JP2019090789A - Rotation detector - Google Patents

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靖寛 北浦
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

To provide a rotation detector with which it is possible to increase the magnitude of a differential signal.SOLUTION: The rotation detector comprises: a sensor chip 21 including a first element 211 and a second element 212 formed, with a center-to-center distance β less than a magnetization pitch λ, on a detection surface 21d orthogonal to a magnetization surface 10m of a magnetization rotor 10; a bias magnet 22; and a circuit chip 23 for generating a differential signal. The first element and the second element are arranged on the bias magnet so as to satisfy 2×{180°-(β/α)×360°}>(θ1-θ2)>0, where θ1 represents an angle formed by a reference line parallel to the opposing direction of the sensor chip and the magnetization surface and running along the detection surface and the magnetic vector of a bias magnetic field acting on the first element, and θ2 represents an angle formed by the reference line and the magnetic vector of a bias magnetic field acting on the second element, with the magnetic vector acting on the first element inclined to the second element side relative to the reference line, so that θ1>0 holds, the magnetic vector acting on the second element inclined to the first element side relative to the reference line, so that θ2<0 holds.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この明細書における開示は、回転検出装置に関する。   The disclosure in this specification relates to a rotation detection device.

特許文献1に記載のように、着磁ロータの回転状態を検出する回転検出装置が知られている。着磁ロータは、着磁ピッチλでN極とS極が回転方向に交互に着磁された着磁面を有している。回転検出装置は、着磁面に直交する検出面と、検出面に形成され、着磁ロータの回転にともなって抵抗値が変化する複数の磁気抵抗効果素子と、を有するセンサチップ(基板)を備えている。   DESCRIPTION OF RELATED ART As described in patent document 1, the rotation detection apparatus which detects the rotation state of a magnetizing rotor is known. The magnetizing rotor has a magnetizing surface in which N poles and S poles are alternately magnetized in the rotational direction at a magnetization pitch λ. The rotation detection device includes a sensor chip (substrate) having a detection surface orthogonal to the magnetization surface and a plurality of magnetoresistance effect elements formed on the detection surface and whose resistance value changes as the magnetization rotor rotates. Have.

特開2010−145166号公報JP, 2010-145166, A

回転検出装置では、複数の素子の出力から差動信号を生成することで、得られる信号の振幅を大きくしている。たとえば2つの素子の場合、素子の中心間距離を着磁ピッチλと等しくすると、出力の位相差が180°となり、差動信号を大きくすることができる。   In the rotation detection device, the amplitude of the obtained signal is increased by generating a differential signal from the outputs of the plurality of elements. For example, in the case of two elements, when the center-to-center distance of the elements is equal to the magnetization pitch λ, the phase difference of the output is 180 °, and the differential signal can be increased.

しかしながら、回転検出装置の小型化などにより、中心間距離を着磁ピッチλと等しくできない場合、差動信号が小さくなってしまう。   However, if the center-to-center distance can not be made equal to the magnetization pitch λ due to miniaturization of the rotation detection device, the differential signal becomes small.

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、差動信号を大きくできる回転検出装置を提供することを目的とする。   This indication is made in view of such a subject, and it aims at providing a rotation detecting device which can enlarge a differential signal.

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として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って、技術的範囲を限定するものではない。   The present disclosure employs the following technical means to achieve the above object. In addition, the code | symbol in a parenthesis shows correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, and does not limit a technical scope.

本開示のひとつである回転検出装置は、
着磁ピッチλ、着磁周期αで、N極とS極が回転方向に交互に着磁された着磁面(10m)を有する着磁ロータ(10)の回転状態を検出する回転検出装置であって、
着磁面に直交する検出面(21d)と、検出面に形成され、着磁ロータの回転にともなって抵抗値が変化する複数の磁気抵抗効果素子(210)と、を有し、磁気抵抗効果素子として、第1素子(211)、及び、第1素子との中心間距離βが着磁ピッチλ未満となるように配置された第2素子(212)を含むセンサチップ(21)と、
複数の磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加する少なくとも1つのバイアス磁石(22)と、
第1素子及び第2素子の出力から差動信号を生成する差動部(230)と、
を備え、
センサチップと着磁面との対向方向に平行とされ、且つ、検出面に沿う基準線(L1)と、第1素子に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルとのなす角をθ1、基準線と第2素子に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルとのなす角をθ2とすると、
バイアス磁界とは異なる磁界が印加されない環境下において、
第1素子に作用する磁気ベクトルが基準線に対して第2素子側に傾いてθ1>0とされ、第2素子に作用する磁気ベクトルが基準線に対して第1素子側に傾いてθ2<0とされるとともに、
2×{180°−(β/α)×360°}>(θ1−θ2)>0
を満たすように、バイアス磁石に対して第1素子及び第2素子が配置されている。
The rotation detection device which is one of the present disclosure is
A rotation detection device for detecting the rotational state of a magnetized rotor (10) having a magnetized surface (10 m) in which magnetization poles λ and magnetization cycles α and N and S poles are alternately magnetized in the rotational direction There,
It has a detection surface (21d) orthogonal to the magnetization surface and a plurality of magnetoresistance effect elements (210) formed on the detection surface and whose resistance value changes as the magnetization rotor rotates. A sensor chip (21) including, as elements, a first element (211) and a second element (212) arranged such that a center distance β to the first element is less than a magnetization pitch λ;
At least one bias magnet (22) for applying a bias magnetic field to the plurality of magnetoresistive elements;
A differential unit (230) that generates a differential signal from the outputs of the first element and the second element;
Equipped with
The angle between the reference line (L1) parallel to the facing direction of the sensor chip and the magnetized surface and along the detection surface and the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the first element is θ1, Assuming that the angle between the bias magnetic field acting on the two elements and the magnetic vector is θ2,
In an environment where a magnetic field different from the bias magnetic field is not applied,
The magnetic vector acting on the first element is inclined to the second element side with respect to the reference line to be θ1> 0, and the magnetic vector acting on the second element is inclined to the first element side to the reference line to θ2 < While being 0,
2 × {180 ° − (β / α) × 360 °}>(θ1−θ2)> 0
The first element and the second element are disposed with respect to the bias magnet so as to satisfy

この回転検出装置によれば、バイアス磁界とは異なる磁界が印加されない環境下において、基準線に平行なバイアス磁界の磁気ベクトルが作用する位置に、第1素子及び第2素子をそれぞれ配置する構成に較べて、差動信号を大きくすることができる。   According to this rotation detection device, the first element and the second element are arranged at positions where the magnetic vector of the bias magnetic field parallel to the reference line acts under an environment where a magnetic field different from the bias magnetic field is not applied. In comparison, the differential signal can be made larger.

本開示の他のひとつである回転検出装置は、
着磁ピッチλ、着磁周期αで、N極とS極が回転方向に交互に着磁された着磁面(10m)を有する着磁ロータ(10)の回転状態を検出する回転検出装置であって、
着磁面に直交する検出面(21d)と、検出面に形成され、着磁ロータの回転にともなって抵抗値が変化する複数の磁気抵抗効果素子(210)と、を有し、磁気抵抗効果素子として、第3素子(213)、第3素子との中心間距離γが着磁ピッチλ未満となるように配置された第4素子(214)、及び第3素子と第4素子の間に配置された第5素子(215)を含むセンサチップ(21)と、
複数の磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加する少なくとも1つのバイアス磁石(22)と、
第3素子、第4素子、及び第5素子の出力から差動信号を生成する差動部(231,232,233)と、
を備え、
センサチップと着磁面との対向方向に平行とされ、且つ、検出面に沿う基準線(L1)と、第3素子に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルとのなす角をθ3、基準線と第4素子に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルとのなす角をθ4とすると、
バイアス磁界とは異なる磁界が印加されない環境下において、
第3素子に作用する磁気ベクトルが基準線に対して第4素子側に傾いてθ3>0とされ、第4素子に作用する磁気ベクトルが基準線に対して第3素子側に傾いてθ4<0とされるとともに、
2×{360°−(γ/α)×360°}>(θ3−θ4)>0
を満たすように、バイアス磁石に対して第3素子及び第4素子が配置されている。
Another rotation detection device according to the present disclosure is
A rotation detection device for detecting the rotational state of a magnetized rotor (10) having a magnetized surface (10 m) in which magnetization poles λ and magnetization cycles α and N and S poles are alternately magnetized in the rotational direction There,
It has a detection surface (21d) orthogonal to the magnetization surface and a plurality of magnetoresistance effect elements (210) formed on the detection surface and whose resistance value changes as the magnetization rotor rotates. As the element, the third element (213), the fourth element (214) arranged so that the center distance γ to the third element is less than the magnetization pitch λ, and the distance between the third element and the fourth element A sensor chip (21) comprising a fifth element (215) arranged;
At least one bias magnet (22) for applying a bias magnetic field to the plurality of magnetoresistive elements;
A differential unit (231, 232, 233) that generates a differential signal from the outputs of the third element, the fourth element, and the fifth element;
Equipped with
The angle between the reference line (L1) parallel to the opposing direction of the sensor chip and the magnetization surface and along the detection surface and the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the third element is θ3, Assuming that the angle between the bias magnetic field acting on the four elements and the magnetic vector is θ4
In an environment where a magnetic field different from the bias magnetic field is not applied,
The magnetic vector acting on the third element is inclined to the fourth element side with respect to the reference line to be θ3> 0, and the magnetic vector acting on the fourth element is inclined to the third element side to the reference line to θ4 < While being 0,
2 × {360 ° − (γ / α) × 360 °}>(θ3−θ4)> 0
The third element and the fourth element are disposed with respect to the bias magnet so as to satisfy the following.

この回転検出装置によれば、バイアス磁界とは異なる磁界が印加されない環境下において、基準線に平行なバイアス磁界の磁気ベクトルが作用する位置に、第3素子及び第4素子をそれぞれ配置する構成に較べて、差動信号を大きくすることができる。   According to this rotation detection device, the third element and the fourth element are disposed at positions where the magnetic vector of the bias magnetic field parallel to the reference line acts under an environment where a magnetic field different from the bias magnetic field is not applied. In comparison, the differential signal can be made larger.

第1実施形態の回転検出装置と着磁ロータとの位置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the positional relationship of the rotation detection apparatus of 1st Embodiment, and a magnetizing rotor. 図1のII-II線に沿う断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 図1の回転検出装置周辺を拡大した図である。It is the figure which expanded the rotation detection apparatus periphery of FIG. 回転検出装置を示す回路図である。It is a circuit diagram showing a rotation detecting device. 回転方向判別を説明するための図である。It is a figure for demonstrating rotation direction discrimination. 回転位置とロータ磁界の磁気ベクトルの向きとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a rotation position and direction of the magnetic vector of a rotor magnetic field. 着磁1周期において、ロータ磁界の磁気ベクトルの向きの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of direction of the magnetic vector of a rotor magnetic field in 1 period of magnetization. バイアス磁石及び素子の配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of arrangement | positioning of a bias magnet and an element. 図8に示す配置において、素子に作用する磁気ベクトルを示す図である。FIG. 9 shows magnetic vectors acting on the element in the arrangement shown in FIG. 8; 図8に示す配置において、素子の出力波形を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an output waveform of the element in the arrangement shown in FIG. 8; バイアス磁石及び素子の配置の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of arrangement | positioning of a bias magnet and an element. 図11に示す配置において、素子に作用する磁気ベクトルを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing magnetic vectors acting on elements in the arrangement shown in FIG. 図11に示す配置において、素子の出力波形を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing output waveforms of elements in the arrangement shown in FIG. 信号の位相を示す図である。It is a figure which shows the phase of a signal. バイアス磁界の磁気ベクトルの角度と回転位置P1における信号の位相との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the angle of the magnetic vector of a bias magnetic field, and the phase of the signal in rotation position P1. 着磁ロータと第1素子及び第2素子の位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a magnetization rotor, a 1st element, and a 2nd element. バイアス磁界の磁気ベクトル起因の位相差(θ1−θ2)と、差動信号S1の振幅との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the phase difference ((theta) 1- (theta) 2) resulting from the magnetic vector of a bias magnetic field, and the amplitude of differential signal S1. バイアス磁界の磁気ベクトルの効果を示す具体的な信号波形を示す図である。It is a figure which shows the concrete signal waveform which shows the effect of the magnetic vector of a bias magnetic field. バイアス磁石に対する素子配置の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the element arrangement | positioning with respect to a bias magnet. 着磁ロータと第3素子、第4素子、及び第5素子の位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a magnetization rotor, a 3rd element, a 4th element, and a 5th element. 信号C,D,Eの波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the signals C, D, and E. FIG. 信号C,Dの位相差が0°〜180°のときの各種信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of various signals in case the phase difference of the signals C and D is 0 degree-180 degrees. 信号C,Dの位相差が180°のときの各種信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of various signals in case the phase difference of the signals C and D is 180 degrees. 信号C,Dの位相差が180°〜360°のときの各種信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of various signals in case the phase difference of the signals C and D is 180 degrees-360 degrees. 信号C,Dの位相差が360°のときの各種信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of various signals in case the phase difference of the signals C and D is 360 degrees. バイアス磁界の磁気ベクトル起因の位相差(θ3−θ4)と、差動信号S2の振幅との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the phase difference ((theta) 3- (theta) 4) resulting from the magnetic vector of a bias magnetic field, and the amplitude of differential signal S2. バイアス磁界の磁気ベクトルの効果を示す具体的な信号波形を示す図である。It is a figure which shows the concrete signal waveform which shows the effect of the magnetic vector of a bias magnetic field. 外部磁界の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of an external magnetic field. 第2実施形態の回転検出装置に用いる高感度素子、低感度素子を示す図である。It is a figure which shows the high sensitivity element used for the rotation detection apparatus of 2nd Embodiment, and a low sensitivity element. バイアス磁石に対する素子配置の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the element arrangement | positioning with respect to a bias magnet. バイアス磁石に対する素子の配置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of arrangement | positioning of the element with respect to a bias magnet. 着磁ロータに対する回転検出装置の配置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of arrangement | positioning of the rotation detection apparatus with respect to a magnetizing rotor.

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び/又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。以下において、着磁ロータの回転軸に沿う方向をZ1−Z2方向と示し、Z1−Z2方向に直交する一方向をY1−Y2方向と示す。また、Z1−Z2方向及びY1−Y2方向の両方向に直交する方向をX1−X2方向と示す。特に断わりのない限り、X1−X2方向及びY1−Y2方向により規定される面の形状を平面形状とする。   Several embodiments will be described with reference to the drawings. In embodiments, functionally and / or structurally corresponding parts are provided with the same reference signs. Hereinafter, the direction along the rotation axis of the magnetizing rotor is referred to as Z1-Z2 direction, and one direction orthogonal to the Z1-Z2 direction is referred to as Y1-Y2 direction. A direction orthogonal to both the Z1-Z2 direction and the Y1-Y2 direction is referred to as an X1-X2 direction. Unless otherwise specified, the shape of the surface defined by the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction is a planar shape.

(第1実施形態)
先ず、図1〜図5に基づき、着磁ロータ及び回転検出装置の概略構成について説明する。図3は、図1の一部、具体的には回転検出装置の周辺を拡大した図である。拡大図である図3では、便宜上、着磁ロータを直線状に示している。図3では、便宜上、封止樹脂体を省略している。図4に示す回路構成については、特開2017−9411号公報の記載を援用することができる。
First Embodiment
First, based on FIGS. 1-5, schematic structure of a magnetizing rotor and a rotation detection apparatus is demonstrated. FIG. 3 is an enlarged view of a part of FIG. 1, specifically, the periphery of the rotation detection device. In FIG. 3 which is an enlarged view, the magnetizing rotor is shown linearly for convenience. In FIG. 3, the sealing resin body is omitted for convenience. About the circuit structure shown in FIG. 4, the description of Unexamined-Japanese-Patent No. 2017-9411 can be used.

図1〜図3に示すように、着磁ロータ10は、固定対象である回転体とともに回転する。着磁ロータ10は、たとえば車両において、エンジンのクランクシャフト、車軸などの回転体に固定される。着磁ロータ10は、着磁面10mを有している。本実施形態では、着磁ロータ10が平面略円環の板状をなしており、図2に示すように、着磁ロータ10において回転軸に直交する外周端面(側面)が着磁面10mとされている。図3に示すように、着磁面10mでは、着磁ピッチλ、着磁周期αで、N極10nとS極10sが回転方向に交互に着磁されている。なお、着磁周期α=2×λである。   As shown in FIGS. 1 to 3, the magnetizing rotor 10 rotates with the rotating body to be fixed. The magnetized rotor 10 is fixed to a rotating body such as a crankshaft or an axle of an engine in a vehicle, for example. The magnetized rotor 10 has a magnetized surface 10 m. In the present embodiment, the magnetizing rotor 10 has a planar substantially annular plate shape, and as shown in FIG. 2, in the magnetizing rotor 10, the outer peripheral end face (side surface) orthogonal to the rotation axis is the magnetizing surface 10m. It is done. As shown in FIG. 3, in the magnetized surface 10m, the N pole 10n and the S pole 10s are alternately magnetized in the rotational direction at a magnetization pitch λ and a magnetization period α. The magnetization period α is 2 × λ.

回転検出装置20は、着磁ロータ10の回転状態を検出する。回転検出装置20は、着磁ロータ10とともに、回転検出システムを構成する。回転検出装置20は、所定の間隙(ギャップ)を有して着磁面10mに対向配置されている。回転検出装置20は、センサチップ21と、バイアス磁石22と、回路チップ23と、リードフレーム24と、封止樹脂体25を備えている。   The rotation detection device 20 detects the rotation state of the magnetizing rotor 10. The rotation detection device 20 constitutes a rotation detection system together with the magnetizing rotor 10. The rotation detection device 20 is disposed to face the magnetizing surface 10 m with a predetermined gap. The rotation detection device 20 includes a sensor chip 21, a bias magnet 22, a circuit chip 23, a lead frame 24, and a sealing resin body 25.

リードフレーム24は、板厚方向がZ1−Z2方向と略平行となるように配置されている。センサチップ21及び回路チップ23は、リードフレーム24のアイランド24aにおける同じ一面に固定されている。バイアス磁石22は、アイランド24aの一面とは反対の面に固定されている。センサチップ21は、ボンディングワイヤ26を介して回路チップ23と電気的に接続されている。回路チップ23は、ボンディングワイヤ26を介して、リードフレーム24の端子24b〜24dと電気的に接続されている。端子24bはグランド(GND)用の端子であり、アイランド24aに連なっている。端子24cは電源(Vcc)用の端子であり、端子24dは出力(Vout)用の端子である。   The lead frame 24 is disposed such that the thickness direction is substantially parallel to the Z1-Z2 direction. The sensor chip 21 and the circuit chip 23 are fixed to the same surface of the island 24 a of the lead frame 24. The bias magnet 22 is fixed to the surface opposite to the one surface of the island 24a. The sensor chip 21 is electrically connected to the circuit chip 23 through the bonding wire 26. The circuit chip 23 is electrically connected to the terminals 24 b to 24 d of the lead frame 24 through the bonding wires 26. The terminal 24 b is a terminal for ground (GND) and is connected to the island 24 a. The terminal 24c is a terminal for the power supply (Vcc), and the terminal 24d is a terminal for the output (Vout).

封止樹脂体25は、センサチップ21、バイアス磁石22、回路チップ23、及びアイランド24aを含むリードフレーム24の一部を一体的に封止している。封止樹脂体25は、たとえばエポキシ系樹脂を用いて形成されている。封止樹脂体25は、たとえばトランスファモールド法により成形されている。端子24b〜24dは、Y2方向に延設されて、封止樹脂体25から外部に突出している。   The sealing resin body 25 integrally seals a part of the lead frame 24 including the sensor chip 21, the bias magnet 22, the circuit chip 23, and the island 24 a. Sealing resin body 25 is formed using, for example, an epoxy resin. Sealing resin body 25 is formed, for example, by a transfer molding method. The terminals 24 b to 24 d are extended in the Y 2 direction and protrude from the sealing resin body 25 to the outside.

センサチップ21は、着磁ロータ10の回転にともなって抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子210が形成された半導体チップである。センサチップ21は、図3に示すように、着磁面10mに直交する検出面21dを有している。この検出面21dに、複数の磁気抵抗効果素子210が形成されている。磁気抵抗効果素子210としては、異方性磁気抵抗効果素子(AMR素子)、トンネル型磁気抵抗効果素子(TMR素子)、巨大磁気抵抗効果素子(GMR素子)などを採用することができる。センサチップ21は平面略矩形の板状をなしており、リードフレーム24に対向する下面とは反対の上面が、検出面21dとされている。   The sensor chip 21 is a semiconductor chip on which the magnetoresistive effect element 210 whose resistance value changes with the rotation of the magnetized rotor 10 is formed. As shown in FIG. 3, the sensor chip 21 has a detection surface 21 d orthogonal to the magnetized surface 10 m. A plurality of magnetoresistance effect elements 210 are formed on the detection surface 21d. As the magnetoresistive effect element 210, an anisotropic magnetoresistive effect element (AMR element), a tunnel type magnetoresistive effect element (TMR element), a giant magnetoresistive effect element (GMR element) or the like can be employed. The sensor chip 21 has a flat, substantially rectangular plate shape, and the upper surface opposite to the lower surface facing the lead frame 24 is a detection surface 21 d.

センサチップ21は、磁気抵抗効果素子210として、第1素子211、第2素子212、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215を有している。第1素子211、第2素子212、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215は、磁気抵抗効果素子210が直列接続されてなるハーフブリッジ回路として構成されている。第1素子211、第2素子212、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215のそれぞれは、一対の磁気抵抗効果素子210がハの字状に配置されてなる。   The sensor chip 21 includes a first element 211, a second element 212, a third element 213, a fourth element 214, and a fifth element 215 as the magnetoresistance effect element 210. The first element 211, the second element 212, the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215 are configured as a half bridge circuit in which the magnetoresistive elements 210 are connected in series. In each of the first element 211, the second element 212, the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215, a pair of magnetoresistance effect elements 210 are arranged in a V shape.

図4に示すように、第1素子211は、電源(Vcc)とグランド(GND)との間に直列接続された2つの磁気抵抗効果素子210によって構成されている。第1素子211は、着磁ロータ10の回転にともなって2つの磁気抵抗効果素子210が磁場の影響を受けたときの抵抗値の変化を検出する。第1素子211は、2つの磁気抵抗効果素子210の中点電圧Aを信号として出力する。第2素子212〜第5素子215も、第1素子211と同じ構成とされている。第2素子212は、2つの磁気抵抗効果素子210によって構成されており、中点電圧Bを出力する。   As shown in FIG. 4, the first element 211 is composed of two magnetoresistive elements 210 connected in series between the power supply (Vcc) and the ground (GND). The first element 211 detects a change in resistance when the two magnetoresistance effect elements 210 are affected by the magnetic field as the magnetized rotor 10 rotates. The first element 211 outputs the midpoint voltage A of the two magnetoresistive elements 210 as a signal. The second element 212 to the fifth element 215 also have the same configuration as the first element 211. The second element 212 is composed of two magnetoresistive elements 210 and outputs a midpoint voltage B.

第3素子213は、2つの磁気抵抗効果素子210によって構成されており、中点電圧Cを出力する。第4素子214は、2つの磁気抵抗効果素子210によって構成されており、中点電圧Dを出力する。第5素子215は、2つの磁気抵抗効果素子210によって構成されており、中点電圧Eを出力する。   The third element 213 is composed of two magnetoresistive elements 210 and outputs a midpoint voltage C. The fourth element 214 is composed of two magnetoresistive elements 210 and outputs a midpoint voltage D. The fifth element 215 is composed of two magnetoresistive elements 210 and outputs a midpoint voltage E.

図3に示すように、第1素子211と第2素子212は、素子の中心間距離βが着磁ピッチλ未満となるように配置されている。第3素子213と第4素子214は、素子の中心間距離γが着磁ピッチλ未満となるように配置されている。第5素子215は、第3素子213と第4素子214の並び方向において、第3素子213と第4素子214の間に配置されている。   As shown in FIG. 3, the first element 211 and the second element 212 are arranged such that the center distance β of the elements is less than the magnetization pitch λ. The third element 213 and the fourth element 214 are arranged such that the center distance γ of the elements is less than the magnetization pitch λ. The fifth element 215 is disposed between the third element 213 and the fourth element 214 in the arrangement direction of the third element 213 and the fourth element 214.

バイアス磁石22は、センサチップ21、すなわち複数の磁気抵抗効果素子210にバイアス磁界を印加することにより、センサチップ21の磁界の検出感度を一定分だけ上昇させる。本実施形態では、バイアス磁石22が平面略矩形の板状をなしている。バイアス磁石22のN極22n及びS極22sは、X1−X2方向及びY1−Y2方向により規定される面内において並んで配置されている。本実施形態では、N極22n及びS極22sがY1−Y2方向に並んで配置されており、N極22nとS極22sとの境界22bが、Y1−Y2方向に略直交している。また、N極22n及びS極22sの磁極中心を通る磁極中心線22cが、Y1−Y2方向に略平行とされている。バイアス磁石22は、Z1−Z2方向の投影視において、センサチップ21と重なるように配置されている。第1素子211、第2素子212、第3素子213、第4素子214、第5素子215、及びバイアス磁石22の配置の詳細については後述する。   The bias magnet 22 increases the detection sensitivity of the magnetic field of the sensor chip 21 by a fixed amount by applying a bias magnetic field to the sensor chip 21, that is, the plurality of magnetoresistance effect elements 210. In the present embodiment, the bias magnet 22 is in the form of a substantially rectangular flat plate. The N pole 22 n and the S pole 22 s of the bias magnet 22 are arranged side by side in the plane defined by the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction. In the present embodiment, the N pole 22n and the S pole 22s are arranged side by side in the Y1-Y2 direction, and the boundary 22b between the N pole 22n and the S pole 22s is substantially orthogonal to the Y1-Y2 direction. A magnetic pole center line 22c passing through the magnetic pole centers of the N pole 22n and the S pole 22s is substantially parallel to the Y1-Y2 direction. The bias magnet 22 is disposed so as to overlap the sensor chip 21 in the projection view in the Z1-Z2 direction. The details of the arrangement of the first element 211, the second element 212, the third element 213, the fourth element 214, the fifth element 215, and the bias magnet 22 will be described later.

回路チップ23には、センサチップ21の処理回路が形成された半導体チップである。回路チップ23は、差動増幅器230〜233と、閾値生成部234と、コンパレータ235,236と、判定部237を有している。本実施形態では、センサチップ21及び回路チップ23が、回路チップ23をY2側として、Y1−Y2方向に並んで配置されている。   The circuit chip 23 is a semiconductor chip in which the processing circuit of the sensor chip 21 is formed. The circuit chip 23 includes differential amplifiers 230 to 233, a threshold generation unit 234, comparators 235 and 236, and a determination unit 237. In the present embodiment, the sensor chip 21 and the circuit chip 23 are disposed side by side in the Y1-Y2 direction with the circuit chip 23 on the Y2 side.

差動増幅器230は、信号A,Bの差分である(A−B)を演算し、差動信号S1として出力する。差動増幅器230が、第1素子211及び第2素子212の出力から作動信号を生成する差動部に相当する。差動信号S1は、たとえば図5に示すように、N極10nとS極10sの境界で節となり、磁極中心で振幅が最大又は最小(すなわち、ピーク)となる。   The differential amplifier 230 calculates (A−B) which is the difference between the signals A and B, and outputs it as a differential signal S1. The differential amplifier 230 corresponds to a differential unit that generates an operation signal from the outputs of the first element 211 and the second element 212. Differential signal S1 is a node at the boundary between N pole 10n and S pole 10s, as shown in FIG. 5, for example, and the amplitude is maximum or minimum (ie peak) at the pole center.

差動増幅器231は、信号E,Cの差分である(E−C)を演算し、その結果を出力する。差動増幅器232は、信号D,Eの差分である(D−E)を演算し、その結果を出力する。差動増幅器233には、差動増幅器231から(E−C)が入力され、差動増幅器232から(D−E)が入力される。差動増幅器233は、(E−C)−(D−E)を演算し、差動信号S2として出力する。すなわち、差動信号S2=2E−(C+D)である。差動増幅器231〜233が、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215の出力から作動信号を生成する差動部に相当する。   The differential amplifier 231 calculates (E−C) which is the difference between the signals E and C, and outputs the result. The differential amplifier 232 calculates (D−E) which is the difference between the signals D and E, and outputs the result. The differential amplifier 233 receives (E-C) from the differential amplifier 231 and receives (D-E) from the differential amplifier 232. The differential amplifier 233 calculates (E−C) − (D−E) and outputs the result as a differential signal S2. That is, differential signal S2 = 2E- (C + D). The differential amplifiers 231 to 233 correspond to a differential unit that generates an operation signal from the outputs of the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215.

差動信号S2は、差動信号S1に対して位相差をもった信号となる。差動信号S2は、たとえば図5に示すように、N極10nとS極10sの境界でピークとなり、磁極中心で節となる。   The differential signal S2 is a signal having a phase difference with respect to the differential signal S1. For example, as shown in FIG. 5, the differential signal S2 peaks at the boundary between the N pole 10n and the S pole 10s, and becomes a node at the pole center.

閾値生成部234は、差動信号S1,S2を2値化するための閾値Vthを生成する。閾値生成部234は、たとえば電源とグランドとの間に直列接続された図示しない2つの抵抗により構成され、中点電圧が閾値Vthとして用いられる。   The threshold generation unit 234 generates a threshold Vth for binarizing the differential signals S1 and S2. The threshold generation unit 234 is formed of, for example, two resistors (not shown) connected in series between the power supply and the ground, and a midpoint voltage is used as the threshold Vth.

コンパレータ235は、差動信号S1と閾値Vthとを比較して、差動信号S1を2値化した信号S3を生成する。コンパレータ236は、差動信号S2と閾値Vthとを比較して、差動信号S2を2値化した信号S4を生成する。   The comparator 235 compares the differential signal S1 with the threshold value Vth to generate a signal S3 obtained by binarizing the differential signal S1. The comparator 236 compares the differential signal S2 with the threshold value Vth to generate a signal S4 obtained by binarizing the differential signal S2.

判定部237は、コンパレータ235,236の出力である信号S3,S4に基づいて、着磁ロータ10の回転方向が正転であるのか、逆転方向であるのかを判定する。判定部237は、着磁ロータ10の回転位置を示す情報及び着磁ロータ10の回転方向を示す情報を、出力端子27(Vout)を介して、図示しない外部機器に出力する。回転位置を示す情報は、上記した信号S3,S4のいずれかに基づく。   The determination unit 237 determines, based on the signals S3 and S4 output from the comparators 235 and 236, whether the rotation direction of the magnetizing rotor 10 is forward rotation or reverse rotation. The determination unit 237 outputs the information indicating the rotational position of the magnetizing rotor 10 and the information indicating the rotation direction of the magnetizing rotor 10 to an external device (not shown) via the output terminal 27 (Vout). The information indicating the rotational position is based on either of the above-described signals S3 and S4.

正転の場合、たとえば図5に示すように、差動信号S2の振幅は、時刻T1の前で閾値Vthよりも小さく、時刻T1の後で閾値Vthよりも大きくなる。このため、信号S4は、時刻T1でLoからHiに切り替わる。また、差動信号S1の振幅は、時刻T1の前後で閾値Vthよりも大きいため、信号S3は、時刻T1でHiとなる。判定部237は、信号S4がLoからHiに立ち上がり、且つ、信号S3がHiであると、着磁ロータ10が正転していると判定する。   In the case of normal rotation, for example, as shown in FIG. 5, the amplitude of differential signal S2 is smaller than threshold Vth before time T1 and larger than threshold Vth after time T1. Therefore, the signal S4 switches from Lo to Hi at time T1. Further, since the amplitude of the differential signal S1 is larger than the threshold value Vth before and after time T1, the signal S3 becomes Hi at time T1. When the signal S4 rises from Lo to Hi and the signal S3 is Hi, the determination unit 237 determines that the magnetized rotor 10 is normally rotating.

逆転の場合、差動信号S2の振幅は、時刻T1の前で閾値Vthよりも大きく、時刻T1の後で閾値Vthよりも小さくなる。このため、信号S4は、時刻T1でHiからLoに切り替わる。差動信号S1の振幅は、時刻T1の前後で閾値Vthよりも大きいため、時刻T1で信号S3はHiとなる。判定部237は、信号S4がHiからLoに立ち下がり、且つ、信号S3がHiであると、着磁ロータ10が逆転していると判定する。   In the reverse case, the amplitude of the differential signal S2 is larger than the threshold Vth before time T1 and smaller than the threshold Vth after time T1. Therefore, the signal S4 switches from Hi to Lo at time T1. Since the amplitude of the differential signal S1 is larger than the threshold Vth before and after time T1, the signal S3 becomes Hi at time T1. If the signal S4 falls from Hi to Lo and the signal S3 is Hi, the determination unit 237 determines that the magnetized rotor 10 is reversely rotated.

なお、回転検出装置20は、外部機器に接続される電源端子28(Vcc)及びグランド端子29(GND)を備えている。回転検出装置20は、電源端子28及びグランド端子29介して外部機器から電源が供給される。   The rotation detection device 20 includes a power supply terminal 28 (Vcc) and a ground terminal 29 (GND) connected to an external device. The rotation detection device 20 is supplied with power from an external device through the power supply terminal 28 and the ground terminal 29.

次に、図3、図6〜図27に基づき、磁気抵抗効果素子210及びバイアス磁石22の配置の詳細について説明する。図6、図8、図11、図16、図20に示す着磁ロータ10は、図3に対応している。たとえば図6において、X2方向の回転が正転、X1方向の回転が逆転を示す。本実施形態では、磁気ベクトルの角度を、反時計方向を正方向として示す。また、素子に作用する磁気ベクトルは、バイアス磁界のほうがロータ磁界よりも大きいものとする。なお、バイアス磁界の磁気ベクトルは、ロータ磁界を含む他の磁界の影響を受けない状態を示しており、合成磁界の磁気ベクトルが、ロータ磁界の影響を受けた状態を示している。   Next, the details of the arrangement of the magnetoresistive effect element 210 and the bias magnet 22 will be described based on FIG. 3 and FIGS. The magnetized rotor 10 shown in FIG. 6, FIG. 8, FIG. 11, FIG. 16, and FIG. 20 corresponds to FIG. For example, in FIG. 6, rotation in the X2 direction indicates normal rotation, and rotation in the X1 direction indicates reverse rotation. In the present embodiment, the angle of the magnetic vector is indicated with the counterclockwise direction as the positive direction. Further, the magnetic vector acting on the element is such that the bias magnetic field is larger than the rotor magnetic field. The magnetic vector of the bias magnetic field indicates a state not affected by another magnetic field including the rotor magnetic field, and the magnetic vector of the combined magnetic field indicates a state affected by the rotor magnetic field.

(バイアス磁界の磁気ベクトルの角度と信号の位相との関係)
先ず、図6〜図15に基づき、素子に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの角度と信号の位相との関係について説明する。以下では、たとえば図6に示すように、着磁の1周期において、N極10nの磁極中心を回転位置P1とし、N極10n及びS極10sの境界を回転位置P2とする。また、S極10sの磁極中心を回転位置P3とし、S極10s及びN極10nの境界を回転位置P4とする。正転の場合、着磁ロータ10における素子との対向位置は、P1→P2→P3→P4の順に変化する。図8〜図15では、素子として第1素子211を例に説明する。また、磁気ベクトルの角度の基準位置をX1軸とする。
(Relationship between the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field and the phase of the signal)
First, the relationship between the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the element and the phase of the signal will be described with reference to FIGS. In the following, for example, as shown in FIG. 6, the magnetic pole center of N pole 10n is set as rotational position P1 and the boundary between N pole 10n and S pole 10s is set as rotational position P2 in one period of magnetization. Further, the center of the magnetic pole of the south pole 10s is taken as a rotational position P3, and the boundary between the south pole 10s and the north pole 10n is taken as a rotational position P4. In the case of normal rotation, the facing position of the magnetizing rotor 10 with the element changes in the order of P 1 → P 2 → P 3 → P 4. In FIGS. 8 to 15, the first element 211 will be described as an example of the element. Also, the reference position of the angle of the magnetic vector is taken as the X1 axis.

図示しない素子に作用する着磁ロータ10の磁気ベクトルの向きは、図6に示すように、回転位置P1のときに、Y1−Y2方向に略平行であって着磁面10mから離れる方向、すなわちY2方向となる。回転位置P3では、回転位置P1とは逆方向、すなわちY1方向となる。回転位置P2,P4では、X方向に略平行であって、互いに逆方向となる。具体的には、回転位置P2のときにX1方向となり、回転位置P4のときにX2方向となる。したがって、ロータ磁界の磁気ベクトルは、図7に示すように、着磁1周期の間に360°回転する。   The direction of the magnetic vector of the magnetizing rotor 10 acting on an element not shown is, as shown in FIG. 6, a direction substantially parallel to the Y1-Y2 direction at the rotational position P1 and away from the magnetizing surface 10m, ie It becomes Y2 direction. At the rotational position P3, the opposite direction to the rotational position P1, that is, the Y1 direction. The rotational positions P2 and P4 are substantially parallel to the X direction, and are opposite to each other. Specifically, in the rotational position P2, it is in the X1 direction, and in the rotational position P4, it is in the X2 direction. Therefore, as shown in FIG. 7, the magnetic vector of the rotor magnetic field rotates 360 ° during one magnetization period.

図8に示すように、バイアス磁石22を配置すると、素子としての第1素子211にバイアス磁界の磁気ベクトルが作用する。図8では、N極22n及びS極22sがN極22nをY1側(着磁ロータ10側)にしてY1−Y2方向に並び、境界22bがY1−Y2方向に略直交するように、バイアス磁石22が配置されている。また、第1素子211が境界22b上に配置されており、第1素子211に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの向きがY2方向となっている。   As shown in FIG. 8, when the bias magnet 22 is disposed, the magnetic vector of the bias magnetic field acts on the first element 211 as an element. In FIG. 8, the bias magnet is so arranged that the N pole 22 n and the S pole 22 s align in the Y1-Y2 direction with the N pole 22 n on the Y1 side (magnetization rotor 10 side) and the boundary 22 b is substantially orthogonal to the Y1-Y2 direction 22 are arranged. Further, the first element 211 is disposed on the boundary 22 b, and the direction of the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the first element 211 is the Y2 direction.

第1素子211には、バイアス磁界とロータ磁界との合成磁界の磁気ベクトルが作用する。第1素子211に作用するロータ磁界の磁気ベクトルの向きは、上記したように着磁1周期の間に360°回転する。このため、合成磁界の磁気ベクトルは、図9に示すように、着磁ロータ10の回転位置P1〜P4に応じて変化する。   A magnetic vector of a combined magnetic field of the bias magnetic field and the rotor magnetic field acts on the first element 211. The direction of the magnetic vector of the rotor magnetic field acting on the first element 211 rotates 360 ° during one magnetization cycle as described above. Therefore, the magnetic vector of the combined magnetic field changes in accordance with the rotational positions P1 to P4 of the magnetizing rotor 10, as shown in FIG.

回転位置P1の場合、ロータ磁界の磁気ベクトルの向きは、バイアス磁界の磁気ベクトルと同じ方向、すなわちY2方向となる。したがって、合成磁界の磁気ベクトルは、バイアス磁界の磁気ベクトルにロータ磁界の磁気ベクトルが加算されたものとなり、合成磁界の磁気ベクトルの角度θxyは270°となる。回転位置P2の場合、ロータ磁界の磁気ベクトルの向きは、X1方向となる。したがって、合成磁界の磁気ベクトルの角度θxyは、270°よりも大きく、360°よりも小さい値となる。   In the case of the rotational position P1, the direction of the magnetic vector of the rotor magnetic field is the same as the magnetic vector of the bias magnetic field, that is, the Y2 direction. Therefore, the magnetic vector of the combined magnetic field is obtained by adding the magnetic vector of the rotor magnetic field to the magnetic vector of the bias magnetic field, and the angle θxy of the magnetic vector of the combined magnetic field is 270 °. In the case of the rotational position P2, the direction of the magnetic vector of the rotor magnetic field is the X1 direction. Therefore, the angle θxy of the magnetic vector of the combined magnetic field is larger than 270 ° and smaller than 360 °.

回転位置P3の場合、ロータ磁界の磁気ベクトルの向きは、バイアス磁界の磁気ベクトルに対して逆方向、すなわちY1方向となる。したがって、合成磁界の磁気ベクトルは、バイアス磁界の磁気ベクトルからロータ磁界の磁気ベクトルが減算されたものとなり、角度θxyは270°となる。回転位置P4の場合、ロータ磁界の磁気ベクトルの向きは、X2方向となる。したがって、合成磁界の磁気ベクトルの角度θxyは、180°よりも大きく、270°よりも小さい値となる。   In the case of the rotational position P3, the direction of the magnetic vector of the rotor magnetic field is opposite to the magnetic vector of the bias magnetic field, that is, the Y1 direction. Accordingly, the magnetic vector of the combined magnetic field is obtained by subtracting the magnetic vector of the rotor magnetic field from the magnetic vector of the bias magnetic field, and the angle θ xy is 270 °. In the case of the rotational position P4, the direction of the magnetic vector of the rotor magnetic field is the X2 direction. Therefore, the angle θxy of the magnetic vector of the combined magnetic field is larger than 180 ° and smaller than 270 °.

第1素子211の出力(信号A)は、図10に示すように回転位置P1〜P4に応じて変化する。出力信号は、回転位置P1,P3で節、回転位置P2,P4でピークとなる。節のときの角度θxyは270°である。合成磁界の磁気ベクトルが、バイアス磁界の磁気ベクトルと同じ方向(Y2方向)となる回転位置P1,P3において、第1素子211の出力波形は節となる。   The output (signal A) of the first element 211 changes in accordance with the rotational positions P1 to P4 as shown in FIG. The output signal has nodes at rotational positions P1 and P3 and peaks at rotational positions P2 and P4. The angle θxy at the node is 270 °. The output waveform of the first element 211 is a node at rotational positions P1 and P3 in which the magnetic vector of the combined magnetic field is in the same direction (Y2 direction) as the magnetic vector of the bias magnetic field.

図11では、N極22n及びS極22sがN極22nをX2側にしてX1−X2方向に並び、境界22bがX1−X2方向に略直交するように、バイアス磁石22が配置されている。また、第1素子211が、境界22b上に配置されており、第1素子211に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの向きがX1方向となっている。この場合も、合成磁界の磁気ベクトルが、図12に示すように、着磁ロータ10の回転位置P1〜P4に応じて変化する。   In FIG. 11, the bias magnet 22 is disposed such that the N pole 22n and the S pole 22s are aligned in the X1-X2 direction with the N pole 22n on the X2 side and the boundary 22b is substantially orthogonal to the X1-X2 direction. Further, the first element 211 is disposed on the boundary 22 b, and the direction of the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the first element 211 is the X1 direction. Also in this case, the magnetic vector of the combined magnetic field changes in accordance with the rotational positions P1 to P4 of the magnetizing rotor 10, as shown in FIG.

回転位置P1の場合、ロータ磁界の磁気ベクトルはY2方向となる。したがって、合成磁界の磁気ベクトルの角度θxyは、−90°よりも大きく、0°よりも小さい値となる。回転位置P2の場合、ロータ磁界の磁気ベクトルは、バイアス磁界の磁気ベクトルと同じ方向、すなわちX1方向となる。したがって、合成磁界の磁気ベクトルは、バイアス磁界の磁気ベクトルにロータ磁界の磁気ベクトルが加算されたものとなり、合成磁界の磁気ベクトルの角度θxyは0°となる。   In the case of the rotational position P1, the magnetic vector of the rotor magnetic field is in the Y2 direction. Therefore, the angle θxy of the magnetic vector of the combined magnetic field is larger than −90 ° and smaller than 0 °. In the case of the rotational position P2, the magnetic vector of the rotor magnetic field is in the same direction as the magnetic vector of the bias magnetic field, that is, in the X1 direction. Therefore, the magnetic vector of the combined magnetic field is obtained by adding the magnetic vector of the rotor magnetic field to the magnetic vector of the bias magnetic field, and the angle θxy of the magnetic vector of the combined magnetic field is 0 °.

回転位置P3の場合、ロータ磁界の磁気ベクトルはY1方向となる。したがって、合成磁界の磁気ベクトルの角度θxyは、0°よりも大きく、90°よりも小さい値となる。回転位置P4の場合、ロータ磁界の磁気ベクトルは、バイアス磁界の磁気ベクトルに対して逆方向、すなわちX2方向となる。したがって、合成磁界の磁気ベクトルは、バイアス磁界の磁気ベクトルからロータ磁界の磁気ベクトルが減算されたものとなり、角度θxyは0°となる。   In the case of the rotational position P3, the magnetic vector of the rotor magnetic field is in the Y1 direction. Therefore, the angle θxy of the magnetic vector of the combined magnetic field is larger than 0 ° and smaller than 90 °. In the case of the rotational position P4, the magnetic vector of the rotor magnetic field is in the opposite direction to the magnetic vector of the bias magnetic field, that is, in the X2 direction. Therefore, the magnetic vector of the combined magnetic field is obtained by subtracting the magnetic vector of the rotor magnetic field from the magnetic vector of the bias magnetic field, and the angle θxy is 0 °.

第1素子211の出力(信号A)は、図13に示すように回転位置P1〜P4に応じて変化する。出力信号は、回転位置P2,P4で節、回転位置P1,P2でピークとなる。節のときの角度θxyは0°である。合成磁界の磁気ベクトルが、バイアス磁界の磁気ベクトルと同じ方向(X1方向)となる回転位置P2,P4において、第1素子211の出力波形は節となる。   The output (signal A) of the first element 211 changes in accordance with the rotational positions P1 to P4 as shown in FIG. The output signal has nodes at rotational positions P2 and P4 and peaks at rotational positions P1 and P2. The angle θxy at the node is 0 °. The output waveform of the first element 211 is a node at rotational positions P2 and P4 in which the magnetic vector of the combined magnetic field is in the same direction (direction X1) as the magnetic vector of the bias magnetic field.

図示を省略するが、N極22n及びS極22sがS極22sをY1側(着磁ロータ10側)にしてY1−Y2方向に並び、第1素子211に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの向きがY1方向の場合、第1素子211の信号は、回転位置P1,P3で節となる。節のときの角度θxyは90°である。合成磁界の磁気ベクトルが、バイアス磁界の磁気ベクトルと同じ方向(Y1方向)となる回転位置P1,P3において、第1素子211の出力波形は節となる。   Although illustration is omitted, the north pole 22 n and the south pole 22 s align the south pole 22 s to the Y 1 side (magnetization rotor 10 side) and align in the Y 1 -Y 2 direction, and the direction of the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the first element 211 Is Y1, the signal of the first element 211 becomes a node at the rotational positions P1 and P3. The angle θxy at the node is 90 °. The output waveform of the first element 211 is a node at rotational positions P1 and P3 in which the magnetic vector of the combined magnetic field is in the same direction (Y1 direction) as the magnetic vector of the bias magnetic field.

また、N極22n及びS極22sがS極22sをX2側にしてX1−X2方向に並び、第1素子211に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの向きがX2方向の場合、第1素子211の信号は、回転位置P2,P4で節となる。節のときの角度は180°である。合成磁界の磁気ベクトルが、バイアス磁界の磁気ベクトルと同じ方向(X2方向)となる回転位置P2,P4において、第1素子211の出力波形は節となる。   When the north pole 22n and the south pole 22s are aligned in the X1-X2 direction with the south pole 22s on the X2 side and the direction of the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the first element 211 is the X2 direction, The signal becomes a node at rotational positions P2, P4. The angle at the node is 180 °. The output waveform of the first element 211 is a node at rotational positions P2 and P4 in which the magnetic vector of the combined magnetic field is in the same direction (X2 direction) as the magnetic vector of the bias magnetic field.

ここで、図14に示すように、信号の位相を定義する。すると、図8〜図10に示したように、バイアス磁界の磁気ベクトルの角度が270°の場合、回転位置P1における信号の位相は0°であった。図11〜図13に示したように、バイアス磁界の磁気ベクトルの角度が0°の場合、回転位置P1の位相は270°であった。また、上記したように、バイアス磁界の磁気ベクトルの角度が90°の場合、回転位置P1の位相は180°であった。バイアス磁界の磁気ベクトルの角度が180°の場合、回転位置P1の位相は90°であった。   Here, as shown in FIG. 14, the phase of the signal is defined. Then, as shown in FIGS. 8 to 10, when the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field is 270 °, the phase of the signal at the rotational position P1 is 0 °. As shown in FIGS. 11 to 13, when the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field is 0 °, the phase of the rotational position P1 is 270 °. Further, as described above, when the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field is 90 °, the phase of the rotational position P1 is 180 °. When the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field was 180 °, the phase of the rotational position P1 was 90 °.

以上をまとめると、第1素子211(素子)に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの角度と、回転位置P1における信号の位相との関係は、図15に示すようになる。図15は、バイアス磁界の磁気ベクトルの角度を変化させることで、信号の位相を変化させることができることを示している。たとえばバイアス磁界の磁気ベクトルの角度を90°変化させると、第1素子211の出力信号の位相を90°変化させることができる。   Summarizing the above, the relationship between the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the first element 211 (element) and the phase of the signal at the rotational position P1 is as shown in FIG. FIG. 15 shows that the phase of the signal can be changed by changing the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field. For example, when the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field is changed by 90 °, the phase of the output signal of the first element 211 can be changed by 90 °.

(2素子の配置)
次いで、第1素子211及び第2素子212とバイアス磁石22との配置について説明する。図16に示すように、本実施形態でのセンサチップ21には、検出面21dに2つの素子として第1素子211及び第2素子212が形成されている。第1素子211及び第2素子212は、第1素子211をX2側としてX1−X2方向に並んで配置されており、これら素子211,212の中心間距離はβとされている。中心間距離βは、ハの字の中心間の距離であり、着磁ピッチλ未満とされている。
(Arrangement of two elements)
Next, the arrangement of the first element 211 and the second element 212 and the bias magnet 22 will be described. As shown in FIG. 16, in the sensor chip 21 in the present embodiment, a first element 211 and a second element 212 are formed on the detection surface 21 d as two elements. The first element 211 and the second element 212 are arranged side by side in the X1-X2 direction with the first element 211 as the X2 side, and the center distance between these elements 211 and 212 is β. The center-to-center distance β is the distance between the centers of the V-shape, and is less than the magnetization pitch λ.

ここで、着磁面10mとセンサチップ21との対向方向であるY1−Y2方向に略平行とされ、且つ、検出面21dに沿う線を、基準線L1とする。そして、基準線L1と、第1素子211に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルとのなす角をθ1とし、基準線L1と第2素子212に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルとのなす角をθ2とする。図16では、角度θ1,θ2を分かりやすくするために、バイアス磁界の磁気ベクトルを基準線L1に対して傾けて図示している。   Here, a line substantially parallel to the Y1-Y2 direction, which is the opposing direction of the magnetized surface 10m and the sensor chip 21, and along the detection surface 21d is taken as a reference line L1. The angle between the reference line L1 and the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the first element 211 is θ1, and the angle between the reference line L1 and the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the second element 212 is θ2. Do. In FIG. 16, in order to make the angles θ1 and θ2 easy to understand, the magnetic vector of the bias magnetic field is illustrated as being inclined with respect to the reference line L1.

上記したように、本実施形態では、反時計方向を正方向として磁気ベクトルの角度を示す。したがって、バイアス磁界とは異なる磁界が印加されない環境下において、第1素子211に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルが、基準線L1に対して第2素子212側に傾いていると角度θ1>0となり、第2素子212とは反対に傾いていると角度θ1<0となる。一方、第2素子212に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルが、基準線L1に対して第1素子211側に傾いていると角度θ2<0となり、第1素子211とは反対に傾いていると角度θ2>0となる。   As described above, in this embodiment, the angle of the magnetic vector is indicated with the counterclockwise direction as the positive direction. Therefore, when the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the first element 211 is inclined toward the second element 212 with respect to the reference line L1 under an environment where a magnetic field different from the bias magnetic field is not applied, the angle θ1> 0. When the second element 212 is inclined in the opposite direction, the angle θ1 <0. On the other hand, when the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the second element 212 is inclined toward the first element 211 with respect to the reference line L1, the angle θ2 <0 is obtained, and the inclination is opposite to the first element 211. The angle θ2> 0.

第1素子211及び第2素子212は、着磁ロータ10の回転方向においてずれて配置されており、これにより信号A,B(中点電圧A,B)に位相差が生じる。第1素子211及び第2素子212の配置(中心間距離β)起因の位相差は、電気角で(β/α)×360°となる。たとえばβ=λの場合、位相差は180°となる。また、β=λ/2の場合、位相差は90°となる。従来は、第1素子に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの角度と、第2素子に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの角度が等しくなるように、第1素子及び第2素子がバイアス磁石に対して配置されていた。たとえば、第1素子及び第2素子のそれぞれにY2方向の磁気ベクトルが作用するように、第1素子及び第2素子がバイアス磁石に対して配置されていた。したがって、β<λの場合、差動信号S1の振幅が小さくなるという問題があった。   The first element 211 and the second element 212 are offset in the rotational direction of the magnetizing rotor 10, which causes a phase difference between the signals A and B (mid-point voltages A and B). The phase difference due to the arrangement of the first element 211 and the second element 212 (center distance β) is (β / α) × 360 ° in electrical angle. For example, in the case of β = λ, the phase difference is 180 °. Further, in the case of β = λ / 2, the phase difference is 90 °. Conventionally, the first element and the second element with respect to the bias magnet such that the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the first element and the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the second element are equal. It was arranged. For example, the first element and the second element are arranged with respect to the bias magnet such that the magnetic vector in the Y2 direction acts on each of the first element and the second element. Therefore, in the case of β <λ, there is a problem that the amplitude of the differential signal S1 becomes small.

これに対し、本実施形態では、配置(中心間距離β)起因の位相差だけでなく、バイアス磁界の磁気ベクトル起因の位相差も考慮して、第1素子211及び第2素子212がバイアス磁石22に対して配置されている。上記したように、バイアス磁界の磁気ベクトルの角度変化の分、信号A,Bの位相が変化するため、バイアス磁界の磁気ベクトル起因の位相差は、電気角で(θ1−θ2)となる。したがって、信号A,Bの位相差は、(β/α)×360°+(θ1−θ2)となる。   On the other hand, in the present embodiment, the first element 211 and the second element 212 are bias magnets in consideration of not only the phase difference due to the arrangement (center distance β) but also the phase difference due to the magnetic vector of the bias magnetic field. 22 are arranged. As described above, since the phases of the signals A and B change by the angle change of the magnetic vector of the bias magnetic field, the phase difference caused by the magnetic vector of the bias magnetic field becomes (θ1−θ2) in electrical angle. Therefore, the phase difference between the signals A and B is (β / α) × 360 ° + (θ1−θ2).

図17は、バイアス磁界の磁気ベクトル起因の位相差である(θ1−θ2)と、第1素子211及び第2素子212の差動信号S1の振幅との関係を示している。図17に示すように、θ1=θ2のとき、差動信号S1の振幅は従来構成と同じとなる。また、差動信号S1の振幅は、(β/α)×360°+(θ1−θ2)=180°を満たすときに最大となる。すなわち、(θ1−θ2)=180°−(β/α)×360°を満たすときに最大となる。ここで、180°−(β/α)×360°=θmと定義する。   FIG. 17 shows the relationship between the phase difference (θ1−θ2) caused by the magnetic vector of the bias magnetic field and the amplitude of the differential signal S1 of the first element 211 and the second element 212. As shown in FIG. 17, when θ1 = θ2, the amplitude of the differential signal S1 is the same as that of the conventional configuration. The amplitude of the differential signal S1 is maximum when (β / α) × 360 ° + (θ1−θ2) = 180 °. That is, the maximum value is obtained when (θ1−θ2) = 180 ° − (β / α) × 360 ° is satisfied. Here, it is defined that 180 °-(β / α) × 360 ° = θm.

差動信号S1の振幅は、0≦(θ1−θ2)≦θmの範囲において、(θ1−θ2)が大きくなるほど増大し、(θ1−θ2)=θmで最大となる。また、θm≦(θ1−θ2)≦2×θmの範囲において、(θ1−θ2)が大きくなるほど減少し、(θ1−θ2)=2×θmで、θ1=θ2のときの振幅と同じになる。したがって、0<(θ1−θ2)<2×θmを満たすように、バイアス磁石22に対して第1素子211及び第2素子212を配置するとよい。これによれば、バイアス磁界の磁気ベクトルの効果により、従来よりも、差動信号S1の振幅を大きくすることができる。特に、(θ1−θ2)=θmを満たすように、バイアス磁石22に対して第1素子211及び第2素子212を配置すると、差動信号S1の振幅を最大化することができる。   The amplitude of the differential signal S1 increases as (θ1−θ2) increases in the range of 0 ≦ (θ1−θ2) ≦ θm, and becomes maximum at (θ1−θ2) = θm. Also, in the range of θm ≦ (θ1−θ2) ≦ 2 × θm, the larger the value of (θ1−θ2), the smaller the amplitude, and (θ1−θ2) = 2 × θm, which is equal to the amplitude when θ1 = θ2 . Therefore, it is preferable to dispose the first element 211 and the second element 212 with respect to the bias magnet 22 so as to satisfy 0 <(θ1−θ2) <2 × θm. According to this, by the effect of the magnetic vector of the bias magnetic field, the amplitude of the differential signal S1 can be made larger than that of the conventional case. In particular, when the first element 211 and the second element 212 are arranged with respect to the bias magnet 22 so as to satisfy (θ1−θ2) = θm, the amplitude of the differential signal S1 can be maximized.

図18は、バイアス磁界の磁気ベクトルの効果を示す具体的な信号波形を示している。図18の上段は参考例を示し、下段は差動信号S1の振幅を最大化する場合の例を示している。参考例では、第1素子211及び第2素子212に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの向きが互いに略平行とされている。具体的には、N極22nをY1側としてN極22n及びS極22sがY1−Y2方向に並んで配置され、境界22bがY1−Y2方向に略直交している。そして、第1素子211及び第2素子212に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの向きがともにY2方向とされている。すなわち、θ1=θ2=0°とされている。また、中心間距離β=λ/2とされている。したがって、信号A,Bの位相差は、電気角で90°となる。   FIG. 18 shows a specific signal waveform showing the effect of the magnetic vector of the bias magnetic field. The upper part of FIG. 18 shows a reference example, and the lower part shows an example of maximizing the amplitude of the differential signal S1. In the reference example, the directions of the magnetic vectors of the bias magnetic field acting on the first element 211 and the second element 212 are substantially parallel to each other. Specifically, the N pole 22 n and the S pole 22 s are arranged side by side in the Y1-Y2 direction with the N pole 22 n as the Y1 side, and the boundary 22 b is substantially orthogonal to the Y1-Y2 direction. The directions of the magnetic vectors of the bias magnetic field acting on the first element 211 and the second element 212 are both set to the Y2 direction. That is, θ1 = θ2 = 0 °. Further, the distance between centers β = λ / 2. Therefore, the phase difference between the signals A and B is 90 ° in electrical angle.

参考例と同じ素子配置において、信号A,Bの位相差を180°とするには、(θ1−θ2)=90°とすればよい。たとえば、信号Aの位相を45°進角、すなわち−45°変化させ、信号Bの位相を45°遅角、すなわち+45°変化させればよい。このために、図18の下段では、角度θ1=+45°、角度θ2=−45°となる位置に、第1素子211及び第2素子212を配置している。これにより、バイアス磁界の磁気ベクトル起因の位相差(θ1−θ2)が90°となり、信号A,Bの位相差が電気角で180°となる。   In the same arrangement of elements as the reference example, in order to set the phase difference between the signals A and B to 180 °, (θ1−θ2) = 90 ° may be set. For example, the phase of the signal A may be advanced by 45 °, ie, −45 °, and the phase of the signal B may be delayed 45 °, ie, + 45 °. For this purpose, in the lower part of FIG. 18, the first element 211 and the second element 212 are disposed at positions where the angle θ1 = + 45 ° and the angle θ2 = −45 °. As a result, the phase difference (θ1−θ2) caused by the magnetic vector of the bias magnetic field becomes 90 °, and the phase difference between the signals A and B becomes 180 ° in electrical angle.

図3及び図19は、バイアス磁石22に対する第1素子211及び第2素子212の配置の具体例を示している。本実施形態では、X1−X2方向の長さが2.8mm、Y1−Y2方向の長さが1.4mm、Z1−Z2方向の長さが0.65mmとされた矩形平板状のバイアス磁石22を採用している。そして、Z1−Z2方向において、バイアス磁石22のアイランド24a側の表面からセンサチップ21の検出面21dまでの距離が、0.7mmとされている。図19の矢印は、バイアス磁石22の磁場分布(磁気シミュレーション結果)を示している。図19では、バイアス磁石22の磁気ベクトルとして、Z1−Z2方向において、バイアス磁石22の表面から0.7mm離れた位置、すなわち検出面21dと同一平面のベクトルを示している。   3 and 19 show specific examples of the arrangement of the first element 211 and the second element 212 with respect to the bias magnet 22. FIG. In this embodiment, a rectangular flat bias magnet 22 having a length in the X1-X2 direction of 2.8 mm, a length in the Y1-Y2 direction of 1.4 mm, and a length in the Z1-Z2 direction of 0.65 mm. Is adopted. Then, in the Z1-Z2 direction, the distance from the surface of the bias magnet 22 on the side of the island 24a to the detection surface 21d of the sensor chip 21 is 0.7 mm. Arrows in FIG. 19 indicate the magnetic field distribution (magnetic simulation result) of the bias magnet 22. FIG. 19 shows, as the magnetic vector of the bias magnet 22, a position at a distance of 0.7 mm from the surface of the bias magnet 22 in the Z1-Z2 direction, that is, a vector in the same plane as the detection surface 21d.

図3及び図19に示すように、本実施形態では、N極22nとS極22sが、N極22nをY1側(着磁ロータ10側)としてY方向に並んで配置されている。そして、第1素子211及び第2素子212は、S極22sと重なる位置に配置されている。第1素子211及び第2素子212は、境界22bよりも着磁ロータ10から離れた位置に配置されている。X1−X2方向において、第1素子211及び第2素子212は、磁極中心線22cから離れた位置に配置されている。第1素子211は磁極中心線22cよりもX2側に配置され、第2素子212は磁極中心線22cよりもX1側に配置されている。第1素子211及び第2素子212は、磁極中心線22cに対して線対称配置とされている。図19に示すように、第1素子211に作用する磁気ベクトルの向きは、第2素子212側に傾いており、第2素子212に作用する磁気ベクトルの向きは、第1素子211側に傾いている。   As shown in FIGS. 3 and 19, in the present embodiment, the N pole 22 n and the S pole 22 s are arranged side by side in the Y direction with the N pole 22 n as the Y1 side (magnetization rotor 10 side). The first element 211 and the second element 212 are disposed at positions overlapping with the south pole 22s. The first element 211 and the second element 212 are disposed at positions farther from the magnetized rotor 10 than the boundary 22 b. In the X1-X2 direction, the first element 211 and the second element 212 are disposed at positions away from the magnetic pole center line 22c. The first element 211 is disposed on the X2 side of the magnetic pole center line 22c, and the second element 212 is disposed on the X1 side of the magnetic pole center line 22c. The first element 211 and the second element 212 are arranged in line symmetry with respect to the magnetic pole center line 22c. As shown in FIG. 19, the direction of the magnetic vector acting on the first element 211 is inclined toward the second element 212, and the direction of the magnetic vector acting on the second element 212 is inclined toward the first element 211. ing.

(3素子の配置)
次いで、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215とバイアス磁石22との配置について説明する。図20に示すように、本実施形態でのセンサチップ21には、検出面21dに3つの素子として第3素子213、第4素子214、及び第5素子215が形成されている。第3素子213及び第4素子214は、第3素子213をX2側としてX1−X2方向に並んで配置されており、これら素子213,214の中心間距離はγとされている。中心間距離γは、着磁ピッチλ未満とされている。また、第5素子215は、X1−X2方向において、第3素子213と第4素子214の間に配置されている。
(Arrangement of three elements)
Next, the arrangement of the third element 213, the fourth element 214, the fifth element 215, and the bias magnet 22 will be described. As shown in FIG. 20, in the sensor chip 21 in the present embodiment, a third element 213, a fourth element 214, and a fifth element 215 are formed as three elements on the detection surface 21d. The third element 213 and the fourth element 214 are arranged side by side in the X1-X2 direction with the third element 213 on the X2 side, and the center-to-center distance between these elements 213 and 214 is γ. The center-to-center distance γ is less than the magnetization pitch λ. The fifth element 215 is disposed between the third element 213 and the fourth element 214 in the X1-X2 direction.

ここで、基準線L1と、第3素子213に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルとのなす角をθ3とし、基準線L1と第4素子214に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルとのなす角をθ4とする。図20では、角度θ3,θ4を分かりやすくするために、バイアス磁界の磁気ベクトルを基準線L1に対して傾けて図示している。バイアス磁界とは異なる磁界が印加されない環境下において、第3素子213に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルが、基準線L1に対して第4素子214側に傾いていると角度θ3>0となり、第4素子214とは反対に傾いていると角度θ3<0となる。一方、第4素子214に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルが、基準線L1に対して第3素子213側に傾いていると角度θ4<0となり、第3素子213とは反対に傾いていると角度θ4>0となる。   Here, the angle between the reference line L1 and the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the third element 213 is θ3, and the angle between the reference line L1 and the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the fourth element 214 is θ4. I assume. In FIG. 20, in order to make the angles θ3 and θ4 easy to understand, the magnetic vectors of the bias magnetic field are illustrated as being inclined with respect to the reference line L1. When the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the third element 213 is inclined toward the fourth element 214 with respect to the reference line L1 under an environment where a magnetic field different from the bias magnetic field is not applied, the angle θ3> 0 is obtained. When the four elements 214 are inclined in the opposite direction, the angle θ3 <0. On the other hand, when the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the fourth element 214 is inclined toward the third element 213 with respect to the reference line L1, the angle θ4 <0 is obtained, and the magnetic element is inclined in the opposite direction to the third element 213 The angle θ4> 0.

第3素子213、第4素子214、及び第5素子215は、着磁ロータ10の回転方向においてずれて配置されている。このため、図21に示すように、第3素子213から出力される信号C(中点電圧C)、第4素子214から出力される信号D(中点電圧D)、及び第5素子215から出力される信号E(中点電圧E)の位相に差が生じる。   The third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215 are disposed offset in the rotational direction of the magnetizing rotor 10. Therefore, as shown in FIG. 21, the signal C (midpoint voltage C) output from the third element 213, the signal D (midpoint voltage D) output from the fourth element 214, and the fifth element 215 A difference occurs in the phase of the output signal E (mid-point voltage E).

ここで、信号Eを出力する第5素子215が、第3素子213と第4素子214との間の中間位置に配置されているとする。信号C,Dの位相差が0°よりも大きく180°よりも小さいとき、図22に示すように、信号Eと信号(C+D)は同位相となる。したがって、差動信号S2(=2E−C−D)の振幅は、信号(C+D)の振幅が小さいほど大きくなる。信号C,Dの位相差が180°のとき、図23に示すように、信号C,Dは逆位相となり、信号(C+D)はゼロで一定となる。したがって、差動信号S2の振幅は、信号Eの2倍の値となる。   Here, it is assumed that the fifth element 215 that outputs the signal E is disposed at an intermediate position between the third element 213 and the fourth element 214. When the phase difference between the signals C and D is larger than 0 ° and smaller than 180 °, as shown in FIG. 22, the signal E and the signal (C + D) have the same phase. Therefore, the smaller the amplitude of the signal (C + D), the larger the amplitude of the differential signal S2 (= 2E-C-D). When the phase difference between the signals C and D is 180 °, as shown in FIG. 23, the signals C and D have opposite phases, and the signal (C + D) becomes constant at zero. Therefore, the amplitude of the differential signal S2 is twice the value of the signal E.

信号C,Dの位相差が180°よりも大きく、360°よりも小さいとき、図24に示すように、信号Eと信号(C+D)は逆位相となる。したがって、差動信号S2の振幅は、信号(C+D)の振幅が大きいほど大きくなる。信号C,Dの位相差が360°のとき、図25に示すように、信号Eと信号(C+D)は逆位相となり、且つ、信号C,Dは同位相となる。このため、差動信号S2の振幅が最大となる。このように、差動信号S2を大きくするには、信号C,Dの位相差を360°に近づける、より好ましくは一致させるとよい。   When the phase difference between the signals C and D is larger than 180 ° and smaller than 360 °, as shown in FIG. 24, the signal E and the signal (C + D) are in opposite phase. Therefore, the amplitude of the differential signal S2 increases as the amplitude of the signal (C + D) increases. When the phase difference between the signals C and D is 360 °, as shown in FIG. 25, the signal E and the signal (C + D) have opposite phases, and the signals C and D have the same phase. Therefore, the amplitude of the differential signal S2 is maximized. As described above, in order to increase the differential signal S2, it is preferable to make the phase difference between the signals C and D close to 360 °, more preferably to coincide with each other.

信号C,Dの配置(中心間距離γ)起因の位相差は、電気角で(γ/α)×360°となる。たとえばβ=λ/2の場合、位相差は90°となる。従来は、第3素子に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの角度と、第4素子に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの角度が等しくなるように、第3素子及び第4素子がバイアス磁石に対して配置されていた。たとえば、第3素子及び第4素子のそれぞれにY2方向の磁気ベクトルが作用するように、第3素子及び第4素子がバイアス磁石に対して配置されていた。したがって、γ<λの場合、差動信号S2の振幅が小さいという問題があった。   The phase difference caused by the arrangement of the signals C and D (center-to-center distance γ) is (γ / α) × 360 ° in electrical angle. For example, in the case of β = λ / 2, the phase difference is 90 °. Conventionally, the third element and the fourth element relative to the bias magnet such that the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the third element and the angle of the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the fourth element are equal. It was arranged. For example, the third element and the fourth element are disposed with respect to the bias magnet such that the magnetic vector in the Y2 direction acts on each of the third element and the fourth element. Therefore, in the case of γ <λ, there is a problem that the amplitude of the differential signal S2 is small.

これに対し、本実施形態では、配置(中心間距離γ)起因の位相差だけでなく、バイアス磁界の磁気ベクトル起因の位相差も考慮し、第3素子213及び第4素子214がバイアス磁石22に対して配置されている。上記したように、バイアス磁界の磁気ベクトルの角度変化の分、信号C,Dの位相が変化するため、バイアス磁界の磁気ベクトル起因の位相差は、電気角で(θ3−θ4)となる。したがって、信号C,Dの位相差は、(γ/α)×360°+(θ3−θ4)となる。   On the other hand, in the present embodiment, not only the phase difference due to the arrangement (center-to-center distance γ) but also the phase difference due to the magnetic vector of the bias magnetic field are taken into consideration. Is placed against. As described above, since the phases of the signals C and D change by the angle change of the magnetic vector of the bias magnetic field, the phase difference caused by the magnetic vector of the bias magnetic field becomes (θ3−θ4) in electrical angle. Therefore, the phase difference between the signals C and D is (γ / α) × 360 ° + (θ3−θ4).

図26は、バイアス磁界の磁気ベクトル起因の位相差である(θ3−θ4)と、差動信号S2の振幅との関係を示している。θ3=θ4のとき、差動信号S2の振幅は従来構成と同じとなる。図26に示すように、差動信号S2の振幅は、(γ/α)×360°+(θ3−θ4)=360°を満たすときに最大となる。すなわち、(θ3−θ4)=360°−(γ/α)×360°を満たすときに最大となる。ここで、360°−(γ/α)×360°=θnと定義する。   FIG. 26 shows the relationship between the phase difference (θ3-θ4) caused by the magnetic vector of the bias magnetic field and the amplitude of the differential signal S2. When θ3 = θ4, the amplitude of the differential signal S2 is the same as in the conventional configuration. As shown in FIG. 26, the amplitude of the differential signal S2 is maximum when (γ / α) × 360 ° + (θ3−θ4) = 360 ° is satisfied. That is, the maximum value is obtained when (θ3−θ4) = 360 ° − (γ / α) × 360 ° is satisfied. Here, it is defined that 360 °-(γ / α) × 360 ° = θn.

差動信号S2の振幅は、0≦(θ3−θ4)≦θnの範囲において、(θ3−θ4)が大きくなるほど増大し、(θ3−θ4)=θnで最大となる。また、θm≦(θ3−θ4)≦2×θnの範囲において、(θ3−θ4)が大きくなるほど減少し、(θ3−θ4)=2×θmで、θ3=θ4のときの振幅と同じになる。したがって、0<(θ3−θ4)<2×θnを満たすように、バイアス磁石22に対して第3素子213及び第4素子214を配置するとよい。これによれば、バイアス磁界の磁気ベクトルの効果により、従来よりも、差動信号S2の振幅を大きくすることができる。特に、(θ3−θ4)=θnを満たすように、バイアス磁石22に対して第3素子213及び第4素子214を配置すると、差動信号S2の振幅をより大きくすることができる。   The amplitude of the differential signal S2 increases as (θ3−θ4) increases in the range of 0 ≦ (θ3−θ4) ≦ θn, and becomes maximum at (θ3−θ4) = θn. Also, in the range of θm ≦ (θ3−θ4) ≦ 2 × θn, it decreases as (θ3−θ4) increases and becomes equal to the amplitude at θ3 = θ4 with (θ3−θ4) = 2 × θm . Therefore, it is preferable to dispose the third element 213 and the fourth element 214 with respect to the bias magnet 22 so as to satisfy 0 <(θ3−θ4) <2 × θn. According to this, by the effect of the magnetic vector of the bias magnetic field, the amplitude of the differential signal S2 can be made larger than that of the conventional case. In particular, when the third element 213 and the fourth element 214 are arranged with respect to the bias magnet 22 so as to satisfy (θ3−θ4) = θn, the amplitude of the differential signal S2 can be further increased.

図27は、バイアス磁界の磁気ベクトルの効果を示す具体的な信号波形を示している。図27の上段は参考例を示し、下段は差動信号S2の振幅を最大化する場合の例を示している。参考例では、第3素子213及び第4素子214に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの向きが互いに略平行とされている。具体的には、N極22nをY1側としてN極22n及びS極22sがY1−Y2方向に並んで配置され、境界22bがY1−Y2方向に略直交している。そして、第3素子213及び第4素子214に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの向きがともにY2方向とされている。すなわち、θ3=θ4=0°とされている。また、中心間距離γ=λ/2とされている。したがって、信号C,Dの位相差は、電気角で90°となる。   FIG. 27 shows a specific signal waveform showing the effect of the magnetic vector of the bias magnetic field. The upper part of FIG. 27 shows a reference example, and the lower part shows an example in the case of maximizing the amplitude of the differential signal S2. In the reference example, the directions of the magnetic vectors of the bias magnetic field acting on the third element 213 and the fourth element 214 are substantially parallel to each other. Specifically, the N pole 22 n and the S pole 22 s are arranged side by side in the Y1-Y2 direction with the N pole 22 n as the Y1 side, and the boundary 22 b is substantially orthogonal to the Y1-Y2 direction. The directions of the magnetic vectors of the bias magnetic field acting on the third element 213 and the fourth element 214 are both set to the Y2 direction. That is, θ3 = θ4 = 0 °. Further, the center-to-center distance γ = λ / 2. Therefore, the phase difference between the signals C and D is 90 ° in electrical angle.

参考例と同じ素子配置において、信号C,Dの位相差を360°とするには、(θ3−θ4)=270°とすればよい。たとえば、信号Cの位相を135°進角、すなわち−135°変化させ、信号Dの位相を135°遅角、すなわち+135°変化させればよい。このために、図27の下段では、角度θ3=+135°、角度θ4=−135°となる位置に、第3素子213及び第4素子214を配置している。これにより、バイアス磁界の磁気ベクトル起因の位相差(θ3−θ4)が270°となり、信号C,Dの位相差が電気角で360°となる。   In the same element arrangement as the reference example, in order to make the phase difference between the signals C and D 360 °, (θ3−θ4) = 270 °. For example, the phase of the signal C may be advanced by 135 °, ie, −135 °, and the phase of the signal D may be delayed by 135 °, ie, + 135 °. For this purpose, in the lower part of FIG. 27, the third element 213 and the fourth element 214 are disposed at positions where the angle θ3 = + 135 ° and the angle θ4 = -135 °. Thereby, the phase difference (θ3-θ4) caused by the magnetic vector of the bias magnetic field is 270 °, and the phase difference of the signals C and D is 360 ° in electrical angle.

図3及び図19は、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215の、バイアス磁石22に対する配置の具体例を示している。図3及び図19に示すように、本実施形態では、第3素子213及び第4素子214がS極22sと重なる位置に配置されている。第3素子213及び第4素子214は、境界22bよりも着磁ロータ10から離れた位置に配置されている。X1−X2方向において、第3素子213及び第4素子214は、磁極中心線22cから離れた位置に配置されている。第3素子213は磁極中心線22cよりもX2側に配置され、第4素子214は磁極中心線22cよりもX1側に配置されている。第3素子213及び第4素子214は、磁極中心線22cに対して線対称配置とされている。図19に示すように、第3素子213に作用する磁気ベクトルの向きは、第4素子214側に傾いており、第4素子214に作用する磁気ベクトルの向きは、第3素子213側に傾いている。   3 and 19 show specific examples of the arrangement of the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215 with respect to the bias magnet 22. FIG. As shown in FIGS. 3 and 19, in the present embodiment, the third element 213 and the fourth element 214 are disposed at positions overlapping the south pole 22 s. The third element 213 and the fourth element 214 are disposed at positions farther from the magnetized rotor 10 than the boundary 22 b. In the X1-X2 direction, the third element 213 and the fourth element 214 are disposed at positions away from the magnetic pole center line 22c. The third element 213 is disposed on the X2 side of the magnetic pole center line 22c, and the fourth element 214 is disposed on the X1 side of the magnetic pole center line 22c. The third element 213 and the fourth element 214 are arranged in line symmetry with respect to the magnetic pole center line 22c. As shown in FIG. 19, the direction of the magnetic vector acting on the third element 213 is inclined to the fourth element 214 side, and the direction of the magnetic vector acting on the fourth element 214 is inclined to the third element 213 side ing.

バイアス磁石22は、着磁ロータ10とは反対側、すなわち境界22bよりもY2側に2つの角部22r1,22r2を有している。角部22r1はX2側、角部22r2はX1側に設けられている。図19に示すように、バイアス磁界の磁気ベクトルは、角部22r1,22r2に近づくほど、基準線L1に対する傾きが大きくなる。第3素子213は、X2側に配置された第1素子211よりも角部22r1に近い位置に配置されている。これにより、θ3>θ1とされている。また、第4素子214は、X1側に配置された第2素子212よりも角部22r2に近い位置に配置されている。これにより、θ4<θ2とされている。θ4の絶対値は、θ2の絶対値よりも大きくされている。   The bias magnet 22 has two corner portions 22r1 and 22r2 on the opposite side to the magnetizing rotor 10, that is, on the Y2 side of the boundary 22b. The corner 22 r 1 is provided on the X 2 side, and the corner 22 r 2 is provided on the X 1 side. As shown in FIG. 19, as the magnetic vectors of the bias magnetic field approach the corner portions 22r1 and 22r2, the inclination with respect to the reference line L1 increases. The third element 213 is disposed at a position closer to the corner 22 r 1 than the first element 211 disposed on the X 2 side. Thus, θ3> θ1. In addition, the fourth element 214 is disposed at a position closer to the corner 22r2 than the second element 212 disposed on the X1 side. Thus, θ4 <θ2 is satisfied. The absolute value of θ4 is larger than the absolute value of θ2.

第5素子215は、N極22nと重なる位置に配置されている。第5素子215は、境界22bよりも着磁ロータ10に近い位置に配置されている。第5素子215は、第3素子213及び第4素子214よりも着磁ロータ10に近い位置に配置されている。第5素子215は、磁極中心線22c上に配置されている。これにより、第5素子215に作用する磁気ベクトルの向きは、Y2方向となっている。X1−X2方向において、第5素子215は、第3素子213と第4素子214の間に配置されている。第5素子215は、第3素子213と第4素子214との中間位置に配置されている。第3素子213、第4素子214、及び第5素子215は、磁極中心線22cに対して線対称配置とされている。   The fifth element 215 is disposed at a position overlapping the N pole 22 n. The fifth element 215 is disposed at a position closer to the magnetized rotor 10 than the boundary 22 b. The fifth element 215 is disposed at a position closer to the magnetized rotor 10 than the third element 213 and the fourth element 214. The fifth element 215 is disposed on the magnetic pole center line 22c. Thus, the direction of the magnetic vector acting on the fifth element 215 is the Y2 direction. The fifth element 215 is disposed between the third element 213 and the fourth element 214 in the X1-X2 direction. The fifth element 215 is disposed at an intermediate position between the third element 213 and the fourth element 214. The third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215 are arranged in line symmetry with respect to the magnetic pole center line 22c.

次に、本実施形態に示した回転検出装置20の効果について説明する。   Next, the effects of the rotation detection device 20 shown in the present embodiment will be described.

本実施形態では、0<(θ1−θ2)<2×{180°−(β/α)×360°}を満たすように、バイアス磁石22に対して第1素子211及び第2素子212が配置されている。したがって、バイアス磁界の磁気ベクトルの効果により、従来よりも差動信号S1の振幅を大きくすることができる。   In the present embodiment, the first element 211 and the second element 212 are arranged with respect to the bias magnet 22 so as to satisfy 0 <(θ1−θ2) <2 × {180 ° − (β / α) × 360 °}. It is done. Therefore, due to the effect of the magnetic vector of the bias magnetic field, the amplitude of the differential signal S1 can be made larger than in the prior art.

特に、(β/α)×360°+(θ1−θ2)=180°を満たすように、バイアス磁石22に対して第1素子211及び第2素子212が配置されている。これにより、信号A,Bの位相差が電気角で180°となる。したがって、β<λを満たして回転検出装置20の体格を小型化しつつ、差動信号S1の振幅を最大化することができる。   In particular, the first element 211 and the second element 212 are arranged with respect to the bias magnet 22 so as to satisfy (β / α) × 360 ° + (θ1−θ2) = 180 °. As a result, the phase difference between the signals A and B becomes 180 ° in electrical angle. Therefore, it is possible to maximize the amplitude of the differential signal S1 while satisfying the condition β <λ to miniaturize the physical size of the rotation detection device 20.

本実施形態では、第3素子213と第4素子214の間に第5素子215が配置されている。そして、0<(θ3−θ4)<2×{360°−(γ/α)×360°}を満たすように、バイアス磁石22に対して第3素子213及び第4素子214が配置されている。これによれば、バイアス磁界の磁気ベクトルの効果により、従来よりも差動信号S2の振幅を大きくすることができる。   In the present embodiment, the fifth element 215 is disposed between the third element 213 and the fourth element 214. Then, the third element 213 and the fourth element 214 are arranged with respect to the bias magnet 22 so as to satisfy 0 <(θ3−θ4) <2 × {360 ° − (γ / α) × 360 °}. . According to this, by the effect of the magnetic vector of the bias magnetic field, it is possible to make the amplitude of the differential signal S2 larger than that of the prior art.

特に、(γ/α)×360°+(θ3−θ4)=360°を満たすように、バイアス磁石22に対して第3素子213及び第4素子214が配置されている。これにより、信号C,Dの位相差が電気角で360°となる。したがって、γ<λを満たして回転検出装置20の体格を小型化しつつ、差動信号S2の振幅をより大きくすることができる。   In particular, the third element 213 and the fourth element 214 are arranged with respect to the bias magnet 22 so as to satisfy (γ / α) × 360 ° + (θ3−θ4) = 360 °. As a result, the phase difference between the signals C and D becomes 360 ° in electrical angle. Therefore, the amplitude of the differential signal S2 can be further increased while the size of the rotation detection device 20 is miniaturized while satisfying γ <λ.

なお、第5素子215は、少なくとも第3素子213と第4素子214と間に配置されればよい。好ましくは、第5素子215が、第3素子213と第4素子214との中間位置であって、磁極中心線22c上に配置されるとよい。これによれば、第3素子213及び第4素子214が磁極中心線22cに対して線対称配置となり、信号(C+D)のピークと信号Eのピークが一致する。したがって、差動信号S2の振幅をさらに大きくすることができる。特に(γ/α)×360°+(θ3−θ4)=360°を満たす場合には、差動信号S2の振幅を最大化することができる。   Note that the fifth element 215 may be disposed at least between the third element 213 and the fourth element 214. Preferably, the fifth element 215 is disposed at an intermediate position between the third element 213 and the fourth element 214 and on the magnetic pole center line 22c. According to this, the third element 213 and the fourth element 214 are arranged in line symmetry with respect to the magnetic pole center line 22c, and the peak of the signal (C + D) coincides with the peak of the signal E. Therefore, the amplitude of differential signal S2 can be further increased. In particular, when (γ / α) × 360 ° + (θ3−θ4) = 360 °, the amplitude of the differential signal S2 can be maximized.

本実施形態では、第5素子215が、境界22bよりも着磁ロータ10に近い位置に配置されている。これにより、検出感度を向上することができる。   In the present embodiment, the fifth element 215 is disposed at a position closer to the magnetized rotor 10 than the boundary 22 b. Thereby, detection sensitivity can be improved.

なお、バイアス磁石22に対するセンサチップ21(各素子211〜215)の配置は、たとえば図19に示した磁気シミュレーション(磁場分布)を活用すればよい。バイアス磁界とは異なる磁界が印加されない環境下における検出面21dの位置での磁場分布を求め、その結果から、各素子211〜215の位置を決定すればよい。   The arrangement of the sensor chips 21 (elements 211 to 215) with respect to the bias magnet 22 may use, for example, magnetic simulation (magnetic field distribution) shown in FIG. The magnetic field distribution at the position of the detection surface 21 d in an environment where a magnetic field different from the bias magnetic field is not applied may be obtained, and the positions of the elements 211 to 215 may be determined from the result.

本実施形態では、回転検出装置20が、バイアス磁石22を1つのみ備えており、N極22n及びS極22sが着磁ロータ10の着磁面10mとの対向方向に並んで配置されている。これによれば、上記した効果を奏しつつ、部品点数を削減するとともに、回転検出装置20の体格を小型化することができる。また、1つのバイアス磁石22に対してセンサチップ21を位置決め配置すればよいため、バイアス磁石22に対する各素子211〜215の位置精度を向上することができる。   In the present embodiment, the rotation detection device 20 includes only one bias magnet 22, and the N pole 22 n and the S pole 22 s are arranged side by side in the opposing direction with the magnetizing surface 10 m of the magnetizing rotor 10. . According to this, it is possible to reduce the number of parts and to miniaturize the physical size of the rotation detection device 20 while achieving the effects described above. Further, since the sensor chip 21 may be positioned and disposed with respect to one bias magnet 22, the positional accuracy of each of the elements 211-215 with respect to the bias magnet 22 can be improved.

(第2実施形態)
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した回転検出装置20と共通する部分についての説明は省略する。
Second Embodiment
This embodiment can refer to the preceding embodiments. Therefore, the description of the portions common to the rotation detection device 20 shown in the preceding embodiment will be omitted.

本実施形態の回転検出装置20は、先行実施形態同様、磁気抵抗効果素子210として3素子、具体的には、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215を備えてる。そして、外部磁界の影響をより効果的にキャンセルできるように構成されている。   The rotation detection device 20 according to this embodiment includes three elements as the magnetoresistance effect element 210, specifically, the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215, as in the preceding embodiment. And it is comprised so that the influence of an external magnetic field can be canceled more effectively.

先ず、図28に基づき、3素子に対する外部磁界の影響について説明する。   First, the influence of the external magnetic field on the three elements will be described with reference to FIG.

図28では、磁気抵抗効果素子210に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルを破線矢印で示し、磁気抵抗効果素子210に作用する外部磁界の磁気ベクトルを一点鎖線の矢印で示している。そして、バイアス磁界と外部磁界との合成磁界の磁気ベクトルを、実線矢印で示している。3素子には、大きさ及び向きが互いにほぼ等しい外部磁界が作用する。また、外部磁界が作用することで、バイアス磁界の磁気ベクトルから合成磁界の磁気ベクトルへの角度変化をΔθで示している。Δθcは第3素子213における角度変化、Δθdは第4素子214における角度変化、Δθeは第5素子215における角度変化を示している。   In FIG. 28, the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the magnetoresistance effect element 210 is indicated by a broken arrow, and the magnetic vector of the external magnetic field acting on the magnetoresistance effect element 210 is indicated by a dashed dotted arrow. A magnetic vector of a combined magnetic field of the bias magnetic field and the external magnetic field is indicated by a solid arrow. The three elements receive an external magnetic field whose magnitude and direction are substantially equal to one another. In addition, the change in angle from the magnetic vector of the bias magnetic field to the magnetic vector of the combined magnetic field is indicated by Δθ by the action of the external magnetic field. Δθ c represents an angle change in the third element 213, Δθ d represents an angle change in the fourth element 214, and Δθ e represents an angle change in the fifth element 215.

上記したように、3つの素子の差動信号S2は、2E−(C+D)である。このため、角度変化について2×Δθe=Δθc+Δθdの関係が成立すると、外部磁界の影響を効果的にキャンセルすることができる。   As described above, the differential signal S2 of the three elements is 2E- (C + D). For this reason, when the relationship of 2 × Δθe = Δθc + Δθd is established for the angle change, the influence of the external magnetic field can be effectively canceled.

しかしながら、本実施形態では、バイアス磁石22の中心である磁石中心22dに対して、第5素子215のほうが第3素子213及び第4素子214よりも近い位置に配置されている。磁石中心22d、すなわち磁石中心は、境界22bと磁極中心線22cとの交点である。また、一体化によりバイアス磁石22が小さいため、XY平面において磁力分布を有している。このため、バイアス磁界の磁気ベクトルは、第5素子215のほうが第3素子213及び第4素子214よりも大きい。第5素子215に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルが大きいため、合成磁界の磁気ベクトルの角度変化でΔθeも小さくなる。したがって、3素子として、たとえば同じ構成の磁気抵抗効果素子210を用いると、2×Δθe<Δθc+Δθdとなる。   However, in the present embodiment, the fifth element 215 is disposed closer to the third element 213 and the fourth element 214 with respect to the magnet center 22 d which is the center of the bias magnet 22. The magnet center 22d, that is, the magnet center is an intersection point of the boundary 22b and the pole center line 22c. In addition, since the bias magnet 22 is small due to integration, it has a magnetic force distribution in the XY plane. Therefore, the magnetic vector of the bias magnetic field is larger in the fifth element 215 than in the third element 213 and the fourth element 214. Since the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the fifth element 215 is large, the angle change of the magnetic vector of the combined magnetic field also reduces Δθe. Therefore, if, for example, the magnetoresistance effect element 210 having the same configuration is used as the three elements, 2 × Δθe <Δθc + Δθd.

次に、図29及び図30に基づき、外部磁界の影響を効果的にキャンセルできる構成について説明する。   Next, a configuration capable of effectively canceling the influence of the external magnetic field will be described based on FIG. 29 and FIG.

本実施形態では、図29に示すように、2種類の磁気抵抗効果素子210を用いている。具体的には、図29(a)に示す高感度素子210Hと、図29(b)に示す低感度素子210Lを用いている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 29, two types of magnetoresistance effect elements 210 are used. Specifically, the high sensitivity element 210H shown in FIG. 29 (a) and the low sensitivity element 210L shown in FIG. 29 (b) are used.

磁気抵抗効果素子210は、たとえばNi−Fe系材料、Ni−Co系材料を用いて、ミアンダ形状(蛇行形状)をなすように形成されている。ミアンダ形状において、延設された長手部を正の感度を有する正感度部210aとすると、正感度部210aを繋ぐ折り返し部は、長手方向に略直交しており、負の感度を有する負感度部210bとなる。折り返し部は、長手部に対して延設長さが短くされている。図29は平面図であるが、正感度部210aと負感度部210bを区別するために、ハッチングを施している。   The magnetoresistive effect element 210 is formed to have a meander shape (serpentine shape) using, for example, a Ni--Fe-based material or a Ni--Co-based material. In meander shape, assuming that the extended longitudinal portion is a positive sensitivity portion 210a having positive sensitivity, a folded portion connecting the positive sensitivity portions 210a is substantially orthogonal to the longitudinal direction, and is a negative sensitivity portion having negative sensitivity. It becomes 210b. The folded portion has a short extension length relative to the longitudinal portion. FIG. 29 is a plan view, but hatching is performed to distinguish between the positive sensitivity section 210a and the negative sensitivity section 210b.

高感度素子210Hは、その大部分を正感度部210aが占めている。正感度部210aを構成する複数の長手部は、長手方向が互いに略平行となるように所定ピッチで並設されている。そして、負感度部210bが、隣り合う正感度部210aの両端間に設けられている。負感度部210bは、正感度部210aの短手方向に延設されている。高感度素子210Hの一端に対して、他端が、短手方向において反対の位置に設けられている。   Most of the high sensitivity element 210H is occupied by the positive sensitivity section 210a. The plurality of longitudinal portions constituting the positive sensitivity portion 210a are juxtaposed at a predetermined pitch so that the longitudinal directions are substantially parallel to each other. And the negative sensitivity part 210b is provided between the both ends of the adjacent positive sensitivity part 210a. The negative sensitivity portion 210b is extended in the lateral direction of the positive sensitivity portion 210a. The other end of the high sensitivity element 210H is provided at the opposite position in the short direction.

本実施形態では、負感度部210bが、たとえば図示しないAl配線によってショートされている。すなわち、隣り合う正感度部210aの端部間がAl配線によって電気的に接続されている。これにより、高感度素子210Hは、実質的に負感度部210bを有さない構成と同程度の感度特性を有する。   In the present embodiment, the negative sensitivity portion 210b is shorted by, for example, an Al wiring (not shown). That is, the end portions of adjacent positive sensitivity portions 210a are electrically connected by Al wiring. As a result, the high sensitivity element 210H has sensitivity characteristics similar to those of the configuration that does not substantially have the negative sensitivity portion 210b.

低感度素子210Lは、高感度素子210Hよりも正感度部210aの割合が小さく、すなわち負感度部210bの割合が高められている。具体的には、低感度素子210Lの一端と他端とが、短手方向において同じ側に配置されている。そして、一端に連なるミアンダ形状の部分と、他端に連なるミアンダ形状の部分とが、短手方向において両端とは反対側で一体的に連なっている。このように、両端側にミアンダ形状の部分をそれぞれ設けることで、折り返し部、すなわち負感度部210bの割合が高められている。   The low sensitivity element 210L has a smaller ratio of the positive sensitivity portion 210a than the high sensitivity element 210H, that is, the ratio of the negative sensitivity portion 210b is increased. Specifically, one end and the other end of the low sensitivity element 210L are disposed on the same side in the lateral direction. The meander-shaped portion connected to one end and the meander-shaped portion connected to the other end are integrally connected on the opposite side to the both ends in the short direction. As described above, by providing the meander-shaped portions on both end sides, the ratio of the folded portion, that is, the negative sensitivity portion 210b is increased.

低感度素子210Lでは、さらに、2つのミアンダ形状の部分を連結する部分の、短手方向の延設長さが、折り返し部よりも長くされている。これによっても、負感度部210bの割合が高められている。そして、低感度素子210Lにおいては、高感度素子210Hのように、Al配線による接続は行っていない。このようにして、低感度素子210Lは、高感度素子210Hに較べて素子の感度が低くなっている。   In the low-sensitivity element 210L, the extension length in the short direction of the portion connecting the two meander-shaped portions is further longer than that of the folded portion. Also in this case, the proportion of the negative sensitivity portion 210b is increased. Then, in the low sensitivity element 210L, like the high sensitivity element 210H, the connection by the Al wiring is not performed. Thus, the low sensitivity element 210L has a lower sensitivity than the high sensitivity element 210H.

図30は、本実施形態の回転検出装置20において、バイアス磁石22に対する磁気抵抗効果素子210の配置を示している。第3素子213、第4素子214、及び第5素子215の配置は、先行実施形態(図19に示す3素子参照)と同じである。第3素子213及び第4素子214として低感度素子210Lを用い、第5素子215として高感度素子210Hを用いている点が先行実施形態とは異なっている。   FIG. 30 shows the arrangement of the magnetoresistive effect element 210 with respect to the bias magnet 22 in the rotation detection device 20 of this embodiment. The arrangement of the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215 is the same as in the preceding embodiment (see three elements shown in FIG. 19). It differs from the preceding embodiment in that a low sensitivity element 210L is used as the third element 213 and the fourth element 214, and a high sensitivity element 210H is used as the fifth element 215.

第3素子213は、上記した4つの低感度素子210Lを備えて構成されている。4つの低感度素子210Lは、電源(Vcc)とグランド(GND)との間で直列に接続されている。具体的には、電源側(ハイサイド側)において2つの低感度素子210Lが直列接続され、グランド側(ローサイド側)において別の2つの低感度素子210Lが直列接続されている。そして、2番目と3番目の低感度素子210Lの接続点から中点電圧Cを出力する構成となっている。   The third element 213 is configured to include the four low sensitivity elements 210L described above. The four low sensitivity elements 210L are connected in series between the power supply (Vcc) and the ground (GND). Specifically, two low sensitivity elements 210L are connected in series on the power supply side (high side), and another two low sensitivity elements 210L are connected in series on the ground side (low side). The midpoint voltage C is output from the connection point of the second and third low sensitivity elements 210L.

なお、ハイサイド側の2つの低感度素子210Lは、長手方向が互いに平行となるように設けられている。ローサイド側の2つの低感度素子210Lは、長手方向が互いに平行となり、且つ、その長手方向がハイサイド側の長手方向と直交するように設けられている。ハイサイド側の1つの低感度素子210Lと、ローサイド側の1つの低感度素子210Lは、ハの字状をなすように配置されており、第3素子213は2組のハの字を有している。第4素子214は、第3素子213と同様の構成となっている。2番目と3番目の低感度素子210Lの接続点から中点電圧Dを出力する構成となっている。   The two low sensitivity elements 210L on the high side are provided such that the longitudinal directions are parallel to each other. The two low sensitivity side low sensitivity elements 210L are provided such that the longitudinal directions are parallel to each other, and the longitudinal directions are orthogonal to the longitudinal direction on the high side. One low-sensitivity element 210L on the high side and one low-sensitivity element 210L on the low side are arranged to form a V shape, and the third element 213 has two pairs of V shapes. ing. The fourth element 214 has the same configuration as the third element 213. The midpoint voltage D is output from the connection point of the second and third low sensitivity elements 210L.

第5素子215は、上記した4つの高感度素子210Hを備えて構成されている。4つの高感度素子210Hは、電源(Vcc)とグランド(GND)との間で直列に接続されている。具体的には、電源側(ハイサイド側)において2つの高感度素子210Hが直列接続され、グランド側(ローサイド側)において別の2つの高感度素子210Hが直列接続されている。そして、2番目と3番目の高感度素子210Hの接続点から中点電圧Eを出力する構成となっている。   The fifth element 215 is configured to include the four high sensitivity elements 210H described above. The four high sensitivity elements 210H are connected in series between the power supply (Vcc) and the ground (GND). Specifically, two high sensitivity elements 210H are connected in series on the power supply side (high side), and another two high sensitivity elements 210H are connected in series on the ground side (low side). The midpoint voltage E is output from the connection point of the second and third high sensitivity elements 210H.

なお、ハイサイド側の2つの高感度素子210Hは、長手方向が互いに平行となるように設けられている。ローサイド側の2つの高感度素子210Hは、長手方向が互いに平行となり、且つ、その長手方向がハイサイド側の長手方向と直交するように設けられている。ハイサイド側の1つの高感度素子210Hと、ローサイド側の1つの高感度素子210Hは、ハの字状をなすように配置されており、第5素子215は2組のハの字を有している。   The two high sensitivity elements 210H on the high side are provided such that the longitudinal directions are parallel to each other. The two high sensitivity elements 210H on the low side are provided such that the longitudinal directions are parallel to each other, and the longitudinal directions are orthogonal to the longitudinal direction on the high side. One high sensitivity side element 210H on the high side and one high sensitivity element 210H on the low side are arranged in a V shape, and the fifth element 215 has two pairs of V shapes. ing.

上記したように、本実施形態では、磁石中心22dに近い第5素子215が高感度素子210Hとされ、磁石中心22dに遠い第3素子213及び第4素子214が低感度素子210Lとされている。このように、3つの素子において、意図的に感度に差をもたせたため、2×ΔθeをΔθc+Δθdとほぼ等しくすることができる。したがって、外部磁界が作用しても、それによる差動信号S2の変動を抑制することができる。すなわち、外部磁界の耐性を向上することができる。   As described above, in the present embodiment, the fifth element 215 close to the magnet center 22d is the high sensitivity element 210H, and the third element 213 and the fourth element 214 far from the magnet center 22d are the low sensitivity element 210L. . As described above, since the sensitivity is intentionally made different in the three elements, 2 × Δθe can be approximately equal to Δθc + Δθd. Therefore, even if an external magnetic field acts, the fluctuation of differential signal S2 by it can be suppressed. That is, the resistance of the external magnetic field can be improved.

なお、本実施形態では、第5素子215が第3素子213及び第4素子214よりも磁石中心22dに近い例を示した。第3素子213及び第4素子214が第5素子215よりも磁石中心22dに近い場合には、2×Δθe>Δθc+Δθdとなる。よって、第3素子213及び第4素子214として高感度素子210Hを用い、第5素子215として低感度素子210Lを用いればよい。   In the present embodiment, the fifth element 215 is closer to the magnet center 22 d than the third element 213 and the fourth element 214. When the third element 213 and the fourth element 214 are closer to the magnet center 22 d than the fifth element 215, 2 × Δθe> Δθc + Δθd. Therefore, the high sensitivity element 210H may be used as the third element 213 and the fourth element 214, and the low sensitivity element 210L may be used as the fifth element 215.

高感度素子210H、低感度素子210Lの構成は、上記例に限定されない。高感度素子210Hは、低感度素子210Lに対して相対的に感度が高く、低感度素子210Lは高感度素子210Hに対して相対的に感度が低ければよい。   The configurations of the high sensitivity element 210H and the low sensitivity element 210L are not limited to the above examples. The high sensitivity element 210H may be relatively high in sensitivity to the low sensitivity element 210L, and the low sensitivity element 210L may be relatively low in sensitivity to the high sensitivity element 210H.

本実施形態では、回転検出装置20が、磁気抵抗効果素子210として3素子のみを有する例を示したが、これに限定されない。先行実施形態同様、3素子に加えて、第1素子211及び第2素子212を備えてもよい。上記したように、第1素子211の中点電圧Aと第2素子211の中点電圧Bより、差動信号S1として(A−B)を生成する。したがって、線対称配置される第1素子211及び第2素子212としては、高感度素子210Hを用いるとよい。   In the present embodiment, the rotation detection device 20 has an example in which only three elements are provided as the magnetoresistance effect element 210, but the present invention is not limited to this. As in the previous embodiment, in addition to the three elements, a first element 211 and a second element 212 may be provided. As described above, from the midpoint voltage A of the first element 211 and the midpoint voltage B of the second element 211, (A−B) is generated as the differential signal S1. Therefore, as the first element 211 and the second element 212 arranged in line symmetry, it is preferable to use the high sensitivity element 210H.

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。   The disclosure of this specification is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure includes the illustrated embodiments and variations based on them by those skilled in the art. For example, the disclosure is not limited to the combination of elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments. The technical scopes disclosed are set forth by the description of the claims, and should be understood to include all the modifications within the meaning and scope equivalent to the descriptions of the claims. .

回転検出装置20が、封止樹脂体25により封止されてモールドパッケージ化される例を示したが、これに限定されない。たとえばセラミック基板やプリント基板などの基板の一面上にセンサチップ21や回路チップ23が固定され、基板の裏面にバイアス磁石22が固定された構成を採用することもできる。   Although the rotation detection apparatus 20 showed the example sealed by the sealing resin body 25 and carrying out mold packaging, it is not limited to this. For example, the sensor chip 21 or the circuit chip 23 may be fixed on one surface of a substrate such as a ceramic substrate or a printed substrate, and the bias magnet 22 may be fixed on the back surface of the substrate.

差動部としての差動増幅器230〜233が、回路チップ23に形成される例を示したが、これに限定されない。差動増幅器230〜233をセンサチップ21に集積化してもよい。   Although the differential amplifier 230-233 as a differential part showed the example formed in the circuit chip 23, it is not limited to this. The differential amplifiers 230-233 may be integrated into the sensor chip 21.

回転検出装置20が、回路チップ23に閾値生成部234、コンパレータ235,236、及び判定部237を有する例を示したが、これに限定されない。差動増幅器230〜233とともに、閾値生成部234、コンパレータ235,236、及び判定部237をセンサチップ21に集積化してもよい。また、回転検出装置20が、閾値生成部234、コンパレータ235,236、及び判定部237を有さない構成、具体的には他の電子機器が閾値生成部234、コンパレータ235,236、及び判定部237を有する構成としてもよい。   Although the rotation detection apparatus 20 showed the example which has the threshold value production | generation part 234, the comparators 235 and 236, and the determination part 237 in the circuit chip 23, it is not limited to this. The threshold value generation unit 234, the comparators 235 and 236, and the determination unit 237 may be integrated on the sensor chip 21 together with the differential amplifiers 230 to 233. In addition, the configuration in which the rotation detection device 20 does not have the threshold generation unit 234, the comparators 235 and 236, and the determination unit 237, specifically, another electronic device is the threshold generation unit 234, the comparators 235 and 236, and the determination unit 237 may be included.

(E−C)−(D−E)=2E−(C+D)を差動信号S2とする例を示したが、これに限定されない。差動信号S2は、3つの素子である第3素子213、第4素子214、及び第5素子215の出力から生成される差動信号であればよい。(E−C)で外部磁界の影響をキャンセルし、(D−E)でも外部磁界の影響をキャンセルすることができる。   Although the example which makes (E-C)-(D-E) = 2E- (C + D) differential signal S2 was shown, it is not limited to this. The differential signal S2 may be a differential signal generated from the outputs of the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215 which are three elements. The influence of the external magnetic field can be canceled by (EC), and the influence of the external magnetic field can be canceled by (DE).

回転検出装置20が、磁気抵抗効果素子210として、第1素子211及び第2素子212と、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215を有する例を示したが、これに限定されない。たとえば第1素子211及び第2素子212のみを有する構成としてもよい。また、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215のみを有する構成としてもよい。いずれの場合も、着磁ロータ10の回転位置を示す情報を出力することができる。   Although the rotation detection apparatus 20 has shown the example which has the 1st element 211, the 2nd element 212, the 3rd element 213, the 4th element 214, and the 5th element 215 as the magnetoresistive effect element 210, it is limited to this I will not. For example, only the first element 211 and the second element 212 may be provided. Further, only the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215 may be provided. In any case, information indicating the rotational position of the magnetizing rotor 10 can be output.

第3素子213、第4素子214、及び第5素子215のみを有する構成の場合、第3素子213及び第4素子214の出力から差動信号S1を生成し、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215の出力から差動信号S2を生成することもできる。すなわち、3つの素子を用いて、着磁ロータ10の回転位置を示す情報及び着磁ロータ10の回転方向を示す情報を出力することもできる。しかしながら、第3素子213と第4素子214を、差動信号S1を生成するための2つ素子、及び、差動信号S2を生成するための両端の素子として兼用するため、たとえば差動信号S1,S2をともに最大化することができない。本実施形態に示した構成によれば、第1素子211及び第2素子212と、第3素子213及び第4素子214を個別に配置できるため、兼用の場合よりも、差動信号S1,S2の振幅を大きくすることが可能である。   In a configuration having only the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215, the differential signal S1 is generated from the outputs of the third element 213 and the fourth element 214, and the third element 213, the fourth element The differential signal S2 can also be generated from the outputs of the 214 and the fifth element 215. That is, three elements can be used to output information indicating the rotational position of the magnetizing rotor 10 and information indicating the rotational direction of the magnetizing rotor 10. However, since the third element 213 and the fourth element 214 are used both as two elements for generating the differential signal S1 and as elements at both ends for generating the differential signal S2, for example, the differential signal S1 is used. , S2 can not both be maximized. According to the configuration shown in the present embodiment, since the first element 211 and the second element 212 and the third element 213 and the fourth element 214 can be arranged individually, the differential signals S1 and S2 are more than in the case of dual use. It is possible to increase the amplitude of

また、第1素子211及び第2素子212に加えて、他の磁気抵抗効果素子210を有してもよいし、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215に加えて、他の磁気抵抗効果素子210を有してもよい。第1素子211、第2素子212、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215に加えて、他の磁気抵抗効果素子210を有してもよい。   In addition to the first element 211 and the second element 212, another magnetoresistive element 210 may be provided, and in addition to the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215, another element may be provided. The magnetoresistance effect element 210 may be provided. In addition to the first element 211, the second element 212, the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215, another magnetoresistive element 210 may be included.

本実施形態では、コンパレータ235,236に対して閾値生成部234から閾値Vthを供給する例を示したが、これに限定されない。たとえばコンパレータ235,236ごとに閾値を設定してもよい。   Although the example in which the threshold value generation unit 234 supplies the threshold value Vth to the comparators 235 and 236 is described in the present embodiment, the present invention is not limited thereto. For example, a threshold may be set for each of the comparators 235 and 236.

差動信号S1が生成される2つの素子である第1素子211及び第2素子212の配置は、上記例に限定されない。また、差動信号S2が生成される3つの素子である第3素子213、第4素子214、及び第5素子215の配置が、上記例に限定されない。図19に示したように磁極中心線22c付近及び境界22b付近は、バイアス磁界の磁気ベクトルの向きがほぼY2方向に沿うものとなる。また、境界22bよりも着磁ロータ10から離れた位置においては、磁気ベクトルが磁極中心線22c側に向かう。したがって、第1素子211、第2素子212、第3素子213、及び第4素子214については、境界22bよりも着磁ロータ10から離れた位置であって、磁極中心線22c付近及び境界22b付近を除く位置に配置するとよい。   The arrangement of the first element 211 and the second element 212, which are two elements from which the differential signal S1 is generated, is not limited to the above example. Further, the arrangement of the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215, which are three elements from which the differential signal S2 is generated, is not limited to the above example. As shown in FIG. 19, in the vicinity of the magnetic pole center line 22c and the boundary 22b, the direction of the magnetic vector of the bias magnetic field is substantially along the Y2 direction. Further, at a position farther from the magnetized rotor 10 than the boundary 22b, the magnetic vector is directed toward the magnetic pole center line 22c. Therefore, the first element 211, the second element 212, the third element 213, and the fourth element 214 are positions farther from the magnetized rotor 10 than the boundary 22b and near the magnetic pole center line 22c and the boundary 22b. It is good to arrange in the position except.

たとえば図31に示す変形例のように、第1素子211、第2素子212、第3素子213、第4素子214、及び第5素子215の少なくとも1つを、バイアス磁石22と重ならない位置に配置してもよい。たとえばセンサチップ21をバイアス磁石22よりも大きくすることで、このような配置が可能である。図31では、第3素子213及び第4素子214が、バイアス磁石22と重ならない位置に配置されている。第3素子213は、角部22r1よりも外側に配置されており、作用する磁気ベクトルの傾きが角部22r1付近よりも大きくなっている。同じく、第4素子214は、角部22r2よりも外側に配置されており、作用する磁気ベクトルの傾きが角部22r2付近よりも大きくなっている。これによれば、中心間距離γを大きくできなくても、信号C,Dの位相差を360°により近づけることが可能である。   For example, as in the modification shown in FIG. 31, at least one of the first element 211, the second element 212, the third element 213, the fourth element 214, and the fifth element 215 is not overlapped with the bias magnet 22. It may be arranged. Such an arrangement is possible, for example, by making the sensor chip 21 larger than the bias magnet 22. In FIG. 31, the third element 213 and the fourth element 214 are disposed at positions not overlapping the bias magnet 22. The third element 213 is disposed outside the corner 22r1, and the inclination of the acting magnetic vector is larger than that near the corner 22r1. Similarly, the fourth element 214 is disposed outside the corner 22r2, and the inclination of the acting magnetic vector is larger than the vicinity of the corner 22r2. According to this, even if the center distance γ can not be increased, it is possible to make the phase difference between the signals C and D closer to 360 °.

バイアス磁石22として、N極22nを着磁ロータ10側にし、N極22n及びS極22sがY1−Y2方向に並んで配置される例を示したが、これに限定されない。たとえばN極22n及びS極22sがX1−X2方向に並んで配置されたバイアス磁石22を採用することもできる。また、N極22n及びS極22sの並び方向、換言すれば磁極中心線22cが、Y1−Y2方向及びX1−X2方向に対して傾くように配置されたバイアス磁石22を採用することもできる。   Although an example in which the N pole 22 n is on the magnetizing rotor 10 side and the N pole 22 n and the S pole 22 s are arranged side by side in the Y1-Y2 direction as the bias magnet 22 is shown, the invention is not limited thereto. For example, the bias magnet 22 in which the N pole 22 n and the S pole 22 s are arranged side by side in the X1-X2 direction can also be adopted. In addition, it is also possible to adopt a bias magnet 22 disposed so that the alignment direction of the N pole 22 n and the S pole 22 s, in other words, the pole center line 22 c is inclined with respect to the Y1-Y2 direction and the X1-X2 direction.

また、複数のバイアス磁石22を用いることで、各素子211〜215に作用するバイアス磁界の磁気ベクトルの向きを最適化してもよい。たとえば第3素子213と第4素子214に対して、N極22n及びS極22sの並び方向が互いに異なるバイアス磁石22を個別に用いてもよい。   In addition, by using a plurality of bias magnets 22, the direction of the magnetic vector of the bias magnetic field acting on each of the elements 211 to 215 may be optimized. For example, with respect to the third element 213 and the fourth element 214, bias magnets 22 having different arrangement directions of the N pole 22n and the S pole 22s may be used individually.

反時計回りを正方向として磁気ベクトルの角度を定めたが、これに限定されない。時計周り方向を正方向としてもよい。たとえば2つの素子の場合、X1側に第1素子211が配置され、X2側に第2素子212が配置されることとなる。   Although the angle of the magnetic vector has been defined with the counterclockwise direction as the positive direction, it is not limited thereto. The clockwise direction may be a positive direction. For example, in the case of two elements, the first element 211 is disposed on the X1 side, and the second element 212 is disposed on the X2 side.

着磁ロータ10において、回転軸に直交する外周端面(側面)が着磁面10mとされ、この着磁面10mに回転検出装置20が対向配置される例を示したが、これに限定されない。図32に示す変形例のように、外周端面ではなく、円環面の一方を着磁面10mとし、この着磁面10mに回転検出装置20を対向配置してもよい。   In the magnetizing rotor 10, the outer peripheral end face (side surface) orthogonal to the rotation axis is the magnetizing surface 10m, and the rotation detector 20 is disposed to face the magnetizing surface 10m. However, the present invention is not limited thereto. As in the modification shown in FIG. 32, one of the annular surfaces may be a magnetized surface 10 m instead of the outer peripheral end surface, and the rotation detecting device 20 may be disposed opposite to the magnetized surface 10 m.

10…着磁ロータ、10m…着磁面、10n…N極、10s…S極、20…回転検出装置、21…センサチップ、21d…検出面、210…磁気抵抗効果素子、210a…正感度部、210b…負感度部、210H…高感度素子、210L…低感度素子、211…第1素子、212…第2素子、213…第3素子、214…第4素子、215…第5素子、22…バイアス磁石、22b…境界、22c…磁極中心線、22d…磁石中心、22n…N極、22r1,22r2…角部、22s…S極、23…回路チップ、230〜233…差動増幅器、234…閾値生成部、235,236…コンパレータ、237…判定部、24…リードフレーム、24a…アイランド、24b〜24d…端子、25…封止樹脂体、26…ボンディングワイヤ、27…出力端子、28…電源端子、29…グランド端子、L1…基準線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Magnetization rotor 10m Magnetization surface 10n N pole 10s S pole 20 Rotation detection device 21 Sensor chip 21d Detection surface 210 Magnetoresistance effect element 210a Positive sensitivity portion 210b: negative sensitivity portion 210H: high sensitivity element 210L: low sensitivity element 211: first element 212: second element 213: third element 214: fourth element 215: fifth element 22 ... Bias magnet, 22b ... boundary, 22c ... pole center line, 22d ... magnet center, 22n ... N pole, 22r 1, 22r 2 ... corner, 22s ... S pole, 23 ... circuit chip, 230 to 233 ... differential amplifier, 234 ... threshold generation unit, 235, 236 ... comparator, 237 ... determination unit, 24 ... lead frame, 24a ... island, 24b to 24d ... terminal, 25 ... sealing resin body, 26 ... bonding wire, 2 ... output terminal, 28 ... power supply terminal, 29 ... ground terminal, L1 ... reference line

Claims (9)

着磁ピッチλ、着磁周期αで、N極とS極が回転方向に交互に着磁された着磁面(10m)を有する着磁ロータ(10)の回転状態を検出する回転検出装置であって、
前記着磁面に直交する検出面(21d)と、前記検出面に形成され、前記着磁ロータの回転にともなって抵抗値が変化する複数の磁気抵抗効果素子(210)と、を有し、前記磁気抵抗効果素子として、第1素子(211)、及び、前記第1素子との中心間距離βが前記着磁ピッチλ未満となるように配置された第2素子(212)を含むセンサチップ(21)と、
前記複数の磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加する少なくとも1つのバイアス磁石(22)と、
前記第1素子及び前記第2素子の出力から差動信号を生成する差動部(230)と、
を備え、
前記センサチップと前記着磁面との対向方向に平行とされ、且つ、前記検出面に沿う基準線(L1)と、前記第1素子に作用する前記バイアス磁界の磁気ベクトルとのなす角をθ1、前記基準線と前記第2素子に作用する前記バイアス磁界の磁気ベクトルとのなす角をθ2とすると、
前記バイアス磁界とは異なる磁界が印加されない環境下において、
前記第1素子に作用する磁気ベクトルが前記基準線に対して前記第2素子側に傾いてθ1>0とされ、前記第2素子に作用する磁気ベクトルが前記基準線に対して前記第1素子側に傾いてθ2<0とされるとともに、
2×{180°−(β/α)×360°}>(θ1−θ2)>0
を満たすように、前記バイアス磁石に対して前記第1素子及び前記第2素子が配置されている回転検出装置。
A rotation detection device for detecting the rotational state of a magnetized rotor (10) having a magnetized surface (10 m) in which magnetization poles λ and magnetization cycles α and N and S poles are alternately magnetized in the rotational direction There,
A detection surface (21d) orthogonal to the magnetizing surface, and a plurality of magnetoresistance effect elements (210) formed on the detection surface, the resistance value of which changes with the rotation of the magnetizing rotor; A sensor chip including, as the magnetoresistive effect element, a first element (211), and a second element (212) arranged such that a center distance β with the first element is less than the magnetization pitch λ (21),
At least one bias magnet (22) for applying a bias magnetic field to the plurality of magnetoresistive elements;
A differential unit (230) that generates a differential signal from the outputs of the first element and the second element;
Equipped with
The angle between the reference line (L1) parallel to the opposing direction of the sensor chip and the magnetized surface and along the detection surface and the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the first element is θ1 When an angle between the reference line and the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the second element is θ2,
In an environment where a magnetic field different from the bias magnetic field is not applied,
A magnetic vector acting on the first element is inclined toward the second element with respect to the reference line to be θ1> 0, and a magnetic vector acting on the second element is the first element relative to the reference line It is inclined to the side and θ2 <0, and
2 × {180 ° − (β / α) × 360 °}>(θ1−θ2)> 0
A rotation detection device in which the first element and the second element are disposed with respect to the bias magnet so as to satisfy the following.
前記第1素子及び前記第2素子が、
(β/α)×360°+(θ1−θ2)=180°
を満たすように、前記バイアス磁石に対して配置されている請求項1に記載の回転検出装置。
The first element and the second element are
(Β / α) × 360 ° + (θ1−θ2) = 180 °
The rotation detection device according to claim 1, wherein the rotation detection device is disposed with respect to the bias magnet so as to satisfy
着磁ピッチλ、着磁周期αで、N極とS極が回転方向に交互に着磁された着磁面(10m)を有する着磁ロータ(10)の回転状態を検出する回転検出装置であって、
前記着磁面に直交する検出面(21d)と、前記検出面に形成され、前記着磁ロータの回転にともなって抵抗値が変化する複数の磁気抵抗効果素子(210)と、を有し、前記磁気抵抗効果素子として、第3素子(213)、前記第3素子との中心間距離γが前記着磁ピッチλ未満となるように配置された第4素子(214)、及び前記第3素子と前記第4素子の間に配置された第5素子(215)を含むセンサチップ(21)と、
前記複数の磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加する少なくとも1つのバイアス磁石(22)と、
前記第3素子、前記第4素子、及び前記第5素子の出力から差動信号を生成する差動部(231,232,233)と、
を備え、
前記センサチップと前記着磁面との対向方向に平行とされ、且つ、前記検出面に沿う基準線(L1)と、前記第3素子に作用する前記バイアス磁界の磁気ベクトルとのなす角をθ3、前記基準線と前記第4素子に作用する前記バイアス磁界の磁気ベクトルとのなす角をθ4とすると、
前記バイアス磁界とは異なる磁界が印加されない環境下において、
前記第3素子に作用する磁気ベクトルが前記基準線に対して前記第4素子側に傾いてθ3>0とされ、前記第4素子に作用する磁気ベクトルが前記基準線に対して前記第3素子側に傾いてθ4<0とされるとともに、
2×{360°−(γ/α)×360°}>(θ3−θ4)>0
を満たすように、前記バイアス磁石に対して前記第3素子及び前記第4素子が配置されている回転検出装置。
A rotation detection device for detecting the rotational state of a magnetized rotor (10) having a magnetized surface (10 m) in which magnetization poles λ and magnetization cycles α and N and S poles are alternately magnetized in the rotational direction There,
A detection surface (21d) orthogonal to the magnetizing surface, and a plurality of magnetoresistance effect elements (210) formed on the detection surface, the resistance value of which changes with the rotation of the magnetizing rotor; As the magnetoresistive effect element, a third element (213), a fourth element (214) arranged so that a center-to-center distance γ to the third element is smaller than the magnetization pitch λ, and the third element A sensor chip (21) including a fifth element (215) disposed between the first element and the fourth element;
At least one bias magnet (22) for applying a bias magnetic field to the plurality of magnetoresistive elements;
A differential unit (231, 232, 233) that generates a differential signal from the output of the third element, the fourth element, and the fifth element;
Equipped with
The angle between the reference line (L1) parallel to the opposing direction of the sensor chip and the magnetized surface and along the detection surface and the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the third element is θ3 When an angle between the reference line and the magnetic vector of the bias magnetic field acting on the fourth element is θ4,
In an environment where a magnetic field different from the bias magnetic field is not applied,
A magnetic vector acting on the third element is inclined toward the fourth element with respect to the reference line to be θ3> 0, and a magnetic vector acting on the fourth element is the third element relative to the reference line It is inclined to the side and it is made θ4 <0,
2 × {360 ° − (γ / α) × 360 °}>(θ3−θ4)> 0
The rotation detecting device according to claim 3, wherein the third element and the fourth element are disposed with respect to the bias magnet so as to satisfy the following.
前記第3素子及び前記第4素子が、
(γ/α)×360°+(θ3−θ4)=360°
を満たすように、前記バイアス磁石に対して配置されている請求項3に記載の回転検出装置。
The third element and the fourth element are
(Γ / α) × 360 ° + (θ3-θ4) = 360 °
The rotation detection device according to claim 3, wherein the rotation detection device is disposed with respect to the bias magnet so as to satisfy
前記第5素子は、前記第3素子と前記第4素子との中間位置であって、前記バイアス磁石の磁極中心線上に配置されている請求項3又は請求項4に記載の回転検出装置。   5. The rotation detection device according to claim 3, wherein the fifth element is disposed at an intermediate position between the third element and the fourth element and on the center line of the magnetic pole of the bias magnet. 前記第5素子が、前記第3素子及び前記第4素子よりも前記バイアス磁石の中心(22d)に近い位置に配置され、
前記第3素子及び前記第4素子の感度が、前記第5素子の感度よりも低くされている請求項3〜5いずれか1項に記載の回転検出装置。
The fifth element is disposed at a position closer to the center (22d) of the bias magnet than the third element and the fourth element,
The rotation detection device according to any one of claims 3 to 5, wherein the sensitivities of the third element and the fourth element are lower than the sensitivity of the fifth element.
前記第3素子及び前記第4素子が、前記第5素子よりも前記バイアス磁石の中心(22d)に近い位置に配置され、
前記第5素子の感度が、前記第3素子及び前記第4素子の感度よりも低くされている請求項3〜5いずれか1項に記載の回転検出装置。
The third element and the fourth element are disposed closer to the center (22d) of the bias magnet than the fifth element,
The rotation detection device according to any one of claims 3 to 5, wherein the sensitivity of the fifth element is lower than the sensitivity of the third element and the fourth element.
前記バイアス磁石を1つ備え、
前記バイアス磁石のN極及びS極が、前記対向方向に並んでいる請求項1〜7いずれか1項に記載の回転検出装置。
Equipped with one bias magnet,
The rotation detection device according to any one of claims 1 to 7, wherein an N pole and an S pole of the bias magnet are aligned in the opposite direction.
前記センサチップ、前記バイアス磁石、及び前記差動部を一体的に封止する封止樹脂体(25)をさらに備える請求項1〜8いずれか1項に記載の回転検出装置。   The rotation detection device according to any one of claims 1 to 8, further comprising a sealing resin body (25) that integrally seals the sensor chip, the bias magnet, and the differential portion.
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