JPH0621797B2 - 磁気エンコ−ダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、工作機械等における直線変位計測に利用され
る磁気リニアエンコーダ装置、又は回転角度計測に利用
される磁気ロータリエンコーダ装置の磁気エンコーダ装
置に関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 磁気記録媒体を磁気抵抗素子またはホール素子等の感磁
素子で検出することにより、位置または回転角度を検出
する磁気エンコーダ装置を添付図面を参照して説明す
る。

第４図は従来の磁気リニアエンコーダ装置の概略を示す
図であり、所定のピッチでＮ，Ｓの磁化が記録されてい
る磁気記憶媒体である磁気スケール１と、磁気スケール
１に対して相対的に動くスライダー２とが所定の位置関
係で配設され、スライダー２内には磁気抵抗素子または
ホール素子等の感磁素子３が設けられている。そして、
スライダー２内の感磁素子３から出力される電気信号を
読取って処理する信号処理装置４が設けられている。

このよな構成において、磁気スケール１から発生る漏洩
磁束を感磁素子３が検出するので、磁気スケーツ１の変
位によって変化する感磁素子３の出力を、信号処理装置
４が所定のデータに処理して磁気スケール１の変位量と
する。なお、磁気ロータリエンコーダ装置においても、
磁気スケール１の形が回転する円板またはドラムに置換
わるだけで原理は同じである。

従来、磁気スケール１への着磁作業は磁気エンコーダ装
置内部に感磁素子３しか組込まれていないため、磁気ス
ケール１を磁気エンコーダ装置に組込む前に行なわれて
いた。このため、磁気リニアエンコーダ装置を機械に取
付けるときに、位置合わせ等の精密な調整作業が必要で
あった。また、磁気ロータリエンコーダ装置を機械に取
付けるときも、同心度等の正確な調整作業が必要であっ
た。さらに、上記調整作業での取付誤差により、たとえ
磁気スケール１への着磁が高精度にできていてもそれを
再現できず、磁気エンコーダ読取値に対する補正が必要
であるなどの種々の問題があった。

（発明の目的） 本発明は上述にような事情からなされたものであり、本
発明の目的は、磁気エンコーダ装置を機械に取付けた後
に磁気スケールに着磁することにより、高精度な変位検
出または回転角度検出ができるようにした磁気エンコー
ダ装置を提供することにある。

（発明の概要） 本発明は変位計測等に利用させる磁気エンコーダ装置に
関するもので、磁気記録媒体である磁気スケールと、こ
の磁気スケールに対して相対的に平行移動するスライダ
ーと、前記磁気スケールが装着される機械の可動部分の
位置を測定するレーサ測長手段と、前記レーザ測長手段
からの位置信号をもとに着磁信号を生成する着磁制御手
段と、前記スライダー内に配設された前記着磁制御手段
からの着磁信号をもとに前記磁気スケールを着磁し、か
つ、着磁された前記磁気スケールからの漏洩磁束を読出
す機能を有する着磁／読出し手段と、前記着磁／読出し
手段からの信号を前記スライダーの位置データに変換す
る信号処理手段とを設けたものである。

（発明の実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図は本発明装置である磁気リニアエンコーダ装置の
概略を示す図であり、磁性体材料で、または磁性体を表
面に塗布して作られている磁気記録媒体として磁気スケ
ール１と、この磁気スケール１に対して相対的に平行移
動するスライダー２とが所定の位置関係で設けられてい
る。そして、このスライダー２内には、磁気抵抗素子ま
たはホール素子等の磁性体から発生する漏洩磁束を電気
信号に変換する感磁素子３と、磁気スケール１の磁性体
を磁化する着磁素子５とが磁気スケール１に対向するよ
うに設けられている。さらにスライダー２内の感磁素子
３から出力される感磁信号MDを読取って所要の処理をす
る信号処理装置４と、着磁素子５を制御する着磁制御装
置６とが設られている。

このような構成における本発明の磁気リニアエンコーダ
装置を、先ず磁気スケール１に着磁していない状態で組
立てて、変位量の検出対象である機械に第２図に示す如
く装着し、その後に磁気スケール１を次のようにして着
磁する。すなわち、相対変位量の検出対象である機械の
可動部７にスライダー２を、固定部８に未着磁の磁気ス
ケール１をそれぞれ装着する。そして、可動部７を移動
手段（図示せず）で図示矢印方向に移動させると共に、
その変位量をレーザ測長器９で測定し、測定した変位デ
ータVDを着磁制御装置６に送る。着磁制御装置６は、送
られて来た変位データVDに基づいて各位置における最適
な着磁量を計算し、スライダー２内の着磁素子５へ着磁
量信号EMを送って磁気スケール１を着磁する。

このような着磁動作を繰返して磁気スケール１の全長に
わたって行ない、磁気スケール１の全長を着磁した後、
機械の可動部７を所定プログラムで移動させる。これに
より、着磁された磁気スケール１から発生する漏洩磁束
は感磁素子３によって検出されるので、固定された磁気
スケール１に対する可動部７の変位によって変化する感
磁素子３の感磁信号MDは、信号処理装置４に入力されて
処理されることにより可動部７の変位量が得られる。磁
気スケール１は固定されて着磁されているので、取付誤
差を含まない高精度の磁気リニアエンコーダ装置を得る
ことができる。

また磁気ロータリエンコーダ装置の場合も、磁気スケー
ルを外周に磁性体を塗布した磁気ドラム、または表面に
磁性体を塗布した磁気ディスクを換えるだけで、前述同
様に機械への取付後に着磁を行なうことにより、取付誤
差を含まない高精度の磁気ロータリコーダ装置を得るこ
とができる。

（発明の変形例） 第３図は本発明装置の変形例を第１図に対応させて示し
ており、前述装置と異なる点は、スライダー２内に感磁
機能と着磁機能とを兼備えた素子10、たとえば磁気ヘッ
ドを有していることである。磁気スケール１を機械の固
定部に装着して後、第２図で説明した方法で着磁して、
その後に可動部の変位量を検出するようにすれは、上述
と同様に取付誤差を含まない高精度の磁気リニアエンコ
ーダ装置を得ることができる。この場合、素子10が感磁
機能と着磁機能の両方を有しているので、スライダー２
の小型に構成できる利点がある。また、磁気ロータリエ
ンコーダ装置についても同様の素子10を用いることで、
取付誤差を含まない高精度の変位量を得ることができ
る。

さらに、上述の実施例では、着磁時における可能部の変
位量をレーザ測長器を用いて行なっているが、超音波等
の他の手段によることも可能である。

（発明の効果） 以上のように本発明の磁気エンコーダ装置を用いれば、
磁気スケール上に正確な着磁を施すことができるので、
取付誤差を含まない高精度の機械位置を検出することが
できる。さらに、取付時の調整作業が無くなるので、工
数を大幅に短縮できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置である磁気リニアエンコーダ装置の
概略を示す図、第２図は着磁工程を説明する図、第３図
は本発明装置の変形例の概略を示す図、第４図は従来の
磁気リニアエンコーダ装置の概略を示す図である。 １……磁気スケール、３……感磁素子、４……信号処理
装置、５……着磁素子、６……着磁制御装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気記録媒体である磁気スケールと、この
   磁気スケールに対して相対的に平行移動するスライダー
   と、前記磁気スケールが装着される機械の可動部分の位
   置を測定するレーザ測長手段と、前記レーザ測長手段か
   らの位置信号をもとに着磁信号を生成する着磁制御手段
   と、前記スライダー内に配設された前記着磁制御手段か
   らの着磁信号をもとに前記磁気スケールを着磁し、か
   つ、着磁された前記磁気スケールからの漏洩磁束を読出
   す機能を有する着磁／読出し手段と、前記着磁／読出し
   手段からの信号を前記スライダーの位置データに変換す
   る信号処理手段とからなることを特徴とする磁気エンコ
   ーダ装置。
2. 【請求項２】前記着磁／読出し手段が感磁素子と着磁素
   子とに分けて設けられている特許請求の範囲第１項に記
   載の磁気エンコーダ装置。
3. 【請求項３】前記着磁／読出し手段が磁気ヘッドである
   特許請求の範囲第１項に記載の磁気エンコーダ装置。