JP4415829B2 - 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１６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１６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とを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。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１７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１７において、先の図１６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１７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、例えば回転検出の対象とするロータ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、前記バイアス磁石を、前記センサチップにおける前記磁気抵抗素子の配設面と対向する部分において磁界強度が選択的に低く設定されてなるものとした。

回転検出装置にあっては上述のように、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を上記磁気抵抗素子の抵抗値の変化として感知する。すなわちこのことは、こうした磁気ベクトルの変化のし易さ、換言すれば磁気ベクトルの振れ易さが、同回転検出装置としてのセンシング感度の向上に大きく寄与することを意味する。この点、バイアス磁石の上記磁気抵抗素子の配設面と対向する部分についてその磁界強度を選択的に低く設定する上記構成によれば、いわば上記磁気ベクトルが変化する面における磁界強度が選択的に低く設定されることとなり、結果として、上記ロータの回転と上記バイアス磁界との協働によって生じる磁気ベクトルの成分が相対的に強化されるようになる。すなわち、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）については必ずしもこれを変更することなく磁気抵抗素子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、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。

また、請求項２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、前記バイアス磁石を、前記センサチップにおける前記磁気抵抗素子の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分において磁界強度が選択的に低く設定されてなるものとした。

上述したように、回転検出装置にあっては、磁気ベクトルの変化のし易さ、換言すれば磁気ベクトルの振れ易さが、同回転検出装置としてのセンシング感度の向上に大きく寄与する。この点、バイアス磁石の上記磁気抵抗素子の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分についてその磁界強度を選択的に低く設定する上記構成によれば、いわば上記磁気ベクトルが変化する面における磁界強度が選択的に低く設定されることとなり、結果として、上記ロータの回転と上記バイアス磁界との協働によって生じる磁気ベクトルの成分が相対的に強化されるようになる。すなわち、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）については必ずしもこれを変更することなく磁気抵抗素子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、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。また、上記構成によれば、バイアス磁石の上記磁気抵抗素子の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分の磁界強度を選択的に低く設定するため、上記磁気抵抗素子の配設面と対向する部分の磁界強度のみが選択的に低く設定される場合に比べて、さらなるセンシング感度の向上を図ることができるようになる。

また、請求項１または２に記載の回転検出装置において、上記磁界強度の設定にあたっては、例えば請求項３に記載の発明によるように、前記バイアス磁石を磁性体粉を含む樹脂材料の成形体として形成されるものであるとき、該成形体内における前記磁性体粉の配向態様の相違を通じて行うこととしている。これにより、こうした成形体としての構造を好適に利用して上記磁界強度の設定を簡易に行うことができるようになる。

なお、上記成形体内における前記磁性体粉の配向態様の相違としては、例えば請求項４に記載の発明によるように、前記磁界強度を低く設定したい部分においてより弱い配向を示すものとすることが有効である。

また、請求項１〜４のいずれかに記載の回転検出装置において、上記磁界強度を選択的に低くする設定は、例えば請求項５に記載の発明によるように、前記ロータと対向する一方の端面から他方の端面にかけて行ったり、あるいは、請求項６に記載の発明によるように、前記ロータと対向する一方の端面から前記磁気抵抗素子を覆う位置にかけて行ったりすることができる。

（発明の原理）
まず、本発明にかかる回転検出装置の実施の形態について説明するに先立ち、本発明の前提となる原理について図１〜図３を参照して説明する。なおここでは、理解を容易とするために、全周にわたってほぼ均一な磁界強度に設定されたバイアス磁石が採用される従来の回転検出装置を例に、そのバイアス磁石の部分を拡大して示している。また、便宜上、これら図１〜図３においても、先の図１６あるいは図１７において示した要素と同一の要素についてはそれぞれ同一の符号を付して示している。

図１は、回転検出装置を構成するセンサチップ及びバイアス磁石についてその斜視構造を拡大して示したものであり、この図１に示されるように、バイアス磁石１３は、同磁石１３の長手方向に直交する方向の断面形状が長方形からなる中空部１４を備えた中空円柱形状に形成されている。この中空部１４には、磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４を有するセンサチップ１１がそのモールド部材１２と共々収容されており、この収容されたセンサチップ１１の上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４に対してバイアス磁石１３からバイアス磁界が付与されることとなる。なお、このバイアス磁石１３は、前記ロータと対向する端面１３ａ側がＮ極、その反対側がＳ極に着磁されている。

図２は、上記バイアス磁石１３の拡大斜視図を用いて、同バイアス磁石１３から発せられる磁界の様子を模式的に示すものである。なお、図２では便宜上、上記中空部１４の長辺側の磁界を８本の実線の矢印で示すとともに、上記中空部１４の短辺側の磁界を２本の実線の矢印で示している。また、以下では、磁界強度の強弱については実線の太さをもって表わすこととするが、この図２に示すバイアス磁石１３は上述のように、全周にわたってその磁界強度がほぼ均一であるため、上記磁界もすべて同じ太さの実線で表わされる。この図２に示されるように、バイアス磁石１３単体では、同磁石１３から発せられる磁界もそのＮ極からＳ極に向かう態様で環状に収束する。ところが、バイアス磁石１３の端面１３ａに対向して前記ロータの歯の部分が通過すると、この歯の部分に上記磁界が引きずられるかたちで磁気ベクトルが生じる。そして、この生じた磁気ベクトルの角度変化が上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４によって抵抗値の変化として感知される。

ところで、こうした回転検出装置では、前記ロータが回転するときに生じる磁気ベクトルの角度変化が上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の抵抗値の変化として感知されるが、図２に示したバイアス磁石１３の場合には、その発せられる磁界の全てが上記磁気ベクトルの生成に寄与することになる。このため、特に、上記中空部１４の長辺側の磁界によって、この生成される磁気ベクトルの振れ角が制限されることともなっている。以下、こうした磁気ベクトルの振れ角の制限について、図３を参照してさらに詳述する。

図３は、上記バイアス磁石１３を前記ロータに対向する端面１３ａ側から見た平面図を用いて、同バイアス磁石１３から発せられる磁界の様子を模式的に示すものである。この図３に示されるように、上記中空部１４の短辺側の部分Ａ１及びＡ２から発せられる磁界は前記ロータの回転の影響を受け易いため、これらの部分Ａ１及びＡ２から発せられる磁界のみに注目すれば、同磁界と前記ロータの回転との協働により生じる磁気ベクトルは振れ易い。すなわち、その振れ角も自ずと大きく確保される。これに対して、同中空部１４の長辺側の部分Ｂ１及びＢ２から発せられる磁界は、前記ロータの回転方向に直交するかたちとなるため、これらの部分Ｂ１及びＢ２から発せられる磁界と前記ロータの回転との協働により生じる磁気ベクトルの成分は、上記部分Ａ１及びＡ２から発せられる磁界との協働により生じる上記磁気ベクトルの振れ易さをいわば阻害するように作用するようになる。換言すれば、上記中空部１４の長辺側の部分Ｂ１及びＢ２から発せられる磁界の磁界強度を低減させることができれば、上記磁気ベクトルとしてその振れ角の拡大が期待できるようになる。

（第１の実施の形態）
図４〜図６は、このような原理のもとに構成したこの発明にかかる回転検出装置の第１の実施の形態を示したものであり、以下、これら図４〜図６を参照して、同実施の形態の回転検出装置の構成について詳述する。なお、回転検出装置としての構造は、基本的に先に述べた従来の回転検出装置と同じであるため、同じ機能を有する要素については同じ符号を用い、その詳細な説明は割愛する。

図４は、図２に対応する図として、本実施の形態の回転検出装置に採用されるバイアス磁石から発せられる磁界の様子を模式的に示すものである。この図４に示すように、バイアス磁石６０は、同磁石６０の長手方向に直交する方向の断面形状が略長方形からなる中空部６１を備えた中空円柱形状に形成されており、その形状は従来のバイアス磁石と何ら変わりない。また、同バイアス磁石６０を構成する材料も従来のバイアス磁石のものと同一である。しかし、同バイアス磁石６０は、前記ロータと対向する端面６０ａから反対側の端面にかけて、中空部６１に収容される上記センサチップ１１（図１）における磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分の磁界強度が選択的に低く設定されているという点で、ほぼ均一な磁界強度に設定される従来のバイアス磁石と異なっている。このため、バイアス磁石６０から発せられる磁界のうち、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分から発せられる磁界は、他の部分から発せられる磁界に比べて細い実線の矢印で表わされる。

図５は、図３に対応する図として、上記バイアス磁石６０を前記ロータに対向する端面６０ａ側から見た平面図を用いて同バイアス磁石１３から発せられる磁界の様子を模式的に示すものである。この図５に示すように、バイアス磁石６０のうち、上記中空部６１の短辺側の部分Ａ１及びＡ２から発せられる磁界に注目すれば、先のバイアス磁石１３（図３）と同様、同磁界と前記ロータの回転との協働により生じる磁気ベクトルは振れ易く、その振れ角も大きく確保される。これに対して、上記バイアス磁石６０のうち、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分、すなわち上記中空部６１の長辺側の部分Ｂ１及びＢ２から発せられる磁界は、先のバイアス磁石１３と異なり、その磁界強度が選択的に低く設定されている。このため、これらの部分Ｂ１及びＢ２から発せられる磁界と前記ロータの回転との協働により生じる磁気ベクトルは、先のバイアス磁石１３に比べて振れ易いものとなり、上記部分Ａ１及びＡ２から発せられる磁界と前記ロータの回転との協働により生じる上記磁気ベクトルの振れ易さをいわば阻害する磁気ベクトルが抑制される。そしてこれにより、バイアス磁石６０から発せられる磁界と前記ロータの回転との協働によって生じる磁気ベクトルの成分は相対的に強化されるようになる。

図６は、上記バイアス磁石６０から発せられる磁界と前記ロータの回転との協働により生じる磁気ベクトルの振れ角について、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４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。なお、同図６に示すエアギャップとは、図１７に示すような回転検出装置として構成した場合の同回転検出装置のロータ対向面と前記ロータとの間の距離を示すものである。この図６から明らかなように、上記バイアス磁石６０を用いた場合の磁気ベクトル振れ角は、ほぼすべてのエアギャップにおいて従来のバイアス磁石を用いた場合のシミュレーション結果を上回る結果となっている。したがって、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分の磁界強度が選択的に低く設定されたバイアス磁石６０を用いることは、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といえる。

次に、上記バイアス磁石６０の製造方法について図７〜図１０を参照して説明する。
バイアス磁石の製造は通常、磁性体粉を含む樹脂材料の成形体を形成し、この成形体を着磁することにより行われる。しかし、バイアス磁石６０は、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分の磁界強度が選択的に低く設定されるものである。このため、以下に示す成形装置では、上記成形体内における磁性体粉の配向態様に相違をもたせ、こうした配向態様の相違を通じて上記磁界強度の設定を行うこととしている。以下、こうした成形工程を可能とする成形装置について詳述する。

図７は、上記成形体を形成する成形装置の平面図を示すものである。同図７に示すように、この成形装置７０は、上記バイアス磁石６０の形状に対応したキャビティ７１を有する成形型７２を備えて構成されている。なお、この成形型７２は非磁性材料により構成されるものである。また、この成形装置７０は、上記部分Ｂ１及びＢ２に相当する部分を除くかたちで上記キャビティ７１を覆う２つの励磁コイル７３を同キャビティ７１の上下にそれぞれ備えて構成されている。

図８は、図７に示すＤ８−Ｄ８線において切断した成形装置７０の断面図を示すものである。この図８に示すように、上記成形型７２は、上型７２ａ及び下型７２ｂにより構成されるものであり、この上型７２ａと下型７２ｂとの間の上記キャビティ７１内に成形体７４が形成される。また、これら上型７２ａ及び下型７２ｂのそれぞれに、上記態様の励磁コイル７３が２つ配設されている。

次に、こうした構成からなる成形装置７０を用いた上記バイアス磁石６０の製造方法について説明する。
すなわち、上記成形装置７０を用いてバイアス磁石６０の製造を行う場合、
（ａ）磁性体粉を含む樹脂材料を上記成形型７２のキャビティ７１内に射出する。なお、この樹脂材料の射出は図示しないスプールを介して行われる。
（ｂ）上記各励磁コイル７３への通電を通じて上記キャビティ７１内に充填された樹脂材料の磁性体粉に対して適宜の磁場を与えて、上記樹脂材料が固化する以前に磁性体粉の配向を制御する。
（ｃ）上記樹脂材料を成形体として固化した後、一旦その全体を脱磁する。
（ｄ）その後、図示しない着磁装置を用いて、前記ロータに対向する側をＮ極、反対側をＳ極に着磁する。
といった工程を経て製造される。

ここで、上記工程（ｂ）についてさらに詳述する。図９は、図７に示すＤ９−Ｄ９線で切断した上記成形装置７０の断面図を用いて、上記磁性体粉の配向が制御される前の同磁性体粉の配向態様を示すものである。また、図１０は、図９に対応する図として、上記磁性体粉の配向が制御された後の同磁性体粉の配向態様を示すものである。なお、これら図９及び図１０では、磁性体粉の配向態様の理解を容易とするため、磁性体粉を拡大して示す。この図９に示すように、上記励磁コイル７３への通電がなされる前の状態では、樹脂材料中に点在する磁性体粉ＭＰの配向は不揃いの状態にある。これに対して、上記各励磁コイル７３への通電がなされて各励磁コイル７３まわりに磁場が形成されると、図１０に示すように、こうした磁場に沿うかたちで磁性体粉ＭＰの配向が制御される。すなわち、磁性体粉ＭＰの配向は、各励磁コイル７３の方向を向くかたちで実現される。このため、上記成形装置７０により形成される成形体は、上記部分Ｂ１及びＢ２に相当する部分の磁性体粉ＭＰの配向度合いが低く形成され、同成形体内における磁性体粉ＭＰの配向態様に相違をもつものとなる。そして、こうした磁性体粉の配向態様の相違をもつ成形体が、上記工程（ｃ）及び（ｄ）を経て着磁されることにより、先の図４及び図５に示す磁界を発するバイアス磁石６０が製造される。

そして、上記工程（ａ）〜（ｄ）を経て製造されたバイアス磁石６０の中空部６１内に上記センサチップ１１がモールド部材１２（図１）共々収容されて、ケース部材等と一体に組み付けられることで、先の図１７に示す回転検出装置が製造される。

以上説明した第１の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）バイアス磁石６０を、前記ロータと対向する端面６０ａから反対側の端面にかけて、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分（上記部分Ｂ１及びＢ２）の磁界強度が選択的に低く設定されてなるものとした。これにより、いわば上記磁気ベクトルが変化する面における磁界強度が選択的に低く設定されることとなり、結果として、前記ロータの回転と上記バイアス磁石６０から発せられるバイアス磁界との協働によって生じる磁気ベクトルの成分が相対的に強化されるようになる。すなわち、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４とバイアス磁石６０との相対的な位置関係（例えば先に述べたＭ−Ｍ距離）については必ずしもこれを変更することなく磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４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、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。

（２）バイアス磁石６０を磁性体粉を含む樹脂材料の成形体として形成されるものとし、この成形体内における上記磁性体粉の配向態様の相違を通じて、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分の磁界強度を選択的に低く設定することとした。これにより、こうした成形体としての構造を好適に利用して上記磁界強度の設定を簡易に行うことができるようになる。また、従来の磁石材料をそのまま流用することも可能であるため、コストの高騰も抑えられるようになる。

（第２の実施の形態）
図１１は、先に述べた原理のもとに構成したこの発明にかかる回転検出装置の第２の実施の形態を示すものであり、以下、この図１１を参照して、同実施の形態の回転検出装置の構成について詳述する。なお、回転検出装置としての構造は、基本的に先に述べた従来の回転検出装置と同じであるため、同じ機能を有する要素については同じ符号を用い、その詳細な説明は割愛する。

図１１は、図２に対応する図として、本実施の形態の回転検出装置に採用されるバイアス磁石から発せられる磁界の様子を模式的に示すものである。この図１１に示すように、バイアス磁石８０は、同磁石８０の長手方向に直交する方向の断面形状が略長方形からなる中空部８１を備えた中空円柱形状に形成されており、その形状は従来のバイアス磁石と何ら変わりない。また、同バイアス磁石８０を構成する材料も従来のバイアス磁石のものと同一である。しかし、このバイアス磁石８０は、前記ロータと対向する端面８０ａから上記センサチップ１１の磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４を覆う位置にかけて、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分、すなわち上記部分Ｂ１及びＢ２（図３）の磁界強度が選択的に低く設定されている。このため、磁界強度が選択的に低く設定された当該部分から発せられる磁界は、図１１に示すように、他の部分から発せられる磁界に比べて細い実線の矢印で表わされる。

そして、上記バイアス磁石８０のうち、上記中空部８１の短辺側の部分、すなわち上記部分Ａ１及びＡ２（図３）から発せられる磁界に注目すれば、先のバイアス磁石１３（図３）と同様、同磁界と前記ロータの回転との協働により生じる磁気ベクトルは振れ易く、その振れ角も大きく確保される。これに対して、上記バイアス磁石８０のうち、上記端面８０ａから上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４を覆う位置にかけての上記部分Ｂ１及びＢ２から発せられる磁界は、先のバイアス磁石１３と異なり、その磁界強度が選択的に低く設定されている。このため、当該部分から発せられる磁界と前記ロータの回転との協働により生じる磁気ベクトルは、先のバイアス磁石１３に比べて振れ易いものとなり、上記部分Ａ１及びＡ２から発せられる磁界と前記ロータの回転との協働により生じる上記磁気ベクトルの振れ易さをいわば阻害する磁気ベクトルが抑制される。そしてこれにより、バイアス磁石８０から発せられる磁界と前記ロータの回転との協働によって生じる磁気ベクトルの成分は相対的に強化されるようになる。

次に、上記バイアス磁石８０の製造方法について図１２及び図１３を参照して説明する。なお、バイアス磁石８０の製造は、基本的に上記第１の実施の形態で示した工程と同じ工程を経て行われるため、以下、異なる点を中心に説明する。

図１２は、先の図７に対応する図として、上記バイアス磁石８０の成形装置を示すものである。この図１２に示すように、成形装置９０は、バイアス磁石８０の形状に対応したキャビティ９１を有する成形型９２を備えて構成されている。なお、この成形型９２は非磁性材料により構成されるものである。そして、この成形型９２を構成する上型９２ａ（図１３）には、上記部分Ｂ１及びＢ２に相当する部分を除くかたちで上記キャビティ９１を覆う励磁コイル９３が２つ配設されている。これに対して、上記成形型９２を構成する下型９２ｂ（図１３）には、上記キャビティ９１を覆うかたちの励磁コイル９４が配設されている。そして、こうした励磁コイル９３及び９４を通じて上記磁性体粉の配向制御が行われる。

図１３は、図１０に対応する図として、上記磁性体粉の配向が制御された後の同磁性体粉の配向態様を示すものである。この図１３に示すように、上記励磁コイル９３及び９４への通電がなされて各励磁コイル９３及び９４まわりに磁場が形成されると、こうした磁場に沿うかたちで磁性体粉ＭＰの配向が制御される。すなわち、磁性体粉ＭＰの配向は、各励磁コイル９３及び９４の方向を向くかたちで実現される。このため、上記成形装置９０により形成される成形体は、上記バイアス磁石８０の端面８０ａから上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４を覆う位置にかけての上記部分Ｂ１及びＢ２に相当する部分の磁性体粉ＭＰの配向度合いが低く形成され、同成形体内における磁性体粉ＭＰの配向態様に相違をもつものとなる。そして、こうした磁性体粉の配向態様の相違をもつ成形体が先の工程（ｃ）及び（ｄ）を経て着磁されることにより、図１１に示す磁界を発するバイアス磁石８０が製造される。

以上説明した第２の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態の効果（１）及び（２）と同等の効果が得られるほか、以下の効果が得られるようになる。
（３）バイアス磁石８０を、前記ロータと対向する端面８０ａから上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４を覆う位置にかけて、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分（上記部分Ｂ１及びＢ２）の磁界強度が選択的に低く設定されてなるものとした。これにより、前記ロータに対向する端面８０ａから上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４を覆う位置までの部分以外の部分の磁性体粉の配向制御については従来と変わりないかたちで実現されるため、従来の成形型を流用してコストの高騰を抑えることが可能となる。

なお、上記各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。
・上記第１の実施の形態では、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分の磁界強度を低く設定することとしたが、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面と対向する部分の磁界強度のみを選択的に低く設定するようにしてもよい。これにより、図２に対応する図として図１４に示すように、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面に対向する部分から発せられる磁界が他の部分よりも細い実線で模式的に表わされるバイアス磁石１００が実現される。そして、このバイアス磁石１００の上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面と対向する部分から発せられる磁界と前記ロータの回転との協働により生じる磁気ベクトルは、先のバイアス磁石１３（図３）に比べて振れ易いものとなる。このため、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面と対向する部分の磁界強度のみを選択的に低く設定する場合も上記第１の実施の形態に準じた効果を得ることができる。なお、こうしたバイアス磁石１００の製造にあたっては、先の図７に対応する図として図１５に示すような成形装置１１０を用いて行う。すなわち、この成形装置１１０は上記バイアス磁石１００の形状に対応したキャビティ１１１を有する成形型１１２を備えて構成されている。なお、この成形型１１２は非磁性材料により構成されるものである。また、この成形装置１１０は、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面と対向する部分を除くかたちで上記キャビティ１１１を覆う励磁コイル１１３を同キャビティ１１１の上下にそれぞれ備えている。なお、この成形装置１１０を用いて行うバイアス磁石１００の製造方法は、上記第１の実施の形態に示す通りである。また、このように上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面と対向する部分の磁界強度のみを選択的に低く設定することは、上記第２の実施の形態の変形例としても採用することができる。

・上記第１の実施の形態では、この励磁コイル７３を用いて成形体内における磁性体粉の配向を制御することとしたが、永久磁石を用いて行うようにしてもよい。この場合も上記実施の形態と同様、永久磁石から発せられる磁場により上記磁性体粉の配向が制御される。なお、こうした永久磁石は上記第２の実施の形態の変形例としても採用することができる。

・上記各実施の形態では、成形体内における磁性体粉の配向態様の相違を通じて上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分の磁界強度を選択的に低く設定することとしたが、このような磁界強度を設定するにあたって、例えば、消磁（脱磁）を通じて行うようにしてもよい。すなわち、従来と同様の成形装置を用いて、ほぼ均一な磁界強度に設定されたバイアス磁石を成形した後、図示しない消磁器（脱磁器）を用いて、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分の磁界強度を選択的に低く設定する。この場合も、先の図４や図１１に示す磁界を発するバイアス磁石を実現することができる。

・上記各実施の形態では、断面形状が長方形の中空部６１を有するバイアス磁石６０の場合について示したが、他の形状の中空部を有するバイアス磁石であっても同様に本発明は適用することができる。また、バイアス磁石自体も中空円柱形状のものに限らず、他の形状からなるものを採用することができる。

回転検出装置を構成するセンサチップ及びバイアス磁石を拡大して示す斜視図。 上記バイアス磁石から発せられる磁界の様子を模式的に示す斜視図。 上記バイアス磁石から発せられる磁界の様子を模式的に示す平面図。 本発明の第１の実施の形態に用いられるバイアス磁石について同磁石から発せられる磁界の様子を模式的に示す斜視図。 上記バイアス磁石から発せられる磁界の様子を模式的に示す平面図。 上記バイアス磁石を用いた場合のシミュレーション結果を示すグラフ。 上記バイアス磁石の成形装置を示す平面図。 図７に示すＤ８−Ｄ８線に沿って切断した上記成形装置の断面図。 配向制御前の磁性体粉の配向態様を模式的に示す断面図。 配向制御後の磁性体粉の配向態様を模式的に示す断面図。 本発明の第２の実施の形態に用いられるバイアス磁石について同磁石から発せられる磁界の様子を模式的に示す斜視図。 上記バイアス磁石の成形装置を示す平面図。 配向制御後の磁性体粉の配向態様を模式的に示す断面図。 バイアス磁石の変形例について同磁石から発せられる磁界の様子を模式的に示す斜視図。 同変形例のバイアス磁石の成形装置を示す平面図。 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。 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

１，２…磁気抵抗素子対、１１…センサチップ、１２…モールド部材、１３…バイアス磁石、１３ａ…端面、１４…中空部、３０…ケース部材、３１…突起部、４０…樹脂ケース、５０ａ〜５０ｃ…端子導出部材、６０…バイアス磁石、６０ａ…端面、６１…中空部、７０…成形装置、７１…キャビティ、７２…成形型、７２ａ…上型、７２ｂ…下型、７３…励磁コイル、７４…成形体、８０…バイアス磁石、８０ａ…端面、８１…中空部、９０…成形装置、９１…キャビティ、９２…成形型、９２ａ…上型、９２ｂ…下型、９３…励磁コイル、９４…励磁コイル、１００…バイアス磁石、１１０…成形装置、１１１…キャビティ、１１２…成形型、１１３…励磁コイル、ＭＰ…磁性体粉、ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４…磁気抵抗素子、ＲＴ…ロータ、Ｔ１…電源端子、Ｔ２…出力端子、Ｔ３…ＧＮＤ端子。

Claims (6)

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、前記センサチップにおける前記磁気抵抗素子の配設面と対向する部分において磁界強度が選択的に低く設定されてなる
   ことを特徴とする回転検出装置。
2. 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、前記センサチップにおける前記磁気抵抗素子の配設面の表裏のそれぞれと対向する部分において磁界強度が選択的に低く設定されてなる
   ことを特徴とする回転検出装置。
3. 前記バイアス磁石は、磁性体粉を含む樹脂材料の成形体として形成されてなり、該成形体内における前記磁性体粉の配向態様の相違を通じて前記磁界強度の設定がなされてなる
   請求項１または２に記載の回転検出装置。
4. 前記成形体内における前記磁性体粉の配向態様の相違は、前記磁界強度を選択的に低く設定する部分においてより弱い配向を示す態様にて行われてなる
   請求項３に記載の回転検出装置。
5. 前記バイアス磁石は、前記ロータと対向する一方の端面から他方の端面にかけて、前記磁界強度を選択的に低くする設定がなされてなる
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転検出装置。
6. 前記バイアス磁石は、前記ロータと対向する一方の端面から前記磁気抵抗素子を覆う位置にかけて、前記磁界強度を選択的に低くする設定がなされてなる
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転検出装置。

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