JPH04147009A - 多回転式絶対値ロータリーエンコーダ - Google Patents

多回転式絶対値ロータリーエンコーダ

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JPH04147009A
JPH04147009A JP2271111A JP27111190A JPH04147009A JP H04147009 A JPH04147009 A JP H04147009A JP 2271111 A JP2271111 A JP 2271111A JP 27111190 A JP27111190 A JP 27111190A JP H04147009 A JPH04147009 A JP H04147009A
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JP
Japan
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rotation
rotating shaft
absolute
encoder
rotary encoder
Prior art date
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Pending
Application number
JP2271111A
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English (en)
Inventor
Tsukasa Yoshiura
司 吉浦
Noriaki Wakabayashi
若林 則章
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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(よ 回転体の絶対回転角を検出するための多回
転式絶対値ロータリーエンコーダに関するものであa 従来の技術 多回転式絶対値ロータリーエンコーダの方式としては次
の2つに大別される。
1つは 単回転形の絶対値ロータリエンコーダに減速機
構を内蔵して多回転形化する方式と、もう1つはインク
リメンタルエンコーダにパルスカウンタを追加し 電源
停止時に(、t、外部電池にてパルスカウント数を記憶
する方式がある。前者(i減速機構のバックラッシュに
よる誤差や、多回転検出能力が低い問題点を有すも 後
者(よ バックアップ時の消費電流が多いのと、インク
リメンタル形のためノイズなどによるミスパルスが発生
すると絶対回転角がわからなくなる欠点があつ旭そこで
最近 単回紐形絶対値エンコーダと1回転1パルスのイ
ンクリメンタルエンコーダそしてインクリメンタルエン
コーダのパルスを計数スるカウンタで構成し 電源停止
時には外部電池で回転数に相当するインクリメントパル
ス数を記憶する方式が開発されている。
この方式で使用される単回紐形絶対値エンコーダ(i 
光電方式 磁気方式 レゾルバ方式かある力丈 それぞ
れ特徴があり用途によって使い分けられも また 電源停止時に回転軸が数回転すると絶対回転角か
わからなくなるので、電源停止時においても回転軸の回
転数の検出および記憶をする必要がある。よって多回紐
形絶対値エンコーダに用いられるインクリメンタルエン
コーダは 電源停止時に電池駆動されることになる。よ
って外部電池の寿命が無限であれば絶対値エンコーダで
あると見なすことができるので、この方式で用いられる
インクリメントエンコーダ(よ 省電力化が課題となっ
ていも インクリメンタルエンコーダに(よ光電方式と
磁気方式があa 光電方式(表 発光素子と受光素子が
スリット板を介して配置されているものであり、発光素
子に流す電流が原理的に必要であるため省電力化には適
さない問題点を有してい九 磁気方式の1つである磁気
抵抗素子を用いた方式を採用して、省電力化に成功した
との報告がある。 (例えば ″超小型多回転式絶対値
エンコーダの開発′″安川用機vo1.204  p、
252(1989゜No3)) 発明が解決しようとする課題 しかしなが叡 上記従来の磁気抵抗素子を用いた多回転
式絶対値ロータリーエンコーダは 磁気抵抗素子にバイ
アス磁界をかけるための磁石が必要であるため構造が複
雑になりやすく機器の小型化に適さず、さらに磁気抵抗
素子は本質的に温度特性が悪いので精度が悪化する問題
点を有していな しかしさらに電池寿命を延ばためには
 磁気抵抗素子の抵抗値を上げて省電力化する必要があ
る力士 検出感度か低下したり、体積が増大したり、コ
スト高になる問題点を有している。
本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
構造が簡単でしかも温度特性の良く、さらに磁気抵抗素
子を用いた方式よりさらに省電力である優れた多回転式
絶対値ロータリーエンコーダを提供することを目的とす
るものである。
課題を解決するための手段 本発明(よ 上記目的を達成するために回転軸の1回転
分の絶対回転角を検出する絶対値ロータリーエンコーダ
と、回転軸と共に回転して複数の磁極を有する磁化部材
と、磁化部材と所定の間隔を隔てて配設されたアモルフ
ァス磁性体と、アモルファス磁性体に数巻されアモルフ
ァス磁性体の磁化反転時に生じるパルス状の信号を取り
出すコイルとを設け、コイルから得られるパルス信号を
カウントして回転数を検出するように構成したものであ
ム 作用 本発明は上記の様な構成により次のような作用を有する
。すなわち回転軸が回転すると共に磁化部材にある磁極
が回転して、アモルファス磁性体に印可する磁界が変化
する事になる。アモルファス磁性体は 所定の反磁界を
越えると磁性体内部の磁化が高速に反転もしくは変化す
る性質を有するためアモルファス磁性体にピックアップ
コイルを設ければパルス状の信号を得ることができもこ
のパルスをカウントすれば回転軸の回転数を低電力で検
出することができる。
従って本発明によれ+!  回転軸と共に回転する磁性
部材とアモルファス磁性体にコイルを設けた磁気センサ
を設けることによって省電力で回転軸の回転数を検出す
ることがでる。さらに構造が簡単であるため小型化に適
しているのと、アモルファス磁性体は温度特性が良いの
で精度良く回転数の検出ができるという効果を有する。
実施例 以下本発明の一実施例の多回転式絶対値エンコーダにつ
いて、図面を参照しなから説明すも第1図は本発明の一
実施例を示すものであム第1図において、 2は磁性部
材であり2極に着磁されており回転軸1に取り付けられ
ている。アモルファス磁性体3にはコイル4が巻かれて
おり磁性部材2と所定の空隙を介して取り付けられてい
も また コイル4で検出される信号は回転数認識回路
7に入力されて回転軸1の回転数を検出すム また 回
転ディスク13は回転軸1に取り付けられていも 発光
素子5から出る光は 回転ディスク13を通り受光素子
6に入る。絶対回転角検出回路8(よ 受光素子6から
得られる電気信号から回転ディスク13の絶対回転角を
出力すa多回転絶対回転角生成回路9(よ 回転数認識
回路7で得られる回転軸1の回転数と絶対回転角検出回
路8から得られる回転軸1の絶対回転角から多回転に対
応した絶対回転角信号を出力する。電源11 i;L 
 電源スィッチ12を介して光エンコーダ部と磁気エン
コーダ一部の電気回路に電力を供給している。またバッ
テリ10は ダイオードを介することによって、磁気エ
ンコーダ部のみに電源を供給するものであも 次に上記実施例の動作について説明する。上記実施例ζ
よ 基本的には磁気エンコーダ部と光エンコーダ部から
構成されていも 光エンコーダ部11いわゆる一般に用
いられている単回転式の光学式絶対値エンコーダの1例
であり、以下にその動作を説明すも 回転軸1が回転すると同時に回転ディスク13が回転す
る。回転ディスクI3に(上 スリットが設けてあり、
そのスリット形状は周方向に所定のコード(例えばグレ
ーコード)で加工されていも発光素子5から発光した光
(よ 回転ディスク13のスリットを通り受光素子6に
入るので受光素子6から得られる電気信号か仮 スリッ
トのコード値を読み取ることができる。回転ディスク1
3に加工されたコード値(よ 同一のものがないように
加工されているので、絶対回転角検出回路8(よ受光素
子6から得られる電気信号より回転軸1の絶対角度を検
出できるしかし この光学式絶対値エンコーダの検出能
力は 原理的に360度の範囲であり1回転以上の絶対
回転角を認識できない。
そこで、回転数をインクリメント的にカウントレ電源が
切断されてもこのカウント値を電池で記憶しておく方法
が考えられている。この方法によれは 再度電源が投入
された時にも絶対回転角度が360度以上の角度であっ
ても認識可能となる。
しかし電源停止時において、外力等により回転軸1が回
転することも考えられるので、電源停止時においても回
転数に相当するカウント値を記憶するだけでなく回転軸
1の回転数を検出しカウントすることが必要となも よ
って回転数を認識するエンコーダは低消費電力である必
要かあも しかし光電式エンコーダζよ 発光素子に常
に電流を流さなければならないので低消費電力用途には
向かなしも そこで第1図に示した様に本実施例は磁性
部材2とアモルファス磁性体3を設はインクリメンタル
エンコーダを構成し回転数認識回路7で回転#1の回転
数を検出して記憶するように構成していも 第2図は 
アモルファス磁性体3を用いた磁気センサの一例を示し
たものであム 磁気センサ(よ アモルファス磁性体と
してのアモルファス線3とアモルファス線3に数巻され
たコイル4とから構成され コイルボビン21の中心に
アモルファス線3が挿入されておりコイルボビン21に
コイル4が巻かれており外周側がエポキシ樹脂22の充
填により被覆されている。このようにアモルファス磁性
体3を用いた磁気センサは 線材にコイルを巻いただけ
の簡単な構成であるので機器の小型化に有効である。第
1図において、回転軸lが回転すると2極に着磁された
磁性部材2が回転軸1と共に回転する。磁性部材2が回
転すると、アモルファス磁性体3の磁界が回転軸1の回
転に伴い反転することになム アモルファス磁性体3に
は アモルファス磁性体3が置かれている磁界が反転す
るとアモルファス磁性体内部の磁化が急速に反転する性
質があるのでコイル4にパルスが発生すも この性質i
主 10[○e]程度の弱い磁界であっても急峻パルス
信号を得ることかでき、さらに磁性部材2から生じる磁
界変化の高速・低速にかかわらず精度良く検出できも 
またパルス信号はアモルファス磁性体3の磁化が反転す
る事により生じるものであり、無給電でパルス信号を発
生できることから基本的に省電力であることは言うまで
もない。しかL アモルファス磁性体3の温度特性は良
好であり、温度変化によって特性が劣化することはない
。こうして得られたパルス信号を回転数認識回路7でカ
ウントすれ4J回転軸1の回転数を認識できる。
また電源スィッチ12が切の状態になると電力は磁気エ
ンコーダ部のみバッテリ10から供給されることにな4
 よって、電源停止時にも回転数認識回路7には給電が
行なわれており回転軸1の回転数を検出できる。電源ス
ィッチ12が人の状態になると、電源11から磁気エン
コーダ部と光エンコーダ部に電力が供給され光エンコー
ダより360度の範囲の絶対角度が検出できる。多回転
絶対回転角生成回路9 i:L  回転数認識回路7よ
り得られる信号と、絶対回転角検出回路8より得られる
信号より多回転対応の絶対回転角を出力するたとえは 
回転数認識回路7で検出した回転数がn回転であり、光
エンコーダで検出した絶対回転角がkであるとすると、
多回転絶対回転角生成回路9ζ、t  360xn+k
[度]に相当する信号を生成するものである。
本実施例では 磁性部材2と回転ディスク13は別部材
とした力(回転ディスクの一部に磁性部材を取り付けて
も同等の効果が得られる。また本実施例での磁性部材2
は2掻に着磁されたものとしだ力(磁性部材2の磁化パ
ターンはアモルファス磁性体3を少なくさも1回転に1
回だけ磁化反転させることのできるものであれば良(℃
また本実施例においては光電式絶対値エンコーダを用い
て説明したが360 [度コの範囲で絶対回転角を認識
できる絶対値エンコーダであればよいことは言うまでも
なl、X。
発明の効果 本発明は上記実施例より明かなようにアモルファス磁性
体を用いた磁気センサを備えたインクリメンタルエンコ
ーダと、 このインクリメンタルエンコーダから得られ
る信号より回転数を認識する回転数認識回路と、電源停
止時に回転数認識回路に給電するための電力供給手段と
、 1回転の範囲中で絶対角度を検出できる絶対値エン
コーダを備えて、電源停止時においても低消費電力で回
転数を検出でき電池寿命を長くできる利点を有しており
、回転軸か多回転しても回転軸の絶対回転角を知ること
かできる。そしてアモルファス磁性体を用いた磁気セン
サの構成が簡単であるため機器の小型に有利であり低コ
ストである。また アモルファス磁性体は温度特性が良
いので温度変化に対しても精度良く回転軸の回転数を検
出できる効果を有する。またアモルファス磁性体ζよ 
検出感度が良いので精度良く回転数を検出できも
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における多回転式絶対値エン
コーダの概略ブロック医 第2図はアモルファス磁性体
を用いた磁気センサの断面図である。 296.磁化部材、 311.アモルファス磁性体71
01回転数認識回i  10.、、バッチ1几代理人の
氏名 弁理士 小鍜治 明 ほか2名 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回転軸が多回転しても絶対回転角に対応した値を
    出力する多回転式絶対値ロータリーエンコーダであって
    、 前記回転軸の1回転分の絶対回転角を検出する絶対値ロ
    ータリーエンコーダと、 前記回転軸と共に回転し、複数の磁極を着磁した磁化部
    材と、 前記磁化部材と所定の間隔を隔てて配設されたアモルフ
    ァス磁性体と、 前記アモルファス磁性体に数巻され前記アモルファス磁
    性体の磁化変化時に生じるパルス状の信号を取り出すコ
    イルと、 前記コイルより得られるパルス状の信号より前記回転軸
    の回転数を検出し、記憶する回転数認識回路と、 電源停止時に、前記回転数認識回路に電力を供給する電
    力供給手段とを備えたことを特徴とする多回転式絶対値
    ロータリーエンコーダー。
JP2271111A 1990-10-09 1990-10-09 多回転式絶対値ロータリーエンコーダ Pending JPH04147009A (ja)

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