JPH03191817A - Magnetic encoder - Google Patents
Magnetic encoderInfo
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- JPH03191817A JPH03191817A JP33303589A JP33303589A JPH03191817A JP H03191817 A JPH03191817 A JP H03191817A JP 33303589 A JP33303589 A JP 33303589A JP 33303589 A JP33303589 A JP 33303589A JP H03191817 A JPH03191817 A JP H03191817A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
この発明は、多極磁化されている磁気(式)エンコーダ
磁極を有する可動子と磁気抵抗素子を用いた磁気エンコ
ーダに関し、特に、限られた多極磁化極数を持つ磁気エ
ンコーダ磁極を使用して尚且つより多くの磁気エンコー
ダ信号を取り出すことを可能にした可能な磁気エンコー
ダに関するもので、ロータリタイプまたはリニアタイプ
のいずれの磁気エンコーダにも適用のあるものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] This invention relates to a magnetic encoder using a movable element having magnetic encoder magnetic poles and a magnetoresistive element, and is particularly applicable to limited Concerns a possible magnetic encoder that uses magnetic encoder magnetic poles with a multi-pole number of magnetization poles and makes it possible to extract more magnetic encoder signals, and is applicable to either rotary type or linear type magnetic encoders. It is something that has.
[従来の技術]
各種自動機器において位置決めを行う際、モータ等の回
転角、移動量を計測し、これを電気信号に変換する手段
が必要とされる。この目的で、エンコーダと呼ばれる装
置が多用されている。[Prior Art] When performing positioning in various automatic devices, a means is required to measure the rotation angle and movement amount of a motor, etc., and to convert these into electrical signals. For this purpose, devices called encoders are often used.
たとえば、ロータリ形のエンコーダについて説明すると
ロータリエンコーダは1回転にともなって発生するパル
ス数を計測するインクリメンタル形のものと、ロータに
記録したコードを読み取る位置の絶対値信号を発生する
アブソリュート形のものがある。また、検出方式には、
光学式のものと磁気式のものがあるが、最近では、安価
で信頼性に優れたインクリメンタル形磁気式エンコーダ
が多用されるようになってきた。For example, rotary encoders are divided into incremental types that measure the number of pulses generated with one rotation, and absolute types that generate an absolute value signal of the position at which the code recorded on the rotor is read. be. In addition, the detection method includes
There are optical and magnetic encoders, but recently, incremental magnetic encoders, which are inexpensive and highly reliable, have come into widespread use.
第7図は、従来の一般的なロータリ形磁気エンコーダ1
の説明図で1外周にそれぞれ略λの磁極幅でN極2N、
S極2Sの磁極を交互等間隔に微細ピッチで多極磁化し
た磁気エンコーダ磁極2を有するマグネットロータ3と
径方向の空隙4を介して対向する位置に磁気抵抗素子(
MRセンサ)5を対向配設して形成している。なお、マ
グネットロータ3は、樹脂マグネットにて形成した一体
型のものであっても良く、適宜なロータドラムの外周に
磁性層を塗布等して形成したちの何れのものであっても
良い。Figure 7 shows a conventional general rotary magnetic encoder 1.
In the explanatory diagram, there are 2N N poles on the outer circumference, each with a magnetic pole width of approximately λ,
A magnetoresistive element (
MR sensors) 5 are arranged facing each other. The magnet rotor 3 may be an integral type made of a resin magnet, or may be formed by coating a magnetic layer on the outer periphery of a suitable rotor drum.
上記磁気エンコーダ磁極2のN極2N、S極2Sそれぞ
れの磁極幅は、略λ(電気角で2πで表される幅に等し
い)幅で磁化されている。The N pole 2N and S pole 2S of the magnetic encoder magnetic pole 2 are magnetized to have a width of approximately λ (equal to the width expressed by 2π in electrical angle).
また磁気抵抗素子5は1例えば強磁性体磁気抵抗効果素
子を用いるとして、先ず磁気エンコーダ1の原理を説明
するために、磁気抵抗素子5を構成する強磁性体薄膜で
形成された素線である磁気抵抗素子エレメント6につい
て第8図を用いて説明する。In addition, the magnetoresistive element 5 is assumed to be a ferromagnetic magnetoresistive effect element, for example. First, in order to explain the principle of the magnetic encoder 1, it is a wire formed of a ferromagnetic thin film that constitutes the magnetoresistive element 5. The magnetoresistive element 6 will be explained using FIG. 8.
この磁気抵抗素子エレメント6は、数千入(オングスト
ローム)単位程度の厚みでNi−Co。This magnetoresistive element 6 is made of Ni--Co and has a thickness of approximately several thousand angstroms.
Ni−Fe系の金属薄膜(強磁性金属薄膜)をガラス等
の基板に真空蒸着やエツチング等の手段で形成すること
で上記磁気抵抗素子5を形成できる。The magnetoresistive element 5 can be formed by forming a Ni-Fe metal thin film (ferromagnetic metal thin film) on a substrate such as glass by means such as vacuum deposition or etching.
磁気抵抗素子エレメント6は、第8図に示すように、こ
れに流れる電流■と磁界7どの方向が垂直となるように
配設すると、磁界7は、N極2NからS極2Sに向かう
。As shown in FIG. 8, when the magnetoresistive element 6 is arranged so that the direction of the current (2) flowing through it and the magnetic field 7 are perpendicular, the magnetic field 7 will move from the north pole 2N to the south pole 2S.
この磁気抵抗素子エレメント6は、第9図に示すように
磁界7内において横方向の磁界7Xによって、抵抗値の
減少をきたす。尚、7Yは、縦方向の磁界を示す。As shown in FIG. 9, this magnetoresistive element element 6 causes a decrease in resistance value due to a horizontal magnetic field 7X within a magnetic field 7. Note that 7Y indicates a vertical magnetic field.
このときの磁気抵抗素子エレメント6の抵抗の変化率は
7数%で、磁気エンコーダ磁極2の一磁極の幅をλとし
たとき、λ/4の位置における時の磁気抵抗素子エレメ
ント6の抵抗値をR1抵抗の変化値をΔrとすると、磁
極(2Nまたは2S)と磁気抵抗素子エレメント6の位
相θ(−磁極幅2N、2Sをそれぞれ電気角で2πとし
たときの位相θとする)における抵抗値R(θ)は。At this time, the rate of change in resistance of the magnetoresistive element 6 is several 7%, and when the width of one magnetic pole of the magnetic encoder magnetic pole 2 is λ, the resistance value of the magnetoresistive element 6 at the position of λ/4 If the change value of R1 resistance is Δr, then the resistance at the phase θ of the magnetic pole (2N or 2S) and the magnetoresistive element 6 (−phase θ when the magnetic pole widths 2N and 2S are respectively 2π in electrical angle) The value R(θ) is.
R(θ)=IR+ −Δr −cosθ (1)
で表すことができる。R(θ)=IR+ −Δr −cosθ (1)
It can be expressed as
横方向の磁界7Xは2位相θ、磁気抵抗素子エレメント
6及び磁気エンコーダ磁極2の距離に関係し、磁気抵抗
素子エレメント6も、それに応じた抵抗値Rをとる。The lateral magnetic field 7X is related to two phases θ and the distance between the magnetoresistive element 6 and the magnetic encoder magnetic pole 2, and the magnetoresistive element 6 also takes a resistance value R corresponding thereto.
尚、磁気抵抗素子5の場合、ホール素子等の他の磁気セ
ンサと異なり、磁界中心(N極2N、S極2Sそれぞれ
の中間部のところの磁界状態)では、横方向の磁束が無
いため出力信号が変化しないという特徴がある。In the case of the magnetoresistive element 5, unlike other magnetic sensors such as Hall elements, there is no lateral magnetic flux at the center of the magnetic field (the magnetic field state at the middle of the north pole 2N and the south pole 2S), so the output is It has the characteristic that the signal does not change.
上記した1本の磁気抵抗素子エレメント6を有する磁気
抵抗素子5によっては、A相及びB相の磁気エコーダ信
号を得ることができないので、第10図に示すように4
本の磁気抵抗素子ニレメン)6a、6b、6a’ 、6
b’ をそれぞれ順次に略λ/4だけずらして形成し、
A相及びB相の磁気エンコーダ信号を得るようにしてい
る。Since it is not possible to obtain the A-phase and B-phase magnetic echoer signals with the magnetoresistive element 5 having the single magnetoresistive element 6 described above, the four magnetoresistive elements 6 as shown in FIG.
Book magnetoresistive element Niremen) 6a, 6b, 6a', 6
b' are sequentially shifted by approximately λ/4,
A-phase and B-phase magnetic encoder signals are obtained.
この磁気抵抗素子5は、A相の磁気エンコーダ信号を得
るために2つの磁気抵抗素子エレメント6a、6a’と
、B相の磁気エンコーダ信号を得るために磁気抵抗素子
エレメント6b、6b’を形成したものとなっている。This magnetoresistive element 5 includes two magnetoresistive element elements 6a and 6a' for obtaining an A-phase magnetic encoder signal, and two magnetoresistive element elements 6b and 6b' for obtaining a B-phase magnetic encoder signal. It has become a thing.
磁気抵抗エメント6aと6a’は、互いに逆位相となる
ように、磁気エンコーダ磁極2の一磁極(N極2Nまた
は5i2S)の幅を^(電気角で2π)とするとき、λ
/′2幅ずらせて形成している。When the width of one magnetic pole (N pole 2N or 5i2S) of the magnetic encoder magnetic pole 2 is ^ (2π in electrical angle), the magnetoresistive elements 6a and 6a' have opposite phases to each other.
They are formed to be shifted by /'2 width.
同様に磁気抵抗素子ニレメンl−6bと6b’ とは、
互いに逆位相となるように、^/′2幅ずらせて形成し
ている。Similarly, the magnetoresistive elements Niremen l-6b and 6b' are
They are formed to be shifted by ^/'2 width so that they are in opposite phases to each other.
また磁気抵抗素子エレメント6aと6b、及び6a と
6I:1 とは、互いにλ/′4幅ずらして形成されて
いる。Further, the magnetoresistive element elements 6a and 6b, and 6a and 6I:1 are formed to be shifted from each other by a width of λ/'4.
従って1磁気抵抗素子5は、λ/11ピッチずれて順次
、磁気抵抗素子エレメント6a、6b。Therefore, one magnetoresistive element 5 has magnetoresistive element elements 6a and 6b sequentially shifted by λ/11 pitch.
6a、6b’を形成している。6a and 6b' are formed.
このように形成された磁気抵抗素子5からの磁気エンコ
ーダ信号を処理する回路としては1例えば第11図に示
すようなものを用いる。As a circuit for processing the magnetic encoder signal from the magnetoresistive element 5 formed in this manner, a circuit 1 as shown in FIG. 11, for example, is used.
この磁気エンコーダ信号処理回路8は、抵抗器9−1.
・・・、9−4により、ブリッジを構成して抵抗変化を
電圧変化に変換し、コンパレータ10−1.10−2に
より、第12図(a)(b)に示すような90”位相が
異なる2つの矩形波の磁気エンコーダ信号11−1゜1
1−2を得ることができるようにしている。This magnetic encoder signal processing circuit 8 includes resistors 9-1.
..., 9-4 constitutes a bridge and converts the resistance change into a voltage change, and the comparators 10-1 and 10-2 convert the 90" phase as shown in FIGS. 12(a) and (b). Two different square wave magnetic encoder signals 11-1°1
I'm trying to get 1-2.
この矩形波の磁気エンコーダ信号11〜1゜]−1,−
2をカウンタによって計数すれば、磁気エンコーダの回
転角を計測できる。This square wave magnetic encoder signal 11~1°] -1, -
2 by a counter, the rotation angle of the magnetic encoder can be measured.
[発明が解決しようとしている問題点コ上記したような
磁気エンコーダで1分解能を上げようとすると、磁気エ
ンコーダ磁極の磁化ピッチを非常に微細にしていかなけ
ればならないが。[Problems to be Solved by the Invention] In order to increase the resolution by one point in a magnetic encoder as described above, the magnetization pitch of the magnetic encoder magnetic poles must be made extremely fine.
磁化ピッチを微細にすればするほど、その微細磁化が困
難になり、その製造が困難になるため。The finer the magnetization pitch, the more difficult it is to achieve fine magnetization and the more difficult it is to manufacture.
ロータ径を拡大しなければならなかった。またエアギャ
ップも磁極幅に応じて狭くする必要があり、精度の高い
軸受が必要であり、振動等による破損の恐れが生じてい
た。The rotor diameter had to be enlarged. Furthermore, the air gap must be narrowed in accordance with the magnetic pole width, requiring highly accurate bearings, and there is a risk of damage due to vibration or the like.
なお7分解能を上げようとすると、磁気エンコーダ磁極
の磁化ピッチを非常に微細にしていがなければならない
が、磁化ピッチを微細にすればするほど、磁気抵抗素子
の磁気抵抗素子エレメント間の距藺が短くなり、製作が
困難で、一定品質のものを歩留まり良く、製造すること
が困難であった。Note that in order to increase the resolution, the magnetization pitch of the magnetic encoder magnetic poles must be made extremely fine, but the finer the magnetization pitch, the more the distance between the magnetoresistive elements of the magnetoresistive element becomes. This makes it difficult to manufacture products of constant quality with good yields.
また、上記したような磁気エンコーダ1において、これ
に用いる磁気抵抗素子5は、互いに90°位相角がずれ
たA相用及びB相用の2相の磁気エンコーダ信号を得る
ことができるように構成されている。また精度の良い磁
気エンコーダ信号を構成するために9通常は各相の磁気
抵抗素子エレメントは、複数本にて形成している。Further, in the magnetic encoder 1 as described above, the magnetoresistive element 5 used therein is configured so as to be able to obtain two-phase magnetic encoder signals for the A phase and the B phase, which are shifted by 90 degrees from each other in phase angle. has been done. Further, in order to configure a highly accurate magnetic encoder signal, a plurality of magnetoresistive elements for each phase are usually formed.
こうした従来の磁気エンコーダの場合において2より高
分解能の磁気エンコーダを構成する場合、複数の磁気抵
抗素子を互いに位相をずらせて隣接配置して、多相磁気
エンコーダを構成しなければならなかった。然るに、一
定のロータ径の場合、磁気抵抗素子から得られる磁気エ
ンコーダ信号を多相のものにするため、複数個の磁気抵
抗素子をその周方向に沿って多数個配設することは、全
体としての磁気抵抗素子そのものが大きくなり、ロータ
の形状」二、不都合で、良品質のものを安価且つ容易に
形成することは困難である。In the case of such conventional magnetic encoders, in order to configure a magnetic encoder with a resolution higher than 2, it was necessary to configure a multiphase magnetic encoder by arranging a plurality of magnetoresistive elements adjacent to each other with their phases shifted from each other. However, in the case of a constant rotor diameter, in order to make the magnetic encoder signal obtained from the magnetoresistive element multiphase, it is difficult to arrange a large number of magnetoresistive elements along the circumferential direction. The magnetoresistive element itself is large, and the shape of the rotor is inconvenient, making it difficult to easily form a high-quality one at low cost.
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので。[Problem to be solved by the invention] The present invention has been made in view of the above circumstances.
表面に多極磁化した磁気エンコーダ磁極を信頼性の維持
が図れる幅で磁化し1例えば、ロータリ磁気エンコーダ
について説明するとマグネットロータの径の拡大や磁気
抵抗素子を複数組周方向に沿って並べることなく、従っ
て幅を狭く構成できる4相の磁気エンコーダ信号が得ら
れる磁気抵抗素子を形成して、この4相の磁気エンコー
ダ信号とそのまま4相信号として利用したり、あるいは
この4相の磁気エンコーダ信号を公知の波形成形、論理
回路を駆使して90”位相差の2相の磁気エンコーダ信
号として取り出すことで、信頼性の高い高分解能磁気エ
ンコーダを極めて容易且つ安価に得るようにすることを
課題になされたものである。Magnetic encoder with multi-pole magnetization on the surface The magnetic poles are magnetized with a width that maintains reliability1.For example, in the case of a rotary magnetic encoder, it is possible to increase the diameter of the magnet rotor and to arrange multiple sets of magnetic resistance elements along the circumferential direction. Therefore, it is possible to form a magnetoresistive element that can obtain a 4-phase magnetic encoder signal that can be constructed with a narrow width, and use this 4-phase magnetic encoder signal as it is as a 4-phase signal, or to use this 4-phase magnetic encoder signal as a 4-phase magnetic encoder signal. The object of the present invention is to obtain a highly reliable high-resolution magnetic encoder extremely easily and inexpensively by extracting a two-phase magnetic encoder signal with a 90" phase difference by making full use of known waveform shaping and logic circuits. It is something that
[発明の課題達成の具体的手段]
かかる本発明の課題は、多極磁極体の可動方向に沿って
略λ/4磁極幅のピッチで形成された第1の相を形成す
るための複数の磁気抵抗素子エレメント群と、該第1の
相の磁気抵抗素子エレメント群それぞれから上記多極磁
極体の移動方向に沿って略λ/8ピッチ位相をずらして
形成した第2の相を形成する磁気抵抗素子エレメント群
と。[Specific Means for Achieving the Problems of the Invention] The problem of the present invention is to provide a plurality of first phases formed at a pitch of approximately λ/4 magnetic pole width along the movable direction of the multipolar magnetic pole body. A magnetoresistive element group and a magnetic field forming a second phase formed by shifting the phase by approximately λ/8 pitch from each of the first phase magnetoresistive element groups along the moving direction of the multipolar magnetic pole body. and resistance element element group.
上記第1の相の磁気抵抗素子エレメント群それぞれから
上記多極磁化体の移動方向に沿って略λ/4磁極幅のピ
ッチで形成された第2の相を形成するための複数の磁気
抵抗素子エレメント群と、上記第3の相の磁気抵抗素子
エレメント群それぞれから上記多極磁化体の移動方向に
沿って略λ/8磁極幅のピッチで形成された第4の相を
形成するための複数の磁気抵抗素子エレメント群とから
なる磁気抵抗素子を用いることによって達成できる。A plurality of magnetoresistive elements for forming a second phase formed from each of the magnetoresistive element element groups of the first phase at a pitch of approximately λ/4 magnetic pole width along the moving direction of the multipolar magnetized body. a plurality of elements for forming a fourth phase formed at a pitch of approximately λ/8 magnetic pole width along the moving direction of the multipolar magnetized body from each of the magnetoresistive element group of the third phase; This can be achieved by using a magnetoresistive element consisting of a group of magnetoresistive element elements.
[作用]
本発明の磁気抵抗素子を有する磁気エンコーダは、比較
的低分解能の磁気エンコーダの磁気エンコーダ磁極に対
向して配設された磁気抵抗素子から4相の磁気エンコー
ダ信号が得られるので、従来の磁気エンコーダに比較し
て2倍の分解能を持つ磁気エンコーダを構成できる。こ
うした4相の磁気エンコーダ信号は1例えば、最も安価
な公知の2逓倍回路を用いて波形成形して逓倍すること
で、更に分解能を上げることができ、また更に分解能を
上げるために、論理回路などを駆使した安価なn逓倍回
路などを利用すれば(通常、安価なn逓倍回路としては
8逓倍回路を用いることができる)、多数のパルス信号
を得ることができ1分解能を上げた磁気エンコーダを極
めて容易に構成することができる。[Function] The magnetic encoder having the magnetoresistive element of the present invention can obtain four-phase magnetic encoder signals from the magnetoresistive element disposed opposite to the magnetic encoder magnetic poles of the magnetic encoder with relatively low resolution. It is possible to construct a magnetic encoder with twice the resolution compared to the magnetic encoder of . These four-phase magnetic encoder signals can be further improved in resolution by shaping and multiplying the waveform using, for example, the cheapest known doubling circuit. If you use an inexpensive n-multiplier circuit that makes full use of the It can be configured extremely easily.
マグネットロータは、低分解な多極磁化で済むので、磁
極間は大きくて済むことになる。例えば、ロータリタイ
プ磁気式エンコーダについて説明すると1分解能が等し
ければ小径のマグネットロータを用いることができるた
め小型且つ安価に量産でき、マグネットロータ径が等し
ければ、また磁気抵抗素子もそれに合わせた信頼性の高
いものを容易に製作することができる。特に、ロータリ
形磁気式エンコーダの場合、複数個の磁気抵抗素子エレ
メントを周方向に多数組を配設するには、マグネットロ
ータ外周が円弧状をしているため、それに合わせた幅の
広いものを一つの素子として形成しなり、配設すること
は厄介であるが。Since the magnet rotor requires only low-resolution multi-pole magnetization, the distance between the magnetic poles can be large. For example, regarding a rotary type magnetic encoder, if the resolution is the same, a small diameter magnet rotor can be used, so it can be mass-produced in a small size and at low cost. High-quality items can be manufactured easily. In particular, in the case of a rotary magnetic encoder, in order to arrange multiple sets of multiple magnetoresistive elements in the circumferential direction, the outer periphery of the magnet rotor is arcuate, so a wide one is required to match the arc. However, it is difficult to form and arrange it as a single element.
4相の磁気エンコーダ信号が得られる1個の幅の狭い磁
気抵抗素子に構成できるので、素子の引き出し端子部を
形成するのも極めて容易になる。Since it can be constructed as a single narrow magnetoresistive element that can obtain four-phase magnetic encoder signals, it is also extremely easy to form the lead-out terminal portion of the element.
また1通常の2相の磁気エンコーダの場合、その一つの
相が何らかの原因により故障した際には、正逆回転方向
のエンコーダ信号の検出ができなくなるが1本発明では
、4相の磁気エンコーダ信号を基準としているために、
隣接するデジタルのエンコーダ信号に合わせて判別する
ことができるようにしておけば、信頼性の点でも有利な
磁気エンコーダを得ることができる。In addition, in the case of a normal two-phase magnetic encoder, if one phase fails for some reason, encoder signals in the forward and reverse rotation directions cannot be detected, but in the present invention, the four-phase magnetic encoder signal Since it is based on
By making it possible to perform discrimination based on adjacent digital encoder signals, it is possible to obtain a magnetic encoder that is advantageous in terms of reliability.
[一実施例]
本発明は、リニア形磁気エンコーダについても適用があ
るが、説明が重複するため2以下に示す実施例では、ロ
ータリ形磁気エンコーダについて説明する。[One Embodiment] The present invention is also applicable to a linear magnetic encoder, but since the description will be redundant, in the second embodiment shown below, a rotary magnetic encoder will be described.
第1図は本発明のインクリメンタル形の磁気抵抗素子5
″を用いたロータリ形磁気エンコーダ1′の斜視図で、
第2図は該磁気エンコーダl。FIG. 1 shows an incremental type magnetoresistive element 5 of the present invention.
A perspective view of a rotary magnetic encoder 1' using
FIG. 2 shows the magnetic encoder l.
に用いた磁気抵抗素子5′の拡大説明図で、第3図は磁
気エンコーダ磁極2と磁気抵抗素子1°の磁気抵抗素子
エレメント群との展rM図で、第4図は磁気抵抗素子エ
レメント群をブリッジ構成した回路図、第5図は波形成
形回路を含むn逓倍回路図、第6図は各部波形図である
。Fig. 3 is an enlarged explanatory view of the magnetoresistive element 5' used in the above, and Fig. 3 is an expanded view of the magnetic encoder magnetic pole 2 and the magnetoresistive element group of 1° of the magnetoresistive element, and Fig. 4 is an enlarged view of the magnetoresistive element element group. FIG. 5 is a circuit diagram of an n-multiplying circuit including a waveform shaping circuit, and FIG. 6 is a waveform diagram of each part.
第1図を参照して、従来の一般的なロータリ形磁気エン
コーダ1同様に外周にそれぞれ略λの磁極幅でN極2N
、S極2Sの磁極を交互等間隔に微細ピッチで多極磁化
した磁気エンコーダ磁極2を有するマグネットロータ3
と径方向の空隙4を介して対向する位置に磁気抵抗素子
(MRセンサ)5゛を対向配設してインクリメンタル形
磁気エンコーダ1゛を形成している。Referring to FIG. 1, similarly to the conventional general rotary magnetic encoder 1, there are 2N N poles on the outer periphery with a magnetic pole width of approximately λ.
, a magnet rotor 3 having a magnetic encoder magnetic pole 2 in which magnetic poles of S poles 2S are alternately magnetized at fine pitches at equal intervals.
Magnetoresistive elements (MR sensors) 5' are disposed facing each other with a radial gap 4 interposed therebetween to form an incremental magnetic encoder 1'.
磁気抵抗素子5°は、ガラス等の絶縁基板12に上方向
から順にZ相(原点用)の第1の磁気抵抗素子5′−1
と、第1乃至第4相の磁気エンコーダ信号が得られる第
2の磁気抵抗素子52とから形成されている。該第1乃
至第4相の磁気エンコーダ信号が得られる第2の磁気抵
抗素子5°−2は 第1の相を構成する複数の磁気抵抗
素子5°A(以下、A相磁気抵抗素子エレメント5’A
という)、第2の相を構成する複数の磁気抵抗素子5′
B(以下、B相磁気抵抗素子エレメント5°Bという)
、第3の相を構成する複数の磁気抵抗素子5°C(以下
、C相磁気抵抗素子エレメント5’Cという)及び第4
の相を構成する複数の磁気抵抗素子5°D(以下、D相
磁気抵抗素子エレメント5’Dという)とからなる。The magnetoresistive elements 5° include a Z-phase (origin) first magnetoresistive element 5'-1 on an insulating substrate 12 made of glass or the like in order from above.
and a second magnetoresistive element 52 from which first to fourth phase magnetic encoder signals are obtained. The second magnetoresistive element 5°-2 from which the magnetic encoder signals of the first to fourth phases are obtained is a plurality of magnetoresistive elements 5°A (hereinafter referred to as A-phase magnetoresistive element element 5) constituting the first phase. 'A
), a plurality of magnetoresistive elements 5' constituting the second phase.
B (hereinafter referred to as B-phase magnetoresistive element element 5°B)
, a plurality of magnetoresistive elements 5°C constituting the third phase (hereinafter referred to as C-phase magnetoresistive element elements 5'C) and a fourth
It consists of a plurality of magnetoresistive elements 5°D (hereinafter referred to as D-phase magnetoresistive element elements 5'D) that constitute the phase.
第2図及び第3図を参照して、磁気抵抗素子5′は、絶
縁基板12の上部に形成したZ相(原点用)の第1の磁
気抵抗素子5”−1は、互いに略λ磁極幅位相がずれて
形成されたZ相馬磁気抵抗素子エレメント5’Z+tと
2相用磁気抵抗素子エレメント5′Z1□とで形成して
いる(但し、第3図では図示せず)、Z相用磁気抵抗素
子エレメント5’ Z++、5°212それぞれの上端
部は、接続導電線13.14を介して、それぞれ絶縁基
板12の下端部に形成された電源端子■1.グランド端
子G、に電気的に接続されている。Z相用磁気抵抗素子
エレメント5’Z11及び5′Z1□それぞれの下端部
は、接続導電線16を介して共通接続されて、それぞれ
絶縁基板12の下端部に形成された接続端子Zllに接
続されている。Referring to FIGS. 2 and 3, the magnetoresistive element 5' includes a Z-phase (origin) first magnetoresistive element 5"-1 formed on the upper part of the insulating substrate 12, which is approximately λ magnetic pole The Z-phase magnetoresistive element element 5'Z+t and the two-phase magnetoresistive element element 5'Z1□ are formed with a width phase shift (however, not shown in FIG. 3). The upper end of each of the magnetoresistive element elements 5' Z++ and 5° 212 is electrically connected to the power terminal 1. ground terminal G formed at the lower end of the insulating substrate 12, respectively, via connecting conductive wires 13 and 14. The lower ends of the Z-phase magnetoresistive element elements 5'Z11 and 5'Z1□ are commonly connected via a connecting conductive wire 16, and are connected to the lower ends of the insulating substrate 12, respectively. It is connected to the connection terminal Zll.
第2の磁気抵抗素子5゛−2を形成するA相磁気抵抗素
子エレメント5’Aは1人相磁気抵抗素子エレメント5
’Allから順次、略λ/4磁極幅ずつ周方向(第2図
及び第3図の図面においては右方向)に位相がずれてA
相磁気抵抗素子エレメント5 ’ A 12.5 ’
A I3及び5’A□4を形成して1合計4本のA相磁
気抵抗素子エレメント5′A11〜5°A14によって
形成している。The A-phase magnetoresistive element 5'A forming the second magnetoresistive element 5'-2 is the single-phase magnetoresistive element 5'A.
'A
Phase magnetoresistive element 5' A 12.5'
A I3 and 5'A□4 are formed by a total of four A-phase magnetoresistive element elements 5'A11 to 5°A14.
第2の磁気抵抗素子5゛−2を形成するB相磁気抵抗素
子エレメント5’Bは、A相磁気抵抗素子エレメント
5’A++〜5°A+4から順次、略λ/4磁極幅ずつ
周方向(第2図及び第3図の図面においては右方向)に
位相がずれてB相磁気抵抗素子エレメント5′B1□、
5’ B+□、5’BI3及び5’B+aを形成して1
合計4本のB相磁気抵抗素子エレメント5’B++〜5
’B14にて形成している。The B-phase magnetoresistive element element 5'B forming the second magnetoresistive element 5'-2 is the A-phase magnetoresistive element element.
Sequentially from 5'A++ to 5°A+4, the phase is shifted in the circumferential direction (to the right in FIGS. 2 and 3) by approximately λ/4 magnetic pole width, and the B-phase magnetoresistive element element 5'B1□,
1 by forming 5'B+□, 5'BI3 and 5'B+a
Total of 4 B phase magnetoresistive element elements 5'B++~5
'It is formed in B14.
第2の磁気抵抗素子5゛−2を形成するC相磁気抵抗素
子エレメント5’Cは9人相磁気抵抗素子エレメント5
°A11から順次、略λ/4磁極幅ずつ周方向(第2図
及び第3図の図面においては右方向)に位相がずれてA
相磁気抵抗素子エレメント5’ CI2.5″CI3及
び5’CI4を形成して1合計4本のC相磁気抵抗素子
エレメント5“C1□〜5’C14によって形成してい
る。The C-phase magnetoresistive element 5'C forming the second magnetoresistive element 5'-2 is the 9-phase magnetoresistive element 5.
From °A11, the phase is shifted in the circumferential direction (to the right in Figures 2 and 3) by approximately λ/4 magnetic pole width.
Phase magnetoresistive element elements 5'CI2.5''CI3 and 5'CI4 are formed, and a total of four C-phase magnetoresistive element elements 5''C1□ to 5'C14 are formed.
第2の磁気抵抗素子5°−2を形成するD相磁気抵抗素
子エレメント5’Dは、C相磁気抵抗素子エレメント
5“C1□〜5’C14から順次、略λ/4磁極幅ずつ
周方向(第2図及び第3図の図面においては右方向)に
位相がずれてD相磁気抵抗素子エレメント5’ Dol
、 5’ CI2.5’ Dis及び5’DI4を形成
して1合計4本のD相磁気抵抗素子エレメント5’D1
1〜5’DI4にて形成している。The D-phase magnetoresistive element 5'D forming the second magnetoresistive element 5°-2 is the C-phase magnetoresistive element
5"C1□ to 5'C14, the phase is shifted in the circumferential direction (rightward in the drawings of FIGS. 2 and 3) by approximately λ/4 magnetic pole width, and the D-phase magnetoresistive element element 5'Dol
, 5'CI2.5' Dis and 5' DI4 are formed to form a total of four D-phase magnetoresistive element elements 5'D1.
It is formed from 1 to 5'DI4.
即ち1本発明の磁気抵抗素子は、それぞれ略λ/4磁極
幅位相がずれて、順次、A相磁気抵抗素子エレメント5
’ A+1.C相磁気抵抗素子エレメント5’ C1,
、B相磁気抵抗素子エレメント5゛B口、D相磁気抵抗
素子エレメント5“Dll、A相磁気抵抗素子エレメン
ト5 ’ A I2+ C相磁気抵抗素子エレメント5
°C,2,B相磁気抵抗素子エレメント5’ B12.
D相磁気抵抗素子エレメント5′D1□、A相磁気抵抗
素子エレメント5′A、、、C相磁気抵抗素子エレメン
ト5’Cts、B相磁気抵抗素子エレメント5 ’ B
131 D相磁気抵抗素子エレメント5’D13.A
相磁気抵抗素子工レメント5 ’ A 1a、 C相磁
気抵抗素子エレメント5C,4,B相磁気抵抗素子エレ
メント5′B、4.D相磁気抵抗素子エレメント5’D
、4を形成して構成している。That is, in the magnetoresistive element of the present invention, the A-phase magnetoresistive element elements 5 are sequentially arranged with a phase shift of about λ/4 magnetic pole width, respectively.
'A+1. C-phase magnetoresistive element 5' C1,
, B-phase magnetoresistive element element 5'B port, D-phase magnetoresistive element element 5'Dll, A-phase magnetoresistive element element 5' A I2+ C-phase magnetoresistive element element 5
°C, 2, B-phase magnetoresistive element 5' B12.
D-phase magnetoresistive element 5'D1□, A-phase magnetoresistive element 5'A, , C-phase magnetoresistive element 5'Cts, B-phase magnetoresistive element 5'B
131 D-phase magnetoresistive element 5'D13. A
Phase magnetoresistive element element 5' A 1a, C phase magnetoresistive element element 5C, 4, B phase magnetoresistive element element 5'B, 4. D-phase magnetoresistive element 5'D
, 4 are formed.
A相磁気抵抗素子エレメント5’A++、C相磁気抵抗
素子エレメント5’ C,、、B相磁気抵抗素子エレメ
ント5°B、、、D相磁気抵抗素子エレメント5’D+
+、A相磁気抵抗素子エレメント5″A、2.C相磁気
抵抗素子エレメント5’ CI2. B相磁気抵抗素子
エレメント5′B1□、D相磁気抵抗素子エレメント5
’D+2それぞれの上端部は。A-phase magnetoresistive element 5'A++, C-phase magnetoresistive element 5'C, , B-phase magnetoresistive element 5°B, , D-phase magnetoresistive element 5'D+
+, A-phase magnetoresistive element element 5''A, 2. C-phase magnetoresistive element element 5' CI2. B-phase magnetoresistive element element 5'B1□, D-phase magnetoresistive element element 5
'The upper end of each D+2 is.
接続導電線17,18,19,20.2122.23.
24を介して絶縁基板12の下端部に形成された接続端
子A、、C,,B、、D。Connection conductive wires 17, 18, 19, 20.2122.23.
Connection terminals A, C, B, D are formed on the lower end of the insulating substrate 12 via 24.
A2.C2,B2.D2に接続されている。A2. C2, B2. Connected to D2.
またA相磁気抵抗素子エレメント5″A、、、C相磁気
抵抗素子エレメント5’ C,、、B相磁気抵抗素子エ
レメント5°B、、、D相磁気抵抗素子エレメント5’
D、、、A相磁気抵抗素子エレメント5°A、2.C
相磁気抵抗素子エレメント5′C1□、B相磁気抵抗素
子エレメント5°B1□、D相磁気抵抗素子エレメント
5’D12それぞれの下端部は、接続導電線25によっ
て共通接続され。Also, A-phase magnetoresistive element element 5''A, , C-phase magnetoresistive element element 5' C, , B-phase magnetoresistive element element 5°B, ..., D-phase magnetoresistive element 5'
D, , A phase magnetoresistive element element 5°A, 2. C
The lower ends of the phase magnetoresistive element 5'C1□, the B-phase magnetoresistive element 5°B1□, and the D-phase magnetoresistive element 5'D12 are commonly connected by a connecting conductive wire 25.
絶縁基板12の下端部に形成された電源端子V2に接続
されている。It is connected to a power terminal V2 formed at the lower end of the insulating substrate 12.
A相磁気抵抗素子エレメント5”A、、、C相磁気抵抗
素子エレメント5’ C,3,B相磁気抵抗素子エレメ
ント5’ B13.D相磁気抵抗素子エレメント5’
DI3.A相磁気抵抗素子エレメント5′A、4.C相
磁気抵抗素子エレメント5“CI4.B相磁気抵抗素子
エレメント5’ B、4.D相磁気抵抗素子エレメント
5’D、4それぞれの上端部は。A-phase magnetoresistive element element 5'' A, , C-phase magnetoresistive element element 5' C, 3, B-phase magnetoresistive element element 5' B13.D-phase magnetoresistive element element 5'
DI3. A-phase magnetoresistive element element 5'A, 4. The upper ends of each of the C-phase magnetoresistive element 5"CI4.B-phase magnetoresistive element 5'B, 4.D-phase magnetoresistive element 5'D, 4.
接続導電線26,27.28,29,30゜31.32
.33を介して絶縁基板12の下端部に形成された接続
端子A5.C3,B3.D3A4.c4.B4.D4に
接続されている。Connecting conductive wire 26, 27. 28, 29, 30° 31.32
.. Connection terminal A5.33 formed at the lower end of the insulating substrate 12. C3, B3. D3A4. c4. B4. Connected to D4.
またA相磁気抵抗素子エレメント5“A、5.C相磁気
抵抗素子エレメント5’ C13,B相磁気抵抗素子エ
レメント5′B、3.D相磁気抵抗素子エレメント5’
DI3.A相磁気抵抗素子エレメント5’A、4.C相
磁気抵抗素子エレメント5゛C14,B相磁気抵抗素子
エレメント5’ B、4. D相磁気抵抗素子エレメン
ト5′DI4それぞれの下端部は、接続導電&!34に
よって共通接続され。Also, A-phase magnetoresistive element element 5"A, 5.C-phase magnetoresistive element element 5' C13, B-phase magnetoresistive element element 5'B, 3.D-phase magnetoresistive element element 5'
DI3. A phase magnetoresistive element element 5'A, 4. C-phase magnetoresistive element 5'C14, B-phase magnetoresistive element 5'B, 4. The lower end of each of the D-phase magnetoresistive element elements 5'DI4 is connected to conductive &! Commonly connected by 34.
絶縁基板12の下端部に形成されたグランド端子G2に
接続されている。It is connected to a ground terminal G2 formed at the lower end of the insulating substrate 12.
このように第2の磁気抵抗素子5°−2は、それぞれ4
本のA相用乃至り相用磁気抵抗素子エレメント5’A、
1〜” Al1,5 ’ B 11〜5′B、4.5C
,□〜” ” 14.5 ’ D ++〜5’DI4で
形成しており、而も2相の磁気エンコーダが得られるよ
うにA相用及びB相用磁気抵抗素子エレメント5°A1
.〜5’ A14,5°B目〜5゜B14を2組み用い
て、この2組の磁気抵抗素子を4相の磁気エンコーダが
得られるように、略λ/8磁極幅位相をずらせて重畳配
置して形成したと同様な構成を取りながら、それらを構
成する各磁気抵抗素子エレメント5’A11〜5’ A
I4+ 5’B1□〜5’ B10.5’ C1□〜5
’ C,4,5’ D、。In this way, each of the second magnetoresistive elements 5°-2 is
Magnetoresistive element element 5'A for A phase to phase of book,
1~''Al1,5'B11~5'B, 4.5C
, □~"14.5'D++~5'DI4, and in order to obtain a two-phase magnetic encoder, the A-phase and B-phase magnetoresistive element elements 5°A1
.. ~5' A14, 5° B ~ 5° Using two sets of B14, these two sets of magnetoresistive elements are superimposed with a phase shift of about λ/8 magnetic pole width so that a four-phase magnetic encoder is obtained. Each of the magnetoresistive element elements 5'A11 to 5'A forming them has the same configuration as that of the
I4+ 5'B1□~5'B10.5' C1□~5
'C, 4, 5' D.
〜5’D、4は、他の磁気抵抗素子エレメントと重なる
ことがない。このことは、A相用及びB相用磁気抵抗素
子エレメント5’A+t〜5’A14及び5°l3tt
〜5’B14の空きスペースに、C相用及びD相用磁気
抵抗素子エレメント5′01□〜5′CI4及び5’D
11〜5”D14を合理的に組み込んだと同じになるの
で1本発明の磁気抵抗素子5′を幅の小さなものに形成
できる利点がある。~5'D, 4 does not overlap with other magnetoresistive element elements. This means that the A-phase and B-phase magnetoresistive element elements 5'A+t to 5'A14 and 5°l3tt
In the empty space of ~5'B14, install magnetoresistive element elements 5'01□ for C phase and D phase ~5'CI4 and 5'D.
Since this is the same as rationally incorporating 11 to 5"D14, there is an advantage that the magnetoresistive element 5' of the present invention can be formed with a small width.
第4図を参照して、A相用、B相馬、C相用及びD相用
磁気抵抗素子エレメント5’ Al1,5゜A1□、5
’A、、及び5’ Al1.5’ Bll、5′B1
□、5’B13及び5°BI4.5°CI3,5’CI
2.5 ’ CI3及び5 ’ C+4+及び5”Dl
l。Referring to FIG. 4, magnetoresistive element elements 5' for A phase, B phase, C phase, and D phase A1, 5°A1□, 5
'A, and 5'Al1.5' Bll, 5'B1
□, 5'B13 and 5°BI4.5°CI3,5'CI
2.5' CI3 and 5' C+4+ and 5”Dl
l.
5 ” +2+ 5 ’ D I3及び5“DI4は
、ブリッジ回路を構成するように組まれており、それぞ
れ磁気エンコーダ出力信号を出力端子35,3637.
38,39,40.41及び42から得ることができる
ようにしている。5''+2+5' DI3 and 5''DI4 are assembled to form a bridge circuit, and output magnetic encoder output signals to output terminals 35, 3637.
38, 39, 40, 41 and 42.
第4図に示すブリッジ回路は、第5図に示す波形成形回
路を含むn(nは2以上の整数)逓倍回路43によって
磁気エンコーダ回路44を構成L、出力端子45.46
から11逓倍されたm(mは8 CJ、土の整数。kp
m。)相の磁気エンコーダ信号を得るようにしている。In the bridge circuit shown in FIG. 4, a magnetic encoder circuit 44 is configured by an n (n is an integer of 2 or more) multiplier circuit 43 including the waveform shaping circuit shown in FIG.
m multiplied by 11 from (m is 8 CJ, an integer of earth. kp
m. ) phase magnetic encoder signal is obtained.
なお、この実施例では、n−2をiM択しており、 I
I逓倍回路43は2逓倍回路を構成しており、また磁気
抵抗索子5°は4相n4造となっているため、磁気エン
コーダ回路44の最終出力端子45.46からは1合計
8相の磁気エンコータ信づを得ることかできる。In this example, n-2 is selected as iM, and I
The I multiplier circuit 43 constitutes a double multiplier circuit, and since the magnetoresistive cable 5° has a four-phase n4 structure, a total of eight phases are output from the final output terminal 45.46 of the magnetic encoder circuit 44. Magnetic encoder can give you confidence.
出力端子35及び36.37及び38.39及び40,
41及び42は、それぞれアンプ47゜、48.4(ン
、50に接続され、該アンプ3850の出力端子−は、
それぞれコンバレタ51,52.53.54に接続され
、コンパ17−タ51と52の出力端子は、論理回路[
イクスタル シヴ・オア回路]55に接続され、コンバ
レ〜り53と54の出力端子は9論理回路56に接続さ
れている。Output terminals 35 and 36.37 and 38.39 and 40,
41 and 42 are connected to amplifiers 47°, 48.4(n, 50), respectively, and the output terminal of the amplifier 3850 is
The output terminals of the comparators 51 and 52 are connected to the logic circuit [
The output terminals of converters 53 and 54 are connected to a 9-logic circuit 56.
従−)で、磁気エンコーダ1′が回転すると、これに形
成された磁気エンコーダ磁極2も回転するので 空隙4
を介して磁気エンコーダ磁極2と相対的回動をなす磁気
抵抗素子5′から8相の磁気エンコーダ信号を得ること
ができる。When the magnetic encoder 1' rotates, the magnetic encoder magnetic pole 2 formed therein also rotates, so the air gap 4
Eight-phase magnetic encoder signals can be obtained from the magnetoresistive element 5', which rotates relative to the magnetic encoder magnetic pole 2.
さらに詳細に述べると、第4図乃至第6図を参照して、
出力端子35から得られる中点信号波形は、第6図(a
)に示す波形となった磁気エンコーダ信号波形57が得
られる。More specifically, with reference to FIGS. 4 to 6,
The midpoint signal waveform obtained from the output terminal 35 is shown in FIG.
A magnetic encoder signal waveform 57 having a waveform shown in ) is obtained.
出力端子36から得られる中点信号波形は、磁気エンコ
ーダ信号波形57から略^/2磁極幅(電気角で180
度)位相がずれた第6図(b)に示す波形となった磁気
エンコーダ信号波形58が得られる。The midpoint signal waveform obtained from the output terminal 36 is approximately ^/2 magnetic pole width (180 in electrical angle) from the magnetic encoder signal waveform 57.
A magnetic encoder signal waveform 58 having a phase shift shown in FIG. 6(b) is obtained.
出力端子37かち得られる中点信号波形は、磁気エンコ
ーダ信号波形57から略λ/′4磁極幅(電気角で90
度)位相がずれた第6図(c)に示す波形となった磁気
エンコーダ信号波形59が得られる。The midpoint signal waveform obtained from the output terminal 37 is approximately λ/'4 magnetic pole width (90 in electrical angle) from the magnetic encoder signal waveform 57.
A magnetic encoder signal waveform 59 having a phase shift shown in FIG. 6(c) is obtained.
出力端子38から得られる中点信号波形は、磁気エンコ
ーダ信号波形59から略λ/′2磁極幅(電気角で18
0度)〉位相がずれた第6図(d)に示す波形となった
磁気エンコーダ信号波形60が得られる。The midpoint signal waveform obtained from the output terminal 38 is approximately λ/'2 magnetic pole width (18 in electrical angle) from the magnetic encoder signal waveform 59.
0 degree)> A magnetic encoder signal waveform 60 having a phase shift shown in FIG. 6(d) is obtained.
出力端子39から得られる中点信号波形は、磁気エンコ
ータ信号波形57から略λ/′8磁極幅(電気角で45
度)位相がずれた第6図(e)に示す波形となった磁気
エンコーダ信号波形61が(′)られる。The midpoint signal waveform obtained from the output terminal 39 is approximately λ/'8 magnetic pole width (45 in electrical angle) from the magnetic encoder signal waveform 57.
A magnetic encoder signal waveform 61 having a phase shift shown in FIG. 6(e) is obtained (').
出力端子40から得られる中点信号波形は、磁気エンコ
ーダ信号波形61から略λ/′2磁極幅(電気角で18
0度)位相がずれた第6図(f>に示す波形となった磁
気エンコーダ信号波形62か得られる。The midpoint signal waveform obtained from the output terminal 40 is approximately λ/'2 magnetic pole width (18 in electrical angle) from the magnetic encoder signal waveform 61.
A magnetic encoder signal waveform 62 having a phase shift shown in FIG. 6 (f>) is obtained.
出力端子41から得られる中点信号波形は、磁気エンコ
ーダ信号波形62から略3^/′8磁極幅電気角で13
5度)位相がずれた第6図(g>に示す波形となった磁
気エンコータ信号波形63が得られる。The midpoint signal waveform obtained from the output terminal 41 is approximately 3^/'8 magnetic pole width electrical angle 13 from the magnetic encoder signal waveform 62.
A magnetic encoder signal waveform 63 having a phase shift of 5 degrees) shown in FIG. 6 (g>) is obtained.
出力端子42から得られる中点信号波形は、磁気エンコ
ーダ信号波形63から略^/′2磁極幅(電気角で18
0度)位相がずれた第6図(h)に示す波形となった磁
気エンコーダ信号波形64が得られる。The midpoint signal waveform obtained from the output terminal 42 is approximately ^/'2 magnetic pole width (18 in electrical angle) from the magnetic encoder signal waveform 63.
A magnetic encoder signal waveform 64 having a phase shift shown in FIG. 6(h) is obtained.
これらの磁気エンコーダ信号波形
57 ・・、64は、アンプ47゜
50によって増幅され、同図(i)〜(+>に示すよう
な磁気エンコーダ信号の波形65,66.6768に差
動増幅される。更に上記矩形波に波形成形された磁気エ
ンコーダ信号波形65、・・・、68は、コンパレータ
51、・・・ 54によって同図(m)〜(p)に示す
矩形波の磁気エンコーダ信号波形69゜70.71 7
2に波形成形される。該矩形波の磁気エンコーダ信号波
形69.・・・、72は論理回路55.56によって2
逓倍された同図(q)、(r)に示す矩形波の磁気エン
コーダ信号波73.74になおされ、出力端子45.4
6からcw、ccw方向の判別が可能な90度位相差の
磁気エンコーダ信号波形を取り出すことができる。These magnetic encoder signal waveforms 57, 64 are amplified by an amplifier 47°50, and differentially amplified into magnetic encoder signal waveforms 65, 66, and 6768 as shown in (i) to (+> in the figure). Further, the magnetic encoder signal waveforms 65, . . . , 68, which have been shaped into rectangular waves, are converted into rectangular magnetic encoder signal waveforms 69 shown in FIGS.゜70.71 7
The waveform is shaped into 2. The rectangular magnetic encoder signal waveform 69. ..., 72 is 2 by the logic circuits 55 and 56.
The multiplied rectangular magnetic encoder signal waves 73.74 shown in (q) and (r) in the figure are converted to output terminals 45.4.
6, it is possible to extract a magnetic encoder signal waveform with a 90 degree phase difference that allows discrimination of the cw and ccw directions.
該出力端子45.46から得られる90度位相差の2相
の磁気エンコーダ信号波形の立ち上がり波形部又は立ち
下がり波形部を図示しない磁気エンコーダ回路にて検出
し、カウンタに取り込めば、磁気エンコーダ1°の一回
転当たり8相の磁気エンコーダ信号を得ることができ、
単純に2逓倍するだけで、2倍の磁気エンコーダ信号を
得ることができる。また4逓倍回路を用いるならば。If the rising waveform part or the falling waveform part of the two-phase magnetic encoder signal waveform with a 90 degree phase difference obtained from the output terminals 45 and 46 is detected by a magnetic encoder circuit (not shown) and input into a counter, the magnetic encoder 1 degree is detected. It is possible to obtain 8-phase magnetic encoder signals per rotation of
By simply doubling, it is possible to obtain twice the magnetic encoder signal. Also, if you use a quadruple multiplier circuit.
4倍のエンコーダ信号を、即ち16分割された磁気エン
コーダ信号を得ることができる。 なお。It is possible to obtain a four-fold encoder signal, that is, a magnetic encoder signal divided into 16 parts. In addition.
Z相用磁気抵抗素子エレメント5’Z自、5′Z12に
よって、−回転当たり1パルスの原点信号を得ることが
できることはいうまでもない。It goes without saying that an origin signal of one pulse per -rotation can be obtained by the Z-phase magnetoresistive element elements 5'Z and 5'Z12.
[その他の実施例コ
上記実施例においては、最終的に分解能を上げた90度
位相差の2相の磁気エンコーダ信号を得る例を示したが
、2相になおさず4相の磁気エンコーダ信号を最終の磁
気エンコーダ信号として出力するようにしても良い。[Other Embodiments] In the above embodiments, an example was shown in which a two-phase magnetic encoder signal with a 90 degree phase difference with increased resolution was obtained. It may also be output as the final magnetic encoder signal.
また上記例では、4相の磁気抵抗素子を用いて2倍の周
波数の磁気エンコーダ信号を得るための実施例を示した
が、これに限る必要はなく、用いるn逓倍回路の構成に
よっては、更に多数の高分解能磁気エンコーダを極めて
容易に形成することができる。Further, in the above example, an embodiment was shown in which a magnetic encoder signal of twice the frequency is obtained using a four-phase magnetoresistive element, but there is no need to limit it to this, and depending on the configuration of the n-multiplying circuit used, further Large numbers of high resolution magnetic encoders can be formed very easily.
またロータリ形磁気エンコーダに限る必要はなく、リニ
ア形磁気エンコーダに本発明を適用しても良いことはい
うまでもない。It goes without saying that the present invention is not limited to rotary magnetic encoders, and may also be applied to linear magnetic encoders.
[発明の効果]
本発明の磁気エンコーダは2表面に多極磁化した磁気エ
ンコーダ磁極の磁化幅を究めて狭く磁化形成しないでも
、磁気抵抗素子からA相用、B相馬、C相用及びD相馬
の合計4相の基準となる磁気エンコーダ信号を得ること
ができるので、より高パルスの磁気エンコーダ信号を得
ることができ、しかも2相の磁気エンコーダ信号を得る
ことができる磁気抵抗素子を2個用いて略λ/′8磁極
幅だけ位相をずらせて2重に配設したと同じになるが、
2重に重ねないで形成することができるので厚み及び幅
の短い4相の磁気抵抗素子を容易且つ安価に形成でき、
しかも信頼性の高いものを得ることができる。従って、
高分解能磁気エンコダを極めて容易且つ安価に組み立て
ることができる効果がある。[Effects of the Invention] The magnetic encoder of the present invention has two surfaces with multi-pole magnetization. Even if the magnetization width of the magnetic encoder magnetic poles is not narrowed and the magnetization is not formed, the magnetic encoder can be used for A phase, B soma, C phase, and D soma from the magnetoresistive element. Since it is possible to obtain a reference magnetic encoder signal with a total of 4 phases, it is possible to obtain a higher pulse magnetic encoder signal, and moreover, by using two magnetoresistive elements that can obtain a 2-phase magnetic encoder signal. The result is the same as if they were arranged twice with the phase shifted by approximately λ/'8 magnetic pole width, but
Since it can be formed without doubling, a four-phase magnetoresistive element with short thickness and width can be formed easily and inexpensively.
Moreover, it is possible to obtain a highly reliable product. Therefore,
This has the advantage that a high-resolution magnetic encoder can be assembled extremely easily and at low cost.
また、より高パルスのエンコーダ信号を得るために1表
面に多極磁化した磁極幅を究めて狭く磁化形成しないで
も、より高パルスの磁気エンコーダ信号を極めて容易に
得ることができるので、磁気抵抗素子の磁気抵抗素子エ
レメントおよびパターン間の幅も広く形成できるので、
信頼性の高い一定品質の磁気抵抗素子を歩留まり良く、
容易に製造することができる。In addition, in order to obtain a higher pulse encoder signal, even if the width of the magnetic poles is narrowed by narrowing the width of the magnetic poles magnetized on one surface, it is possible to obtain a higher pulse magnetic encoder signal extremely easily. Since the width between the magnetoresistive element elements and patterns can be widened,
Highly reliable and consistent quality magnetoresistive elements with high yield.
It can be easily manufactured.
第1図は本発明の一実施例を示すインクリメンタル形の
磁気抵抗素子を用いたロータリ形磁気エンコーダの斜視
図で、第2図は該磁気エンコーダに用いた磁気抵抗素子
の拡大説明図で、第3図は磁気エンコーダ磁極と磁気抵
抗素子の磁気抵抗素子エレメント群との展開図で、第4
図は磁気抵抗素子エレメント群をブリッジ構成した回路
図、第5図は波形成形回路を含むn逓倍回路図、第6図
は各部波形図、第7図は従来の一般的なロータリ形磁気
エンコーダの説明図、第8図は磁気エンコーダの原理を
説明するために磁気抵抗素子を構成する磁気抵抗素子エ
レメントの説明図、第9図は磁気抵抗素子エレメントと
電流と磁束との説明図、第10図は4本の磁気抵抗素子
エレメントからなる磁気抵抗素子の説明図、第11図は
磁気エンコーダ信号処理回路の説明図、第12図は90
°位相が異なる2つの矩形波の磁気エンコダ信号の波形
図である。
[符号の説明]
1.1′ ・・・ロータリ形磁気エンコーダ。
2・・・磁気エンコーダ磁極、2N・・・N極。
2S・・・S極、3・・・マグネットロータ。
4・・・空jL5.5′ ・・・磁気抵抗素子。
5°A、 5’ A11.5’ A1215’ A13
15’A14・・・A相用磁気抵抗素子エレメント。
5’ B、 5’ BII、 5° B1□2
5“ F−3,、、5’F3,4・・・B相用磁気抵抗
素子ニレメン1へ5’ C,5’ C++、5“CI2
.5°C13,5゛C+4・・・C相用磁気抵抗素子エ
レメント。
5’ D、5’ Dll、5’ D12.5’ DI3
.5’[)14 ・I)相用磁気抵抗素子ニレメン
1〜。
5’ Z、5°Z、、、5’ Z、□・・・Z相用磁気
抵抗素子エレメント
6 6a 6a’、6b、6b’−−導体〈磁気抵抗
素子エレメント)、7 磁界。
7X、7Y ・・磁界
8・ ・磁気エンコーダ信−号処理回路91 ・・・、
9−1−1・・・抵抗器。
10−1 10−2・・・コンパレータ]]−111−
2・・磁気エンコーダ信号12・・・絶縁基板。
13.14.16・・・接続導電線
17、 ・・、34・ 接続導電線
35、・・・、42・・・出力端子
43・・・[1逓倍回路、44 ・・磁気エンコーダ回
路、45゜
47、・
1
556
オア回路コ。
57 ・・・
形、V、、V2
G、、G2・・
Aト
CI、・・・。
接続端子。
46・・・最終出力端子。
50・・・アンプ。
54・・・コンパレータ。
・論理回路[イクスクルーシヴ・
74・・・磁気エンコーダ信号波
・・・電源端子。
・グランド端子。
A4.B、、 ・ ・ ・、B4゜
C4,D、、 ・・・、D4・・・FIG. 1 is a perspective view of a rotary magnetic encoder using an incremental type magnetoresistive element showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged explanatory view of the magnetoresistive element used in the magnetic encoder. Figure 3 is a developed view of the magnetic encoder magnetic pole and the magnetoresistive element group of the magnetoresistive element.
The figure shows a circuit diagram of a bridge configuration of magnetoresistive element groups, Figure 5 is a diagram of an n-multiplying circuit including a waveform shaping circuit, Figure 6 is a waveform diagram of various parts, and Figure 7 is a diagram of a conventional general rotary magnetic encoder. An explanatory diagram, FIG. 8 is an explanatory diagram of a magnetoresistive element that constitutes a magnetoresistive element to explain the principle of a magnetic encoder, FIG. 9 is an explanatory diagram of a magnetoresistive element, current, and magnetic flux, and FIG. is an explanatory diagram of a magnetoresistive element consisting of four magnetoresistive element elements, FIG. 11 is an explanatory diagram of a magnetic encoder signal processing circuit, and FIG. 12 is an explanatory diagram of a 90
2 is a waveform diagram of two rectangular magnetic encoder signals having different phases. FIG. [Explanation of symbols] 1.1'...Rotary magnetic encoder. 2...Magnetic encoder magnetic pole, 2N...N pole. 2S...S pole, 3...Magnetic rotor. 4...Empty jL5.5'...Magnetoresistive element. 5°A, 5'A11.5'A1215' A13
15'A14... Magnetoresistive element element for A phase. 5' B, 5' BII, 5° B1□2
5"F-3,,,5'F3,4...To B phase magnetoresistive element Niremen 15'C,5'C++,5"CI2
.. 5°C13, 5°C+4... Magnetoresistive element element for C phase. 5' D, 5' Dll, 5'D12.5' DI3
.. 5'[)14 ・I) Phase magnetoresistive element Niremen 1~. 5' Z, 5°Z, , 5' Z, □... Z phase magnetoresistive element element 6 6a 6a', 6b, 6b' -- Conductor (magnetoresistive element), 7 Magnetic field. 7X, 7Y... Magnetic field 8... Magnetic encoder signal processing circuit 91...
9-1-1...Resistor. 10-1 10-2...Comparator]]-111-
2... Magnetic encoder signal 12... Insulating board. 13.14.16... Connection conductive wire 17,..., 34... Connection conductive wire 35,..., 42... Output terminal 43... [1 multiplication circuit, 44... Magnetic encoder circuit, 45゜47,・1 556 OR circuit. 57... Shape, V,, V2 G,, G2... Ato CI,... Connecting terminal. 46...Final output terminal. 50...Amplifier. 54... Comparator.・Logic circuit [exclusive・ 74... Magnetic encoder signal wave... Power supply terminal.・Ground terminal. A4. B,...,B4゜C4,D,...,D4...
Claims (1)
極磁極体と、該多極磁極体に対向配置された磁気抵抗素
子からなる磁気エンコーダであって、下記構成要素(1
)乃至(4)を備えた磁気抵抗素子を用いていることを
特徴とする磁気エンコーダ。 (1)上記多極磁極体の移動方向に沿って略λ/2磁極
幅のピッチで形成された第1の相を形成するための複数
の磁気抵抗素子エレメント群があること。 (2)該第1の相の磁気抵抗素子エレメント群それぞれ
から上記多極磁極体の移動方向に沿って略λ/8ピッチ
位相をずらして形成した第2の相を形成する磁気抵抗素
子エレメント群があること。 (3)上記第1の相の磁気抵抗素子エレメント群それぞ
れから上記多極磁極体の移動方向に沿って略λ/4磁極
幅のピッチで形成された第2の相を形成するための複数
の磁気抵抗素子エレメント群があること。 (4)上記第3の相の磁気抵抗素子エレメント群それぞ
れから上記多極磁極体の移動方向に沿って略λ/8磁極
幅のピッチで形成された第4の相を形成するための複数
の磁気抵抗素子エレメント群があること。[Scope of Claims] A magnetic encoder comprising a multipolar magnetic pole body provided with a large number of N-pole and S-pole magnetic poles with substantially uniform widths, and a magnetic resistance element disposed opposite to the multipolar magnetic pole body. The following components (1
) to (4). (1) There is a plurality of magnetoresistive element element groups for forming the first phase formed at a pitch of approximately λ/2 magnetic pole width along the moving direction of the multipole magnetic pole body. (2) A group of magnetoresistive element elements forming a second phase formed by shifting the phase by approximately λ/8 pitch along the moving direction of the multipolar magnetic pole body from each of the magnetoresistive element element groups of the first phase. That there is. (3) A plurality of second phases formed from each of the first phase magnetoresistive element groups at a pitch of approximately λ/4 magnetic pole width along the moving direction of the multipolar magnetic pole body. There must be a group of magnetoresistive elements. (4) A plurality of fourth phases formed from each of the third phase magnetoresistive element groups at a pitch of approximately λ/8 magnetic pole width along the moving direction of the multipolar magnetic pole body. There must be a group of magnetoresistive elements.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33303589A JPH03191817A (en) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | Magnetic encoder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33303589A JPH03191817A (en) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | Magnetic encoder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03191817A true JPH03191817A (en) | 1991-08-21 |
Family
ID=18261543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33303589A Pending JPH03191817A (en) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | Magnetic encoder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03191817A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017047781A1 (en) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 日本電産株式会社 | Linear motion/rotation detector |
-
1989
- 1989-12-21 JP JP33303589A patent/JPH03191817A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017047781A1 (en) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 日本電産株式会社 | Linear motion/rotation detector |
US10436613B2 (en) | 2015-09-18 | 2019-10-08 | Nidec Corporation | Linear motion and rotation detector |
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