JP5218491B2 - 回転角度検出装置 - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る回転角度検出装置の概略構成を示す平面図である。図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。図3は、磁気検出部、演算部、及び、算出部の電気的な接続を示すブロック図である。図4は、図1に示すセンサチップと磁石回転子の中心との関係を示す平面図である。以下においては、後述する磁石回転子10の回転する方向を回転方向、半導体基板31の厚さに沿う方向を厚さ方向、該厚さ方向と回転方向とに交差し、且つ、磁石回転子10の中心Oを通る方向を法線方向と示す。
20・・・界磁巻線
30・・・センサチップ
31・・・半導体基板
32・・・磁気検出部
33・・・第1磁気検出部
34・・・第2磁気検出部
35・・・第1法線成分検出部
36・・・第1回転成分検出部
37・・・第2法線成分検出部
38・・・第2回転成分検出部
100・・・回転角度検出装置
Claims (13)
- 磁石と共に、回転軸に取り付け固定された、少なくとも1つの磁極対を有する磁石回転子と、
磁気を検出する磁気検出部が1つの半導体基板に形成されて成るセンサチップと、を備え、
前記回転軸と前記センサチップとが、前記回転軸を回転させる磁界中に配置され、前記磁気検出部から出力される電気信号に基づいて、前記磁石回転子の回転角度を検出する回転角度検出装置であって、
前記磁気検出部は、前記磁石回転子の回転方向に、所定の位相差だけ離れて設けられた第1磁気検出部と第2磁気検出部と、を有し、
前記第1磁気検出部は、前記磁石回転子の中心を通り、前記回転方向に対して交差する法線方向に沿う磁界を主として検出する第1法線成分検出部と、前記回転方向に沿う磁界を主として検出する第1回転成分検出部と、を有し、
前記第2磁気検出部は、前記法線方向に沿う磁界を主として検出する第2法線成分検出部と、前記回転方向に沿う磁界を主として検出する第2回転成分検出部と、を有し、
前記位相差は、前記第1法線成分検出部の出力信号と、前記第2法線成分検出部の出力信号との差分を、前記位相差で割った値が、前記センサチップ周囲の磁界の法線方向に沿う成分を、前記回転方向に微分した値と近似でき、且つ、前記第1回転成分検出部の出力信号と、前記第2回転成分検出部の出力信号との差分を、前記位相差で割った値が、前記センサチップ周囲の磁界の回転方向に沿う成分を、前記回転方向に微分した値と近似できる値となっており、
前記位相差をΔθ、前記第1法線成分検出部の出力信号をS1、前記第2法線成分検出部の出力信号をS2、前記第1回転成分検出部の出力信号をC1、前記第2回転成分検出部の出力信号C2とし、前記回転軸を回転させる磁界に依存する値をα、βとすると、次に示す数1及び数2
- 前記演算部は、前記半導体基板に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の回転角度検出装置。
- 前記演算部の出力信号に基づいて、前記磁石回転子の回転角度を算出する算出部を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転角度検出装置。
- 前記算出部は、前記半導体基板に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の回転角度検出装置。
- 前記磁石回転子は、1つの磁極対を有することを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の回転角度検出装置。
- 前記第1法線成分検出部、前記第1回転成分検出部、前記第2法線成分検出部、及び前記第2回転成分検出部それぞれは、磁化方向が固定された固定層と、磁化方向が磁界の向きに応じて変化する自由層とを有する磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の回転角度検出装置。
- 前記磁気抵抗素子は、トンネル磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項6に記載の回転角度検出装置。
- 前記第1法線成分検出部及び前記第2法線成分検出部それぞれの固定層の磁化方向が、前記磁石回転子の中心から遠ざかる方向を向き、前記第1回転成分検出部及び前記第2回転成分検出部それぞれの固定層の磁化方向が、前記磁石回転子の中心の周りの一方向を向いていることを特徴とする請求項7に記載の回転角度検出装置。
- 前記第1法線成分検出部及び前記第2法線成分検出部それぞれの固定層の磁化方向が、前記磁石回転子の中心に近づく方向を向き、前記第1回転成分検出部及び前記第2回転成分検出部それぞれの固定層の磁化方向が、前記磁石回転子の中心の周りの一方向を向いていることを特徴とする請求項7に記載の回転角度検出装置。
- 前記第1法線成分検出部と前記第1回転成分検出部とが、前記法線方向に所定距離離れて配置され、前記第2法線成分検出部と前記第2回転成分検出部とが、前記法線方向に所定距離離れて配置されていることを特徴とする請求項1〜9いずれか1項に記載の回転角度検出装置。
- 前記第1法線成分検出部、前記第1回転成分検出部、前記第2法線成分検出部、及び前記第2回転成分検出部それぞれは、前記磁石回転子の中心から等距離に配置されていることを特徴とする請求項1〜9いずれか1項に記載の回転角度検出装置。
- 前記回転軸は、自動車のシャフトであることを特徴とする請求項1〜11いずれか1項に記載の回転角度検出装置。
- 前記回転軸が、フレームに収容されており、前記センサチップが、前記フレームに固定されていることを特徴とする請求項1〜12いずれか1項に記載の回転角度検出装置。
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