JPH069311Y2 - 磁気エンコーダ - Google Patents
磁気エンコーダInfo
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- JPH069311Y2 JPH069311Y2 JP1989083059U JP8305989U JPH069311Y2 JP H069311 Y2 JPH069311 Y2 JP H069311Y2 JP 1989083059 U JP1989083059 U JP 1989083059U JP 8305989 U JP8305989 U JP 8305989U JP H069311 Y2 JPH069311 Y2 JP H069311Y2
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- magnetic
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- magnetic sensor
- holding
- drum
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Links
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、サーボモータ等の回転位置や速度の検出に使
用される磁気エンコーダに係り、特に保持ヨークの熱変
形を小さくし、高温使用でも良好な出力とすることを図
った磁気エンコーダに関する。
用される磁気エンコーダに係り、特に保持ヨークの熱変
形を小さくし、高温使用でも良好な出力とすることを図
った磁気エンコーダに関する。
最近、工作機械、自動制御装置、ロボット等に用いるサ
ーボモータには、その回転位置の検出に、磁気エンコー
ダが多く使用される。この種の磁気エンコーダの従来例
を第２図に示す。第２図の（ａ）は磁気エンコーダの概
念図、（ｂ）は磁気ドラムの着磁状態と磁気センサとの
相関を示す展開図、（ｃ）は回転体としてモータを用い
る場合の磁気エンコーダの断面図、（ｄ）は（ｃ）図を
右側から見た側面図である。（ａ）図の磁気エンコーダ
は、回転軸２１と一体の磁気ドラム２２の外周部２３を
Ｎ極、Ｓ極交互に等間隔に着磁し、強磁性体の薄膜で形
成された磁気抵抗効果素子の複数個を、例えばＲ1〜Ｒ4
を四辺ブリッジに組込んでなる磁気センサ２４が磁気ド
ラム２２の外周面と小空隙を介して対向配置される構成
となっている。
ーボモータには、その回転位置の検出に、磁気エンコー
ダが多く使用される。この種の磁気エンコーダの従来例
を第２図に示す。第２図の（ａ）は磁気エンコーダの概
念図、（ｂ）は磁気ドラムの着磁状態と磁気センサとの
相関を示す展開図、（ｃ）は回転体としてモータを用い
る場合の磁気エンコーダの断面図、（ｄ）は（ｃ）図を
右側から見た側面図である。（ａ）図の磁気エンコーダ
は、回転軸２１と一体の磁気ドラム２２の外周部２３を
Ｎ極、Ｓ極交互に等間隔に着磁し、強磁性体の薄膜で形
成された磁気抵抗効果素子の複数個を、例えばＲ1〜Ｒ4
を四辺ブリッジに組込んでなる磁気センサ２４が磁気ド
ラム２２の外周面と小空隙を介して対向配置される構成
となっている。
磁気ドラム２２の外周着磁部２３と磁気センサ２４の磁
気抵抗効果素子Ｒ1〜Ｒ4との相関関係は、（ｂ）図に示
すように、外周着磁部２３の磁極ピッチλに対し４個の
磁気抵抗効果素子Ｒ1〜Ｒ4の配設ピッチがλ／２となる
ようにし、さらにＲ1〜Ｒ4を四辺ブリッジ回路に接続
し、そのａ、ｂ端子に電源Ｅを接続し、ｃ、ｄ端子には
回転軸２１の回転に応じて正弦波又は疑似正弦波の電圧
信号が得られるように構成されており、この電圧信号ｅ
0を測定することにより、回転軸の位置又は速度を検出
することができるものである（特願昭６３−９３４５６
号参照）。
気抵抗効果素子Ｒ1〜Ｒ4との相関関係は、（ｂ）図に示
すように、外周着磁部２３の磁極ピッチλに対し４個の
磁気抵抗効果素子Ｒ1〜Ｒ4の配設ピッチがλ／２となる
ようにし、さらにＲ1〜Ｒ4を四辺ブリッジ回路に接続
し、そのａ、ｂ端子に電源Ｅを接続し、ｃ、ｄ端子には
回転軸２１の回転に応じて正弦波又は疑似正弦波の電圧
信号が得られるように構成されており、この電圧信号ｅ
0を測定することにより、回転軸の位置又は速度を検出
することができるものである（特願昭６３−９３４５６
号参照）。
（ｃ）図は、回転体としてモータを用いた場合の磁気エ
ンコーダの断面図を示し、（ｄ）図はその側面図を示し
ている。１はモータ回転軸、２はこのモータ回転軸に一
体的に取り付けられた磁気ドラムであり、磁気センサ４
と対向する外周部にはＮ極、Ｓ極が所定ピッチで着磁さ
れている。磁気センサ４は、例えば、セラミック基板上
に４個の磁気抵抗効果素子Ｒ1〜Ｒ4を薄膜状に接着形成
して構成される。３は、この磁気センサ４を保持する、
例えば合成樹脂製又は非磁性金属製の、保持ヨークであ
る。この保持ヨーク３が、モータカバー５の端面に、磁
気センサ４に形成された磁気抵抗効果素子と、磁気ドラ
ム２の着磁された外周面との間の空隙が所定値となるよ
うに、接着固定されるか、あるいは図示のように締結ネ
ジ６によって固着される。７は軸受であり、また、８は
軸受７の軸方向移動を押える軸受押え板で、モータカバ
ー５の中心部に固着されている。一般に、磁気ドラムの
発生する磁界は弱く、磁気抵抗効果素子の感度も低いた
め、所要の出力信号レベルを得るためには、磁気センサ
４と磁気ドラム２間の空隙値は、約０．１mm程度に小さ
く設定される。
ンコーダの断面図を示し、（ｄ）図はその側面図を示し
ている。１はモータ回転軸、２はこのモータ回転軸に一
体的に取り付けられた磁気ドラムであり、磁気センサ４
と対向する外周部にはＮ極、Ｓ極が所定ピッチで着磁さ
れている。磁気センサ４は、例えば、セラミック基板上
に４個の磁気抵抗効果素子Ｒ1〜Ｒ4を薄膜状に接着形成
して構成される。３は、この磁気センサ４を保持する、
例えば合成樹脂製又は非磁性金属製の、保持ヨークであ
る。この保持ヨーク３が、モータカバー５の端面に、磁
気センサ４に形成された磁気抵抗効果素子と、磁気ドラ
ム２の着磁された外周面との間の空隙が所定値となるよ
うに、接着固定されるか、あるいは図示のように締結ネ
ジ６によって固着される。７は軸受であり、また、８は
軸受７の軸方向移動を押える軸受押え板で、モータカバ
ー５の中心部に固着されている。一般に、磁気ドラムの
発生する磁界は弱く、磁気抵抗効果素子の感度も低いた
め、所要の出力信号レベルを得るためには、磁気センサ
４と磁気ドラム２間の空隙値は、約０．１mm程度に小さ
く設定される。
上記構造の磁気エンコーダでは、その使用環境によって
は、高温での使用に耐える必要があり、保持ヨーク３の
材質には、種々の選定が行われている。従来、保持ヨー
クの材質としては、樹脂モールドやアルミダイキャスト
による成型品が多く使用されていた。しかし、前者の樹
脂モールドによる保持ヨークは、成形作業は容易である
が、成形後の寸法精度は悪く、また高温での使用では、
その材質の線膨張係数αが１００〜２００×１０-6／℃
と大きいことから、磁気センサ４が形成されているセラ
ミック基板に対して熱歪を与えるという問題があり、後
者のアルミダイキャストによる保持ヨークは、成形作業
が容易で成形後の寸法精度も良いが、高温での使用で
は、線膨張係数αが約２３×１０-6／℃と、まだ比較的
大きく、前者と同様に磁気センサ４に熱歪を与え、磁気
センサ４からの正弦波出力波形を歪ませると共に出力信
号レベルを低下させるという問題があった。ここで、磁
気センサ４からの出力信号の相数が２相あるいは３相程
度の場合は、保持ヨーク３の軸方向長さＬ1（第２図の
（ｃ）図）は短いので、熱膨張の影響は少ないが、出力
信号の相数が６相、８相と多相の場合は、それに応じて
保持ヨーク３の軸方向長さＬ1が長くなり、熱膨張の影
響が多くなり、高温での使用では、出力の正弦波信号波
形が大きく歪み、また出力信号レベルの低下も大きくな
るという問題があった。これに対処して、保持ヨーク３
の材質として普通炭素鋼を使用した例もある。普通炭素
鋼の２０℃〜１００℃間の平均線膨張係数αは約１１．
５×１０-6／℃と、前記アルミダイキャストに比べて約
1/2であり、上述した熱歪の影響の問題はほぼ解決され
るが、しかし、普通炭素鋼は、磁性を有し、残留磁束密
度が大きく、磁気ドラム２側の磁界が零になっても保持
ヨーク３に残留磁束密度が残り、これが磁気センサ４に
影響を与えて、出力波形を歪ませると共に出力レベルを
低下させることになる。
は、高温での使用に耐える必要があり、保持ヨーク３の
材質には、種々の選定が行われている。従来、保持ヨー
クの材質としては、樹脂モールドやアルミダイキャスト
による成型品が多く使用されていた。しかし、前者の樹
脂モールドによる保持ヨークは、成形作業は容易である
が、成形後の寸法精度は悪く、また高温での使用では、
その材質の線膨張係数αが１００〜２００×１０-6／℃
と大きいことから、磁気センサ４が形成されているセラ
ミック基板に対して熱歪を与えるという問題があり、後
者のアルミダイキャストによる保持ヨークは、成形作業
が容易で成形後の寸法精度も良いが、高温での使用で
は、線膨張係数αが約２３×１０-6／℃と、まだ比較的
大きく、前者と同様に磁気センサ４に熱歪を与え、磁気
センサ４からの正弦波出力波形を歪ませると共に出力信
号レベルを低下させるという問題があった。ここで、磁
気センサ４からの出力信号の相数が２相あるいは３相程
度の場合は、保持ヨーク３の軸方向長さＬ1（第２図の
（ｃ）図）は短いので、熱膨張の影響は少ないが、出力
信号の相数が６相、８相と多相の場合は、それに応じて
保持ヨーク３の軸方向長さＬ1が長くなり、熱膨張の影
響が多くなり、高温での使用では、出力の正弦波信号波
形が大きく歪み、また出力信号レベルの低下も大きくな
るという問題があった。これに対処して、保持ヨーク３
の材質として普通炭素鋼を使用した例もある。普通炭素
鋼の２０℃〜１００℃間の平均線膨張係数αは約１１．
５×１０-6／℃と、前記アルミダイキャストに比べて約
1/2であり、上述した熱歪の影響の問題はほぼ解決され
るが、しかし、普通炭素鋼は、磁性を有し、残留磁束密
度が大きく、磁気ドラム２側の磁界が零になっても保持
ヨーク３に残留磁束密度が残り、これが磁気センサ４に
影響を与えて、出力波形を歪ませると共に出力レベルを
低下させることになる。
本考案の目的は、従来技術での上記した課題を解決し、
高温状態で使用しても出力波形に歪を生じさせることの
ない、また、出力レベルを低下させることのない磁気エ
ンコーダを提供することにある。
高温状態で使用しても出力波形に歪を生じさせることの
ない、また、出力レベルを低下させることのない磁気エ
ンコーダを提供することにある。
上記の目的は、保持ヨークの材質に非磁性ステンレス鋼
を使用することによって達成される。
を使用することによって達成される。
非磁性ステンレス鋼で作製した保持ヨークは、樹脂モー
ルドやアルミダイキャストによる保持ヨークに比べて線
膨張係数が小さく、高温状態での使用においても磁気セ
ンサに熱歪を与えることなく、良好な正弦波波形を出力
する磁気エンコーダを実現できる。
ルドやアルミダイキャストによる保持ヨークに比べて線
膨張係数が小さく、高温状態での使用においても磁気セ
ンサに熱歪を与えることなく、良好な正弦波波形を出力
する磁気エンコーダを実現できる。
本考案の一実施例を第１図に示す。（ａ）図は断面図、
（ｂ）図は側面図であり、第１図（ｃ）、（ｄ）の従来
例の場合と同一部品は同一符号で示されている。
（ｂ）図は側面図であり、第１図（ｃ）、（ｄ）の従来
例の場合と同一部品は同一符号で示されている。
セラミック基板上に多数個の磁気抵抗効果素子を薄膜状
にパターン形成して構成される磁気センサ４が、保持ヨ
ーク３に接着固定され、保持ヨーク３は、締結ネジ６で
モータカバー５に締結されて、磁気ドラム２との空隙が
所定値となるように支持されている。第２図（ｃ）、
（ｄ）に示す従来例との違いは、実施例では、保持ヨー
ク３の軸方向長さがＬ1からＬ2と長くなり、材質が非磁
性ステンレス鋼になった点にある。
にパターン形成して構成される磁気センサ４が、保持ヨ
ーク３に接着固定され、保持ヨーク３は、締結ネジ６で
モータカバー５に締結されて、磁気ドラム２との空隙が
所定値となるように支持されている。第２図（ｃ）、
（ｄ）に示す従来例との違いは、実施例では、保持ヨー
ク３の軸方向長さがＬ1からＬ2と長くなり、材質が非磁
性ステンレス鋼になった点にある。
非磁性ステンレス鋼としては、ＪＩＳ記号でＳＵＳ２７
からＳＵＳ４３までの、Ｃｒ（クローム）を１７〜２０
％、Ｎｉ（ニッケル）を７〜１０％含む、オーステナイ
ト系の１８−８ステンレス鋼で代表されるものを使用す
ることができる。この非磁性ステンレス鋼の常温（２０
℃）から１００℃までの平均線膨張係数αは、（１４．
５〜１７．３）×１０-6／℃と、従来のアルミダイキャ
ストのそれと比べて小さく、高温状態で使用しても、ま
た磁気センサ４を多相出力としてその軸方向長さＬ2が
長い場合にも、センサパターンに熱歪を与えない。特
に、軸方向長さＬ2を長くして多相出力の磁気センサ
で、正弦波の出力を得ようとする場合に効果が大きく、
非磁性材質としたことの効果と相まって、良好なエンコ
ーダ出力が得られる。
からＳＵＳ４３までの、Ｃｒ（クローム）を１７〜２０
％、Ｎｉ（ニッケル）を７〜１０％含む、オーステナイ
ト系の１８−８ステンレス鋼で代表されるものを使用す
ることができる。この非磁性ステンレス鋼の常温（２０
℃）から１００℃までの平均線膨張係数αは、（１４．
５〜１７．３）×１０-6／℃と、従来のアルミダイキャ
ストのそれと比べて小さく、高温状態で使用しても、ま
た磁気センサ４を多相出力としてその軸方向長さＬ2が
長い場合にも、センサパターンに熱歪を与えない。特
に、軸方向長さＬ2を長くして多相出力の磁気センサ
で、正弦波の出力を得ようとする場合に効果が大きく、
非磁性材質としたことの効果と相まって、良好なエンコ
ーダ出力が得られる。
非磁性ステンレス鋼による保持ヨークの加工方法として
は、原料粉末の焼結により製造することができ、数百個
程度の小ロット製造の場合も、従来の樹脂モールドやア
ルミダイキャストの場合と、ほとんど差のない単価で作
ることができる。
は、原料粉末の焼結により製造することができ、数百個
程度の小ロット製造の場合も、従来の樹脂モールドやア
ルミダイキャストの場合と、ほとんど差のない単価で作
ることができる。
本考案によれば、磁気エンコーダにおける保持ヨークの
熱変形を小さくできると共に非磁性としたことにより、
高温状態で使用しても出力信号の歪を小さく抑えること
ができ、磁気エンコーダの適用範囲を広げることが可能
となる。
熱変形を小さくできると共に非磁性としたことにより、
高温状態で使用しても出力信号の歪を小さく抑えること
ができ、磁気エンコーダの適用範囲を広げることが可能
となる。
第１図は本考案の一実施例図で（ａ）は断面図、（ｂ）
は側面図、第２図（ａ）は磁気エンコーダの概念図、
（ｂ）は磁気ドラムの着磁状態と磁気センサとの相関を
示す展開図、（ｃ）は回転体としてモータを用いる場合
の磁気エンコーダの断面図、（ｄ）はその側面図であ
る。 〈符号の説明〉 １…モータ回転軸、２…磁気ドラム ３…保持ヨーク、４…磁気センサ ５…モータカバー、６…締結ネジ ７…軸受、８…軸受押え板
は側面図、第２図（ａ）は磁気エンコーダの概念図、
（ｂ）は磁気ドラムの着磁状態と磁気センサとの相関を
示す展開図、（ｃ）は回転体としてモータを用いる場合
の磁気エンコーダの断面図、（ｄ）はその側面図であ
る。 〈符号の説明〉 １…モータ回転軸、２…磁気ドラム ３…保持ヨーク、４…磁気センサ ５…モータカバー、６…締結ネジ ７…軸受、８…軸受押え板
Claims (1)
- 【請求項１】表面着磁された磁気ドラムと、この磁気ド
ラムが回転体の回転軸と一体的に回転する時の磁束変化
を検出する磁気センサと、この磁気センサを保持する保
持ヨークとを備え、この保持ヨークを、上記磁気センサ
と上記磁気ドラムとの間が所定の空隙値となるように、
上記回転軸を回転自在に支承している支持板に固着して
なる磁気エンコーダにおいて、前記保持ヨークが非磁性
のステンレス鋼で作成されていることを特徴とする磁気
エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989083059U JPH069311Y2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 磁気エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989083059U JPH069311Y2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 磁気エンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0323316U JPH0323316U (ja) | 1991-03-11 |
| JPH069311Y2 true JPH069311Y2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=31630415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989083059U Expired - Lifetime JPH069311Y2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 磁気エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069311Y2 (ja) |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP1989083059U patent/JPH069311Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0323316U (ja) | 1991-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |