JPS6184504A

JPS6184504A - 位置検出装置の磁気センサ

Info

Publication number: JPS6184504A
Application number: JP20630884A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Takahashi; 正高橋; Shoichi Kawamata; 昭一川又; Kunio Miyashita; 邦夫宮下
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-10-03
Filing date: 1984-10-03
Publication date: 1986-04-30
Anticipated expiration: 2011-03-04
Also published as: JPH0820271B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は位置検出装置に係り、特に磁気センサ部の配置
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を認識していない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は位置検出装置の磁気センサとして、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センサを提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明は磁気センサを構成する磁気抵抗素子の一端はそ
れぞれ端子部まで配線すると共に、他の一端を２つのグ
ループに分けて、それぞれ共通に電源の正極又は負極の
配線に接続する。このようにすると電源の正、負の端子
部をそれぞれ最小とすることができる。また、電源配線
が共通にできるので、磁気抵抗素子と、その端子部まで
の配線以外の部分を広く電源の配線とすることができる
ので、外来ノイズを電源配線部で吸収することができる
。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を第１図〜第６図によって説明する。第
１図〜第５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１
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を取付け、この磁気ドラムの表面に全周連線
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０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特性
を示すため、磁気セゾ毎の抵抗変化を検出することによ
り、回転体の回転位置を検出できる。

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
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、この他に１周１個の基準位置信号を記録し
た基準位置トラック３２をもうける。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Ｒ６、。

Ｒａａ、さらにエンコーダ用磁気抵抗素子Ｒ７〜Ｒ１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Ｒ０，，Ｒｏ４を配置する。

このような構成で磁気ドラム３が回転し図示の矢印の方
向に移動するとエンコーダ用磁気抵抗素子Ｒ工〜Ｒ，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Ｒ６
１，Ｒ，、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Ｒ＋、３．　Ｒ，、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４図のような結線を行っ
ており、Ｒ，、Ｒ，、Ｒ，、Ｒ，によって構成されるブ
リッジ出力ｅ、は第５図の０１となる。同様にＲ２゜Ｒ
，、Ｒ４，Ｒ，によるブリッジ出力ｅ、は第５図のｅｈ
のようにｅ、に対して電気角で９０度位相が遅れたｅ、
が得られる。したがってエンコーダ出力ｅｈ＊ｔ３ｂ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〜Ｒ，４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ｅ０は
第５＠のｅｏのようになり゛、こ九は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
出力に対する基準の範囲が広く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。

以上のように磁気センサ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出したり
、電源電圧を加える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〜Ｒ３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〜Ｒ
Ｉ、４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、−直線に並んだ磁気抵抗素子Ｒ２〜Ｒ，とＲ
０１〜Ｒ＋ａの下端は配線り、〜Ｌ８　とＬ　ＯＬｆ　
Ｌｏ。

を介して外部への端子部Ｔ１〜Ｔ８とＴ　、、、　Ｔ、
。

に接続されている。磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１及びＲ，、
、Ｒ，、の上端は左右２つのグループに分かれ、Ｒｏ、
とＲ１〜Ｒ４は共通に配線Ｌ２に、Ｒ，、とＲ５−Ｒ１
は共通に配線り、に接続され、これらは電源端子部のＴ
、及びＴ、に接続されている。

さらに上段の磁気抵抗素子Ｒ０，とＲ０４の下端、すな
わちＲ１−Ｒ８及びＲ，１，Ｒ，、と向い合った端部は
、前記Ｒ１〜Ｒ，及びＲ０□ｔ　Ｒｏｔと同様に２つの
グループに分かれＲ６，は配！Ｌ、に、Ｒｏ、は配１Ｉ
ＡＬ、Ｉに接続する。磁気抵抗素子Ｒ、、、Ｒ，４の上
端はそれぞれ配、ａＬ、、、Ｌ、、を介して端子部ＴＩ
、３ｇ　Ｔ６４に接続している。これら端子部Ｔ’ｏｚ
〜Ｔ０．及びＴ１〜Ｔ、を外部で第４図のように配線す
る。

これらの磁気抵抗素子及び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〜Ｌ＠ＨＬ６、〜Ｌ０４等は磁気抵
抗素子に比べて十分幅を広くして、配線抵抗を減少して
いる。さらに電源端子Ｔ、とＴ、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
ＭＬ、及びり、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
の場合配線り、とり、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Ｔ
、とＴ、の最小数で各磁気抵抗素子の一端が全て電源端
子Ｔ２及びＴ、の配線り、及びり、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Ｌ７及びＬ９をできるだけ広くするため、端子
部を２個ずつ使用した例で。

Ｔ　、８．　Ｔ、、及び７．１．　Ｔ、、からの配！Ｉ
、、及びり、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　ＩＴ、を磁
気センサの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Ｔ、とＴ、ｌを並べて配線
り、　、　Ｌｌ、ｌ　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Ｒ（１３ｔ　Ｒ，、の端子部Ｔ０３゜Ｔ、４
を内側に配置し、電源端子部Ｔ２およびＴ、ｌを最外側
に配置することも可能である。

第９図は第６図に示した、磁気センサに於いて端子部を
磁気センサの下部と上部の２つに分け。

下部にはエンコーダ用磁気抵抗素子Ｒ□〜Ｒ１の端子部
Ｔ工〜Ｔ、を設け、上部には基準位置用磁気抵抗素子Ｒ
６１〜Ｒ，４の端子部ＴＩ、１〜Ｔ、、３と共通の電源
用端子部ＴＮ工、Ｔ９２及びＴ　、１．　Ｔ、、を設け
た例であり、磁気センサの幅を小さくできる利点を有す
る。さらにエンコーダ用の出力端子部と基準位置用の出
力端子部を分離できる配置である。

上記は回転体の例を示したが、本発明は第１０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１０
図は直線運動を行う、移動体３にエンコーダトラック３
１と基準位置トラック３２をもうけ、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
９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〕

本発明によれば、磁気センサの電源端子部を各磁気抵抗
素子共通に使用するような配置にしており、正負極２つ
の端子部までの配線を広くして各磁気抵抗素子の周囲に
配置しており、また電源端子及び出力端子が交叉するこ
となく少ない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効果がある。

【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６１！！！ｒ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１０図は直ｍ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、Ｒｏ１〜Ｒ８４・・・基準
位置用磁気抵抗素子、Ｔ１〜Ｔ、　、　Ｔ、、〜Ｔ’ａ
４・・・磁気センサの端子部、Ｌ工〜Ｌ、、Ｌ、１〜Ｌ
０．・・・磁気センサの端子部までの配線、Ｔ、、Ｔ、
・・・電源の正、負極の端子部、Ｌ、、Ｌ、・・・電源
の端子部と磁気抵抗素子を結ぶ配線。

Claims

【特許請求の範囲】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と、この磁気記録媒体に磁気信号
を記録した複数のトラックを有し、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１枚の基
板上に構成した磁気センサを有し、前記磁気記録媒体の
磁気信号を前記磁気センサで検出するものにおいて、前
記磁気センサ内に前記複数の信号トラックに対向配置し
た複数組の磁気抵抗素子のうち、隣り合う２つのトラッ
クに対向配置した磁気抵抗素子のお互い向い合つた方の
一端をそれぞれ共通にして、電源の正極又は負極側の端
子部まで配線すると共に磁気抵抗素子の他の一端をそれ
ぞれ端子部まで配線することを特徴とする位置検出装置
の磁気センサ。２、特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、磁気抵
抗素子を左右２つのグループに分け、それぞれのグルー
プを電源の正極および負荷側の配線に接続したことを特
徴とする位置検出装置の磁気センサ。３、特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、電源の
正、負両端子部を前記２つの信号トラックの第１のトラ
ックに対向配置した磁気抵抗素子の端子部の外側に設け
ると共に、第２のトラックに対向配置した磁気抵抗素子
の端子部の内側に設けたことを特徴とする位置検出装置
の磁気センサ。４、特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、電源の
正、負両端子部を前記２つの信号トラックに対向配置し
た磁気抵抗素子の端子部より内側に設けたことを特徴と
する位置検出装置の磁気センサ。５、特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、電源の
正、負両端子部を前記２つの信号トラックに対向配置し
た磁気抵抗素子の端子部より外側に設けたことを特徴と
する位置検出装置の磁気センサ。６、特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、端子部
を同一形状とし、電源の正極および負極の端子部を隣り
合つた複数の端子部を用いたことを特徴とする位置検出
装置の磁気センサ。７、特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、電源の
配線部を磁気センサ全体の面積の１０％以上としたこと
を特徴とする位置検出装置の磁気センサ。８、特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、エンコ
ーダ用磁気抵抗素子と基準位置用磁気抵抗素子の端子部
を磁気センサの上、下に分けて取出すようにしたことを
特徴とする位置検出装置の磁気センサ。