JPH03191819A - 磁気エンコーダ - Google Patents
磁気エンコーダInfo
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
[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、限られた多極着磁極数を持つ磁気エ
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、しかも精度が良好で
且つバッテリー動作時に用いて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が、特に径の
比較的大きなロータリ形磁気エンコーダあるいはリニア
磁気エンコーダに適するものである。 [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
転角などの移動量を計測し、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10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多極着磁体を構成す
る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(MR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も
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、略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
形成された磁気抵抗効果を有する導体(磁気抵抗体)6
について第11図を用いて説明する。 この導体6は1例えば、数千A単位程度の厚みでNi−
Co系の金属薄膜(強磁性金属薄M)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11図に示すように、これに流れる電流■
と磁束7ど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12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、縦方向の磁束を示す。 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の一磁極の幅を略λとしたとき、
略λ/4及び略3λ/4の位置における時の導体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)と導体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)=R−Δr −cosθ (1)で表すこと
ができる。 横方向の磁束7Xは1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B)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では、実
用的ではないので、従来においては、第13図に示すよ
うに2つの(実際には折り返しの導体があるため4本の
導体になる)導体6a。 6a’を略λ/4磁極幅関した位置に設けて磁気抵抗素
子5゛を形成している。 このように形成された磁気抵抗素子5′における導体6
a、6a“の形成すべき条件は、コ字状の導体6aと6
a”が、互いに略λ/4磁極幅位相が離れた位置で逆位
相となるように形成されることである。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37と出力端子用導電
体12とから、出力端子18−2.18−1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、略λ/4磁極幅位相が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゛の導体6a、6
a 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1.4図に示すような幅の狭い出力信
号波形22.22’ 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。 上記した磁気抵抗素子5 によっては、A相及びB相の
磁気エンコーダ信号を得ることができないので、上記し
た磁気抵抗素子5゛を第15図に示すようにもう1個用
いて、これを略λ/4磁極の間隔をおいて配設し、該1
個追加した磁気抵抗素子5′は、上記導体6a、6a’
に対応する導体を6b、6b″とし、これら4つの導体
6a。 6a’ 、6b、6b’を利用してA相用及びB和剤の
2相の磁気エンコーダ信号を得るようにしている。 この2つの磁気抵抗素子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相の磁気エンコーダ信号を得るために導
体6b、6b’で形成したものとなっており、導体6a
と6a’は、互いに逆位相となっており、また導体6b
と6b’ も、互いに逆位相となるように、導体6aと
6b、及び6a と6b’とは、互いに略λ/4磁極相
をずらして形成されている。 このように形成された2つの磁気抵抗素子5′からの2
相の磁気エンコーダ信号を処理する回路としては7例え
ば、第16図の方法がある。 この第16図に示す2個の磁気抵抗素子5“からなる磁
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17図(a)。 (b)に示すような略90° (略λ/4磁極幅)位相
が異なる2つの矩形波の磁気エンコーダ信号11−1.
11−2を得ることかて゛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゜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16図に示した磁気抵抗素子5゛を用いた磁気エ
ンコーダ信号処理回路8は、磁気抵抗素子5′の導体6
a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。 上記した磁気抵抗素子5′を用いた磁気エンコーグでは
、上記のように磁気抵抗素子5゛からの出力波形がゼロ
レベルを横切る点を計測する場合は、基準電圧の変動に
よって、特に上記出力波形をデジタル信号になおす場合
に誤差を含み易く、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り、精度の良い磁気エンコーダ信号
を得ることができなかった。 上記の問題点を解決する方法について1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、磁気抵抗素子が上記多極磁極体の略λ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1
本発明をなす動機に至った。 磁気抵抗素子として、略λ磁極幅に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れば、これによ
る磁気抵抗素子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。 このことを以下に第18図を用いて説明する。 第18図は第10図に示した磁気エンコーダに用いる磁
気抵抗素子1つの説明図で、この磁気抵抗素子19では
、A相用の磁気抵抗素子19AとB和剤の磁気抵抗素子
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、A相の磁気エンコーダ信号から略
λ/4磁極幅位相がずれたB相の磁気エンコーダ信号を
得ることができるように、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A相用の磁気抵抗素子と、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和剤の磁気抵抗素子19BをA相
用の磁気抵抗素子19Aから略(λ+λ/4)幅位相が
ずれた点線で示すガラス基板等の絶縁基板25位置に上
記したような適宜な手段によって形成している。 磁気抵抗素子19を構成するA相用の磁気抵抗素子19
Aは、磁気エンコーダ磁極2(第10図参照)の略一磁
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、略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12
A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、略λ
/2幅の範囲に渡って形成された導体20群を磁気抵抗
素子エレメント2LAとし。 右半分即ち2略λ/2幅の範囲に渡って形成された導体
20群を磁気抵抗素子エレメント21A′と表すことと
する。 また、磁気抵抗素子19を構成するB和剤の磁気抵抗素
子19Bは、磁気エンコーダ磁極2(第10図参照)の
略−λ磁極幅λに渡って順次隣接し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、略
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
、略λ/′2幅の範囲に渡って形成された導体20群を
磁気抵抗素子エレメント21Bとし、右半分即ち、略λ
/′2幅の範囲に渡って形成された導体20群を磁気抵
抗素子エレメント21B′と表すこととする。 このようにすることによって、磁気エンコーダ磁極2の
略一磁極幅λに渡って、導体20群からなる互いに略(
λ+λ/4)磁極幅だけ位相がずれて形成された。A相
用及びB和剤の磁気抵抗素子エレメント21Aと21A
“とからなる磁気抵抗素子19Aと、磁気抵抗素子エレ
メント21Bと21B”とからなる磁気抵抗素子19B
それぞれを形成している。 また、上記のように構成することによって磁気抵抗素子
エレメント21Aと21A’、磁気抵抗素子21Bと2
1B′とは、互いに逆位相に形成されたものと同じにな
る。 A相用の磁気抵抗素子1.9Aは、磁気抵抗素子ニレメ
ンl−21Aの他端の導体20と磁気抵抗素子エレメン
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]2Aに
接続している。磁気抵抗素子21 Aの一端の導体20
は、端子用導電体]。3Aを介して電源電池14Aの正
側に接続し。 磁気抵抗素子21A゛の他端の導体20は、端子用導電
体]、5Aを介して電源電池16Aの負側に接続してい
る。電源電池1.4 A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−2,18A1を取り出している。 またB和剤の磁気抵抗素子19Bは、磁気抵抗素子エレ
メント21Bの他端の導体20と磁気抵抗素子エレメン
ト21B“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。磁気抵抗素子エレメント2 ]、 B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、磁気抵抗素子エレメント21B′の他端の導体2
0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1
6Bの正側との接続点17Bと中点出力端子用導電体1
2B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−2,18B−1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1例えば第10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Oである
ので、^の範囲に渡って形成された磁気抵抗素子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0を横切る回数を出力端子
18A−1と18A−2,18113−1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19Aの磁気抵抗素子エレメント21 Aと21
A′、磁気抵抗素子19Bの磁気抵抗素子エレメント2
1Bと21B′とがそれぞれ略λ/2(nは0以上の整
数)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、当該磁気抵抗素子エレメント21Aと2
1A’ 21Bと21B′によって、第14図に示し
たと同じような波形が略λ/2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つの出力信号波形が得られると考え
ることができる。 従って、これら2つの複数の波形群からなる波形は、実
際には、積分された波形となるので2合成されたものと
なり、結果的には、中点の電位が台形波(若しくは矩形
波)の出力信号波形として出力端子18A−1と18A
−2,18B−1と18B−2から取り出すことができ
る。 かかる2つの出力信号波形によれば、第14図に示した
幅の狭い一つの出力信号波形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、ノイズ誤動作がなくなる。 上記のように磁気抵抗素子19Aと19Bを略(λ+λ
/4)磁極幅位相をずらして形成しておくことで、第1
6図に示す磁気エンコーダ信号処理回路8を用いれば、
第17図(a)、(b)に示すような略90° (略λ
/4磁極幅〉位相が異なる2つの矩形波の磁気エンコー
ダ信号11−1.11−2を得ることができる。 従って、これらの矩形波の磁気エンコーダ信号11−1
.11−2をカウンタによって計数すれば、磁気エンコ
ーダの回転角等を計測できる。 上記磁気抵抗素子1つを用いたインクリメンタル形磁気
エンコーダは、非常に有用なものである。 しかしながら、係る磁気抵抗素子19を用いた場合には
、当該磁気抵抗素子19が、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19Aと1
9Bを2個用いて互いに略(λ+λ/4)磁極幅位相を
ずらせて配設しなければならず、磁気抵抗素子19その
ものが大きくなり、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。 特にかかる磁気抵抗素子19を用いて複数相の磁気エン
コーダ信号を得ようとすると、複数個の磁気抵抗素子を
磁気エンコーダ磁極2の回転方向に沿って互いに重ねな
いように位相をずらせて配置しなければならないため、
複数個の磁気抵抗素子19の幅が広くなり、マグネット
ロータ3によっでは、そのロータ径の大きさの制限上、
配設できない欠点があった。また複相数の磁気エンコー
ダ信号を得るために、複数個を適宜な位相をずらせて配
置しなければならない事から、その位置決め配設が厄介
になる欠点を備えていた。 かかる欠点を解決するために、先に本発明者は更に次に
示す改良を試みた。 上記の問題点を解決する方法について1本願発明者等は
、先に特願昭63−150361号(以下、先発明とい
う)にて開示しであるように。 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、第1の相及び第2の相の磁
気抵抗素子は略λ/4磁極幅の間隔をおいて略λ/4(
但し、λは多極着磁体の略一磁極の幅)磁極幅に渡って
磁気抵抗効果を有する複数の導体群によって構成された
第1及び第2の磁気抵抗素子エレメント群を設け、第1
の相及び第2の相の磁気抵抗素子それぞれの第1と第2
の磁気抵抗素子エレメント群の一端と他端との中点に出
力端子を設けて各和剤の磁気エンコーダ信号を得るよう
にし、第1の相の磁気抵抗素子から上記多極着磁体の移
動方向に沿って略λ/4磁極幅位相がずれた位置に第2
の相の磁気抵抗素子を設けた磁気抵抗素子を構成するこ
とにより、第18図に示す2相の磁気エンコーダのため
の磁気抵抗素子19の欠点を解消しな。 かかる改良した磁気抵抗素子を用いた磁気エンコーダに
よれば2幅を狭く構成できて尚且つ、磁気抵抗素子19
同様に、磁気抵抗効果を有する導体群の中点の出力端子
から矩形波(或は台形波)に近い良好な磁気エンコーダ
出力を得ることができる。 かかる磁気抵抗素子は、これによる磁気抵抗素子の面積
の増加は殆ど無く、また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という利点がある。 なぜなら、この磁気抵抗素子19は、従来の磁気抵抗素
子を略λ/4磁極幅に渡って少しづつ位相をずらしなが
ら1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
すと同様に出力波形は、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、
精度良好で信頼性の高い磁気エンコーダを得ることがで
きる。 かかる磁気エンコーダについては1本発明の説明と重複
する部分があるので、その詳細は本発明の詳細な説明し
ていくが、これ以前の従来の磁気エンコーダの場合、高
分解能エンコーダを構成する為には、多極着磁体2[磁
気エンコーダ磁極、第10図参照コのN極2N、S極2
Sの一磁極の幅の着磁ピッチを狭くしていくことに着目
していたわけである。しかし、小型高性能で且つ耐環境
性などを考慮した優れた磁気エンコーダを得ようとした
場合、多極着磁体2のN極2N、S極2Sの磁極の着磁
ピッチを狭くし過ぎると、各磁極の磁束密度が弱まって
しまい感度特性が悪くなり7種々の染件を満足する性能
の優れた高分解能磁気エンコータを得ることができない
欠点があっl二。すなわち、多極着磁体2のN極2N、
S極2Sの磁極の着磁ピッチは狭いにこしたことはない
が、それは限度のあるものであった。 1、7’、:かって1通常はr1逓倍回路(ここでのn
は:2以上σ)整数)という電気的手段を用いて分解能
を[(lているわけであるが2一般のr1逓倍回路は、
せいぜい・1逓イ8回路が′!Y通で1これ以−1−の
■1逓倍を許すと電気回路構成が複雑になりすぎ、人望
化[1,つ高価になり、実用性の無いものになる欠
ーダに関し、特に、限られた多極着磁極数を持つ磁気エ
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、しかも精度が良好で
且つバッテリー動作時に用いて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が、特に径の
比較的大きなロータリ形磁気エンコーダあるいはリニア
磁気エンコーダに適するものである。 [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
転角などの移動量を計測し、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10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多極着磁体を構成す
る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(MR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も
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、略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
形成された磁気抵抗効果を有する導体(磁気抵抗体)6
について第11図を用いて説明する。 この導体6は1例えば、数千A単位程度の厚みでNi−
Co系の金属薄膜(強磁性金属薄M)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11図に示すように、これに流れる電流■
と磁束7ど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12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、縦方向の磁束を示す。 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の一磁極の幅を略λとしたとき、
略λ/4及び略3λ/4の位置における時の導体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)と導体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)=R−Δr −cosθ (1)で表すこと
ができる。 横方向の磁束7Xは1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B)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では、実
用的ではないので、従来においては、第13図に示すよ
うに2つの(実際には折り返しの導体があるため4本の
導体になる)導体6a。 6a’を略λ/4磁極幅関した位置に設けて磁気抵抗素
子5゛を形成している。 このように形成された磁気抵抗素子5′における導体6
a、6a“の形成すべき条件は、コ字状の導体6aと6
a”が、互いに略λ/4磁極幅位相が離れた位置で逆位
相となるように形成されることである。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37と出力端子用導電
体12とから、出力端子18−2.18−1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、略λ/4磁極幅位相が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゛の導体6a、6
a 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1.4図に示すような幅の狭い出力信
号波形22.22’ 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。 上記した磁気抵抗素子5 によっては、A相及びB相の
磁気エンコーダ信号を得ることができないので、上記し
た磁気抵抗素子5゛を第15図に示すようにもう1個用
いて、これを略λ/4磁極の間隔をおいて配設し、該1
個追加した磁気抵抗素子5′は、上記導体6a、6a’
に対応する導体を6b、6b″とし、これら4つの導体
6a。 6a’ 、6b、6b’を利用してA相用及びB和剤の
2相の磁気エンコーダ信号を得るようにしている。 この2つの磁気抵抗素子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相の磁気エンコーダ信号を得るために導
体6b、6b’で形成したものとなっており、導体6a
と6a’は、互いに逆位相となっており、また導体6b
と6b’ も、互いに逆位相となるように、導体6aと
6b、及び6a と6b’とは、互いに略λ/4磁極相
をずらして形成されている。 このように形成された2つの磁気抵抗素子5′からの2
相の磁気エンコーダ信号を処理する回路としては7例え
ば、第16図の方法がある。 この第16図に示す2個の磁気抵抗素子5“からなる磁
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17図(a)。 (b)に示すような略90° (略λ/4磁極幅)位相
が異なる2つの矩形波の磁気エンコーダ信号11−1.
11−2を得ることかて゛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゜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16図に示した磁気抵抗素子5゛を用いた磁気エ
ンコーダ信号処理回路8は、磁気抵抗素子5′の導体6
a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。 上記した磁気抵抗素子5′を用いた磁気エンコーグでは
、上記のように磁気抵抗素子5゛からの出力波形がゼロ
レベルを横切る点を計測する場合は、基準電圧の変動に
よって、特に上記出力波形をデジタル信号になおす場合
に誤差を含み易く、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り、精度の良い磁気エンコーダ信号
を得ることができなかった。 上記の問題点を解決する方法について1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、磁気抵抗素子が上記多極磁極体の略λ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1
本発明をなす動機に至った。 磁気抵抗素子として、略λ磁極幅に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れば、これによ
る磁気抵抗素子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。 このことを以下に第18図を用いて説明する。 第18図は第10図に示した磁気エンコーダに用いる磁
気抵抗素子1つの説明図で、この磁気抵抗素子19では
、A相用の磁気抵抗素子19AとB和剤の磁気抵抗素子
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、A相の磁気エンコーダ信号から略
λ/4磁極幅位相がずれたB相の磁気エンコーダ信号を
得ることができるように、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A相用の磁気抵抗素子と、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和剤の磁気抵抗素子19BをA相
用の磁気抵抗素子19Aから略(λ+λ/4)幅位相が
ずれた点線で示すガラス基板等の絶縁基板25位置に上
記したような適宜な手段によって形成している。 磁気抵抗素子19を構成するA相用の磁気抵抗素子19
Aは、磁気エンコーダ磁極2(第10図参照)の略一磁
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、略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12
A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、略λ
/2幅の範囲に渡って形成された導体20群を磁気抵抗
素子エレメント2LAとし。 右半分即ち2略λ/2幅の範囲に渡って形成された導体
20群を磁気抵抗素子エレメント21A′と表すことと
する。 また、磁気抵抗素子19を構成するB和剤の磁気抵抗素
子19Bは、磁気エンコーダ磁極2(第10図参照)の
略−λ磁極幅λに渡って順次隣接し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、略
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
、略λ/′2幅の範囲に渡って形成された導体20群を
磁気抵抗素子エレメント21Bとし、右半分即ち、略λ
/′2幅の範囲に渡って形成された導体20群を磁気抵
抗素子エレメント21B′と表すこととする。 このようにすることによって、磁気エンコーダ磁極2の
略一磁極幅λに渡って、導体20群からなる互いに略(
λ+λ/4)磁極幅だけ位相がずれて形成された。A相
用及びB和剤の磁気抵抗素子エレメント21Aと21A
“とからなる磁気抵抗素子19Aと、磁気抵抗素子エレ
メント21Bと21B”とからなる磁気抵抗素子19B
それぞれを形成している。 また、上記のように構成することによって磁気抵抗素子
エレメント21Aと21A’、磁気抵抗素子21Bと2
1B′とは、互いに逆位相に形成されたものと同じにな
る。 A相用の磁気抵抗素子1.9Aは、磁気抵抗素子ニレメ
ンl−21Aの他端の導体20と磁気抵抗素子エレメン
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]2Aに
接続している。磁気抵抗素子21 Aの一端の導体20
は、端子用導電体]。3Aを介して電源電池14Aの正
側に接続し。 磁気抵抗素子21A゛の他端の導体20は、端子用導電
体]、5Aを介して電源電池16Aの負側に接続してい
る。電源電池1.4 A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−2,18A1を取り出している。 またB和剤の磁気抵抗素子19Bは、磁気抵抗素子エレ
メント21Bの他端の導体20と磁気抵抗素子エレメン
ト21B“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。磁気抵抗素子エレメント2 ]、 B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、磁気抵抗素子エレメント21B′の他端の導体2
0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1
6Bの正側との接続点17Bと中点出力端子用導電体1
2B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−2,18B−1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1例えば第10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Oである
ので、^の範囲に渡って形成された磁気抵抗素子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0を横切る回数を出力端子
18A−1と18A−2,18113−1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19Aの磁気抵抗素子エレメント21 Aと21
A′、磁気抵抗素子19Bの磁気抵抗素子エレメント2
1Bと21B′とがそれぞれ略λ/2(nは0以上の整
数)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、当該磁気抵抗素子エレメント21Aと2
1A’ 21Bと21B′によって、第14図に示し
たと同じような波形が略λ/2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つの出力信号波形が得られると考え
ることができる。 従って、これら2つの複数の波形群からなる波形は、実
際には、積分された波形となるので2合成されたものと
なり、結果的には、中点の電位が台形波(若しくは矩形
波)の出力信号波形として出力端子18A−1と18A
−2,18B−1と18B−2から取り出すことができ
る。 かかる2つの出力信号波形によれば、第14図に示した
幅の狭い一つの出力信号波形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、ノイズ誤動作がなくなる。 上記のように磁気抵抗素子19Aと19Bを略(λ+λ
/4)磁極幅位相をずらして形成しておくことで、第1
6図に示す磁気エンコーダ信号処理回路8を用いれば、
第17図(a)、(b)に示すような略90° (略λ
/4磁極幅〉位相が異なる2つの矩形波の磁気エンコー
ダ信号11−1.11−2を得ることができる。 従って、これらの矩形波の磁気エンコーダ信号11−1
.11−2をカウンタによって計数すれば、磁気エンコ
ーダの回転角等を計測できる。 上記磁気抵抗素子1つを用いたインクリメンタル形磁気
エンコーダは、非常に有用なものである。 しかしながら、係る磁気抵抗素子19を用いた場合には
、当該磁気抵抗素子19が、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19Aと1
9Bを2個用いて互いに略(λ+λ/4)磁極幅位相を
ずらせて配設しなければならず、磁気抵抗素子19その
ものが大きくなり、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。 特にかかる磁気抵抗素子19を用いて複数相の磁気エン
コーダ信号を得ようとすると、複数個の磁気抵抗素子を
磁気エンコーダ磁極2の回転方向に沿って互いに重ねな
いように位相をずらせて配置しなければならないため、
複数個の磁気抵抗素子19の幅が広くなり、マグネット
ロータ3によっでは、そのロータ径の大きさの制限上、
配設できない欠点があった。また複相数の磁気エンコー
ダ信号を得るために、複数個を適宜な位相をずらせて配
置しなければならない事から、その位置決め配設が厄介
になる欠点を備えていた。 かかる欠点を解決するために、先に本発明者は更に次に
示す改良を試みた。 上記の問題点を解決する方法について1本願発明者等は
、先に特願昭63−150361号(以下、先発明とい
う)にて開示しであるように。 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、第1の相及び第2の相の磁
気抵抗素子は略λ/4磁極幅の間隔をおいて略λ/4(
但し、λは多極着磁体の略一磁極の幅)磁極幅に渡って
磁気抵抗効果を有する複数の導体群によって構成された
第1及び第2の磁気抵抗素子エレメント群を設け、第1
の相及び第2の相の磁気抵抗素子それぞれの第1と第2
の磁気抵抗素子エレメント群の一端と他端との中点に出
力端子を設けて各和剤の磁気エンコーダ信号を得るよう
にし、第1の相の磁気抵抗素子から上記多極着磁体の移
動方向に沿って略λ/4磁極幅位相がずれた位置に第2
の相の磁気抵抗素子を設けた磁気抵抗素子を構成するこ
とにより、第18図に示す2相の磁気エンコーダのため
の磁気抵抗素子19の欠点を解消しな。 かかる改良した磁気抵抗素子を用いた磁気エンコーダに
よれば2幅を狭く構成できて尚且つ、磁気抵抗素子19
同様に、磁気抵抗効果を有する導体群の中点の出力端子
から矩形波(或は台形波)に近い良好な磁気エンコーダ
出力を得ることができる。 かかる磁気抵抗素子は、これによる磁気抵抗素子の面積
の増加は殆ど無く、また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という利点がある。 なぜなら、この磁気抵抗素子19は、従来の磁気抵抗素
子を略λ/4磁極幅に渡って少しづつ位相をずらしなが
ら1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
すと同様に出力波形は、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、
精度良好で信頼性の高い磁気エンコーダを得ることがで
きる。 かかる磁気エンコーダについては1本発明の説明と重複
する部分があるので、その詳細は本発明の詳細な説明し
ていくが、これ以前の従来の磁気エンコーダの場合、高
分解能エンコーダを構成する為には、多極着磁体2[磁
気エンコーダ磁極、第10図参照コのN極2N、S極2
Sの一磁極の幅の着磁ピッチを狭くしていくことに着目
していたわけである。しかし、小型高性能で且つ耐環境
性などを考慮した優れた磁気エンコーダを得ようとした
場合、多極着磁体2のN極2N、S極2Sの磁極の着磁
ピッチを狭くし過ぎると、各磁極の磁束密度が弱まって
しまい感度特性が悪くなり7種々の染件を満足する性能
の優れた高分解能磁気エンコータを得ることができない
欠点があっl二。すなわち、多極着磁体2のN極2N、
S極2Sの磁極の着磁ピッチは狭いにこしたことはない
が、それは限度のあるものであった。 1、7’、:かって1通常はr1逓倍回路(ここでのn
は:2以上σ)整数)という電気的手段を用いて分解能
を[(lているわけであるが2一般のr1逓倍回路は、
せいぜい・1逓イ8回路が′!Y通で1これ以−1−の
■1逓倍を許すと電気回路構成が複雑になりすぎ、人望
化[1,つ高価になり、実用性の無いものになる欠
【!
、1、を生じていた。 こうし、た欠点を解消するために1本件出願人は、先に
特願昭62−9644号にて外径が僅かに4〜6(:m
程度でありながら、数10〜100万パルスの高分解能
磁気エンコーダを開発した。 このような磁気エンコーダで、更に分解能を上げようと
すると、磁気エンコーダ磁極の着磁ピッチを非常に微細
にしていかなければならない。 なお、電気的な処理方法により上記のn逓倍回路を用い
ることも可能であるとしても、更に安価にするならば1
通常の4逓倍回路等を用いるのが得策である。また上記
のn逓倍回路を用いるとしても、より高分解能のものを
得たいとかの場合には、多極着磁体の外径とか長さが同
じである場合には、上記多極着磁体のN極、S極の着磁
ピッチを更に狭くする工夫が必要になる。 しかし1着磁ピッチを微細にすればするほど上記した問
題点を伴うほか、その微細着磁が困難になり、その製造
が困難になるため1ロ〜タ径等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1分解能を」−げようとすると、磁気エンコーダ磁
極の着磁ピッチを非常に微細にしていかなければならな
いが1着磁ピッチを微細にすればするほど、磁気抵抗素
子の導体間の距離が短くなり、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。 [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。 k面に−S極看磁した磁気エンコーダ磁極(多極着磁体
)を信頼性の維持が図れる幅で着磁し、且つ、磁気抵抗
素子の導体間の幅も信頼性を維持するために狭くする事
無く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にえ1向して矩形波(又は台形波
)の2相の出力信すか得られる信頼性の高い磁気抵抗素
子を2組周方向に位相をずらせて並べて4相とすること
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
つ安価に得ることを課題になされたものである。 しかも、単に2組の磁気抵抗素子を多極着磁体の移動方
向に沿って単純に位相差をずらせて配設するのでなく1
例えば、ロータリ磁気エンコーダを例にすると、マグネ
ットロータは外径が制限されるとしても、その厚み方向
の長さに対しては余裕がある場合が多いことに着目し、
矩形波(又は台形波)の出力信号が得られる信頼性の高
い2相の磁気抵抗素子を複数組周方向に大きな間隔をも
って位相をずらせて配設する事による製作上の厄介さを
伴わずに、しかも2相の磁気抵抗素子を二重に重ねるこ
とをせずに、2組の2相の磁気エンコーダ信号が得られ
る磁気抵抗素子を配設するに充分な空きスペースに組み
込み配設できるように2組の磁気抵抗素子を周方向且つ
直角方向に位相をずらせて並べて4相配置とすることで
、4相の高分解能磁気エンコーダを極めて容易且つ安価
に得ることを課題になされたものである。 [問題点を解決する手段] 上記の問題点は略々均一な幅でN極、S極の磁極が多数
個設けられた多極磁極体と、該多極着磁体に対向配置さ
れる磁気抵抗素子とからなる磁気エンコーダであって、
下記■乃至■の構成要素からなる磁気抵抗素子を用いた
磁気エンコーダを提供することによって解決した。 構成要素■:各相の磁気抵抗素子は互いに略λ/2(但
し、λは多極着磁体の略一磁極の幅)磁極幅の間隔離れ
た位置に略λ/4磁極幅に渡って磁気抵抗効果を有する
複数の導体群によって構成されてた第1及び第2の磁気
抵抗素子エレメント群を備えていること。 構成要素■:上記各相の磁気抵抗素子の第1と第2の磁
気抵抗素子エレメント群の一端と他□端との中点に端子
を設けて各和剤の磁気エンコーダ信号を得るための端子
若しくは電源端子として用いていること。 構成要素■:上記第1及び第2の磁気抵抗素子エレメン
ト群からなる第1の相の磁気抵抗素子を設けていること
。 構成要素■:第1の相の磁気抵抗素子から上記多極着磁
体の移動方向に沿って略λ/4磁極幅位相がずれた位置
に第2の相の磁気抵抗素子を設けていること。 構成要素■:上記第1の相の磁気抵抗素子と第2の相の
磁気抵抗素子とで第1の組の磁気抵抗素子を構成してい
ること。 構成要素■:上記第1の組磁気抵抗素子同様な構造に組
み立てられた第2の組の磁気抵抗素子を上記多極着磁体
の移動方向と直角方向にずらした位置で且つ上記第1の
組の磁気抵抗素子と二重に重ならない位置で上記多極着
磁体の移動方向に沿つて略λ/8磁極幅位相がずれた位
置に設けていること。 [発明の作用] 第1乃至第4の相の磁気抵抗素子の出力端子から位相の
ずれた4相の磁気エンコーダ出力を得ることにより、矩
形波(或は台形波ンに近い良好な信号が出力される。各
相の磁気抵抗素子は、略λ/4磁極幅に渡り磁気抵抗効
果を有する導体群を一様に隣接配置して設けているため
、従来の磁気抵抗素子5′を略λ/4磁極幅に渡って少
しづつ位相をずらしながら2重ね合わせて形成したもの
と考えることができるため、第3図及び第5図に示すよ
うに出力波形は1位相のずれた矩形波(あるいは台形波
)の4相の磁気エンコーダ信号が得られる。この信号は
、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、精度良好で信頼性の高い磁気エ
ンコーダを得ることができる。 4相の磁気エンコーダとなっているために、論理回路な
どを駆使して安価な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構成することができる。 また2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2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
ことができるので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。 しかも2相の磁気抵抗素子を二重に重ねることをせずに
、2#lの2相の磁気エンコーダ信号が得られる磁気抵
抗素子を配設するに充分な空きスペースに組み込み配設
できるように2組の磁気抵抗素子を周方向且つ直角方向
に位相をずらせて並べて4相配置としているため、単に
2組の磁気抵抗素子を多極着磁体の移動方向に沿って位
相をずらせて配置した場合に比較して、4相の磁気抵抗
素子の幅を短くできるので、その組立も容易になり、ま
たロータ径が制限される場合でも有利になり、従って、
4相の高分解能磁気エンコーダを極めて容易且つ安価に
得ることができる。 [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、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図は本発明の磁気エンコーダ1′の斜視図2第2図
は同磁気エンコーダ1′に用いるための磁気抵抗素子2
つの拡大説明図で、第3図は第1図及び第2図の磁気抵
抗素子29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
の磁気エンコータ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イーのA相用乃至り和剤の磁気
エン:7−ダの出力信号を示す波形図、第6図は磁気抵
抗素子29A、29B、29C及び29D群をブリッジ
構成した回路図、第7図は波形成形回路を含むrl逓倍
回路図、第8図は各部波形図である。 第1図及び第2図を参照して1本発明の実施例では、第
10図に示す従来の一般的なロータリ形磁気エンコーダ
】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素子<MR
センサ)29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。 この磁気抵抗素子29では、第2図に示すように4相の
磁気エンコーダを構成するために、第1の相の(A相用
)磁気抵抗素子29Aと第2の相の(B和剤)磁気抵抗
素子29Bとで構成した第1の組の磁気抵抗素子29−
1と、第3の相の(C相用)磁気抵抗素子29Cと第4
の相のくD相用)磁気抵抗素子29Dとで構成した第2
の組の磁気抵抗素子29−2とで、4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している。 第1の相の磁気抵抗素子29A(以下、A相用磁気抵抗
素子29Aという)は、C相分の磁気抵抗素子エレメン
ト29aとa′相分の磁気抵抗素子エレメント298°
とを有する。このA相用磁気抵抗素子29AからA相(
第1の相)の磁気エンコーダ信号が得られるようにしで
ある。 またb相分の磁気抵抗素子エレメント29bとb”相分
の磁気抵抗素子エレメント29b°とで第2の相の磁気
抵抗素子29B(以下、B相用磁気抵抗素子29Bとい
う)を形成し、このB相用磁気抵抗素子29BからB相
の磁気エンコーダ信号が得られるようにしである。 第3の相の磁気抵抗素子29C(以下、C相用磁気抵抗
素子29Cという)は、C相分の磁気抵抗素子エレメン
ト29cとC′相分の磁気抵抗素子エレメント29c゛
とを有する。このC相用磁気抵抗素子29CからC相(
第3の相)の磁気エンコーダ信号が得られるようにしで
ある。 また(」相分の磁気抵抗素子エレメント29dとd“相
分の磁気抵抗素子エレメント29d°とで第4の相の磁
気抵抗素子29D(以下、D相用磁気抵抗素子29Dと
いう)を形成し、このD相用磁気抵抗素子29DからD
相の磁気エンコーダ信号が得られるようにしである。 A相用乃至り相用磁気抵抗素子29A、29B、29C
,29Dは、これを構成するC相分の磁気抵抗素子エレ
メント29aとa′相分の磁気抵抗素子エレメント29
a’ 、b相分の磁気抵抗素子エレメント29bとb゛
相分磁気抵抗素子エレメント29b”、C相分の磁気抵
抗素子エレメント29cとC′相分の磁気抵抗素子エレ
メント29c’及びC相分の磁気抵抗素子エレメント2
9dとd′相分の磁気抵抗素子エレメント29d゛とが
、磁気エンコーダ磁極2の回転方向に沿って互いに略λ
/′2磁極幅位相がずれた絶縁基板26位置に形成され
ている。 また各C相分の磁気抵抗素子エレメント29a、a’相
分の磁気抵抗素子エレメント29a、b相分の磁気抵抗
素子エレメント29b、b’相分の磁気抵抗素子エレメ
ント29b″、C相分の磁気抵抗素子エレメント29c
、c’相分の磁気抵抗素子エレメント29c、C相分の
磁気抵抗素子エレメント29d及びd′相分の磁気抵抗
素子エレメント29d′は、それぞれ複数の順次隣接し
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群を略^/4磁極幅に渡って形成している。 上記のように第1の組の磁気抵抗素子2つ−1を形成す
るA相用及びB和剤の磁気抵抗素子29A及び29Bを
上記のように絶縁基板26に形成した後、該第1の組の
磁気抵抗素子29−1に対して磁気エンコーダ磁極2の
回転方向に対して当該第1の組の磁気抵抗素子29−1
を形成するA相用及びB和剤の磁気抵抗素子29A及び
29Bと二重に重ならない位置で且つ該A相用及びB和
剤の磁気抵抗素子29A及び29Bから磁気エンコーダ
磁極2の回転方向に沿って略λ/′8磁極幅位相がずれ
た絶縁基板26位置に第2の組の磁気抵抗素子2つ−2
を形成するC相用及びD和剤の磁気抵抗素子29C及び
29Dを形成している。 このように本発明では、第1の組の磁気抵抗素子29−
1を形成するA相用及びB和剤の磁気抵抗素子29A及
び29Bから略λ/′8磁極幅位相がずれた位置に第2
の組の磁気抵抗素子29−2を形成するC相用及びD和
剤の磁気抵抗素子29C及び29Dを形成しても、第1
の組の磁気抵抗素子29−1と第1の組の磁気抵抗素子
29−2とを二重に重ねなくて済む利点がある。 そして、磁気抵抗素子エレメント29A、29B、29
C及び29Dを構成するC相、a“相。 b相、b゛相、C相、C′相、C相及びd°相の磁気抵
抗素子エレメント29a、29a 、29b、29b
’ 、29c、29c’ 、29d及び2つd′の上面
には上記絶縁基板26とほぼ同じ大きさに形成された図
示しない薄膜絶縁体が施されていて、この薄膜絶縁体に
よって上記磁気抵抗素子エレメント29A、29B、2
9C及び29Dを保護している。 上記磁気抵抗素子29の構成を更に詳細に以下に説明す
る。 先ず第1の組の磁気抵抗素子29−1を形成するA相用
とB和剤の磁気抵抗素子29A、29Bは、略O度の位
置から始まって、順次、C相の磁気抵抗素子エレメント
29a、b相の磁気抵抗素子エレメント29b、a’相
の磁気抵抗素子エレメント29a’ 、b’相の磁気抵
抗素子ニレメン)29b’を上記したように略λ/4磁
極幅に渡って上記絶縁基板26位置に複数の磁気抵抗効
果を有する導体20群によって形成している。 第1の組の磁気抵抗素子29−1から略λ/8磁極幅位
相がずれて形成された第2の組の磁気抵抗素子29−2
を形成するC相用及びD和剤の磁気抵抗素子29C,2
9Dは、それぞれC相の磁気抵抗素子エレメント29c
、C相の磁気抵抗素子エレメント29d、c’相の磁気
抵抗素子エレメント290′及びd°相の磁気抵抗素子
エレメント29d゛を上記磁気抵抗素子エレメント2つ
a、29b、29a’ 、29b’から、順次、略λ/
8磁極幅位相がずれた絶縁基板26位置に複数の磁気抵
抗効果を有する導体20群によって略λ/4磁極幅の範
囲に渡って形成している。 すなわち磁気抵抗素子エレメント29a、29c、29
b、29d、29a 、29c 、29b’ 2
9d“は、磁気エンコーダ磁極2の移動方向に沿って、
順次、略O度、略λ/78度、略λ/4度、略(λ/8
+λ/4)度、略λ/2度、略(λ/8十λ/′2)度
、略3^/4度。 略(λ/’ 8 + 3λ/4)度の角度だけ位相がず
れた位置の絶縁基板26上に形成している。 磁気抵抗素子29を構成するA相用磁気抵抗素子29A
は、第2図に示すように磁気エンコーダ磁極2(第1図
参照)の略λ/4磁極幅に渡って順次隣接して磁気抵抗
効果を有する櫛歯状に複数の導体20群で形成されたC
相用磁気抵抗素子エレメント29aと、該C相用磁気抵
抗素子エレメント29aから略λ/4磁極幅の間隔だけ
おいた略^/′2度位置から略λ/4磁極幅に渡ってC
相用磁気抵抗素子エレメント29aと同様に形成したa
″相の磁気抵抗素子エレメント29a′とを2分する中
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。 磁気抵抗素子29を構成するB相用磁気抵抗素子29B
は、磁気エンコーダ磁極2の略λ/4磁極幅に渡って順
次隣接して磁気抵抗効果を有する櫛歯状に複数の導体2
0群で形成されたb相用磁気抵抗素子エレメント29b
と、該す相用磁気抵抗素子ニレメン)−29bから略λ
/4磁極幅の間隔だけおいた略λ/′2度位置から略λ
/4磁極幅に渡ってb相用磁気抵抗素子ニレメン)−2
9bと同様に形成した1)相の磁気抵抗素子エレメント
29b”とを2分する中心に設けられた位置の導体部2
C゛位置から、中点出力端子用導電体12Y3を取り出
すようにしている。 磁気抵抗素子29を構成するC相用磁気抵抗素子29C
は、磁気エンコーダ磁極2の略λ/4磁極幅に渡って順
次隣接して磁気抵抗効果を有する櫛歯状に複数の導体2
0群て形成されたC和剤磁気抵抗素子ニレメンl−29
cと、該C相用磁気抵抗素子ニレメン?−29cから略
λ/4磁極幅の間隔たけおいた略λ/2度位置から略λ
、・′4磁極幅に渡ってC和剤磁気抵抗素子ニレメンl
−29cと同様に形成したC゛相の磁気抵抗素子エレメ
ント290゛とを2分する中心に設けられた位置の導体
部2C゛位置から、中点出力端子用導電体】2Cを収り
出すようにしている。 また、磁気抵抗素子29を構成するD相用磁気抵抗素子
29Dは、磁気エンコーダ磁fi2の略λ/4磁極幅に
渡って順次隣接して磁気抵抗効果を有する櫛歯状に複数
の導体20群で形成されたd和剤磁気抵抗素子ニレメン
l−29dと、該C相用磁気抵抗素子ニレメン1〜29
dから略λ/4磁極幅の間隔だけおいた略^/′2度位
置から略λ/4磁極幅に渡ってC相用磁気抵抗素子エレ
メント29dと同様に形成したd′相の磁気抵抗素子エ
レメント29 d“とを2分する中心に設けられた位置
の導体部2C゛位置から、中点出力端子用導電体12D
を取り出すようにしている。 以上のように磁気抵抗素子29を形成することによって
C相とa゛相の磁気抵抗素子エレメント29aと29a
’ 、b相とb′相の磁気抵抗エレメント29bと29
b’、C相とC゛相の磁気抵抗素子エレメント29cと
29c’、C相とC相の磁気抵抗エレメント29dと2
9 d とは。 互いに逆位相に形成されたものと同じになる。 A相用の磁気抵抗素子29 Aは、C相用の磁気抵抗素
子ニレメン1〜29aの他端の導体20とa“和剤の磁
気抵抗素子エレメント29a の−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。C相用の磁気抵抗
素子エレメント2()a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、a
和剤の磁気抵抗素子エレメント298′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]−7A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。 B和剤の磁気抵抗素子29Bは、b和剤の磁気抵抗素子
ニレメン1〜29bの他端の導体20とb′相用の磁気
抵抗素子エレメント29b の−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。 b和剤の磁気抵抗素子エレメント29bの一端の導体2
0は、端子用導電体1.3 Bを介して電源電池14B
の正側に接続し、b′相用の磁気抵抗素子エレメント2
91〕“の他端の導体20は、端子用導電体15Bを介
して電源電池1.6B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。 C相用の磁気抵抗素子29Cは、C相用の磁気抵抗素子
エレメント29cの他端の導体20とC“和剤の磁気抵
抗素子エレメント29c′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12Cに接続している。 C相用の磁気抵抗素子エレメント29cの一端の導体2
0は、端子用導電体13Cを介して電源電池14Cの正
側に接続し、C゛相用磁気抵抗エレメント29C゛の他
端の導体20は、端子用導電体15Cを介して電源電池
16Cの負側に接続している。 電源電池14Cの負側と電源電池16Cの正側との接続
点17Cと中点出力端子用導電体12Cとから、C相用
磁気エンコーダ出力を取り出すための出力端子18C−
1,18C−2を取り出している。 D和剤の磁気抵抗素子29Dは、d和剤の磁気抵抗素子
エレメント29dの他端の導体20とd″相用の磁気抵
抗素子エレメント29d′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12Dに接続している。 d和剤の磁気抵抗素子エレメント29dの一端の導体2
0は、端子用導電体13Dを介して電源電池14Dの正
側に接続し、d″相用の磁気抵抗素子エレメント2つd
oの他端の導体20は、端子用導電体15Dを介して電
源電池16Dの負側に接続している。 電源電池14Dの負側と電源電池16Dの正側との接続
点17Dと中点出力端子用導電体12Dとから、D相用
磁気エンコーダ出力を取り出すための出力端子18D−
1,18D−2を取り出している。 かかる磁気抵抗素子29によると、これらの磁気抵抗効
果を有する導体20群は1例えば第1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、上記のように形成された磁気抵抗素子29A、2
9B、29C及び29Dは、マグネットロータ3の回転
に伴っ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18A−1と18A〜2.18B−1と
18B−2,18C−1と18C−2,18D−1と1
8D−2から4相の磁気エンコーダ出力として取り出し
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29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29Aの磁気抵抗素子エレメント29aと29a
’ 、磁気抵抗素子29Bの磁気抵抗素子エレメント2
9bと29b’ 、磁気抵抗素子29Cの磁気抵抗素子
エレメント29cと29c’ 、磁気抵抗素子29Dの
磁気抵抗素子ニレメンl−29dと29d゛とがそれぞ
れ略λ/4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、当該磁気抵抗素子エレメント29
aと29a’ 、29bと29b′29cと29c’
、29dと29d′によって。 第111図に示したと同じような波形がそれぞれ第3図
(a)乃至(d)に示すように出力信号波形22Aと2
2A’ 、出力信号波形22Bと22B′、出力信号波
形22Cと22C″、出力信号波形22Dと22D°が
略λ/2磁極幅の範囲に渡って少しづつ位相をずらせな
がら重ね合わせたように幅の狭い信号群からなる2つの
出力信号波形22Aと22A′群、22Bと22B′群
。 22Cと22C”群、22Dと22D′群が得られると
考えることができる。 従って、これら波形22Aと22A°群、22Bと22
B′群、22Cと22C″群、22Dと22D′群は、
実際には、積分された波形となるので、同図の点線23
Aと23A’ 、23Bと23B’ 23Cと230
’ 、23Dと23D′で示す波形のように合成された
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’ 、24C
と24C’ 24Dと24D′として出力端子18
A−1と18A−2,18B−1と18B−2゜18C
−1と18C−2,18D−1と18D=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’ 、24Cと24C’ 、24Dと2
4D゛によれば、第14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
誤動作がなくなる。 A相用磁気抵抗素子29Aのa相磁気抵抗素子ニレメン
?−29aから順次、略λ/′2磁極幅ずつ周方向(第
2図の図面においては右方向〉に位相かずhてa′相磁
気抵抗素子ニレメン1□ 29 aを形成し、C相及び
a°相用の磁気抵抗素子エレメント29a、29a’そ
れぞれから略λ/′4磁極幅位相がずれてb相及びb′
相用の磁気抵抗素子エレメント29b、29b’形成し
ている。また)\相用磁気抵抗素子29Aの磁気抵抗素
子ニレメン1〜29a、29a’それぞれからから略λ
/8磁極幅位相がずれてC相及びC”和剤の磁気抵抗素
子エレメント29c、29c’ を形成し、該C相及び
C′相用の磁気抵抗素子エレメント29C29C’から
略λ/′4磁極幅位相がずれて(」相及びd′相用の磁
気抵抗素子エレメント29d、29d’形成している。 このため第3図及び第5図に示す波形22A〜24Aと
22A′〜24A’ 、22B〜24Bと22B′〜
24B″、220〜24Cと22C゛〜24C’ 2
2D〜24Dと22D′〜24D′は、順次に、略λ/
8磁極幅位相がずれたものとして得ることができる。 第6図を参照して、A相用、B和剤、C相用及びD相用
磁気抵抗素子29A、29B、29C及び29Dは、抵
抗器9−1.・・・、9−8により、ブリッジを構成し
て第6図に示すように磁気エンコーダ信号処理回路8°
を形成している。 この磁気エンコーダ信号処理回路8゛は、磁気抵抗素子
2つの磁気抵抗素子エレメント29aと29a’ 2
9bと29b’ 、29cと29c及び29dと29d
”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、抵抗変化を電圧変化に変換し、出力端子18
A−1と18A−2,18B−1と18B−2,18C
−1と18C−2,18D−1と18D−2から4相の
磁気エンコーダ信号が得られるようにしている。 第6図に示すブリッジ回路は、第7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31によって
磁気エンコーダ信号処理回路8′を構成し、出力端子3
2.33からn逓倍されたH(nは3以上の整数)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を選択しており、n逓倍
回路31は2逓倍回路を構成しており、また磁気抵抗素
子29は4相構造となっているため、磁気エンコーダ回
路8′の最終出力端子32.33からは、2逓倍された
4相の磁気エンコーダ信号を2逓倍したものを得ること
ができる。 出力端子1.8 A−1と18A−2,18B−1と1
.8B−2,18(、−1と18C−2,18D−1と
18I)−2は、それぞれアンプ34゜35.36.3
7に接続され、該アンプ34゜・・・、37の出力端子
は、それぞれコンバレタ38,39,40.41に接続
され、コンパレータ38と39の出力端子は、論理回路
[イクスクルーシヴ・オア回路]42に接続され、コン
パレータ40と41の出力端子は、論理回路43に接続
されている。 従って、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29から4相の2逓倍された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6図乃至第8図を参照して、
出力端子18A−1から得られる中点信号は、第8図(
a)に示す波形となった磁気エンコーダ信号波形44が
得られる。 出力端子18A−2から得られる中点信号は磁気エンコ
ーダ信号波形44から略λ/8磁極幅位相がずれた第6
図(b)に示す波形となった磁気エンコーダ信号波形4
5が得られる。 出力端子18B−1から得られる中点信号は。 磁気エンコーダ信号波形44から略λ/8磁極幅位相が
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46が得られる。 出力端子18B−2から得られる中点信号は磁気エンコ
ーダ信号波形44から略3^/4磁極幅位相がずれた第
6図(d)に示す波形となった磁気エンコーダ信号波形
47が得られる。 出力端子]、 8 C−1から得られる中点信号は。 磁気エンコーダ信号波形44から略λ/′8磁極幅位相
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48が得られる。 出力端子18C−2から得られる中点信号は。 磁気エンコーダ信号波形44から略9λ/′8磁極幅位
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4つが得られる。 出力端子1.8 D −1から得られる中点信号は磁気
エンコーダ信号波形44から7λ/′8磁極幅位相がず
れた第6図<g)に示す波形となった磁気エンコーダ信
号波形50が得られる。 出力端子18D−2から得られる中点信号は。 磁気エンコーダ信号波形44から略15λ/8磁極幅位
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51が得られる。 これらの磁気エンコーダ信号波形 44、・・・、51は、アンプ34゜ 37によって増幅され、同図(i)へ(+)に示すよう
な磁気エンコーダ信号波形52.5354.55になお
される。更に上記磁気エンコーダ信号波形52.・・・
、55は、コンパレータ38、・・・、41によって差
動増幅されて、同図(m)〜(p)に示す矩形波の磁気
エンコーダ信号波形56.57,58.59になおされ
る。 該矩形波の磁気エンコーダ信号波形 56、・・・、59は、論理回路42.43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
コーダ信号波形60.61になおされ、出力端子32.
33からcw、ccw方向の磁気エンコーダ信号を取り
出すことができる。 該出力端子32.33から得られる磁気エンコーダ信号
波形の立ち上がり波形又は立ち下がり波形を図示しない
磁気エンコーダ回路にて検出し、カウンタに取り込めば
、磁気エンコーダの一回転当たり2逓倍に分解能を向上
させた4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。 [その他の実施例コ 上記実施例では、各相の磁気抵抗素子29A29B、2
9C,29Dの第1と第2の磁気抵抗素子エレメント2
9aと29a’ 、29bと29b’ 、29cと29
c“及び29dと29d゛の中点から引き出した導電体
12A、12B、12C,12Dを出力端子として利用
した例を示したが、これに限る必要はなく、導電体12
A、12B、12C,12Dを電源側と接続される電源
端子として利用し、電源端子側を出力端子として利用し
ても良い。 これに関しては1例えば1本発明者等が特願昭63−1
30173号に示す方式があるので、これに関して説明
すると、第9図を参照して1例えば、A相用の磁気抵抗
素子の磁気エンコーダ信号処理回路8″について説明す
ると、2個の磁気抵抗素子エレメント29a、29a’
の互いの一端は、共通接続されて電源電池62の正側電
源側に接続している。電源電池62の負側電源側は。 アース63に接続している。磁気抵抗素子エレメント2
9a、29a’の他端は、それぞれ磁気抵抗素子エレメ
ント29a、29a″よりも高い抵抗値を持つ抵抗64
.64’を介してアース63側に接続している。磁気抵
抗素子エレメント29aと抵抗64との接続点65と、
磁気抵抗素子エレメント2つa′と抵抗64′との接続
点66との電位差を検出するために、上記接続点65゜
66は、磁気エンコーダ信号処理回路8゛の電位差検出
信号処理回路67内のコンパレータ68に入力し1高力
端子69からA相用の磁気エンコーダ得るようにしてい
る。 他の相に関しても同様にし、出力端子から磁気エンコー
ダ信号を得て、上記のようにn倍回路を用いて1回転方
向弁別回路に加えることで、右回転パルス及び左回転パ
ルスを得て、このアップ信号またはタウン信号を、アッ
プダウンカウンタに加えることで、現在の回転角を得る
事ができるようになる。 このようにすると、磁気抵抗素子エレメント29 aと
抵抗64との接続点65と、磁気抵抗素子ニレメンl−
29a ’ と抵抗64“との接続点66とを利用し、
この電位差を信号処理回路67によってA相用(他の和
剤の場合も同様)の磁気エンコーダ信号を得るようにし
ているため、上記抵抗64と64”を適宜な抵抗値のも
のに選択することかできるので、磁気抵抗素子エレメン
ト2921 、29 a ’よりも高い適宜な抵抗値の
抵抗6・1.64’を選択することで、磁気抵抗素子2
9A’\の通電電流値をir++ iでき、従って磁気
抵抗素子2つを用いた磁気エンコーダの通電電流の減少
を期待できる。このことは、電源電池の著しい消耗を防
ぐことになるので、バッテリーバックアップを用いた磁
気エンコーダの寿命並びに性能を一段と向上できるので
都合良いものを得ることができる。 その他の望ましい実施例については、上記出願に開示さ
れているので参照されたい。 上記実施例においては、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1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1表面に多極着磁した磁気エ
ンコーダ磁極の着磁幅を究めて狭く着磁形成しないでも
、磁気抵抗素子からA相用、B和剤、C相用及びD和剤
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配設形成するだけで、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のものを得ることができる。従って
、高分解能磁気エンコー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1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。 また本発明の鰻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和剤、C相用とD和剤の磁気抵抗素子
エレメントを互いに略λ/4磁極幅位相をずらせて重ね
合わせなくても、A相用とB和剤、C相用とD和剤の磁
気抵抗素子エレメントを互いに略λ/4磁極幅位相をず
らせて重ね合わせたと同じ構成にできるので、当該磁気
抵抗素子を大型で厚みがあり、且つ高価にすることなく
、即ち、磁気エンコーダを小型で厚みが薄く且つ安価に
量産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和剤の一対
を用意し、これを更に略λ/8磁極幅位相をずらせて二
重に重ね合わせなくても、略λ/8磁極幅位相をずらせ
て二重に重ね合わせて構成したと同様にA相用乃至り和
剤の4相の磁気エンコーダ信号を得ることができるため
、従来の第13図に示すような磁気抵抗素子5′を周方
向に4個用いたものに比較して、横方向の幅の長さを約
2分の1以下にコンパクトに形成でき、また。 従来の第18図に示すような磁気抵抗素子1つに比較し
ても幅を狭く形成でき、当該磁気抵抗素子を用いた磁気
エンコーダを小型で安価に量産できる。
、1、を生じていた。 こうし、た欠点を解消するために1本件出願人は、先に
特願昭62−9644号にて外径が僅かに4〜6(:m
程度でありながら、数10〜100万パルスの高分解能
磁気エンコーダを開発した。 このような磁気エンコーダで、更に分解能を上げようと
すると、磁気エンコーダ磁極の着磁ピッチを非常に微細
にしていかなければならない。 なお、電気的な処理方法により上記のn逓倍回路を用い
ることも可能であるとしても、更に安価にするならば1
通常の4逓倍回路等を用いるのが得策である。また上記
のn逓倍回路を用いるとしても、より高分解能のものを
得たいとかの場合には、多極着磁体の外径とか長さが同
じである場合には、上記多極着磁体のN極、S極の着磁
ピッチを更に狭くする工夫が必要になる。 しかし1着磁ピッチを微細にすればするほど上記した問
題点を伴うほか、その微細着磁が困難になり、その製造
が困難になるため1ロ〜タ径等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1分解能を」−げようとすると、磁気エンコーダ磁
極の着磁ピッチを非常に微細にしていかなければならな
いが1着磁ピッチを微細にすればするほど、磁気抵抗素
子の導体間の距離が短くなり、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。 [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。 k面に−S極看磁した磁気エンコーダ磁極(多極着磁体
)を信頼性の維持が図れる幅で着磁し、且つ、磁気抵抗
素子の導体間の幅も信頼性を維持するために狭くする事
無く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にえ1向して矩形波(又は台形波
)の2相の出力信すか得られる信頼性の高い磁気抵抗素
子を2組周方向に位相をずらせて並べて4相とすること
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
つ安価に得ることを課題になされたものである。 しかも、単に2組の磁気抵抗素子を多極着磁体の移動方
向に沿って単純に位相差をずらせて配設するのでなく1
例えば、ロータリ磁気エンコーダを例にすると、マグネ
ットロータは外径が制限されるとしても、その厚み方向
の長さに対しては余裕がある場合が多いことに着目し、
矩形波(又は台形波)の出力信号が得られる信頼性の高
い2相の磁気抵抗素子を複数組周方向に大きな間隔をも
って位相をずらせて配設する事による製作上の厄介さを
伴わずに、しかも2相の磁気抵抗素子を二重に重ねるこ
とをせずに、2組の2相の磁気エンコーダ信号が得られ
る磁気抵抗素子を配設するに充分な空きスペースに組み
込み配設できるように2組の磁気抵抗素子を周方向且つ
直角方向に位相をずらせて並べて4相配置とすることで
、4相の高分解能磁気エンコーダを極めて容易且つ安価
に得ることを課題になされたものである。 [問題点を解決する手段] 上記の問題点は略々均一な幅でN極、S極の磁極が多数
個設けられた多極磁極体と、該多極着磁体に対向配置さ
れる磁気抵抗素子とからなる磁気エンコーダであって、
下記■乃至■の構成要素からなる磁気抵抗素子を用いた
磁気エンコーダを提供することによって解決した。 構成要素■:各相の磁気抵抗素子は互いに略λ/2(但
し、λは多極着磁体の略一磁極の幅)磁極幅の間隔離れ
た位置に略λ/4磁極幅に渡って磁気抵抗効果を有する
複数の導体群によって構成されてた第1及び第2の磁気
抵抗素子エレメント群を備えていること。 構成要素■:上記各相の磁気抵抗素子の第1と第2の磁
気抵抗素子エレメント群の一端と他□端との中点に端子
を設けて各和剤の磁気エンコーダ信号を得るための端子
若しくは電源端子として用いていること。 構成要素■:上記第1及び第2の磁気抵抗素子エレメン
ト群からなる第1の相の磁気抵抗素子を設けていること
。 構成要素■:第1の相の磁気抵抗素子から上記多極着磁
体の移動方向に沿って略λ/4磁極幅位相がずれた位置
に第2の相の磁気抵抗素子を設けていること。 構成要素■:上記第1の相の磁気抵抗素子と第2の相の
磁気抵抗素子とで第1の組の磁気抵抗素子を構成してい
ること。 構成要素■:上記第1の組磁気抵抗素子同様な構造に組
み立てられた第2の組の磁気抵抗素子を上記多極着磁体
の移動方向と直角方向にずらした位置で且つ上記第1の
組の磁気抵抗素子と二重に重ならない位置で上記多極着
磁体の移動方向に沿つて略λ/8磁極幅位相がずれた位
置に設けていること。 [発明の作用] 第1乃至第4の相の磁気抵抗素子の出力端子から位相の
ずれた4相の磁気エンコーダ出力を得ることにより、矩
形波(或は台形波ンに近い良好な信号が出力される。各
相の磁気抵抗素子は、略λ/4磁極幅に渡り磁気抵抗効
果を有する導体群を一様に隣接配置して設けているため
、従来の磁気抵抗素子5′を略λ/4磁極幅に渡って少
しづつ位相をずらしながら2重ね合わせて形成したもの
と考えることができるため、第3図及び第5図に示すよ
うに出力波形は1位相のずれた矩形波(あるいは台形波
)の4相の磁気エンコーダ信号が得られる。この信号は
、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、精度良好で信頼性の高い磁気エ
ンコーダを得ることができる。 4相の磁気エンコーダとなっているために、論理回路な
どを駆使して安価な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構成することができる。 また2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2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
ことができるので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。 しかも2相の磁気抵抗素子を二重に重ねることをせずに
、2#lの2相の磁気エンコーダ信号が得られる磁気抵
抗素子を配設するに充分な空きスペースに組み込み配設
できるように2組の磁気抵抗素子を周方向且つ直角方向
に位相をずらせて並べて4相配置としているため、単に
2組の磁気抵抗素子を多極着磁体の移動方向に沿って位
相をずらせて配置した場合に比較して、4相の磁気抵抗
素子の幅を短くできるので、その組立も容易になり、ま
たロータ径が制限される場合でも有利になり、従って、
4相の高分解能磁気エンコーダを極めて容易且つ安価に
得ることができる。 [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、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図は本発明の磁気エンコーダ1′の斜視図2第2図
は同磁気エンコーダ1′に用いるための磁気抵抗素子2
つの拡大説明図で、第3図は第1図及び第2図の磁気抵
抗素子29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
の磁気エンコータ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イーのA相用乃至り和剤の磁気
エン:7−ダの出力信号を示す波形図、第6図は磁気抵
抗素子29A、29B、29C及び29D群をブリッジ
構成した回路図、第7図は波形成形回路を含むrl逓倍
回路図、第8図は各部波形図である。 第1図及び第2図を参照して1本発明の実施例では、第
10図に示す従来の一般的なロータリ形磁気エンコーダ
】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素子<MR
センサ)29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。 この磁気抵抗素子29では、第2図に示すように4相の
磁気エンコーダを構成するために、第1の相の(A相用
)磁気抵抗素子29Aと第2の相の(B和剤)磁気抵抗
素子29Bとで構成した第1の組の磁気抵抗素子29−
1と、第3の相の(C相用)磁気抵抗素子29Cと第4
の相のくD相用)磁気抵抗素子29Dとで構成した第2
の組の磁気抵抗素子29−2とで、4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している。 第1の相の磁気抵抗素子29A(以下、A相用磁気抵抗
素子29Aという)は、C相分の磁気抵抗素子エレメン
ト29aとa′相分の磁気抵抗素子エレメント298°
とを有する。このA相用磁気抵抗素子29AからA相(
第1の相)の磁気エンコーダ信号が得られるようにしで
ある。 またb相分の磁気抵抗素子エレメント29bとb”相分
の磁気抵抗素子エレメント29b°とで第2の相の磁気
抵抗素子29B(以下、B相用磁気抵抗素子29Bとい
う)を形成し、このB相用磁気抵抗素子29BからB相
の磁気エンコーダ信号が得られるようにしである。 第3の相の磁気抵抗素子29C(以下、C相用磁気抵抗
素子29Cという)は、C相分の磁気抵抗素子エレメン
ト29cとC′相分の磁気抵抗素子エレメント29c゛
とを有する。このC相用磁気抵抗素子29CからC相(
第3の相)の磁気エンコーダ信号が得られるようにしで
ある。 また(」相分の磁気抵抗素子エレメント29dとd“相
分の磁気抵抗素子エレメント29d°とで第4の相の磁
気抵抗素子29D(以下、D相用磁気抵抗素子29Dと
いう)を形成し、このD相用磁気抵抗素子29DからD
相の磁気エンコーダ信号が得られるようにしである。 A相用乃至り相用磁気抵抗素子29A、29B、29C
,29Dは、これを構成するC相分の磁気抵抗素子エレ
メント29aとa′相分の磁気抵抗素子エレメント29
a’ 、b相分の磁気抵抗素子エレメント29bとb゛
相分磁気抵抗素子エレメント29b”、C相分の磁気抵
抗素子エレメント29cとC′相分の磁気抵抗素子エレ
メント29c’及びC相分の磁気抵抗素子エレメント2
9dとd′相分の磁気抵抗素子エレメント29d゛とが
、磁気エンコーダ磁極2の回転方向に沿って互いに略λ
/′2磁極幅位相がずれた絶縁基板26位置に形成され
ている。 また各C相分の磁気抵抗素子エレメント29a、a’相
分の磁気抵抗素子エレメント29a、b相分の磁気抵抗
素子エレメント29b、b’相分の磁気抵抗素子エレメ
ント29b″、C相分の磁気抵抗素子エレメント29c
、c’相分の磁気抵抗素子エレメント29c、C相分の
磁気抵抗素子エレメント29d及びd′相分の磁気抵抗
素子エレメント29d′は、それぞれ複数の順次隣接し
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群を略^/4磁極幅に渡って形成している。 上記のように第1の組の磁気抵抗素子2つ−1を形成す
るA相用及びB和剤の磁気抵抗素子29A及び29Bを
上記のように絶縁基板26に形成した後、該第1の組の
磁気抵抗素子29−1に対して磁気エンコーダ磁極2の
回転方向に対して当該第1の組の磁気抵抗素子29−1
を形成するA相用及びB和剤の磁気抵抗素子29A及び
29Bと二重に重ならない位置で且つ該A相用及びB和
剤の磁気抵抗素子29A及び29Bから磁気エンコーダ
磁極2の回転方向に沿って略λ/′8磁極幅位相がずれ
た絶縁基板26位置に第2の組の磁気抵抗素子2つ−2
を形成するC相用及びD和剤の磁気抵抗素子29C及び
29Dを形成している。 このように本発明では、第1の組の磁気抵抗素子29−
1を形成するA相用及びB和剤の磁気抵抗素子29A及
び29Bから略λ/′8磁極幅位相がずれた位置に第2
の組の磁気抵抗素子29−2を形成するC相用及びD和
剤の磁気抵抗素子29C及び29Dを形成しても、第1
の組の磁気抵抗素子29−1と第1の組の磁気抵抗素子
29−2とを二重に重ねなくて済む利点がある。 そして、磁気抵抗素子エレメント29A、29B、29
C及び29Dを構成するC相、a“相。 b相、b゛相、C相、C′相、C相及びd°相の磁気抵
抗素子エレメント29a、29a 、29b、29b
’ 、29c、29c’ 、29d及び2つd′の上面
には上記絶縁基板26とほぼ同じ大きさに形成された図
示しない薄膜絶縁体が施されていて、この薄膜絶縁体に
よって上記磁気抵抗素子エレメント29A、29B、2
9C及び29Dを保護している。 上記磁気抵抗素子29の構成を更に詳細に以下に説明す
る。 先ず第1の組の磁気抵抗素子29−1を形成するA相用
とB和剤の磁気抵抗素子29A、29Bは、略O度の位
置から始まって、順次、C相の磁気抵抗素子エレメント
29a、b相の磁気抵抗素子エレメント29b、a’相
の磁気抵抗素子エレメント29a’ 、b’相の磁気抵
抗素子ニレメン)29b’を上記したように略λ/4磁
極幅に渡って上記絶縁基板26位置に複数の磁気抵抗効
果を有する導体20群によって形成している。 第1の組の磁気抵抗素子29−1から略λ/8磁極幅位
相がずれて形成された第2の組の磁気抵抗素子29−2
を形成するC相用及びD和剤の磁気抵抗素子29C,2
9Dは、それぞれC相の磁気抵抗素子エレメント29c
、C相の磁気抵抗素子エレメント29d、c’相の磁気
抵抗素子エレメント290′及びd°相の磁気抵抗素子
エレメント29d゛を上記磁気抵抗素子エレメント2つ
a、29b、29a’ 、29b’から、順次、略λ/
8磁極幅位相がずれた絶縁基板26位置に複数の磁気抵
抗効果を有する導体20群によって略λ/4磁極幅の範
囲に渡って形成している。 すなわち磁気抵抗素子エレメント29a、29c、29
b、29d、29a 、29c 、29b’ 2
9d“は、磁気エンコーダ磁極2の移動方向に沿って、
順次、略O度、略λ/78度、略λ/4度、略(λ/8
+λ/4)度、略λ/2度、略(λ/8十λ/′2)度
、略3^/4度。 略(λ/’ 8 + 3λ/4)度の角度だけ位相がず
れた位置の絶縁基板26上に形成している。 磁気抵抗素子29を構成するA相用磁気抵抗素子29A
は、第2図に示すように磁気エンコーダ磁極2(第1図
参照)の略λ/4磁極幅に渡って順次隣接して磁気抵抗
効果を有する櫛歯状に複数の導体20群で形成されたC
相用磁気抵抗素子エレメント29aと、該C相用磁気抵
抗素子エレメント29aから略λ/4磁極幅の間隔だけ
おいた略^/′2度位置から略λ/4磁極幅に渡ってC
相用磁気抵抗素子エレメント29aと同様に形成したa
″相の磁気抵抗素子エレメント29a′とを2分する中
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。 磁気抵抗素子29を構成するB相用磁気抵抗素子29B
は、磁気エンコーダ磁極2の略λ/4磁極幅に渡って順
次隣接して磁気抵抗効果を有する櫛歯状に複数の導体2
0群で形成されたb相用磁気抵抗素子エレメント29b
と、該す相用磁気抵抗素子ニレメン)−29bから略λ
/4磁極幅の間隔だけおいた略λ/′2度位置から略λ
/4磁極幅に渡ってb相用磁気抵抗素子ニレメン)−2
9bと同様に形成した1)相の磁気抵抗素子エレメント
29b”とを2分する中心に設けられた位置の導体部2
C゛位置から、中点出力端子用導電体12Y3を取り出
すようにしている。 磁気抵抗素子29を構成するC相用磁気抵抗素子29C
は、磁気エンコーダ磁極2の略λ/4磁極幅に渡って順
次隣接して磁気抵抗効果を有する櫛歯状に複数の導体2
0群て形成されたC和剤磁気抵抗素子ニレメンl−29
cと、該C相用磁気抵抗素子ニレメン?−29cから略
λ/4磁極幅の間隔たけおいた略λ/2度位置から略λ
、・′4磁極幅に渡ってC和剤磁気抵抗素子ニレメンl
−29cと同様に形成したC゛相の磁気抵抗素子エレメ
ント290゛とを2分する中心に設けられた位置の導体
部2C゛位置から、中点出力端子用導電体】2Cを収り
出すようにしている。 また、磁気抵抗素子29を構成するD相用磁気抵抗素子
29Dは、磁気エンコーダ磁fi2の略λ/4磁極幅に
渡って順次隣接して磁気抵抗効果を有する櫛歯状に複数
の導体20群で形成されたd和剤磁気抵抗素子ニレメン
l−29dと、該C相用磁気抵抗素子ニレメン1〜29
dから略λ/4磁極幅の間隔だけおいた略^/′2度位
置から略λ/4磁極幅に渡ってC相用磁気抵抗素子エレ
メント29dと同様に形成したd′相の磁気抵抗素子エ
レメント29 d“とを2分する中心に設けられた位置
の導体部2C゛位置から、中点出力端子用導電体12D
を取り出すようにしている。 以上のように磁気抵抗素子29を形成することによって
C相とa゛相の磁気抵抗素子エレメント29aと29a
’ 、b相とb′相の磁気抵抗エレメント29bと29
b’、C相とC゛相の磁気抵抗素子エレメント29cと
29c’、C相とC相の磁気抵抗エレメント29dと2
9 d とは。 互いに逆位相に形成されたものと同じになる。 A相用の磁気抵抗素子29 Aは、C相用の磁気抵抗素
子ニレメン1〜29aの他端の導体20とa“和剤の磁
気抵抗素子エレメント29a の−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。C相用の磁気抵抗
素子エレメント2()a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、a
和剤の磁気抵抗素子エレメント298′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]−7A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。 B和剤の磁気抵抗素子29Bは、b和剤の磁気抵抗素子
ニレメン1〜29bの他端の導体20とb′相用の磁気
抵抗素子エレメント29b の−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。 b和剤の磁気抵抗素子エレメント29bの一端の導体2
0は、端子用導電体1.3 Bを介して電源電池14B
の正側に接続し、b′相用の磁気抵抗素子エレメント2
91〕“の他端の導体20は、端子用導電体15Bを介
して電源電池1.6B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。 C相用の磁気抵抗素子29Cは、C相用の磁気抵抗素子
エレメント29cの他端の導体20とC“和剤の磁気抵
抗素子エレメント29c′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12Cに接続している。 C相用の磁気抵抗素子エレメント29cの一端の導体2
0は、端子用導電体13Cを介して電源電池14Cの正
側に接続し、C゛相用磁気抵抗エレメント29C゛の他
端の導体20は、端子用導電体15Cを介して電源電池
16Cの負側に接続している。 電源電池14Cの負側と電源電池16Cの正側との接続
点17Cと中点出力端子用導電体12Cとから、C相用
磁気エンコーダ出力を取り出すための出力端子18C−
1,18C−2を取り出している。 D和剤の磁気抵抗素子29Dは、d和剤の磁気抵抗素子
エレメント29dの他端の導体20とd″相用の磁気抵
抗素子エレメント29d′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12Dに接続している。 d和剤の磁気抵抗素子エレメント29dの一端の導体2
0は、端子用導電体13Dを介して電源電池14Dの正
側に接続し、d″相用の磁気抵抗素子エレメント2つd
oの他端の導体20は、端子用導電体15Dを介して電
源電池16Dの負側に接続している。 電源電池14Dの負側と電源電池16Dの正側との接続
点17Dと中点出力端子用導電体12Dとから、D相用
磁気エンコーダ出力を取り出すための出力端子18D−
1,18D−2を取り出している。 かかる磁気抵抗素子29によると、これらの磁気抵抗効
果を有する導体20群は1例えば第1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、上記のように形成された磁気抵抗素子29A、2
9B、29C及び29Dは、マグネットロータ3の回転
に伴っ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18A−1と18A〜2.18B−1と
18B−2,18C−1と18C−2,18D−1と1
8D−2から4相の磁気エンコーダ出力として取り出し
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29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29Aの磁気抵抗素子エレメント29aと29a
’ 、磁気抵抗素子29Bの磁気抵抗素子エレメント2
9bと29b’ 、磁気抵抗素子29Cの磁気抵抗素子
エレメント29cと29c’ 、磁気抵抗素子29Dの
磁気抵抗素子ニレメンl−29dと29d゛とがそれぞ
れ略λ/4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、当該磁気抵抗素子エレメント29
aと29a’ 、29bと29b′29cと29c’
、29dと29d′によって。 第111図に示したと同じような波形がそれぞれ第3図
(a)乃至(d)に示すように出力信号波形22Aと2
2A’ 、出力信号波形22Bと22B′、出力信号波
形22Cと22C″、出力信号波形22Dと22D°が
略λ/2磁極幅の範囲に渡って少しづつ位相をずらせな
がら重ね合わせたように幅の狭い信号群からなる2つの
出力信号波形22Aと22A′群、22Bと22B′群
。 22Cと22C”群、22Dと22D′群が得られると
考えることができる。 従って、これら波形22Aと22A°群、22Bと22
B′群、22Cと22C″群、22Dと22D′群は、
実際には、積分された波形となるので、同図の点線23
Aと23A’ 、23Bと23B’ 23Cと230
’ 、23Dと23D′で示す波形のように合成された
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’ 、24C
と24C’ 24Dと24D′として出力端子18
A−1と18A−2,18B−1と18B−2゜18C
−1と18C−2,18D−1と18D=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’ 、24Cと24C’ 、24Dと2
4D゛によれば、第14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
誤動作がなくなる。 A相用磁気抵抗素子29Aのa相磁気抵抗素子ニレメン
?−29aから順次、略λ/′2磁極幅ずつ周方向(第
2図の図面においては右方向〉に位相かずhてa′相磁
気抵抗素子ニレメン1□ 29 aを形成し、C相及び
a°相用の磁気抵抗素子エレメント29a、29a’そ
れぞれから略λ/′4磁極幅位相がずれてb相及びb′
相用の磁気抵抗素子エレメント29b、29b’形成し
ている。また)\相用磁気抵抗素子29Aの磁気抵抗素
子ニレメン1〜29a、29a’それぞれからから略λ
/8磁極幅位相がずれてC相及びC”和剤の磁気抵抗素
子エレメント29c、29c’ を形成し、該C相及び
C′相用の磁気抵抗素子エレメント29C29C’から
略λ/′4磁極幅位相がずれて(」相及びd′相用の磁
気抵抗素子エレメント29d、29d’形成している。 このため第3図及び第5図に示す波形22A〜24Aと
22A′〜24A’ 、22B〜24Bと22B′〜
24B″、220〜24Cと22C゛〜24C’ 2
2D〜24Dと22D′〜24D′は、順次に、略λ/
8磁極幅位相がずれたものとして得ることができる。 第6図を参照して、A相用、B和剤、C相用及びD相用
磁気抵抗素子29A、29B、29C及び29Dは、抵
抗器9−1.・・・、9−8により、ブリッジを構成し
て第6図に示すように磁気エンコーダ信号処理回路8°
を形成している。 この磁気エンコーダ信号処理回路8゛は、磁気抵抗素子
2つの磁気抵抗素子エレメント29aと29a’ 2
9bと29b’ 、29cと29c及び29dと29d
”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、抵抗変化を電圧変化に変換し、出力端子18
A−1と18A−2,18B−1と18B−2,18C
−1と18C−2,18D−1と18D−2から4相の
磁気エンコーダ信号が得られるようにしている。 第6図に示すブリッジ回路は、第7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31によって
磁気エンコーダ信号処理回路8′を構成し、出力端子3
2.33からn逓倍されたH(nは3以上の整数)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を選択しており、n逓倍
回路31は2逓倍回路を構成しており、また磁気抵抗素
子29は4相構造となっているため、磁気エンコーダ回
路8′の最終出力端子32.33からは、2逓倍された
4相の磁気エンコーダ信号を2逓倍したものを得ること
ができる。 出力端子1.8 A−1と18A−2,18B−1と1
.8B−2,18(、−1と18C−2,18D−1と
18I)−2は、それぞれアンプ34゜35.36.3
7に接続され、該アンプ34゜・・・、37の出力端子
は、それぞれコンバレタ38,39,40.41に接続
され、コンパレータ38と39の出力端子は、論理回路
[イクスクルーシヴ・オア回路]42に接続され、コン
パレータ40と41の出力端子は、論理回路43に接続
されている。 従って、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29から4相の2逓倍された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6図乃至第8図を参照して、
出力端子18A−1から得られる中点信号は、第8図(
a)に示す波形となった磁気エンコーダ信号波形44が
得られる。 出力端子18A−2から得られる中点信号は磁気エンコ
ーダ信号波形44から略λ/8磁極幅位相がずれた第6
図(b)に示す波形となった磁気エンコーダ信号波形4
5が得られる。 出力端子18B−1から得られる中点信号は。 磁気エンコーダ信号波形44から略λ/8磁極幅位相が
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46が得られる。 出力端子18B−2から得られる中点信号は磁気エンコ
ーダ信号波形44から略3^/4磁極幅位相がずれた第
6図(d)に示す波形となった磁気エンコーダ信号波形
47が得られる。 出力端子]、 8 C−1から得られる中点信号は。 磁気エンコーダ信号波形44から略λ/′8磁極幅位相
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48が得られる。 出力端子18C−2から得られる中点信号は。 磁気エンコーダ信号波形44から略9λ/′8磁極幅位
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4つが得られる。 出力端子1.8 D −1から得られる中点信号は磁気
エンコーダ信号波形44から7λ/′8磁極幅位相がず
れた第6図<g)に示す波形となった磁気エンコーダ信
号波形50が得られる。 出力端子18D−2から得られる中点信号は。 磁気エンコーダ信号波形44から略15λ/8磁極幅位
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51が得られる。 これらの磁気エンコーダ信号波形 44、・・・、51は、アンプ34゜ 37によって増幅され、同図(i)へ(+)に示すよう
な磁気エンコーダ信号波形52.5354.55になお
される。更に上記磁気エンコーダ信号波形52.・・・
、55は、コンパレータ38、・・・、41によって差
動増幅されて、同図(m)〜(p)に示す矩形波の磁気
エンコーダ信号波形56.57,58.59になおされ
る。 該矩形波の磁気エンコーダ信号波形 56、・・・、59は、論理回路42.43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
コーダ信号波形60.61になおされ、出力端子32.
33からcw、ccw方向の磁気エンコーダ信号を取り
出すことができる。 該出力端子32.33から得られる磁気エンコーダ信号
波形の立ち上がり波形又は立ち下がり波形を図示しない
磁気エンコーダ回路にて検出し、カウンタに取り込めば
、磁気エンコーダの一回転当たり2逓倍に分解能を向上
させた4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。 [その他の実施例コ 上記実施例では、各相の磁気抵抗素子29A29B、2
9C,29Dの第1と第2の磁気抵抗素子エレメント2
9aと29a’ 、29bと29b’ 、29cと29
c“及び29dと29d゛の中点から引き出した導電体
12A、12B、12C,12Dを出力端子として利用
した例を示したが、これに限る必要はなく、導電体12
A、12B、12C,12Dを電源側と接続される電源
端子として利用し、電源端子側を出力端子として利用し
ても良い。 これに関しては1例えば1本発明者等が特願昭63−1
30173号に示す方式があるので、これに関して説明
すると、第9図を参照して1例えば、A相用の磁気抵抗
素子の磁気エンコーダ信号処理回路8″について説明す
ると、2個の磁気抵抗素子エレメント29a、29a’
の互いの一端は、共通接続されて電源電池62の正側電
源側に接続している。電源電池62の負側電源側は。 アース63に接続している。磁気抵抗素子エレメント2
9a、29a’の他端は、それぞれ磁気抵抗素子エレメ
ント29a、29a″よりも高い抵抗値を持つ抵抗64
.64’を介してアース63側に接続している。磁気抵
抗素子エレメント29aと抵抗64との接続点65と、
磁気抵抗素子エレメント2つa′と抵抗64′との接続
点66との電位差を検出するために、上記接続点65゜
66は、磁気エンコーダ信号処理回路8゛の電位差検出
信号処理回路67内のコンパレータ68に入力し1高力
端子69からA相用の磁気エンコーダ得るようにしてい
る。 他の相に関しても同様にし、出力端子から磁気エンコー
ダ信号を得て、上記のようにn倍回路を用いて1回転方
向弁別回路に加えることで、右回転パルス及び左回転パ
ルスを得て、このアップ信号またはタウン信号を、アッ
プダウンカウンタに加えることで、現在の回転角を得る
事ができるようになる。 このようにすると、磁気抵抗素子エレメント29 aと
抵抗64との接続点65と、磁気抵抗素子ニレメンl−
29a ’ と抵抗64“との接続点66とを利用し、
この電位差を信号処理回路67によってA相用(他の和
剤の場合も同様)の磁気エンコーダ信号を得るようにし
ているため、上記抵抗64と64”を適宜な抵抗値のも
のに選択することかできるので、磁気抵抗素子エレメン
ト2921 、29 a ’よりも高い適宜な抵抗値の
抵抗6・1.64’を選択することで、磁気抵抗素子2
9A’\の通電電流値をir++ iでき、従って磁気
抵抗素子2つを用いた磁気エンコーダの通電電流の減少
を期待できる。このことは、電源電池の著しい消耗を防
ぐことになるので、バッテリーバックアップを用いた磁
気エンコーダの寿命並びに性能を一段と向上できるので
都合良いものを得ることができる。 その他の望ましい実施例については、上記出願に開示さ
れているので参照されたい。 上記実施例においては、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1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1表面に多極着磁した磁気エ
ンコーダ磁極の着磁幅を究めて狭く着磁形成しないでも
、磁気抵抗素子からA相用、B和剤、C相用及びD和剤
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配設形成するだけで、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のものを得ることができる。従って
、高分解能磁気エンコー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1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。 また本発明の鰻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和剤、C相用とD和剤の磁気抵抗素子
エレメントを互いに略λ/4磁極幅位相をずらせて重ね
合わせなくても、A相用とB和剤、C相用とD和剤の磁
気抵抗素子エレメントを互いに略λ/4磁極幅位相をず
らせて重ね合わせたと同じ構成にできるので、当該磁気
抵抗素子を大型で厚みがあり、且つ高価にすることなく
、即ち、磁気エンコーダを小型で厚みが薄く且つ安価に
量産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和剤の一対
を用意し、これを更に略λ/8磁極幅位相をずらせて二
重に重ね合わせなくても、略λ/8磁極幅位相をずらせ
て二重に重ね合わせて構成したと同様にA相用乃至り和
剤の4相の磁気エンコーダ信号を得ることができるため
、従来の第13図に示すような磁気抵抗素子5′を周方
向に4個用いたものに比較して、横方向の幅の長さを約
2分の1以下にコンパクトに形成でき、また。 従来の第18図に示すような磁気抵抗素子1つに比較し
ても幅を狭く形成でき、当該磁気抵抗素子を用いた磁気
エンコーダを小型で安価に量産できる。
第1図は本発明の磁気エンコーダの斜視図、第2図は同
磁気エンコーダに用いるための磁気抵抗素子の拡大説明
図で、第3図は第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相用乃至り和剤の磁気エンコーダの出力信号を示す波
形図、第6図はA相乃至り和剤の磁気抵抗素子群をブリ
ッジ構成した回路図、第7図は波形成形回路を含むn逓
倍回路図、第8図は各部波形図。 第9図は本発明の他の実施例を示す磁気エンコダ信号処
理回路の説明図、第10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11図及
び第12図は磁気エンコ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13図は従来の磁気抵抗
素子の説明図、第14図は第13図の磁気抵抗素子から
得られる出力信号の波形図、第15図は従来の2相の磁
気抵抗素子を構成する場合の説明図、第16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17図は
磁気エンコーダから得られる磁気エンコーダ信号波形図
、第18図は先に本発明者等によって改良された従来の
他の磁気抵抗素子の説明図である。 [符号の説明] 1.1゛ ・・・ロータリ磁気エンコーダ。 2・・・磁気エンコーダ磁極[多極着磁体]。 2N・・・N極、2S・・・S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’ −・−導体。 7.7X、7Y・・・磁束。 8.8°、8″ ・・・磁気エンコーダ信号処理回路。 9−1.・・・、9−8・・・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、12C,12D・・・中点出力
端子用導電体。 13.13A、13B、13C,13D・・・端子用導
電体。 14.14A、14B、14C,14D・・・電源電池 15.15A、15B、15C,15D・・・端子用導
電体。 16.16A、16B、16C,16D・・・電源電池
。 17A、17B、17C,17D・・・接続点。 18−1.18−2,18A−1,18A−2゜18B
−1,18B−2,18C−1,18C−2,18D−
1,18D−2・・・出力端子。 19・・・磁気抵抗素子。 19A・・・A相用の磁気抵抗素子。 19B・・・B和剤の磁気抵抗素子。 20・・・導体、20° ・・・導体部。 21A、21A’ ・・・A相用の磁気抵抗素子エレ
メント、21B、21B’ ・・・B和剤の磁気抵抗
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、25.26・・・絶縁基板。 29・・・磁気抵抗素子、29A・・・A相用(第1の
相の)磁気抵抗素子。 29B・・・B和剤(第2の相の)磁気抵抗素子、29
C・・・C相用(第3の相の)磁気抵抗素子、29D・
・・D和剤(第3の相の)磁気抵抗素子、29a・・・
a相用磁気抵抗素子エレメント、29a’ ・・・a
′相用磁気抵抗素子エレメント、29b・・・b相用磁
気抵抗素子エレメント、29b’ ・・・b′相用磁
気抵抗素子エレメント、29C・・・C相用磁気抵抗素
子ニレメン1〜,29c’ ・・・C゛相用磁気抵抗
素子ニレメン1〜,29d・・・d相用磁気抵抗素子エ
レメント、29d’ ・・・d′相川用気抵抗素子ニ
レメン1〜,30・・ 薄膜絶縁体、30a・・・端子
露出用切欠部、31・・・n逓倍回路。 32.33・・・最終出力端子 34.35,36.37・・・アンプ 38.39.40.41・・・コンパレータ。 42.43・・・論理回路 411、・・・、61・・・磁気エンコーダ信号波形、
62・・・電源電池、63・・・アース64.61i”
・・・抵抗、65.66・・・接続点、67 ・・電
位差検出信号処理回路68・・・コンパレータ、6つ・
・・出力端子。
磁気エンコーダに用いるための磁気抵抗素子の拡大説明
図で、第3図は第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相用乃至り和剤の磁気エンコーダの出力信号を示す波
形図、第6図はA相乃至り和剤の磁気抵抗素子群をブリ
ッジ構成した回路図、第7図は波形成形回路を含むn逓
倍回路図、第8図は各部波形図。 第9図は本発明の他の実施例を示す磁気エンコダ信号処
理回路の説明図、第10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11図及
び第12図は磁気エンコ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13図は従来の磁気抵抗
素子の説明図、第14図は第13図の磁気抵抗素子から
得られる出力信号の波形図、第15図は従来の2相の磁
気抵抗素子を構成する場合の説明図、第16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17図は
磁気エンコーダから得られる磁気エンコーダ信号波形図
、第18図は先に本発明者等によって改良された従来の
他の磁気抵抗素子の説明図である。 [符号の説明] 1.1゛ ・・・ロータリ磁気エンコーダ。 2・・・磁気エンコーダ磁極[多極着磁体]。 2N・・・N極、2S・・・S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’ −・−導体。 7.7X、7Y・・・磁束。 8.8°、8″ ・・・磁気エンコーダ信号処理回路。 9−1.・・・、9−8・・・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、12C,12D・・・中点出力
端子用導電体。 13.13A、13B、13C,13D・・・端子用導
電体。 14.14A、14B、14C,14D・・・電源電池 15.15A、15B、15C,15D・・・端子用導
電体。 16.16A、16B、16C,16D・・・電源電池
。 17A、17B、17C,17D・・・接続点。 18−1.18−2,18A−1,18A−2゜18B
−1,18B−2,18C−1,18C−2,18D−
1,18D−2・・・出力端子。 19・・・磁気抵抗素子。 19A・・・A相用の磁気抵抗素子。 19B・・・B和剤の磁気抵抗素子。 20・・・導体、20° ・・・導体部。 21A、21A’ ・・・A相用の磁気抵抗素子エレ
メント、21B、21B’ ・・・B和剤の磁気抵抗
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、25.26・・・絶縁基板。 29・・・磁気抵抗素子、29A・・・A相用(第1の
相の)磁気抵抗素子。 29B・・・B和剤(第2の相の)磁気抵抗素子、29
C・・・C相用(第3の相の)磁気抵抗素子、29D・
・・D和剤(第3の相の)磁気抵抗素子、29a・・・
a相用磁気抵抗素子エレメント、29a’ ・・・a
′相用磁気抵抗素子エレメント、29b・・・b相用磁
気抵抗素子エレメント、29b’ ・・・b′相用磁
気抵抗素子エレメント、29C・・・C相用磁気抵抗素
子ニレメン1〜,29c’ ・・・C゛相用磁気抵抗
素子ニレメン1〜,29d・・・d相用磁気抵抗素子エ
レメント、29d’ ・・・d′相川用気抵抗素子ニ
レメン1〜,30・・ 薄膜絶縁体、30a・・・端子
露出用切欠部、31・・・n逓倍回路。 32.33・・・最終出力端子 34.35,36.37・・・アンプ 38.39.40.41・・・コンパレータ。 42.43・・・論理回路 411、・・・、61・・・磁気エンコーダ信号波形、
62・・・電源電池、63・・・アース64.61i”
・・・抵抗、65.66・・・接続点、67 ・・電
位差検出信号処理回路68・・・コンパレータ、6つ・
・・出力端子。
Claims (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(6)からなることを特徴とする磁気エンコーダ
。 (1)各相の磁気抵抗素子は互いに略λ/2(但し、λ
は多極着磁体の略一磁極の幅)磁極幅の間隔離れた位置
に略λ/4磁極幅に渡って磁気抵抗効果を有する複数の
導体群によって構成されてた第1及び第2の磁気抵抗素
子エレメント群を備えていること。 (2)上記各相の磁気抵抗素子の第1と第2の磁気抵抗
素子エレメント群の一端と他端との中点に端子を設けて
各相用の磁気エンコーダ信号を得るための端子若しくは
電源端子として用いていること。 (3)上記第1及び第2の磁気抵抗素子エレメント群か
らなる第1の相の磁気抵抗素子を設けていること。 (4)第1の相の磁気抵抗素子から上記多極着磁体の移
動方向に沿って略λ/4磁極幅位相がずれた位置に第2
の相の磁気抵抗素子を設けていること。 (5)上記第1の相の磁気抵抗素子と第2の相の磁気抵
抗素子とで第1の組の磁気抵抗素子を構成していること
。 (6)上記第1の組磁気抵抗素子同様な構造に組み立て
られた第2の組の磁気抵抗素子を上記多極着磁体の移動
方向と直角方向にずらした位置で且つ上記第1の組の磁
気抵抗素子と二重に重ならない位置で上記多極着磁体の
移動方向に沿って略λ/8磁極幅位相がずれた位置に設
けていること。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33303789A JPH03191819A (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 磁気エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33303789A JPH03191819A (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 磁気エンコーダ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03191819A true JPH03191819A (ja) | 1991-08-21 |
Family
ID=18261565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33303789A Pending JPH03191819A (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 磁気エンコーダ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03191819A (ja) |
-
1989
- 1989-12-21 JP JP33303789A patent/JPH03191819A/ja active Pending
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