JPS63202979A - エンコ−ダ用磁気センサ - Google Patents

エンコ−ダ用磁気センサ

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JPS63202979A
JPS63202979A JP62035362A JP3536287A JPS63202979A JP S63202979 A JPS63202979 A JP S63202979A JP 62035362 A JP62035362 A JP 62035362A JP 3536287 A JP3536287 A JP 3536287A JP S63202979 A JPS63202979 A JP S63202979A
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JP
Japan
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magnetic
thin films
track
magnetic poles
thin film
Prior art date
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Pending
Application number
JP62035362A
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English (en)
Inventor
Ichiro Tokunaga
一郎 徳永
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10Magnetoresistive devices

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

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) 本発明は、エンコーダのドラムにランダムな間隔で配列
されたNとSの磁極を検出できるエンコーダ用磁気セン
サに関するものである。
(従来の技術) 従来のロータリーエンコーダにあっては、回転ドラムに
NとSの磁極が適宜な一定間隔で交互に多数配列され、
この磁極の配列されたトラックに臨んでFe−Ni等か
らなる磁気抵抗効果検出用磁性薄膜(以下MR薄膜と称
する)を用いたエンコーダ用磁気センサが配置されてい
る。そして、従来のエンコーダ用磁気センサは、第6図
のごとく、トラックに対して直交する方向を長手方向と
しトラック方向の間隔を磁極の1/4・λ(λは同じ磁
極間の距III)として2つのMR薄膜1.2が配設さ
れている。さらに、2つのMR薄膜1゜2を直列に接続
し、一方のMR薄膜1の遊端を電源(例えば+5V)に
接続し、他方のMR@R2O3端を接地し、2つのMR
薄膜1と2の接続点から信号が取り出されるように構成
されている。
かかる構成において、一方のMR薄膜1が磁極に対向し
他方のMR薄膜2が磁極の中間点となる位置で、一方の
MR薄膜1の抵抗値は最大となり他方のMR薄膜2の抵
抗値は最小となり、低い信分電圧が出力される。また、
一方のMR薄膜1が磁極の中間点で他方のMR薄膜2が
磁極に対向する位置で、一方のMR薄膜1の抵抗値は最
小となり他方のMR薄膜2の抵抗値は最大となり、高い
信号電圧が出力される。この結果、第7図(a)のごと
く一定間隔で磁極が配列された回転ドラムの回転に対し
て、第7図(b)のごときサイン波形の信号(例えば中
心が+2.5V)が出力され、この信号により回転ドラ
ムの位置と速度等が判別される。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、近年ロータリーエンコーダをモードスイッチ
またはアブソリュートスイッチとして用いるために、回
転ドラムにモード等に応じてランダムな間隔で配列され
た磁極を検出できるエンコーダ用磁気センサが要望され
ている。しかしながら、従来のエンコーダ用磁気センサ
では、等間隔で配列された磁極を検出できるにすぎず、
ランダムな間隔で配列された磁極を検出することができ
ない。
本発明の目的は、」二記した従来のエンコーダ用磁気セ
ンサの事情に鑑みてなされたもので、ラムダムな間隔で
配列された磁極を検出できるようにしたエンコーダ用磁
気センサを提供することにある。
(問題点を解決するための手段) かかる目的を達成するために、本発明のエンコーダ用磁
気センサは、NとSの磁極が交互に配列されたトラック
に臨んで配置されるエンコーダ用磁気センサにおいて、
前記トラックと直交する方向を長手方向とし前記トラッ
ク方向の間隔を接近させて2つのMR薄膜を配設し、こ
れらの前記磁気抵抗効果検出用磁性薄膜に長手方向に対
して斜方向の斜電極をそれぞれに形成し、これらの斜電
極に流れる電流で前記トラックと平行で互いに反対方向
のバイアス磁界を前記MR薄膜にそれぞれ生じさせるよ
うに構成されている。
(作用) 近接して配設された2つのMR4i膜に斜電極を形成し
、これらの斜電極に流れる電流でそれぞれのMR薄膜に
トラックと平行で互いに反対方向のバイアス磁界を生じ
させるようにしたので、2つのMR薄膜が磁極に対向す
る位置では、2つのMR薄膜の膜厚方向に磁極からの磁
界が与えられて2つのMR薄膜の抵抗値は同じであるが
、磁極に対抗しない位置では、MR薄膜め長手方向と直
交してバイアス磁界と平行に磁極からの磁界が与えられ
、一方のMR薄膜はバイアス磁界が打ち消されて抵抗値
が増加し、他方のMR薄膜はバイアス磁界に磁界からの
磁界が加算されて磁界の強さが増して抵抗値が減少する
(実施例) 以下、本発明の実施例を第1図ないし第4図を参照して
説明する。第1図は、本発明のエンコーダ用磁気センサ
の一実施例の外観斜視図であり、第2図は、第1図の平
面図であり、第3図は、2つのMR薄膜の磁界強さに対
する抵゛抗値を示す特性図であり、第4図は、ランダム
に配列された磁極に対する信号出力を示す図である。
第1図および第2図において、絶縁板lO上にトラック
方向と直交する方向を長手方向とし、トラック方向の間
隔dを例えば20μmピッチとして2つのMR薄膜II
、 +2が蒸着等によって配設されている。そして、こ
れらのMR薄膜11.12の長手方向両端部にCu、A
g、Au等の蒸着により電極13.14.15.16が
配設されている。また、MR薄膜11.12の表面に、
長手方向に対して例えば45度の斜方向でそれぞれ独立
した斜電極17.17・・・、 18.18−・・が電
極13〜16と同様に蒸着により配設されている。さら
に、2つのMR薄膜]]、 12の電極14と16が電
気的に接続され、一方のMR薄膜11の遊端の電極I3
が電源(例えば+5V)に接続され、他方のMR素子1
2の遊端の電極15が接地されている。そして、2つの
MR素子II、 12が電気的接続された電極14.1
5から信号出力端子■9が導出されている。
かかる構成において、電源の印加により第2図の実線矢
印のごとく、MR薄膜11.12の素材と斜電極17.
17−、18.18−・・に電流が流れる。そして、斜
電極17.17−・・に流れる電流I、により磁界が発
生し、MR薄膜11の素材中に第2図の破線矢印H1の
ごとくトラック方向と平行で右向きのバイアス磁界が生
じる。また、錫電極18.18−・・に流れ□る電流I
2により、錫電極17.17−・・と電流の向きが逆で
あり、MR薄膜12の素材中に第2図の破線矢印H2の
ごとく左向きの反対方向のバイアス磁界が生じる。
ことで、エンコーダのドラムに対して前記間隔dの数倍
はなれたギツプで配設された前記間隔dの数倍長い着磁
ピッチの磁極からの磁界を受けない状態では、双方のM
R薄膜11.12の長手方向と直交するバイアス磁界は
向きが反対で強さは同じである。このために、双方のM
R薄膜II、 12は、第3図のごとく、同じ抵抗値R
6である。そして、トラック方向と同じ向き(+)で磁
極からの磁界が与えられると、一方のMR薄膜11は磁
極による磁界とバイアス磁界が同方向で加算されて磁界
強さが増加し、抵抗値は低下して飽和状態となり、抵抗
値R1で一定となる。また、他方のMR薄膜12は磁極
による磁界とバイアス磁界が逆方向で双互に打ち消され
て磁界強さが減少し、抵抗値は増加してRhとなる。な
お、バイアス磁界の強さ以上に磁極からの磁界を加える
と抵抗値はまた低下する。さらに、トラック方向と逆の
向き(−)で磁極からの磁界が与えられると、一方のM
R薄膜11の抵抗値はRhに増加し、他方のMR薄膜1
2の抵抗値はR,に低下する。
この結果、第4図(a)のごとくランダムな間隔で配列
された磁極に対して、NからS極に向う磁界を第2図の
トラックと同じ向きとするならば、第4図(b)のどと
くNからS極の間で一方のMR素子11は抵抗値が小さ
く他方のMR素子12は抵抗値が大きく、信号出力端子
19には高い信号電圧SHが出力され、SからN極の間
では逆に低い信号電圧SLが出力される。そして、2つ
のMR薄膜II、 12の中間が磁極に対向する位置で
は、磁極からの磁界が膜厚方向となるので、2つのMR
薄膜11.12はバイアス磁界による同じ抵抗値となり
、上記高い信号電圧SHと低い信号電圧SLとの中間値
が信号出力端子19から出力される。
第5図は、本発明のエンコーダ用磁気センサの他の実施
例の平面図である。第5図において、第2図と同じ部材
には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
第5図において、第2図と相違するところは、MR薄膜
11.12に配設された一方の錫電極17.17・・・
と他方の錫電極18’ 、 18’ −・、の向きが逆
とされたことにある。
かかる構成にあっても、錫電極18’ 、 18’ −
・・に流れる電流12′により生じるバイアス磁界H2
は第2図と同じである。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のエンコーダ用磁気センサ
によれば、エンコーダのドラムにランダムな間隔で配列
された磁極を検出することができる・マタ・一定間隔で
配列された磁極の検出であっても・間隔が異なる毎に2
つのMR薄膜の間隔を変える必要がなく、量産に好適で
あるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のエンコーダ用磁気センサの一実施例
の外観斜視図であり、第2図は、第1図の平面図であり
、第3図は、2つのMR薄膜の磁界強さに対する抵抗値
を示す特性図であり、第4図は、ランダムに配列された
磁極に対する信号出力を示す図であり、第5図は、本発
明のエンコーダ用磁気センサの他の実施例の平面図であ
り、第6図は、従来のエンコーダ用磁気センサの一例の
平面図であり、第7図は、第6図に示すエンコーダ用磁
気センサの信号出力を示す図である。 11、12: MR,fii膜、 17、18.18’  :錫電極、 H+ 、H2:バイアス磁界、 III  I2,12’  :錫電極に流れる電流。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  NとSの磁極が交互に配列されたトラックに臨んで配
    置されるエンコーダ用磁気センサにおいて、前記トラッ
    クと直交する方向を長手方向とし前記トラック方向の間
    隔を接近させて2つの磁気抵抗効果検出用磁性薄膜を配
    設し、これらの前記磁気抵抗効果検出用磁性薄膜に長手
    方向に対して斜方向の斜電極をそれぞれに形成し、これ
    らの斜電極に流れる電流で前記トラックと平行で互いに
    反対方向のバイアス磁界を前記磁気抵抗効果検出用磁性
    薄膜にそれぞれ生じさせるようにしたことを特徴とする
    エンコーダ用磁気センサ。
JP62035362A 1987-02-18 1987-02-18 エンコ−ダ用磁気センサ Pending JPS63202979A (ja)

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