(57)【要約】【課題】小型でありながら、回転軸の回転角及び回転数を高精度に検出する。【解決手段】回転検出装置１０は、回転軸１１に直接取り付けられて回転軸１１と共に回転するロータ機構１２と、ロータ機構１２の回転による磁界変化を検知し、これにより回転軸１１の回転状態を検出する回転検出センサ１５とを備えている。ロータ機構１２は、第１及び第２のロータ部１２、１２Ｂと、ロータ部１２Ａ、１２Ｂの間に挟まれた非磁性スペーサ１４とを備えている。ロータ部１２Ａ、１２Ｂの外周には第１及び第２の歯１３Ａ、１３Ｂがそれぞれ設けられている。ロータ部１２Ａの外周に設けられた多数の歯１３Ａの周方向の位置と、第２のロータ部１２Ｂの外周に設けられた第２の歯１３Ｂの周方向の位置はそれぞれｐ／４ずれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に所定のピッチで設けられると共に、軸方向に所定の間隔離れて設けられた複数の歯を有し、軸方向に離れて隣接する前記歯が互いに円周方向にずれて配置されているロータ機構と、
複数の磁気センサと、
前記磁気センサの周囲に磁界を発生させるバイアス磁石とを備え、
前記複数の磁気センサは、前記軸方向に離れて配置された前記歯による前記磁界の変化をそれぞれ検出可能に配置されていることを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
前記ロータ機構は、隣接配置された複数のロータ部を含むことを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
【請求項３】
前記ロータ部の数をｎ（ｎは２以上の整数）とし、各ロータ部に設けられた複数の歯のピッチをｐとするとき、各ロータ部に設けられた歯と別のロータ部に設けられた歯が前記円周方向にｐ／２ｎずれていることを特徴とする請求項２に記載の回転検出装置。
【請求項４】
前記複数のロータ部間に非磁性スペーサが設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転検出装置。
【請求項５】
各磁気センサからの出力信号が基準レベルを通過したことをもって回転角を検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回転検出装置。
【請求項６】
前記ロータ機構は、前記複数の歯の少なくとも一つが欠歯された欠歯領域を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転検出装置。
【請求項７】
前記ロータ機構は、前記円周方向に隣接する少なくとも２つ歯が一体化された長歯を有することを特徴とする請求項１乃至６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】
本発明は、回転検出装置に関し、特に、回転軸の回転角及び回転数を高精度に検出するのに好適な回転検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転軸の回転を検出する回転センサとして、多数の歯が所定のピッチで形成されたロータを回転軸に取り付け、磁気検出素子によってその歯を検出することにより、回転軸の回転を検出する回転検出センサが提案されている。例えば、特許文献１では、ロータの一部に欠歯した部分を設け、その欠歯した部分から回転軸の基準位置を検出するする方法が提案されている。また、特許文献２では、ロータと、バイアス磁石と、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つのスピンバルブＧＭＲ素子からなる磁気検出回路とで構成された回転検出装置が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−６２６８１号公報
【特許文献２】特開２００５−９８９４２号公報
【特許文献３】特開平１１−３８０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１等に示された従来の回転検出装置においては、例えば１０°毎に歯が設けられたロータを使用し、回転角を１０°毎に検出し、さらに細かな回転角については時間推定制御により求めている。しかしながら、１０°毎の回転角では、回転軸のわずかな回転変動によって所定の制御タイミングが目標とするタイミングからずれるという問題がある。また、欠歯した部分においては、時間推定によって回転角を求めているが、回転軸に回転変動があり、一定に回転していない場合には、回転角を正確に演算できないという問題もある。
【０００４】
また、時間推定制御を行うことなく、実角カウント制御により回転検出装置が検出する回転角の分解能を向上させるためには、歯のピッチを狭くして歯数をできるだけ多くする必要がある。しかし、単純に歯数を増やすだけでは、磁気検出素子の検出領域内に複数の歯が存在するようになり、微細な磁気変化を正確に読み取ることができず、回転角を検出できなくなるおそれがある。ロータ径を大きくすれば、歯のピッチを広げることなく多数の歯数を設けることができるが、この方法ではロータ径が大きくなってしまうため、回転検出装置全体が大型化してしまうという問題がある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、小型でありながら、回転軸の回転角及び回転数を高い分解能で検出することが可能な回転検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、円周方向に所定のピッチで設けられると共に、軸方向に所定の間隔離れて設けられた複数の歯を有し、軸方向に離れて隣接する前記歯が互いに円周方向にずれて配置されているロータ機構と、複数の磁気センサと、前記磁気センサの周囲に磁界を発生させるバイアス磁石とを備え、前記複数の磁気センサは、前記軸方向に離れて配置された前記歯による前記磁界の変化をそれぞれ検出可能に配置されていることを特徴とする回転検出装置によって達成される。
【０００７】
本発明において、ロータ機構は、隣接配置された複数のロータ部を含むことが好ましい。これによれば、同一形状のロータ部を複数用意し、これらを組み合わせるだけでロータ機構を構成することができ、精密なロータ機構を低コストに作製することができる。
【０００８】
本発明においては、ロータ部の数をｎ（ｎは２以上の整数）とし、各ロータ部に設けられた複数の歯のピッチをｐとするとき、各ロータ部に設けられた歯と別のロータ部に設けられた歯が円周方向にｐ／２ｎずれていることが好ましい。
【０００９】
本発明においては、複数のロータ部間に非磁性スペーサが設けられていることが好ましい。非磁性スペーサを用いた場合には、ロータ部間を十分に近接配置することができ、これにより回転検出装置の小型化を図ることができる。
【００１０】
本発明においては、各磁気センサからの出力信号が基準レベルを通過したことをもって回転角を検出することが好ましい。これによれば、ロータ部の回転角を正確に検出することができる。
【００１１】
本発明においては、ロータ機構が複数の歯の少なくとも一つが欠歯された欠歯領域を有していてもよく、ロータ機構が円周方向に隣接する少なくとも２つ歯が一体化された長歯を有していてもよい。ロータ機構上に欠歯領域や長歯が設けられている場合には、回転軸の基準位置が明確となるので、回転数を容易に検出することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数のロータ部を使用し、これらの外周上に設けられた歯の円周方向の位置を順にずらしておくことにより、回転角の高精度な検出が可能となる。また、これらのロータ部を近接配置する際の信号干渉回避手段として非磁性スペーサを使用して正確な検出を行うことから、１つの装置で複数のセンサ出力を得ることが可能であり、大幅にコストアップすることなく、またレイアウト性を損なうことなく、回転検出精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の好ましい実施形態に係る回転検出装置の構造を示す略斜視図、図２は略正面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、この回転検出装置１０は、回転軸１１と共に回転するロータ機構１２と、ロータ機構１２の回転による磁界変化を検知し、これにより回転軸１１の回転状態を検出する回転検出センサ１５とを備えている。ロータ機構１２は、回転軸１１に直接取り付けられた第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂと、第１のロータ部１２Ａと第２のロータ部１２Ｂの間に挟まれた非磁性スペーサ１４とを備えている。第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂは共に同一形状を有する略円板状の磁性体であり、その外周には多数の歯１３Ａ、１３Ｂがそれぞれ所定のピッチごとに設けられている。これらの歯１３Ａ、１３Ｂは、回転軸１１の数度毎の回転角の検出に用いられるものである。歯１３Ａ、１３Ｂの数は、回転検出センサ１５による検出が可能な範囲内でできるだけ多いほうが好ましく、９０〜１８０歯であることが特に好ましい。
【００１６】
回転検出センサ１５は、第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂに対応して先端部に設けられた第１及び第２の磁気センサ１６Ａ、１６Ｂと、その背後に設けられ、磁気センサ１６Ａ、１６Ｂの周囲に磁界を発生するバイアス磁石１７と、これらを保持するケース１８とを備えている。第１の磁気センサ１６Ａは、第１のロータ部１２Ａの回転を検出するため、第１のロータ部１２Ａの直下に設けられている。また、第２の磁気センサ１６Ｂは、第２のロータ部１２Ｂの回転を検出するため、第２のロータ部１２Ｂの直下に設けられている。第１及び第２の磁気センサ１６Ａ、１６Ｂとしては、スピンバルブＧＭＲ（Giant Magnetic Resistance）回路を用いることが好ましい。スピンバルブＧＭＲ回路であれば、ロータの回転による微細な磁界変化を高精度に検出することが可能である。バイアス磁石１７による磁界の向きは、第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂの接線に略直交する方向に設定されている。
【００１７】
第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂは互いに隣接配置されており、両者の間にはロータ部１２Ａ、１２Ｂ間の磁気干渉を抑える非磁性スペーサ１４が介在している。非磁性スペーサ１４なしに２つのロータを近接させると一方のロータ部による磁界変化が他方のロータ部による磁界変化に影響を与えてしまい、回転状態を正しく読み取ることができなくなるため、２つのロータ部をそれほど近接させることができない。しかし、非磁性スペーサ１４を介在させた場合には、他方のロータによる磁界変化の影響が十分に抑制されるため、２つのロータ間を十分に近接させることができ、各ロータ部１２Ａ、１２Ｂの回転状態を正確に検出することが可能となる。つまり、このような非磁性スペーサ１４が介在する場合には、互いに近接配置された第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂからの基準位置信号をそれぞれ独立に求めることができる。
【００１８】
図２に示すように、第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂの直径ｄ１は、その設置スペースの制約を考慮すれば、回転検出センサ１５による検出が可能な限りにおいてできるだけ小さいほうが好ましく、本実施形態においては７０〜１６０ｍｍ程度に設定される。また、第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂの厚みＷ１は、回転検出センサ１５による検出が可能な限りにおいてできるだけ薄いほうが好ましく、例えば、１．５〜４ｍｍ程度に設定される。
【００１９】
一方、非磁性スペーサ１４の直径ｄ２は、特に限定されるものではないが、第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂの直径ｄ１よりもわずかに小さいことが好ましい。このようにすれば、通常の読み取りに悪影響を与えることなく、一方のロータ部の読み取り時に他方のロータ部からの磁気干渉を抑えることができる。また、非磁性スペーサ１４の厚みＷ２は、ロータ部１２Ａ、１２Ｂ間の磁気干渉を抑制できる限りにおいてできるだけ薄いほうが好ましく、例えば、１．５ｍｍ程度に設定される。そして、非磁性スペーサ１４を介在させることで２枚のロータ部１２Ａ、１２Ｂ間の近接配置が可能であるため、両者の距離Ｄは３〜９．５ｍｍ程度に設定することができる。
【００２０】
図３は、図１のＸ部拡大図であって、第１のロータ部の歯１３Ａと第２のロータ部の歯１３Ｂとの関係を詳細に示す略斜視図である。
【００２１】
図３に示すように、第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂ上にそれぞれ設けられた歯１３Ａ、１３Ｂは共に所定のピッチｐごとに設けられており、歯幅と歯間の幅は同一（ｐ／２）に設定されている。本実施形態においては、第１のロータ部１２Ａの外周に設けられた第１の歯１３Ａの周方向の位置と、第２のロータ部１２Ｂの外周に設けられた第２の歯１３Ｂの円周方向の位置は一致しておらず、それぞれｐ／４（半歯）ずらして配置されている。上述の通り、回転検出精度を高めるため、歯のピッチをできるだけ狭くし、歯の数を単純に増やしただけでは、磁気センサの検出領域内に複数の歯が存在するようになり、微細な磁気変化を正確に読み取ることができない。
【００２２】
しかし、本実施形態のように、第１のロータ部１２Ａの外周に設けられた多数の歯１３Ａと第２のロータ部１２Ｂの外周に設けられた多数の歯１３Ｂとをｐ／４ずらした場合には、一方のロータ部では検出できない中間の角度を他方のロータ部で検出することができるので、ロータ径を大きくすることなく、一つのロータ上に２倍の数の歯が設けられたことと同様の効果を得ることができる。例えば、１８０歯が形成されたロータを一つ用いた場合、回転角を１度刻みでカウントすることができるが、ロータ直径を１６０ｍｍ程度にしなければならない。これに対し、このロータ部を２つ用意し、両者を周方向に半歯ずらして組み合わせた場合には、ロータ直径が７０ｍｍ程度であっても読み取り可能であり、０．５度刻みの実角カウント制御が可能となる。
【００２３】
図４は、磁気センサの出力信号波形図であり、信号Ｓ１が磁気センサ１６Ａの出力、信号Ｓ２が磁気センサ１６Ｂの出力を示している。
【００２４】
図４に示すように、磁気センサ１６Ａ、１６Ｂの出力信号としては略正弦波波形が得られるが、２つのロータ部の歯１３Ａ、１３Ｂが周方向に半歯ずれている場合には、互いに１／４周期ずれた２つの正弦波信号が得られ、図示のように、１つの正弦波形の１周期の間に基準レベルＶｔｈと交差する４つのクロスポイントを検出することができる。そのため、これらのセンサ出力が基準レベルＶｔｈを通過したことをもって回転軸が０．５度回転したことを知ることができる。さらに、各磁気センサの出力の位相差から回転軸の回転方向を知ることもできる。
【００２５】
次に、図５乃至図７を参照しながら、スピンバルブＧＭＲ回路について説明する。スピンバルブＧＭＲ回路は、４つのスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を含むＩＣがブリッジ回路として組まれた磁気センサ回路である。
【００２６】
図５（ａ）及び（ｂ）は、スピンバブルＧＭＲ素子の基本構造を示す模式図である。
【００２７】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、スピンバルブＧＭＲ素子２０は、強磁性体のピン層２１、非磁性層２２、強磁性体のフリー層２３が順に積層された構造を有している。ピン層２１の磁化方向は外部磁界によって変化せず一定であるが、フリー層２３の磁化方向は外部磁界によって変化する。ここで、フリー層２３の磁化方向（つまり、外部磁界の方向）がピン層２１の磁化方向と直交しているとき、スピンバルブＧＭＲ素子２０の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）はゼロである。しかし、フリー層２３の磁化方向がピン層２１の磁化方向と平行でその向きが互いに逆向き（つまり、反平行）のとき、スピンバルブＧＭＲ素子２０の抵抗変化率はプラスとなり、高抵抗状態となる。また、フリー層２３の磁化方向がピン層２１の磁化方向と平行でその向きが互いに同じ向き（つまり、順平行）のとき、スピンバブルＧＭＲ素子２０の抵抗変化率はマイナスとなり、低抵抗状態となる。スピンバルブＧＭＲ回路は、以上のような磁気特性を有する４つのスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を同一平面上に配置したものである。
【００２８】
図６は、スピンバルブＧＭＲ回路のレイアウトを示す模式図である。
【００２９】
図６に示すように、スピンバルブＧＭＲ回路は、ピン層の磁化方向が右向きのスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ３を一組とし、ピン層の磁化方向が左向きのスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２、Ｒ４をもう一組とする二つのスピンバルブＧＭＲ素子対２４、２５を並べて配置した構成を有している。つまり、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ３のピン層の磁化方向と、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２、Ｒ４のピン層の磁化方向は、互いに逆向きである。これらのスピンバルブＧＭＲ素子対２４、２５は、図示のように、ロータの厚み方向（軸方向）と平行に配置され、スピンバルブＧＭＲ素子対２４、２５間の中間点がロータの厚み方向中央に位置決めされている。また、これらのスピンバルブＧＭＲ素子の感磁面は、ロータの外周面に接する平面と平行に配置される。
【００３０】
図７（ａ）及び（ｂ）は、スピンバルブＧＭＲ回路の回路図である。
【００３１】
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、スピンバルブＧＭＲ回路では、４つのスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１乃至Ｒ４が用いられ、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２の直列回路とスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ４、Ｒ３の直列回路が並列接続されたホイートストンブリッジ回路を構成しており、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ４の一端には定電圧Ｖｃｃが供給され、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２、Ｒ３の一端はグランドに接続されている。
【００３２】
図８（ａ）及び（ｂ）は、ロータの歯（凸部）の位置と感磁ポイントでの磁界の向きとの関係を示すものであり、図８（ａ）は凸部がスピンバルブＧＭＲ素子に近づく時、図８（ｂ）は凸部がスピンバルブＧＭＲ素子から遠ざかる時の説明図である。
【００３３】
図８（ａ）に示すように、バイアス磁石の磁界によって磁化されたロータの歯（凸部）がスピンバルブＧＭＲ素子の感磁面に近づくとき、スピンバルブＧＭＲ素子の感磁面付近の磁束は、凸部が近づいてくる方向を向くので、そのロータとの接線方向に磁界成分が生じる。スピンバルブＧＭＲ素子はこの接線方向の磁界成分に反応してフリー層の磁化方向が変化する。例えばスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ３のフリー層はピン層と同一方向に磁化され、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２、Ｒ４のフリー層はピン層と逆方向に磁化される。そのため、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１及びＲ３の抵抗値が小さくなると共に、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２及びＲ４の抵抗値が大きくなり、ブリッジ回路の出力端Ｐ１、Ｐ２の出力電位は、出力端Ｐ２の電位の方が大きくなり、出力電位ＶＯＵＴとしては負電位が出力される。さらにロータの凸部が近づいてくると、ロータの接線方向の磁界成分が小さくなり、出力電位ＶＯＵＴは小さくなる。そしてロータの凸部がスピンバルブＧＭＲ素子の感磁ポイントに最も近づいたとき、ロータの接線方向の磁界成分が実質的にゼロとなり、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１乃至Ｒ４の抵抗値は等しくなり、出力電位ＶＯＵＴがゼロとなる。
【００３４】
さらに図８（ｂ）に示すように、バイアス磁石の磁界によって磁化されたロータの歯（凸部）がＧＭＲ素子の感磁面から遠ざかって行くと、ＧＭＲ素子の感磁面付近の磁束は、遠ざかって行く凸部の方向を向くので、そのロータとの接線方向に磁界成分が先程とは逆方向に生じる。この場合、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ３のフリー層はピン層と逆方向に磁化され、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２、Ｒ４のフリー層はピン層と同一方向に磁化される。そのため、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１及びＲ３の抵抗値が大きくなると共に、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２及びＲ４の抵抗値が小さくなり、ブリッジ回路の出力端Ｐ１、Ｐ２の出力電位は、出力端Ｐ１の電位の方が大きくなり、出力電位ＶＯＵＴとしては正電位が出力される。そしてロータの凸部がさらに遠ざかって行くと、ロータの接線方向の磁界成分は大きくなり、出力電位ＶＯＵＴも大きくなる。しかしながら、さらに遠ざかって行くと、ロータの凸部による磁界変化が小さくなるので、ロータの接線方向の磁界成分は小さくなり、出力電位ＶＯＵＴも小さくなって行く。そして、隣り合う２つの歯の中間点がＧＭＲ素子の感磁ポイントに最も近づいたとき、スピンバルブＧＭＲ素子対Ｒ１乃至Ｒ４の抵抗値が等しくなり、出力電位ＶＯＵＴも再びゼロとなる。以降、ロータの回転に伴ってこの動作を繰り返す。
【００３５】
このように、ロータの凸部がスピンバルブＧＭＲ素子の感磁ポイントに近づくとき、或いは感磁ポイントから遠ざかるとき、一方のスピンバルブＧＭＲ素子対の抵抗値が共に最大となり、他方のスピンバルブＧＭＲ素子対の抵抗値が最小となるので、これらのスピンバルブＧＭＲ素子を用いてホイートストンブリッジ回路を組んだ場合には、一つのスピンバルブＧＭＲ素子を用いた場合に比べて約４倍の出力レベルを得ることが可能となる。
【００３６】
こうして、第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂの回転による磁界変化を検知することにより、第１のスピンバルブＧＭＲ回路１６Ａから数度毎の回転角信号を出力することができる。その結果、これらの磁気センサの出力パルスに基づいて、回転軸の回転角及び回転数を判別することができる。ここで、非磁性スペーサ１４がない場合には、第１のスピンバルブＧＭＲ回路１６Ａが検出する磁界が第２のロータ部１２Ｂの影響を受けて当該第２のロータ部１２Ｂの方向に傾き、また第２のスピンバルブＧＭＲ回路１６Ｂが検出する磁界が第１のロータ部１２Ａの影響を受けて当該第１のロータ部１２Ａの方向に傾くため、第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂの接線方向の磁界成分が小さくなり、第１及び第２のスピンバルブＧＭＲ回路１６Ａ、１６Ｂの感度が低下する。しかしながら、非磁性スペーサ１４が設けられている場合には、第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂ間の磁気干渉、すなわち上述の磁界の傾きによる第１及び第２のスピンバルブＧＭＲ回路１６Ａ、１６Ｂの感度低下が抑制されるので、第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂの回転を正確に検出することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１のロータの外周に設けられた第１の歯の周方向の位置と、第２のロータの外周に設けられた第２の歯の周方向の位置をｐ／４ずらして設けたので、分解能の高い回転検出を実現することができる。ロータを小型・薄型化することができ、
【００３８】
また、小型で薄型な２枚のロータ部１２Ａ、１２Ｂの間に非磁性スペーサを設けると共に、高感度なスピンバルブＧＭＲ回路１６Ａ、１６Ｂを用いることにより、多数の歯を有する２枚のロータを近接配置することができる。したがって、回転軸の回転変動に影響されることなく、より正確な回転角検出が可能となり、実角カウント制御を実現することができる。
【００３９】
図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２及び第３の実施形態に係る回転検出装置の構成を示す略部分拡大図である。
【００４０】
図９（ａ）に示すように、本発明の第２の実施形態に係る回転検出装置４０は、３枚（ｎ＝３）のロータ部１２Ａ乃至１２Ｃを用いて構成されており、各ロータの外周に設けられた歯１３Ａ乃至１３Ｃの周方向の位置が順にｐ／６ずつずれている点に特徴を有している。また、各ロータ間には非磁性スペーサ１４Ａ、１４Ｂがそれぞれ設けられており、これによってロータ間の相互干渉の低減が図られている。その他の構成については第１の実施形態と同様であることから、ここでの説明は省略する。
【００４１】
また、図９（ｂ）に示すように、本発明の第３の実施形態に係る回転検出装置５０は、４枚（ｎ＝４）のロータ部１２Ａ乃至１２Ｄで構成されており、各ロータ部の外周に設けられた歯の周方向の位置が順にｐ／８ずつずれている点に特徴を有している。また、各ロータ間には非磁性スペーサ１４Ａ乃至１４Ｃが設けられており、これらによってロータ間の相互干渉の低減が図られている。その他の構成については第１の実施形態と同様であることから、ここでの説明は省略する。
【００４２】
以上のことを一般化すれば次のようになる。すなわち、ロータ部の数をｎ（ｎは２以上の整数）とし、各ロータ部に設けられた複数の歯のピッチをｐとするとき、各ロータ部に設けられた歯と別のロータ部に設けられた歯が円周方向にｐ／２ｎずれていればよい。このような構成にすれば、通常のｎ倍の検出精度を実現することができる。
【００４３】
図１０（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４及び５の実施形態に係る回転検出装置の構成を示す略部分拡大図である。
【００４４】
図１０（ａ）に示すように、第４の実施形態に係る回転検出装置６０は、各ロータ部の外周に設けられた複数の歯のうちの一つが欠歯されている点に特徴を有している。第１のロータの外周上には多数の歯１３Ａが一定のピッチｐで設けられているが、そのうちの一つが除去されて、欠歯領域２８Ａが形成されている。第２のロータ部１２Ｂについても同様に、その外周上には多数の歯１３Ｂが一定のピッチで設けられているが、そのうちの一つが除去されて、第２の欠歯領域２８Ｂが形成されている。第１及び第２の欠歯領域２８Ａ、２８Ｂの幅は共に１．５ｐである。第１のロータ部上で除去される歯と第２のロータ部上で除去される歯との位置関係は、周方向において部分的に重なり合う歯同士であることが好ましい。その他の構成については第１の実施形態と同様であることから、ここでの説明は省略する。
【００４５】
本実施形態によれば、各ロータの外周に設けられた第１及び第２の欠歯領域２８Ａ、２８Ｂが回転検出における基準位置となるので、回転数を容易に検出することができる。また、それ以外の領域には通常の歯１３Ａ、１３Ｂが多数設けられていることから、第１の実施形態と同様、回転角の読み取り精度をより一層向上させることができる。なお、本実施形態においては、第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂの両方に欠歯領域を設けているが、いずれか一方のロータにのみ欠歯領域を設けてもかまわない。
【００４６】
図１０（ｂ）に示すように、第５の実施形態に係る回転検出装置７０は、ロータ部の外周に設けられた複数の歯のうちの二つが一つの歯として一体化されている点に特徴を有している。第１のロータ部１２Ａの外周上には多数の歯１３Ａが一定のピッチｐで設けられているが、そのうちの二つが一体化されて、第１の長歯２９Ａが形成されている。第２のロータ部１２Ｂについても同様に、その外周上には多数の歯１３Ｂが一定のピッチで設けられているが、そのうちの二つが一体化されて、第２の長歯２９Ｂが形成されている。第１及び第２の長歯２９Ａ、２９Ｂの歯幅は共に１．５Ｐである。第１のロータ部１２Ａ上の長歯２９Ａと第２のロータ部１２Ｂ上の長歯２９Ｂは、通常の歯１３Ａ、１３Ｂと同様、周方向にＰ／４だけずれている。その他の構成については第１の実施形態と同様であることから、ここでの説明は省略する。
【００４７】
本実施形態によれば、各ロータの外周に設けられた第１及び第２の長歯２９Ａ、２９Ｂが回転検出における基準位置となるので、回転数を容易に検出することができる。また、それ以外の領域には通常の歯１３Ａ、１３Ｂが多数設けられていることから、第１の実施形態と同様、回転角の読み取り精度をより一層向上させることができる。なお、本実施形態においては、第１及び第２のロータ部１２Ａ、１２Ｂの両方に長歯を設けているが、いずれか一方のロータにのみ長歯を設けてもかまわない。
【００４８】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。
【００４９】
例えば、上記実施形態においては、所定数の歯を有する同一形状のロータを２枚用意し、これら張り合わせて構成されているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、２枚のロータ部１２Ａ、１２Ｂを張り合わせた状態のものを一体成形することも可能である。つまり、一枚のロータの円周方向に２本のトラックを設け、各トラック上に複数の歯１３Ａ、１３Ｂをそれぞれ形成し、隣接トラック間の歯１３Ａ、１３Ｂが円周方向にｐ／２ｎずつずれた構造であってもよい。この場合、ロータ部間に非磁性スペーサを介在させることができないが、本発明において非磁性スペーサ１４は必須ではなく、２枚のロータ部間の間隔をある程度引き離せば非磁性スペーサ１４の省略が可能である。このように構成した場合には、ロータ機構全体の厚みが増え、回転検出装置が若干大型化するが、非磁性スペーサを設けた場合と同様、正確な回転検出が可能である。
【００５０】
また、上記実施形態においては、同一形状のロータを複数枚用意し、各ロータ部上の歯がｐ／２ｎずつ順にずれるように各ロータを張り合わせているが、本発明においては、同一形状のロータの張り合わせに加えて、さらに別の形状のロータ部を張り合わせても構わない。例えば、外周上に１つの歯のみが設けられたロータ部をさらに追加し、回転検出における基準位置を設けてもよい。この構成によれば、第４及び第５の実施形態と同様、回転角の読み取り精度を高めつつ、回転数を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態に係る回転検出装置の構成を示す略斜視図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施形態に係る回転検出装置１０の構成を示す略正面図である。
【図３】図３は、図１のＸ部拡大図であって、第１のロータの歯１３Ａと第２のロータの歯１３Ｂとの関係を詳細に示す略斜視図である。
【図４】図４は、磁気センサの出力信号波形図であり、信号Ｓ１が磁気センサ１６Ａの出力、信号Ｓ２が磁気センサ１６Ｂの出力を示している。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、スピンバブルＧＭＲ素子の基本構造を示す模式図である。
【図６】図６は、スピンバルブＧＭＲ回路のレイアウトを示す模式図である。
【図７】図７（ａ）及び（ｂ）は、スピンバルブＧＭＲ回路の回路図である。
【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は、ロータの歯（凸部）の位置と感磁ポイントでの磁界の向きとの関係を示すものであり、図８（ａ）は凸部がスピンバルブＧＭＲ素子に近づく時、図８（ｂ）は凸部がスピンバルブＧＭＲ素子から遠ざかる時の説明図である。
【図９】図９（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２及び第３の実施形態に係る回転検出装置の構成を示す略部分拡大図である。
【図１０】図１０（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４及び５の実施形態に係る回転検出装置の構成を示す略部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    回転検出装置
１１    回転軸
１２    ロータ
１２Ａ-１２Ｄ    ロータ
１３    歯
１３Ａ-１３Ｄ    歯
１４    非磁性スペーサ
１４Ａ-１４Ｃ    非磁性スペーサ
１５    回転検出センサ
１６Ａ    第１の磁気センサ（スピンバブルＧＭＲ回路）
１６Ｂ    第２の磁気センサ（スピンバブルＧＭＲ回路）
１７    バイアス磁石
１８    ケース
２０    スピンバルブＧＭＲ素子
２１    ピン層
２２    非磁性層
２３    フリー層
２４    第１のスピンバルブＧＭＲ素子対
２５    第２のスピンバルブＧＭＲ素子対
２８Ａ    第１の欠歯領域
２８Ｂ    第２の欠歯領域
２９Ａ    第１の長歯
２９Ｂ    第２の長歯
４０    回転検出装置
７０    回転検出装置
８０    回転検出装置
９０    回転検出装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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