JPS59126202A - 検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被測定体の回転数、位置検出を磁気センサに
より検出する検出器に関するものであり特に磁電変換素
子と被測定体の改良に関するものである。

従来のこの種の磁電変換素子を第１図を用いて説明する
。

第１図（イ）、（ロ）に示す従来の磁電変換素子１ｏは
基板１上にジグザグの折り曲り構造の磁気素子２、ろを
形成し、これら磁気素子２．３を差動接続してその接続
点に出力端子４をもうけ、磁気素子２、乙の他端子を給
電用端子５．６としていることは公知のことである。

このような磁電変換素子１ｏは高抵抗化や回転検出Ｖこ
は良（゛か、磁気素子２．６が折り曲り構造のため、高
度な蒸着４鬼術やエンチング技術が必要てあり、又磁気
」る子間のショートや素子の小型化が問題とｌＩＶる。

又折り曲り構造のため磁気素子２．６及び磁気素子間の
寸法精度の確保が製造上難かしく、位置検出には不向き
で゛ある。

従来の磁気センサを第２図に示す。

第２図において、磁気センサ２０は、第１図に示した磁
電１変換素子１０に磁気的にバイアスする永久磁石７を
取りつけたもので、測定しようとする磁界の極性、磁界
の強度の直線性を改善するためには第ろ図に示すような
印加磁界Ｉ−１に対する比抵抗変化率　　　の磁気抵抗
効果曲線中の動作点をＩ’ｄ＜’　Ｐに移すバイアス磁
界■−ＩＢを印加する必要があり、一般的には第２図に
示す磁気センサの構造が採用さ）１ている。符号２５は
磁性体よりなりスリンｌ−２５；１を備えた被測定体で
ある。

第４図はバイアス用の永久磁石７の磁界分布を示した図
で、永久磁石７の磁界分布８は磁石７の縁付近が最大と
成り、前記折り曲り構造゛・の磁電変換素子１０では小
型化出来ないため均一のバイアス磁界がかけらへなし・
ため、それぞれの磁気素子２、乙の位置により抵抗変化
のバラツキが起こり精度が出ないという欠′点があった
。

本発明は、基板上に強磁性体薄膜よりなる長方形状体の
磁気素子を等間隔に２ｎ　（ｎ−１，２、ろ、・・・）
個差動接続するとともに基板上にバイアス用の永久磁石
を取り伺けた磁気センサと、磁性相に一定間隔で配列さ
れたスリットもしくは凹凸部を有する被測定体とにより
、前記従来例の欠点を解消するとともに、安価で量産性
にすぐ几た高・精度の検出器を提供することを目的とす
るものである。

以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第５図に本発明の一実施例である磁電変換素子ろＯの具
体例を示す。

第５図において、絶縁基板ろ１上に真空蒸着及びエツチ
ングすることにより、強磁性金属を厚さ数百〜千数百入
、幅１、長さｌの長方形状体の磁気素子３２、ろろとな
しこの一対の磁気素子ろ２、晃を差動接続して、その接
続点を出力端子３４とする。また磁気素子ろ２の゛他端
子（ち給電端子６５に、磁気素子ろろの他端子は給電端
子ろ６に夫々接続されている。

第６図は、基板４１上に４個の磁気素子４２．４３．４
４．４５を形成し、第５図に示した磁電変換素子を２組
とした場合の磁電変換素子４０を示した実施例である。

第６図においで、符号４６は磁気素子４２．４ろの給電
端子、４８．４９は磁気素子４２．４６の出力端子であ
り符号４７は磁気素子４４．４５の給電端子、５０．５
１は磁気素子４４．４５の出力端子である。各磁気素子
４２．４ろ、４４及び４５はそれぞＩ″Ｌ１／４Ｌ１／
４ピツチ４Ｐ　）間隔で配列されており、磁気素子４２
と４４の出力端子４８．５０を外部で接続し第１の磁電
変換素子を形成し、さらに磁気素子４ろと４５の出力端
子４９．５１を外部で接続し第２の磁電変換素子を形成
し、夫夫の給電端子４６．４７間に直流電圧Ｖｃｃを印
加し被測体上を移動することにより１／２　Ｖｃｃを基
準にしｉこ位相か９０°異ｔ（る２信号の正弦波を得る
事が出来る。

この２信芳を増幅し波形整形器に入れパルス化した後ア
ップダウンカウンタで計数することにより位置測定が可
能となる。

又この２信号を方向弁別回路に入れることにより移動方
向を判別することが出来る。

第７図は第５図に示した長方形状体の磁気素子と同様の
磁気素子６１．６２を基板６４上で出力端子６ろを中心
に複数個差動接続した磁電変換素子６０で、これらの１
個１個の磁気素子が被測定体のそれぞれの凹凸に対向配
置されるため、被測定体の製作上生じる寸法のバラツキ
を平均化する効果が出る。

符号６５．６６は給電端子である。

又第６図に示した磁電変換素子４０も第′７図で説明し
たように複数個差動接続することにより、第７図で説明
したと同じ効果が得られる。

上述した本発明の磁電変換素子によれば、長方形状体を
した磁気素子を使用しているので、小型な量産性に優れ
かつ安価で高精度な位義検出用磁電変換素子を得ること
が出来る。

第８図は一例として第５図に示した本発明よりなる磁電
変換素子ろＯＶＣバイアス用永久磁石７を取りつけた磁
気セッサ１００で磁性材で一定間隔で配列さノ１．た被
測定体７０の凹凸７１．７２を検出する検出器である。

永久磁石７からの磁界は、磁気素子ろ２、ろろを介して
被測定体７０の凹凸の凸部７１の位置により磁路の角度
が変わる。

磁気素子６２の抵抗値をＲ・０、磁気素子ろ３の抵抗値
をＲ２とすると、これら２つの磁気素子ろ２、晃の抵抗
マ化は磁界の方向により ’Ｒ１＝　Ｉ（，１，１−八Ｂ、・５ＩＮ２θＲ，２＝
　　Ｒ・」コ　−　Δ　Ｒ−５ＩＮ２（π７／１？　−
θ　）−■も」ｌ−ムＲ−Ｃ０８２θ と成り、合成抵抗は Ｒａ　　＋１１，２　＝　２Ｒａｘ　＝Ｒ（ＳＩＮ２θ
　＋　Ｃ０８２θ）−Ｒｎ＋Ｔ（，１と成る。

又、この磁電変換素子６ｏに電圧Ｖｃｃを印加すると中
点の電圧は Ｖｏ？■・Ｉ（，２ Ｖｃｃ−Ｒ，２ＶＣＣＲ１１−Ｒａ１ −１も］、　−１−Ｊ（，２−丁＋２（Ｒ□□十Ｒ□）
■ＣＣ・ｃｏｓ２θ電圧変化は と成り、第９図にこの電圧変化を示す。

このような構成よりなる本発明の検出器は前記磁気セン
サにより、被測定体を一定間隔で配列されの差動出力が
正弦波状に変わることｌこより、前記磁気センサ及び前
記被測定体の移動距離を検出する検出器である。

上述した本発明の検出器によれば、被測定体を磁性材で
一定間隔で配列されたスリットもしくは凹凸にすること
により、極めて薄く安価で、しかもエツチングまたは真
空蒸着により製作が出来るので量産性にすぐれ高精度及
び微細パターンが可能となり、前記磁気センサと前記被
測定体から構成されるため安価で量産性に優れ小型で高
−精度な検出器とすることが出来る。

第１０図は、第５図に示す本発明よりなる磁電変換素子
６０と、被」１１定体として磁気記録媒体に磁気記録を
施こした、いわゆる磁気スケール８０とを組合せた場合
の実施例を示したものであり、磁気スケ−２〆− 一ル８０と磁電変換素子ろ０とを相対的に移動させたと
きのイ１８電変換素子ろＯの出力端子ろ４に得ら八る差
動出力波形を第１１図（ロ）に示す。尚、第１１図（イ
）は、磁気スケール８０の水平成分の磁界曲線を示しで
ある。また、第１０図の実施例においては、被測定体と
して磁気スケール８０を使用しているため、バイアス用
の永久磁石は不要となる。

このように第１０図に示した構造を取ることにより、磁
電変換素子が長方形状体から成る磁気素子より形成され
ているので微細パターンか可能と）戊るため磁気スケー
ルの着磁ピッチも微細化が可能と成り、電子回路による
複雑な内挿処理がなくなるとともに高精度の位置検出装
置を構成することが出来る。

このように本発明の検出器によれば小型で安価な高精度
６）検出器を提供す不ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）及び（ロ）は従来の磁電変換素子の平面図
、滅２図は従来の磁気セッサと被測定体とよりなる検出
器の説明図、第６図シ上一般的な磁気抵抗効果曲線図、
第４図はバイアス用永久磁石の磁界分布図、第５図ば本
発明よりなる検出器における磁電変換素子の実施例を示
した平面図、第６図は本発明よりなる磁電変換素子の他
の実施例を示した平面図、第７図は本発明よりなる磁電
変換素子の更に他の実施例を示した平面図、第８図は本
発明の磁気センサと被測定体とよりなる検出器を示した
説明図、第９図は第８図の検出器により得られる出力電
圧波形図、第１０図は本発明よりなる磁電１変換素子と
被測定体とよりなる検出器を示した説明図、第１１図は
第１０図における被測定体の磁界の水平成分を示した波
形図、第１２図は第１０図における検出器の出力波形図
である。 ２０．１００　　磁気センサ、２５．７０．８０・・被
測定体、１０．６０．４０、と０・・磁電変換素子、２
、ろ、ろ２、ろ６．４２．４６．４４．４５．６１．６
２　　磁気素子、４．６４．６３・・・出力端、５．６
．３５．６６．４６．４７．６５．６６・給上端子、７
　永久磁石、２５ａ　　スリット、７１．７２凹凸部分
。 手続？ｊ！’を重力　（ｊｉ式） １事件の表示 昭和５８年　特　許　願　第　１２８９　号２発明の名
称 検　　出　　器 ３桶旧をする者 ４補正＠令の日付 昭和５８年　４月２６９　　（発送日）５補正により増
加する発明の数　・・・・　なし明細書の「図面の簡単
な説明」の＃ｆ！７ｊ７補正の内容 （１）明月聞書−１０頁１４行目「第１１図は」とある
を「第１１図（イ）は」と訂正 する。 （２）明細招１０頁１５行目「第１２図は」とあるを「
第１１図（ロ）は」と訂正 する。 手　　続　　補　　正　　　’ＩＦ 特ｉｎ’庁長ビ　ネ：１″　杉　和　夫　殿」事件の表
示 昭和５８年特許願第　　１２８９　　号２、発明の名称 検　　出　　器 ） 電話０５５５　３　１２３１ ４．１ｆｌ＋正命令の日付 明イ１１１４Ｆの「発明の詳細な説明」の１岡Ｚ補正の
内容 （１）明細書ろ頁１ろ行目から１４行目「比抵抗変化率
の磁気抵抗効果曲線中」とあるを「比抵抗変化率”儲　
の磁気抵抗効果曲線中」と削正する。 （２）明細書７頁１１行目［１（にＲ，、］、　］−履
（１・ＳＪ、Ｎθ」とあるを「Ｒ１＝　Ｒ，、、・−Δ
１（、・Ｓ１’、Ｎ２θ」と訂正する。 （３）明細書７頁１２行目から１３行目「　１’ｔ２−
丁（ａ　ｌ　−ΔＲ・ｓｌ、Ｎ　２（ｒｔ１２、−ｅ）
−１１ａ　］、−＝Ｒ−ＣＯ８”’　θＪとあるな、 ｒ　　Ｉ９．２−１（、＃／　−ＯＲ，・ＳＩＮ　　（
π７／て？−θ）−Ｈ，、、−Δ丁ｔｃｏｓ　　　θ」
と訂正する。 （・１）明部ｌ書７頁１５行目 「Ｉも１”、−Ｒ，ｚ−’ｌＲ，ｌｌ−”Ｒ（ＳＩＮ２
θ＋ＣＯ８θ）−１（、］、　１　＋ＬＪとあるを、 ［１（ａ　Ｈ−１１２＝　２Ｒ，、、−ΔＲ（ＳＩＮθ
−１−ＣＯ８θ）＝Ｉ（７／＋Ｒ１Ｌ」と言］正する。 （５）明相１書７頁２０行目 ］−λ墓堡−石ジ虻町二Ｖｃｃ−ＣＯ８２θ」Ｒ１＋ｌ
（，２２２（Ｒａ１＋１１ａ）とあるを、 ｒ　−Ｖｃ２”’□−律＋Ｒｘ　−Ｒ，ｎ−ＶＣＣ・Ｃ
０８２θ」１（ａ＋Ｒ２２２（Ｒ，−［１・１） と訂正する。 ｆＧ）明細用８頁１行目 とあるを、 とン汀正−セる。 （７）明細１（）８頁６行目 とスりるを、 と菩１正ゴーる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気センサと被測定体とを一定間隔で対向配置さ
   せ、これら磁気センサと被測定体との相対的な移動量を
   、前記磁気センサで差動的・に電気的出力を取り出すよ
   うにした検出器において、前記磁気センサは、基板上に
   強磁性体薄膜よりなる長方形状体の磁気素子を等間隔に
   ２１１　（１１＝　１．２、ろ・・・）個差動接続し、
   その中央の接続点に出力”端を、左右端に給電端子を設
   けた磁電変換素子とこの磁電変換素子を磁気的にバイア
   スする永久磁石とを備えたことを特徴とする検出器。
2. （２）前記被測定体は、磁性材よりなり、一定間隔で配
   列されたスリットもしくは凹凸部を有していることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の検出器。
3. （３）基板上に強磁性体薄膜よりなる長方形状体の磁気
   素子を等間隔に２ｎ（ｎ＝１．２、乙、・・）個差動接
   続し、その中央の接続点に出力端を、左右端に給電端子
   を設けた磁電変換素子と磁気記録媒体に磁気記録を施こ
   した被測定体とよりなりこ九ら磁電変換素子と被測定体
   との相対的な移動量を１、前記磁電変換素子で差動的に
   電気的出力を取り出すようにした検出器。