JPH01318915A - 磁気エンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の産業上の利用分野コ この発明は、自動機器などに使用されている磁気エンコ
ーダに関し、特に精度が良好で且つバッテリー動作中に
用いるのに好適な磁気エンコーダに関し、ロータリタイ
プ、リニアタイプの何れの磁気エンコーダにも用いるこ
とのできるものである。

［従来技術とその問題点コ 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（推進角）１回転量（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。

たとえば、ロータリ形のエンコーダについて説明すると
ロークリエンコーダは２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。

第６図は、従来の一般的なロータリ磁気式エンコーダ１
の説明図で、外周にＮ極２Ｎ、Ｓ極２Ｓの磁極を交互等
間隔に微細ピッチで多極着磁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（効果）素子（、Ｍ　Ｒセンサ
と言われている）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、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
マグネット層を塗布して形成したちの何れのものであっ
ても良い。

上記磁気エンコーダ磁極２のＮ極２Ｎ、Ｓ極２Ｓそれぞ
れの１磁極幅は、λ（電気角で２πで表される幅に等し
い）幅で着磁されている。

また磁気抵抗素子５は２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
するなめに、磁気抵抗素子５を構成する強磁性体薄膜で
形成された磁気抵抗効果を有する導体（磁気抵抗体）６
について第７図を用いて説明する。

この導体６は、数千Ａ単位程度の厚みでＮｉ−Ｃ０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。

導体６は、第７図に示すように、これに流れる電流■と
磁束７との方向が垂直となるように配設しておくと、磁
束７は、Ｎ極２ＮからＳ極２ｓに向かう。

この導体６は、第８図に示すように磁束７内において横
方向の磁束７ｘによって、抵抗値の減少をきたす。尚、
７Ｙは、ｍ方向の磁束を示す。

このときの導体６の抵抗の変化率は、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及び３λ／４の位置における時の導体６の抵抗値を
Ｒ９抵抗の変化値をΔｒとすると。

磁極（２Ｎまたは２Ｓ）と導体６の位相θ（−磁極幅２
Ｎ、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。

Ｒ（θ）＝Ｒ−Δｒ−ｃｏｓθ　　（１）で表すことが
できる。

横方向の磁束７Ｘは２位相θ、導体６及び磁気エンコー
ダ磁極２の距離に関係し、導体６も、それに応じた抵抗
値Ｒをとる。

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
いため無磁界と同様に出力信号が変化しないという特徴
がある。

上記した１本の導体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９図に示すように４本の導体６ａ、６ｂ、
６ａ’　、６ｂ’をそれぞれ順次に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。

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つの導体６ａ、６ａ’　と、Ｂ相の磁気エン
コーン信号を得るために導体６ｂ。

６ｂ“を形成したものとなっている。

導体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Ｓ極２Ｓ）
の幅をλ（電気角で２π）とするとき、λ／２幅ずらせ
て形成している。

同様に導体６ｂと６ｂ’　とは、互いに逆位相となるよ
うに、λ／２幅ずらせて形成している。

また導体６ａと６ｂ、及び６ａ’　と６ｂ’　とは、互
いにλ／４幅ずらして形成されている。

従って、磁気抵抗素子５は、λ／４ピッチずれて順次、
導体６ａ、６ｂ、６ａ’　、６ｂ’を形成している。

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１０図の
方法がある。この第１０図に示す磁気抵抗素子５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１１図（ａ
）、＜ｂ）に示すような９０″位相が異をる２つの矩形
波のエンコーダ信号１１−１゜１１−２を得ることがで
きるようにしている。

る。

この矩形波のエンコーダ信号１１−１．１１−２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。

上記第１０図に示した磁気抵抗素子５の磁気エンコーダ
信号処理回路８は、磁気抵抗素子５の導体６ａと６ａ’
　、６ｂと６ｂ’の接続点の中点電位の出力電圧を磁気
エンコーダ信号出力として利用したものである。

このように形成された磁気抵抗素子５は、いまＡ相分の
導体６ａ、６ａ”のみを取り出して描くと、第１２同に
示すようなＡ相分の導体を有する磁気抵抗素子５”とし
ても描くことができる。

この磁気抵抗素子５′における導体６ａ。

６ａ°の形成すべき条件は、上記磁気抵抗素子５で説明
したと全く同じで、ｍ歯状の導体６ａと６ａ′は、互い
にλ磁極幅位相が離れた位置に互いに逆位相となるよう
に形成されている。導体６ａの他端と導体６ａ’の一端
が共通接続され。

その中間を中点出力端子用導電体１２に接続している。

導体６ａの一端は、端子用導電体１３を介して電源電池
１４の正側に接続し、導体６ａ’の他端は、端子用導電
体１５を介して電源電池１６の負側に接続している。電
源電池１４の負側と電源電池１６の正側との接続点１７
と出力端子用導電体１２とから、出力端子１８−１．１
８−２を取り出している。

かかる磁気抵抗素子５′によると、これらの導体６ａ、
６ａ’がマグネットロータ３の磁気エンコーダ磁極２面
に平行な磁界に感応して抵抗を減する。

この磁界成分は、マグネットロータ３の磁気エンコーダ
磁極２の磁極境界部で大きく、磁極中心部では０である
ので、λ磁極幅異なる位置に設けられた導体６ａ、６ａ
’は、マグネットロータ３の回転に伴いて極性が変化す
る為に、中点の電位が０を横切る回数を出力端、子１８
−１．１８−２から取り出してカウントすることにより
、ロータの回転数を計測できる。

ところで、上記構成の磁気抵抗素子５゛　（もちろん、
上記磁気抵抗素子５も同じである）の導体６ａ、６ａ’
によると、マグネットロータ３の回転に伴う中点電位の
変化は、第１３図に示すような幅の狭い出力信号波形２
２．２２″となる場合が多い。これは、磁極ピッチに比
べてマグネットロータ３と磁気抵抗素子５°の間隔が短
い場合に特に顕著に現れる。

このように電位がゼロに近い部分の多い幅の短い波形の
ゼロを横切る点の計測は、基準電圧の変動によって、特
にデジタル信号になおす場合には、誤差を含み易く、ま
たノイズによる誤動作を招きやすいという問題点があっ
た。

更に又、上記磁気抵抗素子５′を用いてＡ相用及びＢ相
用の磁気エンコーダ信号を得るには、この磁気抵抗素子
５′を２＠用いてｍλ十λ／４（ｍは１以上の整数）磁
極幅離して配設しなければならず、当該磁気エンコーダ
が大型且つ高価になる欠点があった。

［問題点を解決する手段］ 上記の問題点を解決する方法について２本願発明者は種
々の検討を行ったが、略々均一な幅で。

交互に多数の磁極（多極着磁体。上記磁気エンコーダ磁
極２が該当する）が設けられたマグネットロータと、こ
れに対向配置する磁気抵抗素子からなる磁気エンコーダ
において、これに用いるための、略々均一な幅でＮ極、
Ｓ極の磁極が多数個設けられた多極磁極体に対向配置さ
れる磁気抵抗素子であって、磁気抵抗素子が上記多極磁
極体の略（２ｎ＋１）λ（但し、ｎは０以上の整数、λ
は上記多極着磁体の１磁極の幅）磁極幅に渡って順次連
続して櫛歯状等に形成された人相用磁気エンコーダ出力
信号を得るための磁気抵抗効果を有する導体群によって
構成されたＡ相用磁気抵抗素子エレメントを設け、該Ａ
相用磁気抵抗素子エレメントの磁気抵抗効果を有する導
体群の中点にＡ相用磁気エンコーダ出力を得る出力端子
を設け。

上記Ａ相用磁気抵抗素子エレメントと同様に形成される
と共に、Ａ相用磁気抵抗素子エレメントからλ／４磁極
幅位相をずらせて当該Ａ相用磁気抵抗素子エレメントに
重ね合わせたＢ相用磁気エンコーダ出力信号を得るため
の磁気抵抗効果を有する導体群によって構成されたＢ相
用磁気抵抗素子エレメントを設け、該Ｂ相用磁気抵抗素
子エレメントの磁気抵抗効果を有する導体群の中点にＢ
相用磁気エンコーダ出力を得る為の出力端子を設けた磁
気エンコーダを提供することで本発明の課題を達成でき
る。

即ち、磁気抵抗素子が上記多極磁極体の略（２ｎ＋１）
λ（但し、ｎは０以上の整数、λは磁気エンコーダの１
磁極の幅）磁極幅に渡って順次連続して櫛歯状等に形成
された磁気抵抗効果を有する導体群によって構成され、
該磁気抵抗効果を有する導体群の中点に出力端子を設け
、該出力端子から磁気エンコーダ出力を得ることにより
、矩形波（或は台形波）に近い良好な信号が出力される
ことを見い出し２本発明に至った。

磁気抵抗素子として、（２ｎ＋１）λ磁極幅（こ渡る磁
気抵抗効果を有する導体群を一様に隣接配置して設けた
Ａ相用磁気抵抗素子エレメントとＢ相用磁気抵抗素子エ
レメントとを重ね合わせれば、これによる磁気抵抗素子
の横幅の面積の増加は殆ど無く、これによるコストの上
昇、形状の大型化等の悪影響も殆どない。

［作用］ 本発明の磁気エンコーダによる磁気抵抗素子は、従来の
磁気抵抗素子５′を（２ｎ、＋１）λ磁極幅に渡って少
しづつずらしながら、多数個を可動子の移動方向に沿っ
て重ね合わせて形成したものと考えることができる。こ
のような重ね合わせを行うと、第４図及び第５図に示す
ように出力波形は、矩形波（あるいは台形波）に近づく
、このような波形であれば、ゼロに近い期間が少ないた
め、基準電圧の変動によるゼロクロス点の変化も少なく
、かかる波形をデジタル化した磁気エンコーダ信号に直
すのに都合良く、またノイズによる影響も少なく２精度
良好で信顆性の高い磁気エンコーダを得ることができる
。

このように形成された磁気抵抗素子（以下に示す実施例
では、この磁気抵抗素子部分を磁気抵抗素子エレメント
という）をＡ相用とＢ用層の一対を用意し、これを更に
λ／４磁極幅位相をずらせて二重に重ね合わせてＡ相用
及びＢ用層の磁気エンコーダ信号を得るようにすれば、
従来の第１２図に示すような磁気抵抗素子を２個用いた
ものに比較して、その厚みは数〜十μの増加があるとし
ても横方向の長さを２分の１以下にコンパクトに形成で
きるため、磁気エンコーダを小型に形成できる。

［実施例］ 第１図は本発明の磁気エンコーダに用いる磁気抵抗素子
１９の説明図で、第２図は同磁気抵抗素子１９の分解斜
視図で、この磁気抵抗素子１つでは、Ａ相分の磁気抵抗
素子エレメント１９ＡとＢ相分の磁気抵抗素子エレメン
ト１９Ｂとで、Ａ相及びＢ相の磁気エンコーダ信号が得
られるように構成したものを描いている。

磁気抵抗素子１９は２人相の磁気エンコーダ信号からλ
／４磁極幅（λは磁気エンコーダ磁極２の１磁極幅を示
す）位相がずれてＢ相の磁気エンコーダ信号を得ること
が出来るように、複数の順次隣接して形成された櫛歯状
の磁気抵抗効果を有する直線状の導体２０群からなる人
相の磁気抵抗素子エレメント１９Ａと、該磁気抵抗素子
エレメント１９Ａから、同じく複数の順次隣接して形成
された櫛歯状の磁気抵抗効果を有する直線状の導体２０
群からなるＢ相の磁気抵抗素子エレメント１９Ｂを磁気
抵抗素子エレメント１９Ａからλ／４磁極幅位相がずれ
て、それぞれ幅が磁気抵抗素子エレメント１９Ａ、１９
Ｂよりも大きく形成した薄膜絶縁体２５．ガラス基板等
の絶縁基板２６の上面に上記したような適宜な手段によ
って形成している。

またＡ相の磁気抵抗素子エレメント１９Ａの上面には該
磁気抵抗素子エレメント１９Ａよりも。

大きな幅で上記薄膜絶縁体２５とほぼ同じ大きさに形成
された薄膜絶縁体２７が施されていて、この薄膜絶縁体
２７によって上記磁気抵抗素子エレメント１９Ａ、１９
Ｂを保護している。

尚、上記薄膜絶縁体２５．２７は、後記する出力端子用
導電体１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ。

１３Ｂ、１５Ａ、１５Ｂを露出しなければならないため
に、上記ＷＩ膜絶絶縁体５．２７に端子露出用切欠部２
５ａ、２７ａを形成している。この切欠部２５ａ、２７
ａとは、一致しない位置に形成する必要があるため、上
記端子１２Ａ、１２Ｂ。

１３Ａ、１３Ｂ、１５Ａ、１５Ｂは他の端子と重ならな
い位置に適宜な幅に形成する必要がある。

磁気抵抗素子１９を構成するＡ相用磁気抵抗素子エレメ
ント１９Ａは、第１図及び第２図に示すように磁気エン
コーダ磁極２（第６図参照）の（２ｎ＋１　＞λ（ｎは
０以上の整数、λは磁気エンコーダ磁極２の１磁極の幅
）磁極幅１例えば。

この実施例のようにｎ＝ｏの場合を例にすると。

磁気エンコーダ磁極２の１磁極幅λに渡って順次隣接し
て磁気抵抗効果を有する櫛歯状に形成された複数の導体
２０群で形成され、λ磁極幅の範囲に渡って形成した導
体２０群を２分する磁気エンコーダ磁極２の回転方向か
ら見た中心に設けられた位置の導体部２０゛位置から、
中点出力端子用導電体１２Ａを取り出すようにしている
。該出力端子用導体導電体１２Ａにより２分された図面
に於いて左半分即ち、λ／２幅の範囲に渡って形成され
た導体２０群を磁気抵抗エレメント２１Ａとし、右半分
即ち、λ／２幅の範囲に渡って形成された導体２０群を
磁気抵抗エレメント２１Ａ゛と表すこととする。

かかる磁気抵抗エレメント２１Ａ、２１Ａ’は、上記し
たように薄膜絶縁体２５上に適宜な手段によって形成す
ることで、Ａ相用磁気エンコーダ出力信号を得るための
磁気抵抗素子エレメント１９Ａを形成している。

また、磁気抵抗素子１９を構成する磁気抵抗素子エレメ
ント１９Ｂは、磁気エンコーダ磁極２（第６図参照）の
（２ｎ−ｈｌ）λ（ｎは０以上の整数。＾は磁気エンコ
ーダ磁極２の１磁極の幅）磁極幅２例えば、ｎ＝０の場
合を例にすると、磁気エンコーダ磁極２の１磁極幅λに
渡って順次隣接して磁気抵抗効果を有する櫛歯状に形成
された複数の導体２０群で形成され、λ磁極幅の範囲に
渡って形成した導体２０群を２分する磁気エンコーダ磁
極２の回転方向から見た中心に設けられた位置の導体部
２０゛位置から、中点出力端子用導電体１２Ｂを取り出
すようにしている。該出力端子用導体導電体１２Ｂによ
り２分された図面に於いて左半分即ち、λ／２幅の範囲
に渡って形成された導体２０群を磁気抵抗エレメント２
１Ｂとし、右半分即ち、λ／２幅の範囲に渡って形成さ
れた導体２０群を磁気抵抗エレメント２１Ｂ′と表すこ
ととする。

かかる磁気抵抗エレメント２１Ｂ、２１Ｂ’は、上記し
たように薄膜絶縁体２５上に適宜な手段によって形成す
ることで、Ｂ相用磁気エンコーダ出力信号を得るための
磁気抵抗素子エレメント１９Ｂを形成している。

この磁気抵抗素子エレメント１９Ｂは、上記磁気抵抗素
子エレメント１９Ａから１回転方向に対してλ／４幅だ
け位相がずれたＢ相用磁気エンコーダ信号が得られるよ
うに、同じく回転方向に対してλ／４幅だけ位相がずれ
て絶縁基板２６上に形成され、この基板２６に形成され
た導体２０群を保護するように当該導体２０群を薄膜絶
縁対２５で覆っている。

このようにすることによって、磁気エンコーダ磁極２の
一磁極幅λに渡って、導体２０群からなる互いにλ／４
磁極幅だけ位相がずれて形成された。Ａ相及びＢ相の磁
気抵抗エレメント２１Ａと２１Ａ′とからなる磁気抵抗
素子エレメント１９Ａと、磁気抵抗エレメント２１Ｂと
２１Ｂ′とからなる磁気抵抗素子エレメント１９Ｂそれ
ぞれを形成している。

即ち、従来のようにＡ相用の磁気抵抗素子エレメントと
Ｂ用層の磁気抵抗素子エレメントを互いに重ならないよ
うに（ｍλ＋λ／４）（ｍは１以上の整数）磁極幅ずら
せて形成する必要がないので、磁気抵抗素子１９を幅の
狭い小さなものに形成できる利点がある。

また、上記のように構成することによって磁気抵抗エレ
メント２ＬＡと２１Ａ’、磁気抵抗エレメント２１Ｂと
２１Ｂ°とは、互いに逆位相に形成されたものと同じに
なる。

磁気抵抗素子エレメント１９Ａは、磁気抵抗エレメント
２１Ａの他端の導体２０と磁気抵抗エレメント２１Ａ′
の一端の導体２０とを共通接続し、その接続された中間
を引き出して中点出力端子用導電体１２Ａに接続してい
る。

磁気抵抗エレメント２１Ａの一端の導体２０は、端子用
導電体１３Ａを介して電源電池１４Ａの正側に接続し、
磁気抵抗エレメント２１Ａ°の他端の導体２０は、端子
用導電体１５Ａを介して電源電池１６Ａの負側に接続し
ている。

電源電池１４Ａの負側と電源電池１６Ａの正側との接続
点１７Ａと中点出力端子用導電体１２Ａとから、Ａ相用
磁気エンコーダ出力を取り出すための出力端子１８Ａ−
１，１８Ａ−２を取り出している。

また磁気抵抗素子エレメント１９Ｂは、磁気抵抗エレメ
ント２１Ｂの他端の導体２０と磁気抵抗エレメント２１
Ｂ′の一端の導体２０とを共通接続し、その接続された
中間を引き出して中点出力端子用導電体１２Ｂに接続し
ている。

磁気抵抗エレメント２１Ｂの一端の導体２０は、端子用
導電体１３Ｂを介して電源電池１４Ｂの正側に接続し、
磁気抵抗エレメント２１Ｂ°の他端の導体２０は、端子
用導電体１５Ｂを介して電源電池１６Ｂの負側に接続し
ている。

電源電池１４Ｂの負側と電源電池１６Ｂの正側との接続
点１７Ｂと中点出力端子用導電体１２Ｂとから、Ｂ相用
磁気エンコーダ出力を取り出すための出力端子１８Ｂ−
１，１８Ｂ−２を取り出している。

かかる磁気抵抗素子１９によると、これらの磁気抵抗効
果を有する導体２０群は２例えば第６図に示すマグネッ
トロータ３の磁気エンコーダ磁極２に平行な磁界に感応
して抵抗を減する。

この磁界成分は、マグネットロータ３の磁気エンコーダ
磁極２の磁極境界部で大きく、磁極中心部では０である
ので、（２ｎ＋１）λの範囲に渡って形成された磁気抵
抗素子エレメント１９Ａと１９Ｂは、マグネットロータ
３の回転に伴いて極性が変化する為に、中点の電位がＯ
′を゛横切る回数を出力端子１８Ａ−１と１８Ａ−２，
１８Ｂ−１と１８Ｂ−２から磁気エンコーダ出力を取り
出してカウントすることによりロータの回転数を計測で
きる。

ところで、上記構成の磁気抵抗素子１９によると、マグ
ネットロータ３の回転に伴う中点電位の変化は、磁気抵
抗素子エレメント１９Ａの磁気抵抗エレメント２１Ａと
２１Ａ’、磁気抵抗素子エレメント１９Ｂの磁気抵抗エ
レメント２１Ｂと２１Ｂ′とがそれぞれλ／２磁極幅に
渡って複数の導体２０群によって形成されているために
、当該磁気抵抗エレメント２１Ａと２１Ａ’　、２１Ｂ
と２１Ｂ°によって、第１３図に示したと同じような波
形がそれぞれ第３図（ａ）、（ｂ）に示すように波形２
２Ａと２２Ａ’　、波形２２Ｂと２２Ｂ′がλ／２磁極
幅の範囲に渡って少しづつずらせながら重ね合わせたよ
うにλ／４磁極幅位相がずれた幅の狭い信号群からなる
２つの出力信号波形２２Ａと２２Ａ’　、２２Ｂと２２
Ｂ′が得られると考えることができる。

従って、これら波形２２Ａと２２Ａ“、２２Ｂと２２Ｂ
′は、実際には、積分された波形となるので、同図の点
線２３Ａと２３Ａ’　、２３Ｂと２３Ｂ′で示すように
合成されたものとなり、結果的には、中点の電位が第４
図及び第５図に示すような台形波（若しくは矩形波）の
出力信号波形２４Ａと２４Ａ’　、２４Ｂと２４Ｂ″と
して出力端子１８Ａ−１と１８Ａ−２，１８Ｂ−１と１
８Ｂ−２から取り出すことができる。

かかる出力信号波形２４Ａと２４Ａ’　。

２４Ｂと２４Ｂ°によれば、第１３図に示した出力信号
波形２２．２２’と異なり、ゼロに近い部分が少なくな
るので、ゼロ電位を横切る点が少なくなり、このゼロ点
の計測は、基準電圧の変動によって誤差を含むことがな
くなり、又ノイズも少なくなるため、ノイズ誤動作がな
ぐなる。

第４図及び第５図に示す波形２４Ａと ２４Ａ’　、２４Ｂと２４Ｂ′を得ることができるＡ相
及びＢ相の磁気抵抗素子１９において、上記のように磁
気抵抗素子エレメント１９Ａと１９Ｂをλ／４磁極幅位
相をずらして形成しておくことで、第１０図に示す磁気
エンコーダ信号処理回路８を用いれば、第１０図（ａ＞
、（ｂ）に示すような９０°位相が異なる２つの矩形波
のエンコーダ信号１１−１．１１−２を得ることができ
る。

従って、これらの矩形波のエンコーダ信号１１−１．１
１−２をカウンタによって計数すれば、磁気エンコーダ
の回転角等を計測できる。

［発明の効果］ 本発明の磁気エンコーダは、磁気抵抗素子から、矩形波
あるいは台形波の出力電位を取り出すことができるので
、この矩形波あるいは台形波の出力をデジタル化したと
きの誤差が、非常に少なく、精度の良い磁気エンコーダ
を安価且つ容易に構成できるため、簡単な構成で、しか
も精度良く、且つ安定して位置の計測が可能になる。更
に２本発明による磁気抵抗素子は、導体の全長が長いた
め、電気抵抗の高い磁気抵抗素子が容易に得られ、消費
電力の少ない磁気エンコーダを構成できる。このことは
、特にバッテリー動作中の磁気エンコーダとして最適な
磁気抵抗素子といえる。

また本発明の最大の特徴からくる効果は、上記磁気エン
コーダに用いる為の磁気抵抗素子にあり、この磁気抵抗
素子はＡ相用とＢ用層の磁気抵抗素子エレメントを互い
にλ／４磁極幅位相をずらせて重ね合わせているので、
当該磁気抵抗素子を大型且つ高価にすることなく、即ち
、磁気エンコーダを小型且つ安価に形成できる効果があ
る。

特に、磁気抵抗素子エレメントをＡ相用とＢ用層の一対
を用意し、これを更にλ／４磁極幅位相をずらせて二重
に重ね合わせてＡ相用及びＢ用層の磁気エンコーダ信号
を搏るようにしているので、従来の第１２図に示すよう
な磁気抵抗素子を２個用いたものに比較して、その厚み
は数〜十μの増加があるとしても横方向の長さを２分の
１以下にコンパクトに形成できるため、磁気エンコーダ
を小型に形成できる。

また別の方法としては、かかる磁気抵抗素子を同相位置
に複数個配置することで（尚、この複数個の磁気抵抗素
子を１個の磁気抵抗素子に構成し。

ても良いことはいうまでもない）、より精度良く確実な
磁気エンーダ信号を得ることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す磁気エンコーダに用い
た磁気抵抗素子の説明図、第２図は第１図の磁気抵抗素
子の分解斜視図、第３図は第１図及び第２図の磁気抵抗
素子を用いた場合の本発明の詳細な説明するため説明図
、第４図は本発明に用いた磁気抵抗素子のＡ相用の磁気
エンコーダの出力信号を示す波形図、第５図は本発明に
用いた磁気抵抗素子のＡ相用及びＢ用層の磁気エンコー
ダの出力信号を示す波形図、第６図は従来公知のインク
リメンタル形ロータリ磁気エンコーダの概略説明図、第
７図乃至第９図は磁気エンコーダの磁気エンコーダ磁極
と磁気抵抗素子との関係の説明図、第１０図は磁気抵抗
素子の磁気エンコーダ処理回路の説明図、第１１図は同
磁気エンコーダから得られるエンコーダ信号波形図、第
１２図は従来のＡ相分の磁気抵抗素子の説明図、第１３
図は第１２図の磁気抵抗素子を用いた場合の磁気エンコ
ーダの出力信号を示す図である。 ［符号の説明］ １・・・ロータリ磁気エンコーダ。 ２・・・磁気エンコーダ磁極。 ３・・・マグネットロータ、４・・・空隙。 ５．５゛　・・・磁気抵抗素子。 ６．６ａ、６ａ’　、６ｂ、６ｂ’　　−＝　−磁気抵
抗エレメント、７・・・磁束。 ８・・・磁気エンコーダ信号処理回路。 ９−１．・・・、９−４・・・抵抗器。 １０−１．１０−２・・・コンパレータ。 １１−１．１１−２・・・磁気エンコーダ信号。 １２．１２Ａ、１２Ｂ・・・中点出力端子用導電体、１
３，１３Ａ、１３Ｂ・・・端子用導電体。 １４．１４Ａ、１４Ｂ・・・電源電池。 １５．１５Ａ、’１５Ｂ・・・端子用導電体。 １６．１６Ａ、１６Ｂ・・・電源電池。 １７Ａ、１７Ｂ・・・接続点。 １８Ａ−１，１８Ａ−２，１８Ｂ−１，１８Ｂ−２・・
・出力端子、１９・・・磁気抵抗素子。 １９Ａ・・・Ａ相用の磁気抵抗素子エレメント。 １９Ｂ・・・Ｂ用層の磁気抵抗素子エレメント。 ２０・・・導体、２１Ａ、２１Ａ’　　・・・Ａ相用の
磁気抵抗エレメント、２１Ｂ、２１Ｂ’　　・・・Ｂ用
層の磁気抵抗エレメント。 ２２．２２’　　、２２Ａ、２２Ａ’　　、２２Ｂ。 ２２Ｂ°　・・・出力信号波形。 ２３．２３°　・・・点線。 ２４Ａ、２４Ａ’　、２４Ｂ、２４Ｂ’　　・・・出力
信号波形、２５・・・薄膜絶縁体、２５ａ・・・端子露
出用切欠部、２６・・・絶縁基板。 ２７・・・薄膜絶縁体、２７ａ・・・端子露出用切欠部
。 第１図 第乙図 咄　　　　　　　　く 第９図　　　　　蔦１０図 第１１図 蔦７２図 第７３図 ｃｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 略々均一な幅でＮ極、Ｓ極の磁極が多数個設けられた多
   極磁極体に対向配置される磁気抵抗素子であって、磁気
   抵抗素子が上記多極磁極体の略（２ｎ＋１）λ（但し、
   ｎは０以上の整数、λは上記多極着磁体の１磁極の幅）
   磁極幅に渡って順次連続して櫛歯状等に形成されたＡ相
   用磁気エンコーダ出力信号を得るための磁気抵抗効果を
   有する導体群によって構成されたＡ相用磁気抵抗素子エ
   レメントを設け、該Ａ相用磁気抵抗素子エレメントの磁
   気抵抗効果を有する導体群の中点にＡ相用磁気エンコー
   ダ出力を得る出力端子を設け、上記Ａ相用磁気抵抗素子
   エレメントと同様に形成されると共に、Ａ相用磁気抵抗
   素子エレメントからλ／４磁極幅位相をずらせて当該Ａ
   相用磁気抵抗素子エレメントに重ね合わせたＢ相用磁気
   エンコーダ出力信号を得るための磁気抵抗効果を有する
   導体群によって構成されたＢ相用磁気抵抗素子エレメン
   トを設け、該Ｂ相用磁気抵抗素子エレメントの磁気抵抗
   効果を有する導体群の中点にＢ相用磁気エンコーダ出力
   を得る為の出力端子を設けたことを特徴とする、磁気エ
   ンコーダ。