(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（２１）上に強磁性体からなるピンド層（２４）、絶縁膜からなるトンネル膜（２５）、強磁性体からなるフリー層（２６）が形成された素子（２０）を有し、前記素子の置かれた場の磁界に応じて、前記トンネル膜を介して前記ピンド層と前記フリー層との間に流れるトンネル電流値の変化に基づいて磁気抵抗変化を検出するようにしたトンネル電流型磁気センサ（１０）を備え、
前記フリー層の中心を原点とし、前記ピンド層の磁化の方向をＸ軸、前記Ｘ軸に垂直であって前記ピンド層平面に垂直な方向をＺ軸、前記Ｘ軸および前記Ｚ軸を含む平面に垂直な方向をＹ軸とするデカルト座標系を規定した時、
前記素子の近傍には、前記素子から見て前記Ｚ軸方向に、表面にＳ極とＮ極が交互に複数回配置された着磁ロータ（４０）が配置され、
前記素子近傍には磁石（３０）が配置してあり、
前記磁石が発生する磁界は、前記素子の中心部において、前記Ｚ軸方向と概ね平行方向になるように配置されており、
前記着磁ロータが回転する時に、前記着磁ロータのＳ極とＮ極は、前記素子の前記Ｚ軸上で概ね前記Ｘ軸と平行な方向に移動するようになっていることを特徴とする回転数検出装置。
【請求項２】
基板（２１）上に強磁性体からなるピンド層（２４）、絶縁膜からなるトンネル膜（２５）、強磁性体からなるフリー層（２６）が形成された素子（２０）を有し、前記素子の置かれた場の磁界に応じて、前記トンネル膜を介して前記ピンド層と前記フリー層との間に流れるトンネル電流値の変化に基づいて磁気抵抗変化を検出するようにしたトンネル電流型磁気センサ（１０）を備え、
前記フリー層の中心を原点とし、前記ピンド層の磁化の方向をＸ軸、前記Ｘ軸に垂直であって前記ピンド層平面に垂直な方向をＺ軸、前記Ｘ軸および前記Ｚ軸を含む平面に垂直な方向をＹ軸とするデカルト座標系を規定した時、
前記素子の近傍には、前記素子から見て前記Ｚ軸方向に歯車（５０）が配置されており、
前記素子近傍には磁石（３０）が配置してあり、
前記磁石が発生する磁界は、前記素子の中心部において、前記Ｚ軸方向と概ね平行方向になるように配置されており、
前記歯車が回転する時に、前記歯車の歯は、前記素子の前記Ｚ軸上で概ね前記Ｘ軸と平行な方向に移動するようになっていることを特徴とする回転数検出装置。
【請求項３】
基板（２１）上に強磁性体からなるピンド層（２４）、絶縁膜からなるトンネル膜（２５）、強磁性体からなるフリー層（２６）が形成された素子（２０）を有し、前記素子の置かれた場の磁界に応じて、前記トンネル膜を介して前記ピンド層と前記フリー層との間に流れるトンネル電流値の変化に基づいて磁気抵抗変化を検出するようにしたトンネル電流型磁気センサ（１０）を備え、
前記フリー層の中心を原点とし、前記ピンド層の磁化の方向をＸ軸、前記Ｘ軸に垂直であって前記ピンド層平面に垂直な方向をＺ軸、前記Ｘ軸および前記Ｚ軸を含む平面に垂直な方向をＹ軸とするデカルト座標系を規定した時、
前記素子の近傍には、前記素子から見て前記Ｚ軸方向に、表面にＳ極とＮ極が交互に複数回配置された着磁ロータ（４０）が配置され、
前記着磁ロータが回転する時に、前記着磁ロータのＳ極とＮ極は、前記素子の前記Ｚ軸上で概ね前記Ｘ軸と平行な方向に移動するようになっていることを特徴とする回転数検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル電流型磁気センサ（ＴＭＲ素子）を用いた回転数検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両の車輪速センサ等に用いられる回転数検出装置としては、ＭＲ素子（磁気抵抗素子）等が用いられているが、ＭＲ素子はＭＲ比（磁気抵抗変化率）が３％程度と小さく、検出信号が小さい。
【０００３】
このため、増幅回路で信号を増幅することとなるが、素子自体の信号が小さいと大きな増幅率が必要であり、その検出結果の誤差成分も大きくなり、規模の大きな誤差補正回路等が必要となる。
【０００４】
このような問題に対して、このＭＲ素子よりも大きなＭＲ比（例えば室温で１８％以上）を持つＴＭＲ素子を用いて着磁ロータ等の回転体の回転数を検出する回転数検出装置が、特開平８−７０１４８号公報、特開平１１−１０８６８９号公報、特開２０００−３０４５６８号公報、特開２０００−１２３３２８号公報等に記載されている。
【０００５】
このＴＭＲ素子は、一般に、基板上に強磁性体からなるピンド層、絶縁膜からなるトンネル膜、強磁性体からなるフリー層が形成された素子を有し、素子の置かれた場の磁界に応じて、トンネル膜を介してピンド層とフリー層との間に流れるトンネル電流値の変化に基づいて磁気抵抗変化を検出するようにしたものである。
【０００６】
具体的には、円周側面にＳ極とＮ極が交互に着磁された着磁ロータを回転させ、その際に生じる磁界の変化の回数を検出することで、着磁ロータの回転数を求めることができる。この場合、検出される回転数は、複数回の回転数だけでなく、１回未満の回転数、例えば１／２回転等も含むものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したＴＭＲ素子を用いた回転数検出装置は、いまだ開発途上であり、改良の余地が多い。
【０００８】
そこで、本発明は、ＭＲ比の大きなＴＭＲ素子を用いて、その感度変化を最も効率よく検出可能な新規な回転数検出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者等は以下のような検討を行った。ＴＭＲ素子は、磁化方向が固定されたピンド層に対して、フリー層の磁化方向が外部磁界により変化することで、磁気抵抗変化が発生する。
【００１０】
ここで、フリー層の中心を原点とし、ピンド層の磁化の方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直であってピンド層平面に垂直な方向をＺ軸、Ｘ軸およびＺ軸を含む平面に垂直な方向をＹ軸とするデカルト座標系を規定した。
【００１１】
そして、この座標系において、Ｘ軸およびＹ軸を含むＸＹ平面、Ｘ軸およびＺ軸を含むＸＺ平面およびＹ軸およびＺ軸を含むＹＺ平面といった各面における外部磁界の回転に対する磁気抵抗値変化（ＭＲ比の変化）を調べると、図３〜図５に示すようになる。
【００１２】
図３は、ＸＹ平面にてＺ軸回りに外部磁界が回転した場合に、外部磁界のＸ軸に対する回転角度θと磁気抵抗値変化との関係を示し、図４は、ＸＺ平面にてＹ軸回りに外部磁界が回転した場合に、外部磁界のＸ軸に対する回転角度θと磁気抵抗値変化との関係を示し、図５は、ＹＺ平面にてＸ軸回りに外部磁界が回転した場合に、外部磁界のＹ軸に対する回転角度θと磁気抵抗値変化との関係を示す。
【００１３】
これら図において、変化する磁気抵抗値の最大値と最小値の比が実質的にＭＲ比に相当する。図３の場合、抵抗値変化が最も急峻な部分である領域Ａの範囲を利用することにより、大きな磁気抵抗値変化を得ることができる。つまり、外部磁界の方向がＸＹ平面に平行であってＹ軸を中心に角度変化する場合に高感度な検出が可能となる。
【００１４】
また、図４の場合、抵抗値変化が最も急峻な部分である領域Ｂの範囲を利用することにより、大きな磁気抵抗値変化を得ることができる。つまり、外部磁界の方向がＸＺ平面に平行であってＺ軸を中心に角度変化する場合に高感度な検出が可能となる。
【００１５】
言い換えれば、図３や図４に示す領域ＡやＢは、外部磁界の角度変化に対して、ＭＲ比が最も大きくなる範囲である。なお、図５の場合、外部磁界の回転によっては、フリー層の磁化方向の変化が起こらないため、外部磁界の変化に対しては磁気抵抗値は一定になる。
【００１６】
本発明は、上記したＴＭＲ素子の特性を利用し、感度変化を最も効率よく検出可能な回転体と素子との位置関係を工夫することにより、なされたものである。
【００２５】
すなわち、請求項１に記載の発明では、基板（２１）上に強磁性体からなるピンド層（２４）、絶縁膜からなるトンネル膜（２５）、強磁性体からなるフリー層（２６）が形成された素子（２０）を有し、素子の置かれた場の磁界に応じて、トンネル膜を介してピンド層とフリー層との間に流れるトンネル電流値の変化に基づいて磁気抵抗変化を検出するようにしたトンネル電流型磁気センサ（１０）を備え、フリー層の中心を原点とし、ピンド層の磁化の方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直であってピンド層平面に垂直な方向をＺ軸、Ｘ軸およびＺ軸を含む平面に垂直な方向をＹ軸とするデカルト座標系を規定した時、素子の近傍には、素子から見てＺ軸方向に、表面にＳ極とＮ極が交互に複数回配置された着磁ロータ（４０）が配置され、素子近傍には磁石（３０）が配置してあり、磁石が発生する磁界は、素子の中心部においてＺ軸方向と概ね平行方向になるように配置されており、着磁ロータが回転する時に、着磁ロータのＳ極とＮ極は、素子のＺ軸上で概ねＸ軸と平行な方向に移動するようになっていることを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、着磁ロータの回転に伴って着磁ロータのＳ極とＮ極が、素子のＺ軸上で概ねＸ軸と平行な方向へ移動することにより、素子の中心部においてＺ軸方向と概ね平行方向となっている磁石の磁界が、ＸＺ平面と平行な面内でＺ軸を中心として角度変化する。
【００２８】
このように、本発明では、上記図４に示す領域Ｂの範囲を利用した高感度な検出が可能となっており、あとは、その角度変化に伴うトンネル電流値変化の回数等を求めることで、着磁ロータの回転数を検出することができる。
【００２９】
よって、本発明によれば、ＭＲ比の大きなＴＭＲ素子を用いて、その感度変化を最も効率よく検出可能な新規な回転数検出装置を提供することができる。
【００３０】
また、請求項２に記載の発明では、基板（２１）上に強磁性体からなるピンド層（２４）、絶縁膜からなるトンネル膜（２５）、強磁性体からなるフリー層（２６）が形成された素子（２０）を有し、素子の置かれた場の磁界に応じて、トンネル膜を介してピンド層と前記フリー層との間に流れるトンネル電流値の変化に基づいて磁気抵抗変化を検出するようにしたトンネル電流型磁気センサ（１０）を備え、フリー層の中心を原点とし、ピンド層の磁化の方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直であってピンド層平面に垂直な方向をＺ軸、Ｘ軸およびＺ軸を含む平面に垂直な方向をＹ軸とするデカルト座標系を規定した時、素子の近傍には、素子から見てＺ軸方向に歯車（５０）が配置されており、素子近傍には磁石（３０）が配置してあり、磁石が発生する磁界は、素子の中心部においてＺ軸方向と概ね平行方向になるように配置されており、歯車が回転する時に、歯車の歯は、素子のＺ軸上で概ねＸ軸と平行な方向に移動するようになっていることを特徴とする。
【００３１】
本発明は、上記請求項１に記載の回転数検出装置において、着磁ロータを歯車に置き換えたものである。それによれば、歯車の回転に伴って歯車の歯が素子のＺ軸上で概ねＸ軸と平行な方向へ移動することにより、素子の中心部においてＺ軸方向と概ね平行方向となっている磁石の磁界が、ＸＺ平面と平行な面内でＺ軸を中心として角度変化する。
【００３２】
このように、本発明では、上記図４に示す領域Ｂの範囲を利用した高感度な検出が可能となっており、あとは、その角度変化に伴うトンネル電流値変化の回数等を求めることで、歯車の回転数を検出することができる。
【００３３】
よって、本発明によれば、ＭＲ比の大きなＴＭＲ素子を用いて、その感度変化を最も効率よく検出可能な新規な回転数検出装置を提供することができる。
【００３８】
また、請求項３に記載の発明では、基板（２１）上に強磁性体からなるピンド層（２４）、絶縁膜からなるトンネル膜（２５）、強磁性体からなるフリー層（２６）が形成された素子（２０）を有し、素子の置かれた場の磁界に応じて、トンネル膜を介してピンド層と前記フリー層との間に流れるトンネル電流値の変化に基づいて磁気抵抗変化を検出するようにしたトンネル電流型磁気センサ（１０）を備え、フリー層の中心を原点とし、ピンド層の磁化の方向をＸ軸、Ｘ軸に垂直であってピンド層平面に垂直な方向をＺ軸、Ｘ軸およびＺ軸を含む平面に垂直な方向をＹ軸とするデカルト座標系を規定した時、素子の近傍には、素子から見てＺ軸方向に、表面にＳ極とＮ極が交互に複数回配置された着磁ロータ（４０）が配置され、着磁ロータが回転する時に、着磁ロータのＳ極とＮ極は、素子のＺ軸上で概ねＸ軸と平行な方向に移動するようになっていることを特徴とする。
【００３９】
本発明によれば、着磁ロータの回転に伴って着磁ロータのＳ極とＮ極が、素子のＺ軸上で概ねＸ軸と平行な方向へ移動することにより、素子の中心部においては、着磁ロータのＳ極とＮ極による磁界が、ＸＺ平面と平行な面内で角度変化する。
【００４０】
つまり、本発明においても、上記図４に示す領域Ｂの範囲を利用した高感度な検出が可能となっており、あとは、その角度変化に伴うトンネル電流値変化の回数等を求めることで、着磁ロータの回転数を検出することができる。
【００４１】
よって、本発明によれば、ＭＲ比の大きなＴＭＲ素子を用いて、その感度変化を最も効率よく検出可能な新規な回転数検出装置を提供することができる。
【００４２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。以下の実施形態に示す回転数検出装置は、車両の車輪速センサ等に用いることができる。なお、各実施形態相互にて同一部分には、図中、同一符号を付してある。
【００４４】
（第１実施形態）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る回転数検出装置Ｓ１の構成を示す図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ矢視図である。回転数検出装置Ｓ１は、トンネル電流型磁気センサ１０と、このセンサ１０の近傍に配置された磁石３０および着磁ロータ４０とを備えている。
【００４５】
図２は、トンネル電流型磁気センサ１０におけるＴＭＲ素子としての素子２０の概略断面構成を示す図である。この素子２０は、シリコン基板等からなる基板２１を有し、基板２１の上には、下部電極２２、反強磁性膜からなるピニング層２３、強磁性膜からなるピンド層２４、絶縁膜からなるトンネル膜２５、強磁性膜からなるフリー層２６、上部電極２７といった各膜が積層されている。
【００４６】
下部および上部電極２２、２７は例えばＰｔ等の電極材料からなる。ピニング層２３は例えばＦｅ−Ｍｎ等の反強磁性材料からなり、ピンド層２４およびフリー層２６は例えばＮｉ−Ｆｅ等の強磁性材料からなる。また、トンネル膜２５は例えばアルミナ等の絶縁性かつ非磁性材料からなる。このような素子２０はスパッタや蒸着などの一般的な成膜方法により製造することができる。
【００４７】
ピニング層２３は、ピンド層２４の磁化反転をピン止めするものであり、フリー層２６は外部磁界により磁化方向が自在に反転するものである。そして、素子２０においては、トンネル膜２５を介してピンド層２４とフリー層２６との間にトンネル電流が流れるが、外部磁界が変化した場合、磁化反転をピン止めされたピンド層２４の磁化方向は一定であるのに対し、フリー層２６の磁化方向が変化することで、上下電極２２と２７との間の抵抗値（磁気抵抗値）が変化し、トンネル電流値が変化するようになっている。
【００４８】
なお、素子２０の構成は、上記図２に示す構成に限定するものではない。つまり、素子２０は、基板上に強磁性体からなるピンド層、絶縁膜からなるトンネル膜、強磁性体からなるフリー層が形成されたものであって、素子２０の置かれた場の磁界に応じて、トンネル膜を介してピンド層とフリー層との間に流れるトンネル電流値の変化に基づいて磁気抵抗変化を検出するようにしたものであれば良い。例えば、上記した従来公報等に記載されているようなＴＭＲ素子構成であっても良い。
【００４９】
ここで、図１および図２中に示すＸ、Ｙ、Ｚ軸は、フリー層２６の中心を原点とし、ピンド層２４の磁化の方向をＸ軸、このＸ軸に垂直であってピンド層２４平面に垂直な方向をＺ軸、Ｘ軸およびＺ軸を含むＸＺ平面に垂直な方向をＹ軸とするデカルト座標系を示すものである。
【００５０】
このようなデカルト座標系において、素子２０の磁気抵抗変化特性は、「解決手段」の欄にて述べた図３〜図５に示したものと同じ特性を示す。つまり、図３に示すように、ＸＹ平面にてＺ軸回りに外部磁界が回転した場合に、抵抗値変化が最も急峻な部分である領域Ａの範囲、すなわち、外部磁界の方向がＸＹ平面に平行であってＹ軸（図３では、θ＝９０°）を中心に角度変化する範囲を利用することにより、高感度な検出が可能となる。
【００５１】
また、図４に示すように、ＸＹ平面にてＺ軸回りに外部磁界が回転した場合に、抵抗値変化が最も急峻な部分である領域Ｂの範囲、すなわち、外部磁界の方向がＸＺ平面に平行であってＺ軸（図４では、θ＝９０°）を中心に角度変化する範囲を利用することにより、高感度な検出が可能となる。
【００５２】
そして、図１に示すように、着磁ロータ４０は、トンネル電流型磁気センサ１０の素子２０の近傍にて、素子２０から見てＹ軸方向に配置されている。着磁ロータ４０は円盤状の磁性体からなり、その円周側面にはＳ極とＮ極が着磁されて交互に複数回配置されている。
【００５３】
この着磁ロータ４０は、ロータ軸４１により円周回りに回転可能となっている。例えば、ロータ軸４１は、車輪軸等に組み付けられて車輪軸等と一体に連動することで着磁ロータ４０を回転させるようになっている。
【００５４】
この着磁ロータ４０が回転する時に、着磁ロータ４０のＳ極とＮ極は、素子２０のＹ軸上で概ねＸ軸と平行な方向に移動するようになっている。つまり、素子２０の中心からＹ軸を着磁ロータ４０方向へ延ばしたとき、その延ばしたＹ軸上においては、着磁ロータ４０のＳ極とＮ極は、概ねＸ軸と平行な方向に移動するようになっている。
【００５５】
また、図１に示すように、磁石３０は、素子２０の近傍において素子２０と着磁ロータ４０との距離よりも近い位置に配置してある。この磁石３０は、磁石３０が発生する磁界Ｋが素子２０の中心部においてＹ軸方向と概ね平行方向になるように、配置されている。
【００５６】
例えば、磁石３０とトンネル電流型磁気センサ１０とは樹脂でモールドされて一体化され、このモールド体が測定体の適所に取り付けられるようになっている。
【００５７】
次に、上記構成に基づき回転数検出装置Ｓ１の作動について述べる。この回転数検出装置Ｓ１は、車輪の回転等と連動する着磁ロータ４０の回転数を検出する。なお、検出される回転数は、複数回の回転数だけでなく、１回未満の回転数、例えば１／２回転等も含むものである。
【００５８】
図１に示すように、着磁ロータ４０が静止しているとき、素子２０の置かれた場の磁界は、磁石３０の磁界Ｋであり、この磁界Ｋは素子２０の中心部においてＹ軸方向と概ね平行方向となっている。つまり、磁界Ｋのベクトル方向は、上記図３においてＸ軸を基準とした角度θが略９０°の状態となっている。
【００５９】
着磁ロータ４０が円周回りに回転すると、この回転に伴って着磁ロータ４０のＳ極とＮ極が、素子２０のＹ軸上で概ねＸ軸と平行な方向へ移動する。すると、この着磁ロータ４０のＳ極とＮ極の移動による磁界変化の影響を受け、磁石３０の磁界Ｋのベクトル方向は、ＸＹ平面と平行な面内でＹ軸（θ＝９０°）を中心として回転し上記角度θが変化する。
【００６０】
そして、その磁界Ｋの角度変化に伴いトンネル電流型磁気センサ１０のトンネル電流値が変化する。このトンネル電流値変化の回数等を求めることで、着磁ロータ４０の回転量すなわち回転数を検出することができる。
【００６１】
このように、本実施形態では、上記図３に示す領域Ａの範囲を利用した高感度な検出が可能となっており、ＭＲ比の大きなＴＭＲ素子２０を用いて、その感度変化を最も効率よく検出可能な新規な回転数検出装置Ｓ１を提供することができる。
【００６２】
ここで、本第１実施形態の変形例としての回転数検出装置Ｓ１’を図６に示す。この変形例は、上記図１に示す回転数検出装置Ｓ１において、着磁ロータ４０を、円周側面に凸部５１と凹部５２が交互に形成された歯車５０に置き換えたものである。
【００６３】
この歯車５０は、素子２０の近傍にて素子２０から見てＹ軸方向に配置されており、車輪等と連動する歯車軸５３を軸として円周回りに回転するようになっている。そして、歯車５０が回転する時に、歯車５０の歯すなわち凸部５１は、素子２０のＹ軸上で概ねＸ軸と平行な方向に移動するようになっている。
【００６４】
この変形例としての回転数検出装置Ｓ１’においては、歯車５０の回転に伴って歯車５０の歯が素子２０のＹ軸上で概ねＸ軸と平行な方向へ移動することにより、磁石３０と歯車５０の歯（凸部５１）とが対向する時点と、対向しない時点とが交互に現れる。
【００６５】
すると、磁石の磁界Ｋのベクトル方向は、歯車５０の歯に引っ張られるように変化する。そのため、初期において、素子２０の中心部においてＹ軸方向と概ね平行方向となっている磁石３０の磁界Ｋは、ＸＹ平面と平行な面内でＹ軸（θ＝９０°）を中心として回転し上記角度θが変化する。
【００６６】
このように、本変形例においても、上記図３に示す領域Ａの範囲を利用した高感度な検出が可能となっており、あとは、その角度変化に伴うトンネル電流値変化の回数等を求めることで、歯車５０の回転数を検出することができる。よって、ＭＲ比の大きなＴＭＲ素子２０を用いて、その感度変化を最も効率よく検出可能な新規な回転数検出装置Ｓ１’を提供することができる。
【００６７】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態に係る回転数検出装置Ｓ２の構成を示す図である。上記第１実施形態との相違点を中心に述べる。
【００６８】
図７に示すように、着磁ロータ４０は、トンネル電流型磁気センサ１０の素子２０の近傍にて、素子２０から見てＺ軸方向に配置されている。また、磁石３０は、素子２０の近傍において、磁石３０が発生する磁界Ｋが素子２０の中心部においてＺ軸方向と概ね平行方向になるように配置されている。
【００６９】
また、着磁ロータ４０が回転する時に、着磁ロータ４０のＳ極とＮ極は、素子２０のＺ軸上で概ねＸ軸と平行な方向に移動するようになっている。つまり素子２０の中心からＺ軸を着磁ロータ４０方向へ延ばしたとき、その延ばしたＺ軸上においては、着磁ロータ４０のＳ極とＮ極は、概ねＸ軸と平行な方向に移動するようになっている。
【００７０】
このように、本第２実施形態の回転数検出装置Ｓ２は、上記第１実施形態の回転数検出装置Ｓ１と比べて、素子２０により規定されるデカルト座標系のＸ、Ｙ、Ｚ軸と磁石３０および着磁ロータ４０との位置関係を変えたものである。
【００７１】
それによれば、図７に示すように、着磁ロータ４０が静止しているとき、素子２０の置かれた場の磁界である磁石３０の磁界Ｋは、素子２０の中心部においてＺ軸方向と概ね平行方向となっている。つまり、磁界Ｋのベクトル方向は、上記図４においてＸ軸を基準とした角度θが略９０°の状態となっている。
【００７２】
着磁ロータ４０が円周回りに回転すると、この回転に伴って着磁ロータ４０のＳ極とＮ極が、素子２０のＺ軸上で概ねＸ軸と平行な方向へ移動する。すると、この着磁ロータ４０のＳ極とＮ極の移動による磁界変化の影響を受け、磁石３０の磁界Ｋのベクトル方向は、ＸＺ平面と平行な面内でＺ軸（θ＝９０°）を中心として回転し上記角度θが変化する。
【００７３】
このように、本第２実施形態では、上記図４に示す領域Ｂの範囲を利用した高感度な検出が可能となっており、あとは、その磁界Ｋの角度変化に伴うトンネル電流値変化の回数等を求めることで、着磁ロータ４０の回転数を検出することができる。こうして、本実施形態によれば、ＭＲ比の大きなＴＭＲ素子２０を用いて、その感度変化を最も効率よく検出可能な新規な回転数検出装置Ｓ２を提供することができる。
【００７４】
ここで、本第２実施形態の変形例としての回転数検出装置Ｓ２’を図８に示す。この変形例は、上記図７に示す回転数検出装置Ｓ２において、着磁ロータ４０を歯車５０に置き換えたものである。
【００７５】
ここにおいて、歯車５０は、素子２０の近傍にて素子２０から見てＺ軸方向に配置されており、車輪等と連動する歯車軸５３を軸として円周回りに回転するようになっている。そして、歯車５０が回転する時に、歯車５０の歯すなわち凸部５１は、素子２０のＺ軸上で概ねＸ軸と平行な方向に移動するようになっている。
【００７６】
この変形例としての回転数検出装置Ｓ２’においては、歯車５０の回転に伴って歯車５０の歯が素子２０のＺ軸上で概ねＸ軸と平行な方向へ移動することにより、素子２０の中心部においてＹ軸方向と概ね平行方向となっている磁石３０の磁界Ｋが、ＸＺ平面と平行な面内でＺ軸（θ＝９０°）を中心として回転し上記角度θが変化する。
【００７７】
このように、本変形例においても、上記図４に示す領域Ｂの範囲を利用した高感度な検出が可能となっており、あとは、その角度変化に伴うトンネル電流値変化の回数等を求めることで、歯車５０の回転数を検出することができる。よって、ＭＲ比の大きなＴＭＲ素子２０を用いて、その感度変化を最も効率よく検出可能な新規な回転数検出装置Ｓ２’を提供することができる。
【００７８】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係る回転数検出装置Ｓ３の構成を示す図である。この回転数検出装置Ｓ３は、上記図１に示す回転数検出装置を変形したもので、図１において磁石３０を省略したものである。
【００７９】
本実施形態によれば、着磁ロータ４０の回転に伴って着磁ロータ４０のＳ極とＮ極が、素子２０のＹ軸上で概ねＸ軸と平行な方向へ移動することにより、素子２０の中心部においては、着磁ロータ４０のＳ極とＮ極による磁界が、ＸＹ平面と平行な面内で回転し角度変化する。
【００８０】
つまり、本実施形態においても、上記図３に示す領域Ａの範囲を利用した高感度な検出が可能となっており、あとは、上記第１実施形態と同様、その角度変化に伴うトンネル電流値変化の回数等を求めることで、着磁ロータ４０の回転数を検出することができる。
【００８１】
よって、本第３実施形態によっても、ＭＲ比の大きなＴＭＲ素子２０を用いて、その感度変化を最も効率よく検出可能な新規な回転数検出装置Ｓ３を提供することができる。
【００８２】
（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態に係る回転数検出装置Ｓ４の構成を示す図である。この回転数検出装置Ｓ４は、上記図７に示す回転数検出装置を変形したもので、図７において磁石３０を省略したものである。
【００８３】
本実施形態によれば、着磁ロータ４０の回転に伴って着磁ロータ４０のＳ極とＮ極が、素子２０のＺ軸上で概ねＸ軸と平行な方向へ移動することにより、素子２０の中心部においては、着磁ロータ４０のＳ極とＮ極による磁界が、ＸＺ平面と平行な面内で回転し角度変化する。
【００８４】
つまり、本実施形態においても、上記図４に示す領域Ｂの範囲を利用した高感度な検出が可能となっており、あとは、上記第１実施形態と同様、その角度変化に伴うトンネル電流値変化の回数等を求めることで、着磁ロータ４０の回転数を検出することができる。
【００８５】
よって、本第４実施形態によっても、ＭＲ比の大きなＴＭＲ素子２０を用いて、その感度変化を最も効率よく検出可能な新規な回転数検出装置Ｓ４を提供することができる。
【００８６】
ここで、上記第１および第２実施形態と上記第３および第４実施形態とを比べると、磁石３０の有無が相違する。この磁石３０をトンネル電流型磁気センサ１０の素子２０と一体化するように設けることで、次のような利点がある。
【００８７】
すなわち、着磁ロータ４０や歯車５０といった回転体が静止している初期状態において、素子２０の中心部に印加される磁界ＫをＹ軸またはＺ軸に略平行に設定することが確実に実現できる。当該磁界ＫをＹ軸またはＺ軸に平行にすることは、上記図３や図４において角度θを９０°とすることであり、すなわち感度が一番大きい点を中心に動作点を設定することである。
【００８８】
トンネル電流型磁気センサ１０と磁石３０とは、上述したように、樹脂モールド等にて一体化可能であるため、上記磁界Ｋの設定誤差は比較的小さいが、センサ１０と回転体４０、５０とは一体化できず組み付け誤差が比較的大きくなり、上記動作点のずれを招きやすい。このようなことから、磁石３０を設けた方が、感度変化を最も効率よく検出するという点からは好ましい。
【００８９】
（他の実施形態）
なお、上記第１実施形態、第２実施形態においては、トンネル電流型磁気センサ１０および磁石３０は着磁ロータ４０の円形面と対向していたが、図１１、図１２に示すように、着磁ロータ４０の円周側面と対向した配置であっても良い。このことは、着磁ロータ４０を歯車５０に置き換えた場合も同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転数検出装置の構成を示す図である。
【図２】トンネル電流型磁気センサにおける素子の概略断面図である。
【図３】ＸＹ平面にてＺ軸回りに外部磁界が回転した場合に、外部磁界のＸ軸に対する回転角度θと磁気抵抗値変化との関係を示す図である。
【図４】ＸＺ平面にてＹ軸回りに外部磁界が回転した場合に、外部磁界のＸ軸に対する回転角度θと磁気抵抗値変化との関係を示す図である。
【図５】ＹＺ平面にてＸ軸回りに外部磁界が回転した場合に、外部磁界のＹ軸に対する回転角度θと磁気抵抗値変化との関係を示す図である。
【図６】上記第１実施形態の変形例としての回転数検出装置の構成を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る回転数検出装置の構成を示す図である。
【図８】上記第２実施形態の変形例としての回転数検出装置の構成を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る回転数検出装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る回転数検出装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る回転数検出装置の一つの例を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る回転数検出装置のもう一つの例を示す図である。
【符号の説明】
１０…トンネル電流型磁気センサ、２０…素子、２１…基板、
２４…ピンド層、２５…トンネル膜、２６…フリー層、３０…磁石、
４０…着磁ロータ、５０…歯車。
【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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