JP3609645B2 - 回転検出センサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転検出センサに係り、詳しくは磁気検出素子を備えた回転検出センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、回転検出センサとして、回転板の回転面の周方向に向かって所定間隔毎に磁路形成のための磁路変更片を立設し、同回転板に対して、対向して配置されるとともに所定の向きに配設されたバイアスマグネットと該バイアスマグネットを検出する磁気抵抗素子とを備えた回転検出センサを提案している。この回転検出センサは、回転中の回転板とともに一体に移動する磁路変更片にてバイアスマグネットの磁束の向きが変更されたことを磁気抵抗素子にて検出するようにされている。
【０００３】
このような磁束の方向の変化により回転角度を検出する回転検出センサ（回転角度センサ）においては、本来は磁束の変化が９０°ある場合に、飽和出力が得られる。
【０００４】
しかし、実際には様々な理由により、磁束の方向変化が小さい角度しか得られないため、図９のαに示すような波形カーブを描いたセンサ出力の電圧の波形となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
又、移動（回転）中の磁路変更片を検出するポイント（検出ポイント）は、前記磁路変更片の回転方向又は反回転方向のエッジ部分の前後で磁界の乱れ等が生じるため、上記回転板、バイアスマグネット、磁気抵抗素子等の各部材の配置の合わせ込みによっても、センサ出力の中心とならない場合がある。例えば、図９で示すようなαの出力波形（磁気抵抗素子の出力波形）をもつ回転検出センサの場合、例えば検出ポイントＰで検出せざるを得ない場合がある。このような場合、図９に示すように、センサ出力中心Ａ０から離間したＡ１を図示しない検出回路の閾値（スレッショルド）とすることにより、検出ポイントＰを検出する。
【０００６】
このようにさまざまな理由により、小さい角度変化しか得られない場合、特に上記のように検出ポイントＰが飽和出力変化中心Ａ０よりずれている場合、雰囲気温度や、その他の状態変化によって、簡単に出力がずれてしまう問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題を解消するためになされたものであって、小さい磁束変化であっても、検出ポイントにおいて、大きく出力変化が得られ、温度やその他の状態変化によっても安定して角度の検出を行なうことができる回転検出センサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、回転面の周方向に所定の間隔に磁路変更片を立設した回転板と、前記回転板に対して所定の向きに配設された磁石と、該磁石を検出する複数の磁気検知素子とを備え、前記各磁気検知素子は、複数の磁気抵抗体を備え、磁気抵抗体は、前記磁路変更片の移動によって生ずる前記磁石の磁束変化に応じて、磁気抵抗が大きくなる第１の状態と、磁気抵抗が小さくなる第２の状態を交互に繰り返すように配置され、かつ、前記複数の磁気抵抗体は、２つのグループに区分されて、両グループは、前記磁束変化があったときには、互いに反対の状態となるように略線対称状に配置され、さらに、両グループにそれぞれ属する磁気抵抗体にてブリッジ回路を構成するように電気的に接続された回転検出センサにおいて、前記磁路変更片の移動によって生ずる前記磁石の磁束変化の中心線と、前記磁気抵抗体の両グループの線対称中心線とを一致させるように磁気抵抗体を配置したことを特徴とする回転検出センサをその要旨とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記各グループの磁気抵抗体は、各グループに属する磁気抵抗体の配列方向が、互いに直交するように配置されており、各磁気抵抗体は、その配列方向とは直交するようにジグザグ状に形成されている回転検出センサをその要旨とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２において、前記磁束変化の中心を通る直線に対して、磁気抵抗体の配列方向は略４５度に交差している回転検出センサを要旨とするものである。なお、この略４５度は４５度及び４５度前後の値を含む趣旨である。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、磁束が、その磁束変化中心より一方の側に向きを変えた場合、その時の磁束の向きに位置する側のグループに属する磁気抵抗体は抵抗が大きくなり、反対側に位置するグループに属する磁気抵抗体は抵抗が小さくなる。又、磁束が、その磁束変化中心より他方の側に向きを変えた場合、その時の磁束の向きに位置する側のグループに属する磁気抵抗体は抵抗が大きくなり、反対側に位置するグループに属する磁気抵抗体は抵抗が小さくなる。
【００１２】
このとき、両グループの磁気抵抗体は、線対称中心線と磁束変化の中心線とが一致するように配置されているため、その磁束変化に応じた抵抗体の変化も大きくなる。このため、小さい磁束変化であっても検出ポイントにおいて大きく出力変化するため、温度やその他の状態変化によっても、安定して回転角度の検出がされる。
【００１３】
図８（ａ）は、磁束変化の中心線Ａと、磁気抵抗体の線対称中心線Ｃとが不一致の場合を示し、図８（ｂ）は磁束変化の中心線Ａと磁気抵抗体の線対称中心線Ｃとが一致している場合を示している。なお、同図において、Ｓは磁束変化の範囲を示し、ｍ，ｎは磁気抵抗体の配列した場合のその中心線を示しており、その延長方向が配列方向を示している。本発明での一致とは、図８（ｂ）に示すような関係をいう。
【００１４】
従って、本発明とは異なり、例えば図８（ａ）の場合には、磁束の変化方向の中心線Ａは、配列方向の２等分線Ｃとは不一致であるため、磁束の変化の範囲Ｓの場合、ｍ及びｎ側に配置した磁気抵抗体は大きな抵抗の変化は得られないことになる。一方、図８（ｂ）の場合には、磁束の変化の範囲Ｓの場合、ｍ及びｎ側に配置した磁気抵抗体は大きな抵抗の変化が得られることなる。
【００１５】
請求項２の発明の構成とすることにより、良好に安定した回転角度検出が行なわれる。
請求項３の発明の構成によれば、磁気抵抗体は、磁束の向く方向に対して平行に配置されていると、その電流の流れが最も少なくなり、すなわち、抵抗値が最大となる。又、磁束の向きと直交するように磁気抵抗体が配置された場合には、最も電流が流れやすくなり、抵抗値が最小となる。従って、磁束変化の中心を通る直線に対して、磁気抵抗体の配列方向は略４５度に交差するようにすると、上記の磁束の変化に応じて、その抵抗値は最大値と最小値の範囲を変化する。この結果、最も良好に安定した回転角度検出ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を回転位置センサの検出回路に具体化した一実施形態を図１〜図７、及び図９に従って説明する。
【００１７】
図１は、回転位置センサの要部分解斜視図である。回転検出センサ１は、鉄板よりなる回転板２と磁気検知部材３とから構成されている。回転板２は、ステアリングシャフト４の回転とともに、その軸心Ｏを回転中心に回転する。
【００１８】
図２に示すように、前記回転板２の回転面内の最外周部において、前記軸心Ｏを中心とする円弧状の３個の磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃが同回転板２から延出形成されている。磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃは、一端から他端までが前記軸心Ｏからみて６０度の角度をなすように形成されている。又、各磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃが互いになす間隔は、前記軸心Ｏからみて６０度の角度をなすように形成されている。
【００１９】
従って、回転板２の回転面内の最外周部において、軸心Ｏからみて６０度の角度毎にこれらの磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃと、これら磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃが形成されていない空間７ａ，７ｂ，７ｃが交互に存在することになる。
【００２０】
又、回転板２の中心部には円柱状の磁路形成凸部８が前記磁路変更片６ａ〜６ｃと同じ方向に同回転板２から延出形成されている。
従って、図３に示すように磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃから軸心Ｏに向かって回転板２を切断した場合の断面形状は、磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃ、回転板２及び磁路形成凸部８とでコの字状となる。
【００２１】
又、磁路形成凸部８には貫通孔９が形成され、前記ステアリングシャフト４が貫挿固着されている。
前記磁気検知部材３は、検知部本体１０と支持アーム１１とから構成されている。検知部本体１０は、回転板２に形成した磁路変更片６ａ、６ｂ、６ｃの内側であって、その磁路変更片６ａ、６ｂ、６ｃと磁路形成凸部８との間に位置する空間内に配設される。
【００２２】
検知部本体１０は、３個の第１〜第３の磁気検知体１３、１４、１５が樹脂モールド材１２にて封止され、前記支持アーム１１の先端部に固設されている。支持アーム１１の基端部は図示しない固定部材に固定されている。
【００２３】
第１の磁気検知体１３は、第１磁気抵抗素子１３ａと第１バイアスマグネット１３ｂとから構成されている。第１バイアスマグネット１３ｂは軸心Ｏ側がＳ極で外側がＮ極となるように配設されるとともに、第１磁気抵抗素子１３ａに対して軸心Ｏ側で、且つ図２において時計回り方向にオフセットさせて配置されている。
【００２４】
第１磁気抵抗素子１３ａは、第１バイアスマグネット１３ｂの磁束の向きによって、検出電圧が変化する磁気検知素子であって、図４（ａ）、及び図４（ｂ）に示すような磁束の向きによってその抵抗値が変化する４個の抵抗体Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を備えている。図７は抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の配置を示す説明図である。同図に示すように２個の抵抗体Ｒ１，Ｒ４のグループは、同じ配列方向に向かって配置され、抵抗体Ｒ２，Ｒ３のグループは前記抵抗体Ｒ１，Ｒ４の向く配列方向とは直交する配列方向に向かって配置されている。図７において、ｍ及びｎは抵抗体Ｒ１，Ｒ４及び抵抗体Ｒ２，Ｒ３が向かう配列方向を示すとともに、各抵抗体Ｒ１，Ｒ４、Ｒ２，Ｒ３の中心軸を示している。
【００２５】
なお、各抵抗体Ｒ１〜Ｒ４はＮｉ−ＣＯ薄膜を基板に対してジグザグ状にすなわち、折れ線状に成膜されたものであり、このジグザグ形状は、前記配列方向とは直交するように配置されている。又、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、同温度雰囲気下において抵抗値が同一となるように設定されている。なお、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は雰囲気温度が上昇すると、抵抗値が増加する感度温度特性を備えている。この感度温度特性は、感度温度変化率と抵抗温度変化率とが一致しているのが好ましい。
【００２６】
そして、本実施形態では、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の角度中心線と、磁束の変化中心線（図７において、Ａ線で示す）とは一致するように配置されている。抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の角度中心線とは、前記ｍ，ｎ線が交わる点を基点とし、その基点を通るｍｎの成す角の二等分線である。すなわち、抵抗体Ｒ１，Ｒ４のグループと、抵抗体Ｒ２，Ｒ３のグループとは、この二等分線を線対称中心線として略線対象状に配置されている。なお、略線対称状とは、完全に線対称の場合と、多少ずれていても概ね線対称となっているものも含む趣旨である。又、直線Ａに対し、抵抗体Ｒ１，Ｒ４の配列方向（ｍ，ｎで表す線が延びる方向と一致）との交差角は４５度となっている。
【００２７】
なお、この実施形態での磁束の向きの変化範囲Ｓは、磁束の向きが前記軸心Ｏから略半径方向に対し略＋４５°の向きになるときから、前記略半径方向に対して略−４５度の向きになるときまでの範囲である。
【００２８】
なお、図５〜７は、回転板２の回転面側から磁路変更片６ａの突出方向に向けて抵抗体Ｒ１〜Ｒ４を見た場合の説明図であり、図２は、その逆方向側から見た場合の図となっているため、図２と、図５〜７とでは、抵抗体Ｒ１，Ｒ４と抵抗体Ｒ２，Ｒ３の位置関係は左右反対となっている。
【００２９】
そして、磁束の向きが前記軸心Ｏから略半径方向に対し略＋４５°の向きになるときは、抵抗Ｒ１，Ｒ４は抵抗値が大きくなる第１の状態になるとともに、抵抗Ｒ２，Ｒ３は抵抗値が小さくなる第２の状態になる。又、磁束の向きが前記略半径方向に対して略−４５度の向きになるとき、抵抗Ｒ１，Ｒ４は抵抗値が小さくなる第２の状態になるとともに、抵抗Ｒ２，Ｒ３は抵抗値が大きくなる第１の状態となる。これらの状態は、磁束の変化に応じて交互に生ずる。なお、図７において、角度は時計回り方向を＋としている。
【００３０】
前記各抵抗Ｒ１〜Ｒ４は図４に示すようにブリッジ回路としての４端子ブリッジ回路Ｂを構成するように接続されている。
前記抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２との接続点（中点）ａは、基板に設けられたコンパレータＣＰの非反転入力端子に接続され、抵抗体Ｒ３と抵抗体Ｒ４との接続点（中点）ｂは、同コンパレータＣＰの反転入力端子に接続されている。
【００３１】
前記コンパレータＣＰ、４端子ブリッジ回路Ｂとにより検出回路２０が構成されている。
前記検出回路２０のブリッジ回路Ｂを構成する抵抗体Ｒ１，Ｒ４は、磁束の向きが前記軸心Ｏから略半径方向に対し略−４５°の向きになる場合、中点ａの電位は、Ａ０よりも大きいＨレベルとなる（図９参照）。なお、図９において、Ａ０は中点ａの飽和出力の１／２の電圧レベルを示している。
【００３２】
又、磁束の向きが前記略半径方向に対して略＋４５度の向きになる場合、中点ａの電位はＡ０よりもＬレベルとなる（図９参照）。
なお、本実施形態での検出ポイントＰは移動（回転）中の磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃの回転方向のエッジ部分である。
【００３３】
第２の磁気検知体１４は、第２磁気抵抗素子１４ａと第２バイアスマグネット１４ｂとから構成されている。第２磁気抵抗素子１４ａと第２バイアスマグネット１４ｂとの間の配置関係は前記第１磁気抵抗素子１３ａと第１バイアスマグネット１３ｂとの間の配置関係と同じである。そして、第２磁気抵抗素子１４ａと第２バイアスマグネット１４ｂは、それぞれ前記第１磁気抵抗素子１３ａと第１バイアスマグネット１３ｂに対して、図２において、前記軸心Ｏを中心に時計回り方向に４０度の位置に配設される。
【００３４】
第２磁気抵抗素子１４ａは、前記第１磁気抵抗素子１３ａの４個の抵抗体Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と同一構成及び同様に電気的に接続された抵抗体を４個備えている。これらの抵抗体には、そのため第１磁気抵抗素子１３ａの４個の抵抗体Ｒ１〜Ｒ４と同符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
又、第２磁気抵抗素子１４ａの抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、第１磁気抵抗素子１３ａの場合と同様の４端子ブリッジ回路を構成する。さらに、第２磁気抵抗素子１４ａの抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、コンパレータＣＰとともに、検出回路２０を構成している。この検出回路２０及びブリッジ回路Ｂの作用は前記第１磁気抵抗素子１３ａの場合の検出回路２０と同様に機能（作用）する。
【００３６】
第３の磁気検知体１５は、第３磁気抵抗素子１５ａと第３バイアスマグネット１５ｂとから構成されている。第３磁気抵抗素子１５ａと第３バイアスマグネット１５ｂとの間の配置関係は前記第１磁気抵抗素子１３ａと第１バイアスマグネット１３ｂとの間の配置関係と同じである。そして、第３磁気抵抗素子１５ａと第３バイアスマグネット１５ｂは、それぞれ前記第１磁気抵抗素子１３ａと第１バイアスマグネット１３ｂに対して、図２において、前記軸心Ｏを中心に反時計回り方向に４０度の位置に配設される。
【００３７】
第３磁気抵抗素子１５ａは、前記第１磁気抵抗素子１３ａの４個の抵抗体Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と同一構成及び同様に配置された抵抗体を４個備えている。これらの抵抗体には、そのため第１磁気抵抗素子１３ａの４個の抵抗体Ｒ１〜Ｒ４と同符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
又、第３磁気抵抗素子１５ａの抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、第１磁気抵抗素子１３ａの場合と同様に４端子ブリッジ回路を構成する。さらに、第３磁気抵抗素子１５ａの抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、コンパレータＣＰとともに、検出回路２０を構成している。この検出回路２０の作用は前記第１磁気抵抗素子１３ａの場合の検出回路２０と同様に機能（作用）する。
【００３９】
そして、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂと磁路変更片６ａ〜６ｃとの相対位置関係において、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂが、図２に示す第３バイアスマグネット１５ｂの位置にあるとき、即ち、軸心ＯからＮ極を通る放射線上（以下、外側方という）に磁路変更片６ａ〜６ｃがある場合には、それらの磁束は略半径方向に対し略−４５°の向きになる。これは、磁路変更片６ａ〜６ｃ、回転板２及び磁路形成凸部８とからなるコ字状の磁路が形成され、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂのＮ極から磁束が磁路変更片６ａ〜６ｃに引き寄せられるからである。その結果、磁束の向きは、磁路変更片６ａ〜６ｃ側、即ち略半径方向に対し略−４５°の向きになる。つまり、磁路変更片６ａ〜６ｃは磁路形成片となる。
【００４０】
従って、この場合には、４端子ブリッジ回路Ｂの中点ａの電圧はＨレベルとなとなる。
又、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂと磁路変更片６ａ〜６ｃとの相対位置関係において、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂが、図２に示す第２バイアスマグネット１４ｂの位置にあるとき、即ち、Ｎ極の外側方に磁路変更片６ａ〜６ｃがない場合には、それら磁束は略半径方向に対して略＋４５度の向きとなる。これは、磁路を形成する磁路変更片６ａ〜６ｃがないため、磁束は引き込まれるものがないからである。その結果、磁束は放射状にのび、磁束の向きは略半径方向に対して略＋４５度の向きとなる。
【００４１】
従って、この場合には４端子ブリッジ回路Ｂの中点ａの電圧はＬレベルの電圧を出力する。
さらに、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂと磁路変更片６ａ〜６ｃとの相対位置関係において、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂが、図２に示す第１バイアスマグネット１３ｂの位置にあって、磁路変更片６ａ〜６ｃがない位置から磁路変更片６ａ〜６ｃの端を通過する時には、図５及び図６に示すようにそれら磁束の向きは略半径方向に対して略＋４５度の向きから略半径方向に対して−４５度の向きに変わる。なお、図５及び図６は模式図である。
【００４２】
従って、この場合には、４端子ブリッジ回路Ｂの中点ａの電圧はＬレベルからＨレベルに立ち上がる電圧を出力する。
さらに、磁路変更片６ａ〜６ｃある位置からその端を通過する時には、それら磁束の向きは略半径方向から略＋４５度の向きに変わる。
【００４３】
従って、この場合には、４端子ブリッジ回路Ｂの中点ａの電圧はＨレベルからＬレベルに立ち下がる電圧を出力する。
このようにして、４端子ブリッジ回路Ｂの中点ａの電位は、Ｈレベル、Ｌレベルとなり、検出回路２０のコンパレータＣＰによって基準電圧（閾値電圧）となる側の中点ｂに基づいて立ち下がりが急峻となる検出信号に波形整形される。
【００４４】
次に、上記のように構成した回転位置センサ１の特徴について説明する。
（１）本実施形態では、回転面の周方向に所定の間隔に磁路変更片６ａ〜６ｃを立設した回転板２と、回転板２に対して所定の向きに配設されたバイアスマグネット１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ（磁石）と、バイアスマグネット１３ｂ，１４ｂ，１５ｂを検出する複数の磁気抵抗素子１３ａ，１４ａ，１５ａ（磁気検知素子）を設けた。そして、各抵抗素子１３ａ，１４ａ，１５ａは、４個の磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４を備え、磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、磁路変更片６ａ〜６ｃの移動によって生ずるバイアスマグネット１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの磁束変化に応じて、磁気抵抗が大きくなる第１の状態と、磁気抵抗が小さくなる第２の状態を交互に繰り返すように配置した。又、磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、２つのグループに区分して、両グループは、磁束変化があったときには、互いに反対の状態となるように略線対称状に配置し、さらに、両グループにそれぞれ属する磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４にてブリッジ回路Ｂを構成するように電気的に接続した。
【００４５】
さらに、磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４を、磁路変更片６ａ〜６ｃの移動によって生ずるバイアスマグネット１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの磁束変化の中心と、磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の両グループの線対称中心線とを一致させるように配置した。
【００４６】
この結果、小さい磁束変化であっても検出ポイントにおいて大きく出力変化するため、温度やその他の状態変化によっても、安定して回転角度の検出がされる。
【００４７】
（２） 本実施形態では、各グループに属する磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の配列方向が、互いに直交するように配置し、各磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４を、その配列方向とは直交するようにジグザグ状に形成した。こうすることにより、最も良好に安定した回転角度検出を行なうことができる。
【００４８】
（３） 本実施形態では、磁束変化の中心を通る直線Ａに対して、磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の配列方向を略４５度に交差するように配置した。
すなわち、磁気抵抗素子１３ａ，１４ａ，１５ａを構成している抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、磁束の向く方向に対して平行に配置されていると、その電流の流れが最も少なくなり、すなわち、抵抗値が最大となる。又、磁束の向きと直交するような配置に抵抗体Ｒ１〜Ｒ４がなった場合には、最も電流が流れやすくなり、抵抗値が最小となる。従って、磁束変化の中心を通る直線Ａに対して、磁気抵抗体の配列方向は略４５度に交差するようにすると、上記の磁束の変化に応じて、その抵抗値は最大値と最小値の範囲を変化する。この結果、最も良好に安定した回転角度検出ができる。
【００４９】
（４） 本実施形態では、磁気抵抗素子を構成している抵抗体Ｒ１〜Ｒ４にて４端子ブリッジ回路Ｂにて構成した。この結果、上記（２）の作用にともなって、（１）の作用効果を実現することができる。
【００５０】
（５） 又、本実施形態では、第１〜第３磁気抵抗素子１３ａ〜１５ａと第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂからなる検知部本体１０を磁路変更片６ａ〜６ｃと磁路形成凸部８との間に位置する空間内に配設した。
【００５１】
従って、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂが出す磁束に悪影響を与える外側からのノイズをその磁路変更片６ａ〜６ｃにより低減させることができる。さらに、第１〜第３磁気抵抗素子１３ａ〜１５ａは、その外側方を通過する磁路変更片６ａ〜６ｃを正確に検知することができる。
【００５２】
（６） 本実施形態では外部からのノイズを低減させる磁路変更片６ａ〜６ｃは、回転板２と一体に形成されているため、部品点数の増加はなく、組み付け工数も増加することはない。
【００５３】
（７） 又、本実施形態では検知部本体１０を磁路変更片６ａ〜６ｃと磁路形成凸部８との間に位置する空間内に配設したので、回転位置センサが大型化することはない。
【００５４】
尚、実施形態は上記に各実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
○ 前記実施形態では、磁束変化の中心を通る直線Ａに対して、磁気抵抗体の配列方向は略４５度に交差したが、必ずしも略４５度とする必要はなく、例えば、略３０度や、略３５度、略４０度というように他の角度であってもよい。
【００５５】
○ 前記実施形態では、４端子ブリッジ回路にて構成したが、ハーフブリッジにて構成してもよい。この場合、例えば、磁気抵抗体をＲ１，Ｒ２の組合せ、又は、Ｒ３，Ｒ４の組合せにする。
【００５６】
次に、上記した実施の形態から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果とともに以下に記載する。
（１）請求項１乃至請求項３に記載の回転検出センサにおいて、前記回転板の中心部には、磁路形成凸部を磁路形成片と同方向に形成した回転検出センサ。
【００５７】
こうすると、上記実施形態に示す同じ効果を奏する。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜３に記載の発明によれば、小さい磁束変化であっても、検出ポイントにおいて、大きく出力変化が得られ、温度やその他の状態変化によっても安定して角度の検出を行なうことができる。
【００５９】
請求項２の発明によれば、良好に安定した回転角度検出ができる。
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の作用効果に加えて、さらに安定した回転角度検出ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の回転位置センサの要部分解斜視図。
【図２】同じく回転板と磁気検知部材の配置関係を示す平面図。
【図３】同じく回転位置センサの要部断面図。
【図４】は同じく検出回路の電気回路図を示し、（ａ）は磁束が加わっていない場合、（ｂ）は、磁束が特定方向に加わった場合を示している。
【図５】磁路変更片がない位置のときの磁束の方向を示す模式図。
【図６】磁路変更片が通過するときの磁束の方向を示す模式図。
【図７】同じく磁気抵抗体の配置関係を示す説明図。
【図８】（ａ）は磁束の変化中心線が、磁気抵抗体の配列方向の２等分線と一致している場合の説明図、（ｂ）は磁気抵抗体の配列方向の２等分線と磁気抵抗体の配列方向の２等分線と一致していない場合の説明図。
【図９】中点の電圧の出力波形図。
【符号の説明】
１…回転位置センサ、２…回転板、３…磁気検知部材、
４…ステアリングシャフト、６ａ，６ｂ，６ｃ…磁路変更片、
７ａ，７ｂ，７ｃ…空間、８…磁路形成凸部、９…貫通孔、
１０…検知部本体、１３…第１の磁気検知体，１４…第２の磁気検知体，
１５…第３の磁気検知体、１３ａ…第１磁気抵抗素子、
１３ｂ…第１バイアスマグネット、１４ａ…第２磁気抵抗素子、
１４ｂ…第２バイアスマグネット、１５ａ…第３磁気抵抗素子、
１５ｂ…第３バイアスマグネット、２０…検出回路、
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４…抵抗体、Ａ…磁束の変化中心線、Ｂ…ブリッジ回路、ａ，ｂ…中点。
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転検出センサに係り、詳しくは磁気検出素子を備えた回転検出センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、回転検出センサとして、回転板の回転面の周方向に向かって所定間隔毎に磁路形成のための磁路変更片を立設し、同回転板に対して、対向して配置されるとともに所定の向きに配設されたバイアスマグネットと該バイアスマグネットを検出する磁気抵抗素子とを備えた回転検出センサを提案している。この回転検出センサは、回転中の回転板とともに一体に移動する磁路変更片にてバイアスマグネットの磁束の向きが変更されたことを磁気抵抗素子にて検出するようにされている。
【０００３】
このような磁束の方向の変化により回転角度を検出する回転検出センサ（回転角度センサ）においては、本来は磁束の変化が９０°ある場合に、飽和出力が得られる。
【０００４】
しかし、実際には様々な理由により、磁束の方向変化が小さい角度しか得られないため、図９のαに示すような波形カーブを描いたセンサ出力の電圧の波形となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
又、移動（回転）中の磁路変更片を検出するポイント（検出ポイント）は、前記磁路変更片の回転方向又は反回転方向のエッジ部分の前後で磁界の乱れ等が生じるため、上記回転板、バイアスマグネット、磁気抵抗素子等の各部材の配置の合わせ込みによっても、センサ出力の中心とならない場合がある。例えば、図９で示すようなαの出力波形（磁気抵抗素子の出力波形）をもつ回転検出センサの場合、例えば検出ポイントＰで検出せざるを得ない場合がある。このような場合、図９に示すように、センサ出力中心Ａ０から離間したＡ１を図示しない検出回路の閾値（スレッショルド）とすることにより、検出ポイントＰを検出する。
【０００６】
このようにさまざまな理由により、小さい角度変化しか得られない場合、特に上記のように検出ポイントＰが飽和出力変化中心Ａ０よりずれている場合、雰囲気温度や、その他の状態変化によって、簡単に出力がずれてしまう問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題を解消するためになされたものであって、小さい磁束変化であっても、検出ポイントにおいて、大きく出力変化が得られ、温度やその他の状態変化によっても安定して角度の検出を行なうことができる回転検出センサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、回転面の周方向に所定の間隔に磁路変更片を立設した回転板と、前記回転板に対して所定の向きに配設された磁石と、該磁石を検出する複数の磁気検知素子とを備え、前記各磁気検知素子は、複数の磁気抵抗体を備え、磁気抵抗体は、前記磁路変更片の移動によって生ずる前記磁石の磁束変化に応じて、磁気抵抗が大きくなる第１の状態と、磁気抵抗が小さくなる第２の状態を交互に繰り返すように配置され、かつ、前記複数の磁気抵抗体は、２つのグループに区分されて、両グループは、前記磁束変化があったときには、互いに反対の状態となるように略線対称状に配置され、さらに、両グループにそれぞれ属する磁気抵抗体にてブリッジ回路を構成するように電気的に接続された回転検出センサにおいて、前記磁路変更片の移動によって生ずる前記磁石の磁束変化の中心線と、前記磁気抵抗体の両グループの線対称中心線とを一致させるように磁気抵抗体を配置したことを特徴とする回転検出センサをその要旨とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記各グループの磁気抵抗体は、各グループに属する磁気抵抗体の配列方向が、互いに直交するように配置されており、各磁気抵抗体は、その配列方向とは直交するようにジグザグ状に形成されている回転検出センサをその要旨とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２において、前記磁束変化の中心を通る直線に対して、磁気抵抗体の配列方向は略４５度に交差している回転検出センサを要旨とするものである。なお、この略４５度は４５度及び４５度前後の値を含む趣旨である。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、磁束が、その磁束変化中心より一方の側に向きを変えた場合、その時の磁束の向きに位置する側のグループに属する磁気抵抗体は抵抗が大きくなり、反対側に位置するグループに属する磁気抵抗体は抵抗が小さくなる。又、磁束が、その磁束変化中心より他方の側に向きを変えた場合、その時の磁束の向きに位置する側のグループに属する磁気抵抗体は抵抗が大きくなり、反対側に位置するグループに属する磁気抵抗体は抵抗が小さくなる。
【００１２】
このとき、両グループの磁気抵抗体は、線対称中心線と磁束変化の中心線とが一致するように配置されているため、その磁束変化に応じた抵抗体の変化も大きくなる。このため、小さい磁束変化であっても検出ポイントにおいて大きく出力変化するため、温度やその他の状態変化によっても、安定して回転角度の検出がされる。
【００１３】
図８（ａ）は、磁束変化の中心線Ａと、磁気抵抗体の線対称中心線Ｃとが不一致の場合を示し、図８（ｂ）は磁束変化の中心線Ａと磁気抵抗体の線対称中心線Ｃとが一致している場合を示している。なお、同図において、Ｓは磁束変化の範囲を示し、ｍ，ｎは磁気抵抗体の配列した場合のその中心線を示しており、その延長方向が配列方向を示している。本発明での一致とは、図８（ｂ）に示すような関係をいう。
【００１４】
従って、本発明とは異なり、例えば図８（ａ）の場合には、磁束の変化方向の中心線Ａは、配列方向の２等分線Ｃとは不一致であるため、磁束の変化の範囲Ｓの場合、ｍ及びｎ側に配置した磁気抵抗体は大きな抵抗の変化は得られないことになる。一方、図８（ｂ）の場合には、磁束の変化の範囲Ｓの場合、ｍ及びｎ側に配置した磁気抵抗体は大きな抵抗の変化が得られることなる。
【００１５】
請求項２の発明の構成とすることにより、良好に安定した回転角度検出が行なわれる。
請求項３の発明の構成によれば、磁気抵抗体は、磁束の向く方向に対して平行に配置されていると、その電流の流れが最も少なくなり、すなわち、抵抗値が最大となる。又、磁束の向きと直交するように磁気抵抗体が配置された場合には、最も電流が流れやすくなり、抵抗値が最小となる。従って、磁束変化の中心を通る直線に対して、磁気抵抗体の配列方向は略４５度に交差するようにすると、上記の磁束の変化に応じて、その抵抗値は最大値と最小値の範囲を変化する。この結果、最も良好に安定した回転角度検出ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を回転位置センサの検出回路に具体化した一実施形態を図１〜図７、及び図９に従って説明する。
【００１７】
図１は、回転位置センサの要部分解斜視図である。回転検出センサ１は、鉄板よりなる回転板２と磁気検知部材３とから構成されている。回転板２は、ステアリングシャフト４の回転とともに、その軸心Ｏを回転中心に回転する。
【００１８】
図２に示すように、前記回転板２の回転面内の最外周部において、前記軸心Ｏを中心とする円弧状の３個の磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃが同回転板２から延出形成されている。磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃは、一端から他端までが前記軸心Ｏからみて６０度の角度をなすように形成されている。又、各磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃが互いになす間隔は、前記軸心Ｏからみて６０度の角度をなすように形成されている。
【００１９】
従って、回転板２の回転面内の最外周部において、軸心Ｏからみて６０度の角度毎にこれらの磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃと、これら磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃが形成されていない空間７ａ，７ｂ，７ｃが交互に存在することになる。
【００２０】
又、回転板２の中心部には円柱状の磁路形成凸部８が前記磁路変更片６ａ〜６ｃと同じ方向に同回転板２から延出形成されている。
従って、図３に示すように磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃから軸心Ｏに向かって回転板２を切断した場合の断面形状は、磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃ、回転板２及び磁路形成凸部８とでコの字状となる。
【００２１】
又、磁路形成凸部８には貫通孔９が形成され、前記ステアリングシャフト４が貫挿固着されている。
前記磁気検知部材３は、検知部本体１０と支持アーム１１とから構成されている。検知部本体１０は、回転板２に形成した磁路変更片６ａ、６ｂ、６ｃの内側であって、その磁路変更片６ａ、６ｂ、６ｃと磁路形成凸部８との間に位置する空間内に配設される。
【００２２】
検知部本体１０は、３個の第１〜第３の磁気検知体１３、１４、１５が樹脂モールド材１２にて封止され、前記支持アーム１１の先端部に固設されている。支持アーム１１の基端部は図示しない固定部材に固定されている。
【００２３】
第１の磁気検知体１３は、第１磁気抵抗素子１３ａと第１バイアスマグネット１３ｂとから構成されている。第１バイアスマグネット１３ｂは軸心Ｏ側がＳ極で外側がＮ極となるように配設されるとともに、第１磁気抵抗素子１３ａに対して軸心Ｏ側で、且つ図２において時計回り方向にオフセットさせて配置されている。
【００２４】
第１磁気抵抗素子１３ａは、第１バイアスマグネット１３ｂの磁束の向きによって、検出電圧が変化する磁気検知素子であって、図４（ａ）、及び図４（ｂ）に示すような磁束の向きによってその抵抗値が変化する４個の抵抗体Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を備えている。図７は抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の配置を示す説明図である。同図に示すように２個の抵抗体Ｒ１，Ｒ４のグループは、同じ配列方向に向かって配置され、抵抗体Ｒ２，Ｒ３のグループは前記抵抗体Ｒ１，Ｒ４の向く配列方向とは直交する配列方向に向かって配置されている。図７において、ｍ及びｎは抵抗体Ｒ１，Ｒ４及び抵抗体Ｒ２，Ｒ３が向かう配列方向を示すとともに、各抵抗体Ｒ１，Ｒ４、Ｒ２，Ｒ３の中心軸を示している。
【００２５】
なお、各抵抗体Ｒ１〜Ｒ４はＮｉ−ＣＯ薄膜を基板に対してジグザグ状にすなわち、折れ線状に成膜されたものであり、このジグザグ形状は、前記配列方向とは直交するように配置されている。又、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、同温度雰囲気下において抵抗値が同一となるように設定されている。なお、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は雰囲気温度が上昇すると、抵抗値が増加する感度温度特性を備えている。この感度温度特性は、感度温度変化率と抵抗温度変化率とが一致しているのが好ましい。
【００２６】
そして、本実施形態では、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の角度中心線と、磁束の変化中心線（図７において、Ａ線で示す）とは一致するように配置されている。抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の角度中心線とは、前記ｍ，ｎ線が交わる点を基点とし、その基点を通るｍｎの成す角の二等分線である。すなわち、抵抗体Ｒ１，Ｒ４のグループと、抵抗体Ｒ２，Ｒ３のグループとは、この二等分線を線対称中心線として略線対象状に配置されている。なお、略線対称状とは、完全に線対称の場合と、多少ずれていても概ね線対称となっているものも含む趣旨である。又、直線Ａに対し、抵抗体Ｒ１，Ｒ４の配列方向（ｍ，ｎで表す線が延びる方向と一致）との交差角は４５度となっている。
【００２７】
なお、この実施形態での磁束の向きの変化範囲Ｓは、磁束の向きが前記軸心Ｏから略半径方向に対し略＋４５°の向きになるときから、前記略半径方向に対して略−４５度の向きになるときまでの範囲である。
【００２８】
なお、図５〜７は、回転板２の回転面側から磁路変更片６ａの突出方向に向けて抵抗体Ｒ１〜Ｒ４を見た場合の説明図であり、図２は、その逆方向側から見た場合の図となっているため、図２と、図５〜７とでは、抵抗体Ｒ１，Ｒ４と抵抗体Ｒ２，Ｒ３の位置関係は左右反対となっている。
【００２９】
そして、磁束の向きが前記軸心Ｏから略半径方向に対し略＋４５°の向きになるときは、抵抗Ｒ１，Ｒ４は抵抗値が大きくなる第１の状態になるとともに、抵抗Ｒ２，Ｒ３は抵抗値が小さくなる第２の状態になる。又、磁束の向きが前記略半径方向に対して略−４５度の向きになるとき、抵抗Ｒ１，Ｒ４は抵抗値が小さくなる第２の状態になるとともに、抵抗Ｒ２，Ｒ３は抵抗値が大きくなる第１の状態となる。これらの状態は、磁束の変化に応じて交互に生ずる。なお、図７において、角度は時計回り方向を＋としている。
【００３０】
前記各抵抗Ｒ１〜Ｒ４は図４に示すようにブリッジ回路としての４端子ブリッジ回路Ｂを構成するように接続されている。
前記抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２との接続点（中点）ａは、基板に設けられたコンパレータＣＰの非反転入力端子に接続され、抵抗体Ｒ３と抵抗体Ｒ４との接続点（中点）ｂは、同コンパレータＣＰの反転入力端子に接続されている。
【００３１】
前記コンパレータＣＰ、４端子ブリッジ回路Ｂとにより検出回路２０が構成されている。
前記検出回路２０のブリッジ回路Ｂを構成する抵抗体Ｒ１，Ｒ４は、磁束の向きが前記軸心Ｏから略半径方向に対し略−４５°の向きになる場合、中点ａの電位は、Ａ０よりも大きいＨレベルとなる（図９参照）。なお、図９において、Ａ０は中点ａの飽和出力の１／２の電圧レベルを示している。
【００３２】
又、磁束の向きが前記略半径方向に対して略＋４５度の向きになる場合、中点ａの電位はＡ０よりもＬレベルとなる（図９参照）。
なお、本実施形態での検出ポイントＰは移動（回転）中の磁路変更片６ａ，６ｂ，６ｃの回転方向のエッジ部分である。
【００３３】
第２の磁気検知体１４は、第２磁気抵抗素子１４ａと第２バイアスマグネット１４ｂとから構成されている。第２磁気抵抗素子１４ａと第２バイアスマグネット１４ｂとの間の配置関係は前記第１磁気抵抗素子１３ａと第１バイアスマグネット１３ｂとの間の配置関係と同じである。そして、第２磁気抵抗素子１４ａと第２バイアスマグネット１４ｂは、それぞれ前記第１磁気抵抗素子１３ａと第１バイアスマグネット１３ｂに対して、図２において、前記軸心Ｏを中心に時計回り方向に４０度の位置に配設される。
【００３４】
第２磁気抵抗素子１４ａは、前記第１磁気抵抗素子１３ａの４個の抵抗体Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と同一構成及び同様に電気的に接続された抵抗体を４個備えている。これらの抵抗体には、そのため第１磁気抵抗素子１３ａの４個の抵抗体Ｒ１〜Ｒ４と同符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
又、第２磁気抵抗素子１４ａの抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、第１磁気抵抗素子１３ａの場合と同様の４端子ブリッジ回路を構成する。さらに、第２磁気抵抗素子１４ａの抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、コンパレータＣＰとともに、検出回路２０を構成している。この検出回路２０及びブリッジ回路Ｂの作用は前記第１磁気抵抗素子１３ａの場合の検出回路２０と同様に機能（作用）する。
【００３６】
第３の磁気検知体１５は、第３磁気抵抗素子１５ａと第３バイアスマグネット１５ｂとから構成されている。第３磁気抵抗素子１５ａと第３バイアスマグネット１５ｂとの間の配置関係は前記第１磁気抵抗素子１３ａと第１バイアスマグネット１３ｂとの間の配置関係と同じである。そして、第３磁気抵抗素子１５ａと第３バイアスマグネット１５ｂは、それぞれ前記第１磁気抵抗素子１３ａと第１バイアスマグネット１３ｂに対して、図２において、前記軸心Ｏを中心に反時計回り方向に４０度の位置に配設される。
【００３７】
第３磁気抵抗素子１５ａは、前記第１磁気抵抗素子１３ａの４個の抵抗体Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４と同一構成及び同様に配置された抵抗体を４個備えている。これらの抵抗体には、そのため第１磁気抵抗素子１３ａの４個の抵抗体Ｒ１〜Ｒ４と同符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
又、第３磁気抵抗素子１５ａの抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、第１磁気抵抗素子１３ａの場合と同様に４端子ブリッジ回路を構成する。さらに、第３磁気抵抗素子１５ａの抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、コンパレータＣＰとともに、検出回路２０を構成している。この検出回路２０の作用は前記第１磁気抵抗素子１３ａの場合の検出回路２０と同様に機能（作用）する。
【００３９】
そして、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂと磁路変更片６ａ〜６ｃとの相対位置関係において、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂが、図２に示す第３バイアスマグネット１５ｂの位置にあるとき、即ち、軸心ＯからＮ極を通る放射線上（以下、外側方という）に磁路変更片６ａ〜６ｃがある場合には、それらの磁束は略半径方向に対し略−４５°の向きになる。これは、磁路変更片６ａ〜６ｃ、回転板２及び磁路形成凸部８とからなるコ字状の磁路が形成され、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂのＮ極から磁束が磁路変更片６ａ〜６ｃに引き寄せられるからである。その結果、磁束の向きは、磁路変更片６ａ〜６ｃ側、即ち略半径方向に対し略−４５°の向きになる。つまり、磁路変更片６ａ〜６ｃは磁路形成片となる。
【００４０】
従って、この場合には、４端子ブリッジ回路Ｂの中点ａの電圧はＨレベルとなとなる。
又、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂと磁路変更片６ａ〜６ｃとの相対位置関係において、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂが、図２に示す第２バイアスマグネット１４ｂの位置にあるとき、即ち、Ｎ極の外側方に磁路変更片６ａ〜６ｃがない場合には、それら磁束は略半径方向に対して略＋４５度の向きとなる。これは、磁路を形成する磁路変更片６ａ〜６ｃがないため、磁束は引き込まれるものがないからである。その結果、磁束は放射状にのび、磁束の向きは略半径方向に対して略＋４５度の向きとなる。
【００４１】
従って、この場合には４端子ブリッジ回路Ｂの中点ａの電圧はＬレベルの電圧を出力する。
さらに、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂと磁路変更片６ａ〜６ｃとの相対位置関係において、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂが、図２に示す第１バイアスマグネット１３ｂの位置にあって、磁路変更片６ａ〜６ｃがない位置から磁路変更片６ａ〜６ｃの端を通過する時には、図５及び図６に示すようにそれら磁束の向きは略半径方向に対して略＋４５度の向きから略半径方向に対して−４５度の向きに変わる。なお、図５及び図６は模式図である。
【００４２】
従って、この場合には、４端子ブリッジ回路Ｂの中点ａの電圧はＬレベルからＨレベルに立ち上がる電圧を出力する。
さらに、磁路変更片６ａ〜６ｃある位置からその端を通過する時には、それら磁束の向きは略半径方向から略＋４５度の向きに変わる。
【００４３】
従って、この場合には、４端子ブリッジ回路Ｂの中点ａの電圧はＨレベルからＬレベルに立ち下がる電圧を出力する。
このようにして、４端子ブリッジ回路Ｂの中点ａの電位は、Ｈレベル、Ｌレベルとなり、検出回路２０のコンパレータＣＰによって基準電圧（閾値電圧）となる側の中点ｂに基づいて立ち下がりが急峻となる検出信号に波形整形される。
【００４４】
次に、上記のように構成した回転位置センサ１の特徴について説明する。
（１）本実施形態では、回転面の周方向に所定の間隔に磁路変更片６ａ〜６ｃを立設した回転板２と、回転板２に対して所定の向きに配設されたバイアスマグネット１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ（磁石）と、バイアスマグネット１３ｂ，１４ｂ，１５ｂを検出する複数の磁気抵抗素子１３ａ，１４ａ，１５ａ（磁気検知素子）を設けた。そして、各抵抗素子１３ａ，１４ａ，１５ａは、４個の磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４を備え、磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、磁路変更片６ａ〜６ｃの移動によって生ずるバイアスマグネット１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの磁束変化に応じて、磁気抵抗が大きくなる第１の状態と、磁気抵抗が小さくなる第２の状態を交互に繰り返すように配置した。又、磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、２つのグループに区分して、両グループは、磁束変化があったときには、互いに反対の状態となるように略線対称状に配置し、さらに、両グループにそれぞれ属する磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４にてブリッジ回路Ｂを構成するように電気的に接続した。
【００４５】
さらに、磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４を、磁路変更片６ａ〜６ｃの移動によって生ずるバイアスマグネット１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの磁束変化の中心と、磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の両グループの線対称中心線とを一致させるように配置した。
【００４６】
この結果、小さい磁束変化であっても検出ポイントにおいて大きく出力変化するため、温度やその他の状態変化によっても、安定して回転角度の検出がされる。
【００４７】
（２） 本実施形態では、各グループに属する磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の配列方向が、互いに直交するように配置し、各磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４を、その配列方向とは直交するようにジグザグ状に形成した。こうすることにより、最も良好に安定した回転角度検出を行なうことができる。
【００４８】
（３） 本実施形態では、磁束変化の中心を通る直線Ａに対して、磁気抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の配列方向を略４５度に交差するように配置した。
すなわち、磁気抵抗素子１３ａ，１４ａ，１５ａを構成している抵抗体Ｒ１〜Ｒ４は、磁束の向く方向に対して平行に配置されていると、その電流の流れが最も少なくなり、すなわち、抵抗値が最大となる。又、磁束の向きと直交するような配置に抵抗体Ｒ１〜Ｒ４がなった場合には、最も電流が流れやすくなり、抵抗値が最小となる。従って、磁束変化の中心を通る直線Ａに対して、磁気抵抗体の配列方向は略４５度に交差するようにすると、上記の磁束の変化に応じて、その抵抗値は最大値と最小値の範囲を変化する。この結果、最も良好に安定した回転角度検出ができる。
【００４９】
（４） 本実施形態では、磁気抵抗素子を構成している抵抗体Ｒ１〜Ｒ４にて４端子ブリッジ回路Ｂにて構成した。この結果、上記（２）の作用にともなって、（１）の作用効果を実現することができる。
【００５０】
（５） 又、本実施形態では、第１〜第３磁気抵抗素子１３ａ〜１５ａと第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂからなる検知部本体１０を磁路変更片６ａ〜６ｃと磁路形成凸部８との間に位置する空間内に配設した。
【００５１】
従って、第１〜第３バイアスマグネット１３ｂ〜１５ｂが出す磁束に悪影響を与える外側からのノイズをその磁路変更片６ａ〜６ｃにより低減させることができる。さらに、第１〜第３磁気抵抗素子１３ａ〜１５ａは、その外側方を通過する磁路変更片６ａ〜６ｃを正確に検知することができる。
【００５２】
（６） 本実施形態では外部からのノイズを低減させる磁路変更片６ａ〜６ｃは、回転板２と一体に形成されているため、部品点数の増加はなく、組み付け工数も増加することはない。
【００５３】
（７） 又、本実施形態では検知部本体１０を磁路変更片６ａ〜６ｃと磁路形成凸部８との間に位置する空間内に配設したので、回転位置センサが大型化することはない。
【００５４】
尚、実施形態は上記に各実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
○ 前記実施形態では、磁束変化の中心を通る直線Ａに対して、磁気抵抗体の配列方向は略４５度に交差したが、必ずしも略４５度とする必要はなく、例えば、略３０度や、略３５度、略４０度というように他の角度であってもよい。
【００５５】
○ 前記実施形態では、４端子ブリッジ回路にて構成したが、ハーフブリッジにて構成してもよい。この場合、例えば、磁気抵抗体をＲ１，Ｒ２の組合せ、又は、Ｒ３，Ｒ４の組合せにする。
【００５６】
次に、上記した実施の形態から把握できる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、それらの効果とともに以下に記載する。
（１）請求項１乃至請求項３に記載の回転検出センサにおいて、前記回転板の中心部には、磁路形成凸部を磁路形成片と同方向に形成した回転検出センサ。
【００５７】
こうすると、上記実施形態に示す同じ効果を奏する。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜３に記載の発明によれば、小さい磁束変化であっても、検出ポイントにおいて、大きく出力変化が得られ、温度やその他の状態変化によっても安定して角度の検出を行なうことができる。
【００５９】
請求項２の発明によれば、良好に安定した回転角度検出ができる。
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の作用効果に加えて、さらに安定した回転角度検出ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の回転位置センサの要部分解斜視図。
【図２】同じく回転板と磁気検知部材の配置関係を示す平面図。
【図３】同じく回転位置センサの要部断面図。
【図４】は同じく検出回路の電気回路図を示し、（ａ）は磁束が加わっていない場合、（ｂ）は、磁束が特定方向に加わった場合を示している。
【図５】磁路変更片がない位置のときの磁束の方向を示す模式図。
【図６】磁路変更片が通過するときの磁束の方向を示す模式図。
【図７】同じく磁気抵抗体の配置関係を示す説明図。
【図８】（ａ）は磁束の変化中心線が、磁気抵抗体の配列方向の２等分線と一致している場合の説明図、（ｂ）は磁気抵抗体の配列方向の２等分線と磁気抵抗体の配列方向の２等分線と一致していない場合の説明図。
【図９】中点の電圧の出力波形図。
【符号の説明】
１…回転位置センサ、２…回転板、３…磁気検知部材、
４…ステアリングシャフト、６ａ，６ｂ，６ｃ…磁路変更片、
７ａ，７ｂ，７ｃ…空間、８…磁路形成凸部、９…貫通孔、
１０…検知部本体、１３…第１の磁気検知体，１４…第２の磁気検知体，
１５…第３の磁気検知体、１３ａ…第１磁気抵抗素子、
１３ｂ…第１バイアスマグネット、１４ａ…第２磁気抵抗素子、
１４ｂ…第２バイアスマグネット、１５ａ…第３磁気抵抗素子、
１５ｂ…第３バイアスマグネット、２０…検出回路、
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４…抵抗体、Ａ…磁束の変化中心線、Ｂ…ブリッジ回路、ａ，ｂ…中点。
Claims (3)
- 回転面の周方向に所定の間隔に磁路変更片（６ａ〜６ｃ）を立設した回転板（２）と、前記回転板（２）に対して所定の向きに配設された磁石と、該磁石を検出する複数の磁気検知素子とを備え、
前記各磁気検知素子は、複数の磁気抵抗体（Ｒ１〜Ｒ４）を備え、磁気抵抗体（Ｒ１〜Ｒ４）は、前記磁路変更片（６ａ〜６ｃ）の移動によって生ずる前記磁石の磁束変化に応じて、磁気抵抗が大きくなる第１の状態と、磁気抵抗が小さくなる第２の状態を交互に繰り返すように配置され、かつ、前記複数の磁気抵抗体（Ｒ１〜Ｒ４）は、２つのグループに区分されて、両グループは、前記磁束変化があったときには、互いに反対の状態となるように略線対称状に配置され、さらに、両グループにそれぞれ属する磁気抵抗体（Ｒ１〜Ｒ４）にてブリッジ回路を構成するように電気的に接続された回転検出センサにおいて、
前記磁路変更片（６ａ〜６ｃ）の移動によって生ずる前記磁石の磁束変化の中心線と、前記磁気抵抗体（Ｒ１〜Ｒ４）の両グループの線対称中心線とを一致させるように磁気抵抗体（Ｒ１〜Ｒ４）を配置したことを特徴とする回転検出センサ。 - 前記各グループの磁気抵抗体は、各グループに属する磁気抵抗体の配列方向が、互いに直交するように配置されており、各磁気抵抗体は、その配列方向とは直交するようにジグザグ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転検出センサ。
- 前記磁束変化の中心を通る直線に対して、磁気抵抗体の配列方向は略４５度に交差していることを特徴とする請求項２に記載の回転検出センサ。
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