JP2009053186A - Moving body detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体検出器に関し、より詳しくは、スケール材を用いた移動体検出器に関する。 The present invention relates to a moving body detector, and more particularly to a moving body detector using a scale material.
従来、磁気抵抗効果素子(MR素子)等を用いた磁気センサと、磁気パターンを施したスケール材とからなる移動体検出器(磁気スケール)による磁気スケールセンシングが磁気エンコーダの原点検出装置として知られている。 Conventionally, magnetic scale sensing using a moving body detector (magnetic scale) composed of a magnetic sensor using a magnetoresistive effect element (MR element) or the like and a scale material provided with a magnetic pattern is known as an origin detection device of a magnetic encoder. ing.
このような、磁気スケールセンシングにおいては、磁気センサの位置を判定するために、原点位置を検出する必要がある。原点検出方法としては、従来、スケール材とは別のチャンネルに原点検出用の磁気マークを設け、これを検出することにより行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。従来の原点検出方法では、原点検出用の磁気マークを別チャンネルに設けるため、原点検出用の磁気センサをスケーリング用の磁気センサとは別に設ける必要がある。 In such magnetic scale sensing, it is necessary to detect the origin position in order to determine the position of the magnetic sensor. As a method for detecting the origin, there is conventionally known a method in which a magnetic mark for origin detection is provided in a channel different from that of the scale material and this is detected (see, for example, Patent Document 1). In the conventional origin detection method, since a magnetic mark for origin detection is provided in another channel, it is necessary to provide a magnetic sensor for origin detection separately from the magnetic sensor for scaling.
磁気スケールセンシングは、例えば、ミキシングコンソール等において、入力信号や出力信号の周波数特性を設定するためのフィルタ特性に対応する各パラメータや、入力レベルや出力レベルを調整するパラメータを設定するために用いられるスライド操作子に応用されている(例えば、特許文献2参照)。 Magnetic scale sensing is used, for example, in a mixing console or the like to set parameters corresponding to filter characteristics for setting frequency characteristics of input signals and output signals, and parameters for adjusting input levels and output levels. It is applied to a slide operator (see, for example, Patent Document 2).
スライド操作子に磁気スケールセンシングを応用する場合は、例えば、移動ブロックに磁気センサを配し、該移動ブロックを磁気スケール材を兼ねた移動ガイド上で移動させることにより、磁気パターンを検出する。この検出結果を基にして、移動ブロックの位置、移動量、移動方向等を判定し、該判定結果によりパラメータを設定する。 When applying magnetic scale sensing to the slide operator, for example, a magnetic sensor is arranged on the moving block, and the moving block is moved on a moving guide that also serves as a magnetic scale material, thereby detecting the magnetic pattern. Based on the detection result, the position, movement amount, movement direction, and the like of the moving block are determined, and parameters are set according to the determination result.
磁気スケールセンシングは、高精度の検出が可能になったとともに、移動体検出器そのものも小型化されている。その反面、磁気スケーラーと磁気センサとのギャップの管理がますます難しくなってきている。磁気スケーラーの極性間ピッチ(間隔)が小さくなればなるほど、磁気スケーラーに対応して移動可能に配設される磁気センサと磁気スケーラーとのギャップは必然的に狭くせざるを得ない。 Magnetic scale sensing has enabled high-precision detection, and the moving body detector itself has been miniaturized. On the other hand, it is becoming more difficult to manage the gap between the magnetic scaler and the magnetic sensor. As the pitch (interval) between the polarities of the magnetic scaler becomes smaller, the gap between the magnetic sensor and the magnetic scaler that are movably disposed corresponding to the magnetic scaler inevitably becomes narrower.
従来の原点検出方法では、原点検出用の磁気マークを別チャンネルに設けるため、原点検出用の磁気センサをスケーリング用の磁気センサとは別のトラックに設ける必要があり、移動体検出器の大型化、ひいては該移動体検出器を用いた機器の大型化を招くとともに、コストを増大させるという問題点がある。 In the conventional origin detection method, since the origin detection magnetic mark is provided in a separate channel, it is necessary to provide the origin detection magnetic sensor on a separate track from the scaling magnetic sensor. As a result, there is a problem that the apparatus using the moving body detector is increased in size and the cost is increased.
一般的に、移動体検出器は、その構造上、磁気スケーラーに対して磁気センサが移動する構成であるので、移動のためのクリアランス(遊び)が必要である。このクリアランスをできるだけ小さく設定しようとすると摺動性が悪くなり、大きくするとガタつきやセンシングパルスの欠落が起こる。 In general, a moving body detector has a structure in which a magnetic sensor moves with respect to a magnetic scaler because of its structure, and thus requires a clearance (play) for movement. If the clearance is set as small as possible, the slidability is deteriorated. If the clearance is increased, rattling or a missing sensing pulse occurs.
そこで、適度なクリアランスを設けて、磁気スケーラーと磁気センサをセッティングする必要があるが、経年変化によってクリアランスが摺動範囲内で一定ではなくなる等の、何らかの都合で、ギャップが所定値より小さくなった状態で対向することが起こる場合がある。その場合、原点(磁気スケールの基準点を表すZ相)の検出とA、B相(該スケールに磁気記録されたピッチを読み出す信号で互いに90度ずれた信号)の検出を共通化している方式において、Z相の検出では、センサ感度における飽和領域で磁気センサが対向することが起き、信号(「論理値0」又は「論理値1」)の分解能がとりにくくなる。すなわち、「1」が連続したり「0」が連続したりすることがある。
Therefore, it is necessary to set the magnetic scaler and magnetic sensor with an appropriate clearance, but the gap has become smaller than the predetermined value due to some reasons such as the clearance is not constant within the sliding range due to aging. It may happen that they face each other. In this case, the detection of the origin (the Z phase representing the reference point of the magnetic scale) and the detection of the A and B phases (the signals for reading the pitch magnetically recorded on the scale and signals shifted by 90 degrees from each other) are made common. In Z-phase detection, the magnetic sensors face each other in the saturation region of the sensor sensitivity, and the resolution of the signal ("logical value 0" or "
このような場合を考慮して、適正センシングを行うためには、磁気スケーラーと磁気センサ間のギャップを大きくするか、磁気スケーラーの磁力(着磁)を弱めることが考えられるが、これらは共に、外乱磁気に弱いという欠点がある。また、磁気スケーラーと磁気センサ間のギャップは、上述したように、移動体検出器の高精度化及び小型化に伴い、小さくする必要がある。さらに、例えば、弱く磁化された磁気スケーラーは、スケール材にマグネットが近づいた時などの外乱に対して、減磁しやすく、磁石が弱められるか、横向くかして外乱の影響を強く受ける。したがって、磁気スケーラーはフルレンジ着磁する(磁化のヒステリシスループの面積が最大値に達するように磁化すること)必要がある。なお、単に磁気スケーラーと磁気センサ間のギャップを狭く設定し、磁気スケーラーの磁力を強く設定した場合には、センサ感度における飽和領域で磁気センサが対向することになり、信号の分解能がとりにくくなる。 Considering such cases, in order to perform proper sensing, it is conceivable to increase the gap between the magnetic scaler and the magnetic sensor, or to weaken the magnetic force (magnetization) of the magnetic scaler. There is a drawback that it is vulnerable to disturbance magnetism. In addition, as described above, the gap between the magnetic scaler and the magnetic sensor needs to be reduced as the moving object detector becomes more accurate and smaller. Further, for example, a weakly magnetized magnetic scaler is easily demagnetized against disturbances such as when the magnet approaches the scale material, and is strongly affected by disturbances when the magnets are weakened or turned sideways. Therefore, the magnetic scaler needs to be magnetized in the full range (magnetize so that the area of the hysteresis loop of magnetization reaches the maximum value). Note that if the gap between the magnetic scaler and the magnetic sensor is simply set narrow and the magnetic force of the magnetic scaler is set strong, the magnetic sensors will face each other in the saturation region of the sensor sensitivity, making it difficult to obtain signal resolution. .
また、一般的な原点検出方法では、原点検出用の磁気マークを別チャンネルに設けるため、原点検出用の磁気センサをスケーリング用の磁気センサとは別に設ける必要があり、移動体検出器の大型化、ひいては該移動体検出器を用いた機器の大型化を招くと共に、コストを増大させるという問題点がある。 In addition, in a general origin detection method, since a magnetic mark for origin detection is provided in a separate channel, it is necessary to provide a magnetic sensor for origin detection separately from the magnetic sensor for scaling, which increases the size of the moving object detector. As a result, there is a problem that the apparatus using the moving body detector is increased in size and the cost is increased.
本発明は、原点の検出と移動量及び移動方向の検出とを共通化可能な移動体検出器を提供することを目的とする。また、本発明は、安定して適正センシングを行うことができる移動体検出器を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a moving body detector that can share the detection of the origin and the detection of the movement amount and the movement direction. It is another object of the present invention to provide a moving body detector that can perform appropriate sensing stably.
本発明の一観点によれば、移動体検出器は、所定方向に沿って磁気パターンを有する磁気スケール部と、前記磁気スケール部の前記所定方向の一端部に施した、前記磁気パターンより強い磁化強部と、前記磁気スケール部に近接配置した磁場形整手段と、前記磁気スケール部の前記所定方向に沿って該磁気スケール部に接近対向して移動可能に配置してなり、前記磁気パターン及び前記磁化強部の磁場を検出する磁気検出手段とを有する。 According to an aspect of the present invention, the moving body detector includes a magnetic scale portion having a magnetic pattern along a predetermined direction, and magnetization stronger than the magnetic pattern applied to one end portion of the magnetic scale portion in the predetermined direction. A strong portion, magnetic field shaping means arranged close to the magnetic scale portion, and arranged to be movable close to and opposed to the magnetic scale portion along the predetermined direction of the magnetic scale portion. Magnetic detection means for detecting a magnetic field of the strong magnetization portion.
好ましくは、前記磁気パターンと前記磁化強部は、該磁気検出手段の移動軌跡上に配されている。 Preferably, the magnetic pattern and the strong magnetization portion are arranged on a movement locus of the magnetic detection means.
また、前記磁化強部は、原点信号生成部である。 The strong magnetization part is an origin signal generation part.
一態様では、前記磁場形整手段は、前記磁気スケール部に対して前記磁場検出手段が配される側と反対側に配設され、磁束を吸収して磁場形整する。 In one aspect, the magnetic field shaping means is disposed on a side opposite to the side where the magnetic field detection means is arranged with respect to the magnetic scale unit, and absorbs magnetic flux to shape the magnetic field.
他の態様では、前記磁場形整手段は、前記磁気スケール部の側方に沿って設けられている。 In another aspect, the magnetic field shaping means is provided along a side of the magnetic scale portion.
別の態様では、前記磁場形整手段は、永久磁石からなる。 In another aspect, the magnetic field shaping means comprises a permanent magnet.
別の態様では、前記磁場形整手段は、前記磁気スケール部の両側方に沿って設けられ、前記両側方の一方に配した永久磁石と、他方に配した高透磁率材とからなる。 In another aspect, the magnetic field shaping means is provided along both sides of the magnetic scale portion, and includes a permanent magnet disposed on one side of the both sides and a high permeability material disposed on the other side.
別の態様では、前記磁場形整手段は、前記磁気スケール部の両側方に沿って設けた永久磁石からなる。 In another aspect, the magnetic field shaping means comprises a permanent magnet provided along both sides of the magnetic scale portion.
別の態様では、前記磁気スケール部及び前記磁場形整手段は、パイプ材で形成され、断面リング状のパイプ材の一部に磁気スケール部が形成され、これに対向する部分に前記磁場形整手段が形成されている。 In another aspect, the magnetic scale portion and the magnetic field shaping means are formed of a pipe material, the magnetic scale portion is formed in a part of the pipe material having a cross-sectional ring shape, and the magnetic field shaping means is formed in a portion opposite to the magnetic scale portion. Means are formed.
本発明の他の観点によれば、移動体検出器は、所定方向に沿って磁気パターンを有する磁気スケール部と、前記磁気スケール部の前記所定方向の一端部に施した、前記磁気パターンより強い磁化強部と、前記磁気スケール部の前記所定方向に沿って該磁気スケール部に接近対向して移動可能に配置してなり、前記磁気パターン及び前記磁化強部の磁場を検出する磁気検出手段と、該磁気検出手段で検出した磁気検出信号をスケール信号と磁気強部信号とに分離して検出する検出回路とからなる。 According to another aspect of the present invention, the moving body detector is stronger than the magnetic pattern provided on a magnetic scale portion having a magnetic pattern along a predetermined direction and one end portion of the magnetic scale portion in the predetermined direction. A magnetic strong portion, and a magnetic detection means that is arranged so as to be movable close to and opposed to the magnetic scale portion along the predetermined direction of the magnetic scale portion, and detects the magnetic pattern and the magnetic field of the strong magnetic portion; And a detection circuit for detecting a magnetic detection signal detected by the magnetic detection means separately into a scale signal and a magnetic strong part signal.
好ましくは、前記検出回路は、前記磁気検出手段から磁気検出信号が入力される第1及び第2のコンパレータを有し、前記第1のコンパレータは、前記スケール信号のピークより低い第1の比較レベルを持ち、前記第2のコンパレータは、前記スケール信号のピークよりも高く、前記磁気強部信号のピークよりも低い第2の比較レベルを持ち、前記第1のコンパレータが前記スケール信号を出力し、前記第2のコンパレータが磁気強部信号を出力する。 Preferably, the detection circuit includes first and second comparators to which a magnetic detection signal is input from the magnetic detection unit, and the first comparator has a first comparison level lower than a peak of the scale signal. The second comparator has a second comparison level higher than the peak of the scale signal and lower than the peak of the magnetic strong part signal, the first comparator outputs the scale signal, The second comparator outputs a magnetic strong part signal.
また、前記検出回路は、磁気検出信号から分離した磁気強部信号に基づいて、磁気スケール部の原点を表す原点信号を生成する。 Further, the detection circuit generates an origin signal representing the origin of the magnetic scale unit based on the magnetic strong part signal separated from the magnetic detection signal.
また、前記検出回路は、デジタル回路で構成されている。 The detection circuit is constituted by a digital circuit.
また、前記磁気検出手段は、磁気抵抗効果素子からなる。 The magnetic detection means is composed of a magnetoresistive element.
また、前記磁気パターンから放射される磁束のパターン磁場を変形する磁場可変手段を備えている。 Further, magnetic field variable means for deforming the pattern magnetic field of the magnetic flux radiated from the magnetic pattern is provided.
また、前記磁場可変手段は、該スケール部の磁気異方性を変更するものである。 The magnetic field varying means changes the magnetic anisotropy of the scale portion.
本発明の一面によれば、原点検出用のトラックを別途設ける必要なく、トラック幅が従来の1/2ですみ、スケール部の着磁も1回ですむとともに、原点検出用に専用のセンサを設ける必要がないという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is not necessary to provide a separate track for detecting the origin, the track width is halved compared to the conventional one, the scale portion is magnetized only once, and a dedicated sensor is provided for detecting the origin. There is an effect that it is not necessary.
また、本発明の他の面によれば、原点検出と移動量検出を共通化した場合でも安定して適正センシングを行うことができる移動体検出器を提供することができる。 In addition, according to another aspect of the present invention, it is possible to provide a moving body detector capable of performing appropriate sensing stably even when the origin detection and the movement amount detection are shared.
本発明は、磁気スケール部を積極的に強磁化して磁場を強める一方、磁場形整手段を配して磁場の空間分布を形整し磁気検出手段に入る磁束を弱めるとともに、スケール部の例えば側方に強いガードフィールドを形成している。第1に、積極的にスケール部を強磁化してスケール部から発生する磁束が減磁しにくくしている。強磁化のため、外乱磁場の影響を受けにくくなる。第2に、磁場形整手段を配して磁場の空間分布を形整し磁気検出手段に入る磁束を弱める。仮に磁気検出手段に入るスケール部上方の磁束が強いままでは、磁気強度が磁気検出手段の磁気飽和レベルを超えてしまう。そこで磁場形整手段によって磁気スケール部から発する磁場の流れを変える。これによって、磁気検出手段に入る磁束を弱めて磁気センシングの飽和を防ぐ。第3に、磁気形整手段でスケール部の例えば側方に強いガードフィールドを形成している。これにより、外乱磁場の影響を受けにくくし、安定した磁気センシングができる。 The present invention positively magnetizes the magnetic scale part to strengthen the magnetic field, while arranging magnetic field shaping means to shape the spatial distribution of the magnetic field and weaken the magnetic flux entering the magnetic detection means, A strong guard field is formed on the side. First, the scale portion is positively magnetized to make it difficult for the magnetic flux generated from the scale portion to be demagnetized. Due to the strong magnetization, it is less susceptible to disturbance magnetic fields. Second, the magnetic field shaping means is arranged to shape the spatial distribution of the magnetic field and weaken the magnetic flux entering the magnetic detection means. If the magnetic flux above the scale portion entering the magnetic detection means remains strong, the magnetic strength will exceed the magnetic saturation level of the magnetic detection means. Therefore, the flow of the magnetic field generated from the magnetic scale unit is changed by the magnetic field shaping means. This weakens the magnetic flux entering the magnetic detection means and prevents saturation of magnetic sensing. Third, a strong guard field is formed by, for example, the side of the scale portion by the magnetic shaping means. Thereby, it becomes difficult to be influenced by the disturbance magnetic field, and stable magnetic sensing can be performed.
図1は、本発明の第1の実施例による移動体検出器(磁気スケール)1の基本構成を表す概略側面図である。図1(A)は、磁気スケール1の長手方向の側面図であり、図1(B)は、磁気スケール1の端面方向の側面図である。
FIG. 1 is a schematic side view showing a basic configuration of a moving object detector (magnetic scale) 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a side view in the longitudinal direction of the
磁気スケール1は、スケール材(磁気スケール部)11、磁気センサ(磁気検出手段)12、磁気外乱材(磁気外乱手段又は磁気による誤動作防止手段)13を含んで構成される。
The
スケール材11は、例えば、フェライト磁石粉末とゴム材料等を混合して形成されるゴム磁石、又は、金属酸化物からなるフェライト磁石等の永久磁石で形成される棒状部材である。あるいは、上記スケール材11は、上記ゴム磁石を細長に形成(例えば、直径1.5〜5.0mm)した充填磁石材を例えばステンレス棒(例えば、直径4.0〜8.0mm)の溝部に充填した後、所定の磁化手段で上記充填磁石材を上部11aから磁化したスケール材であってもよい。スケール材11には、磁気パターンとして、長手方向にN極とS極とを交互に細かく分極して等間隔で磁極が形成されている。N極とS極の配列ピッチ(スケール着磁ピッチ)Pは、例えば、0.1mm〜2.0mm程度である。さらに、スケール材11の一方の端面には、原点検出用の磁化強部14が、スケール着磁と同一線(同一トラック)上に設けられている。なお、磁化強部14は飽和レベルまで磁化する一方、磁気パターンは飽和レベルの70〜80%の磁化に留める。
The
磁気センサ12は、例えば、複数の磁気抵抗効果素子(MR素子)または巨大磁気抵抗素子(GMR素子)等で構成され、スケール材11の長手方向の磁界の変化や磁性体の有無(又は強弱)を電圧の変化として検出する。磁気センサ12は、センシング面がスケール材11に対して僅かなクリアランス(間隔)を設けて対向するように、スケール材11の長手方向に移動可能に設置されている。なお、クリアランスは、例えば、0.1〜0.5mmに設定される。
The
磁気外乱材13は、例えば、Fe、Fe−Ni合金等の高透磁材料で形成され、スケール材11の下方に、スケール材11の長手方向の全長にわたって設置される。このように、高透磁材料で形成される磁気外乱材13をスケール材11の下面に近接して設置することにより、スケール材11に着磁された磁極から表面空間へ出力される磁場の強さを減少させ、磁気センサ12の磁気飽和をなくし、スケール材11の端面に設けられる磁化強部14を確実に検出できる。
The
本発明は、磁気スケール材11を積極的に強磁化して磁場を強める一方、磁場形整材13を配して磁場の空間分布を形整し所定部分(例えば、スケール材上方)の磁場を弱めるとともに、スケール材11の例えば側方に強いガードフィールドを形成している。
In the present invention, the
第1に、積極的にスケール材11を強磁化してスケール材11から発生する磁束が減磁しにくくなるようにしている。弱く磁化した磁気スケール材11は、マグネットが近づいた時などの外乱に対して、減磁しやすく、磁力が弱められるか、その磁気ベクトルが横を向くかして外乱の影響を強く受ける。したがって、磁気スケール材11の磁化レベルを上げて磁場を強めることが好ましい。
First, the
第2に、磁場形整材13を配して磁場の空間分布を形整し所定部分(例えば、スケール材11上方)の磁場を弱める。仮にスケール材11上方の磁場が強いままでは、磁気強度が磁気センサ12の磁気飽和レベルを超えてしまうことがある。そこで本発明では、原点を検出するため、磁場形整材13(磁性体、磁石及び/又は鉄板)によって磁気スケール材11から発する磁場の流れを変える。これによって、磁気センサ12に入る磁束を弱めて磁気センシングの飽和を防ぐ。
Second, the
第3に、磁気形整材13でスケール材11の例えば側方に強いガードフィールドを形成している。これにより、外乱磁場の影響を受けにくくし、安定した磁気センシングができる。
Third, a strong guard field is formed, for example, on the side of the
上記の構成により、磁気センサ12がスケール材11の長手方向に移動すると、この磁気センサ12はスケール材11のN極とS極の極性の反転に対応するパルス信号(スケール信号)を出力する。このスケール信号を図示しない制御部でカウントすることで、磁気センサ12の移動量を検出することができる。また、後述するように、磁気センサ12は、1/2π相当ずらして配置される磁気検出部121及び122を有しているので、これら2つの磁気検出部121及び122から出力されるスケール信号の位相のずれの正逆の方向により、磁気センサ12の移動方向を判定することができる。また、磁気センサ12が磁化強部14を検出することにより原点形成信号(原点信号の元となる信号であり、そのまま原点信号として用いてもよい)を出力する。以上の検出した移動量、移動方向、原点信号に基づき、磁気センサ12のスケール材11上での位置を検出する。
With the above configuration, when the
図2は、本発明の第1の実施例による磁気センサ12の要部123の構成と磁気スケール材11の位置関係を表す概略図である。要部123は、8個のMR素子からなっており、例えば、左端素子121a1から右端素子121a2までの寸法は3mm程度である。図3は、磁気センサ12を構成する磁気検出部121及び122の等価回路図である。図4は、磁気検出部121及び122を構成する個々のMR素子123単体の特性を表すグラフである。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the
磁気センサ12は、2個の磁気検出部121及び122を含んで構成される。磁気検出部121は、MR素子からなる磁気検出素子121a1、121a2、121c1、121c2で構成される。磁気検出素子121a1〜121c2とスケール材11とは、図2において部分(b)と(c)で示すように配置される。すなわち、磁気検出素子121a1〜121c2は、スケール材11に等間隔で配された磁極NSNS…の配列方向に対向して各素子がその長手方向を直角に横切るように配されている。なお、図2における部分(a)は、磁気検出素子121a1〜121c2の構成をわかりやすく説明するために、当該磁気検出素子121を上部から見た平面図である。磁気検出素子121a1と121a2は磁気検出部121の等価回路図における抵抗MRaを構成し、磁気検出素子121c1と121c2は磁気検出部121の等価回路図における抵抗MRcを構成する。なお、磁気検出素子121a1の抵抗値a1と磁気検出素子121a2の抵抗値a2は、a1=a2の関係であり、磁気検出素子121c1の抵抗値c1と磁気検出素子121c2の抵抗値c2は、c1=c2の関係である。さらに、磁気検出素子121a1と磁気検出素子121a2の合成抵抗(MRa)と磁気検出素子121c1と磁気検出素子121c2の合成抵抗(MRc)との和は常に一定である。
The
図3に示すように、抵抗MRa及びMRcは電源Vcc(A1)とグランドGND(C1)間に直列に接続されハーフブリッジ回路を構成している。このハーフブリッジ回路の中点電位B1より磁気センサ12のスケール材11上の移動に伴うアナログ信号を出力する。
As shown in FIG. 3, the resistors MRa and MRc are connected in series between the power supply Vcc (A1) and the ground GND (C1) to form a half bridge circuit. An analog signal accompanying the movement of the
磁気検出素子121a1〜121c2の磁気検出面は、その長手方向とスケール材11の長手方向とが垂直に配置されている。スケール材11のN極及びS極のスケール着磁ピッチをPとすると、磁気検出部121において、磁気検出素子121a1と121a2とは間隔Pを置いて配置され、磁気検出素子121a2と121c1とは間隔1/2Pを置いて配置され、磁気検出素子121c1と121c2とは間隔Pを置いて配置されている。
The magnetic detection surfaces of the magnetic detection elements 121a1 to 121c2 are arranged such that the longitudinal direction thereof is perpendicular to the longitudinal direction of the
ここで、スケール材11の長さ方向の磁場の強さHの絶対値は、磁極間で最大となり、磁極上で最小となる。また、図4に示すように、磁場の強さHの絶対値が最小の時に、MR素子MRの抵抗値は最大値となり、磁場の強さHの絶対値が最大の時に、MR素子MRの抵抗値は最小値となる。このため、磁気検出素子121a1と121a2とがN極及びS極の磁極間に位置するとき、抵抗MRaの抵抗値は低くなり、同時に、磁気検出素子121c1と121c2とはN極及びS極上に位置するため、抵抗MRcの抵抗値は高くなる。したがって、図2に示す位置関係では、磁気検出部121の出力B1は、「ハイレベル(論理値1)」となる。
Here, the absolute value of the magnetic field strength H in the longitudinal direction of the
磁気検出部122は、磁気検出部121と同様に構成され、MR素子122a1、122a2、122c1、122c2からなり、スケール材11に等間隔で配された磁極NSNS…に対向して長手方向を直角に横切るように各素子が配されている。そして、磁気検出部121と122とは、NSNSのピッチに対して、3/4ピッチずらしてスケール材に対抗するように配されている。このピッチは、1/4ずらしでもよく、5/4ずらしでもよい。すなわち、図2に示す位置関係では、磁気検出部122の抵抗MRaの抵抗値は磁気検出部121のそれに比べて少し高くなり、抵抗MRcの抵抗値は磁気検出部121のそれに比べて少し低くなる。よって、磁気検出部122の出力B2は、その後、磁気検出部122を1/4ピッチ右に移動すると「ローレベル(論理値0)」となる。すなわち、磁気検出部121及び122は、位相が1/4πずれたA相信号、B相信号を出力する。
The
以上により、磁気センサ12からはA相とB相出力によって、センサ12が移動した方向とその移動量がそのパルス数カウントによって得られる。
As described above, the direction and amount of movement of the
図5は、本発明の第1の実施例による信号形成回路15の構成を表すブロック図である。図6は、信号形成回路15に入力される磁気検出部121の検出アナログ信号と信号形成回路15の出力スケール信号及び原点形成信号(原点信号の元となる信号)を表すグラフである。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the
信号形成回路15は、磁気検出部121からのアナログ出力信号を増幅するためのアンプ151、コンパレータ152A、コンパレータ152B及び2種類の比較レベル出力回路153A及び153Bを含んで構成される。
The
アンプ151には、図6に実線で示すようなアナログ信号が磁気検出部121から入力される。アンプ151で増幅されたアナログ信号は、コンパレータ152Aの入力端の一方及びコンパレータ152Bの入力端の一方に入力される。コンパレータ152Aは、入力されたアナログ信号と比較レベルAを比較することにより、図6に示すデジタル信号(スケール信号)Aを出力する。コンパレータ152Bは、入力されたアナログ信号と比較レベルBを比較することにより、図6に示すデジタル信号(原点形成信号)Bを出力する。比較レベルAは、磁気検出部121のノイズを考慮してできるだけ低く設定して、磁気検出部121によるスケール着磁の検出が確実にできるようにし、比較レベルBは、スケール着磁の検出によるアナログ信号の最大値以上であり、原点形成信号を検出した場合の値以下に設定する。このように比較レベルA及びBを設けることにより、1トラック上に設置されたスケール着磁と磁化強部(原点)の検出を確実に行うことができる。
An analog signal as indicated by a solid line in FIG. 6 is input from the
図6において、破線は、磁気外乱材13を設置しない場合の、磁気検出部121からのアナログ出力信号を表す。磁気外乱材13を設置しない場合は、スケール着磁の磁場の強さが、磁気検出部121の飽和領域に達してしまい、スケール着磁の検出による信号と磁化強部の検出による信号が同振幅となり、原点の検出が行えなくなる。そこで、本実施例では、磁気外乱材13を設置することにより、スケール材11の磁場を磁気検出部121の飽和領域以下になるように弱めて、実線で示すようなアナログ信号を得ている。
In FIG. 6, a broken line represents an analog output signal from the
なお、スケール材11を磁化する過程において、その末端部の磁化を正確に行うことが困難なことから、図6の右端に現れるようなアナログ信号(他の波形とは不均一な波形)W1を検出することがある。したがって、末端部の信号は無視すべきであるので、B信号の元となる磁化強部14は、スケール材11の末端ではなく、磁気スケールにおける1〜数メモリ分スケール材11の中心部よりに配置される。
In the process of magnetizing the
以上のように構成することで、本発明の第1の実施例によれば、1トラック1センサでスケール信号と原点形成信号の双方を得ることができる。また、磁気外乱材13を設置することにより、スケール材11の磁場を磁気検出部121の飽和領域以下になるように設定するので、スケール材11の着磁を強くして、外乱磁気等の影響や減磁の発生を抑制することができる。
With the configuration as described above, according to the first embodiment of the present invention, both the scale signal and the origin forming signal can be obtained by one track / one sensor. In addition, since the
図7は、本発明の第1の実施例の変形例を表す平面図である。 FIG. 7 is a plan view showing a modification of the first embodiment of the present invention.
図7(A)は、本発明の第1の実施例の第1の変形例を表す平面図である。この例では、磁気外乱材13a及び13bをスケール材11の両側面に近接して設置することにより、スケール材11に着磁された磁極から表面空間へ出力される磁場の強さを減少させる。この例では、磁気外乱材13aは、第1の実施例と同様に、例えば、Fe、Fe−Ni合金等の高透磁材料で形成され、スケール材11の一方の側面に、スケール材11の長手方向の全長にわたって設置される。また、磁気外乱材13bは、例えば、永久磁石で形成され、スケール材11の他方の側面に、スケール材11の長手方向の全長にわたって設置される。ここで、スケール材11の上面と磁気外乱材13a及び13bの上面とは間隔Dをあけて配置される。間隔Dは、スケール着磁ピッチと、着磁幅、磁場の強さ等を勘案し、原点の検出が確実にできるように設定する。なお、間隔Dを狭くすると、スケール材11の磁場が弱くなり、原点形成信号を取り出しやすくなる。外乱磁場にも乱されにくくなる。
FIG. 7A is a plan view showing a first modification of the first embodiment of the present invention. In this example, the
図7(B)は、本発明の第1の実施例の第2の変形例を表す平面図である。この例では、磁気外乱材13bをスケール材11の側面に近接して設置することにより、スケール材11に着磁された磁極から表面空間へ出力される磁場の強さを減少させる。この例では、磁気外乱材13bは、例えば、永久磁石で形成され、スケール材11の他方の側面に、スケール材11の長手方向の全長にわたって設置される。この例でも、スケール材11の上面と磁気外乱材13bの上面とは間隔Dをあけて配置される。
FIG. 7B is a plan view showing a second modification of the first embodiment of the present invention. In this example, by installing the
図7(C)は、本発明の第1の実施例の第3の変形例を表す平面図である。この例では、磁気外乱材13bをスケール材11の両側面に近接して設置することにより、スケール材11に着磁された磁極から表面空間へ出力される磁場の強さを減少させる。この例では、例えば、磁気外乱材13bは永久磁石で形成され、スケール材11の両方の側面に、スケール材11の長手方向の全長にわたって設置される。この例でも、スケール材11の上面と磁気外乱材13bの上面とは間隔Dをあけて配置される。一対の永久磁石13a、13bは、スケール材11を間にして、同極同士(S極とS極、又はN極とN極)が対向配置している。ただし、本発明はこれらに限られるものではない。一対の永久磁石13a、13bは、スケール材11を間にして、異極同士(S極とN極)が対向配置していても良い。
FIG. 7C is a plan view showing a third modification of the first embodiment of the present invention. In this example, the
図7(D)は、本発明の第1の実施例の第4の変形例を表す斜視図及び端面の平面図である。この例では、例えば、Fe、Fe−Ni合金等の高透磁材料からなる磁気外乱材13aを用いて外パイプ16を形成し、該外パイプ16の上面に溝を形成して、その溝にスケール材11を埋め込むことにより、上述の各実施例と同様の効果を得るものである。また、この例では、外パイプ16の底面に永久磁石からなる磁気外乱材13bをスケール材11の長手方向の全長にわたって設置している。この磁気外乱材13bは、スケール材11の長手方向に直行しスケール材11に向/離間(対向する)方向に磁化されている。
FIG. 7D is a perspective view and a plan view of an end surface showing a fourth modification of the first embodiment of the present invention. In this example, for example, an
図8は、本発明の第2の実施例によるバイアス磁界発生部17の概要を現す斜視図である。この第2の実施例は、上述の第1の実施例及びその変形例の構成に、バイアス磁界発生部17を加えたものである。バイアス磁界発生部17以外の構成は第1の実施例と同様であるのでその説明を省略する。
FIG. 8 is a perspective view showing an outline of the bias
バイアス磁界発生部17は、例えば、ゴム磁石などで形成され、磁気センサ12の背面(磁気検出面の反対側の主表面)に、該背面と平行に回転可能に配置される。バイアス磁界発生部17を回転させることにより、磁気センサ12の形状異方性方向にバイアス磁界を印加し、最適な状態(原点が検出できるレベル)に調整を行うことが可能となる。
The bias
なお、この第2の実施例では、上述の第1の実施例及びその変形例における磁気外乱材13を省略することができる。
In the second embodiment, the
図9は、本発明の第3の実施例による移動体検出器(磁気スケール)2の基本構成を表す概略平面図である。 FIG. 9 is a schematic plan view showing the basic configuration of the moving object detector (magnetic scale) 2 according to the third embodiment of the present invention.
この第3の実施例と第1の実施例の違いは、スケール材11の全長にわたって配置される磁気外乱材13に代えて、永久磁石からなる磁気外乱材23をスケール材11の端部付近のみに配置したことである。その他の基本的な構成は第1の実施例と同様であるので、その説明を省略する。
The difference between the third embodiment and the first embodiment is that, instead of the
第3の実施例による移動体検出器(磁気スケール)2は、上述したようにスケール材の端面にのみ磁気外乱材23を配置しているので、原点形成信号を取り出すための処理が必要である。そこで、図10に示すように、スケール信号Aと原点形成信号BとのEXORを作成し、磁気センサ12が端面に向かって移動した場合に、初めて出力されるEXOR信号を原点とする。なお、この第3の実施例では、スケール材11の端面付近にのみ磁気外乱材23を配置しているので、それ以外の場所では、スケール材11の磁場が強くスケール信号と原点形成信号との区別を付けることができない場合がある。しかし、スケール材11の端面付近においては、磁気外乱材23の影響により、スケール材11の磁場が弱まり、端面に設けられる磁化強部14の検出信号のみが比較レベルBを上回ることになるので、端部付近では、一旦原点形成信号が消えて、磁化強部14において原点形成信号が現れる。
Since the moving body detector (magnetic scale) 2 according to the third embodiment has the magnetic disturbance material 23 disposed only on the end surface of the scale material as described above, a process for extracting the origin forming signal is required. . Therefore, as shown in FIG. 10, an EXOR of the scale signal A and the origin forming signal B is created, and the EXOR signal that is output for the first time when the
また、図10に示すタイミングチャートにおいて、磁気センサ12が端面に向かって移動した場合に、原点形成信号がなくなって、且つ複数のスケール信号が原点形成信号のない区間に入っているという条件で、次に原点形成信号が検出された場合の信号Bを真の原点形成信号とすることもできる。この場合の処理については、後述の第4の実施例で説明する。なお、図10において、A信号の右端部分は、図6の右端部分のアナログ信号及びそれに基づくA信号の右端部分に該当し、スケール材11の末端部分における不正確な磁化部分であるので、この信号は無視される。
Further, in the timing chart shown in FIG. 10, when the
図11は、本発明の第4の実施例によるスライドボリューム装置3の要部分解斜視図である。なお、第1から第3の実施例と同様の部材には同様の参照番号を付してその説明を省略する。
FIG. 11 is an exploded perspective view of the main part of the
スライドボリューム装置3は、例えば、ミキサーなどの前面パネルに取り付けられ、ボリューム等の制御を行う。
The
スライドボリューム装置3は、開口部31hを有するフレーム31、開口部31hの長手方向に沿って移動可能に取り付けられる移動体32、移動ガイド33及び、34、モータ36、駆動プーリ36a及び36b等を含んで構成される。
The
移動体32は、開口部31hの長手方向に摺動自在となるように移動ガイド33、34に取り付けられる。移動ガイド33は、例えば、図7(D)に示すようなパイプ16で構成され、その上面に磁気スケール材11が設置されている。なお、移動ガイド33は、上述の第1の実施例及びその変形例、第2の実施例、第3の実施例におけるいずれの磁気スケール材11、磁気外乱材13を組み合わせたものを含んで構成してもよい。
The moving
フレーム31の片側には、モータ36が取り付けられている。モータ36の駆動軸には駆動プーリ36aが取り付けられ、さらにフレーム31の他端には従動プーリ36bが配設されている。駆動プーリ36aと従動プーリ36bには図示しないタイミングベルトが巻回されており、このタイミングベルトの一箇所に移動体32の上部が取り付けられている。これにより、モータ36の正逆回転により移動体32は開口部31hの長手方向に沿って往復移動する。
A
移動体32は、スライド操作子37、磁気センサ12及び制御部35を含んで構成される。スライド操作子37の一端は、移動体32に取り付けられており他端は開口部31hから上部に突出している。磁気センサ12は、磁気検出面を下に向けて、該磁気検出面が磁気スケール材11に対応するように取り付けられている。制御部35は、磁気センサ12からのアナログ出力信号を処理して、スライド操作子37の位置情報を出力する。
The moving
ユーザがスライド操作子37を操作することにより、移動体32は開口部31hの長手方向に沿って往復移動する。この往復移動に伴って、磁気センサ12が磁気スケール材11上を移動し、磁気センサ12は、該移動に応じたアナログの検出信号を制御部35に出力する。制御部35は、該検出信号を処理して、スライド操作子37の位置情報を出力する。
When the user operates the
なお、スライドボリューム装置3を手動のものとして構成する場合は、モータ36、プーリ36a、36b、ベルト等を除いて構成する。
When the
図12は、本発明の第4の実施例による制御部35の機能を表すブロック図である。図13は、本発明の第4の実施例による制御部35における信号処理を表すタイミングチャートである。この例では、第4の実施例の移動体検出器として第3の実施例のものを試用した場合を説明する。なお、第1から第3の実施例と同様の部材には同様の参照番号を付してその説明を省略する。
FIG. 12 is a block diagram showing functions of the
制御部35は、図5に示す信号形成回路15、EXOR回路51、AND回路52、RSフリップフロップ回路53、Dフリップフロップ回路(DFF)54、微分回路(ワンショットOS)55、アップダウンカウンタ56、波形整形手段(アンプ及び波形整形回路)57を含んで構成される。
The
磁気検出部121から入力されるアナログ検出信号は、信号形成回路15(図5参照)により、スケール信号A及び原点形成信号Bとして出力される。スケール信号Aは、アップダウンカウンタ56のCK端子へ入力されるとともに、EXOR回路51及びDフリップフロップ回路54のD端子に入力される。原点形成信号Bは、EXOR回路51の他の入力端子及びRSフリップフロップ回路53のR端子に入力される。
The analog detection signal input from the
磁気検出部122から入力されるアナログ検出信号は、波形整形手段57を介してDフリップフロップ回路54のクロック入力端子CKに入力される。DFF54は、図13に示すA相信号A(スケール信号A)を信号形成回路15のA端子からD入力端子に入力されるので、入力クロック(B相信号としてのb信号、又は図3(B)のB2出力信号、図13のb´の波形の立ち上がり)の立ち上がり時のD入力データ「1」を取り込んで、2Q出力としてR(2Q)出力を得る。R(2Q)とは、図11又は図1あるいは図7のセンサ12を右に動かした場合に、2Qから得られるR(右)方向信号である。図13及び図14のL(2Q)は、センサ12を左に動かした場合に2Qから得られるL(左)方向信号である。図13及び図14では、横軸が時間軸または位置情報を表している。R方向信号2Q「1」によって、U/Dカウンタ56はアップカウント状態にされる。この時、アンド回路52は、2Q=「1」入力とEXOR出力の入力とのアンドにてフリップフロップ回路53をセットする。EXOR出力は、センサ12が右端に来た時のみに2個(又は2個以上)のパルスを発生するので1個目のパルスでフリップフロップ回路53はQ=「1」、/Q(以下、/Qは、Qインバースを示す)=「0」となり、信号形成回路15のB出力(B信号)が「1」に立ち上がるタイミングt1で/Q=「1」となる。これを微分回路(ワンショットOS)55にて、カウンタ56にリセットをかける。すなわち、このリセットにて検出器1のゼロ点調整を行うのである。
The analog detection signal input from the
右端まで移動させた移動体32(センサ12)を、タイミングt1で示す位置Prから左方に移動させると、図13と同様の位置にてEXOR出力は2個のパルスを発生するが、この時、L(2Q)で示す(時刻で示している)ように、2Q=「0」を出力しているので、フリップフロップ回路53は、セットされない。故に、リセットされたままとなり、OS出力も「0」であり、カウンタ56もリセットされない。すなわち、このU/Dカウンタ56がリセットされるタイミングは左方から右端に移動させて右端に達した時のみである。したがって、スライド操作子37が原点方向に移動して原点に達した時のみ、リセットされる。図に示すように、リセット信号(原点信号)は、原点形成信号の立ち上がりと同タイミングt1で出力される。
When the moving body 32 (sensor 12) moved to the right end is moved to the left from the position Pr indicated by the timing t1, the EXOR output generates two pulses at the same position as in FIG. , L (2Q) (indicated by time), since 2Q = “0” is output, the flip-
カウンタ56の出力OUTは、移動体32(図11参照)の正確な位置として後段(図示せず)の利用回路又は手段に利用される。例えば、ミキサーのフェーダ装置又は電子楽器の移動制御位置情報として利用され、その制御対象としては、音響レベルやPAN制御レベル設定あるいは効果制御、音色変調制御等に使用される。さらに、例えば、プリンタ等のその他の工業製品にも利用され得る。
The output OUT of the
本実施例で、EXOR信号(原点信号の元となる信号)が、少なくとも2つ以上の場合に、原点信号の元となる信号として利用するのは、例えば、強い磁石が近づいたことなど一時的に何らかの理由で強い外乱磁場の発生することにより、強い外乱磁場が発生した場合に、精度を確保するためである。一時的に強い外乱磁場が近づくと、磁気スケールからの磁場がみだされ、原点近傍ではないのにB信号を検出しなくなる(EXOR信号が発生する)ことがある。このような原点の誤検出を防ぐために、EXOR信号(原点信号の元となる信号)が、少なくとも2つ以上の場合にのみ、原点形成信号として用いることで、精度を確保している。 In the present embodiment, when there are at least two EXOR signals (signals that are origin signals), the signals that are used as origin signals are temporary, such as when a strong magnet approaches. This is to ensure accuracy when a strong disturbance magnetic field is generated by generating a strong disturbance magnetic field for some reason. When a strong disturbance magnetic field approaches temporarily, a magnetic field from the magnetic scale is found, and the B signal may not be detected (an EXOR signal is generated) even though it is not near the origin. In order to prevent such erroneous detection of the origin, accuracy is ensured by using it as an origin formation signal only when there are at least two EXOR signals (source signals of origin signals).
この考え方からすると、図12実線部では原点以外の中間位置で外乱による原点もどき信号(EXOR出力)が出力されたら、その外乱が除かれた位置で、そこを原点とみなす誤動作を発生する(B信号発生)。これを避けるため、図12に一点鎖線で示すように、AND回路52とRSフリップフロップ回路53の間に、リトリガラブルカウンタ58を設け、このカウンタ58を追加挿入設置するようにしてもよい。
From this point of view, when a home return signal (EXOR output) due to a disturbance is output at an intermediate position other than the origin in the solid line portion in FIG. 12, a malfunction occurs in which the disturbance is regarded as the origin at the position where the disturbance is removed (B Signal generation). In order to avoid this, a
このカウンタ58は、アンド回路52出力でカウントアップされるが、所定時間、例えば、0.1秒以内に続けてカウントアップされない限り、そのカウンタ値がゼロに戻る機能を有しており、カウンタ値が例えば2以上になった場合に限り「1」を出力してフリップフロップ回路53をセットする構成にするものである。
The
このように構成すると、磁気外乱手段13が磁気誤動作防止手段(磁気誤動作しにくい手段)として機能しているところに、さらに外乱が発生したとしても、一点鎖線の補強手段(カウンタ58)を追加することにより、その外乱をはねつける(外乱に影響されない)効果がある。この場合、原点信号でこの発明の実施例による検出器をリセットするには、上記条件を考慮して、速めの端部当接動作をする必要がある。なぜなら、ゆっくり端部当接動作を行うとカウンタ58のオーバーフロー出力でRSフリップフロップ回路53のセット後のリセット状態が得られないため、カウンタ56をリセットさせられないからである。
With this configuration, the magnetic disturbance means 13 functions as a magnetic malfunction prevention means (means that are hard to cause a magnetic malfunction), and even if a disturbance occurs, a one-dot chain line reinforcing means (counter 58) is added. Therefore, there is an effect of repelling the disturbance (not affected by the disturbance). In this case, in order to reset the detector according to the embodiment of the present invention by the origin signal, it is necessary to perform a fast end contact operation in consideration of the above-described conditions. This is because the
なお、この例では、第4の実施例の移動体検出器として第3の実施例のものを使用した場合を説明したが、第1の実施例及びその変形例、第2の実施例の移動体検出器を第4の実施例の移動体検出器として用いることもできる。その場合は、タイミングチャートは、図14に示すようなものとなるが、結果的に、原点形成信号の検出タイミング(右端位置)t1にリセット信号(原点信号)を出力することができる。また、第1の実施例及びその変形例、第2の実施例の移動体検出器を第4の実施例の移動体検出器として用いる場合は、制御部35のEXOR回路51、AND回路52、RSフリップフロップ回路53を省略して、原点形成信号Bを直接微分回路(ワンショットOS)55に入力するようにしてもよい。
In addition, in this example, the case where the thing of the 3rd Example was used as a moving body detector of the 4th Example was demonstrated, However, The movement of 1st Example, its modification, and 2nd Example The body detector can also be used as the moving body detector of the fourth embodiment. In this case, the timing chart is as shown in FIG. 14, but as a result, a reset signal (origin signal) can be output at the origin formation signal detection timing (right end position) t1. Further, when the moving body detector of the first embodiment and its modified examples and the second embodiment is used as the moving body detector of the fourth embodiment, the
なお、図示しないが図13及び図14においても図10と同様に、A信号の右端部分に、図6の右端部分のアナログ信号及びそれに基づくA信号の右端部分に該当するA信号が現れるが、スケール材11の末端部分における不正確な磁化部分であるので、この信号は無視される。
Although not shown in FIG. 13 and FIG. 14, the analog signal at the right end portion of FIG. 6 and the A signal corresponding to the right end portion of the A signal based on the analog signal appear at the right end portion of FIG. This signal is ignored because it is an inaccurate magnetized portion at the end portion of the
以上、本発明の各実施例によれば、スケール信号検出用のスケール磁気パターンと原点信号検出用の磁化強部を同一線上に配置する。この配置は同一トラック配置であれば良く、該線は曲線であっても良く、連続した線上に配置すればよい。これによって、移動体検出器の構成が非常に簡単となる。このような構成をとることで、スケール信号検出用の磁気センサと、原点信号検出用の磁気センサを別々に用意する必要がなく、異なる2センサの位置合わせが不必要となり、精度が向上する。 As described above, according to each embodiment of the present invention, the scale magnetic pattern for detecting the scale signal and the magnetization strong portion for detecting the origin signal are arranged on the same line. This arrangement may be the same track arrangement, and the line may be a curve, and may be arranged on a continuous line. This greatly simplifies the configuration of the moving object detector. By adopting such a configuration, it is not necessary to separately prepare a magnetic sensor for detecting a scale signal and a magnetic sensor for detecting an origin signal, and it becomes unnecessary to align two different sensors, thereby improving accuracy.
また、本発明の実施例によれば、磁気外乱材をスケール材に近接して設置することにより、スケール材に着磁された磁極から表面空間へ出力される磁場の強さを減少させ、磁気センサの磁気飽和をなくすことができる。また、これにより、スケール材の端面に設けられる磁化強部を、スケール信号検出用のスケール磁気パターンと区別して、確実に検出できる。 In addition, according to the embodiment of the present invention, the magnetic disturbance material is installed close to the scale material, thereby reducing the strength of the magnetic field output from the magnetic poles magnetized to the scale material to the surface space. The magnetic saturation of the sensor can be eliminated. This also makes it possible to reliably detect the strong magnetization portion provided on the end face of the scale material, distinguishing it from the scale magnetic pattern for detecting the scale signal.
さらに、磁気外乱材をスケール材に近接して設置することにより、スケール材に着磁された磁極から表面空間へ出力される磁場の強さを減少させることができるので、磁気スケール材の着磁を最大限に強くすることができ、安定したスケールセンシングを行うことができる。 Furthermore, by installing the magnetic disturbance material close to the scale material, the strength of the magnetic field output from the magnetic poles magnetized on the scale material to the surface space can be reduced. Can be maximized and stable scale sensing can be performed.
なお、上述の実施例では、本発明の各実施例による移動体検出器をスライドボリューム装置に適用した例のみを説明したが、本発明の各実施例による移動体検出器は、車のサスペンション、プリンタの位置検出センサ等にも適用可能である。 In the above-described embodiment, only the example in which the moving body detector according to each embodiment of the present invention is applied to the slide volume device has been described. However, the moving body detector according to each embodiment of the present invention includes a vehicle suspension, The present invention can also be applied to a position detection sensor of a printer.
また、上述の実施例では、リニアスケールのみを説明したが、本発明の実施例はロータリーエンコーダー等にも適用可能である。 In the above-described embodiment, only the linear scale has been described, but the embodiment of the present invention can also be applied to a rotary encoder or the like.
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
1、2…移動体検出器(磁気スケール)、3…スライドボリューム装置、11…スケール材(磁気スケール部)、12…磁気センサ(磁気検出手段)、13…磁気外乱材(磁気外乱手段;磁気による誤動作防止手段)、14…磁化強部、15…信号形成回路、16…外パイプ、17…バイアス磁界発生部、31…フレーム、32…移動体、33、34…移動ガイド、35…制御部、36…モータ、36a、36b…駆動プーリ、37…スライド操作子、51…EXOR回路、52…AND回路、53、54…フリップフロップ回路、55…微分回路(ワンショットOS)、56…アップダウンカウンタ、58…リトリガラブルカウンタ、121、122…磁気検出部、123…MRセンサ要部、151…アンプ、152…コンパレータ、153…比較レベル出力回路
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記磁気スケール部の前記所定方向の一端部に施した、前記磁気パターンより強い磁化強部と、
前記磁気スケール部に近接配置した磁場形整手段と、
前記磁気スケール部の前記所定方向に沿って該磁気スケール部に接近対向して移動可能に配置してなり、前記磁気パターン及び前記磁化強部の磁場を検出する磁気検出手段と
を有する移動体検出器。 A magnetic scale portion having a magnetic pattern along a predetermined direction;
A magnetic strong portion stronger than the magnetic pattern applied to one end of the magnetic scale portion in the predetermined direction;
Magnetic field shaping means arranged close to the magnetic scale portion;
A movable body detection comprising: a magnetic detection unit configured to be able to move close to and opposite to the magnetic scale unit along the predetermined direction of the magnetic scale unit, and to detect the magnetic pattern and the magnetic field of the strong magnetization unit. vessel.
前記磁気スケール部の前記所定方向の一端部に施した、前記磁気パターンより強い磁化強部と、
前記磁気スケール部の前記所定方向に沿って該磁気スケール部に接近対向して移動可能に配置してなり、前記磁気パターン及び前記磁化強部の磁場を検出する磁気検出手段と、
該磁気検出手段で検出した磁気検出信号をスケール信号と磁気強部信号とに分離して検出する検出回路と
からなることを特徴とする移動体検出器。 A magnetic scale portion having a magnetic pattern along a predetermined direction;
A magnetic strong portion stronger than the magnetic pattern applied to one end of the magnetic scale portion in the predetermined direction;
A magnetic detecting means for detecting a magnetic field of the magnetic pattern and the strong magnetic part, wherein the magnetic scale part is arranged movably close to and opposite to the magnetic scale part along the predetermined direction;
A moving body detector comprising a detection circuit for detecting a magnetic detection signal detected by the magnetic detection means separately into a scale signal and a magnetic strong part signal.
前記第1のコンパレータは、前記スケール信号のピークより低い第1の比較レベルを持ち、
前記第2のコンパレータは、前記スケール信号のピークよりも高く、前記磁気強部信号のピークよりも低い第2の比較レベルを持ち、
前記第1のコンパレータが前記スケール信号を出力し、前記第2のコンパレータが磁気強部信号を出力することを特徴とする請求項10記載の移動体検出器。 The detection circuit includes first and second comparators to which a magnetic detection signal is input from the magnetic detection unit,
The first comparator has a first comparison level lower than a peak of the scale signal;
The second comparator has a second comparison level higher than the peak of the scale signal and lower than the peak of the magnetic strong part signal;
11. The moving body detector according to claim 10, wherein the first comparator outputs the scale signal, and the second comparator outputs a magnetic strong part signal.
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