JP3440855B2 - 回転検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗素子（以
下、ＭＲＥという）を用いて回転情報の検出を行う回転
検出装置に関し、特に、車両におけるエンジン制御や車
両ブレーキにおけるＡＢＳ制御に使用する回転検出装置
に適用すると好適である。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの点火時期は、クランクの角度
情報とカムの角度情報を基に決定される。例えば、４サ
イクルエンジンではクランク２回転に対してカム１回転
の割合で回転しているため、カムの一回転の中に気筒判
別の情報を盛り込み、クランクの回転中に点火時期情報
を盛り込んでいる。

【０００３】そして、従来より回転検出装置は、バイア
ス磁石を用いてカムギアに向けてバイアス磁界を発生さ
せ、カムギアの「山」（ギア歯の凸部）と「谷」（ギア
歯の凹部）による「山」→「谷」、「谷」→「山」の変
化に基づいて変位する磁界の方向をＭＲＥで検出するこ
とにより、上記カムの回転状態を検出している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の回転検出装
置が起動された直後のギア回転前である静止状態、つま
りエンジン始動時において、検出位置にギア歯が「谷」
位置にあった場合と「山」位置にあった場合のそれぞれ
の模式図を図９（ａ）、（ｂ）に示し、これらの図中に
ギア１０１に対してバイアス磁石１０２が発生させる磁
界を矢印で示す。

【０００５】図９（ａ）、（ｂ）に示されるように、ギ
ア歯１０１ａが「谷」位置にあった場合と「山」位置に
あった場合には、ＭＲＥ１０３を通過する磁力線の向き
（磁界の方向）が同じになる。上記位置それぞれにおけ
るＭＲＥ１０３の出力波形を図１０（ａ）、（ｂ）に示
すと、これらの図に示されるように、電源投入時から最
初のギア歯１０１ａの変化点（「山」→「谷」の変化点
及び「谷」→「山」の変化点）１０１ｂまでの間（図中
の期間Ｔ）、上記位置の双方におけるＭＲＥ１０３の出
力波形が同じになる。

【０００６】このため、このような期間Ｔにおいては、
ギア歯１０１ａが「山」位置にあるか、「谷」位置にあ
るかを検出することができず、正確なギア歯１０１ａの
位置を検出することができないという問題がある。この
ような場合、ギア歯１０１ａの位置によって何れの気筒
に点火すべきかという点火タイミングが判定できなくな
ってしまい、点火すべき最初の１気筒の判別が不能とな
って、初回は未点火になる。

【０００７】本発明は上記点に鑑みて成され、回転検出
装置が起動された直後におけるギア回転前の静止状態か
らギア歯の位置を検出できるようにすることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、以下に示す技術的手段を採用する。請求項１乃至３
に記載の発明においては、磁気抵抗素子（４、５）は、
ギア（１）の回転軸方向の端面（１ｂ）が形成する平面
におおむね平行な面であって、第１磁気抵抗素子と第２
の磁気抵抗素子とによってできる中心軸をバイアス磁石
（２）が発生するバイアス磁界の磁気的中心からギアの
回転方向にずらした位置に配置されており、この配置に
よって第１、第２の磁気抵抗素子を通過するバイアス磁
界の方向が、ギアの凹部（１ｃ）がバイアス磁石に対向
する場合とギアの凸部（１ａ）がバイアス磁石に対向す
る場合とで異なり、それぞれの場合が磁気抵抗素子ブリ
ッジ（６）の出力に基づいて検出されるようにしたこと
を特徴としている。

【０００９】このように、バイアス磁界の磁気的中心か
らずらした位置に磁気抵抗素子を配置すれば、ギア歯
（１ａ）が「山」位置にある場合と「谷」位置にある場
合とでバイアス磁界の方向が変化する。このため、この
バイアス磁界の変化を利用して磁気抵抗素子の出力を得
ることにより、ギア歯の「山」位置と「谷」位置で異な
る出力値を得ることができる。これにより、回転検出装
置が起動された直後のギア回転前である静止状態からギ
ア歯の「山」位置と「谷」位置とを判別でき、ギア歯の
位置を正確に検出することができる。

【００１０】

【００１１】なお、いずれか一方の磁気抵抗素子がバイ
アス磁界の磁気的中心からギアの回転方向にずれていれ
ば上記した効果を得ることができる。請求項４に記載の
発明においては、第１、第２の磁気抵抗素子（４、５）
を備えた第１の磁気抵抗素子ブリッジ（６）と、第３、
第４の磁気抵抗素子（１７、１８）を備えた第２の磁気
抵抗素子ブリッジ（１６）とを有し、第１の磁気抵抗素
子ブリッジは、第１の磁気抵抗素子と第２の磁気抵抗素
子とによってできる中心軸をバイアス磁界の磁気的中心
からギア（１）の回転方向にずらした位置に配置され、
第２の磁気抵抗素子ブリッジは、第３の磁気抵抗素子と
第４の磁気抵抗素子とによってできる中心軸をバイアス
磁界の磁気的中心から第１の磁気抵抗素子ブリッジとは
反対方向にずらした位置に配置されており、これらの配
置によって第１、第２の磁気抵抗素子を通過するバイア
ス磁界の方向および第３、第４の磁気抵抗素子を通過す
るバイアス磁界の方向のそれぞれが、ギアの凹部（１
ｃ）がバイアス磁石に対向する場合とギアの凸部（１
ａ）がバイアス磁石に対向する場合とで異なり、それぞ
れの場合が第１、第２の磁気抵抗素子ブリッジの出力に
基づいて検出されるようにしたことを特徴としている。

【００１２】このように、第１、第２の磁気抵抗素子に
加えて、第３、第４の磁気抵抗素子からの出力を用いて
ギアの回転を検出することにより、より正確な検出を行
うことができる。この場合、例えば、請求項５に示すよ
うに、第１、第２の磁気抵抗素子からなる第１の磁気抵
抗素子ブリッジ（６）の出力信号と、第３、第４の磁気
抵抗素子からなる第２の磁気抵抗素子（１６）の出力信
号を比較して、２値化する手段（２０）を備えるように
すれば、第１、第２の磁気抵抗ブリッジは発生するそれ
ぞれの出力信号の差に基づいて、ギアの回転を検出する
ことができる。

【００１３】なお、具体的には、バイアス磁石の形状を
中空形状とし、この中空形状の内部で第１〜第４の磁気
抵抗素子をバイアス磁界の磁気的中心からずらして配置
させることで、バイアス磁石と第１〜第４の磁気抵抗素
子との位置関係を調整することができる。請求項７に記
載の発明においては、第１の磁気抵抗素子ブリッジ
（６）を構成する第１、第２の磁気抵抗素子（４、５）
は、回転部材が回転する方向と回転部材の回転軸に対し
て垂直な方向とで作られる平面内に配置されるものであ
って、着磁面におけるバイアス磁界の磁気的中心位置か
ら回転部材の回転方向にオフセットした位置に配置され
ており、このオフセット配置によって回転部材（１）の
凹部（１ｃ）が着磁面に対向する位置に来たときの第１
の磁気抵抗素子ブリッジからの凹部出力信号と、回転部
材の凸部（１ａ）が着磁面に対向する位置に来たときの
第１の磁気抵抗素子ブリッジからの凸部出力信号とが異
なる信号として出力され、凹部が着磁面に対向する位置
にあるか凸部が着磁面に対向する位置にあるかが第１の
磁気抵抗素子ブリッジの出力に基づいて検出されるよう
にしたことを特徴としている。

【００１４】このように、バイアス磁界の磁気的中心位
置から回転部材の回転方向にオフセットした位置に第１
の磁気抵抗素子ブリッジを構成する第１、第２の磁気抵
抗素子を配置することによって、凹部出力信号と凸部出
力信号とが異なった信号として出力されるようにすれ
ば、請求項１と同様に正確な回転検出を行うことができ
る。請求項８に示すように、バイアス部材が、回転部材
の回転方向に細長く形成された中空部を有している場
合、磁気抵抗素子を配置した基板が中空部に挿入される
ようにしてもよい。

【００１５】請求項９に記載の発明においては、第３、
第４の磁気抵抗素子（１７、１８）が直列接続されてな
る第２の磁気抵抗素子ブリッジ（１６）を備え、第１の
磁気抵抗素子ブリッジと第２の磁気抵抗素子ブリッジと
はバイアス磁界の磁気的中心に対し、回転部材の回転方
向にそれぞれ反対方向にずらした位置に配置されている
ことを特徴としている。

【００１６】このように、複数の磁気抵抗素子ブリッジ
の出力を用いてギアの回転を検出することにより、請求
項４と同様に、より正確な検出を行うことができる。な
お、このように２つの磁気抵抗素子ブリッジを用いる場
合、請求項１０及び１１に示すように、ギアの凹部の幅
（Ｌｇ）、もしくは隣り合う凸部の間の凹部の間隔（Ｌ
ｇ）が、第１の磁気抵抗素子ブリッジと第２の磁気抵抗
素子ブリッジとの間隔（Ｌｍ）よりも広くなっているこ
とが望ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。 （第１実施形態）本発明の一実施形態における回転検出
装置をエンジンにおけるクランク角検出に適用した場合
について説明する。

【００１８】図１（ａ）に回転検出装置の主要部におけ
る斜視模式図を示し、以下、図１（ａ）に基づき回転検
出装置について説明する。回転検出装置は、歯車形状の
ギア１、バイアス磁石２及びＩＣチップ３を備えてい
る。ギア１は、その外周面がバイアス磁石２に対向する
ように配置されており、ギア１の外周面に向けてバイア
ス磁石２がバイアス磁界を発生するようになっている。

【００１９】バイアス磁石２は中空形状で構成されてお
り、バイアス磁石２の中心軸がバイアス磁界の磁気的中
心をなしている。そして、中空形状をなすバイアス磁石
２の端面の一方がＮ極、他方がＳ極になるように着磁さ
れており、バイアス磁石２のうちギア１に近い面がＮ
極、遠い面がＳ極となるように、かつ中空形状の中心軸
（図中の２点鎖線）上に概ねギア１の回転軸（図中の１
点鎖線）が位置するように配置されている。

【００２０】ＩＣチップ３の表面上には、２つのＭＲＥ
４、５がそれぞれ異なった方向性を有して形成されてい
る。２つのＭＲＥ４、５はそれぞれ、長手方向がバイア
ス磁界の磁気的中心（バイアス磁石２の中心軸）に対し
て、ギア１の端面１ｂに平行な方向に４５度と−４５度
の角度を成すように、すなわち互いに直交するハの字状
になるように配置されている。これにより、バイアス磁
界の変化（振れ角）が大きい場合であっても、ＭＲＥ
４、５の出力に波形割れが発生しないようにしている。

【００２１】ＩＣチップ３は、バイアス磁石２が発生す
るバイアス磁界の方向の検出を行うべく、バイアス磁石
２とギア１の外周面との間に配置されている。このと
き、バイアス磁界の磁気的中心から２つのＭＲＥ４、５
がギア１の回転方向にずれるように配置されている。こ
れら２つのＭＲＥ４、５におけるバイアス磁界の磁気的
中心からのズレ量は特に制限がないが、バイアス磁石２
が発生するバイアス磁界の強度やバイアス磁界の方向に
基づいて、２つＭＲＥ４、５が好適にバイアス磁界の方
向を検出できる程度にするのが好ましい。なお、ＩＣチ
ップ３は、ギア１の両端面が形成する平面の間に２つの
ＭＲＥ４、５が位置するように配置されている。

【００２２】ＭＲＥ４、５には、それぞれの長手方向に
電流が流れるように配線処理がなされている。そして、
これら２つのＭＲＥ４、５が互いに直列接続されて１組
のＭＲＥブリッジ６を成している。このＭＲＥブリッジ
６に対して、ＭＲＥ５からＭＲＥ４に向けて電流が流れ
るようになっており、直列接続された２つのＭＲＥ４、
５の中点電位をＭＲＥブリッジ６の出力として、バイア
ス磁石２が発生するバイアス磁界の変化、すなわちギア
１の回転を検出するようになっている。

【００２３】具体的には、ＭＲＥブリッジ６の出力は、
図１（ｂ）に示すようにコンパレータ７の反転入力端子
に入力されるようになっており、コンパレータ７の非反
転入力端子に入力された所定のしきい値電圧と比較され
て２値化されるようになっている。そして、このコンパ
レータの出力に基づいて、ギア歯１ａが「山」位置にあ
るか「谷」位置にあるかというギア１の回転を検出して
いる。

【００２４】なお、ＩＣチップ３は中空形状を成すバイ
アス磁石２の内部に収容（没入）されたのち、バイアス
磁石２と共にモールド樹脂（図示せず）によって封止さ
れており、モールド樹脂外に延設された端子によってＭ
ＲＥブリッジ６からの出力信号が取り出せるようになっ
ている。次に、ギア１の回転に伴い、ＭＲＥ４、５を通
過するバイアス磁界の向き、すなわち磁力線の向きがど
のように変化するかについて、図２、図３に基づいて説
明する。なお、図２、図３は共に、回転検出装置の主要
部をギア１の軸方向から見た時の模式図であり、図２は
ギア歯１ａが「山」位置にある場合、図３はギア歯１ａ
が「谷」位置である場合を示している。また、図２及び
図３中に示される矢印は、バイアス磁石２が放出する磁
力線Ｈを示している。

【００２５】図２中に示された矢印のように、ギア歯１
ａが「山」位置にある場合には、バイアス磁石２によっ
て放出される磁力線Ｈは、バイアス磁石２の中心軸（図
中の２点鎖線）に対して略平行の方向を向く。これは、
ギア歯１ａがバイアス磁石２に近づくため、磁性体であ
るギア歯１ａの方向に引き寄せられるように磁力線Ｈが
放出されるからである。

【００２６】また、図３中に示される矢印のように、ギ
ア歯１ａが「谷」位置にある場合には、バイアス磁石２
によって放出される磁力線Ｈは、ギア１の端面１ｂに平
行な平面上でバイアス磁石２の中心軸から離れる方向に
振れる。これは、ギア歯１ａがバイアス磁石２から離れ
て磁性体であるギア１が遠くなるため、Ｎ極からＳ極に
向かう場合に似た状態で磁力線Ｈが放出されるからであ
る。

【００２７】このように、バイアス磁石２から放出され
る磁力線Ｈは、ギア１の回転に伴ってギア１の端面に平
行な平面上で振れる。この磁力線の振れは、ＩＣチップ
３の表面をＸ−Ｙ平面と見立ててＭＲＥ４、５を中心と
したＸＹＺ軸を考えたときに、Ｘ−Ｙ平面上に磁力線Ｈ
が振れることを示している。このＹ−Ｘ平面上で磁力線
Ｈが振れる場合におけるＭＲＥ４、５の抵抗値変化を表
す特性図を図４に示す。また、図５にギア１の回転に伴
うＭＲＥブリッジ６の出力波形を示し、以下、図４に基
づいて図５に示すＭＲＥブリッジ６の出力の変化につい
て説明する。なお、図５中に参考として、従来の回転検
出装置におけるＭＲＥブリッジ６の出力波形を示す。

【００２８】まず、図２に示したように、ギア歯１ａが
「山」位置にある場合には、磁力線Ｈはバイアス磁石２
の中心軸に略平行に放出されているため、ＭＲＥ４に対
する磁気ベクトル角θは略１３５°となり、ＭＲＥ５に
対する磁気ベクトル角θは略４５°となる。次に、図３
に示したように、ギア歯１ａが「谷」位置にある場合に
は、磁力線Ｈはバイアス磁石２の中心軸から離れる方向
に放出されているため、ＭＲＥ４に対する磁気ベクトル
角θは１３５°よりも小さくなると共に、ＭＲＥ５に対
する磁気ベクトル角θも４５°よりも小さくなる。

【００２９】このような場合、ＭＲＥ４の抵抗値は小さ
くなり、ＭＲＥ５の抵抗値は大きくなる。このため、Ｍ
ＲＥブリッジ６の中点電位、つまりＭＲＥブリッジ６の
出力は小さくなる。従って、ギア歯１ａが「山」位置に
ある場合と「谷」位置にある場合とで、ＭＲＥブリッジ
６の出力は異なる値となる。

【００３０】図５に示すように、従来の回転検出装置に
おけるＭＲＥブリッジ６の出力波形（図中の一点鎖線）
は、「山」位置にある場合と「谷」位置にある場合とが
同様の値となっていたが、本実施形態に示す回転検出装
置ではＭＲＥブリッジ６の出力波形（図中の点線）はそ
れぞれの場合で異なる値となる。このため、ＭＲＥブリ
ッジ６の出力波形に基づいてギア歯１ａが「山」位置に
あるか、「谷」位置にあるかを判定することができ、回
転検出装置が起動された直後におけるギア回転前の静止
状態であってもギア歯１ａの位置を正確に判定すること
ができる。

【００３１】（第２実施形態）図６に本発明を適用した
第２実施形態における回転検出装置の主要部を示す。第
１実施形態では１組のＭＲＥブリッジ６にて回転検出を
行う場合を示したが、本実施形態では２組のＭＲＥブリ
ッジ６、１６にて回転検出を行う場合を示す。以下、図
６に基づき本実施形態における回転検出装置について説
明する。但し、第１実施形態と同様の部分については図
１（ａ）と同様の符号を付して説明を省略する。

【００３２】図６に示すように、本実施形態ではＭＲＥ
ブリッジ６の他に、もう１つのＭＲＥブリッジ１６が備
えられている。ＭＲＥブリッジ１６は、バイアス磁石２
の中心軸（バイアス磁界の磁気的中心）を対称軸とし
て、ＭＲＥブリッジ６と線対称の関係で配置されてい
る。すなわち、このＭＲＥブリッジ１６は、ＭＲＥ４と
線対称となるＭＲＥ１７と、ＭＲＥ５と線対称となるＭ
ＲＥ１８とによって構成されている。

【００３３】ＭＲＥ１７とＭＲＥ１８は直列接続されて
おり、ＭＲＥ１７からＭＲＥ１８に電流が流れるように
なっている。そして、ＭＲＥ１７、１８の中点電位をＭ
ＲＥブリッジ１６の出力としている。ＭＲＥブリッジ６
とＭＲＥブリッジ１６の出力はそれぞれ差動増幅回路２
０に入力される。差動増幅回路２０は、図６（ｂ）に示
すように、２つのＭＲＥブリッジ６、１６の中点電位を
コンパレータ２１で比較する回路構成となっており、こ
のコンパレータ２１の出力信号が回転検出装置の出力と
なる。

【００３４】図７に、２つのＭＲＥブリッジ６、１６の
出力波形及び２つのＭＲＥブリッジ６、１６の差を表す
波形を示す。この図に示されるように、２つのＭＲＥブ
リッジ６、１６の差が大きいため、差動増幅回路２０で
の２値化処理がより正確に行えるようにすることができ
る。このため、ギア歯１ａの「山」位置と「谷」位置と
の検出がより好適に行えるようにできる。

【００３５】なお、ＭＲＥブリッジ６の出力とＭＲＥブ
リッジ１６の出力の差が小さい場合には、差動増幅回路
２０から十分な出力が得られない場合があり得るため、
差動増幅回路２０の回路構成を図６（ｃ）のようにして
もよい。すなわち、第１実施形態で示したように、ギア
歯１ａが「山」位置にある場合には、磁力線Ｈはバイア
ス磁石２の中心軸に略平行となるが、この場合には２つ
のＭＲＥブリッジ６、１６の出力が共にほぼ同じにな
り、差動増幅回路２０の出力が十分に得られない場合が
ある。

【００３６】この場合には、図６（ｃ）に示したよう
に、一度、増幅器２２によって差動増幅し、さらにその
出力をコンパレータ２３にて特定のしきい値電圧と比較
して２値化するようにすれば、差動増幅回路２０から十
分な出力を得ることができる。但し、先に、ギア歯１ａ
が「山」位置にある場合には、磁力線Ｈはバイアス磁石
２の中心軸と略平行になると説明したが、磁力線Ｈの方
向は正確には磁石の形状やギア１との位置関係によって
決定されるため、そうならない場合もある。

【００３７】例えば、ギア１が「谷」位置にあった場合
から「山」位置に変わった場合、磁力線Ｈの向きは、バ
イアス磁石２の中心軸と平行な方向を越えてさらに中心
軸側に近づいて収束するような方向となる場合がある。
この場合には、２つのＭＲＥブリッジ６、１６のそれぞ
れを通過する磁力線Ｈの方向が異なるため、差動増幅回
路２０は十分な出力を発生する。このため、このような
場合には、図６（ｂ）に示す差動増幅回路２０によって
正確に回転検出を行うことができる。

【００３８】また、本実施形態において、２つのＭＲＥ
ブリッジ６、１６の間隔Ｌｍとギア歯１ａの間の凹部１
ｃの幅Ｌｇとの関係について図８を用いて説明する。図
８において、２つのＭＲＥブリッジ６、１６の間隔をＭ
ＲＥ４、５のパターン接続点Ｃ１及びＭＲＥ１７、１８
のパターンの接続点Ｃ２との距離をＬｍとし、ギア１の
凹部１ｃの幅をＬｇとすると、Ｌｍ＜Ｌｇという関係に
なることが望ましい。

【００３９】このような関係により、バイアス磁界は多
少はギア歯１ａによりバイアス方向が規定される場合も
あるが、ほぼオープンフラックス状態（図３に示す磁力
線Ｈの状態）となりＭＲＥブリッジ６とＭＲＥブリッジ
１６とは接続中点の出力を確実に逆位相とすることがで
き、これによって作動増幅回路からの出力を図７に示す
ように大きくとることができる。

【００４０】一方、距離Ｌｍと幅Ｌｇの関係がＬｍ＞Ｌ
ｇとなった場合、それぞれのＭＲＥブリッジに対してギ
ア凹部１ｂが対向したとしてもバイアス磁界がギア凹部
１ｂの両端のギア歯１ａに向かうため、ＭＲＥブリッジ
６とＭＲＥブリッジ１６との出力差が得られなくなる。
従って、この場合には差動出力も得られなくなる。 （他の実施形態）上記実施形態では、ＭＲＥブリッジ
６、１６をギア１の端面１ｂに平行な平面上でバイアス
磁界の磁気的中心からずらすことによって、ギア歯１ａ
の「山」位置と「谷」位置とを検出可能になるようにし
ているが、このギア１の端面１ｂに平行な平面上になく
ても中心軸から離れた位置にＭＲＥブリッジ６、１６を
配置することによって上記と同様の効果を得ることがで
きる。

【００４１】例えば、ＭＲＥブリッジ６をギア１の端面
１ｂに平行な平面上でバイアス磁界の磁気的中心からず
らしたのち、さらにギア１の端面に垂直方向に所定量ず
らした位置に配置するようにしてもよい。また、ＭＲＥ
ブリッジ６をギア１の端面１ｂに平行な平面上でバイア
ス磁界の磁気的中心からずらしたときに、ＩＣチップ３
がギア１の端面１ｂに平行な平面に対して所定角度ずれ
ていてもよい。

【００４２】但し、これらの場合においても、ＭＲＥ
４、５のそれぞれ位置がバイアス磁界の磁気的中心から
同等の距離にならないようにすることが必要である。ま
た、上記実施形態では、バイアス磁石２に中空形状のも
のを用いているが、通常の中空形状ではない磁石、例え
ば円柱状のものや直方体のものを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は回転検出装置の主要部を示す模式図で
あり、（ｂ）はＭＲＥブリッジ６の出力に基づく２値化
処理を行うための回路を示す図である。

【図２】ギア歯１ａが「山」位置にある場合の磁力線Ｈ
の方向を説明するための図である。

【図３】ギア歯１ａが「谷」位置にある場合の磁力線Ｈ
の方向を説明するための図である。

【図４】磁気ベクトル角θに対するＭＲＥの抵抗値変化
を説明するための図である。

【図５】ＭＲＥブリッジ６の出力波形を示す説明図であ
る。

【図６】第２実施形態における回転検出装置の主要部を
示す模式図である。

【図７】ＭＲＥブリッジ６、１６の出力波形及びＭＲＥ
ブリッジ６、１６の出力の差の波形を示す図である。

【図８】ＭＲＥブリッジ６、１６の配置関係と差動出力
の関係を説明するための図である。

【図９】従来における回転検出装置において、ギア歯１
０１ａの「山」位置と「谷」位置でＭＲＥ１０３を通過
する磁力線の方向を説明するための図である。

【図１０】従来における回転検出装置におけるＭＲＥ１
０３の出力波形を示す図である。

【符号の説明】

１…ギア、１ａ…ギア歯、１ｂ…端面、２…バイアス磁
石、３…ＩＣチップ、４、５…ＭＲＥ、６…ＭＲＥブリ
ッジ、７…コンパレータ、１６…ＭＲＥブリッジ、１
７、１８…ＭＲＥ、２０…差動増幅回路、２１…コンパ
レータ、２２…増幅器、２３…コンパレータ、Ｈ…磁力
線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−304432（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−34645（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−5647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−77149（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62 G01P 3/488

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹部（１ｃ）と凸部（１ａ）とを有する
   ギア（１）に向けてバイアス磁界を発生するバイアス磁
   石（２）と、 前記ギアと前記バイアス磁石との間に配置され、前記ギ
   アの回転によって発生するバイアス磁界の変化を検知す
   る第１、第２の磁気抵抗素子（４、５）とを備え、 前記第１、第２の磁気抵抗素子は直列接続されて磁気抵
   抗素子ブリッジ（６）を形成し、この磁気抵抗素子ブリ
   ッジの出力に基づいて前記ギアの回転を検出する 回転検
   出装置において、 前記第１、第２の磁気抵抗素子は、前記ギアの回転軸方
   向の端面（１ｂ）が形成する平面におおむね平行な面で
   あって、前記第１磁気抵抗素子と前記第２の磁気抵抗素
   子とによってできる中心軸を前記バイアス磁界の磁気的
   中心から前記ギアの回転方向にずらした位置に配置され
   ており、 この配置によって前記第１、第２の磁気抵抗素子を通過
   する前記バイアス磁界の方向が、前記凹部が前記バイア
   ス磁石に対向する場合と前記凸部が前記バイアス磁石に
   対向する場合とで異なり、それぞれの場合が前記磁気抵
   抗素子ブリッジの出力に基づいて検出されるようにした
   ことを特徴とする回転検出装置。
2. 【請求項２】 前記第１、第２の磁気抵抗素子は共に、
   前記バイアス磁界の磁気的中心から前記ギアの回転方向
   にずらした位置に配置されていることを特徴とする請求
   項１に記載の回転検出装置。
3. 【請求項３】 前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の
   磁気抵抗素子は、前記バイアス磁界の磁気的中心に対し
   て略４５度の角度を成すと共に、互いに直交するハの字
   状を成すように配置されていることを特徴とする請求項
   １又は２に記載の回転検出装置。
4. 【請求項４】 凹部（１ｃ）と凸部（１ａ）とを有する
   ギア（１）に向けてバイアス磁界を発生するバイアス磁
   石（２）と、 前記ギアと前記バイアス磁石との間に配置され、前記ギ
   アの回転によって発生するバイアス磁界の変化を検知す
   る第１、第２の磁気抵抗素子（４、５）が直列接続され
   てなる第１の磁気抵抗素子ブリッジ（６）と、 前記ギアと前記バイアス磁石との間に配置され、前記ギ
   アの回転によって発生するバイアス磁界の変化を検知す
   る第３、第４の磁気抵抗素子（１７、１８）が直列接続
   されてなる第２の磁気抵抗素子ブリッジ（１６）とを備
   え、前記第１、第２の磁気抵抗素子ブリッジの出力に基
   づいて前記ギアの回転を検出するた回転検出装置におい
   て、 前記第１の磁気抵抗素子ブリッジは、前記第１の磁気抵
   抗素子と前記第２の磁気抵抗素子とによってできる中心
   軸を前記バイアス磁界の磁気的中心から前記ギアの回転
   方向にずらした位置に配置され、前記第２の磁気抵抗素
   子ブリッジは、前記第３の磁気抵抗素子と前記第４の磁
   気抵抗素子とによってできる中心軸を前記バイアス磁界
   の磁気的中心から前記第１の磁気抵抗素子ブリッジとは
   反対方向にずらした位置に配置されており、 これらの配置によって前記第１、第２の磁気抵抗素子を
   通過する前記バイアス磁界の方向および前記第３、第４
   の磁気抵抗素子を通過する前記バイアス磁界の方向のそ
   れぞれが、前記凹部が前記バイアス磁石に対向する場合
   と前記凸部が前記バイアス磁石に対向する場合とで異な
   り、それぞれの場合が前記第１、第２の磁気抵抗素子ブ
   リッジの出力に基づいて検出されるようにした ことを特
   徴とする回転検出装置。
5. 【請求項５】 前記第１の磁気抵抗素子ブリッジは、前
   記第１の磁気抵抗素子と前記第２の磁気抵抗素子との間
   の電位を第１の出力信号とし、前記第２の磁気抵抗素子
   ブリッジは、前記第３の磁気抵抗素子と前記第４の磁気
   抵抗素子との間の電位を第２の出力信号としており、 これら第１、第２の出力信号を比較して、２値化処理す
   る手段（２０）を備えていることを特徴とする請求項４
   に記載の回転検出装置。
6. 【請求項６】 前記２値化処理する手段は、前記第１の
   出力信号と第２の出力信号との差を増幅する手段（２
   ２）と、増幅された前記差を所定のしきい値を比較する
   手段（２３）とを有していることを特徴とする請求項５
   に記載の回転検出装置。
7. 【請求項７】 凹部（１ｃ）と凸部（１ａ）とを有する
   回転部材（１）に向けてバイアス磁界を発生するバイア
   ス部材（２）と、 前記回転部材と前記バイアス部材との間に配置され、前
   記回転部材の回転に伴う前記バイアス磁界の回転方向に
   おける変化を検出する第１、第２の磁気抵抗素子（４、
   ５）とを備え、 前記第１、第２の磁気抵抗素子は直列接続されて第１の
   磁気抵抗素子ブリッジ（６）を形成し、この第１の磁気
   抵抗素子ブリッジの出力に基づいて前記ギアの回転を検
   出する 回転検出装置において、 前記バイアス部材は前記バイアス部材から前記回転部材
   に向けて前記バイアス磁界を発生する着磁面を有し、 前記第１、第２の磁気抵抗素子は、前記回転部材が回転
   する方向と前記回転部材の回転軸に対して垂直な方向と
   で作られる平面内に配置されるものであって、前記着磁
   面における前記バイアス磁界の磁気的中心位置から前記
   回転部材の回転方向にオフセットした位置に配置されて
   おり、 このオフセット配置によって前記回転部材の前記凹部が
   前記着磁面に対向する位置に来たときの前記第１の磁気
   抵抗素子ブリッジからの凹部出力信号と、前記回転部材
   の前記凸部が前記着磁面に対向する位置に来たときの前
   記第１の磁気抵抗素子ブリッジからの凸部出力信号とが
   異なる信号として出力され、前記凹部が前記着磁面に対
   向する位置にあるか前記凸部が前記着磁面に対向する位
   置にあるかが前記第１の磁気抵抗素子ブリッジの出力に
   基づいて検出されるようにしたことを特徴とする回転検
   出装置
8. 【請求項８】 前記バイアス部材は、前記回転部材の回
   転方向に細長く形成された中空部を有しており、 前記磁気抵抗素子は、前記平面に対して平行に配置され
   る基板（３）上に形成されたものであり、この基板が前
   記中空部に挿入されているものであることを特徴とする
   請求項７に記載の回転検出装置。
9. 【請求項９】 前記回転部材と前記バイアス部材との間
   に配置され、前記回転部材の回転に伴う前記バイアス磁
   界の回転方向における変化を検出する第３、第４の磁気
   抵抗素子（１７、１８）が直列接続されてなる第２の磁
   気抵抗素子ブリッジ（１６）を備え、前記第１の磁気抵
   抗素子ブリッジと第２の磁気抵抗素子ブリッジとは前記
   バイアス磁界の磁気的中心に対し、前記回転部材の回転
   方向に反対方向にずらした位置に配置されており、前記
   凹部が前記着磁面に対向する位置にあるか前記凸部が前
   記着磁面に対向する位置にあるかが前記第１、第２の磁
   気抵抗素子ブリッジの出力に基づいて検出されることを
   特徴とする請求項７又は８に記載の回転検出装置。
10. 【請求項１０】 前記ギアの凹部の幅（Ｌｇ）が、前記
    第１の磁気抵抗素子ブリッジと第２の磁気抵抗素子ブリ
    ッジとの間隔（Ｌｍ）よりも広くなっていることを特徴
    とする請求項４に記載の回転検出装置。
11. 【請求項１１】 前記回転部材の隣り合う凸部の間の凹
    部の間隔（Ｌｇ）が前記第１の磁気抵抗素子ブリッジと
    第２の磁気抵抗素子ブリッジとの間隔（Ｌｍ）よりも広
    くなっていることを特徴とする請求項９に記載の回転検
    出装置。