(57)【要約】【課題】ロータの径方向における体格を小型化しつつ、検出精度を向上させることができる回転検出装置を提供すること。【解決手段】磁気検出素子２０ａ及び２０ｂをロータ１０の円盤状側面に面するように配置することにより、ロータ１０の径方向における体格を小型化することができる。またロータ１０の円盤状側面に、Ｎ極３０ａとＳ極３０ｂとがロータ１０の半径方向の中心軸線Ｘから回転方向に所定の角度だけずれるように着磁することにより、磁気検出素子２０ｂよりもロータ１０の中心から離れた位置にある磁気検出素子２０ａの検出信号の位相が、磁気検出素子２０ｂの検出信号の位相よりも進んだものとなり、磁気検出素子２０ａと２０ｂの検出信号間に位相差が生じる。位相が異なる２つの波形を合成することにより、単位時間当たりに出力される波形の数が２倍となるため、回転検出装置１００の検出精度を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの回転に伴う磁界の方向の変化を電気信号に変換して出力する少なくとも２つの磁気検出素子を備え、当該磁気検出素子が出力する電気信号に基づい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、
前記ロータは、略円盤状に形成されるとともに、その円盤状を有する側面に、前記磁気検出素子に周期的に方向が変化する磁界を作用させる磁界作用部が複数設けられ、
前記２つの磁気検出素子は、前記ロータの円盤状側面に面し、その半径方向の中心軸線に沿いつつ、所定の間隔を持って並設され、
前記ロータの円盤状側面に形成された磁界作用部は、前記ロータが回転したとき、前記２つの磁気検出素子の半径方向の位置の相違に応じて、各々の磁気検出素子に作用させる磁界の方向の変化に位相差が生じるように、前記複数の磁界作用部において隣接する磁界作用部の境界線は、前記半径方向の中心軸線からずれていることを特徴とする回転検出装置。
【請求項２】
前記磁界作用部は、前記円盤状側面に前記半径方向の中心軸線からずれるようにＮ極とＳ極とが交互に着磁された着磁部である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】
前記磁界作用部は、前記円盤状側面に前記半径方向の中心軸線からずれるように山部と谷部が交互に配設されたギヤ歯である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４】
前記磁気検出素子を挟んで前記ロータと対向する位置には、前記ロータに向けてバイアス磁界を発生するバイアス磁石を有することを特徴とする請求項３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、磁気抵抗素子を用いて回転体の回転を検出する回転検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転検出装置の検出精度を向上させるために、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１において、回転検出装置は、着磁ロータと、着磁ロータに対向して配置されたｎ個の磁気センサとを備えている。着磁ロータは周方向に等ピッチで交番着磁されており、且つ各着磁部分の長手方向は、着磁ロータの回転軸の軸方向から所定の角度だけ斜めに傾いている。ｎ個の磁気センサは着磁ロータの軸方向と平行となる方向に１列に配置されている。このように構成された回転検出装置は、着磁ロータと磁気センサとの間の相対移動に伴って得られる磁気センサからの信号に基づく回転検出信号を出力する。
【０００４】
このとき、着磁ロータの回転に伴って、ｎ個の磁気センサには位相がずれた磁界が印加され、それぞれの磁気センサからの信号間の位相もずれることになる。つまり、ｎ個の磁気センサに作用する磁界は位相が違う以外は全く同一に変化することになる。これにより、それぞれの磁気センサからの信号を合成することにより、ｎ倍の信号数を得ることができるので、回転検出装置の検出精度を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００４−２６４１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ロータの軸方向と平行となる方向に磁気抵抗素子を配置する場合には、略円盤状を有するロータの外側に磁気抵抗素子を配置するためのスペースが必要となる。
【０００６】
しかしながら、自動車のタイヤ等に回転検出装置を取り付ける場合など、略円盤状を有するロータの外周面に面するように、磁気抵抗素子を配置するスペースを確保することが困難な場合がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、ロータの径方向における体格を小型化しつつ、検出精度を向上させることが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】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の回転検出装置は、ロータの回転に伴う磁界の方向の変化を電気信号に変換して出力する少なくとも２つの磁気検出素子を備え、当該磁気検出素子が出力する電気信号に基づい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、前記ロータは、略円盤状に形成されるとともに、その円盤状を有する側面に、前記磁気検出素子に周期的に方向が変化する磁界を作用させる磁界作用部が複数設けられ、前記２つの磁気検出素子は、前記ロータの円盤状側面に面し、その半径方向の中心軸線に沿いつつ、所定の間隔を持って並設され、
前記ロータの円盤状側面に形成された磁界作用部は、前記ロータが回転したとき、前記２つの磁気検出素子の半径方向の位置の相違に応じて、各々の磁気検出素子に作用させる磁界の方向の変化に位相差が生じるように、前記複数の磁界作用部において隣接する磁界作用部の境界線は、前記半径方向の中心軸線からずれていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１の回転検出装置は、このような構成を採用したことにより、略円盤状を有するロータの外周面側ではなく、ロータの円盤状側面側に磁気検出素子を配置することができる。従って、ロータの径方向における回転検出装置の体格を小型化することができる。このように磁気検出素子をロータの円盤状側面側に配置しながらも、そのロータの円盤状側面に、隣接する磁界作用部の境界線がロータの半径方向の中心軸線からずれるように複数の磁界作用部が形成されているので、２つの磁気検出素子が検知する磁界方向変化に位相差を生じさせることができる。従って、従来技術と同様に、回転検出装置の検出精度を向上することができる。上述したように構成された回転検出装置において、１つの磁気検出素子が複数の磁気抵抗素子から構成されていても良い。この場合、差動出力を求めることにより出力信号の大きさを大きくできるので、検出精度をより向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載のように、前記磁界作用部は、前記円盤状側面に前記半径方向の中心軸線からずれるようにＮ極とＳ極とが交互に着磁された着磁部であっても良い。これにより、磁気検出素子に周期的に方向が変化する磁界を作用させることができる。
【００１１】
請求項３に記載のように、前記磁界作用部は、前記円盤状側面に前記半径方向の中心軸線からずれるように山部と谷部が交互に配設されたギヤ歯であっても良い。これにより、磁気検出素子の周辺の磁界は山部に引かれるように変化するため、ロータの回転に伴って、山部を追うようにして磁界を変化させることができる。
【００１２】
請求項４に記載のように、前記磁気検出素子を挟んで前記ロータと対向する位置には、前記ロータに向けてバイアス磁界を発生するバイアス磁石を有していても良い。これにより、バイアス磁石からロータに向けて磁束を発生させることができるので、より強い磁界を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１（ａ）、（ｂ）は本実施形態における回転検出装置１００を説明するための図であり、（ａ）は回転検出装置１００の概略構成を示す図であり、（ｂ）は回転検出装置１００の側面図である。図２（ａ）〜（ｃ）は、ロータ１０の回転に伴って出力される電気信号の波形を示すグラフであり、（ａ）は磁気検出素子２０ａから出力される電気信号の波形を示すグラフであり、（ｂ）は磁気検出素子２０ｂから出力される電気信号の波形を示すグラフであり、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）の波形を合成した波形を示すグラフである。
【００１５】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、回転検出装置１００は、ロータ１０と、磁気検出素子２０ａ及び２０ｂとにより構成される。
【００１６】
ロータ１０は、略円盤状に形成されており、その円盤状側面には、磁気検出素子２０ａ及び２０ｂに対して周期的に方向が変化する磁界を作用させる磁界作用部３０がロータ１０の周方向に沿って複数設けられている。本実施形態において、ロータ１０は例えば、強磁性材料から構成される。
【００１７】
磁気検出素子２０ａ及び２０ｂは、ロータ１０の円盤状側面に面し、ロータ１０の半径方向の中心軸線Ｘに沿いつつ、磁気検出素子２０ａと２０ｂとの間に所定の間隔を持って並設される。本実施形態において、磁気検出素子２０ａ及び２０ｂは、磁気抵抗の異方性効果を有する強磁性材料にて構成され、ロータ１０の回転に伴う磁界の方向の変化を電気信号に変換して出力する。尚、本実施形態において、２つの磁気検出素子を用いているが、少なくとも２つの磁気検出素子を有していれば良い。
【００１８】
このとき、磁気検出素子２０ａ及び２０ｂをロータ１０の円盤状側面に面するように配置することにより、ロータ１０の径方向における回転検出装置１００の体格を小型化することができる。
【００１９】
磁界作用部３０は、ロータ１０の円盤状側面に、隣接する磁界作用部の境界線３０ｃがロータ１０の半径方向の中心軸線Ｘからずれるように形成されている。これにより、２つの磁気検出素子２０ａ及び２０ｂが検知する磁界の方向の変化に位相差を生じさせることができる。そのため、ロータ１０の円盤状側面側に磁気検出素子２０ａ及び２０ｂを配置した場合にも、従来技術と同様に、回転検出装置１００の検出精度を向上することができる。以下、磁界作用部３０の具体的な構成を説明する。
【００２０】
本実施形態において、回転検出装置１００は、ロータ１０の円盤状側面に、ロータ１０の半径方向の中心軸線ＸからずれるようにＮ極３０ａとＳ極３０ｂとが交互に着磁された着磁部が形成されている。Ｎ極３０ａとＳ極３０ｂとが交互に着磁された着磁部を設けたことにより、磁気検出素子２０ａ及び２０ｂに周期的に方向が変化する磁界を作用させることができる。
【００２１】
ここで、各磁気検出素子２０ａ、２０ｂが出力する電気信号に対し、増幅、波形成形等の信号処理を施すことにより、各電気信号は、図２（ａ）、（ｂ）に示すような矩形状の波形を有する信号（検出信号）となる。本実施形態において、Ｎ極３０ａとＳ極３０ｂとがロータ１０の半径方向の中心軸線Ｘから回転方向に所定の角度だけずれる（傾く）ように着磁されているため、磁気検出素子２０ｂよりもロータ１０の中心から離れた位置にある磁気検出素子２０ａの検出信号の位相が、磁気検出素子２０ｂの検出信号の位相よりも進んだものとなっている。
【００２２】
このとき、回転検出装置１００において、Ｎ極３０ａとＳ極３０ｂとの境界線３０ｃが中心軸線Ｘからずれる角度に応じて、磁気検出素子２０ａと２０ｂの検出信号間の位相差が変化する。つまり、Ｎ極３０ａとＳ極３０ｂとの境界線３０ｃが中心軸線Ｘからずれる角度を大きくすることにより、磁気検出素子２０ａ及び２０ｂから出力される波形の位相差も大きくすることができる。また、磁気検出素子２０ａと２０ｂとの間の間隔を大きくすることによっても、出力される波形の位相差を大きくすることができる。
【００２３】
そのため、本実施形態において、Ｎ極３０ａとＳ極３０ｂとの境界線３０ｃが中心軸線Ｘからずれる角度と磁気検出素子２０ａと２０ｂとの間の間隔を調節することにより、磁気検出素子２０ａ及び２０ｂから出力される電気信号の波形の位相差がπ／４になるようにすることが望ましい。このようにすることにより、２つの波形を合成した際に、図２（ｃ）に示すように単位時間当たりに出力される波形の数が２倍となるため、ロータ１０の回転態様としてロータ１０の回転角度や回転速度を検出する際に精度を向上させることができる。
【００２４】
尚、本実施形態において、１つの磁気検出素子２０ａ及び２０ｂがそれぞれ複数の磁気抵抗素子から構成されていても良い。この場合、差動出力を求めることにより出力信号の大きさを大きくできるので、検出精度をより向上させることができる。
【００２５】
（第２実施形態）
次に第２実施形態について説明する。図３（ａ）、（ｂ）は本実施形態における回転検出装置２００を説明するための図であり、（ａ）は回転検出装置２００の概略構成を示す図であり、（ｂ）は回転検出装置２００の側面図である。
【００２６】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態による回転検出装置２００でも第１実施形態による回転検出装置１００と同様に、ロータ４０と、磁気検出素子５０ａ及び５０ｂとにより構成され、ロータ４０の円盤状側面には、磁気検出素子５０ａ及び５０ｂに対して周期的に方向が変化する磁界を作用させる磁界作用部６０が複数設けられている。
【００２７】
ただし、本実施形態による回転検出装置２００では、ロータ４０の円盤状側面に、山部６０ａと谷部６０ｂが交互に配設されたギヤ歯が形成されており、山部６０ａと谷部６０ｂの境界線６０ｃはロータ４０の半径方向の中心軸線Ｙからずれている。山部６０ａと谷部６０ｂが交互に配設されたギヤ歯を設けることにより、磁気検出素子５０ａ及び５０ｂの周辺の磁界は山部６０ａに引かれるように変化するため、ロータ４０の回転に伴って、山部６０ａを追うようにして磁界を変化させることができる。このように構成しても、第１実施形態による回転検出装置１００と同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
本実施形態において、山部６０ａと谷部６０ｂは、ロータ４０の周方向に沿って谷部６０ｂを形成するようにロータ４０を削ることにより設けられるが、ロータ４０に対して山部６０ａを設けても良い。
【００２９】
尚、本実施形態において、磁気検出素子５０ａ及び５０ｂを挟んでロータ４０と対向する位置には、ロータ４０に向けてバイアス磁界を発生するバイアス磁石（図示せず）が設けられている。バイアス磁石を設けることにより、バイアス磁石からロータ４０に向けて磁束を発生させることができるので、より強い磁界を形成することができる。本実施形態において、バイアス磁石は磁性材料を用いて形成され、バイアス磁石が有する２つの端面のうち一方がＮ極、他方がＳ極になるように着磁されている。尚、本実施形態においては、ロータ４０に近い面がＮ極、遠い面がＳ極になるように着磁される。あるいは、ロータ２０に近い面がＳ極、遠い面がＮ極となるように着磁しても良い。
【００３０】
（変形例）
上記各実施形態においては、磁気検出素子として、磁界に応じて抵抗値を変化させる磁気抵抗素子を採用した。しかしこれに限られることなく、例えばこれに代えて、ホール効果によって磁界に応じたホール電圧信号を出力するホール素子等も採用することができる。要は、磁気ベクトルの変化を感知することのできる素子であれば、上記磁気検出素子として用いることができる。
【００３１】
このように上述したような実施形態における回転検出装置によると、ロータの径方向における体格を小型化しつつ、検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は本実施形態における回転検出装置１００を説明するための図であり、（ａ）は回転検出装置１００の概略構成を示す図であり、（ｂ）は回転検出装置１００の側面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は、ロータ１０の回転に伴って出力される電気信号の波形を示すグラフであり、（ａ）は磁気検出素子２０ａから出力される電気信号の波形を示すグラフであり、（ｂ）は磁気検出素子２０ｂから出力される電気信号の波形を示すグラフであり、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）の波形を合成した波形を示すグラフである。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は本実施形態における回転検出装置２００を説明するための図であり、（ａ）は回転検出装置２００の概略構成を示す図であり、（ｂ）は回転検出装置２００の側面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０、４０・・・ロータ
２０ａ、２０ｂ、５０ａ、５０ｂ・・・磁気検出素子
３０、６０・・・磁界作用部
３０ａ・・・Ｎ極
３０ｂ・・・Ｓ極
６０ａ・・・山部
６０ｂ・・・谷部
３０ｃ、６０ｃ・・・磁界作用部の境界線
Ｘ、Ｙ・・・ロータの半径方向の中心軸線
【図１】
2009168679.tif 000003
【図２】
2009168679.tif 000004
【図３】
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