JPH03158717A - 変位検出装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、変位検出装置に関し、より詳しくは、例えば
磁気ロータリーエンコーダやリニアエンコーダに適用可
能な変位検出装置に関する。

（従来の技術） この種の変位検出装置として、従来、第８図。

第９図に示すものが知られている。

同図に示す変位検出装置３０は、駆動軸３１により中心
部を支持されると共に、外周部に、一定ピッチのＮ、　
　Ｓ磁極を着磁した下側着磁部３３ａ及びＮ極を１箇所
のみ着磁した上側着磁部３３ｂからなる着磁部３３を設
けた円板状の被検出体としての回転体３２を有している
。

また、前記回転体３２の外周近傍には、下側着磁部３３
ａのＮ、　　Ｓ磁極１ピッチ分の領域に臨ませて８個の
傾斜配置のセンサ３４ａ乃至３４ｈが、上側着磁部３３
ｂに臨ませて１個のセンサ３４ｉが各々配置され、これ
らセンサ３４ａ乃至３４ｉによりセンサ群３４を構成し
ている。

そして前記回転体３２が矢印β方向に周期Ｔで回転する
とき、各センサ３４ａ乃至３４ｈ及びセンサ３４ｉは第
３図に示すような検出信号Ａ乃至Ｈ及び丁を各々出力す
るようになっている。

しかしながら、上記構成の変位検出装置３０の場合、下
側着磁部３３ａが第８図に示すように通常の垂直分割着
磁であり、センサ３４ａ乃至３４ｈが傾斜配置であるた
め、この３４ａ乃至３４ｈの作製や配置が難しいという
問題がある。

すなわち、センサ３４ａ乃至３４ｈ及びセンサ３４ｉを
例えば強磁性体の磁気抵抗の変化を利用するＭＲセンサ
で作製する場合、−枚の基板上に上述した傾斜配置に対
応した９個のＭＲセンサを設けることは容易ではない。

また、センサ３４ａ乃至３４ｈ及びセンサ３４ｉを例え
ばホール素子を用いて構成する場合、８個のホール素子
を上述した傾斜配置の状態で回転体３２の近傍に配置す
ることも組立技術上困難を伴う。

第１０図は従来例の他側を示すものであり、前記回転体
３２の代りに、Ｎ、　　Ｓ磁極が８段に亘る下側磁極部
３３ａを有する回転体３２′を用い、センサ群３４は垂
直配置きしたものである。

しかし、この場合には、Ｎ、Ｓ磁極を第９図に示す如く
回転体３２′の外周面に着磁することは着磁技術上難し
く、実際には各段の間に非着磁領域を設けなければなら
ず、この結果、回転体３２′の厚さが大となって、薄型
化の要請に反するという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、センサ
の作製や配置が容易であり、被検出体の原型化を回避す
ることが可能な変位検出装置を提供することを目的とす
るものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、一定ピッチのＮ、　　Ｓ磁極の着磁部を設け
た被検出面を有する被検出体と、この被検出体の被検出
面近傍に配置された任意数のセンサ群とを備え、前記被
検出体とセンサ群との相対的な変位をセンサ群により検
出する変位検出装置において、前記着磁部を前記変位の
方向に対し傾斜配置に形成すると共に前記センサ群を変
位方向と直交する方向に沿って直線的に配置したもので
ある。

（作　用） 以下に上記構成の装置の作用を説明する。

この装置における着磁部は、被検出体、センサ群両者の
相対的な変位の方向に対し傾斜配置であり、かつ、セン
サ群を前記変位の方向と直交する方向に沿って直線的に
配置しているので、被検出体の原型化を回避し得ると共
にセンサ群の作製や配置が容易となる。

（実施例） 以下に本発明の詳細な説明する。

第１図に示す変位検出装置１は、駆動軸２により中心部
が支持された円形の外周面を有する被検出体としての回
転体３と、この回転体３の外周面に上下２段配置に着磁
された上側着磁部４ｂ及び下側着磁部４ａからなる被検
出面を形成する着磁部４と、この着磁部４の近傍に臨ま
せて配置したセンサ５ａ乃至５ｈ及びセンサ５１からな
るセンサ群５と、このセンサ群５の各検出信号を取込ん
で信号処理する信号処理回路６とを具備している。

前記下側着磁部４ａは、第２図に拡大して示すように、
回転体３の外周面を１／２に分割する下側領域において
、前記駆動軸２の軸線りの方向に対し傾斜角θ１をもっ
た傾斜配置で、かつ、Ｎ。

Ｓ磁極の着磁ピッチがＰとなる状態で設けられている。

傾斜角θ１は第２図に示すように下側着磁部４ａの最上
部におけるＮ極、Ｓ極の境界部と、同じ（最下部におけ
る１ピッチ分隣りのＮ極、Ｓ極の境界部とが一致する角
度以上に選定している。

これは、後述するセンサ５ａ乃至５ｈが、１ピッチＰの
Ｎ極、Ｓ極に対し均等に配置し得るようにするためであ
る。

前記上側着磁部４ｂは、下側着磁部４ａにおけるある特
定のＮ極に連続する傾斜角θ１をもって設けられている
。

前記センサ群５のセンサ５ａ乃至５ｈは、第２図にＸ印
で示すように前記軸線りの方向に検出面を向けて、かつ
、１ピッチ分のＮ極、Ｓ極の両磁極に均等に対峙する状
態で直線的に配置されている。

すなわち、センサ５ａ乃至５ｄは１つのＮ極に直線的に
対峙し、センサ５ｅ乃至５ｈは１つのＳ極に直線的に対
峙している。

また、前記センサ５１は、前記上側着磁ｉ４ｂとしての
Ｎ極に例えば前記センサ５ｇに対応する位置関係で対峙
している。

次に上記構成の変位検出装置１の作用を第３図をも参照
して説明する。

回転体３が矢印α方向に回転すると、各センサ５ａ乃至
５ｈは、下側着磁部４ａの１ピッチ毎に第３図に示すよ
うに電気角で４５°ずれた谷検出信号Ａ乃至Ｈを各々送
出する。

また、前記センサ５ｉは、上側着磁部４ｂの通過の度に
、すなわち、回転体３の１周期Ｔ毎に前記センサ５ｇの
最初の検出信号Ｇと同一のタイミングの検出信号ｒを送
出する。この検出信号■は、回転基準信号として用いら
れるものである。

前記信号処理回路６は、各センサ５ａ乃至５ｈの検出信
号Ａ乃至Ｈを取込んで信号処理するが、このとき、谷検
出信号Ａ乃至Ｈの間に電気角で４５°のずれがあるので
、第３図に示すように電気角で４５°に相当する出力信
号０を求めることができ、この結果、この装置１の検出
分解能を８倍とすることができる。

モしてセンサ群５は直線的配置であるため、その作製や
回転体３に対する配置が従来例よりも容易となる。

尚、両着磁部４ａ、４ｂを傾斜配置とすることは近年の
着磁技術上特に困難性は無い。

第４図は、前記両着磁部４ａ、４ｂの傾斜角θ２を前記
傾斜角θ１より更に大きく　（θ２　〉θ１）した場合
を示すものである。

この場合には、センサ５ａ乃至５ｈを上述した場合と同
様にすると、これらが１ピッチ分の範囲に収まらないの
で、例えば１チツプで８藺の検出素子を直線的に配列し
た小型のＩＣチップ７により前記センサ５ａ乃至５ｈ及
びセンサ５１を構成し、下側着磁部４ａ’の上端から１
ピッチの範囲内のＮ、　　Ｓ磁極にセンサ５ａ乃至５ｈ
を対峙させるように配置すればよい。

このように構成することにより、結果的に第４図で示す
ように下側着磁部４ａ’の厚さＬｌを第２図に示す下側
着磁部４ａの厚さり。より薄くでき、この場合にも第２
図に示す場合と同等の分解能を得ることが可能となる。

センサ５ａ乃至５ｈ及びセンサ５１としては、従来例と
同様ＭＲセンサ、ホール素子等を用いて構成できること
は勿論である。

次に、本発明の実施例の更に別の例を第５図乃至第７図
を参照して説明する。

第５図に示す変位検出装置１０は、第４図に示すものと
同様傾斜角θ２とした両着磁部４ａ　　。

４ｂを有する回転体３に対し、単独で１８０°位相の異
なる検出信号を出力する４個のセンサ１１’ａ乃至ｌｉ
ｄ及び１個の検出信号Ｉを出力するセンサｌｉｅからな
るセンサ群１１を直線的に、かつ、下側着磁部４ａ’に
おけるＮ、　　Ｓ磁極の１／２ピッチ分に均等に対峙さ
せたことが特徴である。

この場合に、センサｌｌａの検出信号ＡＩ＋Ａ２は第６
図（ｂ）及び第７図に示すように電気角で１８０°位相
のずれたものになる。

同様に、センサｌｌｂ乃至、Ｌｉｄの各検出信号Ｂ＋　
、Ｂ２　、Ｃ＋　、Ｃ２，Ｄ＋　、Ｄ２も第７図に示す
ように各センサｌｌｂ乃至Ｌｉｄ毎に各々１８０°位相
がずれ、また、Ｎ、　　Ｓ磁極の回転に伴い検出信号Ａ
ｔ　、Ｂ＋　、Ｃ１，Ｄｌの位相のずれも電気角で４５
°のずれを生じる。同様に検出信号Ａ２　、Ｂ２　、Ｃ
２、Ｄ２の位相のずれも電気角で４５°ずれを生じる。

更に、検出信号Ｄ１と検出信号Ａ２との間にも電気角で
４５°の位相のずれが生じる。

この結果、第３図に示す場合と同様、信号処理回路６に
より前記出力信号Ｏを求めることができ、この装置１０
の検出分解能を８倍とすることができる。

このような変位検出装置１０の場合も、下側着磁部４ａ
′の厚さＢ２は前記下側着磁部４ａの１／２となり、下
側着磁部４ａ′の薄型化をより図れ、かつ、センサ群１
１の作製や配電が容易となる。

本発明は上述した実施例のほか種々の変形が可能である
。

例えば、前記センサ群５は、上述した８個のプラス１個
、合計９個のセンサを用いて構成するほか、４個プラス
１個、６個プラス１個、１２個プラス１個等任意の個数
として実施できる。

また、上述した実施例では被検出体が円形の回転体であ
る場合について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではない。

即ち、リニアエンコーダにおける直線的に変位する被検
出体の被検出面に既述した場合と同様な傾斜配置のＮ、
　　Ｓ磁極からなる着磁部を設けると共に、前記被検出
面の近傍に前記実施例の如きセンサ群を被検出体の変位
の方向とは直交する方向に沿って直線的に配置すること
により変位検出装置を提供することができる。

この場合に、被検出体が変位しセンサ群が固定配置の構
成でも、また、被検出体が固定しセンサ群が変位する構
成でも上述した実施例の場合と同様な作用効果を発揮さ
せることができる。

［発明の効果コ 以上詳述した本発明によれば、上記構成としたことによ
り、被検出体の原型化を回避でき、かつ、センサ群の作
製及び配置が容易な変位検出装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の概略斜視図、第２図は同
装置の部分拡大図、第３図は実施例装置の検出信号波形
図、第４（支）は同装置の着磁部の変形例を示す部分拡
大図、第５図は本発明の実施例の別の例の部分拡大図、
第６図（ａ）は第５図の装置に用いるセンサの説明図、
第６図（ｂ）は同上の検出信号の波形図、第７図は第５
図に示す装置の検出信号波形図、第８図は従来例の斜視
図、第９図は同上の部分拡大図、第１０図は従来例の他
側を示す部分拡大図である。 １・・・変位検出装置、２・・・駆動軸、３・・・回転
体、４・・・着磁部、５・・・センサ群。 第 ２ 図 （０） 第 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定ピッチのＮ、Ｓ磁極の着磁部を設けた被検出
   面を有する被検出体と、この被検出体の被検出面近傍に
   配置された任意数のセンサ群とを備え、前記被検出体と
   センサ群との相対的な変位をセンサ群により検出する変
   位検出装置において、前記着磁部を前記変位の方向に対
   し傾斜配置に形成すると共に前記センサ群を変位方向と
   直交する方向に沿って直線的に配置したことを特徴とす
   る変位検出装置。
2. （２）駆動軸により支持されると共に一定ピッチのＮ、
   Ｓ磁極の着磁部を有する円形回転面を有する回転体と、
   この回転体の円形回転面近傍に配置された任意数のセン
   サ群とを備え、センサ群により回転体の回転状態を検出
   する変位検出装置において、前記着磁部を前記駆動軸の
   軸線方向に対し傾斜配置に形成すると共に前記センサ群
   を駆動軸の軸線方向に沿って直線的に配置したことを特
   徴とする変位検出装置。
3. （３）一定ピッチのＮ、Ｓ磁極の着磁部を直線的に設け
   た被検出面を有する被検出体と、この被検出体の被検出
   面近傍に配置された任意数のセンサ群とを備え、前記被
   検出体とセンサ群との直線的かつ相対的な変位をセンサ
   群により検出する変位検出装置において、前記着磁部を
   前記直線的変位の方向に対し傾斜配置に形成すると共に
   前記センサ群を変位方向と直交する方向に沿って直線的
   に配置したことを特徴とする変位検出装置。
4. （４）前記センサ群は、Ｎ、Ｓ磁極の１ピッチ分の範囲
   内に均等に対峙する状態に配置したものである請求項１
   乃至３いずれかに記載の変位検出装置。
5. （５）前記センサ群は、Ｎ、Ｓ磁極の１／２ピッチの範
   囲内に均等に対峙する状態に配置したものである請求項
   １乃至３いずれかに記載の変位検出装置。