JP2000035344A - 回転検出センサ及び回転検出センサ用回転板 - Google Patents

回転検出センサ及び回転検出センサ用回転板

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JP2000035344A JP10349862A JP34986298A JP2000035344A JP 2000035344 A JP2000035344 A JP 2000035344A JP 10349862 A JP10349862 A JP 10349862A JP 34986298 A JP34986298 A JP 34986298A JP 2000035344 A JP2000035344 A JP 2000035344A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】部品点数を増やすことなく周囲の影響を回避す
ることができ、しかも高い加工精度を必要としない回転
板を用いて、精度の高い回転検出を行うことのできる回
転検出センサ及び回転検出センサ用回転板を提供する。 【解決手段】回転検出センサの回転板2には磁路変更片
6a、6b、6cが延出形成されている。回転板2には
磁路形成凸部8が延出形成されている。前記磁気検知部
材3は、その磁路変更片6a、6b、6cと磁路形成凸
部8との間に位置する空間内に配設される。検知部本体
10は、第1〜第3の磁気検知体13、14、15から
構成されている。第1〜第3の磁気検知体13〜15
は、それぞれ第1〜第3磁気抵抗素子13a〜15aと
第1〜第3バイアスマグネット13b〜15bとから構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転検出センサ及
び回転検出センサ用回転板に係り、詳しくはマグネット
を用いた回転検出センサ及び回転検出センサ用回転板に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図19は、絶対位置を検出するマグネッ
トと磁気抵抗素子を用いた回転位置センサの検出原理を
説明する説明図である。
【0003】この絶対位置検出方式の回転位置センサ
は、周方向に60度の間隔にN極の領域とS極の領域を
交互に着磁形成した回転板30を回転軸に固着し、回転
軸とともに一体回転させるようにする。又、回転板30
と相対向する位置に前記回転軸の軸心Oを中心とした周
方向に40度の間隔で3個の第1〜第3磁気抵抗素子3
1,32,33が配置されている。そして、回転板30
の回転に伴いその回転板30と相対向する位置に配置し
た3個の第1〜第3磁気抵抗素子31〜33がそれぞれ
の位置において、60度の間隔で交互に通過するN極と
S極の領域を検知する。
【0004】第1〜第3磁気抵抗素子31〜33は、N
極の領域と相対向しているときにはHレベル、S極の領
域と相対向しているときにはLレベルとなる出力信号S
G1,SG2,SG3を出力する。第1〜第3磁気抵抗
素子31〜33の出力信号SG1,SG2,SG3は、
N極の領域からS極の領域に移る時、HレベルからLレ
ベルに立ち下がり、S極の領域からN極の領域に移る
時、LレベルからHレベルに立ち上がる。
【0005】図19に示すように、第1〜第3磁気抵抗
素子31〜33の立ち上がり及び立ち下がり時の波形は
なだらかになる。これは、前記したN極の領域からS極
の領域に移る時、磁束の向きが徐々に変化するからであ
る。
【0006】この各出力信号SG1〜SG3は、その立
ち上がり、立ち下がりの波形がコンパレータにて急峻な
検出信号S1〜S3に波形整形されて出力される。各コ
ンパレータは、それぞれ各出力信号SG1〜SG3のH
レベルとLレベルの間の中間レベルを比較基準値とし、
出力信号SG1〜SG3のレベルが基準値以上になる時
Hレベル、基準値未満の時Lレベルとなる検出信号S1
〜S3を出力する。比較基準値(出力信号SG1〜SG
3のHレベルとLレベルの間の中間レベル)は、N極の
領域とS極の領域の境界を通過している時に第1〜第3
磁気抵抗素子31〜33が出力する出力信号SG1〜S
G3のレベルである。
【0007】そして、第1〜第3検出信号S1〜S3の
いずれか1つが立ち上がり、又は立ち下がった時、残り
の検出信号が出力しているレベルの状態をみて、その時
の回転板30(回転軸)の回転位置を判定する。因み
に、図19の場合には、20度の間隔で120度まで回
転位置(絶対位置)を検出することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、N極の領域
とS極の領域を周方向に60度の間隔に交互に正確に着
磁形成することには限界がある。つまり、N極の領域と
S極の領域との境界を周方向に60度の間隔に正確に形
成することはできない。
【0009】従って、出力信号SG1〜SG3を波形整
形して第1〜第3検出信号S1〜S3を得ても、回転板
30に形成したN極の領域とS極の領域の着磁精度が低
いため、検出信号S1〜S3の立ち上がり、又は立ち下
がった時点が、20度の間隔の回転位置にならず、精度
の高い回転検出ができなかった。
【0010】又、当該回転位置センサにおいては、回転
板30を回転させ、磁束の向きの変化を検出している。
従って、検出センサ31〜33の周りに磁束の変化に影
響を与えるものが存在すると出力信号SG1〜SG3の
レベルが変化する。そこで、回転位置センサの周りにシ
ールド部材を配設することが考えられるが、部品点数が
増加し、コスト高になるとともに、組み付け工数も増加
する問題があった。
【0011】本発明の目的は、上記問題を解消するため
になされたものであって、部品点数を増やすことなく、
周囲の影響を回避することができ、しかも高度な加工技
術を必要としない回転板を用いて、精度の高い回転検出
を行うことができる回転検出センサ及び回転検出センサ
用回転板を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、回転面の周方向に所定の間隔に磁路変更片を立設し
た回転板と、前記回転板に対して所定の向きに配設され
た磁石と該磁石を検出する磁気検知素子とからなり、前
記磁石及び磁気検知素子の少なくともいずれか一方をそ
の回転板に形成した磁路変更片より内側に配設した磁気
検知部材とからなることを要旨とする。
【0013】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の回転検出センサにおいて、前記回転板に形成した磁路
変更片は磁路形成片であり、前記磁気検知部材の前記磁
気検知素子は磁束の向きによってその出力信号のレベル
が変化する磁気抵抗素子であって、前記磁石とともに前
記磁路形成片より内側に配設したものであることを要旨
とする。
【0014】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の回転検出センサにおいて、前記回転板に形成した磁路
変更片は磁路遮蔽片であり、前記磁気検知部材を構成す
る前記磁気検知素子及び前記磁石のいずれか一方を前記
磁路形成片より内側に配設し、他方を前記磁路形成片よ
り外側に配設したものであることを要旨とする。
【0015】請求項4に記載の発明は 請求項1乃至請
求項3のうちいずれか1項に記載の回転検出センサにお
いて、磁気検知部材を構成する磁気検知素子及び磁石
は、それぞれ互いに所定間隔を隔てて複数個配置され、
複数の磁石は、隣り合う磁石とは、その磁気極性が互い
に反対向きに配置したものであることを要旨とする。
【0016】請求項5に記載の発明は、回転面の周方向
に所定の間隔に磁路変更片を立設した回転検出センサ用
回転板をその要旨とする。 (作用)請求項1に記載の発明によれば、磁石及び磁気
検知素子の少なくともいずれか一方を前記回転板に形成
した磁路変更片より内側に配設した。従って、磁路変更
片より外側から内側に対して磁束に悪影響を与えるノイ
ズは、該磁路変更片にて低減される。又、磁路変更片は
回転板に立設させて形成したものである。
【0017】従って、該磁路変更片は回転板にN極の領
域とS極の領域を等角度間隔に着磁形成するのに比べ
て、高度な加工精度を必要とせず安価に形成することが
できる。
【0018】請求項2に記載の発明によれば、磁石及び
磁気抵抗素子の少なくともいずれか一方を前記回転板に
形成した磁路形成片より内側に配設した。従つて、磁路
形成片より外側から内側に対して磁束に悪影響を与える
ノイズは、該磁路変更片にて低減される。又、磁路形成
片は回転板に立設させて形成したものである。
【0019】従って、該磁路形成片は、回転板にN極の
領域とS極の領域を等角度間隔に着磁形成するのに比べ
て高度な加工精度を必要とせず安価に形成することがで
きる。
【0020】請求項3に記載の発明によれば、磁石及び
磁気検知素子の少なくともいずれか一方を前記回転板に
形成した磁路遮蔽片より内側に配設した。従って、磁路
遮蔽片より外側から内側に対して磁束に悪影響を与える
ノイズは、該磁路遮蔽片にて低減される。又、磁路遮蔽
片は回転板に立設させて形成したものである。
【0021】従って、該磁路遮蔽片は回転板にN極の領
域とS極の領域を等角度間隔に着磁形成するのに比べて
高度な加工精度を必要とせず安価に形成することができ
る。請求項4に記載の発明によれば、互いに所定間隔を
隔てて複数個配置され磁石は、隣接する磁気検知部材の
磁石とは、その磁気極性が互いに反対向きとなるように
配置した。
【0022】仮に、隣接する他の磁石とは、その磁気極
性が同じ向き配置されていると、隣接した磁石の磁束同
士が反発しあい、磁束が乱れる。このため、磁路変更片
の位置変化に起因する磁束のベクトル変化が小さくな
り、検出感度が小さくなる。これに対して、当該発明に
よれば、隣接する他の磁気検知部材の磁石とは、その磁
気極性が互いに反対向きに配置されているため、隣接し
た磁石の磁束同士が反発し合うことがなく、磁束が乱れ
ることが少ない。このため、磁路変更片の位置変化に起
因する磁束のベクトル変化が大きくなり、この結果、磁
気検知素子の検出出力を大きくすることができる。
【0023】請求項5に記載の発明によれば、磁路変更
片は回転板に立設させて形成したものである。従って、
該磁路変更片は回転板にN極の領域とS極の領域を等角
度間隔に着磁形成するのに比べて高度な加工精度を必要
とせず安価に形成することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明
を回転位置センサに具体化した一実施形態を図1〜図4
に従って説明する。
【0025】図1は、回転位置センサの要部分解斜視図
である。回転検出センサ1は、鉄板よりなる回転板2と
磁気検知部材3とから構成されている。回転板2は、ス
テアリングシャフト4の回転とともに、その軸心Oを回
転中心に回転する。
【0026】図2に示すように、前記回転板2の面内の
最外周部において、前記軸心Oを中心とする円弧状の3
個の磁路変更片6a,6b,6cが同回転板2から延出
形成されている。磁路変更片6a,6b,6cは、一端
から他端までが前記軸心Oからみて60度の角度をなす
ように形成されている。又、各磁路変更片6a,6b,
6cが互いになす間隔は、前記軸心Oからみて60度の
角度をなすように形成されている。
【0027】従って、回転板2の面内の最外周部におい
て、軸心Oからみて60度の角度毎にこれらの磁路変更
片6a,6b,6cと、これら磁路変更片6a,6b,
6cが形成されていない空間7a,7b,7cが交互に
存在することになる。
【0028】又、回転板2の中心部には円柱状の磁路形
成凸部8が前記磁路変更片6a〜6cと同じ方向に同回
転板2から延出形成されている。従って、図3に示すよ
うに磁路変更片6a,6b,6cから軸心Oに向かって
回転板2を切断した場合の断面形状は、磁路変更片6
a,6b,6c、回転板2及び磁路形成凸部8とでコの
字状となる。
【0029】又、磁路形成凸部8には前記ステアリング
シャフト4を貫挿固着するための貫通孔9が形成されて
いる。前記磁気検知部材3は、検知部本体10と支持ア
ーム11とから構成されている。検知部本体10は、回
転板2に形成した磁路変更片6a、6b、6cの内側で
あって、その磁路変更片6a、6b、6cと磁路形成凸
部8との間に位置する空間内に配設される。
【0030】検知部本体10は、3個の第1〜第3の磁
気検知体13、14、15が樹脂モールド材12にて封
止され、前記支持アーム11の先端部に固設されてい
る。支持アーム11の基端部は図示しない固定部材に固
定されている。
【0031】第1の磁気検知体13は、第1磁気抵抗素
子13aと第1バイアスマグネット13bとから構成さ
れている。第1バイアスマグネット13bは軸心O側が
S極で外側がN極となるように配設されるとともに、第
1磁気抵抗素子13aに対して軸心O側で、且つ図2に
おいて時計回り方向にオフセットさせて配置されてい
る。
【0032】第1磁気抵抗素子13aは、第1バイアス
マグネット13bの磁束の向きによって、検出電圧Vo
utが変化する磁気検知素子であって、図4に示すよう
な2個の磁束の向きによってその抵抗値が変化する抵抗
体RA、RBとから構成されている。本実施形態では、
第1磁気抵抗素子13aは磁束の向きが前記軸心Oから
略半径方向に向くとき、検出電圧Voutが最も低い電
位(Lレベル)となり、磁束の向きが前記略半径方向に
対して略45度の向きになるとき、検出電圧Voutが
最も高い電位(Hレベル)となるように配置される。
【0033】第2の磁気検知体14は、第2磁気抵抗素
子14aと第2バイアスマグネット14bとから構成さ
れている。第2磁気抵抗素子14aと第2バイアスマグ
ネット14bとの間の配置関係は前記第1磁気抵抗素子
13aと第1バイアスマグネット13bとの間の配置関
係と同じである。そして、第2磁気抵抗素子14aと第
2バイアスマグネット14bは、それぞれ前記第1磁気
抵抗素子13aと第1バイアスマグネット13bに対し
て、図2において、前記軸心Oを中心に時計回り方向に
40度の位置に配設される。
【0034】第2磁気抵抗素子14aは、前記第1磁気
抵抗素子13aと同様に第2バイアスマグネット14b
の磁束の向きによって、検出電圧Voutが変化する磁
気検知素子であって、図4に示すような2個の磁束の向
きによってその抵抗値が変化する抵抗体RA、RBとか
ら構成されている。本実施形態では、第2磁気抵抗素子
14aは、前記第1磁気抵抗素子13aと同様に、磁束
の向きが前記軸心Oから略半径方向に向くとき、検出電
圧Voutが最も低い電位(Lレベル)となり、磁束の
向きが前記略半径方向に対して略45度の向きになると
き、検出電圧Voutが最も高い電位(Hレベル)とな
るように配置される。
【0035】第3の磁気検知体15は、第3磁気抵抗素
子15aと第3バイアスマグネット15bとから構成さ
れている。第3磁気抵抗素子15aと第3バイアスマグ
ネット15bとの間の配置関係は前記第1磁気抵抗素子
13aと第1バイアスマグネット13bとの間の配置関
係と同じである。そして、第3磁気抵抗素子15aと第
3バイアスマグネット15bは、それぞれ前記第1磁気
抵抗素子13aと第1バイアスマグネット13bに対し
て、図2において、前記軸心Oを中心に反時計回り方向
に40度の位置に配設される。
【0036】第3磁気抵抗素子15aは、前記第1磁気
抵抗素子13aと同様に第5バイアスマグネット15b
の磁束の向きによって、検出電圧Voutが変化する磁
気検知素子であって、図4に示すような2個の磁束の向
きによってその抵抗値が変化する抵抗体RA、RBとか
ら構成されている。本実施形態では、第3磁気抵抗素子
15aは、前記第1磁気抵抗素子13aと同様に、磁束
の向きが前記軸心Oから略半径方向に向くとき、検出電
圧Voutが最も低い電位(Lレベル)となり、磁束の
向きが前記略半径方向に対して略45度の向きになると
き、検出電圧Voutが最も高い電位(Hレベル)とな
るように配置される。
【0037】そして、第1〜第3バイアスマグネット1
3b〜15bと磁路変更片6a〜6cとの相対位置関係
において、第1〜第3バイアスマグネット13b〜15
bが、図2に示す第3バイアスマグネット15bの位置
にあるとき、即ち、軸心OからN極を通る放射線上(以
下、外側方という)に磁路変更片6a〜6cがある場合
には、それら磁束は略半径方向の向きとなる。これは、
磁路変更片6a〜6c、回転板2及び磁路形成凸部8と
からなるコ字状の磁路が形成され、第1〜第3バイアス
マグネット13b〜15bのN極から磁束が磁路変更片
6a〜6cに引き寄せられるからである。その結果、磁
束の向きは、磁路変更片6a〜6c側、即ち略半径方向
の向きとなる。つまり、磁路変更片6a〜6cは磁路形
成片となる。
【0038】従って、この場合には、第1〜第3磁気抵
抗素子13a〜15aはLレベルの検出電圧Voutを
出力する。又、第1〜第3バイアスマグネット13b〜
15bと磁路変更片6a〜6cとの相対位置関係におい
て、第1〜第3バイアスマグネット13b〜15bが、
図2に示す第2バイアスマグネット14bの位置にある
とき、即ち、N極の外側方に磁路変更片6a〜6cがな
い場合には、それら磁束は略半径方向に対して略45度
の向きとなる。これは、磁路を形成する磁路変更片6a
〜6cがないため、磁束は引き込まれるものがないから
である。その結果、磁束は放射状にのび、磁束の向きは
略半径方向に対して略45度の向きとなる。
【0039】従って、この場合には第1〜第3磁気抵抗
素子13a〜15aはHレベルの検出電圧Voutを出
力する。さらに、第1〜第3バイアスマグネット13b
〜15bと磁路変更片6a〜6cとの相対位置関係にお
いて、第1〜第3バイアスマグネット13b〜15b
が、図2に示す第1バイアスマグネット13bの位置に
あって、磁路変更片6a〜6cがない位置から磁路変更
片6a〜6cの端を通過する時には、それら磁束の向き
は略半径方向に対して略45度の向きから略半径方向の
向きに変わる。
【0040】従って、この場合には、第1〜第3磁気抵
抗素子13a〜15aはHレベルからLレベルに立ち下
がる検出電圧Voutを出力する。さらに、磁路変更片
6a〜6cある位置からその端を通過する時には、それ
ら磁束の向きは略半径方向から略45度の向きに変わ
る。
【0041】従って、この場合には、第1〜第3磁気抵
抗素子13a〜15aはLレベルからHレベルに立ち上
がる検出電圧Voutを出力する。第1〜第3磁気抵抗
素子13a〜15aの検出電圧Voutは、それぞれ図
示しない公知のコンパレータに出力され、予め定められ
た基準電圧と比較される。そして、このコンパレータに
よって、検出電圧Voutは基準電圧以上の時Hレベ
ル、基準電圧未満の時Lレベルとなる立ち上がり及び立
ち下がりが急峻となる検出信号に波形整形される。
【0042】前記各コンパレータに用いられる基準電圧
は、第1〜第3の磁気検知体13〜15が図2に示す第
1の磁気検知体13の位置にある時に、第1〜第3磁気
抵抗素子13a〜15aが出力している検出電圧Vou
tのレベルを基準電圧としている。
【0043】次に、上記のように構成した回転位置セン
サ1の特徴について説明する。 (1)本実施形態では、第1〜第3磁気抵抗素子13a
〜15aと第1〜第3バイアスマグネット13b〜15
bからなる検知部本体10を磁路変更片6a〜6cと磁
路形成凸部8との間に位置する空間内に配設した。
【0044】従って、第1〜第3バイアスマグネット1
3b〜15bが出す磁束に悪影響を与える外側からのノ
イズをその磁路変更片6a〜6cにより低減させること
ができる。さらに、第1〜第3磁気抵抗素子13a〜1
5aは、その外側方を通過する磁路変更片6a〜6cを
正確に検知することができる。
【0045】(2)本実施形態では、第1〜第3磁気抵
抗素子13a〜15aが検出する磁路変更片6a〜6c
は、回転板2に等角度の間隔で立設させて形成したもの
である。
【0046】従って、該磁路変更片6a〜6cの寸法は
従来と異なり回転板にN極の領域とS極の領域を等角度
間隔に着磁形成するのに比べて、磁路変更片6a〜6c
の端面を研磨又は研削等で調整でき、高度及び高精密な
加工技術で仕上げる必要がない。その結果、磁路変更片
6a〜6cを備えた回転板2を安価に製造することがで
きる。
【0047】(3)しかも、本実施形態では外部からの
ノイズを低減させる磁路変更片6a〜6cは、回転板2
と一体に形成されているため、部品点数の増加はなく、
組み付け工数も増加することはない。
【0048】(4)さらに、本実施形態では検知部本体
10を磁路変更片6a〜6cと磁路形成凸部8との間に
位置する空間内に配設したので、回転位置センサが大型
化することはない。 (第2実施形態)次に、本発明の第2実施形態を図5〜
図8に従って説明する。
【0049】尚、説明の便宜上、第1実施形態と共通の
部材について符号を同じにしてその詳細な説明は省略す
る。図5及び図6に示すように、回転位置センサ1を構
成する磁気検知部材20には3個の第1〜第3の磁気検
知体21、22、23が樹脂モールド材12にて封止さ
れ、前記支持アーム11の先端部に固設されている。
【0050】第1〜3磁気検知体21〜23は、それぞ
れ第1〜第3磁気抵抗素子21a〜23aと第1〜第3
バイアスマグネット21b〜23bとから構成されてい
る。第1〜第3磁気抵抗素子21a〜23aは、回転板
2の磁路変更片6a〜6cの外側に位置するように配置
されている。又、対応する第1〜第3バイアスマグネッ
ト21b〜23bは、軸心O側がS極で外側がN極とな
るように、回転板2の磁路変更片6a〜6cの内側に位
置するように配置されている。なお、第1〜第3バイア
スマグネット21b〜23bを、軸心O側がN極で外側
がS極となるように配置しても良い。
【0051】従って、第1〜第3磁気抵抗素子21a〜
23aと第1〜第3バイアスマグネット21b〜23b
との間を前記回転板2の磁路変更片6a〜6cが通過す
る。第1バイアスマグネット21bは、第1磁気抵抗素
子21aに対して軸心O側で且つ図5において時計回り
方向にオフセットさせて配置されている。そして、第1
バイアスマグネット21bはその磁束の向きが、第1磁
気抵抗素子21aの面上を前記軸心Oを中心とする略半
径方向に対して略45度の向きになるように相対配置さ
れている。
【0052】第1磁気抵抗素子21aは、図7に示すよ
うな2個の磁束の向きによってその抵抗値が変化する抵
抗体RA、RBとから構成されている。本実施形態で
は、図7(a)に示すように第1磁気抵抗素子21a
は、磁束の向きが略半径方向に対し略45度の向きで同
素子21a上を通過しているとき、検出電圧Voutが
図8に示すように最も高い電位(=V;Hレベル)とな
り、図7(b)に示すように磁束が通過していない時、
検出電圧Voutが図8に示すように最も低い電位(=
V/2;Lレベル)となるように配置される。
【0053】図5において、第2磁気抵抗素子22aと
第2バイアスマグネット22bは、それぞれ前記第1磁
気抵抗素子21aと第1バイアスマグネット21bに対
して、前記軸心Oを中心に時計回り方向に40度の角度
をおいた位置に配設される。
【0054】第2磁気抵抗素子22aは、前記第1磁気
抵抗素子21aと同様に、図7に示すような2個の磁束
の向きによってその抵抗値が変化する抵抗体RA、RB
とから構成されている。本実施形態では、図7(a)に
示すように第2磁気抵抗素子22aは磁束の向きが略半
径方向に対し略45度の向きで同素子22a上を通過し
ているとき、検出電圧Voutが図8に示すように最も
高い電位(=V;Hレベル)となり、図7(b)に示す
ように磁束が通過していない時、検出電圧Voutが図
8に示すように最も低い電位(=V/2;Lレベル)と
なるように配置される。
【0055】図5において、第3磁気抵抗素子23aと
第2バイアスマグネット23bは、それぞれ前記第1磁
気抵抗素子21aと第1バイアスマグネット21bに対
して、前記軸心Oを中心に反時計回り方向に40度の角
度をおいた位置に配設される。第3磁気抵抗素子23a
は、前記第1磁気抵抗素子21aと同様に、図7に示す
ような2個の磁束の向きによってその抵抗値が変化する
抵抗体RA、RBとから構成されている。本実施形態で
は、図7(a)に示すように第3磁気抵抗素子23a
は、磁束の向きが略半径方向に対し略45度の向きで同
素子23a上を通過しているとき、検出電圧Voutが
図8に示すように最も高い電位(=V;Hレベル)とな
り、図7(b)に示すように磁束が通過していない時、
検出電圧Voutが図8に示すように最も低い電位(=
V/2;Lレベル)となるように配置される。
【0056】そして、第1〜第3バイアスマグネット2
1b〜23bと磁路変更片6a〜6cとの相対位置関係
において、第1〜第3バイアスマグネット21b〜23
bが、図5に示す第3バイアスマグネット23bの位置
にあるとき、即ち、N極の外側方に磁路変更片6a〜6
cが間に介在されている場合には、それら磁束は磁路変
更片6a〜6cにシールドされて、対応する第1〜第3
磁気抵抗素子21a〜23aに到達しない。つまり、磁
路変更片6a〜6cは磁路遮蔽片となる。
【0057】従って、この場合には、第1〜第3磁気抵
抗素子21a〜23aはLレベルの検出電圧Voutを
出力する。又、第1〜第3バイアスマグネット21b〜
23bと磁路変更片6a〜6cとの相対位置関係におい
て、第1〜第3バイアスマグネット21b〜23bが、
図5に示す第2バイアスマグネット22bの位置にある
とき、即ち、N極の外側方に磁路変更片6a〜6cがな
い場合には、対応する第1〜第3バイアスマグネット2
1b〜23bの磁束は略半径方向に対して略45度の向
きで対応する第1〜第3磁気抵抗素子21a〜23a上
を通過する。これは、磁束を遮蔽する磁路変更片6a〜
6cがないからである。
【0058】従って、この場合には、第1〜第3磁気抵
抗素子21a〜23aはHレベルの検出電圧Voutを
出力する。さらに、第1〜第3バイアスマグネット21
b〜23bと磁路変更片6a〜6cとの相対位置関係に
おいて、第1〜第3バイアスマグネット21b〜23b
が、図5に示す第1バイアスマグネット21bの位置に
あって、磁路変更片6a〜6cがない位置から磁路変更
片6a〜6cの端を通過する時には、対応する第1〜第
3磁気抵抗素子21a〜23a上を通過する磁束は消失
する。
【0059】従って、この場合には、第1〜第3磁気抵
抗素子21a〜23aはHレベルからLレベルに立ち下
がる検出電圧Voutを出力する。さらに、磁路変更片
6a〜6cがある位置からその端を通過する時には、対
応する素子21a〜23a上を通過する磁束が発生す
る。それら磁束の向きは略半径方向から略45度の向き
となる。従って、この場合には、第1〜第3磁気抵抗素
子21a〜23aはLレベルからHレベルに立ち上がる
検出電圧Voutを出力する。
【0060】第1〜第3磁気抵抗素子21a〜23aの
検出電圧Voutは、それぞれ図示しない公知のコンパ
レータに出力され、予め定められた基準電圧と比較され
る。そして、このコンパレータによって、検出電圧Vo
utは基準電圧以上の時Hレベル、基準電圧未満の時L
レベルとなる立ち上がり及び立ち下がりが急峻となる検
出信号に波形成形される。
【0061】前記各コンパレータに用いられる基準電圧
は、それぞれ第1〜第3の磁気検知体21〜23が図5
に示す第1の磁気検知体21の位置にある時に、第1〜
第3磁気抵抗素子21a〜23aから出力されている検
出電圧Voutのレベルを基準電圧としている。
【0062】次に、上記のように構成した回転位置セン
サの特徴について説明する。 (1)本実施形態では、磁気検知部材20を構成する第
1〜第3磁気抵抗素子21a〜23aと第1〜第3バイ
アスマグネット21b〜23bのうち、第1〜第3バイ
アスマグネット21b〜23bを磁路変更片6a〜6c
の内側に配設した。
【0063】従って、第1〜第3バイアスマグネット2
1b〜23bが出す磁束に悪影響を与える外側からノイ
ズをその磁路変更片6a〜6cにより低減させることが
できる。さらに、第1〜第3磁気抵抗素子21a〜23
aは、その外側方を通過する磁路変更片6a〜6cを正
確に検知することができる。
【0064】(2)本実施形態では、第1〜第3磁気抵
抗素子21a〜23aが検出する磁路変更片6a〜6c
は、回転板2に等角度の間隔で立設させて形成したもの
である。
【0065】従って、該磁路変更片6a〜6cの寸法は
従来とは異なり回転板にN極の領域とS極の領域を等角
度間隔に着磁形成するのに比べて、磁路変更片6a〜6
cの端面を研磨又は研削等で調整でき、高度及び高精密
な加工技術で仕上げる必要がない。その結果、磁路変更
片6a〜6cを備えた回転板2を安価に製造することが
できる。
【0066】(3)しかも、本実施形態では、外部から
のノイズを低減させる磁路変更片6a〜6cは、回転板
2と一体に形成されているため、部品点数の増加はな
く、組み付け工数も増加することはない。
【0067】(4)さらに、本実施形態では磁気検知部
材20の第1〜第2バイアスマグネット21a〜23a
を磁路変更片6a〜6cの内側に配設したので、回転位
置センサが大型化することはない。 (第3実施形態)次に第3実施形態を図9〜図13を参
照して説明する。第3実施形態は、第1実施形態の構成
の変更したものである。
【0068】前記第1実施形態の構成中、磁気検知体1
3の第1バイアスマグネット13bと、磁気検知体1
4,15の第2バイアスマグネット14b,第3バイア
スマグネット15bの磁気極性の配向が互いに異なって
いる。すなわち、第1バイアスマグネットの軸心O側は
N極とされ、外側がS極として配置されている。一方、
第2バイアスマグネット14b,及び第3バイアスマグ
ネット15bは、第1実施形態と同様に軸心O側はS極
とされ、外側がN極として配置されている。
【0069】又、第3実施形態では、磁路形成凸部8の
位置には、回転板2に対してボス部17が一体に形成さ
れるとともに、3個の磁路変更片18a,18b,18
cが設けられている。
【0070】すなわち、図10に示すように、磁路変更
片18a,18b,18cは前記回転板2に対して、前
記ボス部17とは軸心Oから若干離間した位置におい
て、前記軸心Oを中心とした断面円弧状に、延出形成さ
れている。磁路変更片18a,18b,18cは、一端
から他端までが、磁路変更片6a,6b,6cにそれぞ
れ対応するように前記軸心Oからみて60度の角度をな
すように形成されている。又、各磁路変更片18a,1
8b,18cが互いになす間隔は、前記軸心Oからみて
60度の角度をなすように形成されている。
【0071】従って、回転板2の面内の最外周部におい
て、軸心Oからみて60度の角度毎にこれらの磁路変更
片18a,18b,18cと、これら磁路変更片18
a,18b,18cが形成されていない空間19a,1
9b,19cが交互に存在することになる。
【0072】なお、他の構成は、第1実施形態と同一構
成であるため、第1実施形態と同一構成については同一
符号を付してその説明を省略する。さて、上記のように
構成された回転位置センサ1の作用を説明する。
【0073】第1〜第3バイアスマグネット13b〜1
5bと磁路変更片6a〜6c,18a〜18cとの相対
位置関係において、第1〜第3バイアスマグネット13
b〜15bが、図10に示す第3バイアスマグネット1
5bの位置にあるとき、即ち、軸心OからN極を通る放
射線上(以下、外側方という)に磁路変更片6a〜6c
及び磁路変更片6a〜6c,18a〜18cがある場合
には、それら磁束は半径方向の向きとなる。
【0074】これは、図11に示すように磁路変更片6
a〜6c、回転板2及び磁路変更片18a〜18cとか
らなるコ字状の磁路が形成され、第1〜第3バイアスマ
グネット13b〜15bのN極から磁束が磁路変更片6
a〜6c及び磁路変更片18a〜18cに引き寄せられ
るからである。
【0075】その結果、磁束の向きは、磁路変更片6a
〜6c側、及び磁路変更片側18a〜18c、即ち半径
方向の向きとなる。つまり、磁路変更片6a〜6cは磁
路形成片となる。
【0076】従って、この場合には、第1〜第3磁気抵
抗素子13a〜15aはLレベルの検出電圧Voutを
出力する。又、第1〜第3バイアスマグネット13b〜
15bと磁路変更片6a〜6c,磁路変更片6a〜6
c,18a〜18cとの相対位置関係において、第1〜
第3バイアスマグネット13b〜15bが、図10に示
す第2バイアスマグネット14bの位置にあるとき、即
ち、N極及びS極の外側方及び内側方に磁路変更片6a
〜6c及び磁路変更片6a〜6c,18a〜18cがな
い場合には、それら磁束は略半径方向に対して略45度
の向きとなる。これは、磁路を形成する磁路変更片6a
〜6c及び磁路変更片6a〜6c,18a〜18cがな
いため、磁束は引き込まれるものがないからである。そ
の結果、磁束は放射状にのび、磁束の向きは略半径方向
に対して略45度の向きとなる。
【0077】従って、この場合には第1〜第3磁気抵抗
素子13a〜15aはHレベルの検出電圧Voutを出
力する。さらに、第1〜第3バイアスマグネット13b
〜15bと磁路変更片6a〜6c及び磁路変更片6a〜
6c,18a〜18cとの相対位置関係において、第1
〜第3バイアスマグネット13b〜15bが、図10に
示す第1バイアスマネット13bの位置にあって、磁路
変更片6a〜6c及び磁路変更片6a〜6c,18a〜
18cがない位置から磁路変更片6a〜6cの端を通過
する時には、それら磁束の向きは略半径方向に対して略
45度の向きから略半径方向の向きに変わる。
【0078】従って、この場合には、第1〜第3磁気抵
抗素子13a〜15aはHレベルからLレベルに立ち下
がる検出電圧Voutを出力する。さらに、磁路変更片
6a〜6cある位置からその端を通過する時には、それ
ら磁束の向きは略半径方向から略45度の向きに変わ
る。
【0079】従って、この場合には、第1〜第3磁気抵
抗素子13a〜15aはLレベルからHレベルに立ち上
がる検出電圧Voutを出力する。第1〜第3磁気抵抗
素子13a〜15aの検出電圧Voutは、それぞれ図
示しない公知のコンパレータに出力され、予め定められ
た基準電圧と比較される。そして、このコンパレータに
よって、検出電圧Voutは基準電圧以上の時Hレベ
ル、基準電圧未満の時Lレベルとなる立ち上がり及び立
ち下がりが急峻となる検出信号に波形整形される。
【0080】前記各コンパレータに用いられる基準電圧
は、第1〜第3の磁気検知体13〜15が図2に示す第
1の磁気検知体13の位置にある時に、第1〜第3磁気
抵抗素子13a〜15aが出力している検出電圧Vou
tのレベルを基準電圧としている。
【0081】次に、上記のように構成した回転位置セン
サ1の特徴について説明する。 (1)本実施形態では、第1〜第3磁気抵抗素子13a
〜15aと第1〜第3バイアスマグネット13b〜15
bからなる検知部本体10を磁路変更片6a〜6c及び
磁路変更片6a〜6c,18a〜18cとの間に位置す
る空間内に配設した。
【0082】従って、第1〜第3バイアスマグネット1
3b〜15bが出す磁束に悪影響を与える外側からのノ
イズをその磁路変更片6a〜6cにより低減させること
ができる。さらに、第1〜第3磁気抵抗素子13a〜1
5aは、その外側方を通過する磁路変更片6a〜6c及
び磁路変更片6a〜6c,18a〜18cを正確に検知
することができる。
【0083】(2)本実施形態では、第1〜第3磁気抵
抗素子13a〜15aが検出する磁路変更片6a〜6c
及び磁路変更片6a〜6c,18a〜18cは、回転板
2に等角度の間隔で立設させて形成したものである。
【0084】従って、該磁路変更片6a〜6c及び磁路
変更片6a〜6c,18a〜18cの寸法は従来と異な
り回転板にN極の領域とS極の領域を等角度間隔に着磁
形成するのに比べて、磁路変更片6a〜6cの端面を研
磨又は研削等で調整でき、高度及び高精密な加工技術で
仕上げる必要がない。その結果、磁路変更片6a〜6c
及び磁路変更片6a〜6c,18a〜18cを備えた回
転板2を安価に製造することができる。
【0085】(3)しかも、本実施形態では外部からの
ノイズを低減させる磁路変更片6a〜6c及び磁路変更
片6a〜6c,18a〜18cは、回転板2と一体に形
成されているため、部品点数の増加はなく、組み付け工
数も増加することはない。
【0086】(4)さらに、本実施形態では検知部本体
10を磁路変更片6a〜6c及びと磁路変更片6a〜6
c,18a〜18cとの間に位置する空間内に配設した
ので、回転位置センサが大型化することはない。
【0087】(5)さらに、第3実施形態では、下記の
特徴がある。図14及び図15は、隣接する他の磁気検
知体13,14,15のバイアスマグネットとは、その
磁気極性が同じ向き配置されている場合を示し、バイア
スマグネット13b,15b近傍の矢印は磁束の向きを
示している。この場合、隣接したバイアスマグネット1
3b,14b,15bの磁束同士が反発しあい、磁束が
乱れる。このため、磁路変更片6a,18aの位置変化
に起因する磁束のベクトル変化が小さくなり、検出感度
が小さくなる。
【0088】これに対して、第3実施形態では、隣接す
る他の磁気検知体13,14,15のバイアスマグネッ
ト13,14,15は、その磁気極性が互いに反対向き
に配置したため、隣接したバイアスマグネット13,1
4,15の磁束同士が反発し合うことがない。すなわ
ち、図12に示すように、隣り合う磁石の極性に引かれ
て磁束が乱れることが少ない。このため、図12の状態
から図13の状態で磁束の向きの変化を示すように磁路
変更片6a,18aの位置変化に起因する磁束のベクト
ル変化が大きくなり(約90°)、この結果、磁気抵抗
素子13a,14a,15aの検出出力を大きくするこ
とができる。すなわち、より細かい回転板2の角度変化
を検出することができる。
【0089】(6) 又、第3実施形態では、磁路変更
片18a〜18cを設けため、第1実施形態と異なり、
磁路変更片18a〜18cを設けない場合に比較して、
より磁路形成が容易となり、磁気検知体13,14,1
5の検出感度を向上することができる。
【0090】尚、実施形態は上記に各実施形態に限定さ
れるものではなく、次のように変更してもよい。 ○ 前記各実施形態では、磁路変更片6a,6b,6c
は、一端から他端までが軸心Oからみて60度の角度を
なすようにし、すなわち、60度間隔とし、各磁気検知
体13,14,15を軸心Oからみて40度間隔とし
た。この代わりに、磁路変更片を30度間隔とし、各磁
気検知体13,14,15の間隔を20度間隔としても
よい。こうすると、各実施形態よりも細かい角度が検出
できる。
【0091】○ 前記第2実施形態においては、第1〜
第3磁気抵抗素子21a〜23aを磁路変更片6a〜6
cの外側に、第1〜第3バイアスマグネット21b〜2
3bを磁路変更片6a〜6cの内側に位置するように配
置した。これをバイアスマグネット21b〜23bを磁
路変更片6a〜6cの外側に、第1〜第3磁気抵抗素子
21a〜23aを磁路変更片6a〜6cの内側に配置し
てもよい。
【0092】この場合にも、前記第2実施形態で述べた
作用効果を得ることができる。 ○ 前記各実施形態では磁路変更片6a〜6cを備えた
回転板2の成形方法について特に詳述しなかったが、例
えば、鉄板をプレス成形に加工して回転板2を成形して
もよい。この場合、全体の形状をプレス加工にて形成し
た後、磁路変更片6a〜6cの間隔を切削加工等で調整
する。
【0093】従って、高度且つ高精密な加工技術を必要
とすることなく短時間で回転板2を成形することがで
き、回転板2のコストの低減を図ることができる。又、
磁路変更片6a〜6cを備えた回転板2を焼結金属にて
成形してもよい。
【0094】この場合でも、回転板の面にN極の領域と
S極の領域を等角度間隔に着磁形成するのに比べて、高
度な加工精度を必要とせず安価に回転板2を形成するこ
とができる。又、磁路変更片6a〜6cと回転板2とを
別々に成形し、磁路変更片6a〜6cを回転板2に対し
て溶接等で固着するようにしてもよい。
【0095】○ 図16(a)、(b)に示すように、
磁路変更片6a〜6cを薄く形成する。そして、磁路変
更片6a〜6cが第1〜第3バイアスマグネット21b
〜23bと対向する位置あるとき、図16(b)に示す
ように、第1〜第3バイアスマグネット21b〜23b
から出る磁束が薄い磁路変更片6a〜6cの外側に漏
れ、その漏れた磁束が磁路変更片6a〜6cに沿って流
れるようにする。そして、第1〜第3磁気抵抗素子21
a〜23aは、図16(a)に示すように磁路変更片6
a〜6cがない状態にあって、各素子21a〜23aを
通過する磁束の向きが半径方向に向くとき、Hレベルの
検出電圧Voutを出力し、図16(b)に示すように
磁路変更片6a〜6cがない状態にあって、各素子21
a〜23aを通過する磁束の向きが回転板2の接線方向
に向くとき、Lレベルの検出電圧Voutを出力するよ
うに配置して実施してもよい。即ち、図16(a)の場
合、各素子21a〜23aを構成する抵抗体RA,RB
に対して図17(a)に矢印で示す向きに磁束が向くこ
とになり、検出電圧Voutは図18に示すように最も
高い電圧(=V)となる。反対に、図16(b)の場
合、各素子21a〜23aを構成する抵抗体RA,RB
に対して図17(b)に矢印で示す向きに磁束が向くこ
とになり、検出電圧Voutは図18に示すように最も
低い電圧(≒0)となる。
【0096】この場合、前記第2実施形態と同様な効果
を得ることができる。 ○ 第1〜第3磁気抵抗素子13a〜15a,21a〜
23aについて、検出電圧VoutがHレベルのとき、
抵抗体RAの抵抗値が最小となり、抵抗体RBの抵抗値
が最大となり、反対に、検出電圧VoutがLレベルの
とき、抵抗体RAの抵抗値が最大となり、抵抗体RBの
抵抗値が最小となるように、第1〜第3磁気抵抗素子1
3a〜15a,21a〜23aを配置するようにしても
よい。
【0097】この場合、検出電圧VoutのHレベルと
Lレベルの振幅値が最大となり、感度の高い検出電圧V
outを得ることができる。 ○ 第3実施形態の構成中、磁路変更片(磁路形成片)
18a〜18cを省略した構成としてもよい。
【0098】次に、上記した実施の形態から把握できる
請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それ
らの効果とともに以下に記載する。 (1)請求項2に記載の回転検出センサにおいて、前記
回転板の中心部には、磁路形成凸部を磁路形成片と同方
向に形成した回転検出センサ。
【0099】この場合、上記第1実施形態(1)〜
(4)に示す同じ効果を奏する。 (2)請求項2に記載の回転検出センサにおいて、前記
回転板の中心部には、回転板の外周側に設けた磁路形成
片と対応するように磁路形成片を形成した回転検出セン
サ。
【0100】こうすることにより、回転検出センサの感
度を向上することができる。
【0101】
【発明の効果】請求項1〜5に記載の発明によれば、部
品点数を増やすことなく周囲の影響を回避することがで
き、しかも高い加工精度を必要としない回転板を用い
て、精度の高い回転検出を行うことのできる効果を有す
る 又、請求項4に記載の発明によれば、隣接する他の磁気
抵抗素子の磁石とは、その磁気極性が互いに反対向きに
配置されているため、隣接した磁石の磁束同士が反発し
合うことがなく、磁束が乱れることが少ない。このた
め、磁路変更片の位置変化に起因する磁束のベクトル変
化が大きくなり、この結果、磁気抵抗素子の検出出力を
大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の回転位置センサの要部分解斜視
図。
【図2】同じく回転板と磁気検知部材の配置関係を示す
平面図。
【図3】同じく回転位置センサの要部断面図。
【図4】同じく磁気抵抗素子の等価回路図。
【図5】第2実施形態を説明するための回転板と磁気検
知部材の配置関係を示す平面図。
【図6】同じく回転位置センサの要部断面図。
【図7】磁気抵抗素子への磁束のかかり方を説明するた
めの説明図であって、(a)は磁路変更片がない場合の
磁束のかかり方を示し、(b)は磁路変更片がある場合
の磁束のかかり方を示す。
【図8】第2実施形態における磁気抵抗素子の出力電圧
を示す電気特性図。
【図9】第3実施形態における回転位置センサの要部分
解斜視図。
【図10】同じく回転板と磁気検知部材の配置関係を示
す平面図。
【図11】同じく回転位置センサの要部断面図。
【図12】第3実施形態の作用を示す説明図。
【図13】同じく第3実施形態の作用を示す説明図。
【図14】第3実施形態の作用との比較を示すための説
明図。
【図15】同じく第3実施形態の作用との比較を示すた
めの説明図。
【図16】別の実施形態を説明するための磁路変更片と
磁気検知部材の関係を示す図であって、(a)は磁路変
更片がない状態を示し、(b)は磁路変更片がある状態
を示す。
【図17】別の実施形態において、磁気抵抗素子への磁
束のかかり方を説明するための説明図であって、(a)
は磁路変更片がない場合の磁束のかかり方を示し、
(b)は磁路変更片がある場合の磁束のかかり方を示
す。
【図18】別の実施形態における磁気抵抗素子の出力電
圧を示す電気特性図。
【図19】絶対位置を検出するマグネットと磁気抵抗素
子を用いた回転位置センサの検出原理を説明する説明
図。
【符号の説明】
1…回転位置センサ、2…回転板、3…磁気検知部材、
4…回転体としてのステアリングシャフト、6a,6
b,6c…磁路変更片、7a,7b,7c…空間、8…
磁路形成凸部、9…貫通孔、10…検知部本体、11…
支持アーム、12…樹脂モールド材、13,21…第1
の磁気検知体,14,22…第2の磁気検知体,15,
23…第3の磁気検知体、13a,21a…第1磁気抵
抗素子、13b,21b…第1バイアスマグネット、1
4a,22a…第2磁気抵抗素子、14b,22b…第
2バイアスマグネット、15a,23a…第3磁気抵抗
素子、15b,23b…第3バイアスマグネット、Vo
ut…検出電圧、RA,RB…抵抗体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南 勝広 愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地 株式会社東海理化電機製作所内 (72)発明者 小木曽 克也 愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地 株式会社東海理化電機製作所内 (72)発明者 鈴木 隆司 愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地 株式会社東海理化電機製作所内 (72)発明者 谷口 政弘 愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地 株式会社東海理化電機製作所内 Fターム(参考) 2F063 AA35 CA40 DA19 DD04 EA03 GA53 GA67 GA69 2F077 AA49 NN02 NN21 PP14 QQ07 QQ08 QQ10 QQ15 RR03 RR07 RR08 RR13 TT13 TT32 TT44 VV01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転面の周方向に所定の間隔に磁路変更
    片(6a〜6c)を立設した回転板(2)と、 前記回転板(2)に対して所定の向きに配設された磁石
    と該磁石を検出する磁気検知素子とからなり、前記磁石
    及び磁気検知素子の少なくともいずれか一方をその回転
    板(2)に形成した磁路変更片(6a〜6c)より内側
    に配設した磁気検知部材(3)とからなる回転検出セン
    サ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の回転検出センサにおい
    て、 前記回転板(2)に形成した磁路変更片(6a〜6c)
    は、磁路形成片であり、 前記磁気検知部材(3)の前記磁気検知素子は磁束の向
    きによってその出力信号のレベルが変化する磁気抵抗素
    子であって、前記磁石とともに前記磁路変更片(6a〜
    6c)より内側に配設したものである回転検出センサ。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の回転検出センサにおい
    て、 前記回転板(2)に形成した磁路変更片(6a〜6c)
    は、磁路遮蔽片であり、 前記磁気検知部材(3)を構成する前記磁気検知素子及
    び前記磁石のいずれか一方を前記磁路変更片(6a〜6
    c)より内側に配置し、他方を前記磁路変更片(6a〜
    6c)より外側に配設したものである回転検出センサ。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のうちいずれか1
    項に記載の回転検出センサにおいて、 磁気検知部材を構成する磁気検知素子及び磁石は、それ
    ぞれ互いに所定間隔を隔てて複数個配置され、複数の磁
    石は、隣り合う磁石とは、その磁気極性が互いに反対向
    きに配置したものである回転検出センサ。
  5. 【請求項5】 回転面の周方向に所定の間隔に磁路変更
    片(6a〜6c)を立設した回転検出センサ用回転板。
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