JPS62247213A - 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、磁気抵抗効果鋼
ｆ・を用いた磁気ヘッドに関するものである。

〔従来の技術〕

磁気抵抗効果鋼ｒ・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。磁気抵抗効果鋼ｒ・によ
り（，４成される磁気ヘッドとによって５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。

特公昭６０−４７９８８号（特開昭５６−８７８６２号
、特願昭５４−１６４１１６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ける磁気抵抗効果鋼ｒ・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、その磁気抵抗効果鋼ｒ・のパターンを
示し、６Ａは非磁性体Ｊ、Ｉｉ板であり、イル二は、外
部接続端ｆ・で、Ｒｓ　ｓ　＋　ＲＩＺ　＃Ｌ＜ＱＬＩ
　Ｒ２２１ＲＸＩｔ、　Ｒａｚ＋　Ｒ＋ｔ＋　Ｒ４２は
、前記外部接続端ｆ・間の磁気抵抗効果鋼ｒ・であり、
なお、磁気記録媒体３Ａ−１は、後述する、回・レニ検
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ｔ、状の磁気記録媒体の拡大部分をボし、ま
た、第１図の（ｂ）は、磁気抵抗効果素ｒ・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１図示のごとく、
Ｎ、Ｓの磁極を一定間隔で記録してあり、また、」；記
の磁気抵抗効果索ｆ−のパターン５Ａには外部接続端ｆ
・イル二があり、これらの外部接続端ｆ・イル二の間に
は、上記の各磁気抵抗効果、＋ＪＪ’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、バ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
索ｆ−は、たとえば、Ｒ１１、Ｒ１２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（の回転検出器の場合、回転力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
、磁気抵抗効果索ｒ−全体の幅は、１・記の（２＋３／
４）λの２倍以」−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Ｊｔ３　Ｊ’
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
合わせる場合の配置構成の佼弐図が第２゜３図であって
、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図に刀（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、Ｊ＜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索ｆ−の検出信号として得られ
る出力振−４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
距離（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ｆ−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器ｆ
・とじて使用している回転検出器においては１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１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前車によるスペーシン
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未了−幀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
８２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。＋ｊ　ｆ・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、中心にある素子は、十分な出方振幅が得られ
ても、外側にある索ｆ−の出方は小さく、ブリッジ構成
された出方全体は十分でなくなったり、変に検出信号波
形が歪む〃Ｘ因となる。

このように、第１図に示したようなヘアピン形状の磁気
抵抗効果未了・を第３図のような配置で使う場合には、
当該素ｆ・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、磁気抵抗効果索ｒ・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、
左右対称に設けた複数の磁気抵抗効果素ｒ・に才９ける
当該左右の磁気抵抗効果索−Ｊ’−のそれぞれの一方を
、その磁気抵抗効果素子にだいし幅広とした共通配線部
を接続せしめたことにより、その共通のため端ｆ−数を
少なくでき、かつ配線抵抗を小さく、左右対称というこ
とで左右の抵抗のばらつきを少なくでき、各磁気抵抗効
果素子の出力のばらつきを無＜シ、なお、これらにより
、電源に対して３端子接続したときやブリッジ接続した
ときの直流オフセラ１−電圧を小さくしうる１回転検出
器その他に使用される磁気ヘッドの提供を、そのｌ−１
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ラ１へにおいて、
左右対称に設けた複数の磁気抵抗効果素子における当該
左右の磁気抵抗効果素子のそれぞれの一方を、その磁気
抵抗効果索ｒ・にたいし幅広とした共通配線部を介して
共通端子に接続せしめたものである。

〔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、左右
対称に設けた複数の磁気抵抗効果素ｆ・における当該左
右の磁気抵抗効果索ｒ・のそオしぞれの一方を、その磁
気抵抗効果索ｒ−にだいし幅広とした共通配線部を接続
せしめたことにより。

その共通のため端子数を少なくでき、かつ配線抵抗を小
さく、左右対称ということで左右の抵抗のばらつきを少
なくでき、各磁気抵抗効果索ｆ・の出力のばらつきを無
くす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。

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刊出力に係るものである。

まず、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
磁気抵抗効果未了−のパターンを示し、６は非磁性体躯
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、　Ｒｒ　”Ｒａは、」―記の端子間
に配置された利長い短ざく形の磁気抵抗効果素子であり
、ａは共通配線部を示すものである。

また、図示の中心線により左右対称に設けた複数のそれ
ぞれの磁気抵抗効果素子における当該左右の磁気抵抗効
果素子Ｌｅｔ　、　Ｒ４とＬ＜ｚ　、　Ｒａとのそれぞ
れの一方を、その磁気抵抗効果索ｆにたいし幅広とした
共通配線部ａを介して、共通端子ホ、スに接続せしめ、
その共通配線部ａを、電源の正極および負極としたもの
であり、前記の幅広については、磁気抵抗効果Ｍ７−の
約５倍のものを図示例示したものである。

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５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
」−に作られるものであり、その点からいえば１図示の
ものは１図示の中心線から左右対称になるように複数に
分割したものであるということができるものである。

また、その磁気抵抗効果素子Ｒａ　ｙ　ｌりｓ　＋　Ｒ
ｘ　＊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゜１り番
の組と、同Ｒ２，Ｒ３の組とに区分されたもので、ホ、
ヌは共通端ｐ、へ、１〜．チ、りは、それぞれ２分割さ
れた構成の差動出力に係るブリッジ出力端子であり、ブ
リッジ出力端子ト、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１本実施例は、まず、６３＆気抵抗効果索Ｊ’
　Ｒｔ〜Ｒ４を、！ＩＩ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、磁気抵抗効果素子Ｒｔ　、　Ｌｅｔ　、同１り２゜
Ｒ３のそれぞれの一端にブリッジ出力端子へ、１〜。

チ、りを配置し、それらの磁気抵抗効果索／・Ｒｉ＋Ｒ
１，同Ｒ２，Ｒ３の反対側より引出される共通端ｆ・ホ
、スを、それらの磁気抵抗効果＝’１４　’Ｊ’　Ｒ４
＋Ｒ１、同Ｒｚ、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。

」−記の構成により、さきに述べた開発例では。

Ｒ１ｓ　、　Ｌ＜　４　ｘなどで示される８個の磁気抵
抗効果索ｆ・に係るものが配置直されていたが、本実施
例では、その２個分を１個に集約したものと称しつる４
個の磁気抵抗効果索子Ｒｚ〜Ｒ４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：ｆ’　Ｒ１〜Ｌ＜４
ば、第６図の（ａ）に図示する順で、λ／４ピッチで配
列することにより、位相的には、さきの開発例と同じく
なって、差動出力の＜１？られるブリッジ構成が実現で
きるものである。

しかして、」一連のブリッジ出力端了何−，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、ク
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余端
Ｙ・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て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、磁気抵抗効果素子に係る、中心
にある素子と外側にある素子とのスペーシングが、はと
んど変わらない程度にすることができるものである。

また、上記に加えて１本実施例に係るものにおいては、
図示の中心線により左右対称に設けた複数のそれぞれの
磁気抵抗効果索ｆ・における当該左右の磁気抵抗効果素
ｒ４＜ｘ　、　Ｌ＜４とＲ２、Ｒｓとのそれぞれの一方
を、その磁気抵抗効果素子にたいし幅広とした共通配線
部ａを介して、共通端子ホ、ヌに接続せしめ、その共通
配線部ａを、電源の正極および負極としたものであるこ
とにより、その共通ということで端子数を少なくでき、
かつ配線抵抗を小さく、左右対称ということで左右の抵
抗のばらつきを少なくでき、各磁気抵抗効果素ｒ・の出
力のばらつきを無くシ、なお、これらにより、電源に対
して３端ｆ・接続したときやブリッジ接続したときの直
流オフセラ１−電圧を小さくしうるものである。

次に、第７図にボすものは、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
ーンを示すもので、ｂは共通配線部を示し、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。

そして、さきの実施例と同じく、図示の中心線により左
右対称に設けられるようにしたものである。

本実施例においては、磁気抵抗効果索子・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、
磁気抵抗効果索子Ｒａ。

Ｒｔ、同Ｒａ　、Ｒｘの一端に共通端ｆ−ホ、ヌを配置
し、それらの磁気抵抗効果索子Ｒａ　＋　Ｒｔ　ｔＲａ
　、　Ｌ＜ｚの反対側から引出されるブリッジ出力端ｆ
・へ、ト、す、チを、その磁気抵抗効果索子Ｒａ　、Ｒ
ｔ　、Ｒ３、Ｒｚ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；＋３４
’にたいする譜端ｆ・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つるものである。

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１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１次に説明する。

たとえば、２相の位相差をλ／８とすれば、さぎの開発
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ｆ−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＋１／８λ＋（２＋３／４）λ＝４５
／８λなお、第８図で、ＲＬｌ、　Ｒ３２などは、ヘア
ピン形状の磁気抵抗効果素子−１■は共通端子、■〜■
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、本発明の別の
実施例に係るものの磁気抵抗効果素子の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、それどれＦＪ　Ｌ　０倍、
４倍のものの図＞Ｊ＜例示である。

そして、本実施例は、さぎの第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、イ偵かに７７８
λてよく、その差は、′Ａに３８／８λで、Ｉ：、に己
の４５／８λ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は磁気抵抗効果歯ｒのパターン
、■、■は、電源端ｆ・に係る共通端ｆ・、■〜■、■
〜■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、１り１〜Ｒｓは、短ざく形の磁気抵抗効果素
′ｐを示すものである。

以」−に述べた実施例によれば、複数個の検出器ｆ・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１：）ることができて、良好
な回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、磁気抵抗効果歯ｆ・の幅にたいし、
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１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１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、また差動出力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　　・ツジを使う場合に係るものに４，４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
リッジに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〕

」一連したところをも総合して、本発明によれば、磁気
抵抗効果歯ｒ・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、左右対称に設けた複数の磁気
抵抗効果素子における当該左右の磁気抵抗効果素子のそ
れぞれの一方を、その磁気抵抗効果歯ｒ・にたいし幅広
とした共通配線部を接続せしめたことにより、その共通
のため端ｆ・数を少なくでき、かつ配線抵抗を小さく、
左右対称ということで左右の抵抗のばらつきを少なくで
き、各磁気抵抗効果歯ｆ・の出力のばらつきを無くすこ
とができる磁気ヘッドを提供しうるものであり、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ラ１−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２図、第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わ
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・の出力振輸の特性図、第５
図は、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、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ＪＩＪ
ｆ・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鋼ｒ・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
果鋼ｒ−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・・磁気抵抗効果索ｆ−のパターン
、６・・・非磁性体ノ、ｌ；仮、ホ、ス、■、■・・・
出力端ｆ−，へ、１−、チ、す、■〜＠・・・ブリッジ
出力端ｆ・、１り！〜Ｒ６・・・磁気抵抗効果索−ｆ−
，ａ＝ｄ・・・共通配線部。 （□ヵ、２名）９ミ′≠１ ′！３　１　図 ＜ｂ） 第　λ　目 第　　ろ　　図 第　４　圓 第　ダ　医 昆　６５Ａ （ｂ） 第　７　図 第　８　図

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、左右対称に設けた複数の磁気抵抗効果素
   子における当該左右の磁気抵抗効果素子のそれぞれの一
   方を、その磁気抵抗効果素子にたいし幅広とした共通配
   線部を介して共通端子に接続せしめたことを特徴とする
   磁気ヘッド。 ２、共通配線部を、電源の正極および負極としたもので
   ある特許請求の範囲第１項記載の磁気ヘッド。