JP4232700B2 - 回転検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車載されるエンジンの回転検出や一般機械におけるロータの回転検出に用いられる回転検出装置に関し、特に磁気抵抗素子の抵抗値変化を利用してロータの回転態様を検出する回転検出装置に関するものである。

従来、このように磁気抵抗素子の抵抗値変化を利用して回転検出を行う回転検出装置としては、例えば特許文献１に記載された装置が知られている。図１７に、この特許文献１に記載されている回転検出装置も含めて、例えばエンジンのクランク角センサ等の回転検出装置として従来一般に採用されている回転検出装置の平面構造を示す。

この図１７に示されるように、この回転検出装置は、磁気抵抗素子ＭＲＥ１およびＭＲＥ２からなる磁気抵抗素子対１と磁気抵抗素子ＭＲＥ３およびＭＲＥ４からなる磁気抵抗素子対２と備えるセンサチップ１１が、被検出対象であるロータＲＴと対向するように配設されている。そして、上記センサチップ１１はその処理回路とともに集積回路化され、モールド部材１２により一体にモールドされている。具体的には、上記センサチップ１１は上記モールド部材１２内部で図示しないリードフレームの一端に搭載され、その他端から電源端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、およびＧＮＤ（接地）端子Ｔ３といった各端子が引き出される構造となっている。また、上記センサチップ１１の近傍には、モールド部材１２を囲繞するように、上記磁気抵抗素子対１および２にバイアス磁界を付与するバイアス磁石１３が配設されている。そして、このバイアス磁石１３は、その長手方向に中空部１４を備える中空円柱形状からなり、この中空部１４に上記モールド部材１２が収容されて所定の位置で接着剤等により固定されている。

こうした構成からなる回転検出装置では、上記ロータＲＴが回転するときに上記バイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化が上記各磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の抵抗値変化として感知され、その対応する電気信号が上記センサチップ１１から出力される。すなわちこの回転検出装置では、ハーフブリッジ回路を構成する磁気抵抗素子対１の磁気抵抗素子ＭＲＥ１およびＭＲＥ２と、同じくハーフブリッジ回路を構成する磁気抵抗素子対２の磁気抵抗素子ＭＲＥ３およびＭＲＥ４との各中点電位の変化が上記処理回路に与えられて、差動増幅、２値化などの各種処理が施された後、上記出力端子Ｔ２から取り出される。

また、こうしてロータの回転態様を検出する回転検出装置の実用に際しては一般に、上記センサチップ１１等をモールドしたモールド部材１２とバイアス磁石１３とを適宜のケース部材に収容し、さらにこのケース部材共々、上記各端子Ｔ１〜Ｔ３等を保護する樹脂ケースに同装置全体を納めた状態でエンジン等に搭載される。図１８に、このような構造を有してエンジン等に搭載される回転検出装置についてその一例を示す。なお、この図１８において、先の図１７に示した各要素と機能的に同一の要素については、便宜上、それぞれ同一の符号を付して示している。

同図１８に示されるように、このような回転検出装置では、モールド部材１２およびバイアス磁石１３が有底筒状のケース部材３０に収容されるとともに、それらがさらに電子制御装置等とのワイヤリングによる接続コネクタとしても機能する樹脂ケース４０と一体に成形されてエンジン等に装着される。また、上記各端子Ｔ１〜Ｔ３は、樹脂ケース４０内に一体に設けられて上記コネクタとしての端子をも兼ねる端子導出部材５０ａ〜５０ｃにそれぞれ電気的に接続されている。そして、この回転検出装置では、上記ケース部材３０の内側底面に上記バイアス磁石１３の先端部が当接されるとともに、この内側底面に形成された突起部３１に上記センサチップ１１が内蔵されたモールド部材１２の先端部が当接されることにより、磁気抵抗素子対１および２とバイアス磁石１３との距離であるＭ（ＭＲＥ）−Ｍ（Ｍａｇｎｅｔ）距離が決定される。すなわちこの回転検出装置においては、上記ケース部材３０の内側底面に設けられた上記突起部３１の突出長を通じてロータＲＴとの関係も含めた上記磁気ベクトルの振れ角、換言すれば当該回転検出装置としてのセンシング感度の最適化が図られるようになっている。
特開平７−３３３２３６号公報

ところで、このような回転検出装置にあっては、上記Ｍ−Ｍ距離をもって当該回転検出装置としてのセンシング感度たる磁気ベクトルの振れ角を調整することができるとはいえ、その調整には上述のように、上記ケース部材３０に設けられる突起部３１の突出長を変更する必要がある。したがって、例えば回転検出の態様とするロータＲＴの形状が変更されるなどに起因して上記Ｍ−Ｍ距離の変更が余儀なくされる場合には、上記ケース部材３０そのものの変更も余儀なくされるなど、同ケース部材３０としての品番の増加、ひいてはそれらケース部材３０を成形するための金型の増加等も避け得ないものとなっている。また、そもそも、上記Ｍ−Ｍ距離の変更のみで磁気ベクトルの振れ角を調整すること自体、設計の自由度が低く、その調整範囲にも自ずと限界をきたしているのが実情である。

本発明は、こうした実情に鑑みなされたものであって、その目的は、バイアス磁石の中空部に磁気抵抗素子を有するセンサチップが挿入されるかたちで磁気抵抗素子とバイアス磁石とが位置決めされる構造を採りながら、より容易にそのセンシング感度の向上を図ることのできる回転検出装置を提供することにある。

こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、磁気抵抗素子を備えるセンサチップと該センサチップの周囲を囲繞する態様で配されて前記磁気抵抗素子にバイアス磁界を付与するバイアス磁石とが一体に組み付けられてなり、前記センサチップの近傍にて磁性体ロータが回転するときに前記バイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化を前記磁気抵抗素子の抵抗値の変化として感知して前記ロータの回転態様を検出する回転検出装置として、前記バイアス磁石が、前記センサチップが収容される中空部の内側壁に形成された溝を有し、この溝を通じて前記磁気抵抗素子に作用する磁気ベクトルの振れ角を拡大するようにしている。

発明者による実験の結果、センサチップが収容されるバイアス磁石中空部の内側壁に形成された溝に応じてロータの回転に伴う上記磁気ベクトルの振れ角が変化し、しかも同溝の形状によっては、こうした磁気ベクトルの振れ角、すなわち当該回転検出装置としてのセンシング感度の大幅な改善が図られることが確認されている。したがって、回転検出装置としてのこのような構成によれば、上記磁気抵抗素子とバイアス磁石との相対的な位置関係（例えば先に述べたＭ−Ｍ距離）についてはこれを必ずしも変更することなく、上記中空部の内側壁に形成された溝をもって磁気抵抗素子に作用する磁気ベクトルの振れ角を拡大することが可能となり、ひいてはこうした磁気ベクトルの振れ角の拡大に基づいて、当該回転検出装置としてのセンシング感度の向上も容易に実現されるようになる。しかも、基本的には、上記バイアス磁石中空部の内側壁に形成された溝を通じてこのような磁気ベクトルの振れ角が拡大可能であることから、その設計にかかる自由度も大幅に向上されるようになる。

そして、この溝としては、例えば請求項２に記載の発明によるように、前記バイアス磁石の中空部が前記センサチップの断面形状に対応した略長方形状にて形成されているとするとき、同中空部の前記センサチップにおける磁気抵抗素子の配設面と平行に対向する各長辺側の内側壁に対し、当該バイアス磁石の長手方向に延伸される態様で溝を設けることが有効であり、しかもこの場合には、請求項３に記載の発明によるように、この溝を、前記各長辺側の内側壁の中心部に形成することで、上記磁気ベクトルの振れ角の対称性を維持しつつ、その調整、すなわち拡大を図ることも容易となる。

なお、上述した溝の形状については、例えば請求項４に記載の発明によるように、
（イ）その断面形状が、溝底部を頂点とする三角形状からなるもの。
あるいは、請求項５に記載の発明によるように、
（ロ）その断面形状が、溝底部を円弧とする半円形状からなるもの。
等々を採用することができる。

これら三角形状や半円形状からなる溝を採用することにより、金型を用いてバイアス磁石を成形する際、その金型内における磁石材料の流動性が上記溝によって阻害され難くなる。このため、他の形状の溝を採用する場合に比べて、バイアス磁石としてより均質なものを成形することができるようになる。また、これらの溝形状を採用することで、上記磁気ベクトルの振れ角調整もより容易かつ的確に実現されることが、同様に発明者による実験により確認されている。

以下、本発明にかかる回転検出装置を具体化した一実施の形態について、図１〜図１２を参照して説明する。
図１は、本実施の形態の回転検出装置の全体構成を示すものである。この図１に示されるように、この回転検出装置も、例えば先の図１７に示す態様で磁気抵抗素子対１および２が配設されたセンサチップ１１を内蔵するモールド部材１２、そして上記磁気抵抗素子対１および２にバイアス磁界を付与するバイアス磁石１５が突起部３１を有する有底筒状のケース部材３０に収容されている。また、このケース部材３０はさらに、電子制御装置等とのワイヤリングによる接続コネクタとしても機能するように成形された樹脂ケース４０に一体に組み込まれている。一方、前述した各端子Ｔ１〜Ｔ３も、樹脂ケース４０内に一体に設けられて上記コネクタとしての端子をも兼ねる端子導出部材５０ａ〜５０ｃにそれぞれ電気的に接続されている。ただし、この実施の形態にあっては、図２に別途、その正面構造を示すように、上記バイアス磁石１５は、上記センサチップ１１が収容される中空部１６のうち、上記センサチップ１１における磁気抵抗素子対１および２の配設面と平行に対向する各長辺側の内側壁の中心部に三角溝１７が形成されている。この三角溝１７は、その断面形状が溝底部を頂点とする三角形状に形成され、図１からも明らかなように、上記バイアス磁石１５の長手方向全体に延伸されている。

図３は、このようなバイアス磁石１５を図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断した場合の該磁石１５の断面斜視構造を示したものであり、同バイアス磁石１５に形成された上記三角溝１７をはじめとする中空部１６の内部形状は、この図３に示される通りのものとなっている。

次に、バイアス磁石１５の上記中空部１６に三角溝１７を形成したことによって変化する前記磁気ベクトルの振れ角について発明者が実施したシミュレーションの結果について説明する。

なお、各シミュレーションの内容は次の通りである。すなわち、第１のシミュレーションとしては、上記三角溝１７の形成されたバイアス磁石１５において、先のＭ−Ｍ距離を変更した場合の前記磁気ベクトルの振れ角について解析を行った。また、第２のシミュレーションとしては、上記三角溝１７の溝形状を変化させた場合の前記磁気ベクトルの振れ角について解析を行った。さらに、第３のシミュレーションとしては、上記三角溝１７の長さを変更した場合の前記磁気ベクトルの振れ角について解析を行った。以下、これらシミュレーションの別に、その条件、並びに結果等について詳述する。

（第１のシミュレーション）
まず、上記第１のシミュレーションの解析条件について説明する。図４（ａ）に示すように、この解析に用いるバイアス磁石１５としては、その長さが「１３．５ｍｍ」、横幅が「１０．０ｍｍ」、縦幅が「９．０ｍｍ」の大きさからなり、これに横幅が「６．５ｍｍ」、縦幅が「２．６ｍｍ」の大きさからなる中空部１６が形成されたものを使用した。また、この中空部１６に形成される三角溝１７としては、図４（ｂ）に示されるように、溝の幅（底辺の幅）Ｘが２．０ｍｍ、溝の深さＺが０．８ｍｍの大きさからなるものを採用した。そして、このようなバイアス磁石１５のもと、前記磁気ベクトルの振れ角を算出するために必要な磁気ベクトルの開き角度を解析する解析点としては、実際に上記磁気抵抗素子対１および２が配置される位置に対応した解析点ＡおよびＢの２点とし、これら解析点ＡおよびＢとバイアス磁石１５のロータ対向面１５ａとの距離、すなわちＭ−Ｍ距離を変更して、各Ｍ−Ｍ距離ごとにいかなる磁気ベクトルの振れ角を示すかについて解析することとした。

一方、この解析に際して用いるロータＲＴとしては、図５に示す形状からなるものを用いた。そして、ロータＲＴの外周に形成された山部分のＭ点、及び谷部分のＣ点それぞれが同ロータＲＴの回転時に上記回転検出装置と対向する際の上記解析点Ａ及びＢにおける磁気ベクトルの開き角度を解析した。そして、回転検出装置がＭ点と対向する際の上記解析点ＡおよびＢにおける磁気ベクトルの開き角度と、同回転検出装置がＣ点と対向する際の解析点ＡおよびＢにおける磁気ベクトルの開き角度との角度差に基づき磁気ベクトルの振れ角を算出することとした。なお、この図５に示すように、回転検出装置のロータ対向面とロータＲＴの山部分との間の距離、すなわちエアギャップＡＧは「０．５ｍｍ」としている。

図７は、この第１のシミュレーションの結果を示すものである。このうち、図７（ａ）は溝が形成されていないもののシミュレーション結果を示し、図７（ｂ）は上記三角溝１７が形成されているもののシミュレーション結果を示している。

これら図７（ａ）および（ｂ）から明らかなように、各Ｍ−Ｍ距離において、三角溝１７が形成されているものは、溝の形成されていないものに比べて、磁気感度は低下しているものの、磁気ベクトルの振れ角は上回る結果となっている。ちなみに、こうして磁気強度が低下している要因としては、溝が形成されていないバイアス磁石に比べて三角溝１７が形成されたバイアス磁石１５は、その三角溝１７の分だけ磁石としての体積が低下したことによるものと考えられる。一方、前記磁気ベクトルの振れ角が拡大した要因としては、こうした磁気強度の低下によって磁気ベクトルの振れ易さが向上したためと考えられる。なお、こうして三角溝１７が形成されたことによって、バイアス磁石自体からの磁束（磁界）の発生態様が変化していることもその要因の１つと考えられる。すなわち、図６（ａ）に示すように、先の図１８に例示した装置に設けられている溝の形成されていないバイアス磁石１３では、ロータの回転方向における磁束密度（同図６（ａ）の実線の矢印）が同方向に直交する方向の磁束密度（同図６（ａ）の白抜き矢印）に比べて相対的に低くなる。これに対し、上記三角溝１７が形成されたバイアス磁石１５では、図６（ｂ）に示すように、ロータの回転方向における磁束密度（同図６（ｂ）の白抜き矢印）がこれと直交する方向の磁束密度に比べて相対的に高くなり、その結果として、前記磁気ベクトルの振れ角が拡大されることにつながっているとも推定される。

また、図７（ａ）および（ｂ）のそれぞれ破線にて囲んだ領域の値を比較して明らかなように、上記Ｍ点での磁界強度は、溝のないものでそのＭ−Ｍ距離が「１．３ｍｍ」のときの値「−１４．０ｍＴ」と三角溝１７の設けられたもののＭ−Ｍ距離が「１．４ｍｍ」のときの値「−１３．９ｍＴ」とでほぼ同じ強度となる。しかし、この場合であれ、上記磁気ベクトルの振れ角は、溝のないものの「２４．３ｄｅｇ」に対して、三角溝１７の設けられたものでは「２８．０ｄｅｇ」と、いわばＭ−Ｍ距離による影響を超えて向上される結果となっていることも見逃せない。

一方、図７（ｃ）は、図７（ａ）および（ｂ）で求めた磁気強度に対して、上記磁気抵抗素子対１および２の感度を考慮したシミュレーション結果を示したものである。この図７（ｃ）のシミュレーション結果を図８にグラフとして示す。この図８に示されるように、溝が形成されていないものの磁気ベクトルの振れ角に比べて上記三角溝１７が形成されているものの磁気ベクトルの振れ角は、全てのＭ−Ｍ距離において拡大している。例えば図７（ｃ）の破線で囲んだ領域に対応するＭ−Ｍ距離「１．３ｍｍ」では、上記三角溝１７が形成されているものの磁気ベクトルの振れ角は、溝が形成されていないものに比べて「１．３５」倍程度拡大している。

このように、上記中空部１６に三角溝１７を形成することは、磁気ベクトルの振れ角を拡大させるうえで極めて有効であることが確認されている。
（第２のシミュレーション）
次に、第２のシミュレーションについて説明する。ここでは、上記中空部１６に形成する三角溝１７についてその幅Ｘ、深さＺをそれぞれ変更した場合の前記磁気ベクトルの振れ角について解析を行った。なお、バイアス磁石１５の他の形状は、先の第１のシミュレーションと同じとした。

図９は、この第２のシミュレーションで解析対象とした三角溝１７の形状を示すものである。同図９に示されるように、この第２のシミュレーションでは、
・溝の幅Ｘがそれぞれ「０．５ｍｍ」、「１．０ｍｍ」、「１．５ｍｍ」で、溝の深さＺが「０．５ｍｍ」からなる三角溝１７を採用した試料Ｓ１〜Ｓ３。
・溝の幅Ｘが「１．０ｍｍ」で、溝の深さＺが「１．０ｍｍ」、「１．５ｍｍ」からなる三角溝１７を採用した試料Ｓ４，Ｓ５。
といった５つの試料についてそれぞれ解析を行った。なお、この第２のシミュレーションでは、上記エアギャップＡＧが「０．５ｍｍ」、「１．０ｍｍ」、「１．５ｍｍ」といった３種の場合についてそれぞれ解析を行うこととする。ただし、ロータＲＴの形状は、上記第１のシミュレーションのものと同じものを使用している。また、上記Ｍ−Ｍ距離は、「１．３ｍｍ」に固定して解析を行っている。

図１０は、この第２のシミュレーションの結果を示すグラフである。この図１０では、上記試料Ｓ１〜Ｓ５の磁気ベクトルの振れ角を示すとともに、溝が形成されていないものの磁気ベクトルの振れ角についても、比較のために併せて図示している。この図１０に示される試料Ｓ１〜Ｓ３についてのシミュレーション結果から明らかなように、三角溝１７の幅Ｘを広げるほど磁気ベクトルの振れ角は増加する。また、同じく試料Ｓ２、Ｓ４、およびＳ５についてのシミュレーション結果から明らかなように、三角溝１７の深さＺを大きくすることによっても磁気ベクトルの振れ角は増加する。なお、これら試料Ｓ１〜Ｓ５のシミュレーション結果を示す各グラフ間に付記している角度は、エアギャップＡＧが「１．５ｍｍ」のときの溝が形成されていないバイアス磁石の磁気ベクトルの振れ角に対して、同じくエアギャップＡＧが「１．５ｍｍ」のときの上記各試料Ｓ１〜Ｓ５の磁気ベクトルの振れ角がどれだけ拡大されているかを示す値である。この値からも明らかなように、上記試料Ｓ１〜Ｓ５に関する限り、三角溝１７の幅Ｘと深さＺとでは、深さＺを大きく（深く）する方が、磁気ベクトルの振れ角の拡大により有効であることがわかる。

（第３のシミュレーション）
次に、第３のシミュレーションについて説明する。ここでは、図１１に例示するように、三角溝１７をバイアス磁石１５の長手方向全体に形成するのではなく、その三角溝１７の長さＬを変更した場合の前記磁気ベクトルの振れ角について解析を行った。なお、バイアス磁石１５の他の形状は、先の第１のシミュレーションと同じとし、上記エアギャップＡＧが「０．５ｍｍ」、「１．０ｍｍ」、「１．５ｍｍ」の３種の場合についてそれぞれ解析を行った。またここでも、解析に使用するロータＲＴの形状は先の第１のシミュレーションと同じものを使用し、上記Ｍ−Ｍ距離も「１．３ｍｍ」に固定して解析を行っている。

図１２は、この第３のシミュレーションの結果を示すものである。この図１２から明らかなように、エアギャップＡＧが「０．５ｍｍ」、「１．０ｍｍ」、「１．５ｍｍ」のいずれの場合においても、溝が形成されていないバイアス磁石（試料Ｕ１）に比べて、長さＬの三角溝１７を設けることにより磁気ベクトルの振れ角は増加する（試料Ｕ２〜Ｕ５）。ただし、この三角溝１７の長さＬがある程度の長さとなって以降、すなわち具体的には、試料Ｕ３の「６．７ｍｍ」よりも長くなって以降は、磁気ベクトルの振れ角に大きな変化はみられなくなる。このことから、上記中空部１６に三角溝１７を形成して前記磁気ベクトルの振れ角を拡大させるにあたっては、上記バイアス磁石１５のロータ対向面１５ａ側からある程度の長さの三角溝１７を形成すれば十分であることが分かる。

また、この第３のシミュレーションにおいては、上記中空部１６の長辺側の内側壁のいずれか一方にのみ三角溝１７を形成した場合についても併せて解析を行った。すなわち、図１２に試料Ｕ６として示されるように、上記中空部１６の長辺側の内側壁のいずれか一方にのみ三角溝１７を形成した場合、長辺側の内側壁それぞれに三角溝１７を形成した場合と比べて磁気ベクトルの振れ角が拡大される度合いは低いものの、従来の溝が形成されていないバイアス磁石１５（試料Ｕ１）に比べれば、磁気ベクトルの振れ角は拡大されている。こうした結果からも明らかなように、上記中空部１６に三角溝１７を形成して磁気ベクトルの振れ角を拡大するにあたっては、上記中空部１６の内側壁の片側のみに該三角溝１７を形成する構造も有効である。

これら第１〜第３のシミュレーションの結果を以下に総括する。
（ａ）バイアス磁石１５の中空部１６に三角溝１７を形成することによって磁気ベクトルの振れ角が拡大される。
（ｂ）三角溝１７の幅Ｘが大きいほど磁気ベクトルの振れ角が拡大される。
（ｃ）三角溝１７の深さＺが深いほど磁気ベクトルの振れ角が拡大される。
（ｄ）三角溝１７の幅Ｘと深さＺとでは、深さＺを大きく（深く）する方が磁気ベクトルの振れ角の拡大にはより有効である。
（ｅ）三角溝１７は、バイアス磁石１５のロータ対向面１５ａからある程度の長さがあれば十分であり、必ずしもその全長にわたって形成されている必要はない。
（ｆ）上記中空部１６の内側壁の片側のみに上記三角溝１７を形成することによっても磁気ベクトルの振れ角が拡大される。

したがって、少なくとも上記（ａ）〜（ｄ）の構造を採用する上記実施の形態によれば、以下に列記する効果が得られるようになる。
（１）上記磁気抵抗素子対１および２とバイアス磁石１５との相対的な位置関係（例えば先に述べたＭ−Ｍ距離）についてはこれを必ずしも変更することなく、上記中空部１６に形成された三角溝１７をもって磁気抵抗素子対１および２に作用する磁気ベクトルの振れ角を調整することが可能となり、ひいてはこうした磁気ベクトルの振れ角の拡大に基づいて、当該回転検出装置としてのセンシング感度の向上も容易に実現されるようになる。しかも、基本的には、上記中空部１６の三角溝１７を通じてこのような磁気ベクトルの振れ角が調整可能であることから、その設計にかかる自由度も大幅に向上されるようになる。

（２）上記中空部１６の長辺側の内側壁の中心部に三角溝１７を形成することとしたため、上記磁気ベクトルの振れ角の対称性を維持しつつ、その調整、すなわち拡大を図ることも容易となる。

（３）上記中空部１６に形成する溝としてその断面形状が三角形状からなる三角溝１７を採用したため、金型を用いてバイアス磁石１５を成形する際、その金型内における磁石材料の流動性が上記三角溝１７によって阻害され難くなる。したがって、他の形状の溝を採用する場合に比べて、バイアス磁石としてより均質なものを成形することができるようになる。

なお、上記実施の形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、上記三角溝１７をバイアス磁石１５の長手方向全体にわたって形成したが、シミュレーション結果について総括した上記（ｅ）の内容に鑑みれば、同三角溝１７は、バイアス磁石１５のロータ対向面１５ａからある程度の長さ（上記の例では「６．７ｍｍ」）をもって形成される構造としてもよい。

・同じくシミュレーション結果について総括した上記（ｆ）の内容に鑑みれば、上記三角溝１７は、バイアス磁石１５の中空部１６を構成する内側壁の片側のみに形成される構造としてもよい。

・上記実施の形態では、上記中空部１６に三角溝１７が形成されたバイアス磁石１５について示したが、この三角溝１７に代えて、例えば先の図３に対応する図として図１３に示すように、溝底部を円弧状とした半円溝１８が形成されたバイアス磁石１９を採用することもできる。また同様に、同じく先の図３に対応する図として図１４に示すように、溝底部を矩形とした矩形溝２０が形成されたバイアス磁石２１を採用することもできる。これら半円溝１８を採用したバイアス磁石１９、あるいは矩形溝２０を採用したバイアス磁石２１の磁気ベクトルの振れ角について、その解析結果を図１５を参照して説明する。この図１５に示されるように、半円溝１８が形成されたもの（試料Ｖ１）の磁気ベクトルの振れ角も、溝が形成されていないもの（図１２の試料Ｕ１）の磁気ベクトルの振れ角よりも拡大されている。しかもその拡大の度合いは、同じ幅Ｘ、深さＺおよび長さＬからなる三角溝１７を形成したもの（試料Ｖ４）よりも大きい。したがって、半円溝１８を形成することにより、上記三角溝１７と同等もしくはそれ以上に磁気ベクトルの振れ角の拡大を図ることが可能であり、ひいてはセンシング感度のさらなる向上を図ることができるようになる。また、この半円溝１８を採用した場合も、上記三角溝１７を採用した場合と同様、バイアス磁石を成形する際の磁石材料の流動性が阻害され難いという点で有効である。一方、上記矩形溝２０が形成されたもの（試料Ｖ２およびＶ３）の磁気ベクトルの振れ角も、溝が形成されていないもの（図１２の試料Ｕ１）の磁気ベクトルの振れ角よりも拡大されている。そしてこの場合には、特にその溝の深さＺを他の溝と同等もしくは大きく設定することにより、該磁気ベクトルの振れ角の拡大度合いも上記三角溝１７や半円溝１８が形成されたものに比べて大きくなることが同図１５に示す解析結果から明らかである。したがって、溝の形状としては、上記三角溝に限らず、これら半円溝１８や矩形溝２０等も適宜採用することができる。なお、これら半円溝１８や矩形溝２０に関しても、上記第１〜第３のシミュレーション結果について総括した上記（ａ）〜（ｆ）の内容がそれらに準ずるかたちで適用されることが発明者によって確認されている。

・上記実施の形態では、上記中空部１６の長辺側の内側壁それぞれに三角溝１７が１つ形成されたバイアス磁石１５について示したが、例えば図１６に示すように、その長辺側の内側壁それぞれに複数、例えば３つの三角溝２２が形成されたバイアス磁石２３なども採用可能である。この場合も、上記実施の形態に準じた作用効果が得られることが発明者により確認されている。

・上記実施の形態では、上記中空部１６の長辺側の内側壁の中心部に三角溝１７を形成することとしたが、この三角溝１７が形成される位置は上記中空部１６内であれば他の位置に形成してもよい。この場合、磁気ベクトルの振れ角の対称性を維持することはできないものの、磁気ベクトルの振れ角の調整、すなわち拡大を図ることは上記実施の形態と同様、容易に行うことができる。

本発明にかかる回転検出装置の一実施の形態についてその全体構造を示す断面図。 同実施の形態の回転検出装置に使用されるバイアス磁石の正面構造を示す平面図。 図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断した場合の上記バイアス磁石の断面斜視構造を示す斜視図。 （ａ）は、第１のシミュレーションに使用されるバイアス磁石の平面並びに側面構造を示す平面および側面図。（ｂ）は、同第１のシミュレーションに使用されるバイアス磁石の三角溝の形状を模式的に示す図。 第１のシミュレーションでの解析態様を示す略図。 （ａ）は溝の形成されていないバイアス磁石の磁束の発生態様を示す図。（ｂ）は三角溝の形成されたバイアス磁石の磁束の発生態様を示す図。 （ａ）〜（ｃ）は、第１のシミュレーションの結果を総括して示す図。 第１のシミュレーションの結果の一部をグラフとして示す図。 第２のシミュレーションにて解析対象とする三角溝の各種形状を示す図。 第２のシミュレーションの結果を総括して示すグラフ。 第３のシミュレーションにて解析対象とするバイアス磁石の断面斜視構造を示す斜視図。 第３のシミュレーションの結果を総括して示す図。 同実施の形態の変形例についてバイアス磁石の断面斜視構造を示す斜視図。 同実施の形態の他の変形例についてバイアス磁石の断面斜視構造を示す斜視図。 上記各変形例における磁気ベクトルの振れ角のシミュレーション結果を総括して示す図。 同実施の形態のさらに他の変形例についてバイアス磁石の平面構造を示す正面図。 従来の回転検出装置によるロータの回転検出の態様を示す平面図。 従来の回転検出装置の実用モデルの一例についてその全体構造を示す断面図。

符号の説明

ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４…磁気抵抗素子、Ｔ１…給電端子、Ｔ２…出力端子、Ｔ３…接地（ＧＮＤ）端子、１，２…磁気抵抗素子対、１１…センサチップ、１２…モールド部材、１５…バイアス磁石、１５ａ…ロータ対向面、１６…中空部、１７…三角溝、１８…半円溝、１９…バイアス磁石、２０…矩形溝、２１…バイアス磁石、２２…三角溝、２３…バイアス磁石、３０…ケース部材、３１…突起部、４０…樹脂ケース、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ…端子導出部材。

Claims (5)

1. 磁気抵抗素子を備えるセンサチップと該センサチップの周囲を囲繞する態様で配されて前記磁気抵抗素子にバイアス磁界を付与するバイアス磁石とが一体に組み付けられてなり、前記センサチップの近傍にて磁性体ロータが回転するときに前記バイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化を前記磁気抵抗素子の抵抗値の変化として感知して前記ロータの回転態様を検出する回転検出装置において、
   前記バイアス磁石は、前記センサチップが収容される中空部の内側壁に形成された溝を有し、この溝を通じて前記磁気抵抗素子に作用する磁気ベクトルの振れ角を拡大する
   ことを特徴とする回転検出装置。
2. 前記バイアス磁石の中空部は、前記センサチップの断面形状に対応した略長方形状にて形成されてなり、前記溝は、同中空部の前記センサチップにおける磁気抵抗素子の配設面と平行に対向する各長辺側の内側壁に対して当該バイアス磁石の長手方向に延伸される態様で設けられてなる
   請求項１に記載の回転検出装置。
3. 前記溝は、前記各長辺側の内側壁の中心部に形成されてなる
   請求項２に記載の回転検出装置。
4. 前記溝は、その断面形状が溝底部を頂点とする三角形状に形成されてなる
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転検出装置。
5. 前記溝は、その断面形状が溝底部を円弧とする半円形状に形成されてなる
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転検出装置。

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