DE102020213092B4

DE102020213092B4 - Magneterfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020213092B4
Application number: DE102020213092.2A
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Amano; Hideki SHIMAUCHI; Masahiro Yokotani; Yoshinori Tatenuma; Akira Koshimizu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2024-03-07
Anticipated expiration: 2040-10-17
Also published as: DE102020213092A1; JP2021143833A; JP6893267B1; US20210286027A1; US11598826B2

Abstract

Magneterfassungsvorrichtung (100), aufweisend:einen ersten magnetischen Drehkörper (1a), welcher um eine Drehwelle (5) drehbar ist und einen Außenumfangsabschnitt aufweist, welcher ein Magnetkörper ist;einen zweiten magnetischen Drehkörper (1b), welcher in Bezug auf den ersten magnetischen Drehkörper (1a) auf einer Seite in einer axialen Richtung bereitgestellt ist und sich mit dem ersten magnetischen Drehkörper (1a) integral dreht, wobei der zweite magnetische Drehkörper (1b) einen Außenumfangsabschnitt aufweist, welcher ein Magnetkörper ist;einen Magneten (4), welcher radial auswärts von dem ersten magnetischen Drehkörper (1a) und dem zweiten magnetischen Drehkörper (1b) bereitgestellt ist und an einem nichtdrehbaren Element befestigbar ist, wobei der Magnet (4) eine entlang der axialen Richtung verlaufende Magnetisierungsrichtung aufweist;ein erstes magnetoresistives Element (2a), welches auf einer anderen Seite in der axialen Richtung des Magneten (4) bereitgestellt ist und eine Änderung eines Magnetfelds erfasst;ein zweites magnetoresistives Element (2b), welches auf einer Seite in der axialen Richtung des Magneten (4) bereitgestellt ist und eine Änderung eines Magnetfelds erfasst;eine erste Magnetführung (6a), welche zwischen dem Magneten (4) und dem ersten magnetoresistiven Element (2a) bereitgestellt ist; undeine zweite Magnetführung (6b), welche zwischen dem Magneten (4) und dem zweiten magnetoresistiven Element (2b) bereitgestellt ist,wobeider Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers (1a) und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers (1b) unterschiedliche Magnetfelder zwischen dem Magneten (4) und den jeweiligen Außenumfangsabschnitten herbeiführen, wobeidie erste Magnetführung (6a) zwei Vorsprungsabschnitte (8) aufweist, welche von beiden Seiten in einer Umfangsrichtung in Richtung der anderen Seite in der axialen Richtung vorspringen, unddie zweite Magnetführung (6b) zwei Vorsprungsabschnitte (8) aufweist, welche von beiden Seiten in der Umfangsrichtung in Richtung der einen Seite in der axialen Richtung vorspringen, wobeidie erste Magnetführung (6a) und die zweite Magnetführung (6b), welche in derselben Form ausgebildet sind, und das erste magnetoresistive Element (2a) und das zweite magnetoresistive Element (2b) mit derselben Form in Bezug auf den Magneten (4) in der axialen Richtung symmetrisch angeordnet sind, wobeider Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers (1a) eine Vielzahl von Vorsprüngen (7) aufweist, welche in vorbestimmten Abständen in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, undder Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers (1b) S-Pole und N-Pole aufweist, welche in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Magneterfassungsvorrichtung.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Als Vorrichtung, welche die Drehgeschwindigkeit oder den Drehwinkel eines Drehkörpers erfasst, wird zum Beispiel eine Vorrichtung, welche ein Magnetfeld erfasst, welches sich durch Drehung mit Verstreichen einer Zeit ändert, als Magneterfassungsvorrichtung verwendet.
In einem Steuersystem für einen Fahrzeugmotor oder dergleichen ist es erforderlich, zwei Typen von unterschiedlichen Signalmustern von einem an einer Welle angebrachten Drehkörper zu erlangen. Der Fahrzeugmotor wird normalerweise durch das System auf Grundlage zum Beispiel von Positionsinformationen einer Kurbelwelle gesteuert. Eine Bereitstellung zahlreicher Arten von Positionsinformationen der Kurbelwelle ermöglicht es, die Motorsteuerung genauer durchzuführen. Als Ausgestaltung einer Magneterfassungsvorrichtung zum Erlangen von zwei Typen von unterschiedlichen Signalmustern von einer Stange, welche sich in einer Richtung bewegt, ist eine Ausgestaltung mit zwei Zahnstrukturen, welche Erfassungsziele sind, zwei Magnetsensoren zur Erfassung von Änderungen von Magnetfeldern aufgrund von Bewegungen der Zahnstrukturen und ein Magnet zum Anlegen eines Vormagnetisierungsfelds an die zwei Magnetsensoren (siehe zum Beispiel Patentdokument 1, 7) offenbart. In dieser Magneterfassungsvorrichtung sind die zwei aus Magnetkörpern gebildeten Zahnstrukturen einer Stange bereitgestellt. Als die Magnetsensoren werden magnetoelektrische Umwandlungselemente wie etwa magnetoresistive Elemente verwendet und jeder Magnetsensor erfasst eine Änderung eines aufgrund einer Bewegung der Stange erzeugten Magnetfelds.
Patentdokument 1: US 2010 / 0 134 095A1
In Patentdokument 1 erfassen die zwei magnetoresistiven Elemente jeweilige Änderungen unterschiedlicher Magnetfelder, welche zwischen dem Magneten und den zwei aus Magnetkörpern gebildeten Zahnstrukturen erzeugt werden. Somit ist es möglich, zwei Typen von unterschiedlichen Signalmustern von den zwei Zahnstrukturen zu erlangen, welche der Stange bereitgestellt sind, welche sich in einer Richtung bewegt. In dem Fall, in dem jedes der zwei magnetoresistiven Elemente eine ihm gegenüberliegende Zahnstruktur erfasst, beeinflusst eine Änderung des durch die andere Zahnstruktur, welche ihm nicht gegenüberliegt, hervorgerufenen Magnetfelds ebenso ein magnetoresistives Element, was somit ein Problem verursacht, welches darin besteht, dass eine fehlerhafte Erfassung in dem einen magnetoresistiven Element auftritt, sodass eine Erfassungsgenauigkeit beeinträchtigt wird. Zum Beispiel wird in dem Fall, in dem die zwei Zahnstrukturen nahe beieinander liegen, dem Fall, in dem die Größen der zwei Zahnstrukturen unterschiedlich sind, oder dem Fall, in dem ein magnetoresistives Element nahe an der anderen Zahnstruktur liegt, welche kein Erfassungsziel ist, ein magnetoresistives Element nicht nur durch eine Zahnstruktur, welche ein Erfassungsziel ist, sondern auch durch die andere Zahnstruktur, welche kein Erfassungsziel ist, beeinflusst.
Als Verfahren zum Verhindern eines Einflusses, welcher von der anderen Magnetkörperzahnstruktur ausgeht, welche kein Erfassungsziel ist, existieren ein Verfahren, bei welchem der Abstand zwischen den zwei Zahnstrukturen erweitert wird, um die Distanz zwischen den zwei magnetoresistiven Elementen zu erhöhen, und ein Verfahren, bei welchem ein Magnetvolumen der andere Zahnstruktur relativ zu einer Zahnstruktur verringert wird, um den Einfluss der anderen Zahnstruktur auf das eine magnetoresistive Element zu verringern. Wenn die Distanz zwischen den zwei magnetoresistiven Elementen jedoch erhöht wird, ergeben sich das Problem, dass sich die Magneterfassungsvorrichtung vergrößert, und das Problem, dass die Gestaltungsfreiheit beim Montieren der Magneterfassungsvorrichtung an einem Motor oder dergleichen aufgrund der Vergrößerung vermindert wird. Indes wird, wenn ein Magnetvolumen der anderen Zahnstruktur relativ zu einem magnetoresistiven Element verringert wird, die Amplitude eines Ausgangssignals von dem anderen magnetoresistiven Element, welches die andere Zahnstruktur erfasst, verringert, was somit ein Problem verursacht, welches darin besteht, dass die Erfassungsgenauigkeit der anderen Zahnstruktur beeinträchtigt wird. Es sei angemerkt, dass die oben genannten Verfahren zum Verhindern eines Einflusses, welcher von der anderen Zahnstruktur ausgeht, welche kein Erfassungsziel ist, und von durch die jeweiligen Verfahren verursachten Problemen ebenso bezüglich des Verhältnisses zwischen dem anderen magnetoresistiven Element und einer Zahnstruktur dieselben sind.
JP 2006 - 084 416 A , DE 10 2009 055 130 A1 , DE 602 22 356 T2 , DE 10 2011 104 009 A1 und DE 10 2004 059 374 A1 sind weiterer Stand der Technik.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Unter Berücksichtigung des Vorangehenden besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung in der Bereitstellung einer Magneterfassungsvorrichtung, in welcher eine Änderung eines durch einen Magnetkörper, welcher ein Erfassungsziel eines magnetoresistiven Elements ist, hervorgerufenen Magnetfelds daran gehindert wird, das andere magnetoresistive Element zu beeinflussen, während eine Vergrößerung unterbunden wird.
Die Erfindung wird durch Anspruch 1 definiert.
Eine Magneterfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung weist auf: einen ersten magnetischen Drehkörper, welcher sich um eine Drehwelle dreht und einen Außenumfangsabschnitt aufweist, welcher ein Magnetkörper ist; einen zweiten magnetischen Drehkörper, welcher in Bezug auf den ersten magnetischen Drehkörper auf einer Seite in einer axialen Richtung bereitgestellt ist und sich mit dem ersten magnetischen Drehkörper integral dreht, wobei der zweite magnetische Drehkörper einen Außenumfangsabschnitt aufweist, welcher ein Magnetkörper ist; einen Magneten, welcher radial auswärts von dem ersten magnetischen Drehkörper und dem zweiten magnetischen Drehkörper bereitgestellt ist und an einem nichtdrehbaren Element befestigt ist, wobei der Magnet eine entlang der axialen Richtung verlaufende Magnetisierungsrichtung aufweist; ein erstes magnetoresistives Element, welches auf einer anderen Seite in der axialen Richtung des Magneten bereitgestellt ist und eine Änderung eines Magnetfelds erfasst; ein zweites magnetoresistives Element, welches auf einer Seite in der axialen Richtung des Magneten bereitgestellt ist und eine Änderung eines Magnetfeld erfasst; eine erste Magnetführung, welche zwischen dem Magneten und dem ersten magnetoresistiven Element bereitgestellt ist; und eine zweite Magnetführung, welche zwischen dem Magneten und dem zweiten magnetoresistiven Element bereitgestellt ist, wobei der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers unterschiedliche Magnetfelder zwischen dem Magneten und den jeweiligen Außenumfangsabschnitten herbeiführen.
In der Magneterfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die erste Magnetführung zwischen dem Magneten und dem ersten magnetoresistiven Element bereitgestellt und die zweite Magnetführung ist zwischen dem Magneten und dem zweiten magnetoresistiven Element bereitgestellt. Somit können der durch eine Änderung des durch den zweiten magnetischen Drehkörper hervorgerufenen Magnetfelds verursachte Einfluss auf das erste magnetoresistive Element, welches auf der anderen Seite in der axialen Richtung des Magneten bereitgestellt ist, und der durch eine Änderung des durch den ersten magnetischen Drehkörper hervorgerufenen Magnetfelds verursachte Einfluss auf das zweite magnetoresistive Element, welches auf der einen Seite in der axialen Richtung des Magneten bereitgestellt ist, verringert werden. Außerdem ist es möglich, Änderungen der durch den ersten magnetischen Drehkörper und den zweiten magnetischen Drehkörper hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen, da der Einfluss auf das erste magnetoresistive Element, welcher durch eine Änderung des durch den zweiten magnetischen Drehkörper hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, und der Einfluss auf das zweite magnetoresistive Element, welcher durch eine Änderung des durch den ersten magnetischen Drehkörper hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, verringert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine perspektivische Ansicht zur schematischen Darstellung der Struktur einer Magneterfassungsvorrichtung einem ersten Beispiel;
2 ist eine Seitenansicht einer Erfassungseinheit der Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Beispiel;
3 ist eine weitere Seitenansicht der Erfassungseinheit der Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Beispiel;
4 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung einer Funktionsweise der Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Beispiel;
5 ist eine Grafik zur Darstellung einer MR-Schleife eines ersten magnetoresistiven Elements der Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Beispiel;
6 ist eine Grafik zur Darstellung von Wirkungen, welche durch Bereitstellen von Magnetführungen in der Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Beispiel erlangt werden;
7 zeigt das Verhältnis zwischen den Breiten in Umfangsrichtung der Magnetführungen und des Magneten in der Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Beispiel;
8 ist eine Seitenansicht einer Erfassungseinheit einer Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem zweiten Beispiel;
9 ist eine Seitenansicht einer Erfassungseinheit einer Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem dritten Beispiel;
10 ist eine Seitenansicht einer Erfassungseinheit einer Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem vierten Beispiel;
11 ist eine perspektivische Ansicht zur schematischen Darstellung der Struktur einer Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem fünften Beispiel;
12 ist eine Seitenansicht einer Erfassungseinheit der Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem fünften Beispiel;
13 zeigt Wirkungen, welche durch Bereitstellen von Vorsprungsabschnitten für Magnetführungen der Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem fünften Beispiel erlangt werden;
14 ist eine Seitenansicht einer Erfassungseinheit einer Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem sechsten Beispiel;
15 ist eine Grafik zur Darstellung des Verhältnisses zwischen der Dicke eines magnetischen Drehkörpers und einem Ausgangssignal eines magnetoresistiven Elements in der Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem sechsten Beispiel;
16 ist eine Seitenansicht einer anderen Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem sechsten Beispiel;
17 ist eine Grafik zur Darstellung des Verhältnisses zwischen einem Ausgangssignals eines magnetoresistiven Elements und der Distanz zwischen den magnetischen Drehkörpern in einer Magneterfassungsvorrichtung gemäß dem siebten Beispiel;
18 ist eine perspektivische Ansicht zur schematischen Darstellung der Struktur einer Magneterfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
19 ist eine perspektivische Ansicht zur schematischen Darstellung der Struktur einer Magneterfassungsvorrichtung in einem Vergleichsbeispiel;
20 ist eine Seitenansicht einer Erfassungseinheit der Magneterfassungsvorrichtung in dem Vergleichsbeispiel;
21 ist ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung einer Funktionsweise der Magneterfassungsvorrichtung in dem Vergleichsbeispiel;
22 ist ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung einer Funktionsweise der Magneterfassungsvorrichtung in dem Vergleichsbeispiel; und
23 ist ein weiteres Zeitdiagramm zur Veranschaulichung einer Funktionsweise der Magneterfassungsvorrichtung in dem Vergleichsbeispiel.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Magneterfassungsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind dieselben oder entsprechenden Elemente/Teile zur Beschreibung durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
ERSTES BEISPIEL
1 ist eine perspektivische Ansicht zur schematischen Darstellung der Struktur einer Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem ersten Beispiel, 2 ist eine Seitenansicht einer Erfassungseinheit 150 der Magneterfassungsvorrichtung 100, 3 ist eine Seitenansicht der Erfassungseinheit 150 der Magneterfassungsvorrichtung 100 bei Betrachtung in der Richtung von Pfeil P in 1, 4 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung einer Funktionsweise der Magneterfassungsvorrichtung 100, 5 ist eine Grafik zur Darstellung einer MR-Schleife eines ersten magnetoresistiven Elements 2a der Magneterfassungsvorrichtung 100, 6 ist eine Grafik zur Darstellung von Wirkungen von Magnetführungen 6 der Magneterfassungsvorrichtung 100 und 7 zeigt das Verhältnis zwischen den Breiten in Umfangsrichtung der Magnetführung 6 und des Magneten 4 der Magneterfassungsvorrichtung 100. Die Magneterfassungsvorrichtung 100 ist eine Vorrichtung zum Erlangen von zwei Typen von unterschiedlichen Signalmustern von einem ersten magnetischen Drehkörper 1a und einem zweiten magnetischen Drehkörper 1b, welche sich um eine Drehwelle 5 drehen. Die Drehwelle 5 ist zum Beispiel eine Kurbelwelle oder eine Radwelle eines Motors oder eine daran angebrachte drehbare Welle.
<Kurzdarstellung der Struktur der Magneterfassungsvorrichtung 100>
Die Magneterfassungsvorrichtung 100 weist zwei magnetische Drehkörper 1 und die Erfassungseinheit 150 auf. Die Erfassungseinheit 150 weist zwei magnetoresistive Elemente 2, zwei Verarbeitungsschaltungen 3, zwei Magnetführungen 6 und einen Magneten 4 auf. Die magnetischen Drehkörper 1 und die Magnetführungen 6 sind zum Beispiel aus SPCC, welcher ein kaltgewalzter Stahl ist. Das Material des Magneten 4 ist zum Beispiel Samarium-Cobalt. Der erste magnetische Drehkörper 1a dreht sich um die Drehwelle 5 und weist einen Außenumfangsabschnitt auf, welcher ein Magnetkörper ist. Der zweite magnetische Drehkörper 1b ist in Bezug auf den ersten magnetischen Drehkörper 1a auf einer Seite in der axialen Richtung bereitgestellt, dreht sich integral mit dem ersten magnetischen Drehkörper 1a und weist einen Außenumfangsabschnitt auf, welcher ein Magnetkörper ist. Der Magnet 4 weist eine rechteckige Parallelepipedform auf, ist radial auswärts von dem ersten magnetischen Drehkörper 1a und dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b bereitgestellt und weist eine entlang der axialen Richtung verlaufende Magnetisierungsrichtung auf. Ein magnetischer Fluss, welcher zum Beispiel durch gestrichelte Pfeile in 2 gekennzeichnet ist, wird von dem Magneten 4 erzeugt. Der Magnet 4 legt ein Vormagnetisierungsfeld an das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b an. In der Magneterfassungsvorrichtung 100 zur Erfassung der magnetischen Drehkörper 1, welche zum Beispiel an einer Kurbelwelle angebracht sind, ist die Erfassungseinheit 150, aufweisend den Magneten 4, an einem Motorblock (nicht dargestellt) befestigt, welcher ein nichtdrehbares Element ist.
Der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b weisen jeweils eine Vielzahl von Vorsprüngen 7 auf, welche in vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. In 1 sind die Vorsprünge 7 auf einer Halbseite der Außenumfangsabschnitte des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b nicht dargestellt. Die Vielzahl von Vorsprüngen 7a des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und die Vielzahl von Vorsprüngen 7b des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b befinden sich an voneinander unterschiedlichen Positionen in der Umfangsrichtung. Die Vorsprünge 7a und die Vorsprünge 7b, welche Teile der Außenumfangsabschnitte des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b sind, sind ebenso Magnetkörper. Der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b führen unterschiedliche Magnetfelder zwischen dem Magneten 4 und den jeweiligen Außenumfangsabschnitten herbei. Außerdem führen der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b durch eine Drehung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b sich unterschiedlich ändernde Magnetfelder zwischen dem Magneten 4 und den jeweiligen Außenumfangsabschnitten herbei.
Das erste magnetoresistive Element 2a befindet sich senkrecht zu der axialen Richtung und auf der anderen Seite in der axialen Richtung des Magneten 4 und erfasst eine Änderung eines Magnetfelds. Das zweite magnetoresistive Element 2b befindet sich senkrecht zu der axialen Richtung und auf einer Seite in der axialen Richtung des Magneten 4 und erfasst eine Änderung eines Magnetfelds. Die Magnetpolflächen des Magneten 4 liegen jeweils parallel zu dem ersten magnetoresistiven Element 2a und dem zweiten magnetoresistiven Element 2b. Eine erste Verarbeitungsschaltung 3a ist mit dem ersten magnetoresistiven Element 2a verbunden, verarbeitet eine Ausgabe von dem ersten magnetoresistiven Element 2a und gibt das Verarbeitungsergebnis nach außen aus. Die zweite Verarbeitungsschaltung 3b ist mit dem zweiten magnetoresistiven Element 2b verbunden, verarbeitet eine Ausgabe von dem zweiten magnetoresistiven Element 2b und gibt das Verarbeitungsergebnis nach außen aus. Eine aus einem Magnetkörper gebildete erste Magnetführung 6a befindet sich zwischen dem Magneten 4 und dem ersten magnetoresistiven Element 2a. Eine aus einem Magnetkörper gebildete zweite Magnetführung 6b befindet sich zwischen dem Magneten 4 und dem zweiten magnetoresistiven Element 2b. Die erste Magnetführung 6a und die zweite Magnetführung 6b sind in rechteckigen Plattenformen ausgebildet. Die erste Magnetführung 6a und die zweite Magnetführung 6b sind jedoch nicht auf diese Formen beschränkt und können jegliche Formen aufweisen, welche als Abschirmungen zwischen dem Magneten 4 und den magnetoresistiven Elementen 2 dienen.
<Magnetoresistive Elemente 2>
Die magnetoresistiven Elemente 2 sind Elemente, deren Widerstandswerte sich gemäß der Stärke eines in einer entlang der Elementoberfläche im Inneren angelegten Magnetfelds ändern. Jedes magnetoresistive Element 2 befindet sich in Bezug auf eine Mittelachse 4a in der Magnetisierungsrichtung des Magneten 4 auf der Seite der magnetischen Drehkörper 1 in der radialen Richtung, sodass ein Vormagnetisierungsfeld in einer entlang der Elementoberfläche im Inneren verlaufenden Richtung angelegt ist. In 5 kennzeichnet die Horizontalachse ein an das erste magnetoresistive Element 2a angelegtes Magnetfeld (A/m) und die Vertikalachse kennzeichnet eine Widerstandsänderungsrate (%) des ersten magnetoresistiven Elements 2a. 5 zeigt eine MR-Schleife des ersten magnetoresistiven Elements 2a und dieselbe MR-Schleife stellt sich ebenso für das zweite magnetoresistive Element 2b dar. Wie in 5 dargestellt ist in dem ersten magnetoresistiven Element 2a eine Widerstandsänderung in Bezug auf das angelegte Magnetfeld nichtlinear. Daher ist es, um zum Beispiel einen Bereich zu verwenden, welcher in der MR-Schleife einer linearen Form nahe ist und eine hohe Widerstandsänderungsrate aufweist, erstrebenswert, eine Festlegung so zu treffen, dass ein Magnetfeld entsprechend einem Bereich von ΔB in 5 an das erste magnetoresistive Element 2a angelegt wird. Konkret wird die folgende Festlegung getroffen. Ein Vormagnetisierungsfeld entsprechend A in 5 wird an das erste magnetoresistive Element 2a angelegt. Dann wird, wenn die Distanz zwischen dem Vorsprung 7a und dem ersten magnetoresistiven Element 2a minimiert ist, ein Magnetfeld entsprechend B in 5 an das erste magnetoresistive Element 2a angelegt. Eine solche Festlegung kann durch Anpassen des Positionsverhältnisses zwischen den magnetoresistiven Elementen 2, den Magnetführungen 6 und dem Magneten 4 getroffen werden. Es sei angemerkt, dass selbst dann, wenn die Richtung des angelegten Magnetfelds umgekehrt wird, die Eigenschaft des magnetoresistiven Elements 2 dieselbe ist, da die MR-Schleife eine liniensymmetrische Eigenschaft aufweist.
<Vergleichsbeispiel>
Vor der Beschreibung der Magnetführungen 6, welche ein wesentlicher Teil der vorliegenden Offenbarung sind, wird ein Vergleichsbeispiel unter Bezugnahme auf 19 und 20 beschrieben. 19 ist eine perspektivische Ansicht zur schematischen Darstellung der Struktur einer Magneterfassungsvorrichtung 200 in dem Vergleichsbeispiel und 20 ist eine Seitenansicht einer Erfassungseinheit 201 der in 19 dargestellten Magneterfassungsvorrichtung 200. Die Magneterfassungsvorrichtung 200 weist magnetische Drehkörper 101a, 101b, magnetoresistive Elemente 102a, 102b, welche Erfassungselemente sind, Verarbeitungsschaltungen 103a, 103b und einen Magneten 104 auf. Die magnetischen Drehkörper 101a, 101b mit Außenumfangsabschnitten, welche Magnetkörper sind, drehen sich synchron mit einer Drehung einer Drehwelle 105. Die Außenumfangsabschnitte der magnetischen Drehkörper 101a, 101b weisen jeweils eine Vielzahl von Vorsprüngen 107 auf, welche in vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Außenumfangsabschnitte der magnetischen Drehkörper 101a, 101b unterscheiden sich bezüglich der Positionen ihrer Vorsprünge 107. Der Magnet 104 weist eine rechteckige Parallelepipedform auf, weist eine entlang der axialen Richtung verlaufende Magnetisierungsrichtung auf und befindet sich radial auswärts von den magnetischen Drehkörpern 101a, 101b. Die magnetoresistiven Elemente 102a, 102b erfassen Änderungen von zwischen dem Magneten 104 und den magnetischen Drehkörpern 101a, 101b erzeugten Magnetfeldern. Die magnetoresistiven Elemente 102a, 102b befinden sich entsprechend für die jeweiligen Außenumfangsabschnitte der magnetischen Drehkörper 101a, 101b auf senkrecht zu der Drehwelle 105 liegenden Ebenen und befinden sich jeweils auf einer Seite und der anderen Seite in der axialen Richtung des Magneten 104. Der Magnet 104 legt ein Vormagnetisierungsfeld an jedes der magnetoresistiven Elemente 102a, 102b an. Die Verarbeitungsschaltungen 103a, 103b sind mit den jeweiligen magnetoresistiven Elementen 102a, 102b verbunden und verarbeiten die jeweiligen Ausgaben von den magnetoresistiven Elementen 102a, 102b.
21 und 22 sind Zeitdiagramme zur Darstellung einer Funktionsweise der Magneterfassungsvorrichtung 200 in dem Vergleichsbeispiel. 21 zeigt eine Ausgabe des magnetoresistiven Elements 102a in dem Fall, in dem das magnetoresistive Element 102a nicht durch den ihm nicht gegenüberliegenden magnetischen Drehkörper 101b beeinflusst wird, und 22 zeigt eine Ausgabe des magnetoresistiven Elements 102b in dem Fall, in dem das magnetoresistive Element 102b nicht durch den ihm nicht gegenüberliegenden magnetischen Drehkörper 101a beeinflusst wird. In 21 steht Va für ein Ausgangssignal des magnetoresistiven Elements 102a und in 22 steht Vb für ein Ausgangssignal des magnetoresistiven Elements 102b. Während sich die magnetischen Drehkörper 101a, 101b um die Drehwelle 105 drehen, ändern sich an die magnetoresistiven Elemente 102a, 102b angelegte Magnetfelder gemäß den Formen der Außenumfangsabschnitte der magnetischen Drehkörper 101a, 101b. Als Reaktion auf die Änderungen der Magnetfelder ändern sich die Ausgangssignale Va, Vb der magnetoresistiven Elemente 102a, 102b. Durch Durchführen einer Binarisierungsverarbeitung der Ausgangssignale Va, Vb unter Verwendung eines zweckmäßigen Schwellwerts Vref werden rechteckige Wellensignale Voa, Vob entsprechend Anordnungen der auf den Außenumfangsabschnitten der magnetischen Drehkörper 101a, 101b bereitgestellten Vorsprünge 107 erlangt. Wie in 21 und 22 dargestellt ist es durch Bereitstellen der zwei magnetoresistiven Elemente 102a, 102b für die zwei magnetischen Drehkörper 101a, 101b und Durchführen einer Erfassung möglich, die rechteckigen Wellensignale Voa, Vob, welche zwei unterschiedliche Signalmuster angeben, von einer Drehwelle 105 zu erlangen.
23 ist ein weiteres Zeitdiagramm zur Darstellung einer Funktionsweise der Magneterfassungsvorrichtung 200 in dem Vergleichsbeispiel. 23 zeigt eine Ausgabe des magnetoresistiven Elements 102a in dem Fall, in dem das magnetoresistive Element 102a durch den ihm nicht gegenüberliegenden magnetischen Drehkörper 101b beeinflusst wird. 23 zeigt eine Ausgabe in dem Fall, in dem der magnetische Drehkörper 101a und der magnetische Drehkörper 101b wie in 20 dargestellt nahe beieinander liegen und dementsprechend eine Distanz L1 zwischen dem magnetoresistiven Element 102a und dem magnetoresistiven Element 102b gering ist. In dem Fall, in dem die Distanz L1 gering ist, erfasst das magnetoresistive Element 102a nicht nur einen ihm gegenüberliegenden magnetischen Drehkörper 101a, sondern auch den anderen magnetischen Drehkörper 101b. Wie in einem durch einen mittleren Pfeil gekennzeichneten Teil in 23 dargestellt tritt eine Änderung des Ausgangssignals Va des magnetoresistiven Elements 102a aufgrund des Vorsprungs 107 des magnetischen Drehkörpers 101b auf. In diesem Fall wird, wenn eine Binarisierungsverarbeitung wie in 21 und 22 dargestellt unter Verwendung eines konstanten Schwellwerts Vref erfolgt, nicht nur ein durch den magnetischen Drehkörper 101a hervorgerufenes Signal, sondern auch ein durch den magnetischen Drehkörper 101b hervorgerufenes Signal in dem rechteckigen Wellensignal Voa erzeugt. Daher tritt, wenn Magnetfelder aufgrund jeweiliger Drehungen der zwei magnetischen Drehkörper geändert werden, in jedem der zwei magnetoresistiven Elemente, welche die jeweiligen zwei magnetischen Drehkörper erfassen, eine Änderung des durch den anderen magnetischen Drehkörper, welcher kein Erfassungsziel ist, hervorgerufenen Magnetfelds auf.
Um eine solche Situation zu vermeiden, existiert ein Verfahren, bei welchem eine Hysterese für den bei einer Binarisierungsverarbeitung des Ausgangssignals Va verwendeten Schwellwert Vref bereitgestellt wird, anstatt den Schwellwert Vref auf einen konstanten Wert festzulegen. Durch Festlegen einer Hysterese für den Schwellwert Vref, welche gleich oder größer als eine durch den magnetischen Drehkörper 101b hervorgerufene Änderungsbreite (Amplitude in dem durch einen Pfeil gekennzeichneten Teil in 23) des Ausgangssignals Va des magnetoresistiven Elements 102a ist, ist es möglich, eine fehlerhafte Erfassung in dem magnetoresistiven Element 102a aufgrund des magnetischen Drehkörpers 101b zu eliminieren. Wenn jedoch eine große Hysterese festgelegt wird, kann das Ausgangssignal nicht erfasst werden, wenn das durch den magnetischen Drehkörper 101a hervorgerufene Ausgangssignal Va des magnetoresistiven Elements 102a gleich oder kleiner als die für den Schwellwert Vref bereitgestellte Hysterese ist. Somit besteht ein Problem darin, dass eine Erfassbarkeit des magnetoresistiven Elements 102a für den magnetischen Drehkörper 101a gesenkt wird. 23 zeigt ein Beispiel, in welchem eine Hysterese in einer Größenordnung, welche das Ausgangssignal Va des magnetoresistiven Elements 102a nicht beeinflusst, für den Schwellwert Vref festgelegt ist, mit dieser Festlegung wird eine fehlerhafte Erfassung aufgrund des anderen magnetischen Drehkörpers 101b jedoch nicht erfolgreich eliminiert.
<Magnetführungen 6>
Die Einzelheiten der Magnetführungen 6, welche ein wesentlicher Teil der vorliegenden Offenbarung sind, werden beschrieben. Eine Bereitstellung der Magnetführungen 6 ermöglicht eine Anpassung der Richtungen und der Stärken der zwischen dem Magneten 4 und den Außenumfangsabschnitten der magnetischen Drehkörper 1 erzeugten Magnetfelder. Mit dieser Anpassung kann eine Empfindlichkeit des ersten magnetoresistiven Elements 2a gegenüber dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b und eine Empfindlichkeit des zweiten magnetoresistiven Elements 2b gegenüber dem ersten magnetischen Drehkörper 1a verringert werden, da die Richtungen und die Stärken der an die magnetoresistiven Elemente 2 angelegten Magnetfelder angepasst werden.
Durch Bereitstellen der Magnetführungen 6 erlangte Wirkungen werden unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In 6 kennzeichnet die Horizontalachse eine in 2 dargestellte Distanz L in axialer Richtung zwischen der Mittelposition in axialer Richtung des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b und einer Fläche des ersten magnetoresistiven Elements 2a auf der Seite des Magneten 4. Die Vertikalachse kennzeichnet eine Amplitude Va-b, welche eine Änderung des Ausgangssignals Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a aufgrund des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b darstellt. Die Amplitude Va-b ist ein Wert, welcher durch Definieren der Amplitude Va-b bei L = 0 als 1 normalisiert ist. Bei L = 0 ist die durch den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufene Amplitude Va-b des Ausgangssignals des ersten magnetoresistiven Elements 2a maximiert. In 6 stellt eine durch a gekennzeichnete durchgezogene Linie (im Folgenden als durchgezogene Linie a bezeichnet) die Amplitude Va-b in dem Fall des Nichtbereitstellens der ersten Magnetführung 6a dar und eine durch b gekennzeichnete gestrichelte Linie (im Folgenden als gestrichelte Linie b bezeichnet) stellt die Amplitude Va-b in dem Fall des Bereitstellens der ersten Magnetführung 6a dar. Eine durch c gekennzeichnete gepunktete Linie wird nachstehend beschrieben. Bei sowohl der durchgezogenen Linie a als auch der gestrichelten Linie b wird die Amplitude Va-b in dem Maße verringert, in dem sich die Distanz L erhöht, d.h. in dem das erste magnetoresistive Element 2a weiter von dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b entfernt ist. Im Vergleich zwischen der durchgezogenen Linie a und der gestrichelten Linie b ist die Verringerungsrate der Amplitude Va-b bei der gestrichelten Linie b höher. Durch Bereitstellen der ersten Magnetführung 6a zwischen dem ersten magnetoresistiven Element 2a und dem Magneten 4 wird der Einfluss des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b auf das erste magnetoresistive Element 2a verringert. Daher ist die Verringerungsrate der Amplitude Va-b in dem Fall des Bereitstellens der ersten Magnetführung 6a höher.
Um unterschiedliche zwischen dem Magneten 4 und dem Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und dem Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b erzeugte Magnetfelder genau zu erfassen, ist es notwendig, den Einfluss des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b auf das erste magnetoresistive Element 2a und den Einfluss des ersten magnetischen Drehkörpers 1a auf das zweite magnetoresistive Element 2b in ausreichendem Maße zu verringern. Zu diesem Zweck ist es notwendig, wie in 6 dargestellt die Distanz L zu erhöhen, bis die Amplitude Va-b in ausreichendem Maße verringert ist. Durch Bereitstellen der ersten Magnetführung 6a kann der Einfluss des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b auf des erste magnetoresistive Element 2a verringert werden. Analog dazu kann durch Bereitstellen der zweiten Magnetführung 6b der Einfluss des ersten magnetischen Drehkörpers 1a auf das zweite magnetoresistive Element 2b verringert werden.
Mit dieser Struktur kann die Distanz L in axialer Richtung zwischen der Mittelposition in axialer Richtung des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b und der Fläche des ersten magnetoresistiven Elements 2a auf der Seite des Magneten 4 verringert werden, wodurch eine Vergrößerung der Magneterfassungsvorrichtung 100 unterbunden werden kann. Außerdem kann eine Gestaltungsfreiheit des magnetischen Drehkörpers 1 gesteigert werden. Ferner ist es möglich, eine jede Änderung der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen, da der Einfluss auf das magnetoresistive Element 2 durch den magnetischen Drehkörper 1, welcher kein Erfassungsziel ist, verringert werden kann.
<Größen der Magnetführungen 6>
Zunächst werden die Größen in der radialen Richtung der Magnetführungen 6 beschrieben. Wie in 2 dargestellt ist die Länge in radialer Richtung der ersten Magnetführung 6a größer als die Länge in radialer Richtung des ersten magnetoresistiven Elements 2a und die Länge in radialer Richtung der zweiten Magnetführung 6b ist größer als die Länge in radialer Richtung des zweiten magnetoresistiven Elements 2b. Die erste Magnetführung 6a verringert den Einfluss des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b auf das erste magnetoresistive Element 2a und die zweite Magnetführung 6b verringert den Einfluss des ersten magnetischen Drehkörpers 1a auf das zweite magnetoresistive Element 2b. Somit dienen die Magnetführungen 6 als Abschirmplatten für die magnetoresistiven Elemente 2.
Durch Bereitstellen der Magnetführungen 6 werden die Ausmaße von an die magnetoresistiven Elemente 2 angelegten Magnetfeldern verändert. Daher wird die Erfassbarkeit für die magnetischen Drehkörper 1 in Abhängigkeit von den Größen, Formen und Anordnungen der Magnetführungen 6 verändert. In dem Fall, in dem die Länge in radialer Richtung der Magnetführung 6 kleiner als die Länge in radialer Richtung des magnetoresistiven Elements 2 ist, variiert das an das magnetoresistive Element 2 angelegte Magnetfeld in Abhängigkeit einer Anordnungsvariation der Magnetführung 6, da die Richtung und das Ausmaß des Magnetfelds an einem Ende der Magnetführung 6 erheblich variieren. Es ist schwierig, eine Anordnungsvariation der Magnetführung 6 beim Herstellen zu unterbinden. Wenn die Länge in radialer Richtung der Magnetführung 6 festgelegt ist, um größer als die Länge in radialer Richtung des magnetoresistiven Elements 2 zu sein, ist es möglich, das an das magnetoresistive Element 2 angelegte Magnetfeld zu stabilisieren, ohne durch eine Anordnungsvariation der Magnetführung 6 beeinflusst zu werden. Außerdem wird eine Robustheit in Bezug auf die Position der Magnetführung 6 gesteigert, wodurch es möglich ist, die Magneterfassungsvorrichtung 100 mit hoher Genauigkeit stabil herzustellen.
Als nächstes werden die Größen in der Umfangsrichtung der Magnetführungen 6 beschrieben. Wie in 3 dargestellt sind die Längen in Umfangsrichtung der ersten Magnetführung 6a und der zweiten Magnetführung 6b größer als die Länge in Umfangsrichtung des Magneten 4. 7 zeigt normalisierte Werte der Amplitude Va eines von dem ersten magnetoresistiven Element 2a erlangten Signals in dem Fall, in dem eine Länge Lg in Umfangsrichtung der ersten Magnetführung 6a größer als eine Länge Lm in Umfangsrichtung des Magneten 4 ist (Lg > Lm), und in dem Fall, in dem die Länge Lg in Umfangsrichtung der ersten Magnetführung 6a kleiner als die Länge Lm in Umfangsrichtung des Magneten 4 ist (Lg < Lm). In dem Fall von Lg > Lm ist die Amplitude Va des von dem ersten magnetoresistiven Element 2a erlangten Signals größer als in dem Fall von Lg < Lm. Da die Amplitude Va groß ist, ist es möglich, eine Änderung des durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds genau zu erfassen. Hierbei wurde das Ausgangssignal Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a beschrieben, für das Ausgangssignal des zweiten magnetoresistiven Elements 2b werden jedoch durch Festlegen Lg > Lm dieselben Wirkungen erlangt.
In der Magneterfassungsvorrichtung 100 zur Erfassung der magnetischen Drehkörper 1, welche zum Beispiel an einer Kurbelwelle angebracht sind, ist die Erfassungseinheit 150, aufweisend die Magnetführungen 6, an einem Motorblock (nicht dargestellt) angebracht. In diesem Fall ist ein O-Ring zum Abdichten von Motoröl an der Erfassungseinheit 150 angebracht. Daher ist die Außenform eines Teils zur Lagerung der Erfassungseinheit 150 eine Zylinderform. Ein Beispiel der Außenform des Teils zur Lagerung der Erfassungseinheit 150 ist durch eine gestrichelte Linie in 3 dargestellt. Wie in 3 dargestellt sind die magnetoresistiven Elemente 2, die Verarbeitungsschaltungen 3, die Magnetführungen 6 und der Magnet 4 in der axialen Richtung des Magneten 4 angeordnet. Daher ist die Erfassungseinheit 150 in der axialen Richtung des Magneten 4 lang und somit ist der Durchmesser des Teils zur Lagerung der Erfassungseinheit 150 annähernd gleich der Summe der Abmessungen der magnetoresistiven Elemente 2, der Verarbeitungsschaltungen 3, der Magnetführungen 6 und des Magneten 4 in der axialen Richtung des Magneten 4 und der Abstände dazwischen. Daher beeinflusst eine Festlegung von Lg, um größer als Lm zu sein, die Größe der Erfassungseinheit 150 der Magneterfassungsvorrichtung 100 nicht. Durch Festlegen von Lg, um größer als Lm zu sein, ist es möglich, eine jede Änderung der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen und gleichzeitig eine Vergrößerung der Magneterfassungsvorrichtung 100 zu unterbinden.
<Anordnung der magnetoresistiven Elemente 2 und der Magnetführungen 6>
Eine Anordnung der magnetoresistiven Elemente 2 und der Magnetführungen wird beschrieben. Wie in 2 und 3 dargestellt sind die erste Magnetführung 6a und die zweite Magnetführung 6b, welche in derselben Form ausgebildet sind, und das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b mit derselben Form in Bezug auf den Magneten 4 in der axialen Richtung symmetrisch angeordnet. Wie in 5 dargestellt ist die Eigenschaft des magnetoresistiven Elements 2 selbst dann dieselbe, wenn die Richtung des angelegten Magnetfelds umgekehrt wird, da die MR-Schleife eine liniensymmetrische Eigenschaft aufweist. In dem Fall, in dem die zwei magnetoresistiven Elemente 2 mit derselben Form und die zwei in derselben Form ausgebildeten Magnetführungen 6 mit einem Magneten 4 angeordnet sind, können die an das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b angelegten Vormagnetisierungsfelder durch in Bezug auf den Magneten 4 in der axialen Richtung symmetrisches Anordnen der zwei magnetoresistiven Elemente 2 und der zwei Magnetführungen 6 auf einfache Weise gleich gemacht werden.
Außerdem wird es durch symmetrisches Anordnen des ersten magnetoresistiven Elements 2a und des zweiten magnetoresistiven Elements 2b in einem Bereich, in welchem die Widerstandsänderungsrate hoch ist (zum Beispiel Bereich ΔB in 5) möglich, ein Magnetfeld in jedem des ersten magnetoresistiven Elements 2a und des zweiten magnetoresistiven Elements 2b genau zu erfassen. Außerdem sind die erste Magnetführung 6a und die zweite Magnetführung 6b in derselben Form ausgebildet und die erste Magnetführung 6a und die zweite Magnetführung 6b sind durch identische Teile ausgebildet. Daher können die Magnetführungen 6 kostengünstig hergestellt werden. Außerdem ist eine Konstruktion lediglich für das Positionsverhältnis auf einer Seite notwendig und für die andere Seite ist keine Konstruktion notwendig, da die erste Magnetführung 6a und die zweite Magnetführung 6b, welche in derselben Form ausgebildet sind, und das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b mit derselben Form in Bezug auf den Magneten 4 in der axialen Richtung symmetrisch angeordnet sind. Somit kann die Vorlaufzeit zur Konstruktion verkürzt werden. Außerdem kann die Magneterfassungsvorrichtung 100 kostengünstig hergestellt werden, da die Vorlaufzeit zur Konstruktion verkürzt wird.
<Funktionsweise der Magneterfassungsvorrichtung 100>
Eine Funktionsweise der Magneterfassungsvorrichtung 100 wird beschrieben. In 4 steht Va für ein Ausgangssignal des ersten magnetoresistiven Elements 2a. Während sich der erste magnetische Drehkörper 1a um die Drehwelle 5 dreht, ändert sich das an das erste magnetoresistive Element 2a angelegte Magnetfeld gemäß einer Anordnung der auf dem Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a bereitgestellten Vorsprünge 7a. Gemäß dieser Änderung des Magnetfelds ändert sich das Ausgangssignal Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a. 4 zeigt den Fall, in dem eine Signaländerung des Ausgangssignals Va aufgrund des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b auftritt. In 4 stellt Va-b eine Signaländerung des Ausgangssignals Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a aufgrund des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b dar. Wie sich aus einem Vergleich mit dem Zeitdiagramm in dem in 23 dargestellten Fall des Nichtbereitstellens der ersten Magnetführung 6a ergibt, macht eine Bereitstellung der ersten Magnetführung 6a die Größe von Va-b kleiner als in dem Fall des Nichtbereitstellens der ersten Magnetführung 6a.
Durch Durchführen einer Binarisierungsverarbeitung des Ausgangssignals Va unter Verwendung eines zweckmäßigen Schwellwerts Vref wird ein rechteckiges Wellensignal Voa entsprechend den Vorsprüngen 7a, welche dem Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a bereitgestellt sind, erlangt. Eine Hysterese wird für den bei einer Binarisierungsverarbeitung des Ausgangssignals Va verwendeten Schwellwert Vref bereitgestellt, anstatt den Schwellwert Vref auf einen konstanten Wert festzulegen. Durch Festlegen einer Hysterese gleich oder größer als die Amplitude Va-b entsprechend einer Änderung des Ausgangssignals Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a aufgrund des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b für den Schwellwert Vref wird das rechteckige Wellensignal Voa erlangt, bei welchem eine fehlerhafte Erfassung aufgrund des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b aus einer Ausgabe des ersten magnetoresistiven Elements 2a eliminiert wurde. Wenn eine große Hysterese festgelegt wird, wird es jedoch unmöglich, das Ausgangssignal Va zu erfassen, wenn das durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufene Ausgangssignal Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a gleich oder kleiner als der für den Schwellwert Vref festgelegt Schwellwert ist. In dem vorliegenden Beispiel ist es möglich, für den Schwellwert Vref eine Hysterese in einer Größenordnung festzulegen, welche das Ausgangssignal Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a nicht beeinflusst, da die Größe von Va-b durch Bereitstellen der ersten Magnetführung 6a klein gemacht wird.
Bei der obenstehenden Ausgestaltung wird die Größe der Amplitude Va-b entsprechend einer Änderung des Ausgangssignals Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a aufgrund des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b verringert, da die erste Magnetführung 6a bereitgestellt ist. Somit ist es möglich, für den Schwellwert Vref eine Hysterese in einer Größenordnung festzulegen, welche das Ausgangssignal Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a nicht beeinflusst, wodurch eine fehlerhafte Erfassung aufgrund des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b aus dem rechteckigen Wellensignal Voa entsprechend den Vorsprüngen 7a, welche dem Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a bereitgestellt sind, eliminiert werden kann. Da eine fehlerhafte Erfassung aufgrund des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b aus dem rechteckigen Wellensignal Voa eliminiert werden kann, kann eine Änderung des durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds genau erfasst werden. Hierbei wurde das Ausgangssignal Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a beschrieben, für das Ausgangssignal Vb des zweiten magnetoresistiven Elements 2b und das darauf basierende rechteckige Wellensignal Vob werden jedoch durch Bereitstellen der zweiten Magnetführung 6b dieselben Wirkungen erlangt.
Wie oben beschrieben ist in der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem ersten Beispiel die aus einem Magnetkörper gebildete erste Magnetführung 6a zwischen dem Magneten 4 und dem ersten magnetoresistiven Element 2a bereitgestellt und die aus einem Magnetkörper gebildete zweite Magnetführung 6b ist zwischen dem Magneten 4 und dem zweiten magnetoresistiven Element 2b bereitgestellt. Somit ist es möglich, den durch eine Änderung des durch den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelds verursachten Einfluss auf das erste magnetoresistive Element 2a, welches auf der anderen Seite in der axialen Richtung des Magneten 4 bereitgestellt ist, und den durch eine Änderung des durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds verursachten Einfluss auf das zweite magnetoresistive Element 2b, welches auf einer Seite in der axialen Richtung des Magneten 4 bereitgestellt ist, zu verringern. Außerdem ist es möglich, Änderungen der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen, da der durch eine Änderung des durch den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelds verursachte Einfluss auf das erste magnetoresistive Element 2a und der durch eine Änderung des durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds verursachte Einfluss auf das zweite magnetoresistive Element 2b verringert werden. Außerdem können die Distanz in axialer Richtung zwischen der Mittelposition in axialer Richtung des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b und der Fläche des ersten magnetoresistiven Elements 2a auf der Seite des Magneten 4 und die Distanz in axialer Richtung zwischen der Mittelposition in axialer Richtung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und der Fläche des zweiten magnetoresistiven Elements 2b auf der Seite des Magneten 4 verringert werden. Somit kann eine Vergrößerung der Magneterfassungsvorrichtung 100 unterbunden werden. Da die Anordnungsausgestaltung des ersten magnetischen Drehkörpers und des zweiten magnetischen Drehkörpers nicht verändert werden, kann eine Vergrößerung der Magneterfassungsvorrichtung 100 unterbunden werden. Außerdem werden die Ausmaße einer Signaländerung des Ausgangssignals Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a aufgrund des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b und einer Signaländerung des Ausgangssignals Vb des zweiten magnetoresistiven Elements 2b aufgrund des ersten magnetischen Drehkörpers 1a verringert. Daher ist es möglich, für den Schwellwert Vref eine Hysterese in einer Größenordnung festzulegen, welche das Ausgangssignal Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a und das Ausgangssignal Vb des zweiten magnetoresistiven Elements 2b nicht beeinflusst. Außerdem kann eine fehlerhafte Erfassung aufgrund des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b aus dem rechteckigen Wellensignal Voa eliminiert werden und eine fehlerhafte Erfassung aufgrund des ersten magnetischen Drehkörpers 1a kann aus dem rechteckigen Wellensignal Vob eliminiert werden. Somit ist es möglich, Änderungen der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen.
Der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b können jeweils eine Vielzahl von Vorsprüngen 7 aufweisen, welche in vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Daher können der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b durch eine Drehung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b Magnetfelder zwischen dem Magneten 4 und den jeweiligen Außenumfangsabschnitten auf einfache Weise ändern. Außerdem befinden sich die Vielzahl von Vorsprüngen 7a des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und die Vielzahl von Vorsprüngen 7b des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b an voneinander unterschiedlichen Positionen in der Umfangsrichtung. Daher können der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b durch eine Drehung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b sich unterschiedlich ändernde Magnetfelder zwischen dem Magneten 4 und den jeweiligen Außenumfangsabschnitten herbeiführen.
Die Länge in radialer Richtung der ersten Magnetführung 6a ist größer als die Länge in radialer Richtung des ersten magnetoresistiven Elements 2a und die Länge in radialer Richtung der zweiten Magnetführung 6b ist größer als die Länge in radialer Richtung des zweiten magnetoresistiven Elements 2b, wodurch an die magnetoresistiven Elemente 2 angelegte Magnetfelder stabilisiert werden können, ohne durch eine Anordnungsvariation der Magnetführungen 6 beeinflusst zu werden. Außerdem wird eine Robustheit in Bezug auf die Positionen der Magnetführungen 6 gesteigert und es ist möglich, die Magneterfassungsvorrichtung 100 mit hoher Genauigkeit stabil herzustellen. Die Längen in Umfangsrichtung der ersten Magnetführung 6a und der zweiten Magnetführung 6b sind größer als die Länge in Umfangsrichtung des Magneten 4. Somit können jeweilige Änderungen der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau erfasst werden, während eine Vergrößerung der Magneterfassungsvorrichtung 100 unterbunden wird. Die erste Magnetführung 6a und die zweite Magnetführung 6b, welche in derselben Form ausgebildet sind, und das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b mit derselben Form sind in Bezug auf den Magneten 4 in der axialen Richtung symmetrisch angeordnet, wodurch an das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b angelegte Vormagnetisierungsfelder auf einfache Weise gleich zueinander gemacht werden können. Außerdem können die Magnetführungen 6 kostengünstig hergestellt werden, da die erste Magnetführung 6a und die zweite Magnetführung 6b durch identische Teile ausgebildet sind. Außerdem ist eine Konstruktion lediglich für das Positionsverhältnis auf einer Seite der in Bezug auf den Magneten 4 in der axialen Richtung symmetrischen Anordnung notwendig und für die andere Seite ist keine Konstruktion notwendig. Somit kann die Vorlaufzeit zur Konstruktion verkürzt werden. Außerdem kann die Magneterfassungsvorrichtung 100 kostengünstig hergestellt werden, da die Vorlaufzeit zur Konstruktion verkürzt wird.
ZWEITES BEISPIEL
Eine Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem zweiten Beispiel wird beschrieben. 8 ist eine Seitenansicht der Erfassungseinheit 150 der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem zweiten Beispiel bei Betrachtung in der Richtung von Pfeil P in 1. Die Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem zweiten Beispiel ist derart eingerichtet, dass die Magnetführungen 6 mit dem Magneten 4 in Kontakt stehen.
Die erste Magnetführung 6a und die zweite Magnetführung 6b stehen wie in 8 dargestellt mit dem Magneten 4 in Kontakt. Wenn die Position der zwischen dem magnetoresistiven Element 2 und dem Magneten 4 liegenden Magnetführung 6 geändert wird, wird das an das magnetoresistive Element 2 angelegte Magnetfeld geändert. Zum Beispiel ändert sich der in 5 dargestellte vorbestimmte Bereich ΔB aufgrund der Änderung der Position der Magnetführung 6. Wenn der Bereich ΔB geändert wird, kann der Bereich, welcher in der MR-Schleife einer linearen Form nahe ist und eine hohe Widerstandsänderungsrate aufweist, nicht verwendet werden. Somit wird es unmöglich, eine jede Änderung der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen. Wenn die Magnetführungen 6 in Kontakt mit dem Magneten 4 bereitgestellt sind, ändern sich die Positionen der Magnetführungen 6 in der axialen Richtung des Magneten 4 nicht, und somit kann die Positionsverlagerung der Magnetführungen 6 unterbunden werden. Außerdem ändern sich die Positionen der Magnetführungen 6 in der Umfangsrichtung und der radialen Richtung ebenso nicht, da die aus Magnetkörpern gebildeten Magnetführungen 6 mit dem Magneten 4 in Kontakt stehen und gleichzeitig von dem Magneten 4 angezogen werden, und somit wird eine Positionsverlagerung der Magnetführungen 6 unterbunden.
Wie oben beschrieben stehen in der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem zweiten Beispiel die erste Magnetführung 6a und die zweite Magnetführung 6b jeweils mit dem Magneten 4 in Kontakt, sodass eine Positionsverlagerung der Magnetführungen 6 unterbunden wird. Somit ist es möglich, eine jede Änderung der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen. Außerdem gelangen bei dem Herstellungsprozess für die Magneterfassungsvorrichtung 100 die Magnetführungen 6 mit dem Magneten 4 in Kontakt und werden gleichzeitig von dem Magneten 4 angezogen, wenn die Magnetführungen 6 angebracht werden, nachdem der Magnet 4 magnetisiert wird. Somit kann eine Positionsgenauigkeit der Magnetführungen 6 gesteigert werden. Außerdem kann verhindert werden, dass die Magnetführungen 6 durch Fallen oder dergleichen beschädigt werden, und somit kann eine Produktivität gesteigert werden.
DRITTES BEISPIEL
Eine Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem dritten Beispiel wird beschrieben. 9 ist eine Seitenansicht der Erfassungseinheit 150 der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem dritten Beispiel. Die Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem dritten Beispiel ist derart eingerichtet, dass sich die Durchmesser des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b voneinander unterscheiden.
Die Durchmesser des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b der Magneterfassungsvorrichtung 100 unterscheiden sich voneinander. Wie in 9 dargestellt ist der Durchmesser des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b größer als der Durchmesser des ersten magnetischen Drehkörpers 1a. Außerdem sind die erste Magnetführung 6a und die zweite Magnetführung 6b, welche in derselben Form ausgebildet sind, und das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b mit derselben Form so angeordnet, dass sie in Bezug auf einen Mittelpunkt 4b in axialer Richtung des Magneten 4 auf einer Ebene in radialer Richtung punktsymmetrisch sind. Der Grund dafür, dass die magnetoresistiven Elemente 2 so liegen, dass sie in Bezug auf den Mittelpunkt 4b auf einer Ebene in radialer Richtung punktsymmetrisch sind, besteht darin, ähnliche Vormagnetisierungsfelder an das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b anzulegen und die Distanzen zwischen den magnetoresistiven Elementen 2 anzupassen, und dass der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
Wie oben beschrieben sind in der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem dritten Beispiel, obwohl sich die Durchmesser des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b voneinander unterscheiden, die erste Magnetführung 6a und die zweite Magnetführung 6b, welche in derselben Form ausgebildet sind, und das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b mit derselben Form so angeordnet, dass sie in Bezug auf den Mittelpunkt 4b in axialer Richtung des Magneten 4 auf einer Ebene in radialer Richtung punktsymmetrisch sind, und daher ist es möglich, eine jede Änderung der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen. Außerdem kann der Freiheitsgrad der Formen der magnetischen Drehkörper 1 gesteigert werden.
VIERTES BEISPIEL
Eine Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem vierten Beispiel wird beschrieben. 10 ist eine Seitenansicht der Erfassungseinheit 150 der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem vierten Beispiel bei Betrachtung in der Richtung von Pfeil P in 1. Die Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem vierten Beispiel ist derart eingerichtet, dass sich die Längen in Umfangsrichtung der ersten Magnetführung 6a und der zweiten Magnetführung 6b voneinander unterscheiden.
Wie oben beschrieben kann durch eine Anpassung des Positionsverhältnisses zwischen den magnetoresistiven Elementen 2, den Magnetführungen 6 und dem Magneten 4 ein Bereich verwendet werden, welcher in der MR-Schleife einer linearen Form nahe ist und eine hohe Widerstandsänderungsrate aufweist. In dem Fall, in dem die Vorsprünge 7 unterschiedliche Breiten in Umfangsrichtung aufweisen, sind die Arten von Änderungen der an die magnetoresistiven Elemente 2 angelegten Magnetfelder unterschiedlich. In dem Fall, in dem die Vorsprünge 7 unterschiedliche Breiten in Umfangsrichtung aufweisen, ist es zuweilen möglich, angestrebte Ausgangssignale der magnetoresistiven Elemente 2 lediglich durch Anpassen des Positionsverhältnisses zwischen den magnetoresistiven Elementen 2, den Magnetführungen 6 und dem Magneten 4 auf einfache Weise zu erlangen. Durch Verändern der Längen in Umfangsrichtung der Magnetführungen 6 wird es möglich, angestrebte Ausgangssignale der magnetoresistiven Elemente 2 selbst dann auf einfache Weise zu erlangen, wenn die Vorsprünge 7 unterschiedliche Breiten in Umfangsrichtung aufweisen.
Die Ausgestaltung, bei welcher die Längen in Umfangsrichtung der Magnetführung 6 verändert sind, wird beschrieben. Wie in 10 dargestellt unterscheiden sich die Längen in Umfangsrichtung der ersten Magnetführung 6a und der zweiten Magnetführung 6b der Magneterfassungsvorrichtung 100. Die Länge in Umfangsrichtung der zweiten Magnetführung 6b ist größer als die Länge in Umfangsrichtung der ersten Magnetführung 6a. In dem Fall, in dem der Vorsprung 7a des ersten magnetischen Drehkörpers 1a eine hohe Breite in Umfangsrichtung aufweist, wird eine in 4 dargestellte Änderung der Wellenform Va-w des Ausgangssignals des ersten magnetoresistiven Elements 2a gering. Das heißt, die Wellenlänge der Wellenform Va-w ist länglich. Außerdem wird in dem Fall, in dem der Abstand zwischen dem Vorsprung 7a und dem Vorsprung 7a, welche an dem ersten magnetischen Drehkörper 1a zueinander benachbart sind, schmal ist, keine separate Wellenform entsprechend jedem Vorsprung 7a von dem Ausgangssignal Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a erlangt. In solchen Fällen kann eine Änderung des durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds nicht genau erfasst werden und somit wird eine Erfassung für eine Änderung des Magnetfelds an sich möglicherweise unmöglich.
In solchen Fällen kann eine Änderung des Ausgangssignals Va durch Verringern der Breite der ersten Magnetführung 6a in der Umfangsrichtung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a verschärft werden. Das heißt, die Wellenlänge der Wellenform Va-w wird verkürzt, sodass separate angestrebte Wellenformen des Ausgangssignals Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a entsprechend für die jeweiligen Vorsprünge 7a des ersten magnetischen Drehkörpers 1a erlangt werden können. Da separate angestrebte Wellenformen des Ausgangssignals Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a erlangt werden, kann eine Änderung des durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds genau erfasst werden. Hierbei wurde das Ausgangssignal Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a beschrieben, für das Ausgangssignal Vb des zweiten magnetoresistiven Elements 2b werden jedoch durch Verändern der Länge in Umfangsrichtung der zweiten Magnetführung 6b dieselben Wirkungen erlangt.
Wie oben beschrieben unterscheiden sich in der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem vierten Beispiel die Längen in Umfangsrichtung der ersten Magnetführung 6a und der zweiten Magnetführung 6b der Magneterfassungsvorrichtung 100 voneinander. Daher ist es selbst in dem Fall, in dem die Breiten oder Abstände der Vorsprünge 7 der jeweiligen magnetischen Drehkörper 1 unterschiedlich sind, möglich, eine jede Änderung der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen. Außerdem können Anforderungen für Formen wie etwa Breiten oder Abstände der Vorsprünge 7 der magnetischen Drehkörper 1 gelockert werden, wodurch die Vorlaufzeit bei einer Konstruktion verkürzt wird und das Gewicht des magnetischen Drehkörpers 1 verringert werden kann. Außerdem kann die Magneterfassungsvorrichtung 100 kostengünstig hergestellt werden.
FÜNFTES BEISPIEL
Eine Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem fünften Beispiel wird beschrieben. 11 ist eine perspektivische Ansicht zur schematischen Darstellung der Struktur der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem fünften Beispiel, 12 ist eine Seitenansicht der Erfassungseinheit 150 der Magneterfassungsvorrichtung 100 bei Betrachtung in der Richtung von Pfeil P in 11 und 13 zeigt Wirkungen, welche durch Bereitstellen von Vorsprungsabschnitten 8 für die Magnetführungen 6 der Magneterfassungsvorrichtung 100 erlangt werden. Die Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem fünften Beispiel ist derart eingerichtet, dass jede Magnetführung 6 die Vorsprungsabschnitte 8 auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung aufweist.
Wie oben beschrieben werden der Einfluss auf das erste magnetoresistive Element 2a, welcher durch eine Änderung des durch den dem ersten magnetoresistiven Element 2a nicht gegenüberliegenden zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, und der Einfluss auf das zweite magnetoresistive Element 2b, welcher durch eine Änderung des durch den dem zweiten magnetoresistiven Element 2b nicht gegenüberliegenden ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, verringert, da die Magnetführungen 6 bereitgestellt sind. Indes schwächt eine Bereitstellung der Magnetführungen 6 ebenso die durch die jeweiligen den magnetoresistiven Elementen 2 gegenüberliegenden magnetischen Drehkörper 1, welche Erfassungsziele sind, hervorgerufenen Magnetfelder ab. Diese Abschwächung der Magnetfelder für die Erfassungsziele führt zu einer Beeinträchtigung einer Erfassungsgenauigkeit. In dem vorliegenden Beispiel weisen die Magnetführungen 6 die Vorsprungsabschnitte 8 auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung auf und unterbinden dadurch eine Abschwächung der Magnetfelder, welche Erfassungsziele sind.
Wie in 11 und 12 dargestellt weist die erste Magnetführung 6a zwei Vorsprungsabschnitte 8 auf, welche von beiden Seiten in der Umfangsrichtung in Richtung der anderen Seite in der axialen Richtung vorspringen, und die zweite Magnetführung 6b weist zwei Vorsprungsabschnitte 8 auf, welche von beiden Seiten in der Umfangsrichtung in Richtung einer Seite in der axialen Richtung vorspringen. Hierbei sind die Vorsprungsabschnitte 8 auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung der ersten Magnetführung 6a und der zweiten Magnetführung 6b bereitgestellt, die Positionen der Vorsprungsabschnitte 8 sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die Vorsprungsabschnitte 8 müssen lediglich auf beiden Seiten in der Umfangsrichtung jedes magnetoresistiven Elements 2 vorhanden sein. Daher können die Vorsprungsabschnitte 8 einwärts von beiden Enden in der Umfangsrichtung jeder der ersten Magnetführung 6a und der zweiten Magnetführung 6b bereitgestellt sein. Die Höhen der Vorsprungsabschnitte 8 betragen zum Beispiel ungefähr 1 mm. Die Höhen der Vorsprungsabschnitte 8 sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Wirkungen, welche durch Bereitstellen der Vorsprungsabschnitte 8 erlangt werden, werden unter Bezugnahme auf 13 beschrieben. 13 zeigt die Amplitude Va-b in dem Fall von L = 0 in 6 für eine jede durch die Horizontalachse gekennzeichnete Struktur. A, B und C auf der Horizontalachse sind die Folgenden: A steht für den Fall des Nichtbereitstellens der ersten Magnetführung 6a, B steht für den Fall des Bereitstellens der ersten Magnetführung 6a ohne die Vorsprungsabschnitte 8 und C steht für den Fall des Bereitstellens der ersten Magnetführung 6a mit den Vorsprungsabschnitten 8. Die Vertikalachse kennzeichnet die Amplitude Va-b, welche eine Änderung des Ausgangssignals Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a aufgrund des dem ersten magnetoresistiven Element 2a gegenüberliegenden zweiten magnetischen Drehkörpers 1b bei Normalisierung darstellt, wobei die Amplitude Va-b bei A als 1 definiert ist. Aus einem Vergleich zwischen A und B geht hervor, dass eine Bereitstellung der ersten Magnetführung 6a das durch den dem ersten magnetoresistiven Element 2a gegenüberliegenden zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufene Magnetfeld abschwächt. Aus einem Vergleich zwischen B und C geht hervor, dass eine Bereitstellung der Vorsprungsabschnitte 8 für die erste Magnetführung 6a das durch den dem ersten magnetoresistiven Element 2a gegenüberliegenden zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufene Magnetfeld verstärkt. Die Verstärkung des Magnetfelds wird verursacht, da die Richtung des an das erste magnetoresistive Element 2a angelegten Magnetfelds durch Bereitstellen der Vorsprungsabschnitte 8 zu dem ersten magnetoresistiven Element 2a hin gerichtet wird, sodass das Magnetfeld effizient an das erste magnetoresistive Element 2a angelegt wird.
Weitere durch Bereitstellen der Vorsprungsabschnitte 8 erlangte Wirkungen werden unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In 6 stellt eine durch c gekennzeichnete gepunktete Linie (im Folgenden als gepunktete Linie c bezeichnet) die Amplitude Va-b in dem Fall des Bereitstellens der ersten Magnetführung 6a mit den Vorsprungsabschnitten 8 dar. Zudem wird bei der gepunkteten Linie c die Änderung Va-b in dem Maße verringert, in dem sich die Distanz L erhöht, d.h. in dem das erste magnetoresistive Element 2a weiter von dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b entfernt ist. Im Vergleich zwischen der durchgezogenen Linie a, der gestrichelten Linie b und der gepunkteten Linie c ist die Verringerungsrate der Amplitude Va-b bei der gepunkteten Linie c am höchsten. Wenn die erste Magnetführung 6a mit den Vorsprungsabschnitten 8 zwischen dem ersten magnetoresistiven Element 2a und dem Magneten 4 bereitgestellt ist, wird der Einfluss des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b auf das erste magnetoresistive Element 2a weiter verringert. Daher ist die Verringerungsrate der Amplitude Va-b in dem Fall des Bereitstellens der ersten Magnetführung 6a mit den Vorsprungsabschnitten 8 höher. Da die erste Magnetführung 6a mit den Vorsprungsabschnitten 8 bereitgestellt ist, kann der Einfluss des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b auf das erste magnetoresistive Element 2a weiter verringert werden. Analog dazu kann durch Bereitstellen der zweiten Magnetführung 6b mit den Vorsprungsabschnitten 8 der Einfluss des ersten magnetischen Drehkörpers 1a auf das zweite magnetoresistive Element 2b verringert werden.
Wie oben beschrieben weist in der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem fünften Beispiel die erste Magnetführung 6a zwei Vorsprungsabschnitte 8 auf, welche von beiden Seiten in der Umfangsrichtung in Richtung der anderen Seite in der axialen Richtung vorspringen, und die zweite Magnetführung 6b weist zwei Vorsprungsabschnitte 8 auf, welche von beiden Seiten in der Umfangsrichtung in Richtung einer Seite in der axialen Richtung vorspringen. Somit kann das durch den magnetischen Drehkörper 1, welcher dem magnetoresistiven Element 2 in der radialen Richtung gegenüberliegt und ein Erfassungsziel ist, hervorgerufene Magnetfeld verstärkt werden. Außerdem kann das durch den magnetischen Drehkörper 1, welcher dem magnetoresistiven Element 2 nicht in der radialen Richtung gegenüberliegt und kein Erfassungsziel ist, hervorgerufene Magnetfeld abgeschwächt werden. Das heißt, das durch den magnetischen Drehkörper 1, welcher ein Erfassungsziel ist, hervorgerufene Magnetfeld wird verstärkt und das durch den magnetischen Drehkörper 1, welcher kein Erfassungsziel ist, hervorgerufene Magnetfeld wird abgeschwächt. Somit ist es möglich, eine jede Änderung von durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfeldern genau zu erfassen.
SECHSTES BEISPIEL
Eine Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem sechsten Beispiel wird beschrieben. 14 ist eine Seitenansicht der Erfassungseinheit 150 der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem sechsten Beispiel und 15 ist eine Grafik zur Darstellung des Verhältnisses zwischen einer Dicke t in axialer Richtung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und der Amplitude Va des Ausgangssignals des ersten magnetoresistiven Elements 2a in der Magneterfassungsvorrichtung 100. Die Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem sechsten Beispiel ist derart eingerichtet, dass die magnetischen Drehkörper 1 so angeordnet sind, dass sie in der axialen Richtung voneinander beabstandet sind.
Als Struktur zur Verringerung des Einflusses auf das erste magnetoresistive Element 2a, welcher durch eine Änderung des durch den dem ersten magnetoresistiven Element 2a nicht gegenüberliegenden zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, und des Einflusses auf das zweite magnetoresistive Element 2b, welcher durch eine Änderung des durch den dem zweiten magnetoresistiven Element 2b nicht gegenüberliegenden ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, ist es denkbar, dass der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b so angeordnet sind, dass sie in der axialen Richtung voneinander beabstandet sind. In dem Fall, in dem der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b so angeordnet sind, dass sie in der axialen Richtung voneinander beabstandet sind, während ihre Formen nicht verändert werden, kann das durch den magnetischen Drehkörper 1, welcher kein Erfassungsziel ist, hervorgerufene Magnetfeld jedoch verringert werden, die Magneterfassungsvorrichtung 100 wird jedoch vergrößert. das vorliegende Beispiel beschreibt eine Ausgestaltung, bei welcher der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b so angeordnet sind, dass sie in der axialen Richtung voneinander beabstandet sind, und gleichzeitig eine Vergrößerung der Magneterfassungsvorrichtung 100 unterbunden wird.
Der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b sind wie in 14 dargestellt so angeordnet, dass sie in der axialen Richtung voneinander beabstandet sind. Außerdem sind die Dicken in axialer Richtung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b kleiner als die Dicken in axialer Richtung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b, welche in den oben genannten Beispielen dargestellt sind. Da die Dicken in axialer Richtung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b verringert sind, kann eine Vergrößerung der Magneterfassungsvorrichtung 100 unterbunden werden.
Das Prinzip, nach welchem die Dicken in axialer Richtung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b verringert werden können, wird unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. In 15 kennzeichnet die Horizontalachse die Dicke t in axialer Richtung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a. Die Vertikalachse kennzeichnet die Amplitude Va des Ausgangssignals des ersten magnetoresistiven Elements 2a. Selbst wenn die Dicke t in axialer Richtung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a erhöht wird, ist die Amplitude Va für das erste magnetoresistive Element 2a saturiert, wenn die Dicke t ein gewisser Wert oder mehr wird. Daher können durch Festlegen der Dicke t auf einen solchen Grad, welcher die Amplitude Va nicht sonderlich verringert, der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b so angeordnet sein, dass sie in der axialen Richtung voneinander beabstandet sind, während eine genaue Erfassung einer Änderung des durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds gewährleistet wird. Da die Dicke t auf einen solchen Grad verringert werden kann, welcher die Amplitude Va nicht sonderlich verringert, kann eine Vergrößerung der Magneterfassungsvorrichtung 100 unterbunden werden. Hierbei wurde die Amplitude Va für das erste magnetoresistive Element 2a beschrieben, für das Ausgangssignal des zweiten magnetoresistiven Elements 2b sind die Eigenschaften davon jedoch dieselben, und daher kann die Dicke t des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b auf dieselbe Weise verringert werden.
Mit der obenstehenden Ausgestaltung können der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b so angeordnet sein, dass sie in der axialen Richtung voneinander beabstandet sind. Daher ist es möglich, den Einfluss auf das erste magnetoresistive Element 2a, welcher durch eine Änderung des durch den dem ersten magnetoresistiven Element 2a nicht gegenüberliegenden zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, und den Einfluss auf das zweite magnetoresistive Element 2b, welcher durch eine Änderung des durch den dem zweiten magnetoresistiven Element 2b nicht gegenüberliegenden ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, zu verringern. Außerdem kann eine Vergrößerung der Magneterfassungsvorrichtung 100 unterbunden werden und das Gewicht der Magneterfassungsvorrichtung 100 kann verringert werden, da die Dicken des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b verringert werden können.
<Formen der magnetischen Drehkörper 1>
Wie in 14 dargestellt sind der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b in Zylinderformen um die Drehwelle 5 ausgebildet. 16 ist eine Seitenansicht einer anderen Magneterfassungsvorrichtung 300 gemäß dem sechsten Beispiel. In der in 16 dargestellten Magneterfassungsvorrichtung 300 sind der erste magnetische Drehkörper 21a und der zweite magnetische Drehkörper 21b in Zylinderformen ausgebildet, der erste magnetische Drehkörper 21a und der zweite magnetische Drehkörper 21b sind jedoch nicht in Zylinderformen um die Drehwelle 5 ausgebildet.
In dem Fall, in dem der erste magnetische Drehkörper 21a und der zweite magnetische Drehkörper 21b wie in 16 dargestellt ausgebildet sind, unterscheidet sich die Distanz von dem ersten magnetoresistiven Element 2a zu einem Vorsprung 7a1 von der Distanz von dem ersten magnetoresistiven Element 2a zu einem Vorsprung 7a2, wenn der erste magnetische Drehkörper 21a synchron mit der Drehwelle 5 um 180 Grad gedreht wird. In dem Fall, in dem die Distanzen zwischen dem ersten magnetoresistiven Element 2a und den jeweiligen auf dem Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 21a bereitgestellten Vorsprüngen 7a unterschiedlich sind, ist die Amplitude Va des Ausgangssignals des ersten magnetoresistiven Elements 2a auf Grundlage des Magnetfelds für jeden Vorsprung 7a unterschiedlich. Wenn sich die Amplitude Va unterscheidet und die Amplitude Va somit variiert, kann eine Änderung des durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds nicht genau erfasst werden.
Außerdem unterscheidet sich, wenn der zweite magnetische Drehkörper 21b gedreht wird, die Distanz zwischen dem ersten magnetoresistiven Element 2a und jedem auf dem Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 21b bereitgestellten Vorsprung 7b ebenso. In 16 liegt ein Vorsprung 7b1 des zweiten magnetischen Drehkörpers 21b, welcher kein Erfassungsziel ist, im Vergleich zu 14 näher an dem ersten magnetoresistiven Element 2a. Da der Vorsprung 7b1 näher an dem ersten magnetoresistiven Element 2a liegt, ist es schwierig, den Einfluss einer Änderung des durch den zweiten magnetischen Drehkörper 21b hervorgerufenen Magnetfelds auf das erste magnetoresistive Element 2a zu verringern. Hierbei wurde lediglich der Einfluss auf das erste magnetoresistive Element 2a dargestellt, der Einfluss auf das zweite magnetoresistive Element 2b ist jedoch derselbe.
In der vorliegenden Struktur sind, wenn der magnetische Drehkörper 1 gedreht wird, die Distanzen zwischen dem magnetoresistiven Element 2 und den ihm in der radialen Richtung gegenüberliegenden Vorsprüngen 7 gleich. Somit ist es möglich, eine jede Änderung der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen. Außerdem sind, wenn der magnetische Drehkörper 1 gedreht wird, die Distanzen zwischen dem magnetoresistiven Element 2 und den Vorsprüngen 7, welche ihm nicht in der radialen Richtung gegenüberliegen und keine Erfassungsziele sind, ebenso gleich. Somit werden der Einfluss auf das erste magnetoresistive Element 2a, welcher durch eine Änderung des durch den dem ersten magnetoresistiven Element 2a nicht gegenüberliegenden zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, und der Einfluss auf das zweite magnetoresistive Element 2b, welcher durch eine Änderung des durch den dem zweiten magnetoresistiven Element 2b nicht gegenüberliegenden ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, verringert, wodurch es möglich ist, Änderungen der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen.
<Anordnung der magnetischen Drehkörper 1>
Wie in 14 dargestellt stimmen die Mittelposition in axialer Richtung zwischen dem ersten magnetischen Drehkörper 1a und dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b und der Mittelpunkt 4b, welcher die Mittelposition in axialer Richtung des Magneten 4 ist, in der axialen Richtung miteinander überein. Das heißt, ausgehend von einer senkrecht zu der axialen Richtung liegenden Ebene 9, aufweisend die Mittelposition in axialer Richtung zwischen dem ersten magnetischen Drehkörper 1a und dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b und den Mittelpunkt 4b, welcher die Mittelposition in axialer Richtung des Magneten 4 ist, sind die Distanzen in axialer Richtung von der Ebene 9 zu dem ersten magnetischen Drehkörper 1a und dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b gleich. Da der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b wie oben beschrieben angeordnet sind, können Änderungen der Magnetfelder, welche verursacht werden, wenn der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b gedreht werden, auf einfache und gleich Weise auf das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b aufgebracht werden. In dem Fall, in dem das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b mit derselben Form in Bezug auf den Magneten 4 in der axialen Richtung symmetrisch angeordnet sind, können Änderungen der Magnetfelder, welche verursacht werden, wenn der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b gedreht werden, noch einfacher auf gleiche Weise auf das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b aufgebracht werden.
Mit der oben genannten Struktur können Änderungen der Magnetfelder, welche verursacht werden, wenn der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b gedreht werden, auf einfache und gleiche Weise auf das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b aufgebracht werden. Außerdem können das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b einfach in einem Bereich angeordnet werden, in dem die Widerstandsänderungsraten des ersten magnetoresistiven Elements 2a und des zweiten magnetoresistiven Elements 2b hoch sind. Außerdem ist es, da das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b einfach in einem Bereich angeordnet werden können, in dem die Widerstandsänderungsraten des ersten magnetoresistiven Elements 2a und des zweiten magnetoresistiven Elements 2b hoch sind, möglich, Änderungen der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen.
Wie oben beschrieben können in der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem sechsten Beispiel, da der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b so angeordnet sind, dass sie in der axialen Richtung voneinander beabstandet sind, der Einfluss auf das erste magnetoresistive Element 2a, welcher durch eine Änderung des durch den dem ersten magnetoresistiven Element 2a nicht gegenüberliegenden zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, und der Einfluss auf das zweite magnetoresistive Element 2b, welcher durch eine Änderung des durch den dem zweiten magnetoresistiven Element 2b nicht gegenüberliegenden ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, verringert werden. Außerdem kann eine Vergrößerung der Magneterfassungsvorrichtung 100 unterbunden werden und das Gewicht der Magneterfassungsvorrichtung 100 kann verringert werden, da die Dicken des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b verringert werden können.
In dem Fall, in dem der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b in Zylinderformen um die Drehwelle 5 ausgebildet sind, sind die Distanzen zwischen dem magnetoresistiven Element 2 und den ihm in der radialen Richtung gegenüberliegenden Vorsprüngen 7, wenn der magnetische Drehkörper 1 gedreht wird, gleich. Somit ist es möglich, eine jede Änderung der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen. Außerdem sind, wenn der magnetische Drehkörper 1 gedreht wird, die Distanzen zwischen dem magnetoresistive Element 2 und den Vorsprüngen 7, welche ihm nicht in der radialen Richtung gegenüberliegen und keine Erfassungsziele sind, ebenso gleich. Somit werden der Einfluss auf das erste magnetoresistive Element 2a, welcher durch eine Änderung des durch den dem ersten magnetoresistiven Element 2a nicht gegenüberliegenden zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, und der Einfluss auf das zweite magnetoresistive Element 2b, welcher durch eine Änderung des durch den dem zweiten magnetoresistiven Element 2b nicht gegenüberliegenden ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, verringert, sodass es möglich ist, Änderungen der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen.
In dem Fall, in dem die Mittelposition in axialer Richtung zwischen dem ersten magnetischen Drehkörper 1a und dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b und die Mittelposition in axialer Richtung des Magneten 4 in der axialen Richtung miteinander übereinstimmen, können Änderungen der Magnetfelder, welche verursacht werden, wenn der erste magnetische Drehkörper 1a und der zweite magnetische Drehkörper 1b gedreht werden, auf einfache und gleiche Weise auf das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b aufgebracht werden. Außerdem können das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b einfach in einem Bereich angeordnet werden, in dem die Widerstandsänderungsraten des ersten magnetoresistiven Elements 2a und des zweiten magnetoresistiven Elements 2b hoch sind.
SIEBTES BEISPIEL
Eine Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem siebten Beispiel wird beschrieben. 17 ist eine Grafik zur Darstellung des Verhältnisses zwischen dem Ausgangssignal des ersten magnetoresistiven Elements 2a und der Distanz zwischen den magnetischen Drehkörpern 1 der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem siebten Beispiel. Die Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem siebten Beispiel ist eingerichtet, um den Abstand zwischen den magnetischen Drehkörpern 1 der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem sechsten Beispiel vorzugeben.
Ein Abstand X in axialer Richtung zwischen dem ersten magnetischen Drehkörper 1a und dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b ist vorgegeben, um gleich oder größer als das 1,8-Fache einer Länge Ln in axialer Richtung des Magneten 4 zu sein. Wirkungen einer solchen Vorgabe werden unter Bezugnahme auf 17 beschrieben. In 17 kennzeichnet die Horizontalachse X/Ln, was das Verhältnis des Abstands X zwischen dem ersten magnetischen Drehkörper 1a und dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b in Bezug auf die in 14 dargestellte Länge Ln in axialer Richtung des Magneten 4 ist, in dem Fall, in dem die Länge Ln konstant ist. Die Vertikalachse kennzeichnet eine Amplitude Va-a des Ausgangssignals Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a auf Grundlage des durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds und die Amplitude Va-b des Ausgangssignals Va des ersten magnetoresistiven Elements 2a auf Grundlage des durch den zweiten magnetischen Drehkörper 1b, welcher kein Erfassungsziel ist, hervorgerufenen Magnetfelds. Wenn X/Ln = 2, liegen der erste magnetische Drehkörper 1a und das erste magnetoresistive Element 2a einander in der radialen Richtung gegenüber und der zweite magnetische Drehkörper 1b und das zweite magnetoresistive Element 2b liegen einander in der radialen Richtung gegenüber. 14 zeigt den Fall von X/Ln = 2.
Die Amplitude Va-a erhöht sich gemäß dem Abstand zwischen dem ersten magnetischen Drehkörper 1a und dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b einmal so, dass sie eine Spitze aufweist und dann abnimmt. Die Spitze entspricht dem Fall von X/Ln = 2. Die Amplitude Va-b nimmt in dem Maße ab, in dem sich der Abstand zwischen dem ersten magnetischen Drehkörper 1a und dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b erhöht. Das heißt, die Amplitude Va-b nimmt in dem Maße ab, in dem sich die Distanz zwischen dem ersten magnetoresistiven Element 2a und dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b erhöht. Wenn die Amplitude Va-a entsprechend dem Erfassungsziel groß ist und die Amplitude Va-b nicht entsprechend dem Erfassungsziel klein ist, ist es möglich, eine Änderung des durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds genau zu erfassen. Ausgehend von 17 kann X/Ln, welches es ermöglicht, eine Änderung des Magnetfelds genau zu erfassen, auf 1,8 oder mehr geschätzt werden. Hierbei wurde lediglich das Ausgangssignal des ersten magnetoresistiven Elements 2a dargestellt, dasselbe gilt jedoch ebenso für das Ausgangssignal des zweiten magnetoresistiven Elements 2b.
Wie oben beschrieben ist in der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem siebten Beispiel der Abstand X in axialer Richtung zwischen dem ersten magnetischen Drehkörper 1a und dem zweiten magnetischen Drehkörper 1b gleich oder größer als das 1,8-Fache der Länge Ln in axialer Richtung des Magneten 4. Somit werden der Einfluss auf das erste magnetoresistive Element 2a, welcher durch eine Änderung des durch den dem ersten magnetoresistiven Element 2a nicht gegenüberliegenden zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, und der Einfluss auf das zweite magnetoresistive Element 2b, welcher durch eine Änderung des durch den dem zweiten magnetoresistiven Element 2b nicht gegenüberliegenden ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds verursacht wird, verringert, wodurch es möglich ist, Änderungen der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen. Außerdem werden eine Ausgabe des ersten magnetoresistiven Elements 2a auf Grundlage einer Änderung des durch den dem ersten magnetoresistiven Element 2a gegenüberliegenden ersten magnetischen Drehkörper 1a hervorgerufenen Magnetfelds und eine Ausgabe des zweiten magnetoresistiven Elements 2b auf Grundlage einer Änderung des durch den dem zweiten magnetoresistiven Element 2b gegenüberliegenden zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelds gewährleistet, sodass es möglich ist, Änderungen der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau zu erfassen.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben. 18 ist eine perspektivische Ansicht zur schematischen Darstellung der Struktur der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist eingerichtet, um S-Pole und N-Pole aufzuweisen, welche in der Umfangsrichtung auf dem Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß dem fünften Beispiel abwechselnd angeordnet sind.
Der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a weist eine Vielzahl von Vorsprüngen 7 auf, welche in vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b weist S-Pole und N-Pole auf, welche in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind, und ist somit magnetisiert, um zahlreiche Pole in einer Ringform aufzuweisen. Die Struktur für den Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und den Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b, um unterschiedliche Magnetfelder zwischen dem Magneten 4 und den jeweiligen Außenumfangsabschnitten zu erzeugen, ist nicht auf die Struktur beschränkt, in welcher die Vielzahl von Vorsprüngen 7 wie in den oben genannten Beispielen und Ausführungsformen dargestellt in vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Struktur für den Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und den Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b, um unterschiedliche Magnetfelder zwischen dem Magneten 4 und den jeweiligen Außenumfangsabschnitten herbeizuführen, kann die Struktur sein, in welcher der Außenumfangsabschnitt des magnetischen Drehkörpers 1 in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnete S-Pole und N-Pole aufweist. In dem magnetischen Drehkörper 1 mit der Vielzahl von Vorsprüngen 7 wird ein magnetisches Material wie etwa Eisen als die Vielzahl von Vorsprüngen 7 verwendet und daher ist das Gewicht des magnetischen Drehkörpers 1 tendenziell hoch. In dem magnetischen Drehkörper 1 mit in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordneten S-Polen und N-Polen können Gummimagneten oder dergleichen auf dem Außenumfangsabschnitt davon verwendet werden und somit kann das Gewicht des magnetischen Drehkörpers 1 verringert werden.
Hierbei weist lediglich der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnete S-Pole und N-Pole auf und ist somit magnetisiert, um zahlreiche Pole in einer Ringform aufzuweisen, eine andere Ausgestaltung kann jedoch in Anwendung gebracht werden. Der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b können jeweils in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnete S-Pole und N-Pole aufweisen und die die S-Pole und die N-Pole des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und die S-Pole und die N-Pole des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b können sich an voneinander unterschiedlichen Positionen in der Umfangsrichtung befinden oder so liegen, dass sie voneinander unterschiedlichen Breiten in der Umfangsrichtung aufweisen. Da Gummimagnete oder dergleichen sowohl für den Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a als auch für den Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b verwendet werden können, kann das Gewicht des magnetischen Drehkörpers 1 weiter verringert werden.
Wie oben beschrieben weist in der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a die Vielzahl von Vorsprüngen 7 auf, welche in vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b weist in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnete S-Pole und N-Pole auf. Daher können der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b Magnetfelder zwischen dem Magneten 4 und den jeweiligen Außenumfangsabschnitten durch eine Drehung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b einfach ändern. Außerdem weisen der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b unterschiedliche Formen auf. Daher können der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b durch eine Drehung des ersten magnetischen Drehkörpers 1a und des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b sich unterschiedlich ändernde Magnetfelder zwischen dem Magneten 4 und den jeweiligen Außenumfangsabschnitten herbeiführen. Außerdem kann das zweite magnetoresistive Element 2b eine Änderung des durch den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelds genau erfassen, da der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnete S-Pole und N-Pole aufweist. Außerdem kann in dem Fall, in dem Gummimagnete auf dem Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b verwendet werden, das Gewicht des zweiten magnetischen Drehkörpers 1b verringert werden. Die Form des Außenumfangsabschnitts jedes magnetischen Drehkörpers 1 kann aus sowohl dem Fall des Aufweisens von Vorsprüngen 7 als auch dem Fall der Magnetisierung, um zahlreiche Pole aufzuweisen, ausgewählt werden. Daher können Einschränkungen bei der Gestaltung auf der Fahrzeugseite gelockert werden. Außerdem kann die Vorlaufzeit bei einer Konstruktion verkürzt werden und somit kann das Fahrzeug kostengünstig hergestellt werden.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird beschrieben. Die Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß der neunten Ausführungsform ist derart eingerichtet, dass ein riesenmagnetoresistives Element (im Folgenden als GMR-Element bezeichnet) von einem Magnetfeldstärkenerfassungstyp als das magnetoresistive Element 2 in der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß einer der vorgenannten Beispiele und Ausführungsform verwendet wird.
Das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b sind GMR-Elemente. Das GMR-Element ist aus einem Laminat, in welchem magnetische Schichten und nichtmagnetische Schichten mit einer Dicke von mehreren Ä bis mehreren Dutzend A abwechselnd angeordnet sind, d.h. einem sogenannten Kunstgitterfilm gebildet. Das GMR-Element weist im Vergleich zu dem magnetoresistiven Element (MR-Element) einen erheblich hohen MR-Effekt (MR-Änderungsrate) auf und weist eine Eigenschaft des Änderns seines Widerstands in Abhängigkeit von der Stärke eines Magnetfelds in der laminierten Oberfläche auf. Eine Verwendung von GMR-Elementen als die magnetoresistiven Elemente 2 gewährleistet eine genaue Erfassung für eine Änderung des jeweils durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelds. Selbst wenn GMR-Elemente als das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b verwendet werden, wird die Magneterfassungsvorrichtung 100 nicht vergrößert.
Wie oben beschrieben werden in der Magneterfassungsvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform GMR-Elemente als das erste magnetoresistive Element 2a und das zweite magnetoresistive Element 2b verwendet. Daher können Änderungen der durch den ersten magnetischen Drehkörper 1a und den zweiten magnetischen Drehkörper 1b hervorgerufenen Magnetfelder genau erfasst werden, während eine Vergrößerung der Magneterfassungsvorrichtung 100 unterbunden wird.
Obwohl die Offenbarung bezüglich verschiedener Ausführungsbeispiele und Implementationen oben beschrieben ist, versteht sich, dass die verschiedenen Merkmale, Aspekte und Funktionalität, welche in einer oder mehreren der einzelnen Beispielen und Ausführungsformen beschrieben sind, in deren Anwendbarkeit auf das konkrete Beispiel und die konkrete Ausführungsform, mit welcher sie beschrieben sind, nicht beschränkt sind, sondern stattdessen allein oder in verschiedenen Kombinationen auf eine oder mehrere Beispiele und Ausführungsformen der Offenbarung angewendet werden können.
Daher versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen, welche nicht beispielhaft dargestellt wurden, vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zum Beispiel kann mindestens eines der Bestandteile modifiziert, hinzugefügt oder entfernt werden. Mindestens eines der Bestandteile, welche in mindestens einer der bevorzugten Beispiele und Ausführungsformen erwähnt sind, kann ausgewählt und mit den in einer anderen bevorzugten Beispiele und Ausführungsform erwähnten Bestandteilen kombiniert werden.
BESCHREIBUNG DER BEZUGSZEICHEN

1: magnetischer Drehkörper
1a: erster magnetischer Drehkörper
1b: zweiter magnetischer Drehkörper
2: magnetoresistives Element
2a: erstes magnetoresistives Element
2b: zweites magnetoresistives Element
3: Verarbeitungsschaltung
3a: erste Verarbeitungsschaltung
3b: zweite Verarbeitungsschaltung
4: Magnet
4a: Mittelachse
4b: Mittelpunkt
5: Drehwelle
6: Magnetführung
6a: erste Magnetführung
6b: zweite Magnetführung
7: Vorsprung
8: Vorsprungsabschnitt
9: Ebene
21a: erster magnetischer Drehkörper
21b: zweiter magnetischer Drehkörper
100: Magneterfassungsvorrichtung
150: Erfassungseinheit
200: Magneterfassungsvorrichtung
201: Erfassungseinheit
300: Magneterfassungsvorrichtung

Claims

Magneterfassungsvorrichtung (100), aufweisend: einen ersten magnetischen Drehkörper (1a), welcher um eine Drehwelle (5) drehbar ist und einen Außenumfangsabschnitt aufweist, welcher ein Magnetkörper ist; einen zweiten magnetischen Drehkörper (1b), welcher in Bezug auf den ersten magnetischen Drehkörper (1a) auf einer Seite in einer axialen Richtung bereitgestellt ist und sich mit dem ersten magnetischen Drehkörper (1a) integral dreht, wobei der zweite magnetische Drehkörper (1b) einen Außenumfangsabschnitt aufweist, welcher ein Magnetkörper ist; einen Magneten (4), welcher radial auswärts von dem ersten magnetischen Drehkörper (1a) und dem zweiten magnetischen Drehkörper (1b) bereitgestellt ist und an einem nichtdrehbaren Element befestigbar ist, wobei der Magnet (4) eine entlang der axialen Richtung verlaufende Magnetisierungsrichtung aufweist; ein erstes magnetoresistives Element (2a), welches auf einer anderen Seite in der axialen Richtung des Magneten (4) bereitgestellt ist und eine Änderung eines Magnetfelds erfasst; ein zweites magnetoresistives Element (2b), welches auf einer Seite in der axialen Richtung des Magneten (4) bereitgestellt ist und eine Änderung eines Magnetfelds erfasst; eine erste Magnetführung (6a), welche zwischen dem Magneten (4) und dem ersten magnetoresistiven Element (2a) bereitgestellt ist; und eine zweite Magnetführung (6b), welche zwischen dem Magneten (4) und dem zweiten magnetoresistiven Element (2b) bereitgestellt ist, wobei der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers (1a) und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers (1b) unterschiedliche Magnetfelder zwischen dem Magneten (4) und den jeweiligen Außenumfangsabschnitten herbeiführen, wobei die erste Magnetführung (6a) zwei Vorsprungsabschnitte (8) aufweist, welche von beiden Seiten in einer Umfangsrichtung in Richtung der anderen Seite in der axialen Richtung vorspringen, und die zweite Magnetführung (6b) zwei Vorsprungsabschnitte (8) aufweist, welche von beiden Seiten in der Umfangsrichtung in Richtung der einen Seite in der axialen Richtung vorspringen, wobei die erste Magnetführung (6a) und die zweite Magnetführung (6b), welche in derselben Form ausgebildet sind, und das erste magnetoresistive Element (2a) und das zweite magnetoresistive Element (2b) mit derselben Form in Bezug auf den Magneten (4) in der axialen Richtung symmetrisch angeordnet sind, wobei der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers (1a) eine Vielzahl von Vorsprüngen (7) aufweist, welche in vorbestimmten Abständen in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers (1b) S-Pole und N-Pole aufweist, welche in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind.
Magneterfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers (1a) und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers (1b) jeweils eine Vielzahl von Vorsprüngen (7) aufweisen, welche in vorbestimmten Abständen in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und die Vielzahl von Vorsprüngen (7a) des ersten magnetischen Drehkörpers (1a) und die Vielzahl von Vorsprüngen (7b) des zweiten magnetischen Drehkörpers (1b) an voneinander unterschiedlichen Positionen in der Umfangsrichtung angeordnet sind.
Magneterfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Außenumfangsabschnitt des ersten magnetischen Drehkörpers (1a) und der Außenumfangsabschnitt des zweiten magnetischen Drehkörpers (1b) jeweils S-Pole und N-Pole aufweisen, welche in einer Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind, und sich die S-Pole und die N-Pole des ersten magnetischen Drehkörpers (1a) und die S-Pole und die N-Pole des zweiten magnetischen Drehkörpers (1b) an voneinander unterschiedlichen Positionen in der Umfangsrichtung befinden oder so liegen, dass sie voneinander unterschiedliche Breiten in der Umfangsrichtung aufweisen.
Magneterfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste magnetische Drehkörper (1a) und der zweite magnetische Drehkörper (1b) so angeordnet sind, dass sie in der axialen Richtung voneinander beabstandet sind.
Magneterfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei der erste magnetische Drehkörper (1a) und der zweite magnetische Drehkörper (1b) in Zylinderformen um die Drehwelle (5) ausbildbar sind.
Magneterfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 5, wobei eine Mittelposition in axialer Richtung zwischen dem ersten magnetischen Drehkörper (1a) und dem zweiten magnetischen Drehkörper (1b) und eine Mittelposition in axialer Richtung des Magneten (4) in der axialen Richtung miteinander übereinstimmen.
Magneterfassungsvorrichtung (100) nach Anspruch 6, wobei ein Abstand in axialer Richtung zwischen dem ersten magnetischen Drehkörper (1a) und dem zweiten magnetischen Drehkörper (1b) gleich oder größer als das 1,8-Fache einer Länge in axialer Richtung des Magneten (4) ist.
Magneterfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sich Durchmesser des ersten magnetischen Drehkörpers (1a) und des zweiten magnetischen Drehkörpers (1b) voneinander unterscheiden.
Magneterfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Länge in radialer Richtung der ersten Magnetführung (6a) größer als eine Länge in radialer Richtung des ersten magnetoresistiven Elements (2a) ist, und eine Länge in radialer Richtung der zweiten Magnetführung (6b) größer als eine Länge in radialer Richtung des zweiten magnetoresistiven Elements (2b) ist.
Magneterfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste Magnetführung (6a) und die zweite Magnetführung (6b) mit dem Magneten (4) in Kontakt stehen.
Magneterfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei Längen in Umfangsrichtung der ersten Magnetführung (6a) und der zweiten Magnetführung (6b) größer als eine Länge in Umfangsrichtung des Magneten (4) sind.
Magneterfassungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das erste magnetoresistive Element (2a) und das zweite magnetoresistive Element (2b) riesenmagnetoresistive Elemente sind.