(57)【要約】【課題】きわめて簡単な構成の付加により、本来の回転角度検出範囲であるー９０°〜９０°をー１８０°〜１８０°の回転角度検出範囲に変換する。回転磁石２２の磁気モーメントと回転角度検出装置２４のバイアス磁石により生成される合成磁気モーメントに変換された回転角度を高精度で検出できる。【解決手段】回転軸２１の軸端に装着された回転磁石２２、この回転磁石２２に非接触で対向するプリント基板上に装着されたバイアス磁石層２４を有する回転角度検出器を備える。バイアス磁石層２４は、回転角度検出器が配置された領域における回転磁石２２より生成されるー１８０°〜１８０°の回転磁気モーメント（Ｍｒ）とバイアス磁石層２４（Ｍｂ）とにより生成される合成磁気モーメント（Ｍ）の回転角度範囲を‐６０°〜６０°に変換する。【選択図】図２
2017049049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象に取付けられて当該検出対象と共に回転して回転磁場を生成する回転磁石と、
前記回転磁石により生成される前記回転磁場内に配置され、複数の異方性磁気抵抗効果素子をホイートストン・ブリッジ接続してなるセンサーユニットを互いの磁化容易軸を４５°ずらして配置してなる磁気センサーと、
前記磁気センサーの近傍に配置され前記磁気センサーが配置された領域における前記回転磁石による−１８０°〜１８０°の回転磁場から−６０°〜６０°の合成回転磁場を生成するバイアス磁石を備える回転角度検出装置。
【請求項２】
前記バイアス磁石の磁気モーメントと前記回転磁石の磁気モーメントの合成磁気モーメントと、前記バイアス磁石の磁気モーメントとの間の角度をαとした場合に、
前記回転磁石の磁気モーメントに対する前記バイアス磁石の磁気モーメントの比が２ｃｏｓαであることを備える請求項１記載の回転角度検出装置。
【請求項３】
前記バイアス磁石は、前記磁気センサー上に形成される絶縁層、ヨーク層、バイアス磁石層及びトップパッシベーション層を含んで構成されることを備える請求項１記載の回転角度検出装置。
【請求項４】
前記バイアス磁石にストライプが形成されていること特徴とする請求項１記載の回転角度検出装置。
【請求項５】
前記バイアス磁石の中心軸は、前記回転磁石の回転軸と同軸配置されており、
前記磁気センサーは前記バイアス磁石と前記回転磁石が生成するホモジニアスな磁界部に配置されていることを特徴とする請求項１記載の回転角度検出装置。
【請求項６】
前記回転磁石が端部に配置されていない場合、
前記回転磁石の回転軸と、前記バイアス磁石の中心軸がずれて配置されており、
前記磁気センサーは前記バイアス磁石と前記回転磁石が生成するホモジニアスな磁界部に配置されていることを特徴とする請求項１記載の回転角度検出装置。
【請求項７】
前記バイアス磁石は、磁性材として、希土類ーコバルト系強磁性体磁石及びネオジム系強磁性体磁石の少なくともいずれかを含む請求項１記載の回転角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角度検出装置に関する。より詳細には、複数の異方性磁気抵抗効果素子（以降、ＡＭＲ素子と称する）をホイートストン・ブリッジ接続してなる磁気センサーにバイアス磁石を付加して検出対象の回転角度を検出する回転角度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検出対象とは回転軸となるものをいい、車載用電動モーターの場合は、電源が直流なので、ブラシレスＤＣモーター（以降、ＢＬＤＣモーター）が使われ、ＢＬＤＣモーターの回転軸に関する回転角度を検出し、ＢＬＤＣモーターの回転制御に利用され、ＡＭＲセンサーを使用した非接触型の回転角度検出装置が、例えば、下記特許文献１に記載されている。
【０００３】
例えば、磁気センサー１０３の近傍にホール素子を配置することにより、角度検出範囲を０°〜３６０°にする技術が例えば下記特許文献２に記載されている。
【０００４】
また、回転角度検出器の磁気異方性を増強するデバイスとして、永久磁石を使用した回転角度検出器が例えば下記特許文献３に記載されている。
【０００５】
バイアス磁石に関する技術が、ＡＭＲ素子層の直上に四極磁石を蒸着することにより、回転角度検出範囲を０°〜３６０°にする技術が例えば下記特許文献４に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２６０４１４１号公報
【特許文献２】特開平１１−９４５１２号公報
【特許文献３】特開平２００３−４４８０号公報
【特許文献４】特開平２００５−２０９３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示された装置では、角度検出範囲が、０°〜１８０°といった課題がある。
【０００８】
また上記特許文献２に開示された装置では、回転角度検出器の他にホール素子を設け、両者の信号を処理しなければならないため、処理回路が複雑になるといった課題がある。
【０００９】
また上記特許文献３は、回転磁石と回転角度との詳細な関係を何ら開示していない。
【００１０】
また上記特許文献４は、回転磁石の回転角度を回転角度検出器上のバイアス磁石とで生成される合成磁気モーメントを検出できる。しかしながら、その合成磁気モーメントの角度を求める時には、回転角度を求めるために三角関数の正接を使わざるを得ない。例えば、−９０°〜９０°、０°〜１８０°や−１８０°〜０°等の回転角度範囲では、正接の分母がゼロとなる特定角度、即ち、９０°及び−９０°が必ず含まれ、正接の値が無限大となり、結果的に１８０°及び−１８０°の回転角度が検出できない。
【００１１】
本発明は、このような点を鑑みなされたもので、極めて簡単な構成のバイアス磁石の付加により、−１８０°〜１８０°の範囲の回転角度検出が可能になる回転角度検出器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】
【００１２】
本発明者は上記課題について鋭意検討を行ったところ、図６において、回転磁石の磁気モーメント（Ｍｒ）と図３に示した形状のバイアス磁石の磁気モーメント（Ｍｂ）とにより生成される合成磁気モーメント（Ｍ）が磁気センサーに作用し、その合成磁気モーメントの回転角度は、回転磁石の回転磁気モーメントが示す回転角度の１／３に変換される。本発明者は上記課題について鋭意検討を行ったところ、バイアス磁石において所定の方向に合成回転磁場を作成させることにより上記課題を解決することができることに着目し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
すなわち、上記課題を解決する本発明の一観点に係る回転角度検出装置は、検出対象に取付けられて当該検出対象と共に回転して回転磁場を生成する回転磁石と、回転磁石により生成される回転磁場内に配置され、複数の異方性磁気抵抗効果素子をホイートストン・ブリッジ接続してなるセンサーユニットを互いの磁化容易軸を４５°ずらして配置してなる磁気センサーと、磁気センサーの近傍に配置され磁気センサーが配置された領域における回転磁石による−１８０°〜１８０°の回転磁場から−６０°〜６０°の合成回転磁場を生成するバイアス磁石を備えることを特徴とする。
【００１４】
また本観点において、限定されるわけではないが、バイアス磁石の磁気モーメントと回転磁石の磁気モーメントの合成磁気モーメントと、バイアス磁石の磁気モーメントとの間の角度をαとした場合に、回転磁石の磁気モーメントに対するバイアス磁石の磁気モーメントの比が２ｃｏｓαであることが好ましい。
【００１５】
また本観点において、限定されるわけではないが、バイアス磁石は、磁気センサー上に形成される絶縁層、ヨーク層、バイアス磁石層及びトップパッシベーション層を含んで構成されることを備えることが好ましい。
【００１６】
また本観点において、限定されるわけではないが、バイアス磁石にストライプが形成されていることが好ましい。
【００１７】
また本観点において、限定されるわけではないが、バイアス磁石の中心軸は、回転磁石の回転軸と同軸配置されており、磁気センサーは前記バイアス磁石と回転磁石が生成するホモジニアスな磁界部に配置されていることが好ましい。
【００１８】
また本観点において、限定されるわけではないが、回転磁石が端部に配置されていない場合、回転磁石の回転軸と、バイアス磁石の中心軸がずれて配置されており、磁気センサーは前記バイアス磁石と回転磁石が生成するホモジニアスな磁界部に配置されていることが好ましい。
【００１９】
また本観点において、限定されるわけではないが、バイアス磁石は、磁性材として、希土類−コバルト系強磁性体磁石及びネオジム系強磁性体磁石の少なくともいずれかを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上本発明によれば、極めて簡単な構成のバイアス磁石の付加により、−１８０°〜１８０°の範囲の回転角度検出が可能になる回転角度検出器装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態において封止された回転角度検出器を構成するシリコン基板上に蒸着されたＡＭＲ素子層、絶縁層、ヨーク層、バイアス磁石層およびトップパッシベーション層を示す断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る回転角度検出装置の構成を示す側面図である。
【図３】同装置のストライプ付バイアス磁石の簡略な平面図である。
【図４】同装置の回転磁石の簡略的な平面図である。
【図５】同装置の信号処理回路構成を示すブロック図である。
【図６】同装置の回転角度検出原理を説明するためのベクトル図である。
【図７】同装置の動作を説明するための側面図および平面図である。
【図８】同装置の動作を説明するベクトル図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る回転角度検出装置の構成を示す側面図である。
【図１０】同装置の動作を説明するための側面図および平面図である。
【図１１】従前の回転角度検出装置の構成を示す側面図である。
【図１２】ＡＭＲ素子要素の詳細を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態の例示にのみ限定されるわけではない。
【００２３】
（実施形態１）
まず、本実施形態に係る回転角度検出装置の説明に先立ち、その基本となる従前の回転角度検出装置の構成について図１１及び図１２を用いて説明する。
【００２４】
図１１に示すように、回転角度検出装置は、検出対象としての回転軸１０１に取付けられて回転軸１０１と共に回転する回転磁石１０２と、この回転磁石１０２の近傍に回転軸１０１とは非接触に配置された磁気センサー１０３を含んで構成されている。
【００２５】
磁気センサー１０３は、例えば、図１２に示すように、それぞれが４つのＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子ブロック１１１をホイートストン・ブリッジ接続して構成された１対のＡＭＲ素子要素１２１、１２２からなるセンサーユニットを含む。各ＡＭＲ素子要素１２１、１２２を構成するＡＭＲ素子ブロック１１１は、物理的属性として磁気異方性を有し、磁界がＡＭＲ素子要素１２１，１２２に作用すると磁化容易軸方向と、これと直交する磁化困難軸方向とで異なる抵抗値変化を示す。各ＡＭＲ素子要素１２１、１２２を構成する４つのＡＭＲ素子ブロック１１１は、互いに磁化容易軸角度を９０°ずらして配置されている。また、ＡＭＲ素子要素１２１のＡＭＲ素子ブロック１１１と、ＡＭＲ素子要素１２２のＡＭＲ素子ブロック１１１とは、互いのＡＭＲ素子ブロックの角度を４５°傾けて配置されている。この磁気センサー１０３は、プリント基板１０４上で回転磁石１０２とで生成されるホモジニアスな回転磁界に配置されている。このような回転角度検出器装置において、回転軸１０１が回転すると、回転軸１０１に固定されている回転磁石１０２も回転するので、磁気センサー１０３には、回転磁石の回転磁界が作用する。これに伴い、各ＡＭＲ素子ブロック１１１に抵抗変化が生じ、ホイートストン・ブリッジに一定電圧を印加すれば、流れる電流は正弦波状に変化する。ＡＭＲ素子要素１２１、１２２から、位相が９０°異なる正弦波と余弦波信号が出力される。これらの出力信号から回転軸１０１の回転角度を算出することができる。
【００２６】
ところで、上述の磁気センサー１０３は、異方性磁気抵抗効果の属性により角度検出範囲は、−９０°〜９０°であり、−９０°および９０°余弦値はゼロで、正接値が無限大となり、特定回転角度−１８０°および１８０°を一義的に検出できない。
【００２７】
これに対し、本実施形態に係る回転角度検出装置は、内蔵されたバイアス磁石と検出対象に取付けられて前記検出対象と共に回転して回転磁界を生成する回転磁石とで生成されるホモジニアスな回転磁界内に配置され、複数のＡＭＲ素子ブロックをホイートストン・ブリッジ接続してなるＡＭＲ素子要素から構成され、互いに磁化容易軸角度を４５°変えて配置してなる回転角度検出器とその直上の絶縁層上に形成された円形ヨーク層とバイアス磁石である強磁性体層、例えば、円形薄膜ヨーク層上に蒸着された広挟角扇形薄膜希土類−コバルト系バイアス磁石（以降、薄膜ヨーク付強磁性体バイアス磁石と称す）と一体で円形状となり、即ち、その薄膜ヨーク付強磁性体バイアス磁石と絶縁層を通して一体となる回転角度検出層上とで回転角度検出装置となる。回転磁石の近傍のホモジニアス領域に配置された回転角度検出装置は、回転磁石の回転磁気モーメントの回転角度範囲である−１８０°〜１８０°から−６０°〜６０°の合成磁気モーメントの回転角度範囲を生成する薄膜ヨーク付強磁性体バイアス磁石を備えることを特徴とする。
【００２８】
また薄膜強磁性体バイアス磁石の形状は、２ｃｏｓαであり、それを極座標表示すれば、図３の様に−１２０°〜１２０°の半径１の広挟角扇形状となり、図１の様にシリコン上に薄膜で形成されたＡＭＲ素子層１５、その上に絶縁層１４、その上に薄膜ヨーク層１３、その上に強磁性体バイアス磁石１２が蒸着され、トップパッシベーション１１され、封止１６される。
【００２９】
この広狭角扇形薄膜希土類−コバルト系バイアス磁石の属性として、磁化容易軸は、着磁により平行に配列され、その着磁方向に固定される。従って、広狭角扇形薄膜希土類−コバルト系バイアス磁石に、形状異方性による磁化容易軸を形成するためにストライプ処理を施すと良い。
【００３０】
本実施形態においては、回転磁石の回転軸と前記広狭角扇形薄膜希土類−コバルト系バイアス磁石層および回転角度検出層の中心は、同一軸心上に配置され、かつ、回転角度検出層および薄膜ヨーク付強磁性体バイアス磁石により構成される回転角度検出装置は、胎内にあるバイアス磁石と回転磁石が生成するホモジニアスな磁界内に配置される。
【００３１】
具体的には、本実施形態によって、回転角度検出層直上の薄膜ヨーク付強磁性体バイアス磁石層の特定角度に固定された磁気モーメントと回転磁石の磁気モーメントにより生成された合成磁気モーメントは、回転磁石による−１８０°〜１８０°の回転角度範囲を回転角度検出層が検出する−６０°〜６０°に回転角度範囲を変換する。
【００３２】
ＢＬＤＣモーターの回転軸の回転軸角度を検出する場合、回転軸に搭載された回転磁石の磁気モーメントと回転角度検出装置の胎内にある薄膜ヨーク付強磁性体バイアス磁石とにより生成される合成磁気モーメントの角度を回転角度検出層は、回転軸角度として検出する。
【００３３】
ステーターの特定の位置に配置されたコイルに電流を流すことにより生成されるＳ極またはＮ極の磁場は、回転磁石のＮ極またはＳ極が近づくにつれて、最接近時にピーク電流を流してローターを回転させる。その消費電力は、回転角度検出装置の角度検出精度に依存する。
【００３４】
ＢＬＤＣモーターのコイルに流れる回転数に依存するピーク電流は、ローター角度の検出が高精度であればあるほど短時間となる。つまり、抵抗（Ｒ）体であるコイルにピーク電流が流れる時間が短い事は、ステーターの温度上昇に寄与する無効電流が小さくなることを意味し、コイルが組み込まれたＢＬＤＣモーターのステーターの温度上昇が抑制できることを意味する。
【００３５】
消費電力Ｗ＝Ｉ２Ｒゆえ、ピーク電流は、その自乗に比例して、温度変化に寄与する。従って、本発明は、ローター駆動用コイルにピーク電流が流れる時間を最短時間にすることによりＢＬＤＣモーターの発熱抑制、即ち、省電力に貢献できる。
【００３６】
なお本実施形態において、異方性磁気抵抗効果素子とは、異方性磁気抵抗素子の形状を長方形のブロックとした時、磁場が異方性磁気抵抗素子に作用した時に素子の抵抗値が変化する磁気による抵抗変化現象をいい、素子の長辺方向は、短辺方向よりも抵抗値変化が大きいので、前者を磁化容易軸、後者を磁化困難軸といい、異方性磁気抵抗特性を有すると称する。
【００３７】
ここで磁気センサーの近傍とは、回転磁石とバイアス磁石とで生成される磁界、すなわち、ＡＭＲ素子面と前記回転磁石下面との距離（以降、エヤーギャップ）が２ｍｍから５ｍｍとなる位置に生成される磁界がバイアス磁石面に対して共に平行となる回転磁界（以降ホモジニアスな回転磁界）の作用に依りバイアス磁石と回転磁石の合成磁気モーメントが生成され、そこに回転角度検出装置を配置するが、最適エヤーギャップは、回転磁石厚寸法および外径寸法に依存する。
【００３８】
ＡＭＲ素子は、上記合成磁気モーメントの角度を検出するので、図６では基準となる回転角度が０°で、Ｘ軸であるが、図１２のようなＡＭＲ素子ブロックのレイアウト場合には、１２１が余弦波、１２２が正弦波を生成するので、ＡＭＲ素子の検出角度０°は、図６のＸ軸に対し４５°となり、バイアス磁石に必要とされる磁気モーメント角度も４５°となる。
【００３９】
図３に示すようにバイアス磁石の中心座標は、（１．０００，  ０．０００）であるが、本特許の場合は、バイアス磁石が生成する磁気モーメントを利用するので、図６の様にバイアス磁石の磁気モーメントの始点、すなわち、バイアス磁石の中心座標を（０．０００，  ０．０００）に移動してもよいので、バイアス磁石の中心を垂直に貫通する線をバイアス磁石の中心軸という。
【００４０】
バイアス磁石は、磁石の属性として、長辺方向が磁化容易軸と短辺方向が磁化困難軸となる形状異方性を有するので、バイアス磁石にストライプを付加することにより、バイアス磁石の内部磁化ベクトルが均一方向となる。
【００４１】
回転磁石が端部に配置できない場合、回転磁石の回転軸と、バイアス磁石の中心軸がずれて配置されており、回転軸に装着できるように回転磁石はリング状で、図９においては、回転軸心と直角に回転磁石下面の端面を通過する直線とバイアス磁石の中心軸との交点迄の距離（図９に示すａ）およびその交点とバイアス磁石の中心迄の距離（図９に示すｂ）が共に２ｍｍから５ｍｍを有するエヤーギャップの位置に回転角度検出装置を配置し、その最適エヤーギャップは、回転磁石の厚さおよび内外径に依存する。
【００４２】
バイアス磁石に使われる希土類−コバルト系磁性材は、ＬａＣｏ５、ＣｅＣｏ５、ＮｄＣｏ５、ＰｒＣｏ５、ＳｍＣｏ５、Ｓｍ２Ｃｏ１７、およびＳｍ２（Ｃｏ６Ｆｅ４）１７で、ネオジム系磁性材は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂが基材で微量のＤｙを適量追加することにより保持力を最大化できる。
【００４３】
図１は、ＡＭＲ素子層１５の直上に、蒸着された絶縁層１４、ヨーク層１３、バイアス磁石層１２およびトップパッシベーション層１１（以降、これらの４層をまとめてバイアス磁石層と称する）により構成されるバイアス磁石層を付帯し封止１６された回転角度検出器の断面図である。
【００４４】
図２は、本発明の第一実施例に係る回転角度検出装置の構成を示す側面図である。この回転角度検出装置は、検出対象である回転軸２１の軸端に装着された回転磁石２２と、この回転磁石２２に非接触で対向するプリント基板２３上に装着された磁気センサー２５を備えて構成される。
【００４５】
本実施形態において検出対象とは、電動モーターの回転軸２１となるものをいい、限定されるわけではないがハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車、電動パワーステアリングを例示することができる。
【００４６】
この第一実施例では、回転軸の軸端が使用可能な場合を示している。回転磁石２２は、２極の永久磁石で、回転軸２１の軸心に配置される。バイアス磁石層２４を付帯した回転角度検出器２４の中心は、回転軸２１と同一軸心に配置される。
【００４７】
図３は、ストライプ処理されたバイアス磁石層３１とその直下のヨーク層３２により構成されるバイアス磁石の上面図で、そのバイアス磁石層３１とヨーク層３２を極座標表示し、その主要な位置におけるガウス平面座標を示す。
【００４８】
図３では、ストライプ処理されたバイアス磁石層３１が、原点（１．０００，０．０００）から（２．０００，０．０００）を結ぶ磁化容易軸方向に磁気モーメントが形成されるように着磁する。尚、バイアス磁石層の磁気モーメントは、磁石材の属性により回転磁石の回転方向に依存せずに磁化容易軸方向に固定される（非特許文献１を参照）。同様に、図４は、回転磁石４１の極座標表示で、座標（−１．０００，０．０００）から（１．０００，０．０００）を結ぶ方向の直線上に磁気モーメントが形成されるように着磁する。
【００４９】
図５は、回転角度検出器２４の出力に接続される信号処理回路を示す。回転角度検出器２４の各出力端子Ｄ，Ｅ，Ｂ，Ｇから出力される角度検出信号は、Ａ／Ｄ変換回路の５１〜５４に入力され、それぞれＡ／Ｄ変換され、ＣＰＵ５５に入力される。ＣＰＵ５５は、ＥＥＰＲＯＭ５６に記憶されたプログラムに従って、所定の信号処理を実行し、回転角度を算出する。この算出信号がＤ／Ａ変換回路５７でアナログ信号に変換された回転角度検出信号Ｖｏとして出力される。
【００５０】
次に、ここで、このように構成された本実施形態に係る回転角度検出器２４の検出原理について説明する。
【００５１】
図６は、図３における着磁されたバイアス磁石層の水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とし、回転磁石２２の磁気モーメントをＭｒ、バイアス磁石層１２の磁気モーメントをＭｂ、ＭｒとＭｂの合成磁気モーメントをＭ、磁気モーメントＭｒの回転角度をθ、合成磁気モーメント（Ｍ）の回転角度をαとしてときのこれらの関係を示す図である。これらの間には、次のような関係が成立する。
【数１】
2017049049.tif 000003
【００５２】
ここで、上記（１）を（２）で除算すれば下記となる。
【数２】
2017049049.tif 000004
【００５３】
ここで、ｋを下記（３）であるとすれば、下記（４）となる。
【数３】
2017049049.tif 000005
【数４】
2017049049.tif 000006
【００５４】
次に、上記（４）からｋを求めると、下記のとおりとなる。
【数５】
2017049049.tif 000007
【００５５】
ここでθ＝３αと仮定し、（５）に代入すれば下記となる。
【数６】
2017049049.tif 000008
【００５６】
検算のために、下記（７）を（４）に代入すれば下記となる。
【数７】
2017049049.tif 000009
【００５７】
一方、θ＝３α故、α＝θ／３を（８）に代入すれば、下記となる。
【数８】
2017049049.tif 000010
【００５８】
従って、（９）は、α＝θ／３となることを意味する。例えば、Ｍｒが、−１８０°≦θ≦１８０°の角度範囲を回転したとすれば、Ｍは、−６０°≦α≦６０°の角度範囲を回転する事を意味する。尚、このαの検出角度範囲は、必要十分条件である（６）を満す。
【００５９】
また（７）より、Ｍｂ＝２ｃｏｓα、且、Ｍｒ＝１とすれば、図３は、Ｍｂの極座標表示３１である。バイアス磁石の形状は、中心座標を（１．０００，  ０．０００）、半径を１．０００とする広挟角扇形磁石となる。即ち、−６０°≦α≦６０°が条件なので、−１２０°〜１２０°を狭角とする扇形磁石となる。そのまま使えば、回転角度検出器の（１．０００，  ０．０００）付近でバイアス磁石内部磁力線が非線形になる。それを解決するためにヨーク層付加やストライプ処理を施すと良い。この薄膜ヨーク付強磁性体バイアス磁石３１の極座標代表角度、即ち、α＝−６０°、−３０°、０°、３０°、及び、６０°をガウス平面のＸ−Ｙ座標として表示するため、これらの代表的角度における座標を求めて表１に示す。
【００６０】
但し、合成磁気モーメントの角度：α、半径：ｒ＝１．０００、直交座標系のＸ軸座表：Ｘ＝ｒ×ｃｏｓα、及び、Ｙ軸座標：Ｙ＝ｒ×ｓｉｎαとする。
【表１】
2017049049.tif 000011
【００６１】
以上、本実施形態により、極めて簡単な構成のバイアス磁石の付加により、−１８０°〜１８０°の範囲の回転角度検出が可能になる回転角度検出器装置を提供することができる。
【００６２】
（実施形態２）
図９は、本発明の第二の実施例に係る回転角度検出装置９４の構成を示す側面図である。この実施形態は、軸端に回転磁石を装着できない場合に適用する。なお、本実施形態において特に言及した構成以外は上記実施形態１と同様である。
【００６３】
検出対象である回転軸９１には、リング状の回転磁石９２が装着されている。この回転磁石９２の回転面と平行面に配置されたプリント基板９３上に磁気センサー９５が装着されている。回転磁石９２の均質磁界領域は、回転磁石９２の左面と薄膜強磁性体バイアス磁石９４の右面から引いた平行線間の距離(ａ)および回転磁石９２の左面と薄膜強磁性体バイアス磁石の上面から引いた並行線間の距離(ｂ)、ほぼ同じ距離(ａ≒ｂ：２ｍｍ〜５ｍｍ)となるような位置にある。その結果、回転磁石９２とバイアス磁石９４とにより生成されたホモジニアス磁界領域に磁気センサー９５が装着される。
【００６４】
以上、本実施形態によっても、極めて簡単な構成のバイアス磁石の付加により、−１８０°〜１８０°の範囲の回転角度検出が可能になる回転角度検出器装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、回転角度検出装置は、ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車の駆動力を生成するブラシレスＤＣ（ＢＬＤＣ）モーターのローターの回転軸位置を高精度で検出し、省電力化に貢献でき、産業上の利用可能性がある。
【００６６】
また本発明は、電動パワーステアリングに使用されているＢＬＤＣモーターにも適用して、省電力化が実現でき、産業上の利用可能性がある。
【００６７】
ロボット等のＢＬＤＣモーターを搭載している工業機器の低消費電力化が実現できる。
【符号の説明】
【００６８】
１１…パッシベーション層、
１２…バイアス磁石層
１３…ヨーク層
１４…絶縁層
１５…ＡＭＲ検出素子層
２１，９１，１０１…回転軸、
１８，２２，２４，４２，９２，１０２…回転磁石、
２３，９３，１０４…プリント基板、
２４，９４…バイアス磁石、
２５，９５，１０３…磁気センサー、
１１１…ＡＭＲ（異方性磁気抵抗）、
１２１，１２２…ＡＭＲ素子要素
【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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【図１１】
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【図１２】
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