JPH0820271B2 - 位置や速度を検出する装置 - Google Patents

位置や速度を検出する装置

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JPH0820271B2
JPH0820271B2 JP20630884A JP20630884A JPH0820271B2 JP H0820271 B2 JPH0820271 B2 JP H0820271B2 JP 20630884 A JP20630884 A JP 20630884A JP 20630884 A JP20630884 A JP 20630884A JP H0820271 B2 JPH0820271 B2 JP H0820271B2
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magnetoresistive
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magnetic
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正 ▲高▼橋
昭一 川又
邦夫 宮下
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は位置や速度を検出する装置に係り、特に磁気
的に位置や速度を検出するものに関する。
〔発明の背景〕
位置検出装置に関する先行技術(特開昭59−5914号公
報)には、磁気センサを位置検出に利用することによ
り、精度向上が可能であることが開示されている。しか
し、この技術は磁気センサの端子部及び磁気抵抗素子か
ら端子部までの配線についての問題点を認識していな
い。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、磁気的に位置や速度を検出する装置
として、電源端子及び出力端子の数を最小とし、磁気セ
ンサを小形にすると共に、外来ノイズ及び磁気センサ内
部の相互干渉によるノイズを防止した磁気的に位置や速
度を検出する装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の目的は、移動体の移動部又はこれに対向して
いる固定部に担持された磁気記録媒体に磁気信号を記録
した少なくとも第1,第2の二つのトラックを有し、この
磁気記録媒体に近接して前記固定部又は移動部に取り付
けた磁気に感応して内部抵抗が変化する複数組の磁気抵
抗素子を基板上に担持し、前記磁気記録媒体の磁気信号
を前記磁気抵抗素子で検出するものにおいて、前記第1
のトラックと第2のトラックに対向する磁気抵抗素子を
その長手方向を一致させて配置し、第1のトラックに対
向する磁気抵抗素子の第2トラック側端部と、第2トラ
ックに対向する磁気抵抗素子の第1のトラック側端部を
電源端子の正極端子Tpあるいは負極端子Tnに共通に接続
し、第2のトラックに対向する磁気抵抗素子の電源端子
に接続されない方を前記電源端子以外の外部配線用端子
(T1〜T8,T01,T02)に接続し、前記正極端子および正極
端子に接続される前記磁気抵抗素子と前記負極端子およ
び負極端子に接続される前記磁気抵抗素子とが左右対称
になるように配置し、前記外部配線用端子を磁気抵抗素
子の長手方向の一方に集中配線すると共に、接続する配
線を磁気抵抗素子よりその幅を十分に広く形成して低抵
抗にし、第1のトラックに対向する磁気抵抗素子の電源
端子に接続されない方を磁気抵抗素子より幅を十分広く
して低抵抗にした複数の配線により外部端子T03,T04に
接続することで、前記第1および第2のトラックに対向
するそれぞれの磁気抵抗素子を、第1のトラックに対向
する磁気抵抗素子側の外部配線(T03・T04)により包囲
したことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
本発明の構成の一実施例を第1図ないし第6図によっ
て説明する。第1図ないし第6図は、第6図に示す本発
明の磁気センサを使用した回転位置検出装置である。第
1図はその構成図で、モータ等の回転体1の回転軸2
に、表面に磁気記録媒体を設けた磁気ドラム3を取り付
け、この磁気ドラムの表面に全周連続して、磁気信号を
記録したエンコーダトラックと、1回転に1個又は数個
の基準位置信号を記録した基準位置トラックを設けてあ
り、この磁気ドラム3に対向して、強磁性体の薄膜で構
成した磁気抵抗素子の磁気センサをそれぞれ配置する。
回転体1が回転すると磁気ドラム3も回転するため、磁
気記録媒体に記録した磁気信号に応じた磁界が磁気セン
サ4に加えられる。磁気センサ内の磁気抵抗素子は磁界
を印加すると内部抵抗が減少するので、この抵抗変化を
検出することにより、回転体の回転位置あるいは回転速
度を検出できる。
この関係を詳しく示すと第2図のようになる。この図
は磁気ドラム3と磁気センサ4の関係を平面に展開して
示した。磁気ドラムにはエンコーダトラック31(第2の
トラック)があり、これには全周等間隔で連続した磁気
信号を記録する。また、この外に1周1個の基準位置信
号を記録した基準位置トラック(第1のトラック)32を
設ける。これに対して、磁気センサ4を構成している磁
気抵抗素子は、エンコーダトラック31に対向して基準位
置用磁気抵抗素子R01,R02、さらにエンコーダ用磁気抵
抗素子R1〜R8を配置し、基準位置トラック32に対して基
準位置用磁気抵抗素子R03,R04を配置する。
このような構成において、磁気ドラム3が図示矢印の
方向に回転すると、エンコーダ用磁気抵抗素子R1〜R
8は、エンコーダトラック31の磁界を受け、第3図のよ
うに抵抗が変化する。同様に基準位置用磁気抵抗素子R
01,R02の抵抗も、第3図のような変化をする。さらに基
準位置用磁気抵抗素子R03,R04は基準位置トラックの磁
界により第3図のように抵抗変化をする。これらの各磁
気抵抗素子は第6図に示すように配線してあり、第6図
の各外部端子T1〜T8,T01〜T04,Tp,Tnは第4図の回路に
示した符号と一致するように結線を行っており、R1,R7,
R3,R5によって構成されるブリッジ出力eaは第5図のea
となる。同様にR2,R8,R4,R6によるブリッジ出力ebは第
5図のebのようにeaに対して電気角で90度位相が遅れた
出力ebが得られる。すなわち、本発明は、エンコーダ出
力ea,ebにより、2相出力のエンコーダを構成してい
る。また、基準位置用磁気抵抗素子R01〜R04も第4図の
ようなブリッジ接続することにより、その基準位置出力
eoは第5図のeoのようになり、これは1回転に1パルス
の基準位置信号として、パルス幅の狭い信号を得ること
ができる。基準位置出力はパルス幅が広いとエンコーダ
出力に対す基準の範囲が広くなり、精度が悪くなるので
狭幅の出力が要求される。基準位置は1回転,2個,3個,4
個等複数でも同様に動作する。
以上ように磁気センサ4の磁気抵抗素子の配置が複雑
になると、磁気抵抗素子及びこれらの出力を取り出した
り、電源電圧を加える電源端子部及びそれに至る配線が
問題となる。第6図は本発明の磁気センサの一実施例を
示すもので、磁気抵抗素子R1〜R8は第2図の原理に示し
たものと同じでエンコーダ用として使用され、R01〜R04
は狭幅の高精度の基準位置用の磁気抵抗素子である。ま
た、一直線に並んだ磁気抵抗素子R1ないしR8とR01〜R02
の下端は配線L1ないしL8とL01,L02を介して外部への外
部配線用端子部T1ないしT8とT01,T02に接続されてい
る。磁気抵抗素子R1ないしR8及びR01,R02の上端は左右
2つのグループに分かれ、R01とR1ないしR4は共通に配
線LPに、R02とR5ないしR8は共通に配線LNに接続され、
これらは電源端子部のTP及びTNに接続されている。さら
に上段の磁気抵抗素子R03とR04の下端、すなわちR1ない
しR8及びR01,R02と向い合った端部は、前記R1ないしR8
及びR01,R02と同様に2つのグループに分かれ、R03は配
線LPに、R04は配線LNに接続する。磁気抵抗素子R03,R04
の上端はそれぞれ配線L03,L04を介して外部配線用端子
部T03,T04に接続している。これら外部配線用端子部T01
ないしT04及びT1ないしT8を外部で第4図のように配置
する。
これらの磁気抵抗素子及び外部配線用端子部と配線は
ガラス基板上に蒸着により、構成される場合が多く、磁
気抵抗素子と配線を同じ材料で行う場合もある。したが
って配線L1ないしL8,L01ないしL04等は磁気抵抗素子に
比べて十分幅を広くし、配線抵抗を減少して配線による
電圧降下を防止している。さらに電源端子TPとTNについ
ては各磁気抵抗素子が共通で使用するため十分広いスペ
ースをとり配線抵抗を減少していると同時に磁気抵抗素
子の周囲部の配線LP及びLNは十分面積を広くすることに
より、外来ノイズが磁気抵抗素子に混入するのを防止し
ている。この場合配線LPとLNの面積を磁気センサの面積
に対して10%以上にすると効果が大きい。
このように本発明の磁気センサによれば、電源端子を
TPとTNの最小数で各磁気抵抗素子の一端が全て電源端子
TP及びTNの配線LP及びLNに接続できるため、出力端子数
を最小にできると共に、各配線は交叉することなしに構
成できるため、磁気センサを小形にできると共に、外来
ノイズが磁気抵抗素子に混入するのを防止できる。さら
に各配線がお互いに交叉しないため、磁気抵抗素子相互
の干渉がなくノイズを防止できる。
第7図は本発明の磁気センサの他の実施例である。第
6図と同一記号は同一動作するものであり、この例では
電源の配線LP及びLNをできるだけ広くするため、外部配
線用端子部を2個ずつ使用した例で、TP1,TP2及びTN1,T
N2からの配線LP及びLNを共通に広くした例であり、第6
図に比べてさらに配線抵抗を少なくできる。この例では
外部配線用端子部を2個ずつ使用しているが、3個,4個
と多くすればさらに効果が期待できる。
第8図は第6図に示した、電源端子部TP,TNを複数の
磁気抵抗素子の中心に対して一番内側に配置した例であ
る。このように電源の正負端子部TPとTNを並べて配置
LP,LNを並べることにより、電源からのノイズが磁気抵
抗素子に誘導されにくい効果をもっている。第8図では
電源端子部が内側にした例であるが、磁気抵抗素子R03,
R04の外部配線用端子部T03,T04を複数の磁気抵抗素子の
中心に対して内側に配置し、電源端子部TPおよびTNを最
外側に配置することも可能である。
上記は回転体の例を示したが、本発明は第9図のよう
な直線運動の位置検出にも同様な効果を有する。第9図
は直線運動を行う移動体3にエンコーダトラック31と基
準位置トラック32を設け、これに対向して磁気センサ4
を配置している。磁気センサ4は第6図〜第8図のもの
と同じである。この例では移動体に磁気記録媒体3を用
いたが、移動体に磁気センサ4を取り付け、磁気記録媒
体3を固定しても全く同じ効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、移動体の移動部又
はこれに対向している固定部に担持された磁気記録媒体
に磁気信号を記録した少なくとも第1,第2の二つのトラ
ックを有し、この磁気記録媒体に近接して前記固定部又
は移動部に取り付けた磁気に感応して内部抵抗が変化す
る複数組の磁気抵抗素子を基板上に担持し、前記磁気記
録媒体の磁気信号を前記磁気抵抗素子で検出するものに
おいて、前記第1のトラックと第2のトラックに対向す
る磁気抵抗素子をその長手方向を一致させて配置し、第
1のトラックに対向する磁気抵抗素子の第2トラック側
端部と、第2トラックに対向する磁気抵抗素子の第1の
トラック側端部を電源端子の正極端子Tpあるいは負極端
子Tnに共通に接続し、第2のトラックに対向する磁気抵
抗素子の電源端子に接続されない方を前記電源端子以外
の外部配線用端子(T1〜T8,T01,T02)に接続し、前記正
極端子および正極端子に接続される前記磁気抵抗素子と
前記負極端子および負極端子に接続される前記磁気抵抗
素子とが左右対称になるように配置し、前記外部配線用
端子を磁気抵抗素子の長手方向の一方に集中配線すると
共に、接続する配線を磁気抵抗素子よりその幅を十分に
広く形成して低抵抗にし、第1のトラックに対向する磁
気抵抗素子の電源端子に接続されない方を磁気抵抗素子
より幅を十分広くして低抵抗にした複数の配線により外
部端子T03,T04に接続することで、前記第1および第2
のトラックに対向するそれぞれの磁気抵抗素子を、第1
のトラックに対向する磁気抵抗素子側の外部配線(T03
・T04)により包囲した位置あるいは速度を検出する装
置である。
この構成によれば、電源端子及び外部配線用出力端子
が交叉することなく、少ない外部配線用端子数で構成で
きると共に外来ノイズが磁気抵抗素子に混入するのを防
止できる。
また、磁気抵抗素子の電源端子に接続されない方を磁
気抵抗素子より幅を充分広くして低抵抗にした複数の配
線により外部端子T03,T04に接続することで、配線によ
る電源降下を防止できるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の磁気センサを使用した位置検出装置の
構成図である。第2図は第1図の磁気ドラムと磁気セン
サの配置を示す。第3図は磁気センサの抵抗変化を示
す。第4図は磁気センサの結線図である。第5図は位置
検出装置の出力波形である。第6図は本発明の一例を示
す磁気センサの配置図である。第7図は本発明の他の実
施例を示す磁気センサの配置図である。第8図は本発明
の他の実施例を示す磁気センサの配置図である。第9図
は直線運動の位置検出に本発明を応用した例である。 1……回転体、2……回転軸、3……磁気ドラム、3.1
……エンコーダトラック、3.2……基準位置トラック、
4……磁気センサ、R1〜R8……エンコーダ用磁気抵抗素
子、R01〜R04……基準位置用磁気抵抗素子、T1〜T8,T01
〜T04……磁気センサの端子部、L1〜L8,L01〜L04……磁
気センサの端子部までの配線、TP,TN……電源の正,負
極の端子部、LP,LN……電源の端子部と磁気抵抗素子を
結ぶ配線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 邦夫 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−5914(JP,A) 特公 平3−53563(JP,B2) 実公 昭57−2891(JP,Y2)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】移動体の移動部又はこれに対向している固
    定部に担持された磁気記録媒体に磁気信号を記録した少
    なくとも第1,第2の二つのトラックを有し、この磁気記
    録媒体に近接して前記固定部又は移動部に取り付けた磁
    気に感応して内部抵抗が変化する複数組の磁気抵抗素子
    を基板上に担持し、前記磁気記録媒体の磁気信号を前記
    磁気抵抗素子で検出するものにおいて、 前記第1のトラックと第2のトラックに対向する磁気抵
    抗素子をその長手方向を一致させて配置し、第1のトラ
    ックに対向する磁気抵抗素子の第2トラック側端部と、
    第2トラックに対向する磁気抵抗素子の第1のトラック
    側端部を電源端子の正極端子Tpあるいは負極端子Tnに共
    通に接続し、第2のトラックに対向する磁気抵抗素子の
    電源端子に接続されない方を前記電源端子以外の外部配
    線用端子(T1〜T8,T01,T02)に接続し、前記正極端子お
    よび正極端子に接続される前記磁気抵抗素子と前記負極
    端子および負極端子に接続される前記磁気抵抗素子とが
    左右対称になるように配置し、前記外部配線用端子を磁
    気抵抗素子の長手方向の一方に集中配線すると共に、接
    続する配線を磁気抵抗素子よりその幅を十分に広く形成
    して低抵抗にし、第1のトラックに対向する磁気抵抗素
    子の電源端子に接続されない方を磁気抵抗素子より幅を
    十分広くして低抵抗にした複数の配線により外部端子T0
    3,T04に接続することで、前記第1および第2のトラッ
    クに対向するそれぞれの磁気抵抗素子を、第1のトラッ
    クに対向する磁気抵抗素子側の外部配線(T03・T04)に
    より包囲したことを特徴とする位置あるいは速度を検出
    する装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載のものにおい
    て、第2のトラックに対向配置された磁気抵抗効果素子
    の1部と第1のトラックに対向配置した磁気抵抗効果素
    子の出力を組み合わせて、基準位置を検出するようにし
    た位置あるいは速度を検出する装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載のものにおい
    て、電源の正極および負極端子部TP,TNを前記第2のト
    ラックに対向配置した磁気抵抗効果素子の外部配線用端
    子部T1〜T8,T01,T02の外側に設けると共に、第1のトラ
    ックに対向配置した磁気抵抗効果素子の端子部T03,T04
    を前記電源の正極および負極端子部TP,TNの外側に設け
    たことを特徴とする位置あるいは速度を検出する装置。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項記載のものにおい
    て、電源の正極および負極端子部TP,TNを前記第2のト
    ラックに対向配置した磁気抵抗効果素子の外部配線用端
    子部より内側に設けたことを特徴とする位置あるいは速
    度を検出する装置。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第1項記載のものにおい
    て、 端子部を同一形状とし、電源の正極および負極の端子部
    TP,TNとして隣り合った複数の端子部TP1,TP2,TN1,TN2を
    用いたことを特徴とする位置あるいは速度を検出する装
    置。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第1項記載のものにおい
    て、 電源の配線部を磁気センサ全体の面積の10%以上として
    低抵抗にしたことを特徴とする位置あるいは速度を検出
    する装置。
JP20630884A 1984-10-03 1984-10-03 位置や速度を検出する装置 Expired - Lifetime JPH0820271B2 (ja)

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JP2015517108A (ja) * 2012-04-20 2015-06-18 ザ ティムケン カンパニー インデックス信号を生成するための磁気エンコーダ

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