JP2001091526A - 回転検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力を維持したまま小型化可能な回転検出装
置を提供する。 【解決手段】 回転検出装置は、ロータ１に向けてバイ
アス磁界を発生するバイアス磁石２と、ロータの回転に
よって生じるバイアス磁界の変化を検出する検出素子３
とを備える。バイアス磁石のロータ側には、ロータの回
転方向Ｒに略平行であってロータの外周面１ａに対して
傾いている傾斜面２ｃを形成する。検出素子３は、傾斜
面２ｃに対向し、検出素子３の中心位置がバイアス磁石
のロータ側先端よりロータ１から遠くなり、検出素子３
の表面３ａがバイアス磁石の磁気的中心Ｔに平行になる
ように配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ベクトルの変
化によって抵抗値が変化する磁気抵抗素子（ＭＲ素子）
を用いて回転体の回転情報の検出を行う回転検出装置に
関し、特に車両におけるエンジン制御や車両ブレーキに
おけるＡＢＳ制御に使用する回転検出装置に適用すると
好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転体（ロータ）の回転情報を検
出する回転検出装置として、ロータに向けてバイアス磁
界を発生させるバイアス磁石と、バイアス磁界の変化を
検出する検出素子とを備えるものが知られている。

【０００３】この回転検出装置を図５に基づいて説明す
る。図５（ａ）は従来の回転検出装置をロータ回転方向
Ｒからみた側面図であり、図５（ｂ）はロータ回転軸方
向Ｓからみた側面図である。バイアス磁石Ｊ２はロータ
Ｊ１の外周外側に配置され、検出素子Ｊ３はロータＪ１
とバイアス磁石Ｊ２との間に配置されている。

【０００４】この回転検出装置では、検出素子Ｊ３にロ
ータ回転検出に必要な強度以上の磁界（飽和磁界）を加
え、ロータＪ１の回転に伴って検出素子Ｊ３を通過する
磁気ベクトルＢが振れることを利用し、ロータＪ１の回
転情報を検出するように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の回転検出装置では、以下の理由により小型化が図れ
ないという問題があった。すなわち、検出素子Ｊ３はバ
イアス磁石Ｊ２とロータＪ１との間に配置されているた
め、ロータＪ１とバイアス磁石Ｊ２との間隔を大きくす
る必要があり、回転検出装置全体が大きくなる。また、
ロータＪ１と磁石Ｊ２との間隔が大きいため、小型のバ
イアス磁石では検出素子に十分な磁界を与えることがで
きないため、磁石を小型化することができない。

【０００６】また、回転検出装置とロータとの間は、こ
れらの接触を防ぐためにある程度の間隔を確保する必要
があり、装置全体をロータに近づけることができない。
このため、検出素子の位置を変えずに、回転検出装置内
でバイアス磁石のみをロータに近づける必要がある。し
かしながら、バイアス磁石のみをロータに近づけるとす
れば、バイアス磁石のロータ側先端が検出素子の中心よ
りロータに近くなり、検出素子を通過する磁界はロータ
方向に向かず、ロータと逆向きの磁界となる。この結
果、ロータ回転に伴う磁気ベクトルの振れ角が小さくな
るとともに、検出素子に飽和磁界を与えることができず
出力が小さくなってしまう。

【０００７】一方、回転検出装置の小型化を目的とする
ものとして、特開平１０−２２７８０６号公報に記載さ
れているものがある。これは、磁石にロータ回転方向に
平行でない対向面を設け、この対向面とロータとの間に
形成される空間を磁気抵抗素子の設置空間として利用す
ることにより、回転検出装置の小型化を図っている。

【０００８】しかしながらこの回転検出装置では、磁気
抵抗素子の素子面を、バイアス磁界の磁気的中心に対し
て直交するように配置しているため、回転検出素子の横
幅が広くなり小型化が難しい。また、磁気抵抗素子を磁
石に対してロータ回転方向にずらして配置しているた
め、磁気抵抗素子における磁界振れ角が小さくなり、磁
界の振れ角を検出することはできない。すなわち、磁界
の強弱変化を検出するＧＭＲ素子（素子を貫通する磁界
の強弱を検出する）のような磁気抵抗素子を用いた回転
検出装置には適用可能であるが、磁界の振れ角を検出す
る強磁性ＭＲ素子のような磁気抵抗素子（素子面で磁界
の振れ角を検出する）を用いた回転検出装置には適用す
ることができない。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑み、十分な出力
を維持したまま小型化可能な回転検出装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、回転するロータ（１）
に向けてバイアス磁界を発生するバイアス磁石（２）
と、前記ロータの回転によって生じる前記バイアス磁界
の変化を検出する検出素子（３）とを備える回転検出装
置であって、バイアス磁石におけるロータ側には、ロー
タの回転方向（Ｒ）に略平行であってロータの外周面
（１ａ）に対して傾いている傾斜面（２ｃ）が形成され
ており、検出素子（３）は、傾斜面（２ｃ）に対向し、
検出素子（３）の中心位置がバイアス磁石のロータ側先
端よりロータ（１）から遠くなり、検出素子（３）の素
子平面（３ａ）がバイアス磁界の磁気的中心（Ｔ）に平
行になるように配置されていることを特徴としている。

【００１１】このようにバイアス磁石２のロータ側端面
（２ａ）と検出素子側側面のなす角部を斜めにカットし
た傾斜面（２ｃ）を形成することで、バイアス磁石
（２）をロータ（１）に接近させても、検出素子３を通
過する磁界をロータ方向に向けることが可能となる。こ
の結果、小型の磁石を用いても十分な出力を得ることが
できるようになり、回転検出装置を小型化することがで
きる。

【００１２】さらに、バイアス磁石の傾斜面（２ｃ）に
よって形成される空間を利用して検出素子３を配置する
ことにより、回転検出装置を小型化することができる。
このとき、本実施形態の回転検出装置は、検出素子の素
子平面（３ａ）がバイアス磁界の磁気的中心方向（Ｔ）
に対して平行になるように配置されていることから、磁
気検出装置の横幅が小さくなり、容易に小型化すること
が可能となる。

【００１３】また、上記検出素子（３）は、具体的には
請求項２に記載の発明のように、強磁性体を用いた磁気
抵抗素子であることとすることができる。

【００１４】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した実施形態
について図１〜図３に基づいて説明する。図１は回転検
出装置の構成を示す斜視図であり、図２は回転検出装置
の構成を示すロータ回転方向からみた側面図であり、図
３は回転検出装置の磁界を示す側面図である。

【００１６】図１、図２に示すように、回転検出装置
は、ロータ１に向けてバイアス磁界を発生するバイアス
磁石２と、ロータの回転に伴うバイアス磁界の方向の変
化を検出する検出素子３とから構成されている。検出素
子３は、図示しないモールド樹脂によってモールディン
グされてモールド材に内蔵されており、バイアス磁石２
に固定されている。被検出対象であるロータ１は、外周
に複数の歯が形成された歯車形状となっている。この複
数の歯によって、ロータ外周に凸部１ｂおよび凹部１ｃ
が形成されている。

【００１７】バイアス磁石２は、一端がＮ極に着磁され
他端がＳ極に着磁されている。バイアス磁石２は、ロー
タ外周面１ａに対向して配置されており、ロータ外周面
１ａに向けてバイアス磁界を発生する。このときバイア
ス磁界の磁気的中心Ｔが、ロータ外周面１ａに対して鉛
直となっている。なお、本実施形態では、バイアス磁石
のうちロータ１に近い端面２ａがＮ極となっており、ロ
ータから遠い端面２ｂがＳ極となっている。

【００１８】バイアス磁石２のロータ側には、角部を斜
めにカットした傾斜面２ｃが形成されている。この傾斜
面２ｃはロータ回転方向Ｒに略平行であって、ロータ１
の外周面１ａに対して傾くように形成されている。な
お、本実施形態におけるバイアス磁石２の各寸法は、図
１において一例としてＷ＝３．８ｍｍ、Ｌ＝６ｍｍ、Ｈ
＝１．５ｍｍ、ａ＝０．７ｍｍ、ｂ＝１．４ｍｍとして
いる。

【００１９】バイアス磁石２の傾斜面２ｃ側には、バイ
アス磁石２からロータ１に向かう磁界の振れ角を検出す
るために平板状の検出素子３が配置されている。すなわ
ち、バイパス磁石の傾斜面２ｃからロータ１に向かう磁
界が、検出素子３を通過するように構成されている。

【００２０】本実施形態における検出素子３は、強磁性
体を用いた強磁性ＭＲ素子としている。また、検出素子
３は、バイアス磁石２の傾斜面２ｃに対向しているとも
に、ロータ回転方向Ｒに対して略平行に配置されてい
る。また、検出素子３は、その中心位置がバイアス磁石
２のロータ側端面（先端）２ａよりロータ１から遠くな
るように配置されている。また、検出素子３の素子平面
（素子面）３ａは、磁気的中心Ｔに対して略平行になる
ように配置されている。さらに、検出素子３は、ロータ
回転軸方向Ｓからみて概ねバイアス磁石２の中心軸上で
あって、ロータ回転軸方向Ｓにオフセットして配置され
ている。

【００２１】次に、回転検出装置の作動を図３に基づい
て説明する。図３（ａ）は回転検出装置をロータ回転方
向からみた側面図であり、図３（ｂ）はロータ回転軸方
向からみた側面図である。本実施形態においては、バイ
アス磁石２のロータ側に傾斜面２ｃを形成することによ
り、図３（ａ）に示すようにロータ側端面２ａのみなら
ず傾斜面２ｃからもロータ外周面１ａに向かう磁界が形
成されている。

【００２２】図３（ｂ）に示すように、ロータ１がロー
タ回転方向Ｒに回転すると、ロータ外周に形成された凸
部１ｂと凹部１ｃが交互にバイアス磁石２に接近する。
そして、バイアス磁石２から発生される磁界は、凸部１
ｂに引かれてバイアス磁界が変化する。このとき、検出
素子３を通過する磁気ベクトルＢはロータ回転方向Ｒに
振れることになり、磁気ベクトルＢの方向変化を受けて
磁気抵抗素子の抵抗値が変化する。この抵抗値変化によ
ってロータ１の回転状態を検出することが可能となる。

【００２３】以上、本実施形態のようにバイアス磁石２
のロータ側端面２ａと検出素子側側面のなす角部を斜め
にカットして傾斜面２ｃを形成することで、バイアス磁
石２をロータ１に接近させても、図３（ｂ）に示すよう
に検出素子３を通過する磁界をロータ方向に向けること
が可能となる。この結果、小型の磁石を用いても十分な
出力を得ることができるようになり、回転検出装置を小
型化することができる。

【００２４】また、バイアス磁石の傾斜面２ｃによって
形成される空間を利用して検出素子３を配置することに
より、回転検出装置を小型化することができる。このと
き、本実施形態の回転検出装置は、検出素子３の素子面
３ａがバイアス磁界の磁気的中心Ｔに対して平行に配置
されていることから、磁気検出装置の横幅が小さくな
り、容易に小型化することが可能となる。

【００２５】また、本実施形態では、検出素子３がロー
タ回転方向から見て磁気的中心上に配置されているとと
もに、検出素子３が磁気的中心に平行に配置されてい
る。従って、本実施形態における回転検出装置は、強磁
性ＭＲ素子を用いて磁界の振れを検出する回転検出装置
として好適に用いることができる。

【００２６】（他の実施形態）なお、バイアス磁石の形
状は、上記実施形態に限定されず種々変形可能である。
図４にバイアス磁石の変形例を示す。例えば、図４
（ａ）に示すように、検出素子側に傾斜面を設けるのみ
ならず、側面も傾斜させてロータ側先端を絞るように構
成したバイアス磁石２０１を用いてもよい。このような
バイアス磁石２０１では、ロータ側先端を絞ることによ
り磁界を強くすることができるとともに、磁界の発生す
る範囲を狭くすることができ、歯のピッチが狭い小径ロ
ータに好適に用いることができる。

【００２７】また、上記実施形態では、バイアス磁石の
傾斜面は平面形状としたが、これに限らず、図４（ｂ）
に示すバイアス磁石２０２のように傾斜面２０２ｃを曲
面形状に構成してもよい。また、上記実施形態ではバイ
アス磁石は磁気的中心方向に長いタイプのものを用いた
が、図４（ｃ）に示すように磁気的中心方向に短い薄型
（スラストタイプ）のバイアス磁石２０３を用いてもよ
い。この薄型バイアス磁石は、回転検出装置をロータ回
転軸方向に設置しなければならない場合に有効である。
さらに、図４（ｄ）に示すような円筒形状のバイアス磁
石２０４を用い、内壁面の下部に傾斜面２０４ｃを設け
るように構成してもよい。

【００２８】さらに、上記実施形態では、回転検出装置
によって回転状態を検出されるロータとして、凸部と凹
部が交互に現れる歯車形状のロータを用いたが、これに
限らず、プレス打ち抜きにてロータ回転方向に複数の穴
を形成し、ロータの回転により穴部と金属部が交互に現
れるプレス打ち抜きロータ、あるいはロータ回転方向に
Ｎ極とＳ極が交互に現れるように着磁された多極着磁ロ
ータを用いても、歯車形状ロータを用いた上記実施形態
と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の回転検出装置の斜視図である。

【図２】本実施形態の回転検出装置の側面図である。

【図３】本実施形態の回転検出装置の側面図である。

【図４】他の実施形態におけるバイアス磁石を示す斜視
図である。

【図５】従来の回転検出装置の概略構成を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１…ロータ、２…バイアス磁石、２ｃ…傾斜面、３…検
出素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転するロータ（１）に向けてバイアス
   磁界を発生するバイアス磁石（２）と、前記ロータの回
   転によって生じる前記バイアス磁界の変化を検出する検
   出素子（３）とを備える回転検出装置であって、 前記バイアス磁石における前記ロータ側には、前記ロー
   タの回転方向（Ｒ）に略平行であるとともに前記ロータ
   の外周面（１ａ）に対して傾いている傾斜面（２ｃ）が
   形成されており、 前記検出素子（３）は、前記傾斜面（２ｃ）に対向し、
   前記検出素子（３）の中心位置が前記バイアス磁石のロ
   ータ側先端より前記ロータ（１）から遠くなり、前記検
   出素子（３）の素子平面（３ａ）が前記バイアス磁界の
   磁気的中心方向（Ｔ）に平行になるように配置されてい
   ることを特徴とする回転検出装置。
2. 【請求項２】 前記検出素子（３）は、強磁性体を用い
   た磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項１に記載
   の回転検出装置。