JPH0712585A - エンコーダ - Google Patents
エンコーダInfo
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- JPH0712585A JPH0712585A JP17497593A JP17497593A JPH0712585A JP H0712585 A JPH0712585 A JP H0712585A JP 17497593 A JP17497593 A JP 17497593A JP 17497593 A JP17497593 A JP 17497593A JP H0712585 A JPH0712585 A JP H0712585A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tooth profile
- teeth
- magnetic field
- magnetic
- encoder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気式の優れた耐環境性を生かしつつ、光学
式と同等の多パルス化と高精度化を可能とする。 【構成】 計測対象物に設けられ、複数の歯が形成され
た第１の歯型部材１２と、前記第１の歯形部材に対向し
て配置され、第１の歯型部材１２とは歯数の異なる複数
の歯が形成された第２の歯形部材１５−１，１５−２
と、第１及び第２の歯形部材を含む磁気回路に、磁界を
発生する磁界発生手段１４と、第１及び第２の歯形部材
の相対的な移動に伴う磁界の変化から計測対象物の移動
量を検出する移動量検出手段１６とを備えた。
式と同等の多パルス化と高精度化を可能とする。 【構成】 計測対象物に設けられ、複数の歯が形成され
た第１の歯型部材１２と、前記第１の歯形部材に対向し
て配置され、第１の歯型部材１２とは歯数の異なる複数
の歯が形成された第２の歯形部材１５−１，１５−２
と、第１及び第２の歯形部材を含む磁気回路に、磁界を
発生する磁界発生手段１４と、第１及び第２の歯形部材
の相対的な移動に伴う磁界の変化から計測対象物の移動
量を検出する移動量検出手段１６とを備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、計測対象物の移動量
（軸の回転角度など）に比例した数のパルス信号を出力
するエンコーダに関し、特に、磁気バーニア方式による
エンコーダに関するものである。
（軸の回転角度など）に比例した数のパルス信号を出力
するエンコーダに関し、特に、磁気バーニア方式による
エンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の磁気式エンコーダの一例
を示す図である。回転軸１には、金属製の歯車２が設け
られており、その歯車２に対向して、自電式の回転セン
サ３が配置されている。この回転センサ３は、永久磁石
４の先尖部５に電圧発生用コイル６が設けられており、
これらはモールドケース等によって密封されている。
を示す図である。回転軸１には、金属製の歯車２が設け
られており、その歯車２に対向して、自電式の回転セン
サ３が配置されている。この回転センサ３は、永久磁石
４の先尖部５に電圧発生用コイル６が設けられており、
これらはモールドケース等によって密封されている。
【０００３】いま、回転センサ２の先尖部５を、歯車２
が矢印Ｐに示す方向に通過すると、回転センサ２の電圧
発生用コイル６に磁界の変化が生じ、これに従って電圧
が発生する。そして、次の歯が通過することにより、同
様にして、電圧発生用コイル６に電圧の変化が発生す
る。したがって、回転センサ２の電圧発生用コイル６に
は、図５（Ｂ）に示すように、検出用歯車２の歯が通過
する度に、この歯数にあった周波数の電圧が発生するこ
とになる。
が矢印Ｐに示す方向に通過すると、回転センサ２の電圧
発生用コイル６に磁界の変化が生じ、これに従って電圧
が発生する。そして、次の歯が通過することにより、同
様にして、電圧発生用コイル６に電圧の変化が発生す
る。したがって、回転センサ２の電圧発生用コイル６に
は、図５（Ｂ）に示すように、検出用歯車２の歯が通過
する度に、この歯数にあった周波数の電圧が発生するこ
とになる。
【０００４】なお、回転センサ２として、磁界の変化に
より抵抗値が変化する磁気抵抗素子（以下、ＭＲ素子と
いう）を用いたもの、歯車の代わりに細かくＮ極、Ｓ極
に着磁した磁気ドラムを用いたものもある。
より抵抗値が変化する磁気抵抗素子（以下、ＭＲ素子と
いう）を用いたもの、歯車の代わりに細かくＮ極、Ｓ極
に着磁した磁気ドラムを用いたものもある。
【０００５】このような磁気式エンコーダは、いずれも
耐環境性に優れ、塩やオイルミストの多い場所、温度変
化の激しい場所などのように、光学式のエンコーダでは
使用できないような悪環境であっても使用できる。この
ため、車載用などには、磁気式のものが殆どである。
耐環境性に優れ、塩やオイルミストの多い場所、温度変
化の激しい場所などのように、光学式のエンコーダでは
使用できないような悪環境であっても使用できる。この
ため、車載用などには、磁気式のものが殆どである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の磁気式のエンコーダでは、１回転当たりのパルス数の
比較では、光学式ほどの多パルス化が困難であり、分解
能が低いという問題があった。例えば、光学式の場合に
は、ホトリソグラフィなどの技術により、１０μｍ以下
のスリットを形成できるが、磁気式の場合には、細かい
歯の形成や着磁ができないので、１００μｍが限界であ
る。
の磁気式のエンコーダでは、１回転当たりのパルス数の
比較では、光学式ほどの多パルス化が困難であり、分解
能が低いという問題があった。例えば、光学式の場合に
は、ホトリソグラフィなどの技術により、１０μｍ以下
のスリットを形成できるが、磁気式の場合には、細かい
歯の形成や着磁ができないので、１００μｍが限界であ
る。
【０００７】本発明の目的は、前述の課題を解決して、
磁気式の優れた耐環境性を生かしつつ、光学式と同等の
多パルス化と高精度化を可能とするエンコーダを提供す
ることである。
磁気式の優れた耐環境性を生かしつつ、光学式と同等の
多パルス化と高精度化を可能とするエンコーダを提供す
ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明によるエンコーダは、計測対象物に設けら
れ、複数の歯が形成された第１の歯型部材と、前記第１
の歯形部材に対向して配置され、前記第１の歯型部材と
は歯数の異なる複数の歯が形成された第２の歯形部材
と、前記第１及び第２の歯形部材を含む磁気回路に、磁
界を発生する磁界発生手段と、前記第１及び第２の歯形
部材の相対的な移動に伴う磁界の変化から前記計測対象
物の移動量を検出する移動量検出手段とを備えたもので
ある。この場合に、前記第１及び第２の歯形部材の歯数
は、互に素の関係にあることを特徴とすることができ
る。
に、本発明によるエンコーダは、計測対象物に設けら
れ、複数の歯が形成された第１の歯型部材と、前記第１
の歯形部材に対向して配置され、前記第１の歯型部材と
は歯数の異なる複数の歯が形成された第２の歯形部材
と、前記第１及び第２の歯形部材を含む磁気回路に、磁
界を発生する磁界発生手段と、前記第１及び第２の歯形
部材の相対的な移動に伴う磁界の変化から前記計測対象
物の移動量を検出する移動量検出手段とを備えたもので
ある。この場合に、前記第１及び第２の歯形部材の歯数
は、互に素の関係にあることを特徴とすることができ
る。
【０００９】
【作用】本発明によれば、第１の歯型部材と第２の歯形
部材の歯数の乗算値に相当する分解能を持たせることが
できる。
部材の歯数の乗算値に相当する分解能を持たせることが
できる。
【００１０】
【実施例】以下、図面等を参照して、実施例について、
さらに詳しくに説明する。図１は、本発明によるエンコ
ーダの第１の実施例を示す図である。この実施例のエン
コーダは、自電式のものであって、計測対象物である回
転軸１１に取り付けられ、複数の外歯を有するロータ１
２と、そのロータ１２の外周に配置された回転センサ１
３とから構成されている。回転センサ１３は、環状の永
久磁石１４と、ステータ１５−１，１５−２及びヨーク
１５−３と、電圧発生用コイル１６とから構成されてお
り、ステータ１５−１，１５−２は、ロータ１２とは異
なる歯数の内歯をそれぞれ有している。
さらに詳しくに説明する。図１は、本発明によるエンコ
ーダの第１の実施例を示す図である。この実施例のエン
コーダは、自電式のものであって、計測対象物である回
転軸１１に取り付けられ、複数の外歯を有するロータ１
２と、そのロータ１２の外周に配置された回転センサ１
３とから構成されている。回転センサ１３は、環状の永
久磁石１４と、ステータ１５−１，１５−２及びヨーク
１５−３と、電圧発生用コイル１６とから構成されてお
り、ステータ１５−１，１５−２は、ロータ１２とは異
なる歯数の内歯をそれぞれ有している。
【００１１】図１（Ｃ）に示すように、ロータ１２とス
テータ１５−１，１５−２が接近したときには、永久磁
石１４→ヨーク１５−３→ステータ１５−１→ロータ１
２→ステータ１５−２の磁気回路を形成し、破線で示す
ように歯同士が遠ざかるとオープンの状態となり、これ
が歯の１ピッチごとに繰り返される。
テータ１５−１，１５−２が接近したときには、永久磁
石１４→ヨーク１５−３→ステータ１５−１→ロータ１
２→ステータ１５−２の磁気回路を形成し、破線で示す
ように歯同士が遠ざかるとオープンの状態となり、これ
が歯の１ピッチごとに繰り返される。
【００１２】ここで、ロータ１２の内歯の歯数をＮ0 、
ステータ１５−１，１５−２の外歯の歯数をＮ1 ，Ｎ2
とすれば、 〔数１〕 Ｎ1 ＝Ｎ2 〔数２〕 Ｎ0 ≠Ｎ1 かつＮ0 とＮ1 は互に素 の関係にしてある。前述したように、ロータ１２の回転
に伴って、磁気回路の抵抗が変化して、電圧発生用コイ
ル１６に電圧が発生し、その周期Ｔは１回転当たり、 〔数３〕 Ｔ＝Ｎ0 ×Ｎ1 ／Ｒｅｖ となり、歯数の乗算値のパルス出力が得られる。
ステータ１５−１，１５−２の外歯の歯数をＮ1 ，Ｎ2
とすれば、 〔数１〕 Ｎ1 ＝Ｎ2 〔数２〕 Ｎ0 ≠Ｎ1 かつＮ0 とＮ1 は互に素 の関係にしてある。前述したように、ロータ１２の回転
に伴って、磁気回路の抵抗が変化して、電圧発生用コイ
ル１６に電圧が発生し、その周期Ｔは１回転当たり、 〔数３〕 Ｔ＝Ｎ0 ×Ｎ1 ／Ｒｅｖ となり、歯数の乗算値のパルス出力が得られる。
【００１３】例えば、Ｎ0 ＝１０、Ｎ1 ＝Ｎ2 ＝１１と
すると、ロータ１２の１つのピッチが１周に対して１／
１０であり、ステータ１５−１，１５−２の１つのピッ
チが１周に対して１／１１であるから、１／１０と１／
１１の差だけ移動すると、磁気回路が１回閉じる。した
がって、１回転すると、（１／１０）−（１／１１）＝
（１／１１０）となり、１１０パルスの信号が得られる
ことになる。このように、従来例においては、１回転に
対して外歯の数（例えば、１０パルス）しかパルス数が
得られなかったが、この実施例のように内歯と外歯の歯
数を互に素の関係に設定すると、その歯数の乗算値（例
えば、１１０パルス）のパルス数が得られ、大幅に多パ
ルス化が可能となった。
すると、ロータ１２の１つのピッチが１周に対して１／
１０であり、ステータ１５−１，１５−２の１つのピッ
チが１周に対して１／１１であるから、１／１０と１／
１１の差だけ移動すると、磁気回路が１回閉じる。した
がって、１回転すると、（１／１０）−（１／１１）＝
（１／１１０）となり、１１０パルスの信号が得られる
ことになる。このように、従来例においては、１回転に
対して外歯の数（例えば、１０パルス）しかパルス数が
得られなかったが、この実施例のように内歯と外歯の歯
数を互に素の関係に設定すると、その歯数の乗算値（例
えば、１１０パルス）のパルス数が得られ、大幅に多パ
ルス化が可能となった。
【００１４】図２〜図４は、本発明によるエンコーダの
第２〜第４の実施例を示す図である。なお、以下に説明
する各実施例では、前述した第１の実施例と同様な機能
を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明
を省略する。第２の実施例では、電圧発生用コイル１６
の代わりに、ＭＲ素子１７を用いたものである。ＭＲ素
子１７を用いた場合には、スタテックな状態においても
磁束密度に比例した出力が得られる。したがって、ロー
タ１２の回転に伴いＭＲ素子１７を通過する磁束密度の
変化に比例した出力が得られる。第３の実施例では、ロ
ータ１２自体を上下方向に磁化して永久磁石１４とした
ものである。これにおいては、ロータ１２の回転に伴い
磁気回路を通る磁束が変化し、コイル１６に電圧が発生
する。
第２〜第４の実施例を示す図である。なお、以下に説明
する各実施例では、前述した第１の実施例と同様な機能
を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明
を省略する。第２の実施例では、電圧発生用コイル１６
の代わりに、ＭＲ素子１７を用いたものである。ＭＲ素
子１７を用いた場合には、スタテックな状態においても
磁束密度に比例した出力が得られる。したがって、ロー
タ１２の回転に伴いＭＲ素子１７を通過する磁束密度の
変化に比例した出力が得られる。第３の実施例では、ロ
ータ１２自体を上下方向に磁化して永久磁石１４とした
ものである。これにおいては、ロータ１２の回転に伴い
磁気回路を通る磁束が変化し、コイル１６に電圧が発生
する。
【００１５】第４の実施例では、１つのロータ１２に対
して、位相が１８０度ずれ、各ステータ１５−４，１５
−２の歯数は同じにした回転センサ１３Ａ，１３Ｂを設
け、その出力を差動増幅器１８によって差動を取るよう
にしたものである。差動アンプ１８の入力Ａ，Ａ’は、
位相が回転信号に対して１８０°異なっているので、差
動アンプ１８の出力ａは、バイアスが除かれた回転信号
のみとなる。このようにすれば、エンコーダ自体に発生
する振動などに起因する信号を除去するとともに、検出
信号を増幅することができる。
して、位相が１８０度ずれ、各ステータ１５−４，１５
−２の歯数は同じにした回転センサ１３Ａ，１３Ｂを設
け、その出力を差動増幅器１８によって差動を取るよう
にしたものである。差動アンプ１８の入力Ａ，Ａ’は、
位相が回転信号に対して１８０°異なっているので、差
動アンプ１８の出力ａは、バイアスが除かれた回転信号
のみとなる。このようにすれば、エンコーダ自体に発生
する振動などに起因する信号を除去するとともに、検出
信号を増幅することができる。
【００１６】以上説明した実施例に限定されず、種々の
変形や変更が可能であって、それらも本発明に含まれ
る。例えば、第３の実施例において、電圧発生用コイル
１６の代わりに、ＭＲ素子１７を用いるようにしてもよ
い。また、ロータリ式の例により説明したが、リニア式
のエンコーダの場合にも、同様に適用できる。
変形や変更が可能であって、それらも本発明に含まれ
る。例えば、第３の実施例において、電圧発生用コイル
１６の代わりに、ＭＲ素子１７を用いるようにしてもよ
い。また、ロータリ式の例により説明したが、リニア式
のエンコーダの場合にも、同様に適用できる。
【００１７】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、磁気式の優れた耐環境性を生かしつつ、分解能を
大幅に向上させることができる、という効果がある。
れば、磁気式の優れた耐環境性を生かしつつ、分解能を
大幅に向上させることができる、という効果がある。
【図１】本発明によるエンコーダの第１の実施例を示す
図である。
図である。
【図２】本発明によるエンコーダの第２の実施例を示す
図である。
図である。
【図３】本発明によるエンコーダの第３の実施例を示す
図である。
図である。
【図４】本発明によるエンコーダの第４の実施例を示す
図である。
図である。
【図５】従来の磁気式エンコーダの一例を示す図であ
る。
る。
１１ 回転軸 １２ ロータ １３ 回転センサ １４ 永久磁石 １５−１，１５−２ ステータ １５−３ ヨーク １６ 電圧発生用コイル １７ ＭＲ素子 １８ 差動増幅器
Claims (2)
- 【請求項１】 計測対象物に設けられ、複数の歯が形成
された第１の歯型部材と、 前記第１の歯形部材に対向して配置され、前記第１の歯
型部材とは歯数の異なる複数の歯が形成された第２の歯
形部材と、 前記第１及び第２の歯形部材を含む磁気回路に、磁界を
発生する磁界発生手段と、 前記第１及び第２の歯形部材の相対的な移動に伴う磁界
の変化から前記計測対象物の移動量を検出する移動量検
出手段とを備えたエンコーダ。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の歯形部材の歯数は、
互に素の関係にあることを特徴とする請求項１に記載の
エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17497593A JPH0712585A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17497593A JPH0712585A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712585A true JPH0712585A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15988023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17497593A Pending JPH0712585A (ja) | 1993-06-22 | 1993-06-22 | エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712585A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015081879A (ja) * | 2013-10-24 | 2015-04-27 | 日立金属株式会社 | 車両用検出装置 |
-
1993
- 1993-06-22 JP JP17497593A patent/JPH0712585A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015081879A (ja) * | 2013-10-24 | 2015-04-27 | 日立金属株式会社 | 車両用検出装置 |
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