JPS62247212A - 磁気エンコーダ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ヘッドに係り、たとえば回転体の回転位
置を検出する回転検出器に用いられる。

磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

磁気抵抗効果素子を用いて回転位置を検出する回転検出
器は、磁気記録媒体と、その磁気記録媒体と対向して配
置されて相対的に移動する。磁気抵抗効果素子により構
成される磁気ヘッドとによって、回転位置を検出するよ
うにしたものであるが、その磁気ヘッドに係るものとし
て、たとえば。

持分１イ１６０−４７９８８号（特開昭５６−８７８６
２号、特願＋１１’１５４−１６４１１６号）「磁気ヘ
ッド」が開発されている。

そして、その磁気ヘッドにおしつる磁気抵抗効果索ｆ・
の配置構成に係るパターンは、第１図に示すごときもの
である。

ここで、第１図の（ａ）は、磁気ヘッドと磁気記録媒体
との配置図で、３Ａ−１は磁気記録媒体で、４Ａは磁気
ヘッド、５Ａは、その磁気抵抗効果索ｆ−のパターンを
示し、６Ａは非磁性体基扱であり、イル二は、外部接続
端Ｙ・で、Ｒ１ｓ　、　Ｒｓ　ｚ　＋Ｒｚｔ＋　Ｒｚｚ
、　Ｌ＜３２．　Ｒ４ＬＩ　Ｌ＜４２は、前記外部接続
端ｆ−間の磁気抵抗効果素子であり、なお、磁気記録媒
体３Ａ−１は、後述する、回転検出器の配置構成を示す
模式図である第３図に示す円筒体に係るドラム状の磁気
記録媒体の拡大部分を示し、また、第１図の（ｂ）は、
磁気抵抗効果素子のパターン５Ａに係るブリッジ回路図
である。

すなわち、磁気記録媒体３Ａ−１には、図示のごと＜、
Ｎ、Ｓの磁極を一定間隔で記録してあり、また、」−記
の磁気抵抗効果素子のパターン５Ａには外部接続端子イ
ル二があり、これらの外部接続端ｒイル二の間には、上
記の各磁気抵抗効果素子がブリッジ構成ができるように
配列されているものであり、そのブリッジ回路図が第１
図の（ｂ）に示すごときものである。

しかして、そのブリッジの一辺を構成する磁気抵抗効果
素子は、たとえば、　Ｒ１１，Ｒｔｚに示すように、Ｕ
字形のヘアピン形状にしているため、１組のブリッジを
構成すると、その全体の幅は、磁気記録媒体３Ａ−１の
各磁極の記録ピッチをλとしたとき、図示のごとく、（
２＋３／４）　λを必要とするものである。

多くの回転検出器の場合１回転方向の判別も行なう必要
があるため、位相を変えて２相出力に係るものを備えた
ものが多く、その際は、ブリッジを２組必要とするため
、磁気抵抗効果素子全体の幅は、上記の（２＋３／４）
λの２倍以上となってしまうことになる。

しかして、このような構成の磁気抵抗効果素子からなる
磁気ヘッドを被検出体である磁気記録媒体と組合せる場
合の配置構成の模式図が第２，３１ツ１であって、さき
に述べた開発例に示されるものである。

各回において、１はモードル、２はモードル軸であり、
３Ａ、３Ａ−１は１円板体のデスク形および円筒体のド
ラム形に係る磁気記録媒体、４Ａ。

４Ａ−１は、磁気ヘッドを示すものである。

すなわち、第２図に示すものは、図示のごとく。

磁気記録媒体３Ａの側面外側に対向させるようにしたも
のである。

これにだいし、第３図に示すものは、図示のように、磁
気記録媒体３Ａ−１における軸方向端面の外側に対向さ
せるようにしたものである。

これらは、それぞれ、その要請に応じて、選択採用され
る配置構成に係るものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような磁気抵抗効果素子の検出信号として得られる
出力振幅は、抵抗変化率でせいぜい２〜３％程度である
。しかも、特開昭５６−９０２１３号公報でも示されて
いるとおり、磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体との距ｉ
１（スペーシングと称する。）に大きく左右される特性
をもっている。

第４図は、スペーシングに対する磁気抵抗効果素子の出
力振幅の特性図である。

このように、スペーシングが大きくなると急げきに出力
振幅が落込む特性をもった磁気抵抗効果素子を検出素子
として使用している回転検出器においては、回転時にス
ペーシングが変動せずに常に一定の出力振幅が得られる
ことが、製品の良否を決定する重要なポイントとなる。

そしてこのような安定したスペーシングを得る構造とし
ては、さきの第２図に示す配置よりも。

第３図に示す配置の方が数倍有利である。すなわち、機
械加工においては、側面端面部分の面のふれよりは、軸
方向外周のふれを押さえる加工の方が精度を出し易く、
相手機械に組込まれた際の軸方向４１ｉ車による入ベー
シング変動も無視できるものである。

ところが、第３図に示す配置の場合の問題は、磁気記録
媒体の曲率が磁気抵抗効果素子幅に対してスペーシング
へ影響を及ぼす概念図である第５図に示すように、磁気
抵抗効果素子の全体の幅Ｗが大きいと、図示の８１と８
２で示すスペーシングのように、磁気抵抗効果素子に係
る、中心にある素子と外側にある素子とでは実質的なス
ペーシングが変わってしまうということである。

すなわち、中心にある索子・は、十分な出力振幅が得ら
れても、外側にある素子の出力は小さく、ブリッジ構成
された出力全体は十分でなくなったり、変に検出信号波
形が歪む原因となる。

このようしこ、第１図に示したようにヘアピン形状の磁
気抵抗効果素子を第３図のような配置で使う場合には、
当該素子全体の幅が広いため前記するような不具合点が
あった。

本発明は、上記に鑑み、６ｊ＆気抵抗効果素子全体の幅
を小さくして、スペーシングに影響されない。

良好な検出特性が得られることを達成するとともに、こ
れに加え、複数の磁気抵抗効果素ｆ・の一方の配線部を
共通にして磁気抵抗効果素子より幅広にすることにより
、配線抵抗を小さくできて、磁気抵抗効果素ｒの出力を
向上できるようにし、さらに、各磁気抵抗効果素子の出
力の均一化が図れ。

分解能も高くしうる、同転検出器その他に使用される磁
気ヘッドの提供を、その目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の目的を達成するために、磁気記録媒体
に対向せしめて使用に供される磁気ヘットにおいて、複
数の磁気抵抗効果素子の一方を共通配線部を介して共通
端子とし、その共通配線部を磁気抵抗効果素子より幅広
としたものである。

〔作用〕

磁気抵抗効果素子全体の小幅化によって、スペーシング
に影響されない、良好な検出特性が得られ、また、複数
の磁気抵抗効果索ｆ−の一方の配線部を共通にして、当
該磁気抵抗効果素子−より幅広にすることにより、配線
抵抗を小さくできるので、磁気抵抗効果素子の出力を向
上でき、さらに各磁気抵抗効果素ｒ−の出力の均一化が
図れ、分解能も高くすることができるものである。

〔実施例〕

本発明に係る各実施例を、各回を参照して説明する６ なお、次の実施例に係るものは、１組のブリッジ構成に
供される配列のもので、１相出力に係るものである。

ます、第６図の（ａ）は、本発明の一実施例に係る磁気
ヘッドと磁気記録媒体との配置図、同図の（ｂ）は、そ
の磁気抵抗効果素子のパターンに係るブリッジ回路図で
ある。

図で、３は磁気記録媒体、４は磁気ヘッド、５は、その
磁気抵抗効果素子のパターンを示し、６は非磁性体基板
、ホ〜ヌは、外部接続端子に係る共通端子およびブリッ
ジ出力端ｐで、Ｒ１−Ｒ４は。

上記の端子間に配置された細長い短ざく形の磁気抵抗効
果素ｐであり、ａは共通配線部を示すものである。

また、複数の磁気抵抗効果索’：ｉ’Ｒｘ、Ｒ４および
Ｒｚ、Ｒ３の一方を共通配線部ａを介して共通端子ホ、
ヌとし、その共通配線部ａを当該磁気抵抗効果素子より
幅広としたものであり、図示例示では約５倍である。

さらに、前記磁気抵抗効果素子と共通配線部とを、下記
構成により、同一材料で形成するようにしたものである
。

一方、磁気記録媒体３は、第３図に示すような、円筒体
に係るドラム状のものの一部分を拡大して示したもので
あり、これには、図示のように、Ｎ。

Ｓの磁極を一定間隔で記録しているものである。

そして、上記の磁気抵抗効果素子のパターン５は、蒸着
およびエツチングにより１チツプで、非磁性体基板６の
上に作られるものであり、その磁気抵抗効果索子Ｒ番＊
　Ｒｔ、Ｒ２，Ｒ３は、第６図の（ｂ）に示す差動ブリ
ッジに係る配列のものであって、磁気抵抗効果素子Ｒ１
，Ｒ４の組と、同ｌり２゜Ｒａの組とに区分されたもの
で、ホ、ヌは共通端子・、へ、ト、チ、りは、それぞれ
２分割された構成の差Ｗ’）ｓ出力に係るブリッジ出力
端ｐであり、ブリッジ出力端ｒ・ト、チ、へ、りから差
動出力が取り出せるようにしたものである。

すなわち、本実施例は、まず、磁気抵抗効果索子Ｒｚ〜
Ｒ４を、細長い短ざく形に形成して差動ブリッジに配列
し、そのブリッジ出力端子−へ、ト、チ、りを前記配列
にともなって２分割するように構成して、磁気抵抗効果
索子Ｒ４，Ｒ１、同１り２゜Ｒ３のそれぞれの一端にブ
リッジ出力端子へ、ト、チ、りを配置し、それらの磁気
抵抗効果素７−Ｒ４。

■り１．同Ｒｚ、Ｒ３の反対側より引出される共通端子
ホ、スを、それらの磁気抵抗効果索子Ｒａ、Ｒｚ、同Ｒ
ｚ、Ｒａの外側を回らせて、前記ブリッジ出力端ｆ・へ
、りと隣接して配置したものである。

上記の構成により、さきに述べた開発例では、Ｒｒ＋、
Ｒ４２などで示される８個の磁気抵抗効果素子に係るも
のが配置されていたが、本実施例では、その２個分を１
個に集約したものと称しうる４個の磁気抵抗効果索ｆ−
Ｒｌ−Ｒ，４の配置としたものである。

このようにして、磁気抵抗効果索子Ｒ１〜Ｒ４は、第６
図の（ａ）にし１示する順で、λ／４ピッチで配列する
ことにより１位相的には、さきの開発例と同じくなって
、差動出力の得られるブリッジ構成が実現できるもので
ある。

しかして、上述のブリッジ出力端子ト、チおよびへ、り
は、ひとまとめにしたいのであるが、さきに述べたよう
に１枚の基板上に蒸着、エツチングで作るため、グロス
することができず、したがって２分割しておいて接続線
を引出したのち、外部でまとめるようにしたものである
。

このようにすることにより、さきの開発例のものの全端
子同じ側装置の特長は、そのままで、かつ１組のブリッ
ジを構成する４磁気抵抗効果素子全体の幅は、僅かの３
／４λで実現できるものである。

これは、実に、さぎの開発例の３／１１になるわけで、
さきの第５図に示した、磁気抵抗効果索ｒ・に係る、中
心にある索で−と外側にある索子−とのスベーシンクが
、はとんど変らない程度にすることができるものである
。

また、」−記に加えて１本実施例では、複数の磁気抵抗
効果、＋１ＰＲ＊、Ｒ番およびＲｚ、Ｒ３の一方を共通
配線部ａを介して共通端子ホ、ヌとし、その共通配線部
を尚該磁気抵抗効果素子より１広としたことにより、そ
れだけ端子数を減少できるとともに、配線抵抗を小さく
することができて、磁気抵抗効果素子の出力を向上でき
、さらに各磁気抵抗効果未了・の出力の均一化が図れ、
分解能も高くすることができるものである。

さらに、上述した磁気抵抗効果素子と共通配線部とを、
同一材料で形成するようにしたので、蒸着、エツチング
などの工程が少なくでき、生産性の向上を図ることがで
きるものである。

次に、第７図に示すものは、他の実施例に係る磁気ヘッ
ドの磁気抵抗効果素子のパターン図であり、第６図と同
一符号の部分は同等部分を示し、４−１は磁気ヘッド、
５−１は磁気抵抗効果素子のパターンを示し、ｂは共通
配線部を示すもので。

その磁気抵抗効果素子の幅の約６倍のものの図示例示で
ある。

本実施例においては、磁気抵抗効果素子を短ざく形に形
成せしめて差動ブリッジに配列し、その差動出力に係る
ブリッジ出力端子を前記配列にともなって２分割するよ
うに構成することは、さきの実施例と同様であるが、磁
気抵抗効果素子Ｒ４゜Ｒ１、同Ｒ，，Ｒ２の一端に共通
端子ホ、ヌを配置し、それらの磁気抵抗効果素子Ｒ，，
ＲＬ、　Ｒ，。

Ｒ２の反対側から引出されるブリッジ出力端子へ。

ト、す、チを、その磁気抵抗効果素子Ｒ４，Ｒ１゜Ｒ，
、Ｒ，の外側を回らせて前記共通端子ホ、ヌと隣接して
配置するようにしたものである。

すなわち、さきの実施例における磁気抵抗効果素子にた
いする諸端子の位置を反対にしたものであって、その効
果は同等のものを所期しうるものである。

しかして、さきにも述べたように、多くの回転検出器は
、位相の異なる２相を出力するタイプであるが、２組の
ブリッジを使う場合、本発明に係るものの効果は、さら
に大きいものである。

これを、次に説明する。

たとえば、２相の位相差をλ／８とすれば、さきの開発
例の磁気ヘッドに係るものにおいては、第８図の磁気抵
抗効果素子の２相出力用パタ一ン図に示すごとく、次の
幅が必要である。

（２＋３／４）λ＋１７８λ＋（２＋３／４）λ＝４５
／８λ なお、第８図で、　Ｒｘ１ｖ　Ｒａｚなどは、ヘアピン
形状の磁気抵抗効果素子、１は共通端子、■〜ｖｎは差
動出力に係るブリッジ出力端子を示すものである。

これにだいし、第９図（ａ）、（ｂ）は１本発明の別の
実施例に係るものの磁気抵抗効果索−ｒ−の２相出力用
パターンと、その磁気抵抗効果素子のパターンに係るブ
リッジ回路とを示し、ｃ、ｄは共通配線部を示すもので
、その磁気抵抗効果素子の幅の、それぞれ約１０倍、４
倍のものの図示例示である。

そして１本実施例は、さきの第６図に示した実施例と同
態様の構成で２相出力用としたものである。

この第９図の（ａ）、（ｂ）によれば、僅かに７／８λ
でよく、その差は、実に３８／８λて、上記の４５／８
λの７／４５の幅でよいことになり。

その小形化は顕著なものである、 なお、第９図で、５−２は磁気抵抗効果索ｐのパターン
、■、■は、共通端子、■〜■、■〜＠は、それぞれ４
分割された差動出力に係るブリッジ出力端子、Ｒ１〜Ｒ
ｓは、短ざく形の磁気抵抗効果素子を示すものである。

以上に述べた実施例によれば、複数個の検出素子を必要
位相差の最小ピッチで配列できるため、さぎの第３図に
示したように、磁気記録媒体の外周に磁気ヘッドを配置
することも可能となり、安定したスペーシングで一定の
検出信号を得ることができて、良好な同転検出器を実現
しうるものであると同時に、その顕著な小形化ならびに
、その他の効果を所期することができるものである。

しかして、上記各実施例に係るものにおいては。

共通配線部の幅の広さを、磁気抵抗効果素子の幅にだい
し、たとえば第６図（ａ）に係るもので約５倍、第７図
に係るもので約６倍、また第９図（ａ）に係るもので約
１０倍と約４倍というように図示し例示したものである
が、これは、その抵抗値を小にするということからいえ
ば、１０倍以上、０Ｉ能な限り幅広にすることを妨げる
ものではなく、また、上記の下限値を小にすることも可
能なものである。

また、上記各実施例に係るものは、回転検出器に用いら
れる磁気ヘッドについて述べたものであるが、本発明は
、このような用途に限定されるものでない汎用的なもの
であり、また差動量カブリッジ構成以外の出力ブリッジ
に広く使用できるものであり、さらに１組、２組のブリ
ッジを使う場合に限られるものでもなく、これ以上の組
のブリッジを使う場合に係るものに構成することができ
。

これに従い、ブリッジ出力端子を、そのブリッジＣ二応
する配列にともなって、多くの複数の分割構成とするこ
とができるものである。

〔発明の効果〕

上述したところをも総合して、本発明によれば、磁気抵
抗効果素子全体の小幅化によって、スペーシングに影響
されない、良好な検出特性が得られることを達成すると
ともに、これに加え、複数の磁気抵抗効果素子の一方の
配線部を共通にして。

当該磁気抵抗効果素子より幅広にすることにより。

配線抵抗を小さくできるので、磁気抵抗効果素子の出力
を向上でき、さらに各磁気抵抗効果素子の出力の均一化
が図れ１分解能も高くすることができる磁気ヘッドを提
供しつるものであり、すぐれた実用的効果を奏する発明
ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図の（ａ）は、開発例に係る磁気ヘッドと磁気記録
媒体との配置図、同図の（ｂ）は、その磁気抵抗効果素
子のパターンに係るブリッジ１ｒ＋１路図、第２，３図
は、磁気ヘッドを被検出体である磁気記録媒体と組合せ
る場合の配置構成の模式図、第４図は、スペーシングに
対する磁気抵抗効果索ｆ・の出力振幅の特性図、第５図
は、磁気記録媒体の曲率が磁気抵抗効果索を幅に対して
スペーシングへ影響を及ぼす概念図、第６図の（ａ）は
、本発明の一実施例に係る磁気ヘッドと磁気記録媒体と
の配置図、同図の（ｂ）は、その磁気抵抗効果素子のパ
ターンに係るブリッジ回路図、第７図は、他の実施例に
係る磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子のパターン図、第８
図は、開発例の磁気ヘッドに係る磁気抵抗効果素子の２
相出力用パタ一ン図。 第９図の（ａ）は、本発明の別の実施例に係る磁気ヘッ
ドの磁気抵抗効果素子の２相出力用パタ一ン図、同図の
（ｂ）は、その磁気抵抗効果素子・のパターンに係るブ
リッジ回路図である。 ３・・・磁気記録媒体、４．４−１・・・磁気ヘッド、
５゜５−１．５−２・・・磁気抵抗効果素子のパターン
。 ６・・・非磁性体基板、ホ、ス、■、■・・・出力端子
、へ、ト、チ、す、■〜■・・・ブリッジ出力端Ｙ・、
Ｒｘ−Ｒ８・・・磁気抵抗効果素子、ａ　−＝　ｄ・・
・共高１　図 （ｂ） も２０ も３目 も６図 ｔｂ＞

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気記録媒体に対向せしめて使用に供される磁気ヘ
   ッドにおいて、複数の磁気抵抗効果素子の一方を共通配
   線部を介して共通端子とし、その共通配線部を磁気抵抗
   効果素子より幅広としたことを特徴とする磁気ヘッド。 ２、磁気抵抗効果素子と共通配線部とを同一材料で形成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気
   ヘッド。