(57)【要約】【課題】回転方向の検知が容易かつ確実に可能な磁気検出装置を得る。【解決手段】磁性移動体１と、この磁性移動体１に対向して配置され、磁性移動体１に向けて磁界を印加する磁石２と、磁性移動体１に対向して配置され、磁性移動体１の回転に伴う印加磁界の変化を検出する少なくとも１つのセグメントからなるＭＲ素子３とを備えた磁気検出装置において、磁性移動体１は、その回転方向に応じてＭＲ素子３に対して非対称な磁界変化を発生させる形状を有するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性移動体と、この磁性移動体に対向して配置され、前記磁性移動体に向けて磁界を印加する磁石と、前記磁性移動体に対向して配置され、前記磁性移動体の回転に伴う印加磁界の変化を検出する少なくとも１つのセグメントからなる磁電変換素子とを備えた磁気検出装置において、
前記磁性移動体は、その回転方向に応じて前記磁電変換素子に対して非対称な磁界変化を発生させる形状を有することを特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】
前記磁性移動体は、その周縁部に回転方向に沿って漸次高さが変化する鋸歯状凸部を形成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気検出装置。
【請求項３】
前記磁性移動体は、その周縁部に回転方向に沿って漸次深さが変化する鋸歯状凹部を形成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁電変換素子である磁気抵抗素子（以下、ＭＲ素子と称する）を用いた磁気検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の磁気検出装置として、例えば特許文献1や特許文献２に示されるように、ＭＲ素子を構成する磁気抵抗セグメントの各端に電極を形成してブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路の対向する２つの電極間に定電圧、定電流の電源を接続し、磁性移動体の回転によるＭＲ素子の抵抗値変化を電圧変化に変換して、ＭＲ素子に作用している磁界の変化を検出するものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平２００２−９０１８１号公報
【特許文献２】特開平２００５−１５６３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに特許文献１に示される磁気検出装置においては、磁性移動体の周縁部に形成された凹凸状の歯が歯中心に対して対称な形状をしているため、磁性移動体が逆転する場合でも、ＭＲ素子には正転の場合と同様な印加磁界変化が起こり、磁性移動体の回転方向に拘わらず最終出力信号が同じとなり、回転方向の検知ができないという問題点があった。
【０００５】
また、特許文献２に示される磁気検出装置においては、磁性移動体の回転方向を検出することは可能であるが、凹凸状の歯が歯中心に対して対称な形状の磁性移動体を用いているため、磁性移動体の回転方向を検出するには、複数の磁気抵抗セグメントを複雑なパターンに配置する必要があり、複雑で高価になるという問題点があった。
【０００６】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、回転方向の検知が容易かつ確実に可能な磁気検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る磁気検出装置は、磁性移動体と、この磁性移動体に対向して配置され、前記磁性移動体に向けて磁界を印加する磁石と、前記磁性移動体に対向して配置され、前記磁性移動体の回転に伴う印加磁界の変化を検出する少なくとも１つのセグメントからなる磁電変換素子とを備えた磁気検出装置において、前記磁性移動体は、その回転方向に応じて前記磁電変換素子に対して非対称な磁界変化を発生させる形状を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る磁気検出装置は、回転方向に応じて前記磁電変換素子に対して非対称な磁界変化を発生させる形状を有する磁性移動体を用いているため、磁性移動体の回転方向を容易かつ確実に検知できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１乃至図３は、実施の形態１の磁気検出装置を示す構成図であり、図１（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部上面図、図２はＭＲ素子を構成する磁気抵抗セグメントのパターン図、図３は信号処理回路部の回路構成図である。
【００１０】
この磁気検出装置において、磁性移動体１は、被検出体と結合され、回転軸１ａを中心に正転（図１の矢印方向）または逆転する。そして磁石２が磁性移動体１に向けて磁界を印加するように、磁性移動体１の外周部に対向して配置されている。磁石２の上部には、ＭＲ素子３を構成する磁気抵抗セグメントが形成された基板４が配置され、この基板４には、さらに処理回路部５がプリント形成され、磁性移動体１の回転に伴う印加磁界の変化を検出するように構成されている。
【００１１】
ここで、磁性移動体１は、その周縁部に複数の鋸歯状凸部１ｂを形成され、各鋸歯状凸部１ｂはＭＲ素子３に対して非対称になるように、磁性移動体１の正転方向(矢印方向)に沿って漸次高さが小さくなる形状を有している。但し、この鋸歯状凸部１ｂの形状は、上記のものに限定されるものではなく、磁性移動体１の回転方向にそって漸次高さが変化する形状を有していれば良い。
なお、図１（ａ）（ｂ）では、ＭＲ素子３を一つの黒のブロックで図示しているが、図２に示すような形状の磁気抵抗セグメントで形成されている。
【００１２】
図３は、実施の形態１における磁気検出装置の処理回路部５の構成を示す図である。
図３において、ＭＲ素子３と固定抵抗で構成されたブリッジ回路５１は定電圧ＶＣＣを印加され、磁界の変化によるＭＲ素子３の抵抗値変化を電圧変化に変換する。前記電圧変化された信号は差動増幅回路５２により増幅され、比較回路５３に入力される。比較回路５３により所定の電圧と比較された信号は、出力回路５４のトランジスタ５４Ｔによって“０”または“１”（＝ＶＣＣ）の出力に変換され、出力端子５４Ｚから出力される。
そして、正逆転判定回路５５によって、出力端子５４Ｚから得られた出力のデュティを演算し、その演算結果にもとづき正転か逆転かの判定を行う。
【００１３】
つぎに、実施の形態１の磁気検出装置の動作について図面を参照しながら説明する。
図４及び図５は、それぞれ磁性移動体１の正転時及び逆転時における磁気検出装置の動作を示すタイミングチャートで、（ａ）は磁性移動体１の回転状態、（ｂ）はＭＲ素子３の抵抗値、（ｃ）は差動増幅回路５２の出力、（ｄ）は出力回路５４の出力の変化をそれぞれ示す。
【００１４】
図１において、磁性移動体１が正転すると、その鋸歯状凸部１ｂによってＭＲ素子３への印加磁界が変化し、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、磁性移動体１の形状に対応してＭＲ素子３の抵抗値が変化し、図４（ｃ）に示すような差動増幅回路５２の出力ＯＰ１が得られる。
【００１５】
この差動増幅回路５２の出力ＯＰ１を比較回路５３において基準値Ｖｒｅｆ１と比較して波形整形し、図４（ｄ）に示すように、出力回路５４の出力として磁性移動体１の形状に対応した出力信号“１”又は“０”を得る。
そして、図４（ｄ）に示すように、正転の場合出力信号が”１”である期間をｔ１とする。
【００１６】
つぎに逆転の場合の動作を図５に示す。磁性移動体１が逆転すると、その鋸歯状凸部１ｂによってＭＲ素子３への印加磁界が変化し、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、磁性移動体１の形状に対応してＭＲ素子３の抵抗値が変化し、図５（ｃ）に示すような差動増幅回路５２の出力ＯＰ１が得られる。
【００１７】
この差動増幅回路５２の出力ＯＰ１を比較回路５３において基準値Ｖｒｅｆ１と比較して波形整形し、図５（ｄ）に示すように、出力回路５４の出力として磁性移動体１の形状に対応した出力信号“１”又は“０”を得る。
そして、図５（ｄ）に示すように、逆転の場合出力信号が”１”である期間をｔ２とする。
従って、図４（ｄ）と図５（ｄ）から、出力回路５４の出力信号が“１”である期間は、ｔ１＞ｔ２となり、正転と逆転で長短が生じる。
【００１８】
そして、正逆転判定回路５５において、ｔ１，ｔ２のそれぞれのデュティを演算し、例えばデュティ６０％の場合は正転、デュティ８０％の場合は逆転と判定することにより、正転か逆転かの方向検知を行うことができる。
【００１９】
以上に説明したとおり、実施の形態１に係る磁気検出装置は、回転方向に応じてＭＲ素子３に対して非対称な磁界変化を発生させる形状を有する磁性移動体１を用いて、磁性移動体１の回転方向を容易かつ確実に検知できる。
また、磁性移動体１は、周縁部に回転方向に沿って漸次高さが変化する鋸歯状凸部１ｂを形成した簡単な形状であるため、安価に構成できる利点がある。
【００２０】
実施の形態２．
図６乃至図８は、実施の形態２の磁気検出装置を示す構成図であり、図６（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部上面図、である。
この実施の形態２による磁気検出装置は、実施の形態１のものと基本的に同じ構成を備えているが、磁性移動体１は、その周縁部に複数の鋸歯状凹部１ｃを形成され、各鋸歯状凹部１ｃはＭＲ素子３に対して非対称になるように、磁性移動体１の正転方向に沿って漸次深さが小さくなる形状を有している。但し、この鋸歯状凹部１ｃの形状は、上記のものに限定されるものではなく、磁性移動体１の回転方向にそって漸次深さが変化する形状を有していれば良い。
【００２１】
なお、実施の形態２における磁気検出装置の処理回路部５は、図３に示した実施の形態１のものと同じであるため、説明は省略する。但し、ＭＲ素子３と固定抵抗で構成されるブリッジ回路５１において、ＭＲ素子３と固定抵抗の上下位置が実施の形態１の場合とは入れ替わっている。
【００２２】
つぎに、実施の形態２の磁気検出装置の動作について図面を参照しながら説明する。
図７及び図８は、それぞれ磁性移動体１の正転時及び逆転時における磁気検出装置の動作を示すタイミングチャートで、（ａ）は磁性移動体１の回転状態、（ｂ）はＭＲ素子３の抵抗値、（ｃ）は差動増幅回路５２の出力、（ｄ）は出力回路５４の最終出力の変化をそれぞれ示す。
【００２３】
図６において、磁性移動体１が正転すると、その鋸歯状凹部１ｃによってＭＲ素子３への印加磁界が変化し、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、磁性移動体１の形状に対応してＭＲ素子３の抵抗値が変化し、図７（ｃ）に示すような差動増幅回路５２の出力ＯＰ１が得られる。
【００２４】
この差動増幅回路５２の出力ＯＰ１を比較回路５３において基準値Ｖｒｅｆ１と比較して波形整形し、図７（ｄ）に示すように、出力回路５４の最終出力として磁性移動体１の形状に対応した最終出力信号“１”又は“０”を得る。
そして、図７（ｄ）に示すように、正転の場合最終出力信号が”１”である期間をｔ１とする。
【００２５】
つぎに逆転の場合の動作を図８に示す。磁性移動体１が逆転すると、その鋸歯状凹部１ｃによってＭＲ素子３への印加磁界が変化し、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、磁性移動体１の形状に対応してＭＲ素子３の抵抗値が変化し、図８（ｃ）に示すような差動増幅回路５２の出力ＯＰ１が得られる。
【００２６】
この差動増幅回路５２の出力ＯＰ１を比較回路５３において基準値Ｖｒｅｆ１と比較して波形整形し、図８（ｄ）に示すように、出力回路５４の最終出力として磁性移動体１の形状に対応した最終出力信号“１”又は“０”を得る。
そして、図８（ｄ）に示すように、逆転の場合最終出力信号が”１”である期間をｔ２とする。
従って、図７（ｄ）と図８（ｄ）から、出力回路５４の最終出力信号が“１”である期間は、ｔ１＞ｔ２となり、正転と逆転で長短が生じる。
【００２７】
そして、正逆転判定回路５５において、ｔ１，ｔ２のそれぞれのデュティを演算し、例えばデュティ６０％の場合は正転、デュティ８０％の場合は逆転と判定することにより、正転か逆転かの方向検知を行うことができる。
【００２８】
以上に説明したとおり、実施の形態２に係る磁気検出装置は、回転方向に応じてＭＲ素子３に対して非対称な磁界変化を発生させる形状を有する磁性移動体１を用いた簡単な構成で、磁性移動体１の回転方向を容易かつ確実に検知できる。
また、磁性移動体１は、周縁部に回転方向に沿って漸次深さが変化する鋸歯状凹部１ｃを形成した簡単な形状であるため、安価に構成できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る磁気検出装置の構成を示す斜視図、及び要部上面図である。
【図２】実施の形態１における磁気抵抗セグメントの形状を示す上面図である。
【図３】実施の形態１に係る磁気検出装置の処理回路部の構成を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る磁気検出装置の動作（正転）を示すタイミングチャートである。
【図５】実施の形態１に係る磁気検出装置の動作（逆転）を示すタイミングチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２に係る磁気検出装置の構成を示す斜視図、及び要部上面図である。
【図７】実施の形態２に係る磁気検出装置の動作（正転）を示すタイミングチャートである。
【図８】実施の形態２に係る磁気検出装置の動作（逆転）を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１  磁性移動体
１ａ  回転軸
１ｂ  鋸歯状凸部
１ｃ  鋸歯状凹部
２  磁石
３  ＭＲ素子
４  基板
５  処理回路部
【図１】
2007139709.tif 000003
【図２】
2007139709.tif 000004
【図３】
2007139709.tif 000005
【図４】
2007139709.tif 000006
【図５】
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【図６】
2007139709.tif 000008
【図７】
2007139709.tif 000009
【図８】
2007139709.tif 000010