JPH11191265A - 磁気検出体とこれを備えた磁気式エンコ―ダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工上の煩雑化やコストの上昇を招くことな
く、比較的簡単な回路構成により、出力信号の周期を小
さくできる磁気検出体を提供する。 【解決手段】 一定の設定間隔λで配列された磁気目盛
４を有する磁性部材１に対して、上記目盛の配列方向ｘ
の相対的な変位を検出する２個の磁気抵抗素子６Ａ，６
Ｂを備えているとともに、両磁気抵抗素子６Ａ，６Ｂの
中点電位Ｖｏを出力として取り出すように構成し、かつ
両磁気抵抗素子６Ａ，６Ｂは、それぞれ、ｍ個（ｍは２
以上の整数）の磁気抵抗路７Ａ１，７Ａ２，７Ｂ１，７
Ｂ２を有するとともに、これらを上記設定間隔λの２ｍ
倍の周期λｏの交流信号が取り出されるように配置して
なる磁気検出体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転モ―タなどの
回転運動量や、リニアモ―タなどの直線運動量を磁気的
に検出して電気信号を出力する磁気検出体と、これを備
えた磁気式エンコ―ダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、エンコ―ダは、被検出体
を検出する方法の違いから、光学式のものと磁気的なも
のとに大別される。磁気式エンコ―ダは、光学式エンコ
―ダに比べて、検出部分に塵芥が付着したり汚れがあつ
ても検出感度が影響を受けにくい、電力の消費が少な
い、発光素子や受光素子を配置する必要がなくコンパク
トに制作できる、また機械的強度が高いなどの点で、有
利とされている。

【０００３】磁気式エンコ―ダは、一般に、被検出体に
取り付けられる磁性部材を、たとえば、主面側に被検出
体の運動方向においてＮ極とＳ極とを交互に形成した、
いわゆる多極磁石により構成するとともに、この多極磁
石が回転または直線運動した際の交番する磁気を、ホ―
ル素子や磁気抵抗素子のような磁気検出素子をもつた磁
気検出体で検出する構成となつている。

【０００４】多極磁石の作製は、たとえば、リニアエン
コ―ダでは、図１２に示すように、長尺状の磁性部材１
０１の主面側に対向して着磁ヘツド１０２を配設し、こ
の磁性部材１０１を長手方向に一定の速度で直線移動さ
せながら、この移動に同期させて着磁ヘツド１０２のコ
イル１０３に交番電流を流し、これにより磁性部材１０
１の主面に多数のＮ極とＳ極とを交互に着磁するのが一
般的である。しかしながら、上記従来のエンコ―ダで
は、上記の製造方法のように、磁性部材１０１を移動さ
せてＮ極とＳ極とを交互に着磁する必要があるため、１
回の着磁処理で１つの多極磁石しか製作できないという
欠点がある。また、交番する磁気に対する検出精度の高
いエンコ―ダを得るには、微細なコイル１０３に強磁界
を発生させることが可能な高度の着磁装置を用意しなけ
ればならず、かなりの経済的負担を強いられるなどの問
題もある。

【０００５】このような事情に照らし、本出願人らは、
先に、製作条件が簡単であり、検出性能にもすぐれた磁
気式エンコ―ダを提案した（特願平７−１２９６０４
号）。これは、被検出体に取り付けられる磁性部材と、
この磁性部材に対して相対運動可能な位置に配置された
磁気検出体を備えているとともに、上記の磁性部材を、
基板とこの基板の主面側に上記運動方向で一定の設定間
隔で設けられてかつ一定方向に磁化された複数の磁区と
で構成し、上記の磁気検出体に被検出体の運動時に上記
磁区の磁気を検出する磁気抵抗素子を備えたものであ
る。

【０００６】この種の磁気式エンコ―ダは、前記従来の
Ｎ，Ｓ多極式のエンコ―ダとは本質的に異なる、いわゆ
る単極式のエンコ―ダと称されるものであつて、基板に
磁区を形成する場合、磁区に付与しようとする磁化の方
向と磁場の磁力線とが一致するように上記基板を磁場中
に配置して着磁すればよい。このため、複数の基板を積
み重ねて磁場中に配置すれば、一度の着磁処理で複数の
基板主面側に磁区を同時に形成することが可能となり、
また着磁装置の精度に関係なく、基板の加工限界付近ま
での微細な間隔での磁区形成が可能となる。しかしなが
ら、上記提案の磁気式エンコ―ダにおいては、磁区がＮ
またはＳの単極で構成されているため、磁気検出体の検
出出力の波形がゼロ点に対し非対称なものとなり、多極
磁石を用いたものに比べて、ゼロ点を明確にするための
信号処理回路が非常に複雑になるといつた難点を有して
いた。

【０００７】本出願人らは、このような難点を克服する
ため、上記の磁気式エンコ―ダをさらに改良して、磁気
検出体による出力信号のゼロ点が明確になり、信号処理
が簡易に行える磁気式エンコ―ダを提案した（特願平９
−１７１５６号）。これは、被検出体側に取り付けられ
る磁性部材とこの磁性部材に対して相対運動可能な位置
に配設される磁気検出体を備えているとともに、上記の
磁性部材を、基板とこの基板の主面側に上記運動方向で
一定の設定間隔で設けられてかつ一定方向に磁化された
複数の磁区とで構成し、上記の磁気検出体に、上記運動
方向で一定の設定間隔で配置されてかつ上記磁性部材と
の相対運動に伴つて上記磁区の磁気を検出する少なくと
も２個の磁気検出体を備えたものである。

【０００８】この磁気式エンコ―ダでは、被検出体に磁
性部材を取り付ける一方、磁気検出体の少なくとも２個
の磁気検出素子を直列接続し、この直列接続体の両端を
電源に接続し、たとえば２個の磁気検出素子の接続点を
中点電位の出力端子とする。この状態で被検出体を回転
または直線運動させると、磁気検出体が磁性部材に対し
て相対運動し、これに伴い磁気検出体の各磁気検出素子
により磁性部材の磁区の磁気を検出するので、磁気検出
体からは被検出体の運動量に対応した検出出力が電気信
号に変換して出力される。ここで、各磁気検出素子が被
検出体の運動方向で一定の設定間隔で設けられているた
め、上記接続点には磁界の方向に変化しかつ磁気検出体
の設定間隔に対応した位相差の中点電位が生起する。そ
の結果、中点電位に対して正負対称な波形の検出出力が
一定の周期で現れ、これにより検出出力のゼロ点が明確
になり、その後の信号の後処理が容易となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような磁気式エン
コ―ダにおいて、各種機器の高精度化に対応した測定精
度（分解能）の向上のため、上記出力信号の周期を小さ
くすることが望まれる。測定精度は上記磁区の設定間隔
に依存しているので、周期の小さい出力信号を得るに
は、磁区の設定間隔を小さくすればよい。しかし、磁区
の設定間隔を小さくするには、磁性部材の基板などの加
工精度を上げなければならず、加工技術上の難題も多く
なるうえ、製造コストの高騰は避けられない。

【００１０】特開平８−２０３０３８号公報には、測定
精度の向上に対応できるようにしたものが開示されてい
る。これは、共通端子に接続される一対の磁気抵抗素子
のほかに、５対の磁気抵抗素子を備え、対となる磁気抵
抗素子の各接続点を中間電位を取り出す出力端子とし、
共通端子と５個の出力端子との間で位相が異なる５相の
交流信号を得、各交流信号のゼロクロス点とこれら５相
の交流信号が交差する点をそれぞれ検出して、出力信号
の周期を小さくするものである。しかし、この場合、５
対の磁気抵抗素子ごとにブリツジを構成して、５相の交
流信号の各ゼロクロス点や互いに交わる点などを検出す
る必要があり、回路構成が煩雑になるうえ、５相の交流
信号の交点を検出するため、５相の交流信号の波形が正
確に揃つていないと、出力信号の周期がばらつくなどの
問題がある。

【００１１】本発明は、上記の事情に照らし、加工上の
煩雑化やコストの上昇を回避でき、しかも電気的構成も
簡単にして、出力信号の周期を小さくできる磁気検出体
と、この磁気検出体を用いて被検出体の変移量などの測
定精度を容易に高めることができる磁気式エンコ―ダを
提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために、鋭意検討した結果、磁気検出体に
２個の磁気抵抗素子を装備させて、これら磁気抵抗素子
にそれぞれｍ個（ｍは２以上の整数）の磁気抵抗路を設
けるとともに、磁気目盛の配列方向でそれらの位置関係
を特定する構成とすれば、出力信号の周期を２ｍ倍に小
さくできることを知り、本発明を完成するに至つたもの
である。

【００１３】本発明は、一定の設定間隔λで配列された
磁気目盛を有する磁性部材に対して上記目盛の配列方向
の相対的な変移を磁気抵抗素子により検出する磁気検出
体において、電気的に直列に接続されてその中点電位を
出力とする２個の磁気抵抗素子を備え、かつこれらの磁
気抵抗素子は、それぞれｍ個（ｍは２以上の整数）の磁
気抵抗路を有して、磁気目盛の設定間隔λの２ｍ倍の周
期の交流信号を取り出せれるように、上記ｍ個の磁気抵
抗路とともに磁気目盛の配列方向に配置されていること
を特徴とする磁気検出体（請求項１，２）と、一定の設
定間隔λで配列された磁気目盛を有する磁性部材と上記
構成の磁気検出体とを備えていることを特徴とする磁気
式エンコ―ダ（請求項３〜６）に係るものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面にしたがつて説明する。図１は、本発明の磁気検出体
を備えた磁気式リニアエンコ―ダに用いられる磁性部材
の外観を示す斜視図、図２は、同磁気式リニアエンコ―
ダの概要を示す全体の構成図である。

【００１５】図１および図２において、１は矢印ｘまた
はｙ方向へ直線運動する被検出体（図示せず）に取り付
けられる磁性部材、２は上記の磁性部材１に対して相対
運動可能な位置に配設された磁気検出体である。

【００１６】磁性部材１は、上記の運動方向に沿う長尺
状の基板３と、この基板の主面３ａ側に形成された磁気
目盛としての複数の磁区４とからなる。上記の基板３
は、たとえば、強磁性体から板状に形成されており、そ
の主面３ａ側には、基板３を幅方向で横断する複数個の
孔部５が、上記運動方向（基板の長手方向）で一定の設
定間隔λをおいて形成されている。この各孔部５には基
板の主面３ａと面一となるように別の磁性材が嵌着固定
されて磁区４を構成している。この各磁区４は、基板の
主面３ａに対して垂直な方向に沿つて磁化されている。

【００１７】なお、磁性部材１は、上記のように磁区４
を強磁性体からなる基板３とは別の磁性材で構成し、互
いに隣り合う磁区４を上記の強磁性体（非磁化領域）で
隔てるようにしたものに限らず、たとえば、基板３を非
磁性材また弱磁性材で構成して、互いに隣り合う磁区を
上記の非磁性材または弱磁性材（非磁化領域）で隔てる
ようにしたものなど、様々な態様をとることができる。

【００１８】磁性部材１において、各磁区４の運動方向
の幅ｗは、たとえば（１／２）×λに設定され、これに
より磁区４の平面形状は、一定の幅ｗを有し、基板３の
幅方向に沿う線形となつている。磁区４は上記の線形に
こだわらないが、線形であると、磁気検出体２が磁性部
材１に対して運動方向で横ずれしても、磁気検出の有効
面が確保され、磁気検出動作が問題なく行われる。もち
ろん、磁区４は、基板３を幅方向で完全に横断するよう
な線形であつてもよい。

【００１９】磁気検出体２は、検出面２ａが基板３の主
面３ａと平行となるように配設されるとともに、２個の
磁気抵抗素子６Ａ，６Ｂを備えており、運動時に磁区４
における磁力線（磁気）を垂直方向と交差する水平方向
の磁化成分として検出する。２個の磁気抵抗素子６Ａ，
６Ｂは電気的に直列接続されており、その接続点に中点
電位を取り出すための出力端子Ｑが接続される（図３参
照）。

【００２０】これらの磁気抵抗素子６Ａ，６Ｂは、それ
ぞれｍ個（ｍは２以上の整数）の磁気抵抗回路７Ａ…，
７Ｂ…を有している。磁気抵抗素子６Ａ，６Ｂと磁気抵
抗路７Ａ…，７Ｂ…は、磁区４の設定間隔λの２ｍ倍の
周期の交流の出力信号が取り出される位置関係でｘ方向
に配置されている。具体的には、磁気抵抗素子６Ａとそ
の磁気抵抗路７Ａは、磁気目盛の設定間隔λに対して、
つぎの式（Ａ）； （式中、ｋは自然数、ｎｋは０以上の整数である）を満
たす位置関係で配置され、また磁気抵抗素子６Ｂとその
磁気抵抗路７Ｂは、磁気目盛の設定間隔λに対して、つ
ぎの式（Ｂ）； （式中、ｋは自然数、ｎ＊ｋは０以上の整数である）を
満たす位置関係で配置されている。

【００２１】上記の構成において、被検出体の矢印ｙ方
向の直線運動に伴つて磁性部材１も同方向へ直線運動
し、また磁気検出体２も磁性部材１に対して相対的（矢
印ｘ方向）に直線運動する。その結果、磁気抵抗素子６
Ａ，６Ｂが磁性部材１の各磁区４の磁界を磁化方向と交
差する方向に横切り、磁気抵抗素子６Ａ，６Ｂの各磁気
抵抗路７Ａ…，７Ｂ…で上記磁区４の磁気が水平方向の
磁化成分として検出される。この検出出力ｆは、図２に
示すように、ＣＰＵのような演算装置８に順次送出され
る。演算装置８では、上記出力ｆを受けて、単位時間あ
たりの磁区４の磁気検出回数を算出し、被検出体への直
線運動デ―タｇとして送出する。

【００２２】ここで、磁気検出素子６Ａ，６Ｂがそれぞ
れｍ個の磁気抵抗路７Ａ…，７Ｂ…を備え、磁気検出素
子６Ａ，６Ｂと磁気抵抗路７Ａ…，７Ｂ…との位置関係
を、出力信号の周期が磁区の配列方向で２ｍ倍となるよ
うに特定したので、各磁気抵抗素子６Ａ（６Ｂ）は、磁
区４の設定間隔λの範囲内で最大磁気抵抗値がそれぞれ
ｍ個となる。このため、磁区４の設定間隔λが小さくな
るように基板３を微細に加工することなく、磁気抵抗素
子６Ａ，６Ｂの中点電位での出力信号ｆの周期を２ｍ倍
に小さくすることができ、測定精度が高められる。

【００２３】また、２個の磁気抵抗素子６Ａ，６Ｂにそ
れぞれ２個以上の磁気抵抗路７Ａ…，７Ｂ…を設け、磁
気抵抗素子６Ａ，６Ｂの一つの中点電位を出力信号Ｖｏ
として取り出すだけであり、５対の磁気抵抗素子を使用
して５相の交流信号のゼロクロス点とそれらの信号の交
差する点を検出するものに比べて、回路構成の簡素化が
図られるとともに、５相の交力信号を検出するもののよ
うに、出力信号の周期がばらついたりするといつた不具
合は全く生じない。

【００２４】

【実施例】以下に、本発明の実施例を記載して、さらに
具体的に説明する。なお、以下の各例において、磁性部
材１における磁区４の幅ｗを、磁区４の設定間隔λに対
して１／２に設定してある。

【００２５】実施例１ 図３は実施例１における磁気検出体２の電気的構成図で
ある。同図において、一方の磁気抵抗素子６Ａは、直列
接続された第１および第２の２個（ｍ＝２）の磁気抵抗
路７Ａ１，７Ａ２を有しており、その磁気抵抗値が２個
の磁気抵抗路７Ａ１，７Ａ２の各磁気抵抗値の和で表さ
れる。また、他方の磁気抵抗素子６Ｂは、直列接続され
た第１および第２の２個（ｍ＝２）の磁気抵抗路７Ｂ
１，７Ｂ２を有しており、その磁気抵抗値が２個の磁気
抵抗路７Ｂ１，７Ｂ２の各磁気抵抗値の和で表される。
このような磁気抵抗素子６Ａ，６Ｂからなる直列接続体
の両端Ｐａ，Ｐｂを電源ｅに接続し、一端Ｐｂを接地し
てある。これら磁気抵抗素子６Ａ，６Ｂの接続点（磁気
抵抗回路７Ａ２と磁気抵抗路７Ｂ１との接続点）を中点
電位Ｖｏの出力端子Ｑとしてある。

【００２６】ここで、磁気抵抗素子６Ａの第１の磁気抵
抗路７Ａ１の位置は、式（Ａ）において、ｍ＝２、ｋ＝
１、ｎ１＝０として、第２の磁気抵抗路７Ａ２の位置
は、ｍ＝２、ｋ＝２、ｎ２＝０として、求められ、第１
の磁気抵抗路７Ａ１を運動方向ｘの基準点（ｘ＝０）に
すると、２個の磁気抵抗路７Ａ１，７Ａ２は、ｘ＝０、
ｘ＝１／４・λの各位置に配置される。また、磁気抵抗
素子６Ｂの第１の磁気抵抗路７Ｂ１の位置は、式（Ｂ）
において、ｍ＝２、ｋ＝１、ｎ＊１＝１として、第２の
磁気抵抗路７Ｂ２の位置は、ｍ＝２、ｋ＝２、ｎ＊２＝
１として、求められ、その結果、２個の磁気抵抗路７Ｂ
１，７Ｂ２は、運動方向ｘにおいて、ｘ＝５／８・λ、
ｘ＝７／８・λの各位置に配置される。

【００２７】図４は、上記の磁性部材に対して磁気検出
体２がｘ方向に移動した際に、上記の磁気抵抗路７Ａ
１，７Ａ２，７Ｂ１，７Ｂ２の各磁気抵抗値が磁界変化
に応じて変化する様子を示したものである。磁性部材１
による磁界変化は、ｘ＝０から１／２・λごとに最大と
なるため、磁気抵抗路７Ａ１，７Ａ２，７Ｂ１，７Ｂ２
は、ｘ＝０からｘ＝１／２・λごとの位置に達したもの
（○印で示す）の磁気抵抗値が最大となる。このことか
ら、磁気抵抗素子６Ａ，６Ｂの中点電位Ｖｏは、図５に
示すように、周期λ₀ が１／４・λ、つまり上記設定間
隔λの４倍まで小さくした周期の交流信号となり、出力
端子Ｑから取り出される。

【００２８】実施例２ 図６は実施例２における磁気検出体２の電気的構成図で
ある。同図において、一方の磁気抵抗素子６Ａは、直列
接続された第１、第２および第３の３個（ｍ＝３）の磁
気抵抗路７Ａ１，７Ａ２，７Ａ３を有し、その磁気抵抗
値が３個の磁気抵抗路７Ａ１，７Ａ２，７Ａ３の各磁気
抵抗値の和で表される。また、他方の磁気抵抗素子６Ｂ
は、直列接続された第１、第２および第３の３個（ｍ＝
３）の磁気抵抗回路７Ｂ１，７Ｂ２，７Ｂ３を有し、そ
の磁気抵抗値が３個の磁気抵抗路７Ｂ１，７Ｂ２，７Ｂ
３の各磁気抵抗値の和で表される。

【００２９】磁気抵抗路７Ａ１，７Ａ２，７Ａ３と磁気
抵抗路７Ｂ１，７Ｂ２，７Ｂ３は、互いにｘ方向で交互
になるように配置されている。この磁気抵抗素子６Ａ，
６Ｂからなる直列接続体の両端Ｐａ，Ｐｂを電源ｅに接
続し、一端Ｐｂを接地してある。これら磁気抵抗素子６
Ａ，６Ｂの接続点（磁気抵抗回路７Ａ３と磁気抵抗路７
Ｂ３との接続点）を中点電位Ｖｏの出力端子Ｑとしてあ
る。

【００３０】磁気抵抗素子６Ａにおける第１の磁気抵抗
路７Ａ１の位置は、式（Ａ）において、ｍ＝３、ｋ＝
１、ｎ１＝０として、第２の磁気抵抗路７Ａ２の位置
は、ｍ＝３、ｋ＝３、ｎ３＝０として、第３の磁気抵抗
路７Ａ３の位置は、ｍ＝３、ｋ＝２、ｎ２＝１として、
求められ、第１の磁気抵抗路７Ａ１を運動方向ｘの基準
点（ｘ＝０）にすると、３個の磁気抵抗路７Ａ１，７Ａ
２，７Ａ３は、ｘ＝０、ｘ＝４／１２・λ、ｘ＝８／１
２・λの各位置に配置される。

【００３１】また、磁気抵抗素子６Ｂにおける第１の磁
気抵抗路７Ｂ１の位置は、式（Ｂ）において、ｍ＝３、
ｋ＝１、ｎ＊１＝０として、第２の磁気抵抗路７Ｂ２の
位置は、ｍ＝３、ｋ＝３、ｎ＊３＝０として、第３の磁
気抵抗路７Ｂ３の位置は、ｍ＝３、ｋ＝２、ｎ＊２＝１
として、求められ、その結果、上記３個の磁気抵抗路７
Ｂ１，７Ｂ２，７Ｂ３は、運動方向ｘにおいて、ｘ＝１
／１２・λ、ｘ＝５／１２・λ、ｘ＝９／１２・λの各
位置に配置される。

【００３２】図７は、上記磁性部材１に対して磁気検出
体２がｘ方向に移動した際に、上記の磁気抵抗路７Ａ
１，７Ａ２，７Ａ３，７Ｂ１，７Ｂ２，７Ｂ３の各磁気
抵抗値が磁区４からの磁界変化に応じて変化する様子を
示したものである。磁性部材１による磁界変化は、ｘ＝
０から１／２・λごとに最大となるため、磁気抵抗路７
Ａ１，７Ｂ１，７Ａ２，７Ｂ２，７Ａ３，７Ｂ３は、ｘ
＝０からｘ＝１／２・λごとの位置に達したもの（○
印）の磁気抵抗値が最大となる。

【００３３】このために、磁気抵抗素子６Ａ，６Ｂの中
点電位Ｖｏは、図８に示すように、周期λｏが１／６・
λ、つまり、上記設定間隔λの６倍まで小さくした周期
の交流信号となり、出力端子Ｑから取り出される。な
お、この例では、磁気抵抗路７Ａ１，７Ａ２，７Ａ３と
磁気抵抗路７Ｂ１，７Ｂ２，７Ｂ３とが互いにｘ方向で
交互になるように配置したもので説明しているが、ｘ方
向において、磁気抵抗路７Ａ１，７Ａ２，７Ａ３をこの
順に配置し、続いて磁気抵抗回路７Ｂ１，７Ｂ２，７Ｂ
３をこの順に配置した構成とすることもできる。

【００３４】参考例１ 図９は参考例における磁気検出体２の電気的構成図であ
る。同図において、磁性部材１０１は、主面に多数のＮ
極とＳ極とを長手方向に交互に着磁した多極磁石で構成
されている。また、磁気検出体２は、一方の磁気抵抗素
子６Ａが、直列接続された第１および第２の２個の磁気
抵抗路７Ａ１，７Ａ２を有し、その磁気抵抗値が２個の
磁気抵抗路７Ａ１，７Ａ２の各磁気抵抗値の和で表わさ
れる。また、他方の磁気抵抗素子６Ｂが、直列接続され
た第１および第２の２個の磁気抵抗路７Ｂ１，７Ｂ２を
有し、その磁気抵抗値が２個の磁気抵抗路７Ｂ１，７Ｂ
２の各磁気抵抗値の和で表わされる。この磁気抵抗路７
Ａ１，７Ａ２と磁気抵抗路７Ｂ１，７Ｂ２とは、前記の
実施例２と同じように、互いにｘ方向で交互になるよう
に配置されている。

【００３５】上記２個の磁気抵抗素子６Ａ，６Ｂは、出
力信号の周期λｏがＮ（Ｓ）極の設定間隔λに対し、２
ｍ倍（ｍは２以上の整数）となるような配置ではなく、
一方の磁気抵抗素子６Ａの２個の磁気抵抗路７Ａ１，７
Ａ２をｘ＝０、ｘ＝１／２・λの各位置に配置し、他方
の磁気抵抗素子６Ｂの２個の磁気抵抗路７Ｂ１，７Ｂ２
をｘ＝１／４・λ、ｘ＝３／４・λの各位置に配置して
いる。

【００３６】図１０は、上記の磁性部材１０１に対して
磁気検出体２がｘ方向に移動した際に、磁気抵抗路７Ａ
１，７Ａ２，７Ｂ１，７Ｂ２の各磁気抵抗値が磁界変化
に応じて変化する様子を示している。磁性部材１０１に
よる磁界変化は、ｘ＝０から１／２・λごとに最大とな
るため、磁気抵抗路７Ａ１，７Ａ２，７Ｂ１，７Ｂ２
は、ｘ＝０からｘ＝１／２・λごとの位置に達したもの
（○印で示す）の磁気抵抗値が最大となる。しかし、磁
気抵抗素子６Ａ，６Ｂの中点電位Ｖｏは、図１１のよう
に、周期λｏが１／２・λ、つまり設定間隔λの２倍ま
でしか小さくできない交流信号となり、これ以上の測定
精度の向上は不可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明では、電気的に直
列接続されてその中点電位を出力する２個の電気抵抗素
子に、ｍ個（ｍは２以上の整数）の磁気抵抗路を設ける
一方、これらを磁気目盛の設定間隔λの２ｍ倍の周期の
交流信号が得られるような配置構成としたことにより、
中点電位による出力信号周期を２ｍ倍まで小さくでき、
磁気目盛の加工精度を高めたりコストの上昇を招くこと
なく、測定精度の向上を図ることができる。とくに、ｍ
個の磁気抵抗路をそれぞれ有する２個の磁気抵抗素子の
中点電位から一つの交流信号の出力を取り出せばよいの
で、従来のような５対の磁気抵抗素子を用いて５相の交
流信号のゼロクス点と各信号の交わる点を検出するもの
に比べて、回路構成が簡単で、また出力信号の周期が精
確となる。また、本発明では、上記の磁気検出体を使用
することにより、直線運動量などの測定精度の高い磁気
式エンコ―ダを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気検出体を備えた磁気式リニアエン
コ―ダに用いられる磁性部材の外観を示す斜視図であ
る。

【図２】同磁気式リニアエンコ―ダの概要を示す全体の
構成図である。

【図３】本発明の実施例１における磁気検出体の電気的
構成図である。

【図４】実施例１における磁気検出体の相対変位に伴つ
て磁気検出素子が磁気検出を行う様子の説明図である。

【図５】実施例１における磁気検出体の出力信号の周期
の説明図である。

【図６】本発明の実施例２における磁気検出体の電気的
構成図である。

【図７】実施例２における磁気検出体の相対変位に伴つ
て磁気検出素子が磁気検出を行う様子の説明図である。

【図８】実施例２における磁気検出体の出力信号の周期
の説明図である。

【図９】参考例における磁気検出体の電気的構成図であ
る。

【図１０】参考例における磁気検出体の相対変位に伴つ
て磁気検出素子が磁気検出を行う様子の説明図である。

【図１１】参考例における磁気検出体の出力信号の周期
の説明図である。

【図１２】従来一般の磁気式エンコ―ダの磁性部材の着
磁手段を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 磁性部材 ２ 磁気検出体 ３ 基板 ３ａ 基板の主面 ４ 磁気目盛（磁区） ６Ａ，６Ｂ 磁気抵抗素子 ７Ａ（７Ａ１，７Ａ２，７Ａ３） 磁気抵抗路 ７Ｂ（７Ｂ１，７Ｂ２，７Ｂ３） 磁気抵抗路 Ｖｏ 中点電位（出力信号） ｘ 磁気目盛の配列方向 λ 磁気目盛の設定間隔 λｏ 出力信号の周期

フロントページの続き (72)発明者 谷 厚 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 長谷川 美次 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 川本 淳 千葉県市川市中国分３−18−５ 住友金属 鉱山株式会社中央研究所内 (72)発明者 坪井 義博 千葉県市川市中国分３−18−５ 住友金属 鉱山株式会社中央研究所内 (72)発明者 鷹取 史 東京都港区新橋５−11−３ 住友金属鉱山 株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定の設定間隔λで配列された磁気目盛
   を有する磁性部材に対して上記目盛の配列方向の相対的
   な変移を磁気抵抗素子により検出する磁気検出体におい
   て、電気的に直列に接続されてその中点電位を出力とす
   る２個の磁気抵抗素子を備え、かつこれらの磁気抵抗素
   子は、それぞれｍ個（ｍは２以上の整数）の磁気抵抗路
   を有して、磁気目盛の設定間隔λの２ｍ倍の周期の交流
   信号を取り出せれるように、上記ｍ個の磁気抵抗路とと
   もに磁気目盛の配列方向に配置されていることを特徴と
   する磁気検出体。
2. 【請求項２】 ２個の磁気抵抗素子のうちの一方の磁気
   抵抗素子とそのｍ個の磁気抵抗路が、磁気目盛の設定間
   隔λに対して、つぎの式； （式中、ｋは自然数、ｎｋは０以上の整数である）を満
   たす位置関係で配置され、他方の磁気抵抗素子とそのｍ
   個の磁気抵抗路が、磁気目盛の設定間隔λに対して、つ
   ぎの式； （式中、ｋは自然数、ｎ＊ｋは０以上の整数である）を
   満たす位置関係で配置されている請求項１に記載の磁気
   検出体。
3. 【請求項３】 一定の設定間隔λで配列された磁気目盛
   を有する磁性部材と請求項１または請求項２に記載の磁
   気検出体とを備えていることを特徴とする磁気式エンコ
   ―ダ。
4. 【請求項４】 磁性部材は、基板と、この基板の主面側
   に変位方向で一定の設定間隔λで配設されて一定方向に
   磁化された磁気目盛としての複数の磁区とから構成され
   ている請求項３に記載の磁気式エンコ―ダ。
5. 【請求項５】 互いに隣り合う磁区が磁性材で隔てられ
   ているとともに、各磁区の磁化方向が基板の主面に対し
   て垂直方向に設定されている請求項４に記載の磁気式エ
   ンコ―ダ。
6. 【請求項６】 互いに隣り合う磁区が非磁性部材または
   弱磁性材で隔てられているとともに、各磁区の磁化方向
   が基板の主面に対して垂直方向に設定されている請求項
   ４に記載の磁気式エンコ―ダ。