JPH06207834A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＭＲセンサと磁気記録媒体とのクリアランス
を効率よく確保することができる位置検出装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 ＭＲセンサ２とほぼ同形状で厚さを１ミリメ
ートル以下としたバイアスマグネット３を磁気的に飽和
させることのない着磁量１０×１０^-3［Ｔ］程度の未飽
和状態で着磁させ、ＭＲセンサ２に対して磁気記録媒体
１と反対側に、ＭＲセンサ２に対向して配置し、バイア
スマグネット３とＭＲセンサ２との距離を調整すること
によりＭＲセンサ自体に印加される磁束密度が５．０×
１０^-4［Ｔ］以下となるバイアス磁界を得るようにした
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体に記録さ
れた位置信号を磁気抵抗効果素子（以下「ＭＲセンサ」
という。）を用いて検出する位置検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気記録媒体に記録された位置信
号をＭＲセンサを用いて検出する位置検出装置におい
て、ＭＲセンサの検出信号の高調波歪成分を除去するた
めにＭＲセンサにバイアス磁界を印加することが知られ
ている。

【０００３】この位置検出装置では、図７に示すよう
に、ＭＲセンサ１０にバイアス磁界を印加するためのバ
イアスマグネットのバイアス磁界の強さは特定せず、バ
イアスマグネットとしてその対辺方向に着磁された一般
の永久磁石１１を使用して、ＭＲセンサ１０に矢符Ｂの
ような平行磁界となるバイアス磁界を印加するようにし
ていた。

【０００４】また、別の位置検出装置では、図８に示す
ように、ＭＲセンサ１２の大きさとバイアスマグネット
１３の大きさとの関係は特定せず、収納スペースを小さ
くするために、ＭＲセンサ１２に対してその対辺方向に
着磁されたバイアスマグネット１３を小型化して使用し
ていた。

【０００５】また、別の位置検出装置では、図９に示す
ように、ＭＲセンサ１４に矢符Ｃのような平行磁界を付
与するために、ＭＲセンサ１４の左右両側を挟むように
その対辺方向に着磁された２つのバイアスマグネット１
５、１６を設けるようにしていた。

【０００６】さらに、別の位置検出装置では、図１０に
示すように、磁気記録媒体１７に対して、対向して配置
したケース１８内にＭＲセンサ１９及び対辺方向に着磁
したバイアスマグネット２０を並列して配置していた。

【０００７】つまり、上例のように、ＭＲセンサの磁界
の強さ、ＭＲセンサの大きさ、ＭＲセンサとバイアスマ
グネットの配置関係は特定していなかった。従って、Ｍ
Ｒセンサに印加されるバイアス磁界の方向と、ＭＲセン
サ中の不図示のパターンを流れる電流の方向とが必ずし
も平行となるように設定されていなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
位置検出装置では、図７に示すように、バイアスマグネ
ットとして永久磁石１１を使用した場合、バイアス磁界
が弱い場合には、ＭＲセンサ１０の検出信号の歪成分を
除去する効果がなくなり、逆に強い場合には、図６に示
すように、バイアスマグネットを一般の永久磁石１１に
した場合のクリアランス特性曲線は、バイアスマグネッ
ト１１とＭＲセンサ１０との距離が小さくなるにつれて
特性曲線のピーク点がクリアランスの小さくなる方向に
シフトしていくようになる。

【０００９】しかし、バイアスマグネット１１によるバ
イアス磁界が大きすぎるため、バイアスマグネット１１
とＭＲセンサ１０との距離が１０ミリメートル以上にな
っても、十分なクリアランスを確保することが出来な
い。つまり、ＭＲセンサ１０と磁気記録媒体９との対向
する距離を意味するクリアランスが狭くなり、位置検出
装置としての位置検出範囲を十分に確保することが出来
ないという不都合があった。

【００１０】また、図７に示すように、バイアスマグネ
ットとして永久磁石１１を使用した場合、その磁界が強
すぎるのでこの磁界を弱めるため、バイアスマグネット
としての永久磁石１１とＭＲセンサ１０との距離を大き
くしなければならず、それらを収納するためのケースが
大型化するという不都合があった。さらに、ＭＲセンサ
１０に印加されるバイアス磁界はＭＲセンサ１０中の不
図示のパターンを流れる電流の方向と平行に印加してい
ない場合には、ＭＲセンサ１０の検出信号の歪成分を除
去する効果が弱くなるという不都合があった。

【００１１】このため、ＭＲセンサに平行磁界を印加す
る方法として、理想的には、図９に示すように、ＭＲセ
ンサ１４の幅と同等以上の幅を持つ２つのバイアスマグ
ネット１５、１６をＭＲセンサ１４の両側に配置するこ
とが考えられるが、これらを収納するケースが大型化す
るという不都合があった。

【００１２】また、ＭＲセンサに平行磁界を印加する別
の方法として、図７に示すように、ＭＲセンサ１０中の
不図示のパターンを流れる電流の方向に磁極を有し、あ
る程度以上の磁極間隔を持つバイアスマグネット１１を
持ち、ＭＲセンサ１０とバイアスマグネット１１との距
離を調整する方法があるが、これも上述したように、ケ
ースが大型化する。

【００１３】さらに、図８に示すように、バイアスマグ
ネット１３から発生する磁界により、ＭＲセンサ１２の
位置での磁界の強さを弱めるために、バイアスマグネッ
ト１３の形状をＭＲセンサ１２の形状よりも小型にする
場合には、バイアス磁界の方向は矢符Ｄ及び矢符Ｅのよ
うになり、平行磁界が得られなくなるという不都合があ
った。

【００１４】また、図１０に示すように、磁気記録媒体
１７に対して、ケース１８内にＭＲセンサ１９及びバイ
アスマグネット２０が配置された場合、図１１に点線で
示すように磁気記録媒体１７が誤ってバイアスマグネッ
ト２０に対向する位置に移動すると、磁気記録媒体１７
上に記録された位置信号を破壊するという不都合があっ
た。本発明は、これらの課題を解決するためになされた
もので、ＭＲセンサと磁気記録媒体とのクリアランスを
効率よく確保することができる位置検出装置を提供する
ことを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の位置検出装置は
例えば図１及び図４に示す如く、被検出手段１と、被検
出手段１から所定距離だけ離隔して、被検出手段１に対
向して配置され、被検出手段１に記録された位置信号を
検出する検出手段２と、検出手段２により得られる位置
信号の歪成分を除去するように検出手段２にバイアス磁
界を印加するバイアス磁界印加手段３とからなり、バイ
アス磁界印加手段３は、被検出手段１と検出手段２との
距離に対する検出手段２の出力を表す特性曲線におい
て、無バイアス時の特性曲線のピーク出力の略８０パー
セントの出力となる被検出手段１と検出手段２との距離
において、略８０パーセントの出力の略９０パーセント
以上の出力を得るようなバイアス磁界を印加するもので
ある。

【００１６】また、本発明の位置検出装置は例えば図１
に示す如く、バイアス磁界印加手段３は、検出手段２と
ほぼ同形状で厚さを１ミリメートル以下とした磁性材板
３を磁気的に飽和させることのない未飽和状態で着磁さ
せ、検出手段２に対して被検出手段１と反対側に、検出
手段２に対向して配置し、磁性材板３と検出手段２との
距離を調整することによりバイアス磁界を得るようにし
たものである。

【００１７】また、本発明の位置検出装置は、図１及び
図４に示す如く、バイアス磁界印加手段は、磁性材板３
の着磁量が１５×１０^-3〔Ｔ〕以下であるものである。
また、本発明の位置検出装置は、図１及び図４に示す如
く、磁性材板３と検出手段２との距離は４ミリメートル
以上であるものである。また、本発明の位置検出装置
は、図１及び図４に示す如く、バイアス磁界の検出手段
における磁束密度が５．０×１０^-4〔Ｔ〕以下であるも
のである。

【００１８】

【作用】上述せる本発明によれば、バイアス磁界印加手
段は、被検出手段と検出手段との距離に対する検出手段
の出力を表す特性曲線において、無バイアス時の特性曲
線のピーク出力の略８０パーセントの出力となる被検出
手段と検出手段との距離において、略８０パーセントの
出力の略９０パーセント以上の出力を得るようなバイア
ス磁界を印加するので、被検出手段に記録された位置信
号を検出手段で検出するのに十分な、検出手段と被検出
手段との所定距離を効率よく確保することが出来る。

【００１９】また、本発明によれば、磁性体板を磁気的
に飽和させることのない未飽和状態で着磁させたので、
磁性体板を検出手段に近接させて、収納スペースを小さ
くすることが出来る。また、本発明によれば、磁性体板
を検出手段とほぼ同形状としたので、検出手段に平行磁
界に近いバイアス磁界を印加することが出来る。

【００２０】

【実施例】以下に、図１乃至図５を参照して本発明の位
置検出装置の一実施例について詳細に説明する。本例の
位置検出装置は、図１に示すように、ＣｕＮｉＦｅから
なる磁気記録媒体１に記録された位置信号をＭＲセンサ
２を用いて検出する位置検出装置において、ＭＲセンサ
の検出信号の高調波による歪成分を除去するために、Ｃ
ｕＮｉＦｅからなるバイアスマグネット３によりＭＲセ
ンサ２に矢符Ａ方向のバイアス磁界を印加するものであ
る。

【００２１】図２に示すように、ＭＲセンサ２の形状
は、縦７ミリメートル、横９．５ミリメートル、高さ
０．７ミリメートルであり、その表面に設けられたパタ
ーン４の大きさは、縦３．５ミリメートル、横６．５ミ
リメートルである。図３に示すように、バイアスマグネ
ット３の形状は、縦６ミリメートル、横８ミリメート
ル、高さ０．１５ミリメートルである。

【００２２】このバイアスマグネット３は、その対辺方
向に１０×１０^-3［Ｔ］（１００Ｇａｕｓｓ）程度の未
飽和状態に着磁して、ＭＲセンサ２との距離を５〜６ミ
リメートルとする。このときバイアスマグネット３のバ
イアス磁界の方向とＭＲセンサの表面に設けられたパタ
ーン４の長さ方向とを一致させる。

【００２３】本例の位置検出装置は以上のように構成さ
れていて、図４に示すように、バイアスマグネットの着
磁量をパラメーターとしたときの横軸に示したクリアラ
ンスと縦軸に示したＭＲセンサ出力電圧との特性曲線
は、着磁量を増してゆくと特性曲線のピーク点がクリア
ランスの小さくなる方向にシフトしていくようになる。

【００２４】ここでは、着磁量１５×１０^-3［Ｔ］（１
５０Ｇａｕｓｓ）以下、つまりこの曲線中では、１０×
１０^-3［Ｔ］が適正値であり、このとき、必要なクリア
ランスを確保しながら、ピーク点から直線領域にわたる
範囲がＭＲセンサの実用領域として使用可能な範囲とな
る。このときバイアス磁界、つまりＭＲセンサ自体に印
加される磁束密度は５．０×１０^-4［Ｔ］以下である。

【００２５】図５に示すように、バイアスマグネットと
ＭＲセンサとの距離をパラメーターとしたときの横軸に
示すクリアランスと縦軸に示すＭＲセンサ出力電圧との
特性曲線は、バイアスマグネットとＭＲセンサとの距離
が小さくなるにつれて特性曲線のピーク点がクリアラン
スの小さくなる方向にシフトしていくようになる。

【００２６】このときのバイアスマグネットの着磁量は
１０×１０^-3［Ｔ］（１００Ｇａｕｓｓ）であり、バイ
アスマグネットとＭＲセンサとの距離は６ミリメートル
が適正値であり、このとき、必要なクリアランスを確保
しながら、ピーク点から直線領域にわたる範囲がＭＲセ
ンサの実用領域として使用可能な範囲となる。

【００２７】図４乃至図５において、横軸に示したクリ
アランスと縦軸に示したＭＲセンサ出力電圧との特性曲
線で、無バイアス時のＭＲセンサ出力電圧のピーク点を
１００パーセントとしたとき、その無バイアス時の８０
パーセント程度の出力電圧が得られる点のクリアランス
値において、その無バイアス時の８０パーセントのクリ
アランス値での出力電圧の９０パーセント以上の出力電
圧となるようなバイアス磁界を得るバイアスマグネット
の着磁量及びバイアスマグネットとＭＲセンサとの距離
が上記適正値となることがわかる。

【００２８】つまり１００パーセントの出力電圧に対し
て７２パーセント以上の出力電圧となるようなバイアス
磁界を得るバイアスマグネットの着磁量及びバイアスマ
グネットとＭＲセンサとの距離が上記適正値となる。

【００２９】上述せる本例によれば、バイアス磁界印加
手段は、被検出手段と検出手段との距離に対する検出手
段の出力を表す特性曲線において、無バイアス時の特性
曲線のピーク出力の略８０パーセントの出力となる被検
出手段と検出手段との距離において、略８０パーセント
の出力の略９０パーセント以上の出力を得るようなバイ
アス磁界を印加するので、被検出手段に記録された位置
信号を検出手段で検出するのに十分な、検出手段と被検
出手段との所定距離を効率よく確保することが出来る。

【００３０】また、本例によれば、磁性体板を磁気的に
飽和させることのない未飽和状態で着磁させたので、磁
性体板を検出手段に近接させて、収納スペースを小さく
することが出来る。

【００３１】また、本例によれば、磁性体板を検出手段
とほぼ同形状としたので、検出手段に平行磁界に近いバ
イアス磁界を印加することが出来る。ことができる。

【００３２】尚、上述の実施例は本発明の一例であり、
本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取
り得ることは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、バイアス磁界印加手段
は、被検出手段と検出手段との距離に対する検出手段の
出力を表す特性曲線において、無バイアス時の特性曲線
のピーク出力の略８０パーセントの出力となる被検出手
段と検出手段との距離において、略８０パーセントの出
力の略９０パーセント以上の出力を得るようなバイアス
磁界を印加するので、被検出手段に記録された位置信号
を検出手段で検出するのに十分な、検出手段と被検出手
段との所定距離を効率よく確保することが出来る。ま
た、本発明によれば、磁性体板を磁気的に飽和させるこ
とのない未飽和状態で着磁させたので、磁性体板を検出
手段に近接させて、収納スペースを小さくすることが出
来る。また、本発明によれば、磁性体板を検出手段とほ
ぼ同形状としたので、検出手段に平行磁界に近いバイア
ス磁界を印加することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置検出装置の斜視図である。

【図２】本発明の位置検出装置のＭＲセンサの平面図で
ある。

【図３】本発明の位置検出装置のバイアスマグネットの
平面図である。

【図４】本発明の位置検出装置のバイアスマグネット着
磁量によるクリアランス特性を表した図である。

【図５】本発明の位置検出装置のバイアスマグネットの
距離によるクリアランス特性への影響を表した図であ
る。

【図６】従来の位置検出装置のバイアスマグネットを永
久磁石にした場合のクリアランス特性への影響を表した
図である。

【図７】従来の位置検出装置を説明する側面図である。

【図８】従来の位置検出装置を説明する側面図である。

【図９】従来の位置検出装置を説明する平面図である。

【図１０】従来の位置検出装置を説明する平面図であ
る。

【図１１】従来の位置検出装置を説明する側面図であ
る。

【符号の説明】

１ 磁気記録媒体 ２ ＭＲセンサ ３ バイアスマグネット ４ パターン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検出手段と、前記被検出手段から所定距
   離だけ離隔して、前記被検出手段に対向して配置され、
   前記被検出手段に記録された位置信号を検出する検出手
   段と、前記検出手段により得られる位置信号の歪成分を
   除去するように前記検出手段にバイアス磁界を印加する
   バイアス磁界印加手段とからなり、前記バイアス磁界印
   加手段は、前記被検出手段と前記検出手段との距離に対
   する前記検出手段の出力を表す特性曲線において、無バ
   イアス時の前記特性曲線のピーク出力の略８０パーセン
   トの出力となる前記被検出手段と前記検出手段との距離
   において、前記略８０パーセントの出力の略９０パーセ
   ント以上の出力を得るようなバイアス磁界を印加するこ
   とを特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】前記バイアス磁界印加手段は、前記検出手
   段とほぼ同形状で厚さを１ミリメートル以下とした磁性
   材板を磁気的に飽和させることのない未飽和状態で着磁
   させ、前記検出手段に対して前記被検出手段と反対側
   に、前記検出手段に対向して配置し、前記磁性材板と前
   記検出手段との距離を調整することにより前記バイアス
   磁界を得るようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記バイアス磁界印加手段は、前記磁性
   材板の着磁量が１５×１０^-3〔Ｔ〕以下であることを特
   徴とする請求項１または２記載の位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記バイアス磁界印加手段は、前記磁性
   材板と前記検出手段との距離が４ミリメートル以上であ
   ることを特徴とする請求項１または２記載の位置検出装
   置。
5. 【請求項５】 前記バイアス磁界印加手段は、前記バイ
   アス磁界の前記検出手段における磁束密度が５．０×１
   ０^-4〔Ｔ〕以下であることを特徴とする請求項１または
   ２記載の位置検出装置。