(57)【要約】【課題】バイアス磁石自体の成形精度や着磁精度によることなく、所望とされる磁気ベクトルの開き角度を容易に、しかも高精度に設定することのできる回転検出装置を提供する。【解決手段】回転検出装置は、磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４とを備えるセンサチップ１ａ、およびそれら磁気抵抗素子対にバイアス磁界を付与するバイアス磁石３１、３２とを備えている。そして、センサチップ１ａの近傍にてロータ１０が回転するときにバイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化がこれら磁気抵抗素子対それぞれの抵抗値変化として感知されてロータ１０の回転態様が検出される。この回転検出装置は、これら複数の磁気抵抗素子対に対応する複数のバイアス磁石３１、３２を備え、それらバイアス磁石３１、３２の各々がそれら複数の磁気抵抗素子対の各々に作用する磁気ベクトルの開き角度を各別に設定可能に設けられる。【選択図】      図１
2006038770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁気抵抗素子対を備えるセンサチップとそれら磁気抵抗素子対にバイアス磁界を付与するバイアス磁石とを有し、前記センサチップの近傍にてロータが回転するときに前記バイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化を前記磁気抵抗素子対のそれぞれの抵抗値変化として感知して前記ロータの回転態様を検出する回転検出装置において、
前記複数の磁気抵抗素子対に対応する複数のバイアス磁石を備え、それらバイアス磁石の各々が、前記複数の磁気抵抗素子対の各々に作用する磁気ベクトルの開き角度を各別に設定可能に設けられてなる
ことを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
前記センサチップは、前記磁気抵抗素子対をハーフブリッジとしてその各ブリッジ出力を差動増幅する回路、およびその差動増幅出力と所定の閾値電圧とを比較して前記ロータの回転態様に対応した２値化信号を出力する回路を備える処理回路チップとともに一体に樹脂モールドされてなり、前記バイアス磁石の各々は、このモールド樹脂上に回転可能に軸支される構造を有して接着固定されてなる
請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】
前記バイアス磁石の各々は、前記複数の磁気抵抗素子対の配列方向と直交する中心線を対称軸として線対称となる角度にて前記モールド樹脂上に接着固定されてなる
請求項２に記載の回転検出装置。
【請求項４】
前記樹脂モールドされた処理回路チップからは、前記差動増幅出力をモニタするための端子が導出されてなる
請求項２または３に記載の回転検出装置。
【請求項５】
前記樹脂モールドされた処理回路チップからは、前記差動増幅出力および前記閾値電圧をモニタするための端子が導出されてなる
請求項２または３に記載の回転検出装置。
【請求項６】
前記バイアス磁石の各々は、それぞれ対応する磁気抵抗素子対に対向する部分が鋭角に形成されてなる
請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両における車速検出やエンジン回転検出、さらには一般機械における各種被検出回転体の回転検出に用いられる回転検出装置に関し、特に磁気抵抗素子の抵抗値変化を利用してそれら被検出回転体の回転を検出する回転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気抵抗素子の抵抗値変化を利用して、ロータ等の被検出回転体の回転態様を検出する回転検出装置としては、例えば特許文献１に記載されている装置が知られている。図６に、この特許文献１に記載されている装置の平面構造を示す。
【０００３】
図６に示されるように、この回転検出装置は、磁気抵抗素子対ＭＲＥ２１およびＭＲＥ２２を備えるセンサチップ２１が、被検出回転体であるロータ１０に対向するように配設されている。そして、上記センサチップ２１はその処理回路ともに集積回路化され、モールド樹脂２２にて一体にモールドされている。具体的には、上記センサチップ２１は上記モールド樹脂２２内部で図示しないリードフレームの一端に搭載され、その他端から電源端子Ｔ１、出力端子Ｔ２およびＧＮＤ端子Ｔ３といった各端子がそれぞれ外部へと引き出される構造となっている。
【０００４】
そして、上記センサチップ２１の近傍には、モールド樹脂２２を囲繞するように、上記磁気抵抗素子対ＭＲＥ２１およびＭＲＥ２２にバイアス磁界を付与するバイアス磁石２３が配設されている。このバイアス磁石２３は、その長手方向に貫通孔２４を備える中空円筒状に成型されており、この貫通孔２４に上記モールド樹脂２２が挿入されて所定の位置で接着剤等により固定されている。また、センサチップ２１に備えられる磁気抵抗素子対ＭＲＥ２１およびＭＲＥ２２は、同センサチップ２１の同一平面内に、バイアス磁界の磁気的中心を対称軸として線対称に配置され、かつそれぞれが直列接続されたハーフブリッジとして構成されている。また、これら磁気抵抗素子対ＭＲＥ２１およびＭＲＥ２２は、バイアス磁界の磁気的中心に対して「４５度」および「−４５度」の角度をなすように、すなわち互いに直交する「ハの字」状になるように配設されている。
【０００５】
一方、上記センサチップ２１に対向するロータ１０は、磁性材料からなり、その外周に歯車状に山部１０ａと谷部１０ｂとが交互に設けられている。このロータ１０が回転すると、山部１０ａがセンサチップ２１の近傍を通過し、バイアス磁石２３に接近する。そして、バイアス磁石２３から発生される磁気ベクトルは、ロータ１０の回転と協働して、山部１０ａに引きずられるかたちで変化し、ロータ１０の回転方向に振れる。このようにロータ１０の回転にともなって生じる磁気ベクトルの変化が、磁気抵抗素子対ＭＲＥ２１およびＭＲＥ２２の抵抗値の変化としてセンサチップ２１にて感知されることで回転検出信号が得られ、さらにこの検出信号が各種処理回路を経ることで、ロータ１０の回転情報として、図示しない外部の電子制御装置等に伝達されるようになる。
【特許文献１】特開平６−１７４４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来の回転検出装置では、被検出回転体であるロータ１０の形状、すなわちロータ１０に備えられる山部１０ａおよび谷部１０ｂの形状によって、これら山部１０ａと谷部１０ｂとを最適に検出することのできる有効出力信号（上記信号処理に伴う内部信号電圧）が異なる。また、こうした有効出力信号は、ロータ１０とセンサチップ２１とのギャップ（距離）によっても異なる。したがって通常は、ロータ毎にそのギャップ特性が異なり、ロータが回転する前における磁気ベクトルの開き角度も、最適な角度は異なったものとなる。ここで、ロータのギャップ特性と、磁気ベクトルの開き角度の関係について図７を参照して説明する。
【０００７】
例えばいま、ロータが回転する前における磁気ベクトルの開き角度が小さい場合には、検出される有効出力信号は図７（ａ１）に示されるようになる。この有効出力信号は、上記信号処理に伴い、磁気抵抗素子対ＭＲＥ２１およびＭＲＥ２２の抵抗値変化の差動増幅出力として得られるものである。この差動増幅出力は、ギャップの大きさに応じてその振幅が異なり、それぞれ同図７（ａ１）に実線、破線、二点鎖線で示される態様で推移する。そして、この差動増幅出力が、所定の値に設定された閾値電圧Ｖｔｈと比較されることにより、回転角度等の検出が行われることになる。ただしこの場合には、図７（ａ２）に、図７（ａ１）における差動増幅出力と閾値電圧Ｖｔｈとの交点周辺部ｚ１を拡大して示すように、上記ギャップの大きさによりこれら差動増幅出力と閾値電圧Ｖｔｈとの交点にはばらつきが生じている。すなわち、このとき検出される回転角度の角度精度は、図７（ａ３）に示されるように、ギャップの大小に応じた大きなばらつきを有するものとなる。
【０００８】
これに対して、上記開き角度が大きい場合には、検出される有効出力信号は、図７（ｂ１）に示されるようになる。すなわち、ギャップの大きさによって異なる差動増幅出力の波形形状（推移態様）は、先の図７（ａ１）に示されるものと略同じように変化するが、信号レベルが全体的に下方にシフト（オフセット）され、所定の値に設定された閾値電圧Ｖｔｈとの初期状態でのレベル差αも異なったものとなる。そしてここでも、図７（ｂ２）に、図７（ｂ１）における差動増幅出力と閾値電圧Ｖｔｈとの交点周辺部ｚ２を拡大して示すように、この場合もギャップの大きさによって、これら差動増幅出力と閾値電圧Ｖｔｈとの交点にはばらつきが生じている。しかもそのばらつき態様は、上記レベル差αとの関係で、先の図７（ａ２）とは異なったものとなる。そして結局は、このとき検出される回転角度の角度精度も、図７（ｂ３）に示されるように、先の例とはその態様が異なるものの、ギャップの大小に応じた大きなばらつきを有するものとなる。
【０００９】
一方、上記開き角度が、これらの中間のいわば最適な角度となる場合には、検出される有効出力信号は、図７（ｃ１）に示されるようになる。そして、この図７（ｃ１）における差動増幅出力と閾値電圧Ｖｔｈとの交点周辺部ｚ３を拡大すると、図７（ｃ２）に示されるようになる。これら図７（ｃ１）および（ｃ２）から明らかなように、この場合には、ギャップの大きさによるこれら差動増幅出力と閾値電圧Ｖｔｈとの交点のばらつきは小さく抑えられるようになる。このため、このとき検出される回転角度の角度精度も、図７（ｃ３）に示されるように、ギャップの大小によるばらつきは小さく抑えられるようになる。換言すれば、上記ギャップ特性に対して大きな余裕度が確保されるようになる。
【００１０】
このように、上記ロータ１０の形状やギャップ仕様によって、ギャップ特性が異なるため、ロータが回転する前における磁気ベクトルの開き角度によって、差動増幅出力と閾値電圧Ｖｔｈとの初期状態でのレベル差αが自ずと決まってくる。
【００１１】
このため従来は、こうしたレベル差αの最適値を狙うようにバイアス磁石２３を作りこむようにしている。しかしながら、同バイアス磁石２３自体が上記開き角度にばらつきを有することから、角度精度の低下が避けられないものとなっている。
【００１２】
そこで従来はさらに、上記ロータ１０の形状に応じて、こうした所望のバイアス磁界を付与するバイアス磁石２３を適宜選択したり、同バイアス磁石２３の上記センサチップ２１との相対的な位置関係を調整したりすることによって、回転検出装置としての感度を決定する上記開き角度を個別に設定するようにしている。
【００１３】
しかしながら、このような設定方法では、上記バイアス磁石等の組み付けにおいて、厳しい公差が要求されるとともに、バイアス磁石自体、その品番数の増加が避けられないことから、部品管理も煩雑なものとならざるを得ない。また、こうして多種のバイアス磁石を用意したとしても、一般に、バイアス磁石は型成形により成形されるため、同一品番のバイアス磁石であっても成形精度や着磁精度等に起因する特性上のばらつきは避けられない。
【００１４】
このように、バイアス磁石は、それ自体の精度向上にも限界があるため、たとえ正しい品番のバイアス磁石が、センサチップとの公差内の位置精度をもって回転検出装置に組み付けられたとしても、バイアス磁石の特性に大きく影響される磁気ベクトルの開き角度の設定精度には自ずと限界が生じてしまう。また、回転検出装置において、回転情報の適正な検出を可能とするギャップ範囲、すなわちギャップ特性も、上記磁気ベクトルの開き角度により決定されることから、このギャップ特性自体、上記バイアス磁石の特性に大きく影響される傾向にある。このため、バイアス磁石の品番管理等、煩わしい作業が余儀なくされているにも拘らず、回転検出装置を製造する上での歩留まりの低下が避けられないものとなっている。
【００１５】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、バイアス磁石自体の成形精度や着磁精度によることなく、所望とされる磁気ベクトルの開き角度を容易に、しかも高精度に設定することのできる回転検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の回転検出装置では、複数の磁気抵抗素子対を備えるセンサチップとそれら磁気抵抗素子対にバイアス磁界を付与するバイアス磁石とを有し、前記センサチップの近傍にてロータが回転するときに前記バイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化を前記磁気抵抗素子対のそれぞれの抵抗値変化として感知して前記ロータの回転態様を検出する回転検出装置として、前記複数の磁気抵抗素子対に対応する複数のバイアス磁石を備えるとともに、それらバイアス磁石の各々によって、前記複数の磁気抵抗素子対の各々に作用する磁気ベクトルの開き角度を各別に設定可能とした。
【００１７】
回転検出装置としてのこのような構造によれば、磁気抵抗素子対の各々に作用する磁気ベクトルの開き角度を各別に、しかも任意に設定することが可能になる。このため、形状の異なるロータを検出対象とする場合であれ、上記磁気ベクトルの開き角度の調整を通じて、それらロータの回転情報を高精度に検出することができるようになる。したがって、ロータ毎に異なるギャップ特性が最適化されるようになる。また、同構造によれば、上記バイアス磁石自体の成形精度や着磁精度によることなく、同一仕様のバイアス磁石を通じて所望とされる磁気ベクトルの開き角度が得られるため、その品番の大幅な削減が可能になるとともに、バイアス磁石も含めて、当該回転検出装置の製造にかかる歩留まりも確実に向上されるようになる。
【００１８】
また、上記構造の回転検出装置に関しては、請求項２に記載の発明によるように、前記センサチップが、前記磁気抵抗素子対をハーフブリッジとしてその各ブリッジ出力を差動増幅する回路、およびその差動増幅出力と所定の閾値電圧とを比較して前記ロータの回転態様に対応した２値化信号を出力する回路を備える処理回路チップとともに一体に樹脂モールドされてなるとするとき、前記バイアス磁石の各々が、このモールド樹脂上に回転可能に軸支される構造を有して接着固定される構造とすることで、上述した磁気ベクトルの開き角度の調整をより容易なものとすることができるようになる。
【００１９】
すなわち、このような構造によれば、モールド樹脂上に回転可能に軸支されるバイアス磁石の回転角度の調整を通じて、任意且つ所望の磁気ベクトルの開き角度が設定されるようになる。そして、このバイアス磁石の回転角度の調整後は、同バイアス磁石がモールド樹脂上に接着固定されることで、上記磁気ベクトルの開き角度も確実に維持されるようになる。
【００２０】
なお、ここで、この磁気ベクトルの開き角度は上述のように、同一仕様のバイアス磁石を通じて調整可能であり、特に上記構造のように、各バイアス磁石の回転角度が調整される場合には、たとえ採用されるバイアス磁石自身の特性に多少の相違があったとしても、これを互いに相殺することも容易である。このため、磁気ベクトルの開き角度についても、より精度の高い設定が可能であり、ひいてはバイアス磁石に要求される寸法精度やモールド樹脂への組み付け位置精度に対する要求等も好適に緩和されるようになる。
【００２１】
また、この場合、基本的には請求項３に記載の発明によるように、前記バイアス磁石の各々が、前記複数の磁気抵抗素子対の配列方向と直交する中心線を対称軸として線対称となる角度にて前記モールド樹脂上に接着固定される構造を採用することで、それら各バイアス磁石に特性上の相違がない限り、検出対象となるロータの回転方向によることなく、同一の検出特性を維持することができるようになる。
【００２２】
一方、これら請求項２または３に記載の構造に関しては、請求項４に記載の発明によるように、
（イ）同回転検出装置として、前記樹脂モールドされた処理回路チップから前記差動増幅出力をモニタするための端子が導出される構造。
あるいは、請求項５に記載の発明によるように、
（ロ）同回転検出装置として、前記樹脂モールドされた処理回路チップから前記差動増幅出力および前記閾値電圧をモニタするための端子が導出される構造。
とすることが特に有効である。
【００２３】
上記（イ）の構造のように、上記導出される端子を通じて少なくとも差動増幅出力をモニタすることができれば、上記各バイアス磁石がモールド樹脂上に接着固定される前に、例えばその差動増幅出力の上記開き角度に応じたオフセットレベル（シフト態様）を観察することができるようになる。したがって、このオフセットレベルが適切なレベルとなるように、それらバイアス磁石の回転角度を調整することで、上記磁気ベクトルの開き角度をより適正に、且つより容易に設定することが可能となる。
【００２４】
また、上記（ロ）の構造のように、上記差動増幅出力と２値化のための閾値電圧を併せてモニタすることができれば、これら差動増幅出力と閾値電圧との差電圧を参照しつつ、上記磁気ベクトルの開き角度についてこれを、より信頼性の高いかたちで極めて容易に調整することが可能となる。
【００２５】
また、これら請求項１〜５のいずれかに記載の構造において、さらに請求項６に記載の発明によるように、前記バイアス磁石の各々についてこれを、それぞれ対応する磁気抵抗素子対に対向する部分が鋭角に形成される構造とすることで、それらバイアス磁石から発生されるバイアス磁界を、その磁束密度が磁気抵抗素子対の近傍に集中するかたちで付与することができるようになる。これにより、バイアス磁石による磁気効率が高められ、ひいては当該回転検出装置としての検出感度のさらなる向上が期待できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明にかかる回転検出装置の一実施の形態について、図１および図２を参照して説明する。
図１は、この実施の形態にかかる回転検出装置の平面構造を、ロータ１０とともに模式的に示したものである。この図１に示されるように、この実施の形態にかかる回転検出装置も、基本的には先の図６に示されるような態様で、磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４とで感知される抵抗値変化により、ロータ１０の回転検出を行うものである。この回転検出装置は、これら２つの磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４とを備えるセンサチップ１ａが、その処理回路とともに集積回路化され、モールド樹脂２により一体にモールドされている。このモールド樹脂２は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂材料からなる。そして、センサチップ１ａはモールド樹脂２内部で、図示しない銅（Ｃｕ）等の導電性材料からなるリードフレームの一端に搭載され、その他端からは電源端子Ｔ１、出力端子Ｔ２およびＧＮＤ端子Ｔ３といった各端子がモールド樹脂２の外部へと引き出される構造となっている。なお、モールド樹脂２からは、これら３つの端子の他に、内部信号電圧端子Ｔ４および閾値電圧端子Ｔ５といった各端子も引き出されており、これらの詳細な構造、並びに用途については後述する。
【００２７】
一方、上記モールド樹脂２の側面のうち、磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４とが配設される平面と略平行な平面内には、これら磁気抵抗素子対のそれぞれにバイアス磁界を付与するバイアス磁石３１、３２が配設されている。これらバイアス磁石３１、３２は、例えば磁性体粉末が添加される樹脂材料からなり、型成形により例えば平板状に成形されている。そして、これらバイアス磁石３１、３２は、それぞれのモールド樹脂２との接合面側に形成される軸３１ｂ、３２ｂによりモールド樹脂２上に軸支され、各々のバイアス磁石３１、３２はそれぞれ軸３１ｂ、３２ｂを回転軸として回転可能に配設されている。また、これら各々のバイアス磁石３１、３２は、特に磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４とに対向する側の先端部３１ａ、３２ａが鋭角をなすかたちに成形されている。このため、上記バイアス磁石３１、３２から発生されるバイアス磁界は、これら磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４との近傍に集中するかたちで付与され、この付近で磁束密度が高められている。
【００２８】
また一方、上記センサチップ１ａと対向するロータ１０には、その外周に歯車状に多数の山部１０ａと谷部１０ｂとが交互に設けられている。このロータ１０が回転すると、その山部１０ａがセンサチップ１ａの近傍を通過する度に、磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４とに付与されるバイアス磁界と協働して、磁気ベクトルが山部１０ａに引きずられるように変化する。そして、この磁気ベクトルの変化が磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４との抵抗値変化として感知されることで、回転情報の検出が行われるようになる。
【００２９】
図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、次に、同図２を参照して、バイアス磁石３１、３２とモールド樹脂２との接合構造について説明する。
この図２に示されるように、バイアス磁石３１、３２のモールド樹脂２との接合面には、同接合面から突出する軸３１ｂ、３２ｂがそれぞれ設けられている。これに対して、モールド樹脂２のバイアス磁石３１、３２との接合面には、これら軸３１ｂ、３２ｂに対応する位置に軸受２ａがそれぞれ設けられている。ここで、上記軸３１ｂ、３２ｂは直径ｄの円柱状に形成されており、上記軸受２ａはその上記直径ｄよりもわずかに小さい円形状の穴として形成されている。そして、これらバイアス磁石３１、３２はモールド樹脂２との接合に際して、その軸３１ｂ、３２ｂが対応する軸受２ａにそれぞれ圧入され嵌合されることで仮固定される。このとき、バイアス磁石３１、３２は、それぞれ軸３１ｂ、３２ｂにより回転可能に軸支されており、それぞれの回転角度は任意に調整することができるようになっている。そして、この回転角度を調整することにより、磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４とに付与される磁気ベクトルの開き角度を変化させることができる。なお、これらバイアス磁石３１、３２に設けられる軸３１ｂ、３２ｂとモールド樹脂２に設けられる軸受２ａとの形成位置を任意に調整すれば、バイアス磁石３１、３２とモールド樹脂２との組み付け位置を調整することもできる。この組み付け位置を調整することによっても、上記バイアス磁石３１、３２から磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４とに付与されるバイアス磁界の感度調整が図られるようになる。ちなみに、これら磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２とバイアス磁石３１との距離、あるいは磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４とバイアス磁石３２との距離は、バイアス磁界により磁気ベクトルに乱れの生じない範囲で短いほど、回転検出装置としての検出感度も高められるようになる。
【００３０】
そして、上記各軸３１ｂ、３２ｂを通じてモールド樹脂２に組み付けられたバイアス磁石３１、３２は、磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４とで感知される抵抗値変化のギャップ特性が最適になるように、その回転角度が後述される態様で適宜調整された後、モールド樹脂２に接着固定されることになる。
【００３１】
図３は、上記センサチップ１ａとその処理回路である処理回路チップ１ｂの等価回路を示したものであり、以下、この図３を参照して、上記回転検出装置の電気的な構成、主に信号処理回路の構成について説明するとともに、上記バイアス磁石３１、３２の回転角度の調整方法について具体的に説明する。
【００３２】
図３に示されるように、この回転検出装置は、センサチップ１ａと、その処理回路である処理回路チップ１ｂとを備える。このうち、処理回路チップ１ｂは電源端子Ｔ１とＧＮＤ（接地）端子Ｔ３との間に印加される電源電圧に対してそのサージ等の入力から保護する保護回路１２を備えている。また、保護回路１２に直列に接続されて電源電圧に基づき定電圧「＋Ｖ」を出力する定電圧回路１３を備えている。ここで、上記保護回路１２は、耐圧の高い薄膜抵抗やツェナーダイオードなどを備えて構成される周知の回路であり、また上記定電圧回路１３も、例えばその出力電圧「＋Ｖ」をモニタしつつ、これを一定の電圧に維持制御する周知の回路である。そしてこの回転検出装置では、この定電圧回路１３から出力される定電圧「＋Ｖ」に基づいて、センサチップ１ａおよび処理回路チップ１ｂ内の各素子や回路に対する給電が行われる。
【００３３】
一方、センサチップ１ａは上述のように、磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４とを備えており、これら各磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４によって、電気的にはブリッジ回路１４が構成されている。具体的には、磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４はそれぞれ直列接続されたハーフブリッジとして構成されている。そして、磁気抵抗素子ＭＲＥ１とＭＲＥ３との共通接続部には上記定電圧「＋Ｖ」が印加され、磁気抵抗素子ＭＲＥ２とＭＲＥ４との共通接続部は接地されている。
【００３４】
また、上記ブリッジ接続されている磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２の中点電位Ｖａと磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４の中点電位Ｖｂとがそれぞれ処理回路チップ１ｂ内の差動増幅器１５に入力されて、上記中点電位Ｖａ、Ｖｂの差動増幅出力が得られる。この差動増幅出力は、上記ロータ１０の回転速度に対応した周期をもつ擬似正弦波信号として出力され、この信号波形が内部信号電圧端子Ｔ４を通じてモニタされるとともに、比較器１６に入力される。
【００３５】
この比較器１６は、所定の閾値電圧Ｖｔｈに基づいて上記差動増幅出力の２値化処理を行う部分である。ちなみに、この閾値電圧Ｖｔｈは、実際には上記定電圧「＋Ｖ」を抵抗分割した分圧回路として構成されており、この閾値電圧Ｖｔｈも、閾値電圧端子Ｔ５を通じてモニタされる。また、この比較器１６の出力端子には例えばバイポーラ型トランジスタからなるスイッチング素子１７の制御端子（ベース端子）が接続されている。すなわち、このスイッチング素子１７は、比較器１６から出力される２値化信号によってオン・オフ制御される。なお、このスイッチング素子１７は、そのエミッタ端子が接地されるとともに、コレクタ端子がプルアップ抵抗１８を介して電源端子Ｔ１に接続されている。そして、上記コレクタ端子とプルアップ抵抗１８との接続点が、回転検出装置としての出力端子Ｔ２に接続されている。このため、スイッチング素子１７がオフの状態では、プルアップ抵抗１８によりプルアップされ、ほぼ電源端子Ｔ１への印加電圧に近い電圧が出力端子Ｔ２から出力される。一方、スイッチング素子１７がオンの状態では、同スイッチング素子１７のオン抵抗のみに存在するほぼ０Ｖの電圧が同出力端子Ｔ２から出力される。このように、ロータ１０の回転速度に対応した周期（パルス周期）をもって出力端子Ｔ２から出力信号（パルス信号）が出力される。そして、この周期（パルス周期）が、上記ロータ１０の山部１０ａと谷部１０ｂとの通過周期、すなわちロータ１０の回転速度に対応したものとなり、図示しない外部の電子制御装置へと伝達されることになる。
【００３６】
ここで通常、ロータ１０（図１）の回転にともなう磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４との抵抗値変化は、これら磁気抵抗素子対ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４が備えられているセンサチップ１ａとロータ１０との距離（ギャップ）に応じて異なるものとなる。すなわち、ギャップが小さいほど磁気ベクトルの振れ角は大きくなり、上記処理回路チップ１ｂ中で得られる上記差動増幅出力（内部信号電圧）の振幅が大きくなる。反対に、ギャップが大きいほど磁気ベクトルの振れ角は小さくなり、上記処理回路チップ１ｂ中で得られる上記差動増幅出力（内部信号電圧）の振幅が小さくなる。そして、こうしたギャップによる差動増幅出力の変化態様、すなわちギャップ特性は、ロータ１０によって異なり、さらにはそれぞれのロータ１０の形状や温度等の仕様によっても異なる。
【００３７】
このため、上記処理回路チップ１ｂ内では、上記差動増幅出力と所定の閾値電圧Ｖｔｈとが比較され、２値化処理されて出力信号（パルス信号）が得られるものの、上述のようにギャップ特性に応じて上記差動増幅出力が異なると、これら差動増幅出力と閾値電圧Ｖｔｈとの交点にばらつきが生じ、検出される角度精度の低下が避けられないものとなる。
【００３８】
そこで、この実施の形態では、上記内部信号電圧端子Ｔ４を通じて差動増幅出力を、また上記閾値電圧端子Ｔ５を通じて閾値電圧Ｖｔｈをそれぞれモニタする。そして、それら差動増幅出力と閾値電圧Ｖｔｈとの交点のばらつきがより小さくなるように、すなわち前述した初期状態でのそれら電圧のレベル差α（図７）が適切な値となるように上記バイアス磁石３１、３２（図１）の回転角度を調整するようにする。
【００３９】
ここで、これらバイアス磁石３１、３２の角度調整にかかるより具体的な方法を、図４および図５、並びに先の図７を参照して説明する。なお、これら図４および図５は、それぞれバイアス磁石３１、３２の角度調整前および調整後における回転検出装置の平面構造の一部を示したものである。
【００４０】
すなわちいま、上記回転角度の調整前には、図４に示されるように、バイアス磁石３１から発生されるバイアス磁界により一方の磁気抵抗素子対に付与される磁気ベクトルＢ1と、バイアス磁石３２から発生されるバイアス磁界により他方の磁気抵抗素子対に付与される磁気ベクトルＢ2との開き角度が小さい状態にあったとする。このとき、ロータ毎のギャップ特性に応じてモニタされる差動増幅出力と閾値電圧Ｖｔｈとの関係は、先の図７（ａ１）および（ａ２）で示される態様で、その交点に大きなばらつきが生じるようになる。すなわち、この場合の角度精度は、先の図７（ａ３）に示される態様で、ギャップの大小に応じたばらつきを生じるようになる。
【００４１】
また、反対にこれらバイアス磁界により付与される磁気ベクトルＢ1とＢ2との開き角度が仮に大きすぎる状態にあったとしても、先の図７（ｂ１）〜（ｂ３）に示される態様で、やはりギャップの大小に応じた角度精度のばらつきが生じるようになる。
【００４２】
このようなモニタ結果に鑑みて、この実施の形態では、例えば図５に示す態様でバイアス磁石３１、３２をそれぞれ矢印Ｃ１あるいはＣ２の方向に回転させてその回転角度を調整することとなる。そしてこのとき、例えば初期状態での上記差動増幅出力と閾値電圧Ｖｔｈとをモニタしながらその差電圧、すなわち上記レベル差αを調整し、経験値等に基づき、先の図７（ｃ１）および（ｃ２）に示されるようなこれらの交点位置のばらつきが最小になると判断されるところで、同回転角度の調整を固定する。ちなみにこのときには、バイアス磁石３１から発生されるバイアス磁界により一方の磁気抵抗素子対に付与される磁気ベクトルＢ3と、バイアス磁石３２から発生されるバイアス磁界により他方の磁気抵抗素子対に付与される磁気ベクトルＢ4もそれぞれ同図に対応する矢印で示す態様で変化している。そして、これら磁気ベクトルＢ3および磁気ベクトルＢ4によって、当該回転検出装置としての磁気ベクトルの開き角度が設定されることになる。
【００４３】
このようにして、バイアス磁石３１、３２の角度が調整された後、それらバイアス磁石３１、３２が例えば熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂等の接着剤によりモールド樹脂２上に接着固定される。これにより、同回転検出装置としての磁気ベクトルの開き角度も適正な角度に維持されるようになる。
【００４４】
以上説明したように、この実施の形態にかかる回転検出装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３とＭＲＥ４に対応するバイアス磁石３１、３２を備え、これらバイアス磁石３１、３２の各々によって、上記磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３とＭＲＥ４の各々に作用する磁気ベクトルの開き角度を各別に設定可能とした。このような構造により、形状の異なるロータを検出対象とする場合であれ、磁気ベクトルの開き角度の調整を通じて、ロータ毎に異なるギャップ特性を最適化することができるようになり、ロータの回転情報を高精度に検出することができるようになる。また、上記バイアス磁石３１、３２自体の成形精度や着磁精度によることなく、同一仕様のバイアス磁石３１、３２を通じて所望とされる磁気ベクトルの開き角度が得られるようになる。このため、その品番の大幅な削減が可能になるとともに、バイアス磁石３１、３２も含めて、回転検出装置の製造にかかる歩留まりも確実に向上されるようになる。
【００４５】
（２）上記バイアス磁石３１、３２の各々は、モールド樹脂２上に回転可能に軸支される構造を有して接着固定される構造とした。このような構造により、モールド樹脂２上に回転可能に軸支されるバイアス磁石３１、３２の回転角度の調整を通じて、任意且つ所望の磁気ベクトルの開き角度が設定されるようになる。そして、このバイアス磁石３１、３２の回転角度の調整後は、同バイアス磁石３１、３２がモールド樹脂２上に接着固定されることで、磁気ベクトルの開き角度も確実に維持されるようになる。
【００４６】
（３）また、磁気ベクトルの開き角度は、同一仕様のバイアス磁石３１、３２を通じて調整可能であり、バイアス磁石３１、３２の回転角度が調整される場合には、たとえ採用されるバイアス磁石３１、３２自身の特性に多少の相違があったとしても、これを互いに相殺することも容易である。このため、磁気ベクトルの開き角度についても、より精度の高い設定が可能であり、ひいてはバイアス磁石３１、３２に要求される寸法精度やモールド樹脂２への組み付け位置精度に対する要求等が好適に緩和されるようにもなる。
【００４７】
（４）上記樹脂モールドされた処理回路チップ１ｂから差動増幅出力をモニタするための内部信号電圧端子Ｔ４と、閾値電圧Ｖｔｈをモニタするための閾値電圧端子Ｔ５とがそれぞれ導出される構造とした。このように、差動増幅出力とともに、２値化のための閾値電圧Ｖｔｈを併せてモニタすることができれば、これら差動増幅出力と閾値電圧Ｖｔｈとの差電圧を参照しつつ、上記磁気ベクトルの開き角度についてもこれを、より信頼性の高いかたちで極めて容易に調整することが可能となる。
【００４８】
（５）上記バイアス磁石３１、３２について、それぞれ対応する磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３とＭＲＥ４に対向する先端部３１ａ、３２ａが鋭角に形成される構造とした。このような構造により、これらバイアス磁石３１、３２から発生されるバイアス磁界を、その磁束密度がこれら磁気抵抗素子対の近傍に集中するかたちで付与することができるようになる。これにより、バイアス磁石３１、３２による磁気効率が高められ、ひいては回転検出装置としての検出感度のさらなる向上が期待できるようになる。
【００４９】
なお、この発明にかかる回転検出装置は、上記実施の形態として示した構造に限らず、これらを適宜変更した、以下に例示する態様にて実施することもできる。
・上記実施の形態において、上記バイアス磁石３１、３２の各々に特性上の相違がない場合には、上記磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４の配列方向と直交する中心線を対称軸として線対称となる角度にてこれらバイアス磁石３１、３２をモールド樹脂２上に接着固定する構造が有効である。このような構造により、検出対象となるロータ１０の回転方向によることなく、同一の検出特性を維持することができるようになる。
【００５０】
・上記実施の形態においては、磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４との２つの磁気抵抗素子対の各々に、それぞれバイアス磁界を付与する２つのバイアス磁石３１、３２を備えることとしたが、これら磁気抵抗素子対の各々にバイアス磁界が付与される構造であれば、バイアス磁石３１、３２の数は任意である。
【００５１】
・上記実施の形態においては、バイアス磁石３１、３２とモールド樹脂２との接合に際して、バイアス磁石３１、３２の接合面に軸３１ｂ、３２ｂを設けることとし、これに対応するモールド樹脂２の接合面に軸受２ａを設けるようにしたが、これらバイアス磁石３１、３２が回転可能に軸支される構造であれば、その接合方法はこれに限られない。例えば、モールド樹脂２の接合面に軸を設け、バイアス磁石３１、３２の接合面にこれら軸に対応するかたちで軸受を設けるようにしてもよい。また、これら軸および軸受の形状も任意に変更することができ、これらの係合構造についても任意の構造を適用することができる。
【００５２】
・上記実施の形態においては、バイアス磁石３１、３２の磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４に対向する先端部３１ａ、３２ａが鋭角に形成されるようにした。しかし、バイアス磁石３の形状はこれに限られず、矩形の形状のものなども適宜採用することができる。
【００５３】
・上記実施の形態では、バイアス磁石３１、３２が磁性体粉末が添加される樹脂材料からなるとしたが、磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４とにバイアス磁界を付与し得る磁石であれば、その材質はこれに限られない。
【００５４】
・上記実施の形態においては、処理回路チップ１ｂから差動増幅出力および閾値電圧Ｖｔｈをそれぞれモニタするための内部信号電圧端子Ｔ４および閾値電圧端子Ｔ５を設けるようにしたが、このうち内部信号電圧端子Ｔ４のみを設ける構成としてもよい。少なくとも差動増幅出力がモニタできれば、この差動増幅出力のオフセットレベル（シフト態様）が適切なレベルとなるようにバイアス磁石３１、３２の回転角度を調整することでも、上記磁気ベクトルの開き角度を適正に設定することはできる。
【００５５】
・上記センサチップ１ａに備えられる磁気抵抗素子対ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と磁気抵抗素子対ＭＲＥ３およびＭＲＥ４との電気的な接続方法や、配設方法といった構造、さらには磁気抵抗素子（対）の数、処理回路チップ１ｂの回路構成や配線態様は上記実施の形態で示した例に限られない。この発明にかかる構造の回転検出装置は、上記磁気抵抗素子に付与される磁気ベクトルの変化をそれら磁気抵抗素子の抵抗値の変化として検出することにより、被検出回転体の回転情報を検出する任意の回転検出装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明にかかる回転検出装置の一実施の形態についてその平面構造を、被検出回転体との関係も含めてその概容を模式的に示す平面図。
【図２】図２のＡ−Ａ線に沿った断面構造を示す断面図。
【図３】同実施に形態にかかる回転検出装置を構成するセンサチップおよび処理回路チップ内部の等価回路を示す回路図。
【図４】同実施の形態の回転検出装置について、バイアス磁石の角度が調整される前の平面構造を模式的に示す平面図。
【図５】同実施の形態の回転検出装置について、バイアス磁石の角度が調整された後の平面構造を模式的に示す平面図。
【図６】従来の回転検出装置の平面構造を、被検出回転体との関係も含めてその概容を模式的に示す平面図。
【図７】（ａ１）〜（ｃ１）、（ａ２）〜（ｃ２）は、それぞれ回転検出装置におけるギャップ特性と磁気ベクトルの開き角度との関係を示すタイムチャート。（ａ３）〜（ｃ３）は、磁気ベクトルの開き角度の変化にともなうギャップと角度精度とのグラフ。
【符号の説明】
【００５７】
１ａ、２１…センサチップ、１ｂ…処理回路チップ、２、２２…モールド樹脂、２ａ…軸受、２３、３１、３２…バイアス磁石、２４…貫通孔、３１ａ、３２ａ…先端部、３１ｂ、３２ｂ…軸、１０…ロータ、１０ａ…山部、１０ｂ…谷部、１２…保護回路、１３…定電圧回路、１４…ブリッジ回路、１５…差動増幅器、１６…比較器、１７…スイッチング素子、１８…プルアップ抵抗、Ｔ１…電源端子、Ｔ２…出力端子、Ｔ３…ＧＮＤ（接地）端子、Ｔ４…内部信号電圧端子、Ｔ５…閾値電圧端子、ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４、ＭＲＥ２１、ＭＲＥ２２…磁気抵抗素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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