JP2010066025A

JP2010066025A - 回転検出装置

Info

Publication number: JP2010066025A
Application number: JP2008230245A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hayakawa; 裕早川; Yoshihiko Isobe; 良彦磯部
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2010-03-25

Abstract

【課題】近接磁場の影響による検出誤差を抑制できる回転検出装置を提供すること。
【解決手段】歯車形状の回転体５０の回転方向を含む回転態様に応じた検出信号を出力する回転検出装置であって、磁気抵抗素子１１１（検出素子部１１，２１）を備える２つのセンサー１０，２０を有し、２つのセンサー１０，２０は、回転体５０の回転方向に沿って、２つのセンサー１０，２０が等間隔となる位置から各センサー１０，２０が出力する波形に位相差が生じる位置にずらした位置に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、歯車形状の回転体の回転方向を含む回転態様に応じた検出信号を出力する回転検出装置に関するものである。

従来、特許文献１に示されるように、回転磁石の回転を二つの磁気抵抗素子により検出し、それぞれの磁気抵抗素子からのパルス信号から回転速度を検出すると共に位相のずれ方の違いから回転方向を検出する回転検出装置があった。
特開２００１−１６５９５１号公報

ところが、二つの磁気抵抗素子を一つのチップに設けた場合、各磁気抵抗素子から受ける近接磁場の影響で検出に誤差が生じる可能性がある。つまり、一方の磁気抵抗素子が磁化されたときに、その磁気抵抗素子の磁場が他方の磁気抵抗素子に影響して検出に影響する可能性がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、近接磁場の影響による検出誤差を抑制できる回転検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の回転検出装置は、歯車形状の回転体の回転方向を含む回転態様に応じた検出信号を出力する回転検出装置であって、磁気抵抗素子を備える複数のセンサーを有し、複数のセンサーは、回転体の回転方向に沿って等間隔もしくは、複数のセンサーが等間隔となる位置から各センサーが出力する波形に位相差が生じる位置にずらした位置に配置されることを特徴とするものである。

このように、磁気抵抗素子を備える複数のセンサーを設ける。つまり、一つのセンサーに複数の磁気抵抗素子を設けるのではなく、複数の磁気抵抗素子を別体のセンサーとして設ける。そして、この複数のセンサーを回転体の回転方向に沿って等間隔もしくは、複数のセンサーが等間隔となる位置から各センサーが出力する波形に位相差が生じる位置にずらした位置に配置する。このようにすることによって、回転体の回転方向を含む回転態様に応じた検出信号を出力するもので、近接磁場の影響を最小限にすることができ、近接磁場の影響による検出誤差を抑制することができる。

また、請求項２に示すように、回転体の歯は等間隔に設けられるものであり、回転体に設けられる歯が奇数個の場合は複数のセンサーを偶数個設けるようにしてもよい。また、請求項３に示すように、回転体の歯は等間隔に設けられるものであり、回転体に設けられる歯が偶数個の場合は複数のセンサーを回転体の歯数を割り切れない奇数個設けるようにしてもよい。

このようにすることによって、複数のセンサーを等間隔に配置しつつ、各センサーが出力する波形に位相差が生じるようにできる。

また、請求項４に示すように、回転体の歯は等間隔に設けられるものであり、センサーをずらした位置に配置する場合、複数のセンサーが等間隔となる位置から回転体の歯の間隔以内の範囲でずらした位置に配置するようにしてもよい。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

まず、第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における回転検出装置の概略構成を示す平面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態における検出素子部の概略構成を示す平面図である。図３は、本発明の第１の実施の形態における２つのセンサーの出力を示す波形図である。

本実施の形態における回転検出装置は、歯車形状の回転体５０の回転方向を含む回転態様に応じた検出信号を出力するものである。

図１に示すように、回転検出装置は、回転体５０の外周面（歯５１）に対向するように配置された、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０からなる２つのセンサーを備える。検出対象である回転体５０は、複数の歯５１を供えた歯車形状をなすものである。この回転体５０に設けられる歯５１は、本実施の形態においては、等間隔に配置される例を採用して説明する。

１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０は、同一の構成をなすものである。１ｓｔセンサー１０は、検出素子部１１及びバイアス磁石１２などを備えている。同様に、２ｎｄセンサー２０は、検出素子部２１及びバイアス磁石２２などを備えている。検出素子部１１は、図２に示すように、磁気抵抗素子（ＭＲＥ：Magneto Resistive Element）１１１が形成されている。なお、図示は省略するが、２ｎｄセンサー２０の検出素子部２１にも同様に磁気抵抗素子が形成されている。また、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０は、図示は省略するが、検出素子部１１,２１により検出される信号の各種処理を行う処理回路チップを備えるようにしてもよい。この回転検出装置においては、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０に対向して配置される回転体５０の回転時に、バイアス磁石１２，２２からのバイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化が、磁気抵抗素子の抵抗値変化として検出される。

また、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０は、近接磁場の影響を抑制しつつ、回転方向が検出できるように１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０が出力する波形に位相差が生じるように配置する必要がある。近接磁場の影響とは、一方のセンサー（１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０の一方）の磁気抵抗素子が磁化した場合に、その磁気抵抗素子の磁場が他方のセンサー（１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０の一方）の磁気抵抗素子に影響することである。このように近接磁場の影響が生じると、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０の検出結果に誤差が生じる可能性がある。従って、検出精度が低下する。

例えば、図４の参考例１に示すように、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０を回転体５０の周囲に回転体の回転方向に沿って等間隔に配置すると、この近接磁場の影響を最も小さくすることができる。しかしながら、図５に示すように、このように配置すると、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０が出力する波形に位相が生じないため回転体５０の回転方向を検出することができない。

そこで、本実施の形態における回転検出装置では、図１に示すように、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０を回転体５０の周囲に回転体の回転方向に沿って配置する際に、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０が等間隔となる位置から１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０が出力する波形に位相差が生じる位置にずらした位置に１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０を配置する。

また、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０の角度差θは、θ＝３６０°／ｍ＋α、ｍ＜ｎ、ｍ：センサーの数、ｎ：回転体の歯数、α：３６０／２ｎ（回転位相）とする。図１及び図４の回転検出装置は、ｍ＝２、ｎ＝１６の場合の例である。なお、回転体５０の歯５１は等間隔に設けられるものであり、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０をずらした位置に配置する場合、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０が等間隔となる位置から回転体５０の歯５１の間隔以内の範囲でずらした位置に配置すると好ましい。

このようにすることによって、回転体５０の回転方向を含む回転態様に応じた検出信号を出力するもので、近接磁場の影響を最小限にすることができ、近接磁場の影響による検出誤差を抑制することができる。

また、本実施の形態では、回転体５０の歯数ｎ＝１６に対して、センサーの数ｍ＝２の例を採用して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示す参考例２の回転検出装置のように、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０に加えて、３ｒｄセンサー３０、４ｔｈセンサー４０を設けて、回転体５０の歯数ｎ＝１６に対して、センサーの数ｍ＝４などを採用することもできる。ただし、図６に示すように１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０、３ｒｄセンサー３０、４ｔｈセンサー４０を等間隔に配置すると、図７に示すように、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０、３ｒｄセンサー３０、４ｔｈセンサー４０が出力する波形に位相が生じないため回転体５０の回転方向を検出することができない。したがって、上述の実施の形態と同様に、各センサーが出力する波形に位相差が生じる位置にずらした位置に１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０、３ｒｄセンサー３０、４ｔｈセンサー４０を配置する。

また、図８に示す変形例１の回転検出装置のように、１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０、３ｒｄセンサー３０を設けて、回転体５０の歯数ｎ＝１６に対して、センサーの数ｍ＝３などを採用することもできる。この場合、図８に示すように１ｓｔセンサー１０、２ｎｄセンサー２０、３ｒｄセンサー３０を等間隔に配置しても、図９に示すように、１ｓｔセンサー１０が出力する波形に対して、２ｎｄセンサー２０、３ｒｄセンサー３０が出力する波形に位相が生じるため回転体５０の回転方向を検出することができる。したがって、回転体５０の回転方向を含む回転態様に応じた検出信号を出力するもので、近接磁場の影響を最小限にすることができ、近接磁場の影響による検出誤差を抑制することができる。

つまり、回転体５０の歯５１は等間隔に設けられる場合、回転体５０に設けられる歯５１が奇数個（ｎ＝奇数個）の場合はセンサーを偶数個（ｍ＝偶数個）設けるようにしてもよい。また、回転体５０に設けられる歯５１が偶数個（ｎ＝偶数個）の場合は複数のセンサーを回転体の歯数を割り切れない奇数個（ｍ＝奇数個）設けるようにしてもよい。換言すると、回転体５０の歯５１は等間隔に設けられる場合、回転体５０の歯５１は等間隔に設けられる場合、回転体５０に設けられる歯５１の数とセンサーの数の関係を歯５１の数をセンサーの数で割った時、整数で割り切れない数にしてもよい。このようにすることによって、複数のセンサーを等間隔に配置しつつ、各センサーが出力する波形に位相差が生じるようにできる。

本発明の第１の実施の形態における回転検出装置の概略構成を示す平面図である。本発明の第１の実施の形態における検出素子部の概略構成を示す平面図である。本発明の第１の実施の形態における２つのセンサーの出力を示す波形図である。参考例１における回転検出装置の概略構成を示す平面図である。参考例１における回転検出装置の２つのセンサーの出力を示す波形図である。参考例２における回転検出装置の概略構成を示す平面図である。参考例２における回転検出装置の４つのセンサーの出力を示す波形図である。変形例１における回転検出装置の概略構成を示す平面図である。変形例１における回転検出装置の３つのセンサーの出力を示す波形図である。

符号の説明

１０１ｓｔセンサー、２０２ｎｄセンサー、３０３ｒｄセンサー、４０４ｔｈセンサー、１１，２１検出素子部、１１１磁気抵抗素子、１２，２２バイアス磁石、５０回転体、５１歯

Claims

歯車形状の回転体の回転方向を含む回転態様に応じた検出信号を出力する回転検出装置であって、
磁気抵抗素子を備える複数のセンサーを有し、
複数の前記センサーは、前記回転体の回転方向に沿って等間隔もしくは、複数の前記センサーが等間隔となる位置から各センサーが出力する波形に位相差が生じる位置にずらした位置に配置されることを特徴とする回転検出装置。
前記回転体の歯は等間隔に設けられるものであり、前記回転体に設けられる歯が奇数個の場合は複数の前記センサーを偶数個設けることを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
前記回転体の歯は等間隔に設けられるものであり、前記回転体に設けられる歯が偶数個の場合は複数の前記センサーを前記回転体の歯数を割り切れない奇数個設けることを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
前記回転体の歯は等間隔に設けられるものであり、前記センサーをずらした位置に配置する場合、複数の前記センサーが等間隔となる位置から前記回転体の歯の間隔以内の範囲でずらした位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。