JP5054586B2 - Magnetic encoder - Google Patents
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Description
本発明は、磁気エンコーダに関し、特に、磁気センサとしてGMR素子を用いたGMRセンサを備える磁気エンコーダに関する。 The present invention relates to a magnetic encoder, and more particularly to a magnetic encoder including a GMR sensor using a GMR element as a magnetic sensor.
従来、ステッピングモータなどのロータの回転方向や回転角度を検出するためのセンサとして、巨大磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子(GMR(giant magneto resistive)素子)を用いた磁気エンコーダが用いられている。この磁気エンコーダにおいては、AB2相の出力を持たせ、A相―B相間の位相差により回転方向を検出していた。 Conventionally, a magnetic encoder using a magnetoresistive effect element (GMR (giant magneto resistive) element) using a giant magnetoresistive effect has been used as a sensor for detecting the rotation direction and rotation angle of a rotor such as a stepping motor. Yes. In this magnetic encoder, the output of the AB2 phase is provided, and the rotation direction is detected by the phase difference between the A phase and the B phase.
例えば、図13及び図14に示すように、A相用GMR素子2a〜2dと、B層用GMR素子3a〜3dを設け、これらGMR素子に対向する円板状多極磁石体を回転させることで、A相出力及びB相出力を得る。これらA相出力波形の立ち上がりと、B相出力波形の立ち上がりとのタイミング差に基づいて、円板状多極磁石体の回転方向を検出するようになされている。
ところで、一般的なエンコーダでは、AB両相のGMRセンサを一列に配置可能であるが、高密度エンコーダでは、前記円板状多極磁石体の着磁ピッチ当たりのGMR素子の数が多いことにより、一列に並べることが困難であった。従って、高密度エンコーダでは、AB2相分のセンサを設ける必要がある分、外形が大きくなる問題があった。 By the way, in a general encoder, AB both-phase GMR sensors can be arranged in a row, but in a high-density encoder, the number of GMR elements per magnetization pitch of the disk-shaped multipole magnet body is large. It was difficult to line up in a row. Therefore, in the high-density encoder, there is a problem that the outer shape becomes large because it is necessary to provide a sensor for two phases AB.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、一段と小型の磁気エンコーダを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a magnetic encoder that is much smaller.
本発明の磁気エンコーダは、所定方向に移動し、移動方向に沿ってN極とS極とからなる複数の磁極が交互に着磁された磁石体と、前記磁石体の近傍に前記移動方向に沿って対向配置された磁気センサとを具備し、前記磁気センサは複数の磁気抵抗効果素子からなり、該複数の磁気抵抗効果素子は直列接続されてその一端を電源端子に接続し、他端をグランド端子に接続する一方、該直列接続された複数の磁気抵抗効果素子を同数ずつに分ける中点を前記磁気センサの出力端子とし、該中点よりも前記電源端子側の磁気抵抗素子と、前記グランド端子側の磁気抵抗素子とが、前記移動方向に沿って交互に配置されてなり、
前記出力端子から出力されるパルス電圧が、前記磁石体の移動とともに増大するか、減少するかを検出して前記磁石体の移動方向を検知する。
The magnetic encoder of the present invention moves in a predetermined direction, a magnet body in which a plurality of magnetic poles composed of N poles and S poles are alternately magnetized along the moving direction, and in the moving direction in the vicinity of the magnet body. A plurality of magnetoresistive elements, the plurality of magnetoresistive elements are connected in series, one end of which is connected to the power supply terminal, and the other end is connected to the magnetic sensor. While connecting to the ground terminal, the middle point dividing the plurality of magnetoresistive effect elements connected in series into the same number as the output terminal of the magnetic sensor, the magnetoresistive element closer to the power supply terminal than the middle point, The magnetoresistive elements on the ground terminal side are alternately arranged along the moving direction,
The moving direction of the magnet body is detected by detecting whether the pulse voltage output from the output terminal increases or decreases as the magnet body moves.
上記磁気エンコーダによれば、単相の磁気抵抗効果素子を用いて移動方向の検出を行うことができるので、一段と小型の磁気エンコーダを実現することができる。 According to the above magnetic encoder, since the direction of movement can be detected using a single-phase magnetoresistive element, a much smaller magnetic encoder can be realized.
また上記磁気エンコーダにおいて、磁石体は、回転体であり、該回転体の外周側面に回転方向に沿って、N極及びS極が着磁されていることが好ましい。この場合には、単相の磁気抵抗効果素子を用いて回転方向の検出を行うことができるので、一段と小型の回転型の磁気エンコーダを実現することができる。 In the magnetic encoder, it is preferable that the magnet body is a rotating body, and an N pole and an S pole are magnetized along the rotation direction on the outer peripheral side surface of the rotating body. In this case, since the rotation direction can be detected using a single-phase magnetoresistive element, a much smaller rotary magnetic encoder can be realized.
また上記磁気エンコーダにおいて、前記磁気センサの複数の磁気抵抗効果素子は、前記移動方向への並び順に抵抗値が大きく、または小さくなるように配置されていることが好ましい。この場合には、磁石体の移動に伴って、出力端子の出力電圧値の変化が顕著となることにより、一段と容易に移動方向の検出を行うことができる。 In the magnetic encoder, it is preferable that the plurality of magnetoresistive elements of the magnetic sensor are arranged so that the resistance value becomes larger or smaller in the order of arrangement in the moving direction. In this case, since the change in the output voltage value of the output terminal becomes significant as the magnet body moves, the moving direction can be detected more easily.
また上記磁気エンコーダにおいて、前記磁気センサの複数の磁気抵抗効果素子は、前記磁石体の着磁の1極分の範囲内に配置されていることが好ましい。この場合には、磁石体が1極分移動する間に、磁気抵抗効果素子の数の分だけパルスを得ることができる。このパルスのピーク値の変化に基づいて移動方向を検出することができる。 In the magnetic encoder, it is preferable that the plurality of magnetoresistive elements of the magnetic sensor are arranged within a range corresponding to one pole of magnetization of the magnet body. In this case, pulses corresponding to the number of magnetoresistive elements can be obtained while the magnet body moves by one pole. The moving direction can be detected based on the change in the peak value of the pulse.
本発明によれば、一段と小型の磁気エンコーダを提供することができる。 According to the present invention, a much smaller magnetic encoder can be provided.
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、磁気エンコーダ10は、例えば、回転角度、回転方向又は回転速度等を検出する装置であり、主として磁石体11と、磁石体11を回転自在に支持する回転体12と、回転体12を回転自在に支持する筺体9と、磁気抵抗効果素子からなる磁気センサ20とを有している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the
磁石体11は、リング状に形成されており、その内面が、円板状に形成された回転体12の外周側面に固定されている。磁石体11の外周側面11Aには、N極及びS極からなる複数の磁極が交互に着磁された磁気パターンが形成されている。
The
磁石体11と回転体12は、筺体9に設けられた円形状の凹部9A内に配置されている。図2に示すように、筺体9の中心には、中心孔9aが形成されており、回転体12の中心に形成された回転軸12aが挿通されている。磁石体11は、回転体12の回転軸12aを軸中心として、凹部9A内で回転方向ra1又は回転方向ra2に回転自在に支持されている。
The
筺体9には、凹部9Aの一部を外周方向に切り欠いた切欠き部9bが形成されており、磁気センサ20は、この切欠き部9b内に、磁石体11の外周面11Aと対向するように固定されている。磁気センサ20には、複数の磁気抵抗効果素子A(個別にR11、R21、R12、R22、R13、R23として示す)が設けられている。
The
図3に示すように、磁気センサ20には、複数の磁気抵抗効果素子R11〜R23が一列に配置されており、これら一列に配置された磁気抵抗効果素子R11〜R23のうち、1つ置きに配置された磁気抵抗効果素子R11、R12及びR13が直列に接続されており、また、1つ置きに配置された磁気抵抗効果素子R21、R22及びR23が直列に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
また、直列に接続された磁気抵抗効果素子R11〜R13とR21〜R23とは、磁気抵抗効果素子R11とR21とが接続されることにより、全体として直列接続されている。磁気抵抗効果素子R11とR21との間には、出力端子TOが接続されている。また、磁気抵抗効果素子R13には電源端子T1が接続されると共に、磁気抵抗効果素子R23には、グランド端子T2が接続されている。 In addition, the magnetoresistive effect elements R11 to R13 and R21 to R23 connected in series are connected in series as a whole by connecting the magnetoresistive effect elements R11 and R21. An output terminal TO is connected between the magnetoresistive elements R11 and R21. The magnetoresistive element R13 is connected to a power supply terminal T1, and the magnetoresistive element R23 is connected to a ground terminal T2.
なお、磁気センサ20に設けられたこれら磁気抵抗効果素子R13〜R23は、磁石体11のN極(又はS極)の1極の範囲内に収まるように配置されている。
In addition, these magnetoresistive effect elements R13 to R23 provided in the
図4は、図3に示した磁気センサ20に配置された磁気抵抗効果素子R11〜R23、出力端子TO、電源端子T1及びグランド端子T2の接続状態を示す図である。図4に示すように、電源端子T1とグランド端子T2との間には、抵抗値が同等の6つの磁気抵抗効果素子R11〜R23が直列接続されており、3つの磁気抵抗効果素子R11〜R13と、3つの磁気抵抗効果素子R21〜R23とを分ける位置(磁気抵抗効果素子R11とR21との間)には、出力端子TOが接続されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a connection state of the magnetoresistive elements R11 to R23, the output terminal TO, the power supply terminal T1, and the ground terminal T2 arranged in the
すなわち、複数の磁気抵抗効果素子R11〜R23は、電源端子T1及びグランド端子T2間に直列接続され、該直列接続された複数の磁気抵抗効果素子R11〜R23を同数ずつに分ける中点を回転検出用の出力端子TOとし、該中点よりも電源端子T1側の磁気抵抗素子R11、R12、R13と、グランド端子T2側の磁気抵抗素子R21、R22、R23とが、磁石体11の回転方向に沿って交互に配置されている。
That is, the plurality of magnetoresistive effect elements R11 to R23 are connected in series between the power supply terminal T1 and the ground terminal T2, and the midpoint is divided to divide the series connected magnetoresistive effect elements R11 to R23 into the same number. Output terminal TO, and the magnetoresistive elements R11, R12, R13 on the power supply terminal T1 side from the midpoint and the magnetoresistive elements R21, R22, R23 on the ground terminal T2 side in the rotation direction of the
これにより、全ての磁気抵抗効果素子R11〜R23の抵抗値が同じ初期状態(例えば全ての磁気抵抗効果素子R11〜R23の抵抗値が「Low」)において、第1に、磁気抵抗効果素子R11の抵抗値が変化すると、出力端子TOの出力電圧は該変化分だけ変化し、第2に、磁気抵抗効果素子R11の抵抗値が変化した状態でさらに磁気抵抗効果素子R21の抵抗値が変化すると、出力端子TOを中心として、磁気抵抗効果素子R11〜R13側の合成抵抗値と、磁気抵抗効果素子R21〜R23側の合成抵抗値とが同等の抵抗値となることにより、出力端子TOの出力電圧は、初期状態における出力電圧に戻ることになる。 Thereby, in the initial state where all the magnetoresistive elements R11 to R23 have the same resistance value (for example, the resistance values of all the magnetoresistive elements R11 to R23 are “Low”), first, the magnetoresistive elements R11 When the resistance value changes, the output voltage of the output terminal TO changes by the change amount. Second, when the resistance value of the magnetoresistive element R21 further changes while the resistance value of the magnetoresistive element R11 changes, With the output terminal TO as the center, the combined resistance value on the magnetoresistive effect elements R11 to R13 side and the combined resistance value on the magnetoresistive effect elements R21 to R23 side become equivalent resistance values, whereby the output voltage of the output terminal TO Will return to the output voltage in the initial state.
さらに、第3に、この状態から磁気抵抗効果素子R12の抵抗値が変化すると、出力端子TOの出力電圧は、該変化分だけ初期状態から変化する。 Third, when the resistance value of the magnetoresistive effect element R12 changes from this state, the output voltage of the output terminal TO changes from the initial state by the change amount.
このようにして、磁気抵抗効果素子R11〜R23が、その並び順に、R11、R21、R12、R22、R13及びR23の順に変化することにより、出力端子TOの出力電圧は、例えば初期状態とHレベルとの間を繰り返し変化することになる。すなわち、磁石体11が回転することで、磁気抵抗効果素子R11〜R23が、その並び順に、R11、R21、R12、R22、R13及びR23の順に変化し、出力端子TOの出力電圧は、例えば初期状態とHレベル(又はLレベル)との間を繰り返し変化することになる。
In this way, the magnetoresistive effect elements R11 to R23 change in the order of R11, R21, R12, R22, R13, and R23 in the order of arrangement, so that the output voltage of the output terminal TO is, for example, the initial state and the H level. It will change repeatedly between. That is, as the
ここで、複数の磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサの特性として、複数の磁気抵抗効果素子R11〜R23が配列されている状態において、そのうちの1つずつが順次「High」(抵抗値が高い状態)に変化して行く場合、既に「High」に変化している磁気抵抗効果素子の素子数が多いほど、次の磁気抵抗効果素子が「High」になった場合の出力端子TOにおける電圧変化(初期状態に対する電圧変化)が小さくなる。 Here, as a characteristic of a magnetic sensor using a plurality of magnetoresistive effect elements, in a state where the plurality of magnetoresistive effect elements R11 to R23 are arranged, one of them is sequentially “High” (the resistance value is high). State), the voltage change at the output terminal TO when the next magnetoresistive element becomes “High” as the number of magnetoresistive elements that have already changed to “High” increases. (Voltage change with respect to the initial state) is reduced.
本実施の形態においては、このような磁気抵抗効果素子の特性を利用するために、磁石体11のN極(S極)の1極分に相当する長さL1(図3)の範囲内に、出力端子TOを境とした電源側の磁気抵抗効果素子R11〜R13及びグランド側の磁気抵抗効果素子R21〜R23を交互に配置し、磁石体11の回転に伴って、順次1つずつの磁気抵抗効果素子の抵抗値が変化するように構成することで、出力端子TOの出力電圧としては、初期状態と「High」レベル(又は「Low」レベル)との間を繰り返し変化することとなる。そして、この場合、全ての磁気抵抗効果素子R11〜R23が、磁石体11の磁極(N極又はS極)の1極分に収まる範囲内に配置されていることにより、一旦抵抗値が「High」(又は「Low」)に変化した磁気抵抗効果素子の該抵抗値は、全ての磁気抵抗効果素子R11〜R23が磁石体11の該1つの磁極に対向する位置に到来してこれらの抵抗値が「High」(又は「Low」)になるまで、維持されることになる。
In the present embodiment, in order to utilize such characteristics of the magnetoresistive effect element, the length L1 (FIG. 3) corresponding to one pole of the N pole (S pole) of the
これにより、上記磁気抵抗効果素子の特性を利用することができ、出力端子TOの出力電圧は、磁石体11のN極(S極)の1極分が磁気センサ20の前を横切る間に、順次発生するパルス波形のピーク電圧の初期状態に対する電圧変化が順次小さくなる(又は大きくなる)ことにより、この変化を検出器30により検出して、回転方向を判断するようになされている。
Thereby, the characteristics of the magnetoresistive effect element can be used, and the output voltage of the output terminal TO is obtained while one pole of the N pole (S pole) of the
図5は、図1乃至図4に示した構成により、磁石体11を矢印ra1(図3)方向へ回転させた場合の、磁気センサ20の出力端子TOから出力される出力電圧Out[V]を示す図であり、図6は、その信号波形図である。
5 shows an output voltage Out [V] output from the output terminal TO of the
図5に示すように、磁気抵抗効果素子R11〜R23の抵抗値が全て「Low」である場合において、磁石体11が矢印ra1(図3)で示す方向に回転することによって該磁石体11の例えばN極(S極)がこれら磁気抵抗効果素子R11〜R23の前を横切る位置にさしかかると、まず、回転方向ra1の上流側にある磁気抵抗効果素子R11の抵抗値が「Low」から「High」に変化する。これにより、出力端子TOの出力電圧Out[V]は、2.500[V]から2.582[V]に変化する。そして、磁気抵抗効果素子R11に続いて磁気抵抗効果素子R21の抵抗値が「Low」から「High」に変化すると、磁気抵抗効果素子R11、R12、R13とR21、R22、R23との中点電圧である出力端子TOの出力電圧は、初期状態である2.500[V]に戻る。
As shown in FIG. 5, when the resistance values of the magnetoresistive elements R <b> 11 to R <b> 23 are all “Low”, the
さらに、磁気抵抗効果素子R12の抵抗値が「Low」から「High」に変化すると、出力端子TOの出力電圧Out[V]は、2.500[V]から2.579[V]に変化する。この場合、1つの磁気抵抗効果素子R11の抵抗値が既に「High」に変化して該「High」を維持していることにより、磁気抵抗効果素子の特性により、1つめの磁気抵抗効果素子R11の抵抗値が「High」となった場合の出力電圧2.582[V]よりも低い値(初期状態からの電圧変化が小さい値)となる。そして、磁気抵抗効果素子R12に続いて磁気抵抗効果素子R22の抵抗値が「Low」から「High」に変化すると、磁気抵抗効果素子R11、R12、R13とR21、R22、R23との中点電圧である出力端子TOの出力電圧は、初期状態である2.500[V]に戻る。 Further, when the resistance value of the magnetoresistive element R12 changes from “Low” to “High”, the output voltage Out [V] of the output terminal TO changes from 2.500 [V] to 2.579 [V]. In this case, the resistance value of one magnetoresistive effect element R11 has already changed to “High” and is maintained at “High”, so that the first magnetoresistive effect element R11 depends on the characteristics of the magnetoresistive effect element. When the resistance value becomes “High”, the output voltage becomes a value lower than 2.582 [V] (a voltage change from the initial state is small). When the resistance value of the magnetoresistive effect element R22 changes from “Low” to “High” following the magnetoresistive effect element R12, the midpoint voltage between the magnetoresistive effect elements R11, R12, R13 and R21, R22, R23 The output voltage of the output terminal TO is returned to the initial state of 2.500 [V].
さらに、磁気抵抗効果素子R13の抵抗値が「Low」から「High」に変化すると、出力端子TOの出力電圧Out[V]は、2.500[V]から2.577[V]に変化する。この場合、2つの磁気抵抗効果素子R11、R12の抵抗値が既に「High」に変化して該「High」を維持していることにより、磁気抵抗効果素子の特性により、1つめの磁気抵抗効果素子R11の抵抗値が「High」となった場合の出力電圧2.582[V]及び3つめの磁気抵抗効果素子R12の抵抗値が「High」となった場合の出力電圧2.579[V]よりも低い値(初期状態からの電圧変化が小さい値)となる。そして、磁気抵抗効果素子R13に続いて磁気抵抗効果素子R23の抵抗値が「Low」から「High」に変化すると、磁気抵抗効果素子R11、R12、R13とR21、R22、R23との中点電圧である出力端子TOの出力電圧は、初期状態である2.500[V]に戻る。 Further, when the resistance value of the magnetoresistive effect element R13 changes from “Low” to “High”, the output voltage Out [V] of the output terminal TO changes from 2.500 [V] to 2.577 [V]. In this case, since the resistance values of the two magnetoresistive elements R11 and R12 have already changed to "High" and are maintained at "High", the first magnetoresistive effect is obtained according to the characteristics of the magnetoresistive element. The output voltage is 2.582 [V] when the resistance value of the element R11 is “High” and lower than the output voltage 2.579 [V] when the resistance value of the third magnetoresistive element R12 is “High”. Value (value with a small voltage change from the initial state). When the resistance value of the magnetoresistive effect element R23 changes from “Low” to “High” following the magnetoresistive effect element R13, the midpoint voltage between the magnetoresistive effect elements R11, R12, R13 and R21, R22, R23 The output voltage of the output terminal TO is returned to the initial state of 2.500 [V].
このようにして、磁石体11の回転により、該磁石体11のN極(S極)の1極分の長さに全ての磁気抵抗効果素子R11〜R23が対向する状態となって、全ての磁気抵抗素子R11〜R23の抵抗値が「High」に変化した状態において、さらに磁石体11が矢印ra1方向に回転して、該磁石体11のS極(N極)が磁気センサ20を横切る位置にさしかかると、まず、回転方向ra1の上流側にある磁気抵抗効果素子R11の抵抗値が「High」から「Low」に変化する。これにより、出力端子TOの出力電圧Out[V]は、2.500[V]から2.423[V]に変化する。そして、磁気抵抗効果素子R11に続いて磁気抵抗効果素子R21の抵抗値が「High」から「Low」に変化すると、磁気抵抗効果素子R11、R12、R13とR21、R22、R23との中点電圧である出力端子TOの出力電圧は、初期状態である2.500[V]に戻る。
Thus, by rotation of the
さらに、磁気抵抗効果素子R12の抵抗値が「High」から「Low」に変化すると、出力端子TOの出力電圧Out[V]は、2.500[V]から2.421[V]に変化する。この場合には、磁気抵抗効果素子R11の抵抗値が「High」から「Low」に変化した上述の場合に比べて、「High」になっている素子数が少なくなっていることにより、出力電圧は低い値(初期状態からの変化が大きい値)となる。そして、磁気抵抗効果素子R12に続いて磁気抵抗効果素子R22の抵抗値が「High」から「Low」に変化すると、磁気抵抗効果素子R11、R12、R13とR21、R22、R23との中点電圧である出力端子TOの出力電圧は、初期状態である2.500[V]に戻る。 Furthermore, when the resistance value of the magnetoresistive element R12 changes from “High” to “Low”, the output voltage Out [V] of the output terminal TO changes from 2.500 [V] to 2.421 [V]. In this case, as compared with the above-described case where the resistance value of the magnetoresistive effect element R11 is changed from “High” to “Low”, the number of elements that are “High” is reduced, and thus the output voltage Becomes a low value (a value with a large change from the initial state). When the resistance value of the magnetoresistive effect element R22 changes from “High” to “Low” following the magnetoresistive effect element R12, the midpoint voltage between the magnetoresistive effect elements R11, R12, R13 and R21, R22, R23 The output voltage of the output terminal TO is returned to the initial state of 2.500 [V].
さらに、磁気抵抗効果素子R13の抵抗値が「High」から「Low」に変化すると、出力端子TOの出力電圧Out[V]は、2.500から2.418[V]に変化する。この場合には、磁気抵抗効果素子R11の抵抗値が「High」から「Low」に変化した上述の場合に比べて、「High」になっている素子数がさらに少なくなっていることにより、出力電圧は低い値(初期状態からの変化が大きい値)となる。 Further, when the resistance value of the magnetoresistive element R13 changes from “High” to “Low”, the output voltage Out [V] of the output terminal TO changes from 2.500 to 2.418 [V]. In this case, as compared with the above-described case where the resistance value of the magnetoresistive effect element R11 is changed from “High” to “Low”, the number of elements that are “High” is further reduced, so that the output The voltage becomes a low value (a value with a large change from the initial state).
これに対して、図7及び図8は、磁石体11を逆方向(矢印ra2方向(図3))へ回転させた際の磁気抵抗効果素子R11〜R23の抵抗値の変化と、出力端子TOにおける出力電圧を示す図である。
On the other hand, FIGS. 7 and 8 show changes in the resistance values of the magnetoresistive elements R11 to R23 when the
この場合には、磁石体11の回転に伴って、磁気抵抗効果素子R23、R13、R22、R12、R21、R11の順に抵抗値が変化することにより、図8に示すように、出力電圧のピーク値は、2.418[V]、 2.421[V]、2.423[V]、2.577[V]、2.579[V]、2.582[V]の順に変化する。
In this case, as the
このようにして、出力端子TOの電圧値に基づいて、磁気抵抗効果素子R11、R12、R13の抵抗値が変化した際の出力電圧(3個ずつのパルスのピーク値の変化)を検出することにより、この変化として、初期状態(2.500[V])との差が小さくなる変化である場合(図5、図6)又は大きくなる変化である場合(図7、図8)によって磁石体11の回転方向(ra1又はra2)を判断することができる。 Thus, based on the voltage value of the output terminal TO, the output voltage when the resistance values of the magnetoresistive elements R11, R12, R13 change (changes in the peak value of every three pulses) is detected. Thus, as this change, when the difference from the initial state (2.500 [V]) is a small change (FIGS. 5 and 6) or a large change (FIGS. 7 and 8), The direction of rotation (ra1 or ra2) can be determined.
なお、上述の実施の形態においては、全ての磁気抵抗効果素子R11〜R23を同じ初期抵抗値としてそれを磁石体11の回転に伴って変化させる場合について述べたが、これに限られるものではなく、各磁気抵抗効果素子R11〜R23ごとに初期抵抗値に差を持たせるようにしてもよい。このようにすれば、磁石体11の回転に伴う出力端子TOの電圧変化が一段と顕著になることにより、電圧変化の検出を一段と容易に行うことができる。
In the above-described embodiment, the case where all the magnetoresistive effect elements R11 to R23 are set to the same initial resistance value and is changed with the rotation of the
例えば、図9及び図10は、磁気抵抗効果素子R12及びR22を1000Ω、R11及びR21を1200Ω、R13及びR23を833Ωとし、磁石体11が矢印ra1方向(順転方向)に回転させた場合の出力端子TOの変化を示す図であり、図11及び図12は、同条件で磁石体11を矢印ra2方向(逆転方向)に回転させた場合の出力端子TOの変化を示す図である。
For example, in FIGS. 9 and 10, the magnetoresistive elements R12 and R22 are set to 1000Ω, R11 and R21 are set to 1200Ω, R13 and R23 are set to 833Ω, and the
このように、中間電圧(2.5[V])よりも高電圧側と低電圧側とでピーク電圧値は異なるが、中間電圧よりも高電圧側では、最大のピーク電圧値に比べて他のピーク値は、各々19.5%、34.8%の電圧になり、また、中間電圧よりも低電圧側では、13.8%、26.0%の電圧値になる。この程度の電圧差が発生すると、電気的にピーク電圧の大小を判定することは容易となる。 In this way, the peak voltage value is different between the high voltage side and the low voltage side than the intermediate voltage (2.5 [V]), but the other peak is higher than the maximum peak voltage value on the high voltage side than the intermediate voltage. The values are 19.5% and 34.8%, respectively, and on the lower voltage side than the intermediate voltage are 13.8% and 26.0%. When such a voltage difference occurs, it is easy to electrically determine the magnitude of the peak voltage.
また、上述の実施の形態においては、本発明を回転方向や回転角度を検出するためのセンサとして用いられるエンコーダに適用する場合について述べたが、適用対象はこれに限られるものではなく、リニアエンコーダに適用することもできる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to an encoder used as a sensor for detecting a rotation direction and a rotation angle has been described. However, the application target is not limited to this, and a linear encoder is used. It can also be applied to.
10 磁気エンコーダ
11 磁石体
12 回転体
R11、R21、R12、R22、R13、R23 磁気抵抗効果素子
TO 出力端子
T1 電源端子
T2 グランド端子
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記磁石体の近傍に前記移動方向に沿って対向配置された磁気センサとを具備し、
前記磁気センサは複数の磁気抵抗効果素子からなり、該複数の磁気抵抗効果素子は直列接続されてその一端を電源端子に接続し、他端をグランド端子に接続する一方、該直列接続された複数の磁気抵抗効果素子を同数ずつに分ける中点を前記磁気センサの出力端子とし、該中点よりも前記電源端子側の磁気抵抗素子と、前記グランド端子側の磁気抵抗素子とが、前記移動方向に沿って交互に配置されてなり、
前記出力端子から出力されるパルス電圧が、前記磁石体の移動とともに増大するか、減少するかを検出して前記磁石体の移動方向を検知する磁気エンコーダ。 A magnet body that moves in a predetermined direction and is alternately magnetized with a plurality of magnetic poles composed of N and S poles along the moving direction;
A magnetic sensor disposed in the vicinity of the magnet body and facing the moving direction;
The magnetic sensor is composed of a plurality of magnetoresistive effect elements, and the plurality of magnetoresistive effect elements are connected in series with one end connected to a power supply terminal and the other end connected to a ground terminal, while the plurality of series connected magnetoresistive effect elements. The middle point dividing the magnetoresistive effect elements into the same number is used as the output terminal of the magnetic sensor, and the magnetoresistive element on the power supply terminal side and the magnetoresistive element on the ground terminal side from the midpoint are in the moving direction. Are arranged alternately along the
A magnetic encoder for detecting a moving direction of the magnet body by detecting whether a pulse voltage output from the output terminal increases or decreases as the magnet body moves.
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