JPH0943260A - Mr素子式回転センサ - Google Patents
Mr素子式回転センサInfo
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- JPH0943260A JPH0943260A JP7198372A JP19837295A JPH0943260A JP H0943260 A JPH0943260 A JP H0943260A JP 7198372 A JP7198372 A JP 7198372A JP 19837295 A JP19837295 A JP 19837295A JP H0943260 A JPH0943260 A JP H0943260A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pos
- ref
- gear
- protrusion
- signal
- Prior art date
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- Pending
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- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】シグナルロータのREF突起からの磁気干渉を
受けても、出力レベルの変動の少ないPOS信号の検出
及びREF信号の検出が可能なMR素子式回転センサ。 【解決手段】POS用第1ギア12と第2ギア13の間
にREF用ギア14を配設し、第1ギア12の突起15
と第2ギア13の突起16は、ピッチPで、互いにP/
2の位相のずれを有して形成され、REF用ギア14に
はREF用突起17が形成され、第1ギア12に対向し
てPOS検出用MR素子18が、第2ギア13に対向し
てPOS検出用MR素子19が、また、REF用ギア1
4に対向してREF検出用MR素子20、21がピッチ
P/2でが配設されている。
受けても、出力レベルの変動の少ないPOS信号の検出
及びREF信号の検出が可能なMR素子式回転センサ。 【解決手段】POS用第1ギア12と第2ギア13の間
にREF用ギア14を配設し、第1ギア12の突起15
と第2ギア13の突起16は、ピッチPで、互いにP/
2の位相のずれを有して形成され、REF用ギア14に
はREF用突起17が形成され、第1ギア12に対向し
てPOS検出用MR素子18が、第2ギア13に対向し
てPOS検出用MR素子19が、また、REF用ギア1
4に対向してREF検出用MR素子20、21がピッチ
P/2でが配設されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は回転センサに係り、
特に、回転体に取付けられたシグナルロータと、これに
対向して配置されたMR素子を有するMR素子式回転セ
ンサに関する。
特に、回転体に取付けられたシグナルロータと、これに
対向して配置されたMR素子を有するMR素子式回転セ
ンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のMR素子式回転センサとしては、
特開平6−137891号公報に開示されたものがあ
り、これは、回転角度を示すPOS突起を有するギアの
回転と、基準位置を示すREF突起を有するギアの回転
を、それぞれのギアに対向する位置に配置されたMR素
子によって検出し、回転角度信号と基準位置信号を得る
ものである。
特開平6−137891号公報に開示されたものがあ
り、これは、回転角度を示すPOS突起を有するギアの
回転と、基準位置を示すREF突起を有するギアの回転
を、それぞれのギアに対向する位置に配置されたMR素
子によって検出し、回転角度信号と基準位置信号を得る
ものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の回転セ
ンサにおいては、前記POS突起と、前記REF突起と
が隣接して配置されていたため、POS信号検出用のM
R素子が隣接のREF突起から磁気干渉を受けてPOS
信号の出力レベルが変動するという問題点があった。本
発明は、上記の課題を解決するためになされ、REF突
起からの磁気干渉を受けても、出力レベルの変動の少な
いPOS信号の検出及びREF信号の検出が可能なMR
素子式回転センサを提供することを目的としている。
ンサにおいては、前記POS突起と、前記REF突起と
が隣接して配置されていたため、POS信号検出用のM
R素子が隣接のREF突起から磁気干渉を受けてPOS
信号の出力レベルが変動するという問題点があった。本
発明は、上記の課題を解決するためになされ、REF突
起からの磁気干渉を受けても、出力レベルの変動の少な
いPOS信号の検出及びREF信号の検出が可能なMR
素子式回転センサを提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のMR素子式回転
センサは、上記の課題に着目してなされてなされたもの
で、回転体に取り付けられ、回転角度を示すSOS突起
と基準位置を示すREF突起とが形成されたシグナルロ
−タと、それぞれの突起に対向する位置に配置されたM
R素子、及び、MR素子を挾んでシグナルロ−タの反対
側に配置されるバイアス磁石と、直列に接続された2個
のMR素子の中点電位を回転信号として検出する検出手
段を有するMR素子式回転センサであって、前記シグナ
ルロータは、回転角度を示すPOS用第1突起を有する
POS用第1ギアとPOS用第2突起を有するPOS用
第2ギアと、基準位置を示すREF突起を有するREF
用ギアとを有し、POS用第1突起とPOS用第2突起
は、ピッチPが同じで、λP(0<λ<1)だけピッチ
をずらして配置され、REF突起は、POS用第1突起
とPOS用第2突起に挾まれている。さらに、MR素子
は、第1のPOS突起及び第2のPOS突起に対向して
各一個ずつ同位置に、REF突起に対向して、ピッチP
で複数個配置させたものである。
センサは、上記の課題に着目してなされてなされたもの
で、回転体に取り付けられ、回転角度を示すSOS突起
と基準位置を示すREF突起とが形成されたシグナルロ
−タと、それぞれの突起に対向する位置に配置されたM
R素子、及び、MR素子を挾んでシグナルロ−タの反対
側に配置されるバイアス磁石と、直列に接続された2個
のMR素子の中点電位を回転信号として検出する検出手
段を有するMR素子式回転センサであって、前記シグナ
ルロータは、回転角度を示すPOS用第1突起を有する
POS用第1ギアとPOS用第2突起を有するPOS用
第2ギアと、基準位置を示すREF突起を有するREF
用ギアとを有し、POS用第1突起とPOS用第2突起
は、ピッチPが同じで、λP(0<λ<1)だけピッチ
をずらして配置され、REF突起は、POS用第1突起
とPOS用第2突起に挾まれている。さらに、MR素子
は、第1のPOS突起及び第2のPOS突起に対向して
各一個ずつ同位置に、REF突起に対向して、ピッチP
で複数個配置させたものである。
【0005】すなわち、本発明の目的は、特許請求の範
囲に記載されているように、バイアス磁石に対設した磁
性回転体による磁界の変化を、MR素子の中点電位を回
転信号として検出する検出手段により、前記回転体の角
度信号と基準信号を出力するMR素子式回転センサにお
いて、前記回転体に設けたピッチPで形成された第1の
角度信号表示手段と、第1の角度信号手段と同軸上にピ
ッチPで第1の角度信号表示手段に対しλP(0<λ<
1)だけ位相をずらして形成された第2の角度信号表示
手段と、第1の角度検出手段と第2の角度検出手段に挟
まれ、かつ、同軸上に形成した基準位置信号表示手段
と、前記磁性回転体の半径方向に、第1、第2の角度信
号表示手段及び前記基準位置信号表示手段に近接して設
けたバイアス磁石と、前記第1、第2の角度信号表示手
段とそれぞれ対向し、かつ、前記バイアス磁石との間に
挟まれた角度検出用MR素子と、前記基準位置信号表示
手段と対向し、かつ、前記バイアス磁石との間に挟まれ
て前記第1、第2の角度信号表示手段に対しピッチPな
る位相差で形成した複数の基準位置検出用MR素子とを
有することを特徴とするMR素子式回転センサによって
達成される。
囲に記載されているように、バイアス磁石に対設した磁
性回転体による磁界の変化を、MR素子の中点電位を回
転信号として検出する検出手段により、前記回転体の角
度信号と基準信号を出力するMR素子式回転センサにお
いて、前記回転体に設けたピッチPで形成された第1の
角度信号表示手段と、第1の角度信号手段と同軸上にピ
ッチPで第1の角度信号表示手段に対しλP(0<λ<
1)だけ位相をずらして形成された第2の角度信号表示
手段と、第1の角度検出手段と第2の角度検出手段に挟
まれ、かつ、同軸上に形成した基準位置信号表示手段
と、前記磁性回転体の半径方向に、第1、第2の角度信
号表示手段及び前記基準位置信号表示手段に近接して設
けたバイアス磁石と、前記第1、第2の角度信号表示手
段とそれぞれ対向し、かつ、前記バイアス磁石との間に
挟まれた角度検出用MR素子と、前記基準位置信号表示
手段と対向し、かつ、前記バイアス磁石との間に挟まれ
て前記第1、第2の角度信号表示手段に対しピッチPな
る位相差で形成した複数の基準位置検出用MR素子とを
有することを特徴とするMR素子式回転センサによって
達成される。
【0006】
【実施の形態】以下、本発明の原理を図1〜図6に基づ
いて説明する。まず、POS検出用MR素子がREF突
起により磁気干渉を受けて、その出力レベルが変動する
プロセスについて説明する。図1は本発明のMR素子式
回転センサの基本原理を示す平面図、図2は同部分正面
図、図3は同配線回路を示す図である。図1、図2に示
すように、POS用のギア1とREF用のギア2は、互
いに隣接して配置されている。ギア1及びギア2にはそ
れぞれPOS突起3及びREF突起4が設けられてい
る。ギア1と対向する位置にはPOS検出用MR素子5
及び6、またギア2と対向する位置にはREF検出用M
R素子7、8が配置され、これらMR素子5、6、7、
8の背面にはバイアス磁石9が設けられている。各MR
素子は抵抗温度特性を持っているため、POS検出用M
R素子5及び6、REF検出用MR素子7及び8は、そ
れぞれが図3に示すように直列に接続され、その中点電
位を計測して回転信号とすることにより、抵抗値変化の
温度による影響を相殺している。また、検知感度を高め
るために、図2に示すように、POS突起3の形成ピッ
チをPとすると、回転方向に並設した2個のMR素子5
とMR素子6はP/2だけ位相をずらして配置されてい
る。検出対象であるギア1及びギア2が回転すると、R
EF突起4がMR素子5、MR素子6から離れた位置に
ある場合には、MR素子5、MR素子6に垂直に印加さ
れる磁束密度B5及び磁束密度B6は図4(a)のように
変化する。In−Sbによって代表される半導体からな
るMR素子においては、MR素子に対して垂直に印加さ
れる磁束密度Bの値と抵抗値の関係は、図6に示すよう
な変化特性を示す。この結果、POS信号を示すセンサ
出力Vpは、図4(b)に示すように、出力ピ−ク値が
一定の正弦波形状の変化特性を示す。
いて説明する。まず、POS検出用MR素子がREF突
起により磁気干渉を受けて、その出力レベルが変動する
プロセスについて説明する。図1は本発明のMR素子式
回転センサの基本原理を示す平面図、図2は同部分正面
図、図3は同配線回路を示す図である。図1、図2に示
すように、POS用のギア1とREF用のギア2は、互
いに隣接して配置されている。ギア1及びギア2にはそ
れぞれPOS突起3及びREF突起4が設けられてい
る。ギア1と対向する位置にはPOS検出用MR素子5
及び6、またギア2と対向する位置にはREF検出用M
R素子7、8が配置され、これらMR素子5、6、7、
8の背面にはバイアス磁石9が設けられている。各MR
素子は抵抗温度特性を持っているため、POS検出用M
R素子5及び6、REF検出用MR素子7及び8は、そ
れぞれが図3に示すように直列に接続され、その中点電
位を計測して回転信号とすることにより、抵抗値変化の
温度による影響を相殺している。また、検知感度を高め
るために、図2に示すように、POS突起3の形成ピッ
チをPとすると、回転方向に並設した2個のMR素子5
とMR素子6はP/2だけ位相をずらして配置されてい
る。検出対象であるギア1及びギア2が回転すると、R
EF突起4がMR素子5、MR素子6から離れた位置に
ある場合には、MR素子5、MR素子6に垂直に印加さ
れる磁束密度B5及び磁束密度B6は図4(a)のように
変化する。In−Sbによって代表される半導体からな
るMR素子においては、MR素子に対して垂直に印加さ
れる磁束密度Bの値と抵抗値の関係は、図6に示すよう
な変化特性を示す。この結果、POS信号を示すセンサ
出力Vpは、図4(b)に示すように、出力ピ−ク値が
一定の正弦波形状の変化特性を示す。
【0007】これに反して、REF突起4がMR素子5
及び6の近傍を通過している場合には、REF突起4に
磁束が引張られる形となり、MR素子5及びMR素子6
に印加される磁束密度の値が、REF突起4が通過する
前後で低下し、磁束密度B5及び磁束密度B6は図5
(a)のように変化する。この結果、POS信号を示す
センサ出力Vpは、図5(b)に示すように、出力ピ−
ク値が一定とならず、変動しながら変化する。
及び6の近傍を通過している場合には、REF突起4に
磁束が引張られる形となり、MR素子5及びMR素子6
に印加される磁束密度の値が、REF突起4が通過する
前後で低下し、磁束密度B5及び磁束密度B6は図5
(a)のように変化する。この結果、POS信号を示す
センサ出力Vpは、図5(b)に示すように、出力ピ−
ク値が一定とならず、変動しながら変化する。
【0008】〈実施の形態1〉図7及び図8は、本発明
に係る実施の形態1の回転センサの構成を示す図であ
る。図7、図8において、検出対象であるシグナルロ−
タ11は、POS用の第1ギア12、POS用の第2ギ
ア13、REF用ギア14から構成されており、REF
用ギア14は、POS用の第1ギア12とPOS用の第
2ギア13の間に挟まれた構造を有する。POS用の第
1ギア12には、POS用の第1突起15がピッチPで
形成されている。POS用の第2ギア13は、POS用
の第1ギア12と同一形状でPOS用の第1突起16が
形成されている。図8に示したように、POS用の第1
ギア12とPOS用の第2ギア13は、突起のピッチP
のP/2だけ互いに位相をずらして並設されている。ま
た、REF用ギア14には基準位置を示すREF用突起
17が形成されている。POS用の第1ギア12に対向
する位置に、POS検出用MR素子18が配設され、P
OS用の第2ギア13に対向する位置には、別のPOS
検出用MR素子19が配設されている。MR素子18と
MR素子19は回転方向に対して同一位相に配置されて
いる。またREF用ギア14に対向する位置にREF検
出用MR素子20、21が配置されており、回転方向に
並設した2個のMR素子20とMR素子21は、P/2
だけ回転方向に位相をずらして配置されている。MR素
子18、19、20及び21の背面にはバイアス磁石2
2が配置されている。
に係る実施の形態1の回転センサの構成を示す図であ
る。図7、図8において、検出対象であるシグナルロ−
タ11は、POS用の第1ギア12、POS用の第2ギ
ア13、REF用ギア14から構成されており、REF
用ギア14は、POS用の第1ギア12とPOS用の第
2ギア13の間に挟まれた構造を有する。POS用の第
1ギア12には、POS用の第1突起15がピッチPで
形成されている。POS用の第2ギア13は、POS用
の第1ギア12と同一形状でPOS用の第1突起16が
形成されている。図8に示したように、POS用の第1
ギア12とPOS用の第2ギア13は、突起のピッチP
のP/2だけ互いに位相をずらして並設されている。ま
た、REF用ギア14には基準位置を示すREF用突起
17が形成されている。POS用の第1ギア12に対向
する位置に、POS検出用MR素子18が配設され、P
OS用の第2ギア13に対向する位置には、別のPOS
検出用MR素子19が配設されている。MR素子18と
MR素子19は回転方向に対して同一位相に配置されて
いる。またREF用ギア14に対向する位置にREF検
出用MR素子20、21が配置されており、回転方向に
並設した2個のMR素子20とMR素子21は、P/2
だけ回転方向に位相をずらして配置されている。MR素
子18、19、20及び21の背面にはバイアス磁石2
2が配置されている。
【0009】MR素子18〜MR素子21は抵抗温度特
性を有する。例えば、In−Sb半導体薄膜のMR素子
の場合、温度25℃における抵抗値を1とすると、−4
0℃では約7となり、150℃では約0.2となる。図
9に示すように、POS検出用MR素子18及び19を
直列に接続し、その中点電位Vpを回転角度信号として
使用する。同様にREF検出用MR素子20、21を直
列に接続し、その中点電位Vrを基準位置信号として使
用する。
性を有する。例えば、In−Sb半導体薄膜のMR素子
の場合、温度25℃における抵抗値を1とすると、−4
0℃では約7となり、150℃では約0.2となる。図
9に示すように、POS検出用MR素子18及び19を
直列に接続し、その中点電位Vpを回転角度信号として
使用する。同様にREF検出用MR素子20、21を直
列に接続し、その中点電位Vrを基準位置信号として使
用する。
【0010】シグナルロ−タ11は、純鉄のような透磁
率の高い材質を用いて形成されている。純鉄の粉末をプ
レスして圧縮成形した後焼結により製造される。純鉄は
腐食しやすいため、使用環境に応じて亜鉛メッキやニッ
ケルメッキなどの表面処理が施される。また、電磁ステ
ンレス材のように透磁率が高く、かつ、耐食性の高い材
質を用いてもよい。その場合は表面処理が不要となる。
本実施の形態のシグナルロ−タ11は、POS用の第1
ギア12、POS用の第2ギア13及びREF用ギア1
4をそれぞれ別体で形成した後、溶接により組立を行な
ってもよく、また図示しない回転軸に一体的に取付けて
もよい。または回転軸を含むシグナルロータ11を一つ
の部品として製造したものでもよい。
率の高い材質を用いて形成されている。純鉄の粉末をプ
レスして圧縮成形した後焼結により製造される。純鉄は
腐食しやすいため、使用環境に応じて亜鉛メッキやニッ
ケルメッキなどの表面処理が施される。また、電磁ステ
ンレス材のように透磁率が高く、かつ、耐食性の高い材
質を用いてもよい。その場合は表面処理が不要となる。
本実施の形態のシグナルロ−タ11は、POS用の第1
ギア12、POS用の第2ギア13及びREF用ギア1
4をそれぞれ別体で形成した後、溶接により組立を行な
ってもよく、また図示しない回転軸に一体的に取付けて
もよい。または回転軸を含むシグナルロータ11を一つ
の部品として製造したものでもよい。
【0011】MR素子18〜MR素子21は磁束密度の
大きさによって、その抵抗値が変化する磁気デバイスの
一種であって、In−Sbによって代表される半導体の
ものとNi−Feに代表される強磁性体のものに大別さ
れる。半導体MR素子は素子に対し垂直方向の磁界の磁
束密度の大きさに応じて抵抗値が変化するのに対し、強
磁性MR素子は素子に対し平行方向の磁界の磁束密度の
大きさに応じて抵抗値が変化する点で大きな差異を有す
る。MR素子の背面にバイアス磁石を配置してギアの回
転を検出するタイプの回転センサとしては、抵抗変化率
が100ガウスにつき5%程度と比較的大きく、かつ、
印加する磁束密度Bに制限のない半導体MR素子の使用
が好適である。本実施の形態においてはIn−Sb半導
体薄膜を使用している。
大きさによって、その抵抗値が変化する磁気デバイスの
一種であって、In−Sbによって代表される半導体の
ものとNi−Feに代表される強磁性体のものに大別さ
れる。半導体MR素子は素子に対し垂直方向の磁界の磁
束密度の大きさに応じて抵抗値が変化するのに対し、強
磁性MR素子は素子に対し平行方向の磁界の磁束密度の
大きさに応じて抵抗値が変化する点で大きな差異を有す
る。MR素子の背面にバイアス磁石を配置してギアの回
転を検出するタイプの回転センサとしては、抵抗変化率
が100ガウスにつき5%程度と比較的大きく、かつ、
印加する磁束密度Bに制限のない半導体MR素子の使用
が好適である。本実施の形態においてはIn−Sb半導
体薄膜を使用している。
【0012】バイアス磁石22には、その使用温度環境
や検知エアギャップ等により適正な磁石材質が選択され
て使用される。使用温度が低く、エアギャップが狭い民
生用の回転センサの場合は、原価低減のためフェライト
磁石やアルニコ磁石を使用することが望ましい。また、
使用温度が120℃以上の高温で、エアギャップも比較
的広い自動車用回転センサの場合には、エネルギ−積の
大きいNb−Fe−B磁石やSm−Co磁石が使用され
ることが多い。
や検知エアギャップ等により適正な磁石材質が選択され
て使用される。使用温度が低く、エアギャップが狭い民
生用の回転センサの場合は、原価低減のためフェライト
磁石やアルニコ磁石を使用することが望ましい。また、
使用温度が120℃以上の高温で、エアギャップも比較
的広い自動車用回転センサの場合には、エネルギ−積の
大きいNb−Fe−B磁石やSm−Co磁石が使用され
ることが多い。
【0013】POS用の第1突起15とPOS用の第2
突起16の関係は、回転方向に対してP/2だけ位相が
ずれて配置されている。また、POS用の第1ギア12
とPOS用の第2ギア13は同一材質を用いて同一形状
に形成されている。したがって、REF突起17がPO
S検出用MR素子18、19から離れた位置にある場合
は、図10(a)に示すように、MR素子18、MR素
子19に対して垂直に印加される磁束密度B18、B
19は、ほぼ同一の波形がP/2だけ位相がずれて変化す
ることになる。その結果、図10(b)に示すように、
回転に対応し、出力のピ−ク値に変動のないPOS信号
出力Vpを求めることができる。
突起16の関係は、回転方向に対してP/2だけ位相が
ずれて配置されている。また、POS用の第1ギア12
とPOS用の第2ギア13は同一材質を用いて同一形状
に形成されている。したがって、REF突起17がPO
S検出用MR素子18、19から離れた位置にある場合
は、図10(a)に示すように、MR素子18、MR素
子19に対して垂直に印加される磁束密度B18、B
19は、ほぼ同一の波形がP/2だけ位相がずれて変化す
ることになる。その結果、図10(b)に示すように、
回転に対応し、出力のピ−ク値に変動のないPOS信号
出力Vpを求めることができる。
【0014】一方、REF突起17がPOS検出用MR
素子18、19の近傍を通過している場合にはMR素子
18、19はREF突起17の影響を受け、REF突起
17が通過する前後で印加される磁束密度の大きさが低
下する。ところが、MR素子18、19が回転方向に対
し同位置に配置されており、REF突起17からの対応
信号を時間的な遅れがなくほぼ同じレベルで受けること
ができる。従って、MR素子18、19に印加される磁
束密度B18、B19は、図11(a)に示すように変化す
る。この結果、POS信号出力Vpは、図11(b)に
示すように出力のピ−ク値がほとんど変動しない。
素子18、19の近傍を通過している場合にはMR素子
18、19はREF突起17の影響を受け、REF突起
17が通過する前後で印加される磁束密度の大きさが低
下する。ところが、MR素子18、19が回転方向に対
し同位置に配置されており、REF突起17からの対応
信号を時間的な遅れがなくほぼ同じレベルで受けること
ができる。従って、MR素子18、19に印加される磁
束密度B18、B19は、図11(a)に示すように変化す
る。この結果、POS信号出力Vpは、図11(b)に
示すように出力のピ−ク値がほとんど変動しない。
【0015】また、REF検出用MR素子20、21は
POS用第1突起15とPOS用第2突起16からの磁
気干渉を受ける。ところが、MR素子20と21は、P
OS用第1突起15とPOS用第2突起16の位相のず
れと同様に、P/2だけ回転方向に位相をずらして配置
されており、MR素子20がPOS用第1突起15から
磁気干渉の影響を受けているときには、MR素子21は
POS用第2突起16から磁気干渉の影響をほぼ同じレ
ベルで受けることになる。従って、REF検出用MR素
子20、21に印加される磁束密度B20及びB21は、図
12(a)に示すように変化する。これにより図12
(b)に示すように、REF信号出力Vrの波形は、P
OS用第1突起15、POS用第2突起16の磁気干渉
による影響がほとんど見られないものとなる。
POS用第1突起15とPOS用第2突起16からの磁
気干渉を受ける。ところが、MR素子20と21は、P
OS用第1突起15とPOS用第2突起16の位相のず
れと同様に、P/2だけ回転方向に位相をずらして配置
されており、MR素子20がPOS用第1突起15から
磁気干渉の影響を受けているときには、MR素子21は
POS用第2突起16から磁気干渉の影響をほぼ同じレ
ベルで受けることになる。従って、REF検出用MR素
子20、21に印加される磁束密度B20及びB21は、図
12(a)に示すように変化する。これにより図12
(b)に示すように、REF信号出力Vrの波形は、P
OS用第1突起15、POS用第2突起16の磁気干渉
による影響がほとんど見られないものとなる。
【0016】また、POS検出用MR素子18、19
は、回転方向に対して同じ位置に配置されている。従っ
て、POS用第1突起15とPOS用第2突起16を形
成するピッチPに関係なく、POS用第1突起15とP
OS用第2突起16を、P/2だけ位相をずらして配置
すれば、同じ素子で対応することが可能である。
は、回転方向に対して同じ位置に配置されている。従っ
て、POS用第1突起15とPOS用第2突起16を形
成するピッチPに関係なく、POS用第1突起15とP
OS用第2突起16を、P/2だけ位相をずらして配置
すれば、同じ素子で対応することが可能である。
【0017】〈実施の形態2〉本発明の実施の形態2を
図13及び図14により説明する。シグナルロ−タ31
には、POS用第1スリット32とPOS用第2スリッ
ト33が形成されており、また、POS用第1スリット
32とPOS用第2スリット33の間にはREFスリッ
ト34が形成されている。第1実施例と同様に、POS
用第1スリット32とPOS用第2スリット33とは、
形成されたピッチPのP/2だけ位相をずらして配置さ
れている。また、第1実施例と同様の関係位置にMR素
子18〜MR素子21及びバイアス磁石22が配置され
ている。
図13及び図14により説明する。シグナルロ−タ31
には、POS用第1スリット32とPOS用第2スリッ
ト33が形成されており、また、POS用第1スリット
32とPOS用第2スリット33の間にはREFスリッ
ト34が形成されている。第1実施例と同様に、POS
用第1スリット32とPOS用第2スリット33とは、
形成されたピッチPのP/2だけ位相をずらして配置さ
れている。また、第1実施例と同様の関係位置にMR素
子18〜MR素子21及びバイアス磁石22が配置され
ている。
【0018】シグナルロ−タ31はプレス成形され、表
面処理の必要がないステンレス材が使用される。磁束密
度の変化量を確保すると共にプレスによる成形の容易性
を考慮すると、シグナルロ−タ31は板厚を1mm程度
とすることが望ましく、プレス成形により、スリット3
2、33、34も同時に加工形成することができるか
ら、シグナルロ−タの軽量化が図られる。
面処理の必要がないステンレス材が使用される。磁束密
度の変化量を確保すると共にプレスによる成形の容易性
を考慮すると、シグナルロ−タ31は板厚を1mm程度
とすることが望ましく、プレス成形により、スリット3
2、33、34も同時に加工形成することができるか
ら、シグナルロ−タの軽量化が図られる。
【0019】シグナルロ−タ31の回転により、POS
検出用MR素子18、19はREFスリット34から、
また、REF検出用MR素子20、21は、POS用ス
リット32、33からそれぞれ磁気干渉を受ける。しか
し、実施の形態1と同様の作用により、POS信号出力
Vp、REF信号出力Vrは、磁気干渉の影響を殆ど受
けることのない信号を得ることができる。本実施の形態
では、基準位置を示すものとしてスリットを使用した
が、逆にスリットを打ち抜いた残りの部分を基準位置と
して使用してもよい。
検出用MR素子18、19はREFスリット34から、
また、REF検出用MR素子20、21は、POS用ス
リット32、33からそれぞれ磁気干渉を受ける。しか
し、実施の形態1と同様の作用により、POS信号出力
Vp、REF信号出力Vrは、磁気干渉の影響を殆ど受
けることのない信号を得ることができる。本実施の形態
では、基準位置を示すものとしてスリットを使用した
が、逆にスリットを打ち抜いた残りの部分を基準位置と
して使用してもよい。
【0020】〈実施の形態3〉本発明の実施の形態3を
図15及び図16を用いて説明する。シグナルロ−タ4
1は、実施の形態1と同様にPOS用第1ギア12、P
OS用第2ギア13及びREF用ギア14から構成され
る。POS用第1ギア12とPOS用第2ギア13は、
P/4だけ位相をずらして配置されている。このような
構成によれば、センサとしての感度は低下するが、実施
の形態1と同様の作用により、REF突起17からの磁
気干渉による影響が殆ど見られないPOS信号出力Vp
を得ることができる。実施の形態1では、REF検出用
MR素子20、21はP/2だけ回転方向に位相をずら
して配置されていたが、本実施の形態ではPだけ位相を
ずらした構成とすることにより、第1実施例と同様の作
用によりPOS用第1突起15、POS用第216から
の磁気干渉の影響がほとんど見られないREF信号出力
Vrを得ることができる。
図15及び図16を用いて説明する。シグナルロ−タ4
1は、実施の形態1と同様にPOS用第1ギア12、P
OS用第2ギア13及びREF用ギア14から構成され
る。POS用第1ギア12とPOS用第2ギア13は、
P/4だけ位相をずらして配置されている。このような
構成によれば、センサとしての感度は低下するが、実施
の形態1と同様の作用により、REF突起17からの磁
気干渉による影響が殆ど見られないPOS信号出力Vp
を得ることができる。実施の形態1では、REF検出用
MR素子20、21はP/2だけ回転方向に位相をずら
して配置されていたが、本実施の形態ではPだけ位相を
ずらした構成とすることにより、第1実施例と同様の作
用によりPOS用第1突起15、POS用第216から
の磁気干渉の影響がほとんど見られないREF信号出力
Vrを得ることができる。
【0021】以上説明してきたように、上記実施の形態
によれば、回転角度を示すPOS突起と基準位置を示す
REF突起とを有するシグナルロ−タを、同じ突起の形
成ピッチPを有するPOS用第1突起とPOS用第2突
起とを、λP(0<λ<1)だけ位相をずらして配置さ
せ、かつ、POS用第1突起とPOS用第2突起の間に
REF突起を挾む構成とし、さらに、POS信号を検出
するための2個のMR素子を、第1のPOS突起及び第
2のPOS突起と対向して各1個づつ、回転方向に対し
て同位置に配置することにより、POS検出用MR素
子がREF突起から磁気干渉を受けても、その影響がほ
とんど見られないPOS信号出力Vpを得ることができ
る。POS突起の形成ピッチPに関係せず、同一パタ
−ンのPOS検出用MR素子によって対応が可能となる
という効果が得られる。また、REF信号を検出するた
めの2個のMR素子を、回転方向にPだけ位相をずらし
て配置することにより、REF検出用MR素子がPOS
突起からの磁気干渉を受けても、殆どその影響のないR
EF信号出力Vrを得ることができるという効果が得ら
れる。
によれば、回転角度を示すPOS突起と基準位置を示す
REF突起とを有するシグナルロ−タを、同じ突起の形
成ピッチPを有するPOS用第1突起とPOS用第2突
起とを、λP(0<λ<1)だけ位相をずらして配置さ
せ、かつ、POS用第1突起とPOS用第2突起の間に
REF突起を挾む構成とし、さらに、POS信号を検出
するための2個のMR素子を、第1のPOS突起及び第
2のPOS突起と対向して各1個づつ、回転方向に対し
て同位置に配置することにより、POS検出用MR素
子がREF突起から磁気干渉を受けても、その影響がほ
とんど見られないPOS信号出力Vpを得ることができ
る。POS突起の形成ピッチPに関係せず、同一パタ
−ンのPOS検出用MR素子によって対応が可能となる
という効果が得られる。また、REF信号を検出するた
めの2個のMR素子を、回転方向にPだけ位相をずらし
て配置することにより、REF検出用MR素子がPOS
突起からの磁気干渉を受けても、殆どその影響のないR
EF信号出力Vrを得ることができるという効果が得ら
れる。
【0022】実施の形態1で示したように、λ=0.5
とすることにより、センサの感度を高めることができ
る。また、この場合には、REF信号を検出するための
2個のMR素子の位相差をP/2としても、POS突起
からの磁気干渉の影響を低減することができる。この結
果、さらに急峻な立上がり特性を有する基準位置信号を
求めることができ、基準位置検出精度の向上を図ること
ができる。実施の形態2で示したように、シグナルロ−
タに回転角度及び基準位置の情報を与える手段として
は、突起ではなくスリットを使用しても同様の効果が得
られることはいうまでもない。
とすることにより、センサの感度を高めることができ
る。また、この場合には、REF信号を検出するための
2個のMR素子の位相差をP/2としても、POS突起
からの磁気干渉の影響を低減することができる。この結
果、さらに急峻な立上がり特性を有する基準位置信号を
求めることができ、基準位置検出精度の向上を図ること
ができる。実施の形態2で示したように、シグナルロ−
タに回転角度及び基準位置の情報を与える手段として
は、突起ではなくスリットを使用しても同様の効果が得
られることはいうまでもない。
【0023】
【発明の効果】本発明の実施により、回転体に取付けた
シグナルロータの回転角度を示すPOS突起によるPO
S信号は、基準位置を示すREF突起からの磁気干渉を
受けても、出力レベルの変動する変動の少ない回転角度
の検出及び基準位置検出の出力信号を精度よく求めるこ
とができるという効果を奏するものである。
シグナルロータの回転角度を示すPOS突起によるPO
S信号は、基準位置を示すREF突起からの磁気干渉を
受けても、出力レベルの変動する変動の少ない回転角度
の検出及び基準位置検出の出力信号を精度よく求めるこ
とができるという効果を奏するものである。
【図1】MR素子式回転センサの基本原理を示す平面図
である。
である。
【図2】MR素子式回転センサの基本原理を示す部分正
面図である。
面図である。
【図3】図1、図2のMR素子式回転センサの配線回路
を示す図である。
を示す図である。
【図4】REF突起とMR素子との離間時における図
1、図2のMR素子式回転センサの磁束密度(a)、出
力電圧(b)の変化特性を示す図である。
1、図2のMR素子式回転センサの磁束密度(a)、出
力電圧(b)の変化特性を示す図である。
【図5】REF突起とMR素子との近接時における図
1、図2のMR素子式回転センサの磁束密度(a)、出
力電圧(b)の変化特性を示す図である。
1、図2のMR素子式回転センサの磁束密度(a)、出
力電圧(b)の変化特性を示す図である。
【図6】図1、図2のMR素子に垂直に印加される磁束
密度の値と抵抗値の関係を示す特性図である。
密度の値と抵抗値の関係を示す特性図である。
【図7】本発明に係る実施の形態1のMR式回転センサ
の構成を示す平面図である。
の構成を示す平面図である。
【図8】本発明の実施の形態1のMR式回転センサの構
成を示す部分正面図である。
成を示す部分正面図である。
【図9】本発明の実施の形態1のMR素子式回転センサ
の配線回路を示す図である。
の配線回路を示す図である。
【図10】本発明に係る実施の形態1のMR素子式回転
センサの磁束密度(a)、出力電圧(b)の変化特性を
示す図である。
センサの磁束密度(a)、出力電圧(b)の変化特性を
示す図である。
【図11】本発明に係る実施の形態1のMR素子式回転
センサの磁束密度(a)、出力電圧(b)の変化特性を
示す図である。
センサの磁束密度(a)、出力電圧(b)の変化特性を
示す図である。
【図12】本発明に係る実施の形態1のMR素子式回転
センサの磁束密度(a)、出力電圧(b)の変化特性を
示す図である。
センサの磁束密度(a)、出力電圧(b)の変化特性を
示す図である。
【図13】本発明に係る実施の形態2のMR式回転セン
サの構成を示す平面図である。
サの構成を示す平面図である。
【図14】本発明の実施の形態2のMR式回転センサの
構成を示す部分正面図である。
構成を示す部分正面図である。
【図15】本発明に係る実施の形態3のMR式回転セン
サの構成を示す平面図である。
サの構成を示す平面図である。
【図16】本発明の実施の形態3のMR式回転センサの
構成を示す部分正面図である。
構成を示す部分正面図である。
1…POS用ギア 2…REF用ギ
ア 3…POS突起 4…REF突起 5、6…POS検出用素子 7、8…REF検出
用素子 9、22…バイアス磁石 11、31、41…シグナルロータ 12…POS用第1ギア 13…POS用
第2ギア 14…REF用ギア 15…POS用
第1突起 16…POS用第2突起 17…REF突
起 18、19…POS検出用MR素子 20、21…R
EF検出用MR素子 32…POS用第1スリット 33…POS用
第2スリット 34…REFスリット Vp…POS信号出力 Vr…REF信
号出力
ア 3…POS突起 4…REF突起 5、6…POS検出用素子 7、8…REF検出
用素子 9、22…バイアス磁石 11、31、41…シグナルロータ 12…POS用第1ギア 13…POS用
第2ギア 14…REF用ギア 15…POS用
第1突起 16…POS用第2突起 17…REF突
起 18、19…POS検出用MR素子 20、21…R
EF検出用MR素子 32…POS用第1スリット 33…POS用
第2スリット 34…REFスリット Vp…POS信号出力 Vr…REF信
号出力
Claims (4)
- 【請求項1】バイアス磁石に対設した磁性回転体による
磁界の変化を、MR素子の中点電位を回転信号として検
出する検出手段により、前記回転体の角度信号と基準信
号を出力するMR素子式回転センサにおいて、 前記回転体に設けたピッチPで形成された第1の角度信
号表示手段と、 第1の角度信号手段と同軸上にピッチPで第1の角度信
号表示手段に対しλP(0<λ<1)だけ位相をずらし
て形成された第2の角度信号表示手段と、 第1の角度検出手段と第2の角度検出手段に挟まれ、か
つ、同軸上に形成した基準位置信号表示手段と、 前記磁性回転体の半径方向に、第1、第2の角度信号表
示手段及び前記基準位置信号表示手段に近接して設けた
バイアス磁石と、 前記第1、第2の角度信号表示手段とそれぞれ対向し、
かつ、前記バイアス磁石との間に挟まれた角度検出用M
R素子と、 前記基準位置信号表示手段と対向し、かつ、前記バイア
ス磁石との間に挟まれて前記第1、第2の角度信号表示
手段に対しピッチPなる位相差で形成した複数の基準位
置検出用MR素子とを有することを特徴とするMR素子
式回転センサ。 - 【請求項2】 前記角度信号表示手段は、突起、あるい
はスリットの少なくとも何れかを有することを特徴とす
る請求項1記載のMR素子式回転センサ。 - 【請求項3】 前記第2の角度信号表示手段は、前記λ
Pなる位相のずれにおいて、λ=0.5であることを特
徴とする請求項1記載のMR素子式回転センサ。 - 【請求項4】 前記複数の基準位置検出用MR素子は、
前記回転体の回転方向に対してピッチ0.5Pなる位相
差で形成されていることを特徴とする特許請求範囲第3
項記載のMR素子式回転センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7198372A JPH0943260A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | Mr素子式回転センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7198372A JPH0943260A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | Mr素子式回転センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943260A true JPH0943260A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16390023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7198372A Pending JPH0943260A (ja) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | Mr素子式回転センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0943260A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001264112A (ja) * | 2000-03-14 | 2001-09-26 | Hitachi Metals Ltd | エンコーダー、mrセンサーおよびパワーステアリング装置 |
| JP2008008699A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Tdk Corp | 回転検出装置 |
| KR100807179B1 (ko) * | 2002-03-13 | 2008-02-27 | 가부시키가이샤 제이텍트 | 회전각도 검출장치, 토크 검출장치 및 스티어링 장치 |
| WO2011152266A1 (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-08 | Ntn株式会社 | 磁気エンコーダ |
-
1995
- 1995-08-03 JP JP7198372A patent/JPH0943260A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001264112A (ja) * | 2000-03-14 | 2001-09-26 | Hitachi Metals Ltd | エンコーダー、mrセンサーおよびパワーステアリング装置 |
| KR100807179B1 (ko) * | 2002-03-13 | 2008-02-27 | 가부시키가이샤 제이텍트 | 회전각도 검출장치, 토크 검출장치 및 스티어링 장치 |
| JP2008008699A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Tdk Corp | 回転検出装置 |
| WO2011152266A1 (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-08 | Ntn株式会社 | 磁気エンコーダ |
| JP2011252826A (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Ntn Corp | 磁気エンコーダ |
| CN102933940A (zh) * | 2010-06-03 | 2013-02-13 | Ntn株式会社 | 磁性编码器 |
| CN102933940B (zh) * | 2010-06-03 | 2015-07-08 | Ntn株式会社 | 磁性编码器 |
| US9250102B2 (en) | 2010-06-03 | 2016-02-02 | Ntn Corporation | Magnetic encoder |
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