JP7285691B2 - Magnetic sensor device - Google Patents
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Description
本発明は、磁気スケールと、磁気スケールに対して相対的に移動する磁気センサとを備える磁気センサ装置に関する。 The present invention relates to a magnetic sensor device that includes a magnetic scale and a magnetic sensor that moves relative to the magnetic scale.
従来、円環状の磁気スケールと、磁気スケールの回転移動を検出するための検出器とを備えるロータリーエンコーダが知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のロータリーエンコーダでは、磁気スケールは、磁気スケールの径方向の外側に配置される円環状の第1トラックと、径方向の内側で第1トラックに隣接する円環状の第2トラックとを備えている。第1トラックおよび第2トラックでは、磁気スケールの周方向に沿ってN極とS極とが同じ幅で交互に配置されている。また、第1トラックと第2トラックとでは、N極およびS極の位置が周方向で1磁極分ずれている。そのため、磁気スケールの所定の位置では、回転磁界が発生している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a rotary encoder including an annular magnetic scale and a detector for detecting rotational movement of the magnetic scale is known (see, for example, Patent Document 1). In the rotary encoder described in
また、特許文献1に記載のロータリーエンコーダでは、検出器は、磁気抵抗素子が実装される磁気センサ基板を備えている。磁気抵抗素子は、互いに90°の位相差を有するA相の磁気抵抗パターンおよびB相の磁気抵抗パターンを備えている。A相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって磁気スケールの移動検出を行う+a相の磁気抵抗パターンおよび-a相の磁気抵抗パターンを備えている。B相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって磁気スケールの移動検出を行う+b相の磁気抵抗パターンおよび-b相の磁気抵抗パターンを備えている。+a相の磁気抵抗パターンは、磁気スケールの径方向を長手方向とする直線状の複数の導体によって構成されている。同様に、-a相の磁気抵抗パターン、+b相の磁気抵抗パターンおよび-b相の磁気抵抗パターンのそれぞれは、磁気スケールの径方向を長手方向とする直線状の複数の導体によって構成されている。
Further, in the rotary encoder described in
特許文献1に記載のロータリーエンコーダでは、ロータリーエンコーダに外部から磁界が加わって、磁気スケールが発生させる磁界に外部の磁界(外部磁界)が合わさると、ロータリーエンコーダの検出精度が低下することが本願発明者の検討によって明らかになった。具体的には、特許文献1に記載のロータリーエンコーダでは、+a相の磁気抵抗パターン、-a相の磁気抵抗パターン、+b相の磁気抵抗パターンおよび-b相の磁気抵抗パターンのそれぞれが、磁気スケールの径方向を長手方向とする直線状の複数の導体によって構成されており、ロータリーエンコーダに外部磁界が加わると、複数の導体のそれぞれに対して外部磁界の影響が同じ方向に作用して外部磁界の影響が増幅されるため、ロータリーエンコーダの検出精度が低下することが本願発明者の検討によって明らかになった。
In the rotary encoder described in
そこで、本発明の課題は、磁気スケールと磁気センサとを備える磁気センサ装置において、外部から磁界が加わっても、検出精度の低下を抑制することが可能な磁気センサ装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnetic sensor device that includes a magnetic scale and a magnetic sensor, and is capable of suppressing deterioration in detection accuracy even when a magnetic field is applied from the outside.
上記の課題を解決するため、本発明の磁気センサ装置は、円環状または円形状あるいは直線状に形成される磁気スケールと、磁気スケールに対向配置される磁気センサとを備え、磁気スケールが円環状または円形状に形成されている場合には、磁気センサは、磁気スケールに対して磁気スケールの周方向に相対的に移動し、磁気スケールが直線状に形成されている場合には、磁気センサは、磁気スケールに対して磁気スケールの長手方向に相対的に移動し、磁気スケールは、磁気スケールに対する磁気センサの相対移動方向においてN極とS極とが同じ幅で交互に配列される複数のトラックを備え、複数のトラックは、相対移動方向に直交する直交方向で隣接配置され、直交方向で隣接するトラックでは、相対移動方向においてN極およびS極の位置が1磁極分ずれており、直交方向におけるトラックの所定の位置では、磁気センサに対向する磁気スケールの対向面に平行な面内方向における磁気ベクトルの向きが相対移動方向で変化する回転磁界が発生し、磁気センサは、互いに90°の位相差を有するA相の磁気抵抗パターンおよびB相の磁気抵抗パターンを備え、A相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって磁気スケールに対する磁気センサの相対移動を検出するための+a相の磁気抵抗パターンおよび-a相の磁気抵抗パターンを備え、B相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって磁気スケールに対する磁気センサの相対移動を検出するための+b相の磁気抵抗パターンおよび-b相の磁気抵抗パターンを備え、+a相の磁気抵抗パターンは、+a相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも電源側に配置される電源側+a相の磁気抵抗パターンと、+a相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも接地側に配置される接地側+a相の磁気抵抗パターンとから構成され、-a相の磁気抵抗パターンは、-a相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも電源側に配置される電源側-a相の磁気抵抗パターンと、-a相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも接地側に配置される接地側-a相の磁気抵抗パターンとから構成され、+b相の磁気抵抗パターンは、+b相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも電源側に配置される電源側+b相の磁気抵抗パターンと、+b相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも接地側に配置される接地側+b相の磁気抵抗パターンとから構成され、-b相の磁気抵抗パターンは、-b相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも電源側に配置される電源側-b相の磁気抵抗パターンと、-b相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも接地側に配置される接地側-b相の磁気抵抗パターンとから構成され、電源側+a相の磁気抵抗パターン、接地側+a相の磁気抵抗パターン、電源側-a相の磁気抵抗パターン、接地側-a相の磁気抵抗パターン、電源側+b相の磁気抵抗パターン、接地側+b相の磁気抵抗パターン、電源側-b相の磁気抵抗パターンおよび接地側-b相の磁気抵抗パターンは、直交方向において、回転磁界が発生する位置に配置され、電源側+a相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第1の磁気抵抗パターンによって構成され、接地側+a相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第2の磁気抵抗パターンによって構成され、電源側-a相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第3の磁気抵抗パターンによって構成され、接地側-a相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第4の磁気抵抗パターンによって構成され、電源側+b相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第5の磁気抵抗パターンによって構成され、接地側+b相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第6の磁気抵抗パターンによって構成され、電源側-b相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第7の磁気抵抗パターンによって構成され、接地側-b相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第8の磁気抵抗パターンによって構成され、第1の磁気抵抗パターン、第2の磁気抵抗パターン、第3の磁気抵抗パターン、第4の磁気抵抗パターン、第5の磁気抵抗パターン、第6の磁気抵抗パターン、第7の磁気抵抗パターンおよび第8の磁気抵抗パターンのそれぞれは、所定方向を長手方向とする直線状の導体が複数回折り返されることで形成され、複数の第1の磁気抵抗パターン、複数の第2の磁気抵抗パターン、複数の第3の磁気抵抗パターン、複数の第4の磁気抵抗パターン、複数の第5の磁気抵抗パターン、複数の第6の磁気抵抗パターン、複数の第7の磁気抵抗パターンおよび複数の第8の磁気抵抗パターンのそれぞれにおいて、相対移動方向で最も一端側に配置される磁気抵抗パターンを一端側磁気抵抗パターンとし、相対移動方向で最も他端側に配置される磁気抵抗パターンを他端側磁気抵抗パターンとするとともに、磁気スケールが円環状または円形状に形成されている場合には、磁気スケールの周方向で隣接する1個のN極および1個のS極が磁気スケールの中心に対してなす中心角をλとし、磁気スケールが直線状に形成されている場合には、相対移動方向における1個のN極の幅と1個のS極の幅との和をλとすると、複数の第1の磁気抵抗パターン、複数の第2の磁気抵抗パターン、複数の第3の磁気抵抗パターン、複数の第4の磁気抵抗パターン、複数の第5の磁気抵抗パターン、複数の第6の磁気抵抗パターン、複数の第7の磁気抵抗パターンおよび複数の第8の磁気抵抗パターンのそれぞれは、相対移動方向においてλ/2の範囲に配置され、nを2以上の整数とすると、電源側+a相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の第1の磁気抵抗パターンによって構成され、接地側+a相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の第2の磁気抵抗パターンによって構成され、電源側-a相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の第3の磁気抵抗パターンによって構成され、接地側-a相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の第4の磁気抵抗パターンによって構成され、電源側+b相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の第5の磁気抵抗パターンによって構成され、接地側+b相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の第6の磁気抵抗パターンによって構成され、電源側-b相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の第7の磁気抵抗パターンによって構成され、接地側-b相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の第8の磁気抵抗パターンによって構成され、n個の第1の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第2の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第3の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第4の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第5の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第6の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第7の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、および、n個の第8の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向は、一端側磁気抵抗パターンから他端側磁気抵抗パターンに向かって一定方向に180/n°ずつ変わっていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the magnetic sensor device of the present invention includes a magnetic scale formed in an annular shape, a circular shape, or a linear shape, and a magnetic sensor arranged opposite to the magnetic scale. Alternatively, if the magnetic scale is formed in a circular shape, the magnetic sensor moves relative to the magnetic scale in the circumferential direction of the magnetic scale. , moves relative to the magnetic scale in the longitudinal direction of the magnetic scale, and the magnetic scale has a plurality of tracks in which N poles and S poles are alternately arranged with the same width in the direction of relative movement of the magnetic sensor with respect to the magnetic scale. A plurality of tracks are arranged adjacent to each other in an orthogonal direction orthogonal to the direction of relative movement, and the positions of the N and S poles of tracks adjacent to each other in the direction of relative movement are shifted by one magnetic pole in the direction of relative movement. , a rotating magnetic field is generated in which the direction of the magnetic vector in the in-plane direction parallel to the facing surface of the magnetic scale facing the magnetic sensor changes in the relative movement direction, and the magnetic sensors are positioned at 90° to each other. A phase magnetoresistive pattern and a B phase magnetoresistive pattern having a phase difference, the A phase magnetoresistive pattern having a phase difference of 180° and a +a phase for detecting relative movement of the magnetic sensor with respect to the magnetic scale. It comprises a magnetoresistive pattern and a -a phase magnetoresistive pattern, and the B phase magnetoresistive pattern is a +b phase magnetoresistive pattern and a -b phase magnetoresistive pattern for detecting the relative movement of the magnetic sensor with respect to the magnetic scale with a phase difference of 180 °. The +a phase magnetoresistive pattern includes a power source side +a phase magnetoresistive pattern arranged closer to the power source than the midpoint position of the +a phase magnetoresistive pattern, and the +a phase magnetoresistive pattern. The +a phase magnetoresistive pattern on the ground side is arranged closer to the ground than the midpoint position, and the -a phase magnetoresistive pattern is closer to the power supply side than the midpoint position of the -a phase magnetoresistive pattern. It is composed of a power supply side -a phase magnetoresistive pattern and a ground side -a phase magnetoresistive pattern disposed closer to the ground than the midpoint position of the -a phase magnetoresistive pattern, and a +b phase magnetoresistive pattern. The magnetoresistive patterns are arranged on the power supply side +b phase magnetoresistive pattern arranged closer to the power supply side than the midpoint position of the +b phase magnetoresistive pattern, and on the ground side than the midpoint position of the +b phase magnetoresistive pattern. The -b phase magnetoresistive pattern is arranged on the power supply side with respect to the midpoint position of the -b phase magnetoresistive pattern. and a ground side -b phase magnetoresistive pattern arranged closer to the ground side than the midpoint position of the -b phase magnetoresistive pattern. Magnetic resistance pattern, power supply side - a phase magnetic resistance pattern, ground side - a phase magnetic resistance pattern, power supply side + b phase magnetic resistance pattern, ground side + b phase magnetic resistance pattern, power supply side - b phase magnetic resistance pattern The pattern and the magnetoresistive pattern of the ground side -b phase are arranged in a position where a rotating magnetic field is generated in the orthogonal direction. The ground side +a phase magnetoresistive pattern is composed of a first magnetoresistive pattern, and the ground side +a phase magnetoresistive pattern is composed of a plurality of block-shaped second magnetoresistive patterns divided into blocks in the direction of relative movement. The resistance pattern is composed of a plurality of block-shaped third magnetoresistive patterns divided into blocks in the relative movement direction, and the ground side-a phase magnetoresistive pattern is composed of a plurality of block-shaped third magnetoresistive patterns divided into blocks in the relative movement direction. The +b-phase magnetoresistive pattern on the power supply side is composed of a plurality of block-shaped fifth magnetoresistive patterns divided in the direction of relative movement, and the +b-phase magnetoresistive pattern on the ground side is composed of a plurality of block-shaped fifth magnetoresistive patterns. The resistance pattern is composed of a plurality of block-shaped sixth magnetoresistive patterns divided into blocks in the relative movement direction, and the power supply side-b phase magnetoresistive pattern is composed of a plurality of block-shaped sixth magnetoresistive patterns divided into blocks in the relative movement direction. The ground side-b phase magnetoresistive pattern is composed of a plurality of block-shaped eighth magnetoresistive patterns divided in the direction of relative movement, and the first magnetoresistive pattern pattern, second magnetoresistive pattern, third magnetoresistive pattern, fourth magnetoresistive pattern, fifth magnetoresistive pattern, sixth magnetoresistive pattern, seventh magnetoresistive pattern and eighth magnetoresistive pattern Each of the is formed by folding back a linear conductor whose longitudinal direction is a predetermined direction, and includes a plurality of first magnetoresistive patterns, a plurality of second magnetoresistive patterns, and a plurality of third magnetoresistive patterns. In each of the pattern, the plurality of fourth magnetoresistive patterns, the plurality of fifth magnetoresistive patterns, the plurality of sixth magnetoresistive patterns, the plurality of seventh magnetoresistive patterns, and the plurality of eighth magnetoresistive patterns, The magnetoresistive pattern arranged closest to one end in the direction of relative movement is defined as the one-end magnetoresistive pattern, the magnetoresistive pattern arranged closest to the other end in the direction of relative movement is defined as the other-end magnetoresistive pattern, and the magnetic scale is formed in an annular or circular shape, the central angle formed by one N pole and one S pole adjacent in the circumferential direction of the magnetic scale with respect to the center of the magnetic scale is defined as λ, and the magnetic When the scale is linearly formed, if the sum of the width of one N pole and the width of one S pole in the direction of relative movement is λ, then the plurality of first magnetoresistive patterns, the plurality of a plurality of third magnetoresistive patterns, a plurality of fourth magnetoresistive patterns, a plurality of fifth magnetoresistive patterns, a plurality of sixth magnetoresistive patterns, a plurality of seventh magnetic Each of the resistance pattern and the plurality of eighth magnetoresistive patterns is arranged in a range of λ / 2 in the relative movement direction , and n is an integer of 2 or more, the magnetoresistive pattern on the power supply side + a phase is arranged in the relative movement direction is composed of n first magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/2n in the direction of relative movement, and the magnetoresistive pattern of the ground side +a phase is composed of n second magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/2n in the direction of relative movement. The power supply side-a phase magnetoresistive pattern is composed of n third magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/2n in the relative movement direction, and the ground side-a phase magnetic The resistance patterns are composed of n fourth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/2n in the direction of relative movement, and the +b-phase magnetoresistive patterns on the power supply side are arranged at a pitch of λ/2n in the direction of relative movement. The ground side +b phase magnetoresistive pattern is composed of n sixth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/2n in the direction of relative movement, and the power supply The magnetoresistive pattern of the side-b phase is composed of n seventh magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/2n in the relative movement direction, and the magnetoresistive pattern of the ground side-b phase is composed of n eighth magnetoresistive patterns arranged at a λ/2n pitch, the longitudinal direction of the conductor of each of the n first magnetoresistive patterns, and the direction of the conductor of each of the n second magnetoresistive patterns a longitudinal direction of the conductors, a longitudinal direction of each of the n third magnetoresistive patterns, a longitudinal direction of each of the n fourth magnetoresistive patterns, each of the n fifth magnetoresistive patterns. a longitudinal direction of each conductor of n sixth magnetoresistive patterns; a longitudinal direction of each conductor of n seventh magnetoresistive patterns; and a longitudinal direction of each conductor of n eighth magnetoresistive patterns. The longitudinal direction of each conductor of the pattern is characterized in that it changes by 180/n° in a constant direction from the magnetoresistive pattern on one end to the magnetoresistive pattern on the other end.
本発明の磁気センサ装置では、電源側+a相の磁気抵抗パターンを構成するとともに相対移動方向においてλ/2の範囲に配置されるn個の第1の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向は、一端側磁気抵抗パターンから他端側磁気抵抗パターンに向かって一定方向に180/n°ずつ変わっている。そのため、本発明では、磁気センサ装置に外部磁界が加わったときに、n個の第1の磁気抵抗パターンのそれぞれに対して外部磁界の影響が異なった方向に作用する。したがって、本発明では、磁気センサ装置に外部磁界が加わったときに、n個の第1の磁気抵抗パターンのそれぞれに作用する外部磁界の影響を互いに相殺することが可能になる。すなわち、本発明では、電源側+a相の磁気抵抗パターンにおいて外部磁界の影響を相殺することが可能になり、その結果、電源側+a相の磁気抵抗パターンに作用する外部磁界の影響を低減することが可能になる。 In the magnetic sensor device of the present invention, the longitudinal direction of each of the conductors of the n first magnetoresistive patterns constituting the +a-phase magnetoresistive pattern on the power supply side and arranged in the range of λ/2 in the relative movement direction is , changes in a constant direction by 180/n° from the one end magnetoresistive pattern toward the other end magnetoresistive pattern. Therefore, in the present invention, when an external magnetic field is applied to the magnetic sensor device, the influence of the external magnetic field acts on each of the n first magnetoresistive patterns in different directions. Therefore, in the present invention, when an external magnetic field is applied to the magnetic sensor device, it is possible to cancel out the effects of the external magnetic field acting on each of the n first magnetoresistive patterns. That is, in the present invention, it becomes possible to cancel the influence of the external magnetic field on the +a-phase magnetoresistive pattern on the power supply side, and as a result, the influence of the external magnetic field acting on the +a-phase magnetoresistive pattern on the power supply side can be reduced. becomes possible.
同様に、本発明では、相対移動方向においてλ/2の範囲に配置される、n個の第2の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第3の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第4の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第5の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第6の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第7の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、および、n個の第8の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向が、一端側磁気抵抗パターンから他端側磁気抵抗パターンに向かって一定方向に180/n°ずつ変わっているため、磁気センサ装置に外部磁界が加わったときに、接地側+a相の磁気抵抗パターン、電源側-a相の磁気抵抗パターン、接地側-a相の磁気抵抗パターン、電源側+b相の磁気抵抗パターン、接地側+b相の磁気抵抗パターン、電源側-b相の磁気抵抗パターンおよび接地側-b相の磁気抵抗パターンのそれぞれにおいて外部磁界の影響を相殺することが可能になり、その結果、接地側+a相の磁気抵抗パターン、電源側-a相の磁気抵抗パターン、接地側-a相の磁気抵抗パターン、電源側+b相の磁気抵抗パターン、接地側+b相の磁気抵抗パターン、電源側-b相の磁気抵抗パターンおよび接地側-b相の磁気抵抗パターンのそれぞれに作用する外部磁界の影響を低減することが可能になる。 Similarly, in the present invention, the longitudinal direction of the conductors of each of the n second magnetoresistive patterns, which are arranged in the range of λ/2 in the direction of relative movement, a longitudinal direction of the conductors of each of the n fourth magnetoresistive patterns; a longitudinal direction of each of the n fifth magnetoresistive patterns; each of the n sixth magnetoresistive patterns. , the longitudinal direction of each conductor of n seventh magnetoresistive patterns, and the longitudinal direction of each conductor of n eighth magnetoresistive patterns, from one end side magnetoresistive pattern Since the magnetoresistive pattern changes by 180/n° in a constant direction toward the end side magnetoresistive pattern, when an external magnetic field is applied to the magnetic sensor device, the magnetoresistive pattern of +a phase on the ground side and the magnetoresistive pattern of -a phase on the power supply side are changed. pattern, ground side -a phase magnetoresistive pattern, power supply side +b phase magnetoresistive pattern, ground side +b phase magnetoresistive pattern, power supply side -b phase magnetoresistive pattern, and ground side -b phase magnetoresistive pattern It is possible to cancel the influence of the external magnetic field on each, and as a result, the ground side +a phase magnetoresistance pattern, the power side -a phase magnetoresistance pattern, the ground side -a phase magnetoresistance pattern, the power side +b It is possible to reduce the influence of the external magnetic field acting on each of the phase magnetoresistive pattern, the ground side +b phase magnetoresistive pattern, the power supply side -b phase magnetoresistive pattern, and the ground side -b phase magnetoresistive pattern. Become.
このように本発明では、磁気センサ装置に外部磁界が加わったときに、電源側+a相の磁気抵抗パターン、接地側+a相の磁気抵抗パターン、電源側-a相の磁気抵抗パターン、接地側-a相の磁気抵抗パターン、電源側+b相の磁気抵抗パターン、接地側+b相の磁気抵抗パターン、電源側-b相の磁気抵抗パターンおよび接地側-b相の磁気抵抗パターンに作用する外部磁界の影響を低減することが可能になるため、磁気センサ装置に外部から磁界が加わっても、磁気センサ装置の検出精度の低下を抑制することが可能になる。 In this way, in the present invention, when an external magnetic field is applied to the magnetic sensor device, the power supply side +a phase magnetoresistance pattern, the ground side +a phase magnetoresistance pattern, the power supply side -a phase magnetoresistance pattern, the ground side - of the external magnetic field acting on the a-phase magnetoresistive pattern, the power supply +b-phase magnetoresistive pattern, the grounding +b-phase magnetoresistive pattern, the power supply-b-phase magnetoresistive pattern, and the ground-b-phase magnetoresistive pattern Since the influence can be reduced, even if a magnetic field is applied to the magnetic sensor device from the outside, it is possible to suppress deterioration in the detection accuracy of the magnetic sensor device.
また、本発明では、電源側+a相の磁気抵抗パターン、接地側+a相の磁気抵抗パターン、電源側-a相の磁気抵抗パターン、接地側-a相の磁気抵抗パターン、電源側+b相の磁気抵抗パターン、接地側+b相の磁気抵抗パターン、電源側-b相の磁気抵抗パターンおよび接地側-b相の磁気抵抗パターンは、直交方向において、回転磁界が発生する位置に配置されているため、n個の第1の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第2の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第3の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第4の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第5の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第6の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第7の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、および、n個の第8の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向が一端側磁気抵抗パターンから他端側磁気抵抗パターンに向かって一定方向に180/n°ずつ変わっていても、磁気センサの出力の低下を抑制することが可能になる。
特に本発明では、直交方向において回転磁界が発生する位置に配置されるとともに、相対移動方向においてλ/2の範囲に配置される、n個の第1の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第2の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第3の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第4の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第5の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第6の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第7の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、および、n個の第8の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向が、一端側磁気抵抗パターンから他端側磁気抵抗パターンに向かって180/n°ずつ変わっているため、磁気センサの出力の低下を防止することが可能になる。
In addition, in the present invention, the power supply side +a phase magnetoresistive pattern, the ground side +a phase magnetoresistive pattern, the power supply side −a phase magnetoresistive pattern, the ground side −a phase magnetoresistive pattern, the power source side +b phase magnetic The resistance pattern, the +b-phase magnetoresistive pattern on the ground side, the -b-phase magnetoresistive pattern on the power supply side, and the -b-phase magnetoresistive pattern on the ground side are arranged at positions where a rotating magnetic field is generated in the orthogonal direction. longitudinal direction of each conductor of n first magnetoresistive patterns longitudinal direction of each conductor of n second magnetoresistive patterns longitudinal direction of each conductor of n third magnetoresistive patterns , the longitudinal direction of each conductor of the n fourth magnetoresistive patterns, the longitudinal direction of each conductor of the n fifth magnetoresistive patterns, the longitudinal direction of each conductor of the n sixth magnetoresistive patterns. the direction, the longitudinal direction of each conductor of the n seventh magnetoresistive patterns, and the longitudinal direction of each conductor of the n eighth magnetoresistive patterns, from the one end side magnetoresistive pattern to the other end side magnetoresistive pattern It is possible to suppress the decrease in the output of the magnetic sensor even if the angle changes by 180/n° in a constant direction.
In particular, in the present invention, the longitudinal direction of each conductor of the n first magnetoresistive patterns is arranged at a position where a rotating magnetic field is generated in the orthogonal direction and is arranged in the range of λ / 2 in the direction of relative movement. , the longitudinal direction of each conductor of the n second magnetoresistive patterns, the longitudinal direction of each conductor of the n third magnetoresistive patterns, the longitudinal direction of each conductor of the n fourth magnetoresistive patterns. the longitudinal direction of each conductor of the n fifth magnetoresistive patterns; the longitudinal direction of each conductor of the n sixth magnetoresistive patterns; the longitudinal direction of each conductor of the n seventh magnetoresistive patterns; Since the longitudinal direction and the longitudinal direction of each conductor of the n eighth magnetoresistive patterns change by 180/n° from the one end magnetoresistive pattern toward the other end magnetoresistive pattern, the magnetic sensor It is possible to prevent the output from decreasing.
本発明において、電源側+a相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の第1の磁気抵抗パターンによって構成され、接地側+a相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の第2の磁気抵抗パターンによって構成され、電源側-a相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の第3の磁気抵抗パターンによって構成され、接地側-a相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の第4の磁気抵抗パターンによって構成され、電源側+b相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の第5の磁気抵抗パターンによって構成され、接地側+b相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の第6の磁気抵抗パターンによって構成され、電源側-b相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の第7の磁気抵抗パターンによって構成され、接地側-b相の磁気抵抗パターンは、相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の第8の磁気抵抗パターンによって構成され、4個の第1の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、4個の第2の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、4個の第3の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、4個の第4の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、4個の第5の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、4個の第6の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、4個の第7の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、および、4個の第8の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向は、一端側磁気抵抗パターンから他端側磁気抵抗パターンに向かって45°ずつ変わっていることが好ましい。 In the present invention, the +a-phase magnetoresistive pattern on the power supply side is composed of four first magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/8 in the direction of relative movement, and the +a-phase magnetoresistive pattern on the ground side is composed of relative The power supply side-a phase magnetoresistive pattern is composed of four second magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/8 in the movement direction, and four magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/8 in the relative movement direction. The ground side −a phase magnetoresistive pattern is composed of a third magnetoresistive pattern, and the power source side +b phase magnetoresistive pattern is composed of four fourth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/8 in the relative movement direction. is composed of four fifth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/8 in the direction of relative movement, and the magnetoresistive pattern of the ground side +b phase is arranged at a pitch of λ/8 in the direction of relative movement. It is composed of four sixth magnetoresistive patterns arranged, and the power supply side-b phase magnetoresistive pattern is composed of four seventh magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/8 in the direction of relative movement. and the ground side-b phase magnetoresistive pattern is composed of four eighth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/8 in the direction of relative movement, and each of the four first magnetoresistive patterns a longitudinal direction of the conductors, a longitudinal direction of the conductors of each of the four second magnetoresistive patterns, a longitudinal direction of the conductors of each of the four third magnetoresistive patterns, each of the four fourth magnetoresistive patterns; , the longitudinal direction of each of the four fifth magnetoresistive patterns, the longitudinal direction of each of the four sixth magnetoresistive patterns, the longitudinal direction of each of the four seventh magnetoresistive patterns The longitudinal direction of each conductor and the longitudinal direction of each conductor of the four eighth magnetoresistive patterns change by 45° from the one end side magnetoresistive pattern toward the other end side magnetoresistive pattern. preferable.
本願発明者の検討によると、このように構成すれば、電源側+a相の磁気抵抗パターン、接地側+a相の磁気抵抗パターン、電源側-a相の磁気抵抗パターン、接地側-a相の磁気抵抗パターン、電源側+b相の磁気抵抗パターン、接地側+b相の磁気抵抗パターン、電源側-b相の磁気抵抗パターンおよび接地側-b相の磁気抵抗パターンのそれぞれにおいて外部磁界の影響をより効果的に相殺することが可能になり、その結果、電源側+a相の磁気抵抗パターン、接地側+a相の磁気抵抗パターン、電源側-a相の磁気抵抗パターン、接地側-a相の磁気抵抗パターン、電源側+b相の磁気抵抗パターン、接地側+b相の磁気抵抗パターン、電源側-b相の磁気抵抗パターンおよび接地側-b相の磁気抵抗パターンのそれぞれに作用する外部磁界の影響をより効果的に低減することが可能になる。 According to the studies of the inventors of the present application, if configured in this way, the power supply side +a phase magnetoresistive pattern, the ground side +a phase magnetoresistive pattern, the power supply side -a phase magnetoresistive pattern, the ground side -a phase magnetic The effect of the external magnetic field is more effective in each of the resistance pattern, the +b phase magnetoresistive pattern on the power supply side, the +b phase magnetoresistive pattern on the ground side, the -b phase magnetoresistive pattern on the power supply side, and the -b phase magnetoresistive pattern on the ground side. As a result, the power supply side +a phase magnetoresistance pattern, the ground side +a phase magnetoresistance pattern, the power supply side -a phase magnetoresistance pattern, the ground side -a phase magnetoresistance pattern , +b-phase magnetoresistive pattern on the power supply side, +b-phase magnetoresistive pattern on the ground side, -b-phase magnetoresistive pattern on the power supply side, and -b-phase magnetoresistive pattern on the ground side. can be effectively reduced.
本発明において、たとえば、第1の磁気抵抗パターン、第2の磁気抵抗パターン、第3の磁気抵抗パターン、第4の磁気抵抗パターン、第5の磁気抵抗パターン、第6の磁気抵抗パターン、第7の磁気抵抗パターンおよび第8の磁気抵抗パターンのそれぞれは、λ/2nによって規定される直径を有する円形領域に収まるように形成されている。 In the present invention, for example, the first magnetoresistive pattern, the second magnetoresistive pattern, the third magnetoresistive pattern, the fourth magnetoresistive pattern, the fifth magnetoresistive pattern, the sixth magnetoresistive pattern, the seventh and the eighth magnetoresistive pattern are each formed to fit within a circular area having a diameter defined by λ/2n.
本発明において、複数の第1の磁気抵抗パターンは、直列に接続され、複数の第2の磁気抵抗パターンは、直列に接続され、複数の第3の磁気抵抗パターンは、直列に接続され、複数の第4の磁気抵抗パターンは、直列に接続され、複数の第5の磁気抵抗パターンは、直列に接続され、複数の第6の磁気抵抗パターンは、直列に接続され、複数の第7の磁気抵抗パターンは、直列に接続され、複数の第8の磁気抵抗パターンは、直列に接続されていることが好ましい。 In the present invention, the plurality of first magnetoresistive patterns are connected in series, the plurality of second magnetoresistive patterns are connected in series, the plurality of third magnetoresistive patterns are connected in series, and the plurality of The fourth magnetoresistive patterns are connected in series, the plurality of fifth magnetoresistive patterns are connected in series, the plurality of sixth magnetoresistive patterns are connected in series, and the plurality of seventh magnetoresistive patterns are connected in series. Preferably, the resistance patterns are connected in series, and the plurality of eighth magnetoresistive patterns are connected in series.
このように構成すると、電源側+a相の磁気抵抗パターン、接地側+a相の磁気抵抗パターン、電源側-a相の磁気抵抗パターン、接地側-a相の磁気抵抗パターン、電源側+b相の磁気抵抗パターン、接地側+b相の磁気抵抗パターン、電源側-b相の磁気抵抗パターン、および、接地側-b相の磁気抵抗パターンのそれぞれの抵抗値を大きくして、これらの磁気抵抗パターンのそれぞれにおける電流値を低減することが可能になる。したがって、磁気センサの消費電力を低減することが可能になる。 With this configuration, the power supply side +a phase magnetoresistive pattern, the ground side +a phase magnetoresistive pattern, the power supply side −a phase magnetoresistive pattern, the ground side −a phase magnetoresistive pattern, and the power source side +b phase magnetoresistive pattern. By increasing the resistance values of the resistance pattern, the ground side +b phase magnetoresistive pattern, the power supply side -b phase magnetoresistive pattern, and the ground side -b phase magnetoresistive pattern, each of these magnetoresistive patterns It becomes possible to reduce the current value in Therefore, it becomes possible to reduce the power consumption of the magnetic sensor.
本発明において、磁気センサは、+a相の磁気抵抗パターン、-a相の磁気抵抗パターン、+b相の磁気抵抗パターンおよび-b相の磁気抵抗パターンのうちのいずれか2つの磁気抵抗パターンが形成される第1磁気抵抗パターン層と、+a相の磁気抵抗パターン、-a相の磁気抵抗パターン、+b相の磁気抵抗パターンおよび-b相の磁気抵抗パターンのうちの、第1磁気抵抗パターン層に形成される2つの磁気抵抗パターンを除く残りの2つの磁気抵抗パターンが形成される第2磁気抵抗パターン層とを備え、第1磁気抵抗パターン層と第2磁気抵抗パターン層とは、第1磁気抵抗パターン層に形成される磁気抵抗パターンと、第2磁気抵抗パターン層に形成される磁気抵抗パターンとが重なるように積層されていることが好ましい。このように構成すると、+a相の磁気抵抗パターン、-a相の磁気抵抗パターン、+b相の磁気抵抗パターンおよび-b相の磁気抵抗パターンが形成されるチップのコスト、および、チップが搭載されるパッケージのコストをバランス良く低減することが可能になる。 In the present invention, the magnetic sensor has two magnetoresistive patterns selected from a +a phase magnetoresistive pattern, a −a phase magnetoresistive pattern, a +b phase magnetoresistive pattern, and a −b phase magnetoresistive pattern. Formed on the first magnetoresistive pattern layer of the +a phase magnetoresistive pattern, the −a phase magnetoresistive pattern, the +b phase magnetoresistive pattern, and the −b phase magnetoresistive pattern and a second magnetoresistive pattern layer on which the remaining two magnetoresistive patterns are formed, except for the two magnetoresistive patterns formed by the first magnetoresistive pattern layer and the second magnetoresistive pattern layer. It is preferable that the magnetoresistive pattern formed on the pattern layer and the magnetoresistive pattern formed on the second magnetoresistive pattern layer are laminated so as to overlap each other. With this configuration, the cost of the chip on which the +a phase magnetoresistive pattern, the −a phase magnetoresistive pattern, the +b phase magnetoresistive pattern, and the −b phase magnetoresistive pattern are formed, and the mounting of the chip It becomes possible to reduce the cost of the package in a well-balanced manner.
本発明において、磁気センサは、+a相の磁気抵抗パターンと、-a相の磁気抵抗パターンと、+b相の磁気抵抗パターンと、-b相の磁気抵抗パターンとが形成される共通磁気抵抗パターン層を備えていても良い。この場合には、+a相の磁気抵抗パターン、-a相の磁気抵抗パターン、+b相の磁気抵抗パターンおよび-b相の磁気抵抗パターンが形成されるチップのコストを低減することが可能になる。 In the present invention, the magnetic sensor includes a common magnetoresistive pattern layer in which a +a phase magnetoresistive pattern, a −a phase magnetoresistive pattern, a +b phase magnetoresistive pattern, and a −b phase magnetoresistive pattern are formed. may be provided. In this case, it is possible to reduce the cost of the chip on which the +a-phase magnetoresistive pattern, the −a-phase magnetoresistive pattern, the +b-phase magnetoresistive pattern, and the −b-phase magnetoresistive pattern are formed.
本発明において、磁気センサは、+a相の磁気抵抗パターンが形成される第1磁気抵抗パターン層と、-a相の磁気抵抗パターンが形成される第2磁気抵抗パターン層と、+b相の磁気抵抗パターンが形成される第3磁気抵抗パターン層と、-b相の磁気抵抗パターンが形成される第4磁気抵抗パターン層とを備え、第1磁気抵抗パターン層と第2磁気抵抗パターン層と第3磁気抵抗パターン層と第4磁気抵抗パターン層とは、+a相の磁気抵抗パターンと-a相の磁気抵抗パターンと+b相の磁気抵抗パターンと-b相の磁気抵抗パターンとが重なるように積層されていても良い。 In the present invention, the magnetic sensor includes a first magnetoresistive pattern layer on which a +a phase magnetoresistive pattern is formed, a second magnetoresistive pattern layer on which a −a phase magnetoresistive pattern is formed, and a +b phase magnetoresistive pattern. A third magnetoresistive pattern layer on which a pattern is formed and a fourth magnetoresistive pattern layer on which a -b phase magnetoresistive pattern is formed, wherein the first magnetoresistive pattern layer, the second magnetoresistive pattern layer and the third magnetoresistive pattern layer are provided. The magnetoresistive pattern layer and the fourth magnetoresistive pattern layer are laminated such that the +a phase magnetoresistive pattern, the −a phase magnetoresistive pattern, the +b phase magnetoresistive pattern, and the −b phase magnetoresistive pattern overlap. It's okay to be there.
この場合には、+a相の磁気抵抗パターン、-a相の磁気抵抗パターン、+b相の磁気抵抗パターンおよび-b相の磁気抵抗パターンが形成されるチップを小型化することが可能になるため、チップが搭載されるパッケージのコストを低減することが可能になる。また、この場合には、+a相の磁気抵抗パターンと-a相の磁気抵抗パターンと+b相の磁気抵抗パターンと-b相の磁気抵抗パターンとが重なっているため、磁気センサ装置に加わる外部磁界の強さや向きが磁気センサの設置範囲において変動しても、磁気センサ装置の検出精度の低下を抑制することが可能になる。 In this case, it is possible to miniaturize the chip on which the +a phase magnetoresistive pattern, the −a phase magnetoresistive pattern, the +b phase magnetoresistive pattern, and the −b phase magnetoresistive pattern are formed. It becomes possible to reduce the cost of the package in which the chip is mounted. In this case, since the +a phase magnetoresistive pattern, the −a phase magnetoresistive pattern, the +b phase magnetoresistive pattern, and the −b phase magnetoresistive pattern overlap each other, the external magnetic field applied to the magnetic sensor device Even if the strength and orientation of the magnetic sensor fluctuate within the installation range of the magnetic sensor, it is possible to suppress deterioration in the detection accuracy of the magnetic sensor device.
本発明において、たとえば、磁気スケールは、円環状または円形状に形成され、複数の第1の磁気抵抗パターン、複数の第2の磁気抵抗パターン、複数の第3の磁気抵抗パターン、複数の第4の磁気抵抗パターン、複数の第5の磁気抵抗パターン、複数の第6の磁気抵抗パターン、複数の第7の磁気抵抗パターン、および、複数の第8の磁気抵抗パターンのそれぞれは、円弧状に配列されている。すなわち、磁気センサ装置は、たとえば、ロータリーエンコーダである。この場合には、ロータリーエンコーダである磁気センサ装置に外部から磁界が加わっても、磁気センサ装置の検出精度の低下を抑制することが可能になる。 In the present invention, for example, the magnetic scale is formed in an annular or circular shape, and includes a plurality of first magnetoresistive patterns, a plurality of second magnetoresistive patterns, a plurality of third magnetoresistive patterns, and a plurality of fourth magnetoresistive patterns. , the plurality of fifth magnetoresistive patterns, the plurality of sixth magnetoresistive patterns, the plurality of seventh magnetoresistive patterns, and the plurality of eighth magnetoresistive patterns are each arranged in an arc It is That is, the magnetic sensor device is, for example, a rotary encoder. In this case, even if a magnetic field is applied to the magnetic sensor device, which is a rotary encoder, from the outside, it is possible to suppress deterioration in detection accuracy of the magnetic sensor device.
また、本発明において、たとえば、磁気スケールは、直線状に形成され、複数の第1の磁気抵抗パターン、複数の第2の磁気抵抗パターン、複数の第3の磁気抵抗パターン、複数の第4の磁気抵抗パターン、複数の第5の磁気抵抗パターン、複数の第6の磁気抵抗パターン、複数の第7の磁気抵抗パターン、および、複数の第8の磁気抵抗パターンのそれぞれは、直線状に配列されている。すなわち、磁気センサ装置は、たとえば、リニアエンコーダである。この場合には、リニアエンコーダである磁気センサ装置に外部から磁界が加わっても、磁気センサ装置の検出精度の低下を抑制することが可能になる。 Further, in the present invention, for example, the magnetic scale is formed linearly, and includes a plurality of first magnetoresistive patterns, a plurality of second magnetoresistive patterns, a plurality of third magnetoresistive patterns, and a plurality of fourth magnetoresistive patterns. Each of the magnetoresistive patterns, the plurality of fifth magnetoresistive patterns, the plurality of sixth magnetoresistive patterns, the plurality of seventh magnetoresistive patterns, and the plurality of eighth magnetoresistive patterns are linearly arranged. ing. That is, the magnetic sensor device is, for example, a linear encoder. In this case, even if a magnetic field is applied to the magnetic sensor device, which is a linear encoder, from the outside, it is possible to suppress deterioration in the detection accuracy of the magnetic sensor device.
以上のように、本発明では、磁気スケールと磁気センサとを備える磁気センサ装置において、磁気センサ装置に外部から磁界が加わっても、磁気センサ装置の検出精度の低下を抑制することが可能になる。 As described above, in the present invention, in a magnetic sensor device including a magnetic scale and a magnetic sensor, even if a magnetic field is applied to the magnetic sensor device from the outside, it is possible to suppress deterioration in the detection accuracy of the magnetic sensor device. .
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(磁気センサ装置の概略構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかる磁気センサ装置1の構成を説明するための概略図である。
(Schematic configuration of magnetic sensor device)
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a
本形態の磁気センサ装置1は、たとえば、ロータとステータとを有するモータに取り付けられて使用されるロータリーエンコーダである。磁気センサ装置1は、磁気スケール2と、磁気スケール2に対向配置される磁気センサ3とを備えている。磁気センサ3は、モータケース等のモータの固定側の部材に固定されている。磁気スケール2は、ロータに固定されている。ロータが回転すると、磁気センサ3に対して磁気スケール2が回転する。すなわち、ロータが回転すると、磁気センサ3は、磁気スケール2に対して相対的に移動する。具体的には、磁気センサ3は、ロータが回転すると、磁気スケール2に対して磁気スケール2の周方向に相対的に移動する。すなわち、磁気センサ3は、ロータが回転すると、磁気スケール2に対して相対的に回転する。
The
(磁気スケールの構成)
図2、図3は、図1のE部の構成を説明するための拡大図である。
(Configuration of magnetic scale)
2 and 3 are enlarged views for explaining the configuration of the E section in FIG.
磁気スケール2は、円環状または円形状に形成されている。磁気スケール2は、磁気スケール2の周方向においてN極とS極とが同じ幅で交互に配列される複数のトラック2a、2bを備えている。本形態の磁気スケール2は、2個のトラック2a、2bを備えている。また、磁気スケール2は、円環状または円形状に形成される永久磁石を備えており、トラック2a、2bは、永久磁石の表面に形成されている。
The
トラック2a、2bは、円環状に形成されている。具体的には、トラック2a、2bは、磁気スケール2の中心を曲率中心とする円環状に形成されている。磁気スケール2の周方向に直交する磁気スケール2の径方向におけるトラック2aの幅と、磁気スケール2の径方向におけるトラック2bの幅とは等しくなっている。2個のトラック2a、2bは、同心状に配置されるとともに磁気スケール2の径方向で隣接配置されている。具体的には、トラック2aが磁気スケール2の径方向の内側に配置され、トラック2bが磁気スケール2の径方向の外側に配置されている。
トラック2aの外周面とトラック2bの内周面とは接触している。以下の説明では、磁気スケール2の周方向を「周方向」とし、磁気スケール2の径方向を「径方向」とする。本形態の周方向は、磁気スケール2に対する磁気センサ3の相対移動方向であり、径方向は、磁気スケール2に対する磁気センサ3の相対移動方向に直交する直交方向である。
The outer peripheral surface of
トラック2a、2bでは、周方向においてN極とS極との位置が1磁極分ずれている。すなわち、磁気スケール2では、N極とS極とが市松模様状に配置されている。そのため、本形態では、径方向におけるトラック2a、2bの所定の位置において、磁気センサ3に対向する磁気スケール2の対向面2cに平行な面内方向における磁気ベクトルの向き(図2、図3の矢印の向き)が周方向で変化する回転磁界H1、H2が発生している。
In the
具体的には、トラック2aでは、トラック2aとトラック2bの境界よりも若干、径方向の内側の位置で回転磁界H1が発生し、トラック2bでは、トラック2aとトラック2bの境界よりも若干、径方向の外側の位置で回転磁界H2が発生している。図2、図3に示すように、回転磁界H1、H2では、1個のN極の周方向の幅(すなわち、1個のS極の周方向の幅)で磁気ベクトルの向きが180°回転する。
Specifically, in the
(磁気センサの構成)
図4は、図1に示す磁気センサ3の側面図である。図5は、図4に示す磁気センサ3の回路図である。図6は、図4に示す磁気センサ3の出力信号を説明するための図である。図7は、図4に示すMRチップ5の構成を説明するための図である。図8は、図7に示す第1磁気抵抗パターン層37の構成を説明するための図である。図9は、図7に示す第2磁気抵抗パターン層38の構成を説明するための図である。
(Configuration of magnetic sensor)
4 is a side view of the
図4に示すように、磁気センサ3は、チップ型の磁気抵抗素子5(以下、「MRチップ5」とする。)と、MRチップ5が実装されるセンサ基板6と、センサ基板6に実装されたMRチップ5を覆う樹脂封止部材7とを備えている。磁気センサ3は、MRチップ5の検出面5aと磁気スケール2の対向面2cとが対向するように配置されている。センサ基板6は、たとえば、シリコンやセラミックス等で形成された剛性基板である。MRチップ5は、互いに90°の位相差を有するA相(SIN相)の磁気抵抗パターン8およびB相(COS相)の磁気抵抗パターン9を備えている(図5参照)。
As shown in FIG. 4, the
A相の磁気抵抗パターン8は、180°の位相差をもって磁気スケール2に対する磁気センサ3の相対移動を検出するための+a相の磁気抵抗パターン11および-a相の磁気抵抗パターン12を備えている。+a相の磁気抵抗パターン11および-a相の磁気抵抗パターン12は、ブリッジ回路を構成している。B相の磁気抵抗パターン9は、180°の位相差をもって磁気スケール2に対する磁気センサ3の相対移動を検出するための+b相の磁気抵抗パターン13および-b相の磁気抵抗パターン14を備えている。+b相の磁気抵抗パターン13および-b相の磁気抵抗パターン14は、ブリッジ回路を構成している。
The A-phase
+a相の磁気抵抗パターン11の一端部および-a相の磁気抵抗パターン12の一端部は電源端子17(図7参照)に接続され、+a相の磁気抵抗パターン11の他端部および-a相の磁気抵抗パターン12の他端部は接地端子18(図7参照)に接続されている。+a相の磁気抵抗パターン11の中点位置11cは、端子19(図7参照)に接続されている。-a相の磁気抵抗パターン12の中点位置12cは、端子20(図7参照)に接続されている。
One end of the +a
同様に、+b相の磁気抵抗パターン13の一端部および-b相の磁気抵抗パターン14の一端部は電源端子17に接続され、+b相の磁気抵抗パターン13の他端部および-b相の磁気抵抗パターン14の他端部は接地端子18に接続されている。+b相の磁気抵抗パターン13の中点位置13cは、端子21(図7参照)に接続されている。-b相の磁気抵抗パターン14の中点位置14cは、端子22(図7参照)に接続されている。
Similarly, one end of the +b
端子19からは、たとえば、図6のように変動するアナログ状のSIN+信号が出力され、端子20からは、たとえば、図6のように変動するアナログ状のSIN-信号が出力される。SIN+信号およびSIN-信号は、差動回路23に入力される。差動回路23からは、図6のように変動するアナログ状のSIN信号(正弦波信号、A相信号)が出力される。
端子21からは、たとえば、図6のように変動するアナログ状のCOS+信号が出力され、端子22からは、たとえば、図6のように変動するアナログ状のCOS-信号が出力される。COS+信号およびCOS-信号は、差動回路24に入力される。差動回路24からは、図6のように変動するアナログ状のCOS信号(余弦波信号、B相信号)が出力される。本形態では、差動回路23から出力されるSIN信号と差動回路24から出力されるCOS信号とに基づいて、磁気スケール2の回転速度や回転量が検出される。
+a相の磁気抵抗パターン11は、+a相の磁気抵抗パターン11の中点位置11cよりも電源側に配置される電源側+a相の磁気抵抗パターン27と、+a相の磁気抵抗パターン11の中点位置11cよりも接地側に配置される接地側+a相の磁気抵抗パターン28とから構成されている。-a相の磁気抵抗パターン12は、-a相の磁気抵抗パターン12の中点位置12cよりも電源側に配置される電源側-a相の磁気抵抗パターン29と、-a相の磁気抵抗パターン12の中点位置12cよりも接地側に配置される接地側-a相の磁気抵抗パターン30とから構成されている。
The +a-phase
+b相の磁気抵抗パターン13は、+b相の磁気抵抗パターン13の中点位置13cよりも電源側に配置される電源側+b相の磁気抵抗パターン31と、+b相の磁気抵抗パターン13の中点位置13cよりも接地側に配置される接地側+b相の磁気抵抗パターン32とから構成されている。-b相の磁気抵抗パターン14は、-b相の磁気抵抗パターン14の中点位置14cよりも電源側に配置される電源側-b相の磁気抵抗パターン33と、-b相の磁気抵抗パターン14の中点位置14cよりも接地側に配置される接地側-b相の磁気抵抗パターン34とから構成されている。
The +b
電源側+a相の磁気抵抗パターン27は、周方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第1の磁気抵抗パターン27a~27d(以下、「磁気抵抗パターン27a~27d」とする。)によって構成されている。同様に、接地側+a相の磁気抵抗パターン28は、周方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第2の磁気抵抗パターン28a~28d(以下、「磁気抵抗パターン28a~28d」とする。)によって構成され、電源側-a相の磁気抵抗パターン29は、周方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第3の磁気抵抗パターン29a~29d(以下、「磁気抵抗パターン29a~29d」とする。)によって構成され、接地側-a相の磁気抵抗パターン30は、周方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第4の磁気抵抗パターン30a~30d(以下、「磁気抵抗パターン30a~30d」とする。)によって構成されている。
The +a-phase
また、電源側+b相の磁気抵抗パターン31は、周方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第5の磁気抵抗パターン31a~31d(以下、「磁気抵抗パターン31a~31d」とする。)によって構成され、接地側+b相の磁気抵抗パターン32は、周方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第6の磁気抵抗パターン32a~32d(以下、「磁気抵抗パターン32a~32d」とする。)によって構成され、電源側-b相の磁気抵抗パターン33は、周方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第7の磁気抵抗パターン33a~33d(以下、「磁気抵抗パターン33a~33d」とする。)によって構成され、接地側-b相の磁気抵抗パターン34は、周方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第8の磁気抵抗パターン34a~34d(以下、「磁気抵抗パターン34a~34d」とする。)によって構成されている。
The +b-
本形態では、電源側+a相の磁気抵抗パターン27は、4個の磁気抵抗パターン27a~27dによって構成されている。また、接地側+a相の磁気抵抗パターン28は、4個の磁気抵抗パターン28a~28dによって構成され、電源側-a相の磁気抵抗パターン29は、4個の磁気抵抗パターン29a~29dによって構成され、接地側-a相の磁気抵抗パターン30は、4個の磁気抵抗パターン30a~30dによって構成されている。同様に、電源側+b相の磁気抵抗パターン31は、4個の磁気抵抗パターン31a~31dによって構成され、接地側+b相の磁気抵抗パターン32は、4個の磁気抵抗パターン32a~32dによって構成され、電源側-b相の磁気抵抗パターン33は、4個の磁気抵抗パターン33a~33dによって構成され、接地側-b相の磁気抵抗パターン34は、4個の磁気抵抗パターン34a~34dによって構成されている。
In this embodiment, the +a-phase
4個の磁気抵抗パターン27a~27dは、直列に接続されている。具体的には、4個の磁気抵抗パターン27a~27dは、電源側から中点位置11cに向かってこの順番で直列に接続されている。同様に、4個の磁気抵抗パターン28a~28dは、直列に接続され、4個の磁気抵抗パターン29a~29dは、直列に接続され、4個の磁気抵抗パターン30a~30dは、直列に接続され、4個の磁気抵抗パターン31a~31dは、直列に接続され、4個の磁気抵抗パターン32a~32dは、直列に接続され、4個の磁気抵抗パターン33a~33dは、直列に接続され、4個の磁気抵抗パターン34a~34dは、直列に接続されている。
The four
具体的には、4個の磁気抵抗パターン28a~28dは、中点位置11cから接地側に向かってこの順番で直列に接続されている。また、4個の磁気抵抗パターン29a~29dは、電源側から中点位置12cに向かってこの順番で直列に接続され、4個の磁気抵抗パターン30a~30dは、中点位置12cから接地側に向かってこの順番で直列に接続されている。4個の磁気抵抗パターン31a~31dは、電源側から中点位置13cに向かってこの順番で直列に接続され、4個の磁気抵抗パターン32a~32dは、中点位置13cから接地側に向かってこの順番で直列に接続されている。4個の磁気抵抗パターン33a~33dは、電源側から中点位置14cに向かってこの順番で直列に接続され、4個の磁気抵抗パターン34a~34dは、中点位置14cから接地側に向かってこの順番で直列に接続されている。
Specifically, the four
MRチップ5は、磁気抵抗パターン27a~27d、28a~28d、33a~33d、34a~34dが形成される第1磁気抵抗パターン層37と、磁気抵抗パターン29a~29d、30a~30d、31a~31d、32a~32dが形成される第2磁気抵抗パターン層38とを備えている。
The
すなわち、磁気センサ3は、+a相の磁気抵抗パターン11、-a相の磁気抵抗パターン12、+b相の磁気抵抗パターン13および-b相の磁気抵抗パターン14のうちの、2つの磁気抵抗パターンである+a相の磁気抵抗パターン11および-b相の磁気抵抗パターン14が形成される第1磁気抵抗パターン層37と、+a相の磁気抵抗パターン11、-a相の磁気抵抗パターン12、+b相の磁気抵抗パターン13および-b相の磁気抵抗パターン14のうちの、第1磁気抵抗パターン層37に形成される2つの+a相の磁気抵抗パターン11および-b相の磁気抵抗パターン14を除く残りの磁気抵抗パターンである-a相の磁気抵抗パターン12および+b相の磁気抵抗パターン13が形成される第2磁気抵抗パターン層38とを備えている。
That is, the
第1磁気抵抗パターン層37は、長方形状に形成されている。第1磁気抵抗パターン層37において、4個の磁気抵抗パターン27a~27d、4個の磁気抵抗パターン28a~28d、4個の磁気抵抗パターン33a~33d、および、4個の磁気抵抗パターン34a~34dのそれぞれは、円弧状に配列されている。具体的には、4個の磁気抵抗パターン27a~27d、4個の磁気抵抗パターン28a~28d、4個の磁気抵抗パターン33a~33d、および、4個の磁気抵抗パターン34a~34dのそれぞれは、磁気スケール2の中心を曲率中心とする円弧状に配列されている。
The first
磁気抵抗パターン27a~27dと磁気抵抗パターン33a~33dとは、径方向において同じ位置に配置されている。また、磁気抵抗パターン28a~28dと磁気抵抗パターン34a~34dとは、径方向において同じ位置に配置されている。本形態では、磁気抵抗パターン27a~27d、33a~33dが磁気抵抗パターン28a~28d、34a~34dよりも径方向の外側に配置されている。
The
また、本形態では、電源端子17および接地端子18は、周方向におけるMRチップ5の中心に配置されており、磁気抵抗パターン33a~33d、34a~34dは、周方向における電源端子17および接地端子18の中心よりも、周方向の一方側(具体的には、図7の時計回りの方向側)に配置され、磁気抵抗パターン27a~27d、28a~28dは、周方向における電源端子17および接地端子18の中心よりも、周方向の他方側(具体的には、図7の反時計回りの方向側)に配置されている。以下の説明では、図7における時計回りの方向を「時計方向」とし、図7における反時計回りの方向を「反時計方向」とする。
In addition, in this embodiment, the
第2磁気抵抗パターン層38は、第1磁気抵抗パターン層37と同形状の長方形状に形成されている。第2磁気抵抗パターン層38において、4個の磁気抵抗パターン29a~29d、4個の磁気抵抗パターン30a~30d、4個の磁気抵抗パターン31a~31d、および、4個の磁気抵抗パターン32a~32dのそれぞれは、円弧状に配列されている。具体的には、4個の磁気抵抗パターン29a~29d、4個の磁気抵抗パターン30a~30d、4個の磁気抵抗パターン31a~31d、および、4個の磁気抵抗パターン32a~32dのそれぞれは、磁気スケール2の中心を曲率中心とする円弧状に配列されている。
The second
磁気抵抗パターン29a~29dと磁気抵抗パターン31a~31dとは、径方向において同じ位置に配置されている。また、磁気抵抗パターン30a~30dと磁気抵抗パターン32a~32dとは、径方向において同じ位置に配置されている。本形態では、磁気抵抗パターン29a~29d、31a~31dが磁気抵抗パターン30a~30d、32a~32dよりも径方向の外側に配置されている。また、磁気抵抗パターン29a~29d、31a~31dは、径方向において、磁気抵抗パターン27a~27d、33a~33dと同じ位置に配置され、磁気抵抗パターン30a~30d、32a~32dは、径方向において、磁気抵抗パターン28a~28d、34a~34dと同じ位置に配置されている。
The
また、磁気抵抗パターン29a~29d、30a~30dは、周方向における電源端子17および接地端子18の中心よりも、周方向の一方側(時計方向側)に配置され、磁気抵抗パターン31a~31d、32a~32dは、周方向における電源端子17および接地端子18の中心よりも、周方向の他方側(反時計方向側)に配置されている。なお、電源端子17は、径方向におけるMRチップ5の外側端に配置され、接地端子18は、径方向におけるMRチップ5の内側端に配置されている。端子20、21は、径方向におけるMRチップ5の外側端に配置され、端子19、22は、径方向におけるMRチップ5の内側端に配置されている。また、端子20、22は、MRチップ5の時計方向端側に配置され、端子19、21は、MRチップ5の反時計方向端側に配置されている。
The
4個の磁気抵抗パターン27a~27dは、周方向の一端側から他端側に向かって(具体的には、反時計方向に向かって)この順番で配列され、4個の磁気抵抗パターン28a~28dは、時計方向に向かってこの順番で配列されている。4個の磁気抵抗パターン29a~29dは、時計方向に向かってこの順番で配列され、4個の磁気抵抗パターン30a~30dは、反時計方向に向かってこの順番で配列されている。4個の磁気抵抗パターン31a~31dは、反時計方向に向かってこの順番で配列され、4個の磁気抵抗パターン32a~32dは、時計方向に向かってこの順番で配列されている。4個の磁気抵抗パターン33a~33dは、時計方向に向かってこの順番で配列され、4個の磁気抵抗パターン34a~34dは、反時計方向に向かってこの順番で配列されている。
The four
本形態の磁気抵抗パターン27aは、4個の磁気抵抗パターン27a~27dにおいて、磁気スケール2に対する磁気センサ3の相対移動方向である周方向で最も一端側に配置される一端側磁気抵抗パターンであり、磁気抵抗パターン27dは、4個の磁気抵抗パターン27a~27dにおいて、周方向で最も他端側に配置される他端側磁気抵抗パターンである。
The
また、本形態の磁気抵抗パターン28dは、4個の磁気抵抗パターン28a~28dにおいて、周方向で最も一端側に配置される一端側磁気抵抗パターンであり、磁気抵抗パターン28aは、4個の磁気抵抗パターン28a~28dにおいて、周方向で最も他端側に配置される他端側磁気抵抗パターンである。同様に、本形態の磁気抵抗パターン29d、30a、31a、32d、33d、34aは、一端側磁気抵抗パターンであり、磁気抵抗パターン29a、30d、31d、32a、33a、34dは、他端側磁気抵抗パターンである。
Further, the
図8、図9に示すように、磁気抵抗パターン27a~27d、28a~28d、29a~29d、30a~30d、31a~31d、32a~32d、33a~33d、34a~34dのそれぞれは、所定方向を長手方向とする直線状の導体が複数回折り返されることで形成されている。本形態の磁気抵抗パターン27a~27d、28a~28d、29a~29d、30a~30d、31a~31d、32a~32d、33a~33d、34a~34dは、長方形状に形成されている。また、本形態の磁気抵抗パターン27a~27d、28a~28d、29a~29d、30a~30d、31a~31d、32a~32d、33a~33d、34a~34dは、いずれも同じ形状に形成されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
図1に示すように、周方向で隣接する1個のN極および1個のS極が磁気スケール2の中心に対してなす中心角をλとすると(すなわち、中心角の大きさ(角度)をλとすると)、磁気抵抗パターン27a~27d、28a~28d、29a~29d、30a~30d、31a~31d、32a~32d、33a~33d、34a~34dのそれぞれは、λ/8によって規定される直径を有する円形領域RA1、RA2に収まるように形成されている(図8参照)。
As shown in FIG. 1, let λ be the central angle formed by one N pole and one S pole adjacent in the circumferential direction with respect to the center of the magnetic scale 2 (that is, the magnitude of the central angle (angle) is λ), each of the
具体的には、磁気抵抗パターン27a~27d、29a~29d、31a~31d、33a~33dのそれぞれは、円形領域RA1に収まるように形成され、磁気抵抗パターン28a~28d、30a~30d、32a~32d、34a~34dのそれぞれは、円形領域RA2に収まるように形成されている。本形態では、円形領域RA1の直径は、径方向において磁気抵抗パターン27a~27d、29a~29d、31a~31d、33a~33dが配置される箇所の、1個のN極の周方向の幅と1個のS極の周方向の幅との和の1/8となっている。また、円形領域RA2の直径は、径方向において磁気抵抗パターン28a~28d、30a~30d、32a~32d、34a~34dが配置される箇所の、1個のN極の周方向の幅と1個のS極の周方向の幅との和の1/8となっている。
Specifically, each of the
図8に示すように、4個の磁気抵抗パターン27a~27dは、周方向においてλ/8ピッチで配列されている。同様に、4個の磁気抵抗パターン28a~28dは、周方向においてλ/8ピッチで配置され、4個の磁気抵抗パターン29a~29dは、周方向においてλ/8ピッチで配置され、4個の磁気抵抗パターン30a~30dは、周方向においてλ/8ピッチで配置され、4個の磁気抵抗パターン31a~31dは、周方向においてλ/8ピッチで配置され、4個の磁気抵抗パターン32a~32dは、周方向においてλ/8ピッチで配置され、4個の磁気抵抗パターン33a~33dは、周方向においてλ/8ピッチで配置され、4個の磁気抵抗パターン34a~34dは、周方向においてλ/8ピッチで配置されている。
As shown in FIG. 8, the four
そのため、図2、図3に示すように、4個の磁気抵抗パターン27a~27dは、周方向においてλ/2の範囲に配置され、4個の磁気抵抗パターン28a~28dは、周方向においてλ/2の範囲に配置され、4個の磁気抵抗パターン29a~29dは、周方向においてλ/2の範囲に配置され、4個の磁気抵抗パターン30a~30dは、周方向においてλ/2の範囲に配置され、4個の磁気抵抗パターン31a~31dは、周方向においてλ/2の範囲に配置され、4個の磁気抵抗パターン32a~32dは、周方向においてλ/2の範囲に配置され、4個の磁気抵抗パターン33a~33dは、周方向においてλ/2の範囲に配置され、4個の磁気抵抗パターン34a~34dは、周方向においてλ/2の範囲に配置されている。
Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, the four
すなわち、4個の磁気抵抗パターン27a~27d、4個の磁気抵抗パターン28a~28d、4個の磁気抵抗パターン29a~29d、4個の磁気抵抗パターン30a~30d、4個の磁気抵抗パターン31a~31d、4個の磁気抵抗パターン32a~32d、4個の磁気抵抗パターン33a~33d、4個の磁気抵抗パターン34a~34dのそれぞれは、1個のN極の周方向の幅(あるいは、1個のS極の周方向の幅)の範囲内に配置されている。
That is, four
MRチップ5では、第1磁気抵抗パターン層37に形成される+a相の磁気抵抗パターン11および-b相の磁気抵抗パターン14と、第2磁気抵抗パターン層38に形成される-a相の磁気抵抗パターン12および+b相の磁気抵抗パターン13とが重なるように第1磁気抵抗パターン層37と第2磁気抵抗パターン層38とが積層されている。すなわち、MRチップ5は、第1磁気抵抗パターン層37と第2磁気抵抗パターン層38とが積層された2層構造となっている。
In the
具体的には、磁気抵抗パターン27a~27dのそれぞれと磁気抵抗パターン31a~31dのそれぞれとが重なり、磁気抵抗パターン28a~28dのそれぞれと磁気抵抗パターン32a~32dのそれぞれとが重なり、磁気抵抗パターン33a~33dのそれぞれと磁気抵抗パターン29a~29dのそれぞれとが重なり、磁気抵抗パターン34a~34dのそれぞれと磁気抵抗パターン30a~30dのそれぞれとが重なるように、第1磁気抵抗パターン層37と第2磁気抵抗パターン層38とが積層されている。
Specifically, each of the
磁気抵抗パターン28a~28d、30a~30d、32a~32d、34a~34dは、径方向において回転磁界H1が発生する位置に配置され、磁気抵抗パターン27a~27d、29a~29d、31a~31d、33a~33dは、径方向において回転磁界H2が発生する位置に配置されている。すなわち、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、接地側+b相の磁気抵抗パターン32および接地側-b相の磁気抵抗パターン34は、径方向において回転磁界H1が発生する位置に配置され、電源側+a相の磁気抵抗パターン27、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、電源側+b相の磁気抵抗パターン31および電源側-b相の磁気抵抗パターン33は、径方向において回転磁界H2が発生する位置に配置されている。
The
4個の磁気抵抗パターン27a~27dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン27aから磁気抵抗パターン27dに向かって一定方向に所定角度ずつ変わっている。具体的には、4個の磁気抵抗パターン27a~27dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン27aから磁気抵抗パターン27dに向かって時計方向に45°ずつ変わっている。
The longitudinal directions of the conductors of the four
同様に、4個の磁気抵抗パターン28a~28dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン28dから磁気抵抗パターン28aに向かって一定方向に所定角度ずつ変わり、4個の磁気抵抗パターン29a~29dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン29dから磁気抵抗パターン29aに向かって一定方向に所定角度ずつ変わり、4個の磁気抵抗パターン30a~30dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン30aから磁気抵抗パターン30dに向かって一定方向に所定角度ずつ変わっている。
Similarly, the longitudinal directions of the conductors of the four
また、4個の磁気抵抗パターン31a~31dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン31aから磁気抵抗パターン31dに向かって一定方向に所定角度ずつ変わり、4個の磁気抵抗パターン32a~32dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン32dから磁気抵抗パターン32aに向かって一定方向に所定角度ずつ変わり、4個の磁気抵抗パターン33a~33dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン33dから磁気抵抗パターン33aに向かって一定方向に所定角度ずつ変わり、4個の磁気抵抗パターン34a~34dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン34aから磁気抵抗パターン34dに向かって一定方向に所定角度ずつ変わっている。
In addition, the longitudinal direction of the conductors of the four
具体的には、4個の磁気抵抗パターン28a~28dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン28dから磁気抵抗パターン28aに向かって反時計方向に45°ずつ変わり、4個の磁気抵抗パターン29a~29dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン29dから磁気抵抗パターン29aに向かって時計方向に45°ずつ変わり、4個の磁気抵抗パターン30a~30dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン30aから磁気抵抗パターン30dに向かって反時計方向に45°ずつ変わっている。
Specifically, the longitudinal direction of the conductors of each of the four
また、4個の磁気抵抗パターン31a~31dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン31aから磁気抵抗パターン31dに向かって時計方向に45°ずつ変わり、4個の磁気抵抗パターン32a~32dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン32dから磁気抵抗パターン32aに向かって反時計方向に45°ずつ変わり、4個の磁気抵抗パターン33a~33dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン33dから磁気抵抗パターン33aに向かって時計方向に45°ずつ変わり、4個の磁気抵抗パターン34a~34dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン34aから磁気抵抗パターン34dに向かって反時計方向に45°ずつ変わっている。
The longitudinal direction of each conductor of the four
図2、図3に示すように、回転磁界H1では、磁気スケール2の反時計方向側に向かうにしたがって磁気ベクトルの向きが反時計方向に回っている。回転磁界H1では、磁気スケール2の反時計方向側に向かうにしたがってλ/8の範囲において磁気ベクトルの向きが反時計方向に45°変わる。また、回転磁界H2では、磁気スケール2の反時計方向側に向かうにしたがって磁気ベクトルの向きが時計方向に回っている。回転磁界H2では、磁気スケール2の反時計方向側に向かうにしたがってλ/8の範囲において磁気ベクトルの向きが時計方向に45°変わる。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the rotating magnetic field H1, the direction of the magnetic vector rotates counterclockwise toward the counterclockwise side of the
径方向において回転磁界H1が発生する位置に配置される磁気抵抗パターン28a~28dでは、4個の磁気抵抗パターン28a~28dのそれぞれの導体の長手方向は、反時計方向側に向かうにしたがって回転磁界H1の回転方向と同じ方向に回っている。同様に、径方向において回転磁界H1が発生する位置に配置される磁気抵抗パターン30a~30dでは、4個の磁気抵抗パターン30a~30dのそれぞれの導体の長手方向は、反時計方向側に向かうにしたがって回転磁界H1の回転方向と同じ方向に回っている。
In the
また、径方向において回転磁界H1が発生する位置に配置される磁気抵抗パターン32a~32dでは、4個の磁気抵抗パターン32a~32dのそれぞれの導体の長手方向は、反時計方向側に向かうにしたがって回転磁界H1の回転方向と同じ方向に回り、径方向において回転磁界H1が発生する位置に配置される磁気抵抗パターン34a~34dでは、4個の磁気抵抗パターン34a~34dのそれぞれの導体の長手方向は、反時計方向側に向かうにしたがって回転磁界H1の回転方向と同じ方向に回っている。
Further, in the
径方向において回転磁界H2が発生する位置に配置される磁気抵抗パターン27a~27dでは、4個の磁気抵抗パターン27a~27dのそれぞれの導体の長手方向は、反時計方向側に向かうにしたがって回転磁界H2の回転方向と同じ方向に回っている。同様に、径方向において回転磁界H2が発生する位置に配置される磁気抵抗パターン29a~29dでは、4個の磁気抵抗パターン29a~29dのそれぞれの導体の長手方向は、反時計方向側に向かうにしたがって回転磁界H2の回転方向と同じ方向に回っている。
In the
また、径方向において回転磁界H2が発生する位置に配置される磁気抵抗パターン31a~31dでは、4個の磁気抵抗パターン31a~31dのそれぞれの導体の長手方向は、反時計方向側に向かうにしたがって回転磁界H2の回転方向と同じ方向に回り、径方向において回転磁界H2が発生する位置に配置される磁気抵抗パターン33a~33dでは、4個の磁気抵抗パターン33a~33dのそれぞれの導体の長手方向は、反時計方向側に向かうにしたがって回転磁界H2の回転方向と同じ方向に回っている。
Further, in the
すなわち、本形態では、径方向において回転磁界H1が発生する位置に配置される磁気抵抗パターン28a~28d、30a~30d、32a~32d、34a~34dは、回転磁界H1の等価な位置に配置されている。また、径方向において回転磁界H2が発生する位置に配置される磁気抵抗パターン27a~27d、29a~29d、31a~31d、33a~33dは、回転磁界H2の等価な位置に配置されている。
That is, in this embodiment, the
なお、本形態では、磁気抵抗パターン27a、33aの導体の長手方向は、周方向と一致しており、磁気抵抗パターン28d、34dの導体の長手方向は、径方向と一致している。また、磁気抵抗パターン29a、30dの導体の長手方向は、周方向に対して時計方向に45°傾いており、磁気抵抗パターン31a、32dの導体の長手方向は、周方向に対して反時計方向に45°傾いている。
In this embodiment, the longitudinal direction of the conductors of the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、電源側+a相の磁気抵抗パターン27を構成する4個の磁気抵抗パターン27a~27dのそれぞれの導体の長手方向は、磁気抵抗パターン27aから磁気抵抗パターン27dに向かって一定方向に所定角度ずつ変わっている。そのため、本形態では、磁気センサ装置1に外部磁界が加わったときに、磁気抵抗パターン27a~27dのそれぞれに対して外部磁界の影響が異なった方向に作用する。したがって、本形態では、磁気センサ装置1に外部磁界が加わったときに、磁気抵抗パターン27a~27dのそれぞれに作用する外部磁界の影響を互いに相殺することが可能になる。すなわち、本形態では、電源側+a相の磁気抵抗パターン27において外部磁界の影響を相殺することが可能になり、その結果、電源側+a相の磁気抵抗パターン27に作用する外部磁界の影響を低減することが可能になる。
(Main effects of this form)
As described above, in this embodiment, the longitudinal direction of the conductors of the four
同様に、本形態では、磁気抵抗パターン28a~28dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン29a~29dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン30a~30dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン31a~31dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン32a~32dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン33a~33dのそれぞれの導体の長手方向、および、磁気抵抗パターン34a~34dのそれぞれの導体の長手方向が一定方向に所定角度ずつ変わっているため、磁気センサ装置1に外部磁界が加わったときに、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれにおいて外部磁界の影響を相殺することが可能になり、その結果、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれに作用する外部磁界の影響を低減することが可能になる。
Similarly, in this embodiment, the longitudinal direction of the conductors of the
このように本形態では、磁気センサ装置1に外部磁界が加わったときに、電源側+a相の磁気抵抗パターン27、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34に作用する外部磁界の影響を低減することが可能になるため、磁気センサ装置1の外部から磁界が加わっても、磁気センサ装置1の検出精度の低下を抑制することが可能になる。
Thus, in this embodiment, when an external magnetic field is applied to the
特に本形態では、周方向においてλ/2の範囲に配置される4個の磁気抵抗パターン27a~27dのそれぞれの導体の長手方向が磁気抵抗パターン27aから磁気抵抗パターン27dに向かって45°ずつ変わっているため、磁気センサ装置1に外部磁界が加わったときに、磁気抵抗パターン27a~27dのそれぞれに作用する外部磁界の影響を効果的に相殺することが可能になる。すなわち、本形態では、電源側+a相の磁気抵抗パターン27において外部磁界の影響を効果的に相殺することが可能になり、その結果、電源側+a相の磁気抵抗パターン27に作用する外部磁界の影響を効果的に低減することが可能になる。
Especially in this embodiment, the longitudinal direction of each conductor of the four
同様に、本形態では、周方向においてλ/2の範囲に配置される、磁気抵抗パターン28a~28dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン29a~29dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン30a~30dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン31a~31dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン32a~32dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン33a~33dのそれぞれの導体の長手方向、および、磁気抵抗パターン34a~34dのそれぞれの導体の長手方向が45°ずつ変わっているため、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれにおいて外部磁界の影響を効果的に相殺することが可能になり、その結果、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれに作用する外部磁界の影響を効果的に低減することが可能になる。したがって、本形態では、磁気センサ装置1の外部から磁界が加わっても、磁気センサ装置1の検出精度の低下を効果的に抑制することが可能になる。
Similarly, in this embodiment, the longitudinal direction of the conductors of the
本形態では、径方向において回転磁界H1が発生する位置に配置される磁気抵抗パターン28a~28d、30a~30d、32a~32d、34a~34dは、回転磁界H1の等価な位置に配置され、径方向において回転磁界H2が発生する位置に配置される磁気抵抗パターン27a~27d、29a~29d、31a~31d、33a~33dは、回転磁界H2の等価な位置に配置されている。
In this embodiment, the
そのため、本形態では、磁気抵抗パターン27a~27dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン28a~28dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン29a~29dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン30a~30dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン31a~31dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン32a~32dのそれぞれの導体の長手方向、磁気抵抗パターン33a~33dのそれぞれの導体の長手方向、および、磁気抵抗パターン34a~34dのそれぞれの導体の長手方向が一定方向に所定角度ずつ変わっていても、磁気センサ3の出力の低下を防止することが可能になる。
Therefore, in this embodiment, the longitudinal direction of the conductors of the
本形態では、磁気抵抗パターン27a~27dは、直列に接続され、磁気抵抗パターン28a~28dは、直列に接続され、磁気抵抗パターン29a~29dは、直列に接続され、磁気抵抗パターン30a~30dは、直列に接続され、磁気抵抗パターン31a~31dは、直列に接続され、磁気抵抗パターン32a~32dは、直列に接続され、磁気抵抗パターン33a~33dは、直列に接続され、磁気抵抗パターン34a~34dは、直列に接続されている。
In this embodiment, the
そのため、本形態では、電源側+a相の磁気抵抗パターン27、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33、および、接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれの抵抗値を大きくして、これらの磁気抵抗パターンのそれぞれにおける電流値を低減することが可能になる。したがって、本形態では、磁気センサ3の消費電力を低減することが可能になる。
Therefore, in this embodiment, the +a-phase
(シミュレーション)
図10(A)は、図1に示す磁気センサ装置1に外部磁界を加えるシミュレーションで得られた結果を示すグラフであり、図10(B)は、従来技術にかかる磁気センサ装置に外部磁界を加えるシミュレーションで得られた結果を示すグラフである。
(simulation)
FIG. 10(A) is a graph showing the results obtained from a simulation in which an external magnetic field is applied to the
磁気センサ装置1、および、上述の特許文献1に記載の従来技術にかかる磁気センサ装置に外部磁界を加えるシミュレーションを行った。このシミュレーションでは、外部磁界の向きが磁気スケール2の反時計方向側を向いているときの角度を0°とし、22.5°ピッチで360°外部磁界の向きを回転させたときに生じる磁気センサ装置1の誤差、および、従来技術にかかる磁気センサ装置の誤差を求めた。また、このシミュレーションでは、磁気スケール2の直径を20mmとし、λを11.25°とした。
A simulation was performed in which an external magnetic field was applied to the
さらに、このシミュレーションでは、磁気スケール2が発生させる磁界の強さを10mT(ミリテスラ)とし、外部磁界の強さを3mTとした。図10において、グラフの周方向に配列される数字は、外部磁界の向き(角度)を示している。また、図10において、グラフの径方向に配列した数字は、発生する誤差の大きさを示している。なお、発生する誤差は、1個のN極と1個のS極とを360°としたときの角度を表している。
Furthermore, in this simulation, the strength of the magnetic field generated by the
磁気センサ装置1のシミュレーション結果を図10(A)に示し、従来技術にかかる磁気センサ装置のシミュレーション結果を図10(B)に示す。図10に示すように、シミュレーションにおいて、従来技術にかかる磁気センサ装置では、最大1.7°程度の誤差が発生しているが、本形態の磁気センサ装置1で生じる誤差は、最大でも0.2°程度であった。すなわち、このシミュレーションの結果から、本形態の磁気センサ装置1では、磁気センサ装置1の外部から磁界が加わっても、従来技術にかかる磁気センサ装置と比較して、磁気センサ装置1の検出精度の低下を大幅に抑制できることがわかる。
FIG. 10A shows the simulation result of the
(MRチップの変形例)
図11、図12は、本発明の他の実施の形態にかかるMRチップ5の構成を説明するための図である。
(Modified example of MR chip)
11 and 12 are diagrams for explaining the configuration of the
上述した形態では、MRチップ5は、第1磁気抵抗パターン層37と第2磁気抵抗パターン層38とが積層された2層構造となっているが、MRチップ5は、図11に示すように、+a相の磁気抵抗パターン11と-a相の磁気抵抗パターン12と+b相の磁気抵抗パターン13と-b相の磁気抵抗パターン14とが形成される共通磁気抵抗パターン層40を備える1層構造となっていても良い。この場合には、MRチップ5のコストを低減することが可能になる。なお、図11では、上述した形態と同様の構成には同一の符号を付している。また、図11に示す例では、-a相の磁気抵抗パターン12と+b相の磁気抵抗パターン13とが周方向で隣接しているが、+a相の磁気抵抗パターン11と-b相の磁気抵抗パターン14とが周方向で隣接していても良い。
In the embodiment described above, the
また、上述した形態において、MRチップ5は、+a相の磁気抵抗パターン11が形成される第1磁気抵抗パターン層41と、-a相の磁気抵抗パターンが形成される第2磁気抵抗パターン層42と、+b相の磁気抵抗パターンが形成される第3磁気抵抗パターン層43と、-b相の磁気抵抗パターンが形成される第4磁気抵抗パターン層44とを備える4層構造となっていても良い。この場合には、図12に示すように、第1磁気抵抗パターン層41と第2磁気抵抗パターン層42と第3磁気抵抗パターン層43と第4磁気抵抗パターン層44とは、+a相の磁気抵抗パターン11と-a相の磁気抵抗パターン12と+b相の磁気抵抗パターン13と-b相の磁気抵抗パターン14とが重なるように積層されている。
In the above-described embodiment, the
具体的には、電源側+a相の磁気抵抗パターン27と電源側-a相の磁気抵抗パターン29と電源側+b相の磁気抵抗パターン31と電源側-b相の磁気抵抗パターン33とが重なり、接地側+a相の磁気抵抗パターン28と接地側-a相の磁気抵抗パターン30と接地側+b相の磁気抵抗パターン32と接地側-b相の磁気抵抗パターン34とが重なるように、第1磁気抵抗パターン層41と第2磁気抵抗パターン層42と第3磁気抵抗パターン層43と第4磁気抵抗パターン層44とが積層されている。
Specifically, the +a-phase
この場合には、MRチップ5を小型化することが可能になるため、MRチップ5が実装されるセンサ基板6を小型化することが可能になるとともに、MRチップ5を覆う樹脂封止部材7を小型化することが可能になる。したがって、MRチップ5が搭載されるパッケージのコストを低減することが可能になる。また、この場合には、+a相の磁気抵抗パターン11と-a相の磁気抵抗パターン12と+b相の磁気抵抗パターン13と-b相の磁気抵抗パターン14とが重なっているため、磁気センサ装置1に加わる外部磁界の強さや向きが磁気センサ3の設置範囲において変動しても、磁気センサ装置1の検出精度の低下を抑制することが可能になる。
In this case, since the
なお、上述した形態のように、MRチップ5が2層構造となっている場合には、MRチップ5のコスト、および、MRチップ5が搭載されるパッケージのコストをバランス良く低減することが可能になる。
When the
(磁気抵抗パターンの変形例)
図13は、本発明の他の実施の形態にかかる磁気センサ装置1に外部磁界を加えるシミュレーションで得られた結果を示すグラフである。
(Modified example of magnetoresistive pattern)
13A and 13B are graphs showing results obtained from a simulation in which an external magnetic field is applied to the
上述した形態において、電源側+a相の磁気抵抗パターン27、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれは、周方向においてブロック分けされた2個の磁気抵抗パターンによって構成されていても良いし、周方向においてブロック分けされた3個の磁気抵抗パターンによって構成されていても良いし、周方向においてブロック分けされた5個以上の磁気抵抗パターンによって構成されていても良い。
In the above-described form, the power supply side +a
すなわち、nを2以上の整数とすると、電源側+a相の磁気抵抗パターン27、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれは、周方向においてブロック分けされたn個の磁気抵抗パターンによって構成されていても良い。
That is, when n is an integer of 2 or more, the power supply side +a
この場合には、電源側+a相の磁気抵抗パターン27を構成するn個の第1の磁気抵抗パターンは周方向においてλ/2nピッチで配列され、接地側+a相の磁気抵抗パターン28を構成するn個の第2の磁気抵抗パターンは周方向においてλ/2nピッチで配列され、電源側-a相の磁気抵抗パターン29を構成するn個の第3の磁気抵抗パターンは周方向においてλ/2nピッチで配列され、接地側-a相の磁気抵抗パターン30を構成するn個の第4の磁気抵抗パターンは周方向においてλ/2nピッチで配列され、電源側+b相の磁気抵抗パターン31を構成するn個の第5の磁気抵抗パターンは周方向においてλ/2nピッチで配列され、接地側+b相の磁気抵抗パターン32を構成するn個の第6の磁気抵抗パターンは周方向においてλ/2nピッチで配列され、電源側-b相の磁気抵抗パターン33を構成するn個の第7の磁気抵抗パターンは周方向においてλ/2nピッチで配列され、接地側-b相の磁気抵抗パターン34を構成するn個の第8の磁気抵抗パターンは周方向においてλ/2nピッチで配列されていることが好ましい。
In this case, the n first magnetoresistive patterns forming the +a-phase
また、この場合には、n個の第1の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第2の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第3の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第4の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第5の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第6の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、n個の第7の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向、および、n個の第8の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向は、たとえば、反時計方向側に向かって180/n°ずつ変わっていることが好ましい。 In this case, the longitudinal direction of the conductors of the n first magnetoresistive patterns, the longitudinal direction of the conductors of the n second magnetoresistive patterns, and the n third magnetoresistive patterns longitudinal direction of each conductor of n fourth magnetoresistive patterns, longitudinal direction of each conductor of n fifth magnetoresistive patterns, n sixth magnetoresistive patterns The longitudinal direction of each conductor of the pattern, the longitudinal direction of each conductor of the n seventh magnetoresistive patterns, and the longitudinal direction of each conductor of the n eighth magnetoresistive patterns are, for example, counterclockwise It is preferable that it changes by 180/n° toward the direction side.
この場合には、上述した形態と同様に、電源側+a相の磁気抵抗パターン27、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれにおいて外部磁界の影響を効果的に相殺することが可能になり、その結果、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれに作用する外部磁界の影響を効果的に低減することが可能になる。
In this case, as in the above embodiment, the +a-phase
また、この場合には、上述した形態と同様に、n個の第1の磁気抵抗パターン、n個の第2の磁気抵抗パターン、n個の第3の磁気抵抗パターン、n個の第4の磁気抵抗パターン、n個の第5の磁気抵抗パターン、n個の第6の磁気抵抗パターン、n個の第7の磁気抵抗パターン、および、n個の第8の磁気抵抗パターンが回転磁界H1、H2の等価な位置に配置されるため、磁気センサ3の出力の低下を防止することが可能になる。
In this case, as in the above-described mode, n first magnetoresistive patterns, n second magnetoresistive patterns, n third magnetoresistive patterns, and n fourth magnetoresistive patterns The magnetoresistive pattern, the n fifth magnetoresistive patterns, the n sixth magnetoresistive patterns, the n seventh magnetoresistive patterns, and the n eighth magnetoresistive patterns form a rotating magnetic field H1, Since it is arranged at a position equivalent to H2, it is possible to prevent the output of the
電源側+a相の磁気抵抗パターン27、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれが2個の磁気抵抗パターンによって構成されている磁気センサ装置1であって、2個の磁気抵抗パターンがλ/4ピッチで配列され、かつ、2個の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向が、たとえば、反時計方向側に向かって90°ずつ変わっている磁気センサ装置1において、上述した条件と同じ条件でシミュレーションを行うと、この磁気センサ装置1では、図13(A)に示すように、生じる誤差は最大で0.7°程度であった。このシミュレーションの結果から、この磁気センサ装置1でも、従来技術にかかる磁気センサ装置と比較して、磁気センサ装置1の検出精度の低下を抑制できることがわかる。
Power supply side +a
また、電源側+a相の磁気抵抗パターン27、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれが3個の磁気抵抗パターンによって構成されている磁気センサ装置1であって、3個の磁気抵抗パターンがλ/6ピッチで配列され、かつ、3個の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向が、たとえば、反時計方向側に向かって60°ずつ変わっている磁気センサ装置1において、上述した条件と同じ条件でシミュレーションを行うと、この磁気センサ装置1では、図13(B)に示すように、生じる誤差は最大で0.4°程度であった。このシミュレーションの結果から、この磁気センサ装置1でも、従来技術にかかる磁気センサ装置と比較して、磁気センサ装置1の検出精度の低下を抑制できることがわかる。
In addition, the power supply side +a phase
なお、電源側+a相の磁気抵抗パターン27、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれがn個の磁気抵抗パターンによって構成されている場合に、n個の磁気抵抗パターンが周方向においてλ/2nピッチ以外のピッチで配置されていても良い。
The +a-phase
また、電源側+a相の磁気抵抗パターン27、接地側+a相の磁気抵抗パターン28、電源側-a相の磁気抵抗パターン29、接地側-a相の磁気抵抗パターン30、電源側+b相の磁気抵抗パターン31、接地側+b相の磁気抵抗パターン32、電源側-b相の磁気抵抗パターン33および接地側-b相の磁気抵抗パターン34のそれぞれがn個の磁気抵抗パターンによって構成されている場合に、n個の磁気抵抗パターンのそれぞれの導体の長手方向が、180/n°以外の角度で変わっていても良い。この場合の角度は、一定であっても良いし、一定でなくても良い。
In addition, the power supply side +a phase
また、電源側+a相の磁気抵抗パターン27を構成する磁気抵抗パターンの数、接地側+a相の磁気抵抗パターン28を構成する磁気抵抗パターンの数、電源側-a相の磁気抵抗パターン29を構成する磁気抵抗パターンの数、接地側-a相の磁気抵抗パターン30を構成する磁気抵抗パターンの数、電源側+b相の磁気抵抗パターン31を構成する磁気抵抗パターンの数、接地側+b相の磁気抵抗パターン32を構成する磁気抵抗パターンの数、電源側-b相の磁気抵抗パターン33を構成する磁気抵抗パターンの数、および、接地側-b相の磁気抵抗パターン34を構成する磁気抵抗パターンの数が必ずしも同じでなくても良い。
In addition, the number of magnetoresistive patterns constituting the power supply side +a
(磁気センサの変形例、磁気センサ装置の変形例))
図14は、本発明の他の実施の形態にかかる磁気センサ3の構成を説明するための概略図である。図15は、本発明の他の実施の形態にかかる磁気センサ装置1の構成を説明するための概略図である。
(Modified example of magnetic sensor, modified example of magnetic sensor device))
FIG. 14 is a schematic diagram for explaining the configuration of a
上述した形態において、MRチップ5が実装されるセンサ基板6は、フレキシブルプリント基板であっても良い(図14参照)。この場合には、磁気センサ装置1に磁気センサ3を搭載しやすくなる。
In the embodiment described above, the
上述した形態において、磁気センサ装置1は、リニアエンコーダであっても良い。この場合には、図15に示すように、磁気スケール2は、直線状に形成されている。また、この場合には、磁気センサ3は、磁気スケール2に対して磁気スケール2の長手方向に相対的に移動する。すなわち、この場合には、直線状に形成される磁気スケール2の長手方向が、磁気スケール2に対する磁気センサ3の相対移動方向となっており、磁気スケール2の長手方向に直交する磁気スケール2の幅方向が、磁気スケール2に対する磁気センサ3の相対移動方向に直交する直交方向となっている。
In the form mentioned above, the
この場合には、4個の磁気抵抗パターン27a~27d、4個の磁気抵抗パターン28a~28d、4個の磁気抵抗パターン29a~29d、4個の磁気抵抗パターン30a~30d、4個の磁気抵抗パターン31a~31d、4個の磁気抵抗パターン32a~32d、4個の磁気抵抗パターン33a~33d、および、4個の磁気抵抗パターン34a~34dのそれぞれは、直線状に配列されている。また、この場合には、磁気スケール2の長手方向における1個のN極の幅と1個のS極の幅との和がλとなり(図15参照)、円形領域RA1、RA2の直径はλ/8となる。なお、図15では、上述した形態と同様の構成には、同一の符号を付している。
In this case, four
(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
(Other embodiments)
The embodiment described above is an example of the preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
上述した形態において、磁気スケール2は、3個以上のトラックを備えていても良い。また、上述した形態において、磁気抵抗パターン27a~27d、28a~28d、29a~29d、30a~30d、31a~31d、32a~32d、33a~33d、34a~34dは、長方形状以外の形状に形成されていても良い。たとえば、磁気抵抗パターン27a~27d、28a~28d、29a~29d、30a~30d、31a~31d、32a~32d、33a~33d、34a~34dは、円形領域RA1、RA2に収まる円形状に形成されていても良い。
In the form mentioned above, the
上述した形態では、磁気抵抗パターン27a~27dはこの順番で直列に接続されているが、磁気抵抗パターン27a~27dはランダムな順番で直列に接続されていても良い。たとえば、磁気抵抗パターン27aと磁気抵抗パターン27cとが直列に接続され、磁気抵抗パターン27bと磁気抵抗パターン27dとが直列に接続され、磁気抵抗パターン27bと磁気抵抗パターン27cとが直列に接続されていても良い。同様に、磁気抵抗パターン28a~28d、29a~29d、30a~30d、31a~31d、32a~32d、34a~34dにおいて、磁気抵抗パターンがランダムな順番で直列に接続されていても良い。
In the above embodiment, the
上述した形態において、磁気抵抗パターン27a~27dが並列に接続され、磁気抵抗パターン28a~28dが並列に接続され、磁気抵抗パターン29a~29dが並列に接続され、磁気抵抗パターン30a~30dが並列に接続され、磁気抵抗パターン31a~31dが並列に接続され、磁気抵抗パターン32a~32dが並列に接続され、磁気抵抗パターン33a~33dが並列に接続され、磁気抵抗パターン34a~34dが並列に接続されていても良い。
In the form described above, the
上述した形態において、第1磁気抵抗パターン層37に、+a相の磁気抵抗パターン11および+b相の磁気抵抗パターン13が形成され、第2磁気抵抗パターン層38に-a相の磁気抵抗パターン12および-b相の磁気抵抗パターン14が形成されていても良い。また、上述した形態において、第1磁気抵抗パターン層37に、+a相の磁気抵抗パターン11および-a相の磁気抵抗パターン12が形成され、第2磁気抵抗パターン層38に+b相の磁気抵抗パターン13および-b相の磁気抵抗パターン14が形成されていても良い。
In the embodiment described above, the +a-phase
1 磁気センサ装置
2 磁気スケール
2a、2b トラック
2c 対向面
3 磁気センサ
8 A相の磁気抵抗パターン
9 B相の磁気抵抗パターン
11 +a相の磁気抵抗パターン
11c +a相の磁気抵抗パターンの中点位置
12 -a相の磁気抵抗パターン
12c -a相の磁気抵抗パターンの中点位置
13 +b相の磁気抵抗パターン
13c +b相の磁気抵抗パターンの中点位置
14 -b相の磁気抵抗パターン
14c -b相の磁気抵抗パターンの中点位置
27 電源側+a相の磁気抵抗パターン
27a 磁気抵抗パターン(第1の磁気抵抗パターン、一端側磁気抵抗パターン)
27b、27c 磁気抵抗パターン(第1の磁気抵抗パターン)
27d 磁気抵抗パターン(第1の磁気抵抗パターン、他端側磁気抵抗パターン)
28 接地側+a相の磁気抵抗パターン
28a 磁気抵抗パターン(第2の磁気抵抗パターン、他端側磁気抵抗パターン)
28b、28c 磁気抵抗パターン(第2の磁気抵抗パターン)
28d 磁気抵抗パターン(第2の磁気抵抗パターン、一端側磁気抵抗パターン)
29 電源側-a相の磁気抵抗パターン
29a 磁気抵抗パターン(第3の磁気抵抗パターン、他端側磁気抵抗パターン)
29b、29c 磁気抵抗パターン(第3の磁気抵抗パターン)
29d 磁気抵抗パターン(第3の磁気抵抗パターン、一端側磁気抵抗パターン)
30 接地側-a相の磁気抵抗パターン
30a 磁気抵抗パターン(第4の磁気抵抗パターン、一端側磁気抵抗パターン)
30b、30c 磁気抵抗パターン(第4の磁気抵抗パターン)
30d 磁気抵抗パターン(第4の磁気抵抗パターン、他端側磁気抵抗パターン)
31 電源側+b相の磁気抵抗パターン
31a 磁気抵抗パターン(第5の磁気抵抗パターン、一端側磁気抵抗パターン)
31b、31c 磁気抵抗パターン(第5の磁気抵抗パターン)
31d 磁気抵抗パターン(第5の磁気抵抗パターン、他端側磁気抵抗パターン)
32 接地側+b相の磁気抵抗パターン
32a 磁気抵抗パターン(第6の磁気抵抗パターン、他端側磁気抵抗パターン)
32b、32c 磁気抵抗パターン(第6の磁気抵抗パターン)
32d 磁気抵抗パターン(第6の磁気抵抗パターン、一端側磁気抵抗パターン)
33 電源側-b相の磁気抵抗パターン
33a 磁気抵抗パターン(第7の磁気抵抗パターン、他端側磁気抵抗パターン)
33b、33c 磁気抵抗パターン(第7の磁気抵抗パターン)
33d 磁気抵抗パターン(第7の磁気抵抗パターン、一端側磁気抵抗パターン)
34 接地側-b相の磁気抵抗パターン
34a 磁気抵抗パターン(第8の磁気抵抗パターン、一端側磁気抵抗パターン)
34b、34c 磁気抵抗パターン(第8の磁気抵抗パターン)
34d 磁気抵抗パターン(第8の磁気抵抗パターン、他端側磁気抵抗パターン)
37 第1磁気抵抗パターン層
38 第2磁気抵抗パターン層
40 共通磁気抵抗パターン層
41 第1磁気抵抗パターン層
42 第2磁気抵抗パターン層
43 第3磁気抵抗パターン層
44 第4磁気抵抗パターン層
H1、H2 回転磁界
RA1、RA2 円形領域
27b, 27c magnetoresistive pattern (first magnetoresistive pattern)
27d magnetoresistive pattern (first magnetoresistive pattern, other end magnetoresistive pattern)
28 Magnetoresistive pattern on ground side +a
28b, 28c magnetoresistive pattern (second magnetoresistive pattern)
28d magnetoresistive pattern (second magnetoresistive pattern, one end magnetoresistive pattern)
29 Power supply side-a
29b, 29c magnetoresistive pattern (third magnetoresistive pattern)
29d magnetoresistive pattern (third magnetoresistive pattern, one end side magnetoresistive pattern)
30 Ground side-a
30b, 30c magnetoresistive pattern (fourth magnetoresistive pattern)
30d magnetoresistive pattern (fourth magnetoresistive pattern, other end magnetoresistive pattern)
31 power supply side +b
31b, 31c magnetoresistive pattern (fifth magnetoresistive pattern)
31d magnetoresistive pattern (fifth magnetoresistive pattern, other end magnetoresistive pattern)
32 Magnetoresistive pattern on the ground side +
32b, 32c magnetoresistive pattern (sixth magnetoresistive pattern)
32d magnetoresistive pattern (sixth magnetoresistive pattern, one end magnetoresistive pattern)
33 power supply side-b
33b, 33c magnetoresistive pattern (seventh magnetoresistive pattern)
33d magnetoresistive pattern (seventh magnetoresistive pattern, one end side magnetoresistive pattern)
34 ground side-b
34b, 34c magnetoresistive pattern (eighth magnetoresistive pattern)
34d magnetoresistive pattern (eighth magnetoresistive pattern, other end magnetoresistive pattern)
37 first
Claims (9)
前記磁気スケールが円環状または円形状に形成されている場合には、前記磁気センサは、前記磁気スケールに対して前記磁気スケールの周方向に相対的に移動し、前記磁気スケールが直線状に形成されている場合には、前記磁気センサは、前記磁気スケールに対して前記磁気スケールの長手方向に相対的に移動し、
前記磁気スケールは、前記磁気スケールに対する前記磁気センサの相対移動方向においてN極とS極とが同じ幅で交互に配列される複数のトラックを備え、
複数の前記トラックは、前記相対移動方向に直交する直交方向で隣接配置され、
前記直交方向で隣接する前記トラックでは、前記相対移動方向においてN極およびS極の位置が1磁極分ずれており、
前記直交方向における前記トラックの所定の位置では、前記磁気センサに対向する前記磁気スケールの対向面に平行な面内方向における磁気ベクトルの向きが前記相対移動方向で変化する回転磁界が発生し、
前記磁気センサは、互いに90°の位相差を有するA相の磁気抵抗パターンおよびB相の磁気抵抗パターンを備え、
前記A相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって前記磁気スケールに対する前記磁気センサの相対移動を検出するための+a相の磁気抵抗パターンおよび-a相の磁気抵抗パターンを備え、
前記B相の磁気抵抗パターンは、180°の位相差をもって前記磁気スケールに対する前記磁気センサの相対移動を検出するための+b相の磁気抵抗パターンおよび-b相の磁気抵抗パターンを備え、
前記+a相の磁気抵抗パターンは、前記+a相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも電源側に配置される電源側+a相の磁気抵抗パターンと、前記+a相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも接地側に配置される接地側+a相の磁気抵抗パターンとから構成され、
前記-a相の磁気抵抗パターンは、前記-a相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも電源側に配置される電源側-a相の磁気抵抗パターンと、前記-a相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも接地側に配置される接地側-a相の磁気抵抗パターンとから構成され、
前記+b相の磁気抵抗パターンは、前記+b相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも電源側に配置される電源側+b相の磁気抵抗パターンと、前記+b相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも接地側に配置される接地側+b相の磁気抵抗パターンとから構成され、
前記-b相の磁気抵抗パターンは、前記-b相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも電源側に配置される電源側-b相の磁気抵抗パターンと、前記-b相の磁気抵抗パターンの中点位置よりも接地側に配置される接地側-b相の磁気抵抗パターンとから構成され、
前記電源側+a相の磁気抵抗パターン、前記接地側+a相の磁気抵抗パターン、前記電源側-a相の磁気抵抗パターン、前記接地側-a相の磁気抵抗パターン、前記電源側+b相の磁気抵抗パターン、前記接地側+b相の磁気抵抗パターン、前記電源側-b相の磁気抵抗パターンおよび前記接地側-b相の磁気抵抗パターンは、前記直交方向において、前記回転磁界が発生する位置に配置され、
前記電源側+a相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第1の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記接地側+a相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第2の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記電源側-a相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第3の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記接地側-a相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第4の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記電源側+b相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第5の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記接地側+b相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第6の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記電源側-b相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第7の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記接地側-b相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてブロック分けされた複数のブロック状の第8の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記第1の磁気抵抗パターン、前記第2の磁気抵抗パターン、前記第3の磁気抵抗パターン、前記第4の磁気抵抗パターン、前記第5の磁気抵抗パターン、前記第6の磁気抵抗パターン、前記第7の磁気抵抗パターンおよび前記第8の磁気抵抗パターンのそれぞれは、所定方向を長手方向とする直線状の導体が複数回折り返されることで形成され、
複数の前記第1の磁気抵抗パターン、複数の前記第2の磁気抵抗パターン、複数の前記第3の磁気抵抗パターン、複数の前記第4の磁気抵抗パターン、複数の前記第5の磁気抵抗パターン、複数の前記第6の磁気抵抗パターン、複数の前記第7の磁気抵抗パターンおよび複数の前記第8の磁気抵抗パターンのそれぞれにおいて、前記相対移動方向で最も一端側に配置される磁気抵抗パターンを一端側磁気抵抗パターンとし、前記相対移動方向で最も他端側に配置される磁気抵抗パターンを他端側磁気抵抗パターンとするとともに、前記磁気スケールが円環状または円形状に形成されている場合には、前記磁気スケールの周方向で隣接する1個のN極および1個のS極が前記磁気スケールの中心に対してなす中心角をλとし、前記磁気スケールが直線状に形成されている場合には、前記相対移動方向における1個のN極の幅と1個のS極の幅との和をλとすると、
複数の前記第1の磁気抵抗パターン、複数の前記第2の磁気抵抗パターン、複数の前記第3の磁気抵抗パターン、複数の前記第4の磁気抵抗パターン、複数の前記第5の磁気抵抗パターン、複数の前記第6の磁気抵抗パターン、複数の前記第7の磁気抵抗パターンおよび複数の前記第8の磁気抵抗パターンのそれぞれは、前記相対移動方向においてλ/2の範囲に配置され、
nを2以上の整数とすると、
前記電源側+a相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の前記第1の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記接地側+a相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の前記第2の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記電源側-a相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の前記第3の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記接地側-a相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の前記第4の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記電源側+b相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の前記第5の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記接地側+b相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の前記第6の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記電源側-b相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の前記第7の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記接地側-b相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/2nピッチで配列されるn個の前記第8の磁気抵抗パターンによって構成され、
n個の前記第1の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、n個の前記第2の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、n個の前記第3の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、n個の前記第4の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、n個の前記第5の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、n個の前記第6の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、n個の前記第7の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、および、n個の前記第8の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向は、前記一端側磁気抵抗パターンから前記他端側磁気抵抗パターンに向かって一定方向に180/n°ずつ変わっていることを特徴とする磁気センサ装置。 A magnetic scale formed in an annular shape, a circular shape, or a linear shape, and a magnetic sensor arranged opposite to the magnetic scale,
When the magnetic scale is formed in an annular or circular shape, the magnetic sensor moves relative to the magnetic scale in the circumferential direction of the magnetic scale, and the magnetic scale is formed linearly. the magnetic sensor moves relative to the magnetic scale in the longitudinal direction of the magnetic scale,
The magnetic scale comprises a plurality of tracks in which N poles and S poles are alternately arranged with the same width in the direction of relative movement of the magnetic sensor with respect to the magnetic scale,
the plurality of tracks are arranged adjacently in an orthogonal direction orthogonal to the direction of relative movement;
In the tracks adjacent in the orthogonal direction, the positions of the N pole and the S pole are shifted by one magnetic pole in the relative movement direction,
At a predetermined position of the track in the orthogonal direction, a rotating magnetic field is generated in which the direction of the magnetic vector in the in-plane direction parallel to the facing surface of the magnetic scale facing the magnetic sensor changes in the relative movement direction,
The magnetic sensor comprises an A-phase magnetoresistive pattern and a B-phase magnetoresistive pattern having a phase difference of 90° from each other,
The A-phase magnetoresistive pattern comprises a +a-phase magnetoresistive pattern and a -a-phase magnetoresistive pattern for detecting relative movement of the magnetic sensor with respect to the magnetic scale with a phase difference of 180°,
The B-phase magnetoresistive pattern comprises a +b-phase magnetoresistive pattern and a −b-phase magnetoresistive pattern for detecting relative movement of the magnetic sensor with respect to the magnetic scale with a phase difference of 180°,
The +a phase magnetoresistive pattern is composed of a power source side +a phase magnetoresistive pattern arranged closer to the power source side than the midpoint position of the +a phase magnetoresistive pattern, and is also arranged on the ground side and is composed of a ground side +a phase magnetoresistive pattern,
The −a phase magnetoresistive pattern includes a power supply side −a phase magnetoresistive pattern arranged closer to the power source side than the midpoint position of the −a phase magnetoresistive pattern, and the −a phase magnetoresistive pattern. Consists of a ground side-a phase magnetoresistive pattern arranged on the ground side of the midpoint position,
The +b phase magnetoresistive pattern is composed of a power source side +b phase magnetoresistive pattern arranged closer to the power source side than the midpoint position of the +b phase magnetoresistive pattern, and is also arranged on the ground side and is composed of a ground side +b phase magnetoresistive pattern,
The −b phase magnetoresistive pattern includes a power source side −b phase magnetoresistive pattern arranged closer to the power source than the midpoint position of the −b phase magnetoresistive pattern, and the −b phase magnetoresistive pattern. It is composed of a ground side-b phase magnetoresistive pattern arranged on the ground side of the midpoint position,
Power supply side +a phase magnetoresistive pattern, ground side +a phase magnetoresistive pattern, power supply side -a phase magnetoresistive pattern, ground side -a phase magnetoresistive pattern, power supply side +b phase magnetoresistive pattern The pattern, the +b-phase magnetoresistive pattern on the ground side, the −b-phase magnetoresistive pattern on the power supply side, and the −b-phase magnetoresistive pattern on the ground side are arranged at positions where the rotating magnetic field is generated in the orthogonal direction. ,
The power supply side +a phase magnetoresistive pattern is composed of a plurality of block-shaped first magnetoresistive patterns divided into blocks in the relative movement direction,
The ground side +a phase magnetoresistive pattern is composed of a plurality of block-shaped second magnetoresistive patterns divided into blocks in the relative movement direction,
The power supply side-a phase magnetoresistive pattern is composed of a plurality of block-shaped third magnetoresistive patterns divided in the relative movement direction,
The ground side -a phase magnetoresistive pattern is composed of a plurality of block-shaped fourth magnetoresistive patterns divided into blocks in the relative movement direction,
The +b-phase magnetoresistive pattern on the power supply side is composed of a plurality of block-shaped fifth magnetoresistive patterns divided into blocks in the relative movement direction,
The ground side +b phase magnetoresistive pattern is composed of a plurality of block-shaped sixth magnetoresistive patterns divided into blocks in the relative movement direction,
The power supply side-b phase magnetoresistive pattern is composed of a plurality of block-shaped seventh magnetoresistive patterns divided into blocks in the relative movement direction,
The ground side -b phase magnetoresistive pattern is composed of a plurality of block-shaped eighth magnetoresistive patterns divided into blocks in the relative movement direction,
The first magnetoresistive pattern, the second magnetoresistive pattern, the third magnetoresistive pattern, the fourth magnetoresistive pattern, the fifth magnetoresistive pattern, the sixth magnetoresistive pattern, the third Each of the 7 magnetoresistive patterns and the eighth magnetoresistive pattern is formed by multiple folds of a linear conductor whose longitudinal direction is a predetermined direction,
a plurality of the first magnetoresistive patterns, a plurality of the second magnetoresistive patterns, a plurality of the third magnetoresistive patterns, a plurality of the fourth magnetoresistive patterns, a plurality of the fifth magnetoresistive patterns, In each of the plurality of sixth magnetoresistive patterns, the plurality of seventh magnetoresistive patterns, and the plurality of eighth magnetoresistive patterns, the magnetoresistive pattern arranged closest to one end in the relative movement direction is arranged at one end. When the magnetic scale is formed in an annular shape or a circular shape, the magnetic scale is formed in an annular shape or a circular shape. , where λ is the central angle formed by one N pole and one S pole adjacent to each other in the circumferential direction of the magnetic scale with respect to the center of the magnetic scale, and the magnetic scale is formed linearly. is the sum of the width of one N pole and the width of one S pole in the direction of relative movement,
a plurality of the first magnetoresistive patterns, a plurality of the second magnetoresistive patterns, a plurality of the third magnetoresistive patterns, a plurality of the fourth magnetoresistive patterns, a plurality of the fifth magnetoresistive patterns, each of the plurality of sixth magnetoresistive patterns, the plurality of the seventh magnetoresistive patterns, and the plurality of the eighth magnetoresistive patterns are arranged within a range of λ/2 in the relative movement direction;
If n is an integer of 2 or more,
The power supply side +a phase magnetoresistive pattern is composed of n first magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/2n in the relative movement direction,
The ground side +a phase magnetoresistive pattern is composed of n second magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/2n in the relative movement direction,
The power supply side -a phase magnetoresistive pattern is composed of n third magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ / 2n in the relative movement direction,
The ground side -a phase magnetoresistive pattern is composed of n fourth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/2n in the relative movement direction,
The +b-phase magnetoresistive pattern on the power supply side is composed of n fifth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/2n in the relative movement direction,
The ground side +b phase magnetoresistive pattern is composed of n sixth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/2n in the relative movement direction,
The power supply side -b phase magnetoresistive pattern is composed of n seventh magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ / 2n in the relative movement direction,
The ground side -b phase magnetoresistive pattern is composed of n eighth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/2n in the relative movement direction,
a longitudinal direction of the conductors of each of the n first magnetoresistive patterns; a longitudinal direction of the conductors of each of the n second magnetoresistive patterns; and each of the n third magnetoresistive patterns. a longitudinal direction of the conductors of each of n said fourth magnetoresistive patterns; a longitudinal direction of each of said conductors of n said fifth magnetoresistive patterns; a longitudinal direction of the conductors of each of the six magnetoresistive patterns; a longitudinal direction of the conductors of each of the n seventh magnetoresistive patterns; and a longitudinal direction of the conductors of each of the n eighth magnetoresistive patterns. The longitudinal direction of the magnetic sensor device is changed by 180/n° in a constant direction from the one end side magnetoresistive pattern toward the other end side magnetoresistive pattern.
前記接地側+a相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の前記第2の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記電源側-a相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の前記第3の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記接地側-a相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の前記第4の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記電源側+b相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の前記第5の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記接地側+b相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の前記第6の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記電源側-b相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の前記第7の磁気抵抗パターンによって構成され、
前記接地側-b相の磁気抵抗パターンは、前記相対移動方向においてλ/8ピッチで配列される4個の前記第8の磁気抵抗パターンによって構成され、
4個の前記第1の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、4個の前記第2の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、4個の前記第3の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、4個の前記第4の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、4個の前記第5の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、4個の前記第6の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、4個の前記第7の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向、および、4個の前記第8の磁気抵抗パターンのそれぞれの前記導体の長手方向は、前記一端側磁気抵抗パターンから前記他端側磁気抵抗パターンに向かって45°ずつ変わっていることを特徴とする請求項1記載の磁気センサ装置。 The power supply side +a phase magnetoresistive pattern is composed of four first magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ / 8 in the relative movement direction,
The ground side +a phase magnetoresistive pattern is composed of four second magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/8 in the relative movement direction,
The power supply side -a phase magnetoresistive pattern is composed of four third magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ / 8 in the relative movement direction,
The ground side-a phase magnetoresistive pattern is composed of four fourth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/8 in the relative movement direction,
The +b-phase magnetoresistive pattern on the power supply side is composed of four fifth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/8 in the relative movement direction,
The ground side +b phase magnetoresistive pattern is composed of four sixth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/8 in the relative movement direction,
The power supply side-b phase magnetoresistive pattern is composed of four seventh magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ / 8 in the relative movement direction,
The ground side-b phase magnetoresistive pattern is composed of four eighth magnetoresistive patterns arranged at a pitch of λ/8 in the relative movement direction,
The longitudinal direction of the conductors of each of the four first magnetoresistive patterns, the longitudinal direction of the conductors of each of the four second magnetoresistive patterns, and the longitudinal direction of the conductors of each of the four third magnetoresistive patterns. , the longitudinal direction of each of the four fourth magnetoresistive patterns, the longitudinal direction of each of the four fifth magnetoresistive patterns, the four of the fourth the longitudinal direction of the conductors of each of the six magnetoresistive patterns, the longitudinal direction of the conductors of each of the four of the seventh magnetoresistive patterns, and the conductors of each of the four of the eighth magnetoresistive patterns. 2. The magnetic sensor device according to claim 1 , wherein the longitudinal direction of is changed by 45 degrees from said one end side magnetoresistive pattern toward said other end side magnetoresistive pattern.
前記第1磁気抵抗パターン層と前記第2磁気抵抗パターン層とは、前記第1磁気抵抗パターン層に形成される磁気抵抗パターンと、前記第2磁気抵抗パターン層に形成される磁気抵抗パターンとが重なるように積層されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の磁気センサ装置。 The magnetic sensor has two magnetoresistive patterns selected from the +a phase magnetoresistive pattern, the −a phase magnetoresistive pattern, the +b phase magnetoresistive pattern, and the −b phase magnetoresistive pattern. and the +a phase magnetoresistive pattern, the −a phase magnetoresistive pattern, the +b phase magnetoresistive pattern and the −b phase magnetoresistive pattern, the first A second magnetoresistive pattern layer on which the remaining two magnetoresistive patterns except for the two magnetoresistive patterns formed on the magnetoresistive pattern layer are formed,
The first magnetoresistive pattern layer and the second magnetoresistive pattern layer are defined by the magnetoresistive pattern formed on the first magnetoresistive pattern layer and the magnetoresistive pattern formed on the second magnetoresistive pattern layer. 5. The magnetic sensor device according to claim 1, wherein the magnetic sensor device is laminated so as to overlap.
前記第1磁気抵抗パターン層と前記第2磁気抵抗パターン層と前記第3磁気抵抗パターン層と前記第4磁気抵抗パターン層とは、前記+a相の磁気抵抗パターンと前記-a相の磁気抵抗パターンと前記+b相の磁気抵抗パターンと前記-b相の磁気抵抗パターンとが重なるように積層されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の磁気センサ装置。 The magnetic sensor includes a first magnetoresistive pattern layer on which the +a phase magnetoresistive pattern is formed, a second magnetoresistive pattern layer on which the -a phase magnetoresistive pattern is formed, and the +b phase magnetoresistive pattern. A third magnetoresistive pattern layer on which a pattern is formed, and a fourth magnetoresistive pattern layer on which the -b phase magnetoresistive pattern is formed,
The first magnetoresistive pattern layer, the second magnetoresistive pattern layer, the third magnetoresistive pattern layer, and the fourth magnetoresistive pattern layer are composed of the +a phase magnetoresistive pattern and the -a phase magnetoresistive pattern. 5. The magnetic sensor device according to claim 1, wherein the +b-phase magnetoresistive pattern and the −b-phase magnetoresistive pattern are laminated so as to overlap each other.
複数の前記第1の磁気抵抗パターン、複数の前記第2の磁気抵抗パターン、複数の前記第3の磁気抵抗パターン、複数の前記第4の磁気抵抗パターン、複数の前記第5の磁気抵抗パターン、複数の前記第6の磁気抵抗パターン、複数の前記第7の磁気抵抗パターン、および、複数の前記第8の磁気抵抗パターンのそれぞれは、円弧状に配列されていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の磁気センサ装置。 The magnetic scale is formed in an annular or circular shape,
a plurality of the first magnetoresistive patterns, a plurality of the second magnetoresistive patterns, a plurality of the third magnetoresistive patterns, a plurality of the fourth magnetoresistive patterns, a plurality of the fifth magnetoresistive patterns, 2. Each of the plurality of sixth magnetoresistive patterns, the plurality of seventh magnetoresistive patterns, and the plurality of eighth magnetoresistive patterns are arranged in an arc shape. 8. The magnetic sensor device according to any one of 7 to 7 .
複数の前記第1の磁気抵抗パターン、複数の前記第2の磁気抵抗パターン、複数の前記第3の磁気抵抗パターン、複数の前記第4の磁気抵抗パターン、複数の前記第5の磁気抵抗パターン、複数の前記第6の磁気抵抗パターン、複数の前記第7の磁気抵抗パターン、および、複数の前記第8の磁気抵抗パターンのそれぞれは、直線状に配列されていることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の磁気センサ装置。 The magnetic scale is formed linearly,
a plurality of the first magnetoresistive patterns, a plurality of the second magnetoresistive patterns, a plurality of the third magnetoresistive patterns, a plurality of the fourth magnetoresistive patterns, a plurality of the fifth magnetoresistive patterns, 2. Each of the plurality of sixth magnetoresistive patterns, the plurality of seventh magnetoresistive patterns, and the plurality of eighth magnetoresistive patterns are arranged linearly. 8. The magnetic sensor device according to any one of 7 to 7 .
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