相対移動することを
示す。

（発明が解決しようとする課題）前記従来の技術に於ては、ノイズが発生し易かったり、
インクリメンタル型であるため、スタート時の原点補正
が必要であること等の問題があり、できればアブソリュ
ート型のエンコーダの開発が望まれていた。

（課題を解決するための手段）本発明は前記従来の技術に於ける課題を解決するために
なされたもので、磁性体２と、該磁性体２の着磁面の一
辺と同方向に、（形パターンを基調とした組合せによる
パターンが形成された磁気抵抗素子から成る磁束検出器
１とから成り、前記磁性体２と磁束検出器１の相対移動
により、前記磁性体２の重なり合う前記磁束検出器１の
く形パターンの数が変化することを特徴とするアブソリ
ュート型エンコーダに関する。

（作用）本発明は、前記構成により次のように作用する。

磁束検出器１と、ｉｆｉ性磁性の間に相対移動があると
磁性体２と重なり合う磁束検出器１の（形パターンの数
が変化する。

前記磁束検出器１は、磁束の変化によって抵抗値の変る
磁気抵抗素子から成っているため。

前記のように、磁性体２と重なり合う磁束検出器１のく
形パターンの数が変化すると、磁束検出器の抵抗が変化
するので、これを電圧又は電流として検出することによ
り、磁束検出器ｌと磁性体２の相対位置を精度良く、確
実に検出することができる。

なお、一般のＭＲ素子は磁場により抵抗が変化するが９
通常のアナログ処理は、第６図（Ａ）に示すような曲線
を使って１強度の傾きとして位置を検出するものである
０本発明に於ける磁束検出器１のく形パターンの１単位
は、第６図（Ｂ）に示すように磁化されているおり、第
６図（Ａ）のように抵抗の変化の傾きで位置を検出する
のではなり、＜形パターンの数の変化による抵抗の変化
をアナログ的に検出して位置を測定するようにしたもの
である。

従つて９本発明によるときは、測定精度が大幅に向上さ
れる長所がある。

（実施例）以下１本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明の第１実施例を示す図で。

（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）はＭＲセンサ
ーｌの磁束量を検出するための電気回路である。

前記、パーマロイに使用したＭＲセンサーｌは、第１図
（Ａ）に示すごとくその抵抗素子のパターンをＦ−ｅ−
Ｃｒ−Ｃｏｉｆｔ石で形成された磁性体２の着磁パター
ンの方向３に合せて作成しである。

また、Ｍｉ磁性体と磁束検出器ｌとのギャップδは１．
５■とした。

第１図（Ｂ）に示すごと＜、ＭＲセンサーｌと磁性体２
は約５ｓｍの間隔を有して無接触で移動すると、磁性体
２から出る磁束量はそのパターン３に伴って変化する。

従って、第１図（Ｃ）に示す電気回路に於て。

抵抗６及び７が変化するため、定電圧電源４に対する電
圧Ｖが変化する。

即ち、電圧計５の値を検出することによって。

ＭＲセンサー１と磁性体２の相対位置を測定することが
できるわけである。

また、精度の必要な場所は磁性体２の着磁パターンの面
積変化勾配を大きくすれば、隙かな位置変化でも、電圧
計５には大きな電圧変化が生ずるため、測定精度を向上
することができる。

第５図は２本実施例のアブソリュート型エンコーダによ
って得られた譜定結果であるが１位置ＰとＱの間では着
磁パターンの直線３にほぼ近い１位置と検出電圧の関係
が得られた。

第２図は１本発明の第２実施例で、（Ａ）は平面図、（
Ｂ）は正面図である。

本実施例は、磁性体２ａの素材の形状は矩形であるが、
その着磁パターン３ａを第１実施例の着磁パターン３と
同じにしたものであり９ＭＲセンサー１ａ及び該ＭＲセ
ンサー１ａと磁性体２ａとの間隔、磁束検出用の電気回
路は第１実施例と全く同一である。

第３図は１本発明の第３実施例で、（Ａ）は平面図、（
Ｂ）は正面図である。

本実施例は、磁性体２ｃは矩形であると共に全面が着磁
されているが、ＭＲ４ンサー１ｃの移動方向を傾斜させ
たもので、第２実施例同様。

ＭＲセンサｌｃ及びｉＭＲセンサー１ｃと磁性体２ｃと
の間隔、磁束検出用の電気回路は第１実施例と全く同じ
である。

第４図は、磁性体１ｄの着磁パターンの勾配を変化させ
ることにより位置の測定精度を調整することができるこ
とを示す図で２位置に対する着磁パターンの勾配を　の
ごとく大きくすれば、検出電圧の変化率も大きくなるた
め、測定精度が向上する。

（発明の効果）以上の通り１本発明によるときは次の効果を奏すること
ができる。

（１）　［性体の着磁パターンを位置に対して一義的に
決めれば１Ｍ１束検出器により、磁性体の磁束による電
気抵抗の変化を測定するだけで、その絶対位置を測定で
きるのでコスト的に安価となる。

（２）磁性体と磁束検出器は無接触式のため、摩耗する
ことがなく耐久性が向上する。

（３）磁性体の着磁パターンを、長手方向に対して勾配
が大きくなるようにすれば、測定精度が高くなるので２
着磁パターンの調整だけで簡単に測定精度および検出距
離を変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す図で（Ａ）は平面図
、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は測定用の電気回路図である
。第２図は本発明の第２実施例を示す図で（Ａ）は平面図
、（Ｂ）は正面図である。第３図は本発明の第３実施例を示す図で（Ａ）は平面図
、（Ｂ）は正面図である。第４図は本発明に於ける磁性体の着磁パターンの例を示
す図、第５図は本発明の第１実施例による測定結果を示
す図である。第６図は、磁場強度と抵抗の関係を示す図で、（Ａ）は
従来の技術、（Ｂ）は本発明を示す図である。第７図は従来の技術を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ
）は正面図である。１．１ａ〜１ｃ・・・磁束検出器（ＭＲセンサー）２．
２ａ〜２ｃ・・・磁性体３．３ａ〜３ｃ・・・着磁パターン４・・・定電圧電ｆｌ　　　５・・・電圧針６．７・・
・抵抗特許出願人　株式会社小松製作所代理人　（弁理士）岡　１）和　喜（Ｂ）（Ｃ）第１図（Ａ）第２図（Ｂ）第３図第４図第５図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

磁性体２と、該磁性体２の着磁面の一辺と同方向に、く
形パターンを基調とした組合せによるパターンが形成さ
れた磁気抵抗素子から成る磁束検出器１とから成り、前
記磁性体２と磁束検出器１の相対移動により、前記磁束
検出器１のく形パターンの数が変化することを特徴とす
るアブソリュート型エンコーダ。