JPS625125A

JPS625125A - 磁気抵抗効果素子

Info

Publication number: JPS625125A
Application number: JP60145066A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Hayakawa; 正通早川; Yoshimi Kikuchi; 良巳菊池; Kiyoshi Wakai; 若井　清志; Yukinobu Yumita; 行宣弓田
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1985-07-01
Filing date: 1985-07-01
Publication date: 1987-01-12

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】発明の技術分野本発明は検出対象の磁束密度の変化を検出し、その直線
方向の変移、または回転変移を電気的な信号に変換する
ための磁気抵抗効果素子に関する。

従来技術この種の磁気抵抗効果素子は、磁気式エンコーダなどに
組み込まれ、ロータの回転による磁束の変化を電気的な
信号に変換し、位置決め情報を得るため用いられる。

このような磁気抵抗効果素子は、例えば特公昭５９−５
３４８８号の公報に示されているように、磁束密度の変
化方向に対し並列的に並び設けられている。検出対象が
ステッピングモーターのロータであるとき、それぞれの
磁電素子は、極歯部分に直接対向している。

ところが、ステッピングモーターのステッピング角度が
小さくなると、ロータとステータとの間隔が小さくなる
ため、磁気抵抗効果素子の組み込み間隔が確保出来ず、
その組み込みが困難となる。

また、ロータの極歯のピッチが小さくなるため、これと
対応し磁電素子のピッチも小さくしなければならず、磁
気抵抗効果素子の製作上の困難がともなう。

発明の目的およびその解決手段したがって、本発明の目的は、検出対象の磁束密度変化
の方向に対し、狭い間隔でも磁気抵抗効果素子を組み込
めるようにすることである。

そこで、本発明は、磁電素子を検出対象の磁束密度変化
の方向と直行する平面上に並び設け、これらの２つの磁
電素子から電気的な信号を取り出すようにしている。こ
こで、検出対象の例えばロータは、変位方向で、磁束密
度の変化の位相をずらした状態で形成されており、それ
ぞれの磁束密度の変化は、対応の各磁電素子によって検
知される。したがって、これらの磁電素子が同一平面上
で直線上に配置されていても、これらの２つの磁電素子
から所定の波形の信号が得られる。

実施例の構成第１図および第２図は本考案の磁気抵抗効果素子ｌをハ
イブリッド型のステッピングモーター２に組み込んだ例
を示している。このステッピングモーター２のステータ
３は、例えば、４つのポール４の部分で、励磁コイル５
を備えている。また、そのロータ６は、ロータ軸７の部
分で、永久磁石１０を挟み込んだ状態で、磁性円板８．
９を備えている。これらの各磁性円板８．９は、外周に
沿って極歯８１．９１をそれぞれ形成しており、それら
は互いに半ピツチだけ位相のずれた状態で組み合わせら
れている。また上記永久磁石１０は、ロータ軸７の方向
に着磁されているため、一方の磁性円板８は、極歯８１
の部分で、Ｎ極に着磁されており、また他方の磁性内ｖ
ｉ９は、同様に極歯９１め部分でＳ極に着磁されｔいる
。

さて、本考案の磁気抵抗効果素子１は、第３図に示すよ
うに、少なくとも２つの磁電素子１１．１２を基板１３
の表面で備えている。これらの磁電素子１１．１２は、
磁気抵抗効果を有する強磁性材料で構成されており、そ
れぞれ導電部１４．１５により端子１６．１７．１８に
接続されている。そして、これらの磁電素子１１．１２
は、基板１３とともに、検出対象、すなわちロータ６の
磁束密度変化の方向と直交する平面上、換言すると、ロ
ータ軸７を含む平面上に位置しており、それぞれの極歯
８１．９１に接近した位置に配置されている。

つぎに、第４図は、検出回路１９を示している。

２つの磁電素子１１．１２は、それぞれ直列接続の抵抗
器２０．２１とともに、ブリッジ回路を構成し、一方で
電源２２に接続され、かつ、他方でアース２４に接続さ
れる。また、そのブリッジ回路の中点つまり、端子１７
．１８は、それぞれ差動増幅器２３の入力端に接続され
ている。

実施例の作用励磁コイル５に励磁電流が流れると、ロータ６は、その
回転磁界とともに回転し、所定の速度で回転しはじめる
。その回転中に、一方の極歯８１が磁電素子１１と対向
しているとき、他方の磁電素子１２は、極歯９１の中間
すなわちその溝部分に対応している。また逆に、Ｓ極側
の極歯９１が磁電素子１２と対向しているとき、磁電素
子１１は、Ｎ極の極歯８１の溝部分と対応している。こ
のように、２つの磁電素子１１．１２が基板１３の平面
上でロータ軸７と平行な直線上で配置されていても、磁
性円板８．９が半ピツチだけ位相のずれた状態で組み合
わせられているため、２つの磁電素子１１．１２は、交
互に、Ｎ極、およびＳ極、つまり磁束密度の変化を連続
的に検出することになる。この結果、差動増幅器２３の
出力側には、第４図で示すような、正弦波の出力信号が
現ねれる。そして、この出力信号は、回転位置の情報と
して用いられる。

考案の他の実施例次に、第５図は、温度補償のために、基板１３の他方の
側に、同様な磁電素子１１ａ、１２ａを端子１７．１８
の間、に直列に接続し、その中点を端子２５に接続した
例を示している。このような磁電素子１１ａ、１２ａが
存在すると、温度補償が行われるため、出力信号は、温
度に対し安定化する。

また第６図は、ロータ６の回転方向を判別するために、
基板１３の厚みを１／４ピツチに設定し、その裏面側に
、表面側と同様の形態で、磁電素子１１．１２を形成し
た例を示している。この裏面側の磁電素子１１．１２も
表面側のそれと同様に、専用の差動増幅器２３に接続さ
れる。そして、この２つの差動増幅器２３の出力信号は
、１／４波長だけずれているため、両信号の位相の時間
的前後関係を比較することによって、ロータ６の回転方
向が判別できる状態となる。

考案の変形例上記実施例は、本発明の磁気抵抗効果素子Ｉをハイブリ
ッド型のステッピングモーター２に組み込んでいるこの
ため、検出対象のロータ６は回転運動をしている。しか
し、この検出対象は、直線運動をするものであってもよ
い。また検出対象とこの磁気抵抗効果素子１とは、相対
的に変位する関係にあればよい。したがって、磁気抵抗
効果素子１が変位することも考えられる。

発明の効果本発明では、少なくとも２つの磁気抵抗効果素子がロー
タなどの変位方向に対し直交する方向に配置されており
、磁電素子が検出対象磁束密度変化のピッチと直接対応
していないから、磁束密度の変化のピッチに関係なく、
すべての検出対象に共通に用いられる。

また、これらの磁電素子が検出対象の磁束密度の変化方
向に対し直交する方向で、同一平面上に設けられている
ため、２つの磁電素子との間で位相のずれがなく、した
がって分解能が大幅に高められる。

また、ステッピングモーターなどのように、ロータとス
テータとの空間に設けられた場合、ステータの内面に対
し平行な状態どなっていないため、ステータからの漏れ
磁束などの影響をうけず、し、　　たがって、基板の裏
面側などにシールド材がなくても、安定な検出が可能と
なる。

また、検出対象に対し磁電素子（磁性体）が平面的に対
向せず、小さな面積の側面でのみ対向しているから、こ
の磁気抵抗効果素子がロータのコツキングの原因となら
ず、なめらかな回転特性を得るのに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気抵抗効果素子を有するハイプッリ
ド型のステッピングモーターの概略的平面図、第２図は
その概略的な側面図、第３図は磁気抵抗効果素子の正面
図、第４図は検出回路の回路図、第５図および第６図は
他の実施例の一部の平面図である。１・・磁気抵抗効果素子、２・・ハイブリッド型のステ
ッピングモーター、３・・ステータ、６・・ロータ、８
．９・・磁性円板、ＩＯ・・永久磁石、１１．１２・・
磁電素子、１３・・基板、１９・・検出回路、２３・・
差動増幅器、８１．９１・・極歯。第７図　　　　第２図第３図　　　　　第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電気的に接続された２つの磁電素子を検出対象の
磁束密度変化の方向と直交する平面上に並び設けてなる
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
（２）検出対象の磁束密度の変化部分の位相を変位方向
でずらし、それぞれの磁束密度の変化部分ごとに各磁電
素子を対向させてなることを特徴とする。特許請求の範囲第一項記載の磁気抵抗効果素子。