JPH03191817A - 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】 ［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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

Ｒ（θ）＝ＩＲ＋　　−Δｒ　−ｃｏｓθ　　　（１）
で表すことができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１１図に示
すようなものを用いる。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

［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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Ａ２．Ｃ２，Ｂ２．Ｄ２に接続されている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、。

〜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

［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。

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。

【図面の簡単な説明】

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・・・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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。