JPH06164018A - 回転速度の検出装置 - Google Patents
回転速度の検出装置Info
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- JPH06164018A JPH06164018A JP4314816A JP31481692A JPH06164018A JP H06164018 A JPH06164018 A JP H06164018A JP 4314816 A JP4314816 A JP 4314816A JP 31481692 A JP31481692 A JP 31481692A JP H06164018 A JPH06164018 A JP H06164018A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 高分解能化した際にも高出力を得、さらに取
り付けギャップを拡大することが可能となる構成を提供
する。 【構成】 検出素子として、バイアス磁石を有し三端子
構造の半導体磁気抵抗素子を用い、それに対向する被検
出体ロータとして以下の構成のものを用いる。 （１）高透磁率の軟磁性材料で山谷を有する歯車形状の
回転体。（２）低透磁率の軟磁性材料もしくは非磁性材
料でなる円形状を有する材料の円周面に高透磁率の軟磁
性材料でなる小片を設けた回転体。（３）低透磁率の軟
磁性材料もしくは非磁性材料でなる円形状を有する材料
の円周面に高透磁率の軟磁性材料を埋め込んだ回転体。
（４）低透磁率の軟磁性材料もしくは非磁性材料でなる
山谷を有する歯車形状でなり、その山の頂上部に高透磁
率の軟磁性材料を埋め込んだ回転体。
り付けギャップを拡大することが可能となる構成を提供
する。 【構成】 検出素子として、バイアス磁石を有し三端子
構造の半導体磁気抵抗素子を用い、それに対向する被検
出体ロータとして以下の構成のものを用いる。 （１）高透磁率の軟磁性材料で山谷を有する歯車形状の
回転体。（２）低透磁率の軟磁性材料もしくは非磁性材
料でなる円形状を有する材料の円周面に高透磁率の軟磁
性材料でなる小片を設けた回転体。（３）低透磁率の軟
磁性材料もしくは非磁性材料でなる円形状を有する材料
の円周面に高透磁率の軟磁性材料を埋め込んだ回転体。
（４）低透磁率の軟磁性材料もしくは非磁性材料でなる
山谷を有する歯車形状でなり、その山の頂上部に高透磁
率の軟磁性材料を埋め込んだ回転体。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転速度等の検出に用
いられる半導体磁気抵抗素子と対にして用いる被検出体
（回転ロータ）の構造及び材質に関する。
いられる半導体磁気抵抗素子と対にして用いる被検出体
（回転ロータ）の構造及び材質に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、回転速度の検出方式において
は、光学式，磁気方式など種々の方式がある。光学式
は、フォトインタラプタ方式に代表されるように精度が
良く、高分解能化にも適しているが、高価で耐環境性に
問題があり、外乱を防ぐためセンサと光学系をハウジン
グの中に納めたものが主体で必ずしも使い勝手が良いと
は言えない。一方、磁気式の場合には、比較的安価で環
境の影響を受けにくいため、多用されてはいるが、高分
解能化の点では光学式に劣る。
は、光学式，磁気方式など種々の方式がある。光学式
は、フォトインタラプタ方式に代表されるように精度が
良く、高分解能化にも適しているが、高価で耐環境性に
問題があり、外乱を防ぐためセンサと光学系をハウジン
グの中に納めたものが主体で必ずしも使い勝手が良いと
は言えない。一方、磁気式の場合には、比較的安価で環
境の影響を受けにくいため、多用されてはいるが、高分
解能化の点では光学式に劣る。
【０００３】近年、検出精度の向上、高分解能化が各所
で要求される中で、磁気式においても、高分解能化が求
められている。具体的には、ＶＴＲ等で用いられるキャ
プスタンモータ等の回転制御には、強磁性金属薄膜磁気
抵抗素子をセンサとして用い（ＳＮ対で）約４００μｍ
ピッチの多極着磁ロータを被検出体（回転体）として用
い、回転検出を行っている。しかしながら、この際の被
検出体とセンサの間のエアギャップ（取り付けギャッ
プ）は１００〜１５０μｍ程度で取り付け許容度が狭
い。この主たる原因は、被検出体が高分解能化すると、
即ちこの例では、着磁ピッチを狭くすると、磁束変化が
とれず、空間的な分解能が低下するためである。
で要求される中で、磁気式においても、高分解能化が求
められている。具体的には、ＶＴＲ等で用いられるキャ
プスタンモータ等の回転制御には、強磁性金属薄膜磁気
抵抗素子をセンサとして用い（ＳＮ対で）約４００μｍ
ピッチの多極着磁ロータを被検出体（回転体）として用
い、回転検出を行っている。しかしながら、この際の被
検出体とセンサの間のエアギャップ（取り付けギャッ
プ）は１００〜１５０μｍ程度で取り付け許容度が狭
い。この主たる原因は、被検出体が高分解能化すると、
即ちこの例では、着磁ピッチを狭くすると、磁束変化が
とれず、空間的な分解能が低下するためである。
【０００４】ところで、被検出体（以降ロータと呼ぶ）
には、通常、装置の回転を検出したい場所に付いている
部品等で直接測定することが多く、安価なギヤ形状のも
のが多用される。こうしたギヤ形状のロータで高分解能
化するためには、ロータ径を大きくするか、ギヤの歯間
ピッチを狭くして対応することが必要であるが、特にロ
ータ径を大きくすることは、機構的にも制約を受け易
く、できるだけロータ径を大きくせずに高分解能化し、
さらに磁束変化をできるだけ多くとれる構成が必要とな
る。
には、通常、装置の回転を検出したい場所に付いている
部品等で直接測定することが多く、安価なギヤ形状のも
のが多用される。こうしたギヤ形状のロータで高分解能
化するためには、ロータ径を大きくするか、ギヤの歯間
ピッチを狭くして対応することが必要であるが、特にロ
ータ径を大きくすることは、機構的にも制約を受け易
く、できるだけロータ径を大きくせずに高分解能化し、
さらに磁束変化をできるだけ多くとれる構成が必要とな
る。
【０００５】これに付加して、こうした高分解能化の中
では、検出センサとしても、検出面積を小さくでき、磁
気感度の大きいものが必要であり、発電方式，ホール素
子等はこれに適さず、強磁性金属薄膜磁気抵抗素子、半
導体磁気抵抗素子がこの要求を満たし得る検出センサと
言える。
では、検出センサとしても、検出面積を小さくでき、磁
気感度の大きいものが必要であり、発電方式，ホール素
子等はこれに適さず、強磁性金属薄膜磁気抵抗素子、半
導体磁気抵抗素子がこの要求を満たし得る検出センサと
言える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、磁気式の
回転速度検出装置において、ギヤ形状ロータを用い高分
解能化し、さらに取り付けギャップを拡大するために
は、検出センサとしては、磁気感度が大きい半導体磁気
抵抗素子を用いるのが好ましいが、一方で、これのみで
単純にロータの歯間ピッチを狭くし、素子寸法を小さく
するだけでは、これを達成できない。
回転速度検出装置において、ギヤ形状ロータを用い高分
解能化し、さらに取り付けギャップを拡大するために
は、検出センサとしては、磁気感度が大きい半導体磁気
抵抗素子を用いるのが好ましいが、一方で、これのみで
単純にロータの歯間ピッチを狭くし、素子寸法を小さく
するだけでは、これを達成できない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、以下の四つのロータの形状，材質でこ
れに対応するものであり、この際、検出センサとして
は、いずれも、バイアス磁石を有する三端子構造の半導
体磁気抵抗素子を用い、ロータはこれに対向して配置す
るものとする。
に、本発明では、以下の四つのロータの形状，材質でこ
れに対応するものであり、この際、検出センサとして
は、いずれも、バイアス磁石を有する三端子構造の半導
体磁気抵抗素子を用い、ロータはこれに対向して配置す
るものとする。
【０００８】（１）ロータに高透磁率の軟磁性材料で山
谷を有する歯車形状でなり、かつ山の頂上部の形成幅が
谷幅より狭いものを用いる。
谷を有する歯車形状でなり、かつ山の頂上部の形成幅が
谷幅より狭いものを用いる。
【０００９】（２）ロータに低透磁率の軟磁性材料もし
くは非磁性材料でなる円形状を有する材料の円周面に多
数の高透磁率の軟磁性材料でなる小片を一定の間隔で設
けたものを用いる。
くは非磁性材料でなる円形状を有する材料の円周面に多
数の高透磁率の軟磁性材料でなる小片を一定の間隔で設
けたものを用いる。
【００１０】（３）ロータに低透磁率の軟磁性材料もし
くは非磁性材料でなる円形状を有する材料の円周面に多
数の高透磁率の軟磁性材料を一定の間隔で埋め込んだも
のを用いる。
くは非磁性材料でなる円形状を有する材料の円周面に多
数の高透磁率の軟磁性材料を一定の間隔で埋め込んだも
のを用いる。
【００１１】（４）ロータに低透磁率の軟磁性材料もし
くは非磁性材料でなる山谷を有する歯車形状でなり、そ
の山の頂上部に高透磁率の軟磁性材料を埋め込んだもの
を用いる。
くは非磁性材料でなる山谷を有する歯車形状でなり、そ
の山の頂上部に高透磁率の軟磁性材料を埋め込んだもの
を用いる。
【００１２】
【作用】上記（１）〜（４）のロータ構成のいずれにお
いても、三端子構造の半導体磁気抵抗素子との組み合わ
せにより、以下のことが言える。
いても、三端子構造の半導体磁気抵抗素子との組み合わ
せにより、以下のことが言える。
【００１３】三端子構造の半導体磁気抵抗素子では、そ
の左右二つの素子それぞれに加わる磁束密度の差が大き
い程、検出出力を大きくすることができるが、上記いず
れのロータを用いても、高透磁率の軟磁性材料により、
磁束を集束化できるとともにその形状的な要因（幾何学
的な距離の差）により左右それぞれの素子を通りロータ
に集束する磁束の差を大きくとることができ、高分解能
化、ギャップ許容度の拡大に対しても対応可能な検出出
力の大きな検出装置を提供することが可能となる。
の左右二つの素子それぞれに加わる磁束密度の差が大き
い程、検出出力を大きくすることができるが、上記いず
れのロータを用いても、高透磁率の軟磁性材料により、
磁束を集束化できるとともにその形状的な要因（幾何学
的な距離の差）により左右それぞれの素子を通りロータ
に集束する磁束の差を大きくとることができ、高分解能
化、ギャップ許容度の拡大に対しても対応可能な検出出
力の大きな検出装置を提供することが可能となる。
【００１４】
【実施例】まず、本発明の実施例における回転速度の検
出装置における構成について述べ、ついでロータを変化
させた際の特性について述べるものとする。
出装置における構成について述べ、ついでロータを変化
させた際の特性について述べるものとする。
【００１５】本発明の実施例における回転速度の検出装
置において用いられる検出素子は、図２（１）に示すよ
うな端子１〜３の三端子構造の半導体薄膜磁気抵抗素子
４である。この素子は、同図に示すようにＩｎＳｂ薄膜
５の上に多数の短絡電極６を形成し、これにより多数の
ＩｎＳｂ薄膜抵抗を直列に並べ同一のＩｎＳｂ抵抗体列
７，８を中点端子２で接続したものである。このＩｎＳ
ｂ抵抗体列７，８各々に垂直磁界を印加した際の磁界−
抵抗変化特性を図２（２）に示す。同図で明らかなよう
に高磁界での抵抗変化が大きい。素子としては、端子１
をグランドとして、端子３に電圧Ｖｉを加え、中点端子
２に出力電圧Ｖｏが得られる。ここで、実際の回転速度
の検出においては、図３（１）に示すように、この三端
子構造の半導体薄膜磁気抵抗素子４の裏面にバイアス磁
石９を設けて、素子の動作点を高磁界側に移動させて用
いる。これに対して、ロータ１０はこれに対向して設け
る。このとき、ロータの山がＩｎＳｂ抵抗体列７の所に
あり、谷がＩｎＳｂ抵抗体列８の所にあるときに、抵抗
体列７を貫通する磁束密度が最大となり、一方抵抗体列
８側では、磁束が発散するため、貫通する磁束密度が最
小になる。これにより、抵抗体列７の抵抗が大きくな
り、結果的に分圧出力が図３（２）に示す出力波形の１
１に示すように最大値をとる。逆に抵抗体列７にロータ
の谷があり、抵抗体列８に山があるとき、分圧出力が１
２に示すように最小値をとる。従って、この分圧出力の
最大値と最小値の差△ＶP-Pを大きくとるためには、左
右の抵抗体列７，８に加わる磁束密度の差をできるだけ
大きくすることが必要となる。
置において用いられる検出素子は、図２（１）に示すよ
うな端子１〜３の三端子構造の半導体薄膜磁気抵抗素子
４である。この素子は、同図に示すようにＩｎＳｂ薄膜
５の上に多数の短絡電極６を形成し、これにより多数の
ＩｎＳｂ薄膜抵抗を直列に並べ同一のＩｎＳｂ抵抗体列
７，８を中点端子２で接続したものである。このＩｎＳ
ｂ抵抗体列７，８各々に垂直磁界を印加した際の磁界−
抵抗変化特性を図２（２）に示す。同図で明らかなよう
に高磁界での抵抗変化が大きい。素子としては、端子１
をグランドとして、端子３に電圧Ｖｉを加え、中点端子
２に出力電圧Ｖｏが得られる。ここで、実際の回転速度
の検出においては、図３（１）に示すように、この三端
子構造の半導体薄膜磁気抵抗素子４の裏面にバイアス磁
石９を設けて、素子の動作点を高磁界側に移動させて用
いる。これに対して、ロータ１０はこれに対向して設け
る。このとき、ロータの山がＩｎＳｂ抵抗体列７の所に
あり、谷がＩｎＳｂ抵抗体列８の所にあるときに、抵抗
体列７を貫通する磁束密度が最大となり、一方抵抗体列
８側では、磁束が発散するため、貫通する磁束密度が最
小になる。これにより、抵抗体列７の抵抗が大きくな
り、結果的に分圧出力が図３（２）に示す出力波形の１
１に示すように最大値をとる。逆に抵抗体列７にロータ
の谷があり、抵抗体列８に山があるとき、分圧出力が１
２に示すように最小値をとる。従って、この分圧出力の
最大値と最小値の差△ＶP-Pを大きくとるためには、左
右の抵抗体列７，８に加わる磁束密度の差をできるだけ
大きくすることが必要となる。
【００１６】ここで、従来のロータを概説すると、鉄製
ロータが主体でこの場合、分解能が低い場合、即ち歯間
ピッチが広い場合（かつ歯幅と溝幅がほぼ同一の場合）
には、図４の曲線１３に示すように（歯間ピッチ：３.
４ｍｍの場合）比較的大きな出力を得ることができる。
（但し同図では印加電圧５Ｖ,バイアス磁石表面磁束４
ｋＧのもを使用の場合）このとき例えば１ｍｍギャップ
下では、出力電圧３００ｍＶP-Pを得、左右の抵抗体列
７，８に加わる磁束密度の差を６００Ｇ程度もとること
ができる。しかしながら、高分解能化した場合、具体的
には歯間ピッチを１ｍｍ（かつ歯幅と溝幅がほぼ同一の
場合）とした場合には、同図曲線１４で示すようにギャ
ップが狭い場合でも高い出力電圧を得ることができな
い。例えば０．５ｍｍギャップ下でも出力電圧２００ｍ
ＶP-P程度で、１ｍｍギャップ下では、２０ｍＶP-P程度
である。このとき、０．５ｍｍギャップ下においても左
右の抵抗体列７，８に加わる磁束密度の差は３００Ｇ程
度で、１ｍｍギャップ下では３０Ｇ程度にまで低下して
しまう。即ち、高分解能化した場合には、ロータの山谷
が各々の抵抗体列の位置に来ても、磁束は、ロータまで
の最短経路で集束するため、抵抗体列７，８各々から、
ロータまでの幾何学的距離の差がとれない。この点を具
体的に図を用いて説明する。図６に示すように抵抗体列
７，８各々の形成幅を３５０μｍとし、左右の抵抗体列
間の間隔を１５０μｍとし、ロータの山が１５のように
矩形状でさらに山谷の幅が同一で、丁度、抵抗体列７側
にロータの山の中央部分が位置し、抵抗体列８側にロー
タの谷が位置するときを考える。今、抵抗体列７と、ロ
ータの山との間のギャップを０．５ｍｍとし、バイアス
磁石９からの磁束がロータ側に最短経路で集束すると、
抵抗体列７側でのロータ〜抵抗体列間距離は０．５ｍ
ｍ、一方抵抗体列８側は、０．５１〜０．５６ｍｍ程度
で左右抵抗体列〜ロータの幾何学的距離の差をとれな
い。（幾何学的距離の差がとれる程、磁束密度差もと
れ、出力も大きくなる）例えば、このとき本発明のよう
に、同図で点線で示すロータ１６のように山の形成幅を
狭くする（同図１６では、山が先端が尖ったものを一例
として出す）場合には、山の先端が抵抗体列７の中心に
来た場合、ロータの先端から、抵抗体列７の中心までの
ギャップを０．５ｍｍとした場合、抵抗体列７側では、
ロータまでの距離が０．５０〜０．５３ｍｍであるのに
対して抵抗体列８側では、０．６０〜０．７１ｍｍ程度
となり、幾何学的距離の差を確保することが可能とな
る。無論、山の形状はロータ１６のように尖った山形形
状でなく、頂上部が平坦でも形成幅が狭ければ、同様な
結果となる。また、ロータの材質の透磁率も特性に大き
く影響する。端的に言えば、高透磁率材料を用いた場合
の方が、バイアス磁石から抵抗体列を貫通して、ロータ
に集束する磁束密度が増加して、特性を向上せしめる。
即ち、ロータの材質と形状が、磁束密度の差を大きくす
る際、特に高解像度化する場合に重要である。
ロータが主体でこの場合、分解能が低い場合、即ち歯間
ピッチが広い場合（かつ歯幅と溝幅がほぼ同一の場合）
には、図４の曲線１３に示すように（歯間ピッチ：３.
４ｍｍの場合）比較的大きな出力を得ることができる。
（但し同図では印加電圧５Ｖ,バイアス磁石表面磁束４
ｋＧのもを使用の場合）このとき例えば１ｍｍギャップ
下では、出力電圧３００ｍＶP-Pを得、左右の抵抗体列
７，８に加わる磁束密度の差を６００Ｇ程度もとること
ができる。しかしながら、高分解能化した場合、具体的
には歯間ピッチを１ｍｍ（かつ歯幅と溝幅がほぼ同一の
場合）とした場合には、同図曲線１４で示すようにギャ
ップが狭い場合でも高い出力電圧を得ることができな
い。例えば０．５ｍｍギャップ下でも出力電圧２００ｍ
ＶP-P程度で、１ｍｍギャップ下では、２０ｍＶP-P程度
である。このとき、０．５ｍｍギャップ下においても左
右の抵抗体列７，８に加わる磁束密度の差は３００Ｇ程
度で、１ｍｍギャップ下では３０Ｇ程度にまで低下して
しまう。即ち、高分解能化した場合には、ロータの山谷
が各々の抵抗体列の位置に来ても、磁束は、ロータまで
の最短経路で集束するため、抵抗体列７，８各々から、
ロータまでの幾何学的距離の差がとれない。この点を具
体的に図を用いて説明する。図６に示すように抵抗体列
７，８各々の形成幅を３５０μｍとし、左右の抵抗体列
間の間隔を１５０μｍとし、ロータの山が１５のように
矩形状でさらに山谷の幅が同一で、丁度、抵抗体列７側
にロータの山の中央部分が位置し、抵抗体列８側にロー
タの谷が位置するときを考える。今、抵抗体列７と、ロ
ータの山との間のギャップを０．５ｍｍとし、バイアス
磁石９からの磁束がロータ側に最短経路で集束すると、
抵抗体列７側でのロータ〜抵抗体列間距離は０．５ｍ
ｍ、一方抵抗体列８側は、０．５１〜０．５６ｍｍ程度
で左右抵抗体列〜ロータの幾何学的距離の差をとれな
い。（幾何学的距離の差がとれる程、磁束密度差もと
れ、出力も大きくなる）例えば、このとき本発明のよう
に、同図で点線で示すロータ１６のように山の形成幅を
狭くする（同図１６では、山が先端が尖ったものを一例
として出す）場合には、山の先端が抵抗体列７の中心に
来た場合、ロータの先端から、抵抗体列７の中心までの
ギャップを０．５ｍｍとした場合、抵抗体列７側では、
ロータまでの距離が０．５０〜０．５３ｍｍであるのに
対して抵抗体列８側では、０．６０〜０．７１ｍｍ程度
となり、幾何学的距離の差を確保することが可能とな
る。無論、山の形状はロータ１６のように尖った山形形
状でなく、頂上部が平坦でも形成幅が狭ければ、同様な
結果となる。また、ロータの材質の透磁率も特性に大き
く影響する。端的に言えば、高透磁率材料を用いた場合
の方が、バイアス磁石から抵抗体列を貫通して、ロータ
に集束する磁束密度が増加して、特性を向上せしめる。
即ち、ロータの材質と形状が、磁束密度の差を大きくす
る際、特に高解像度化する場合に重要である。
【００１７】この点から、本発明の請求項に従って説明
する。図１には、各々ロータの一部の形状を抜粋して、
示したものである。同図（１）は、ロータとして、高透
磁率の軟磁性材料でなる回転体１７で、その円周面に山
を有する歯車形状でなるもので、かつ山の頂上部の形成
幅１８が谷幅１９より狭いものを用いる。この際高透磁
率の軟磁性材料は、例えば、パーマロイ系（Ｆｅ−Ｎｉ
合金）材料やスーパーマロイ、Ｆｅ,Ｃｒ,Ｓｉ,Ｂ等で
なるアモルファス磁性合金等を用いる。これによれば、
例えば、パーマロイは一般的な鉄の最大透磁率５０００
の二桁程度大きい最大透磁率を有するため、バイアス磁
石からの磁束が効率良く集束し、図５の曲線２０に示す
ように一般的な鉄での特性曲線１４に比して、出力電圧
も高くとれ、ギャップの拡大が図れる。鉄等でも、最純
鉄等純度の高いものを用いれば、一般の鉄よりも特性は
上がるが、通常は、一般的な鉄より一桁程度は透磁率が
大きくないと、飛躍的な特性向上には至らない。
する。図１には、各々ロータの一部の形状を抜粋して、
示したものである。同図（１）は、ロータとして、高透
磁率の軟磁性材料でなる回転体１７で、その円周面に山
を有する歯車形状でなるもので、かつ山の頂上部の形成
幅１８が谷幅１９より狭いものを用いる。この際高透磁
率の軟磁性材料は、例えば、パーマロイ系（Ｆｅ−Ｎｉ
合金）材料やスーパーマロイ、Ｆｅ,Ｃｒ,Ｓｉ,Ｂ等で
なるアモルファス磁性合金等を用いる。これによれば、
例えば、パーマロイは一般的な鉄の最大透磁率５０００
の二桁程度大きい最大透磁率を有するため、バイアス磁
石からの磁束が効率良く集束し、図５の曲線２０に示す
ように一般的な鉄での特性曲線１４に比して、出力電圧
も高くとれ、ギャップの拡大が図れる。鉄等でも、最純
鉄等純度の高いものを用いれば、一般の鉄よりも特性は
上がるが、通常は、一般的な鉄より一桁程度は透磁率が
大きくないと、飛躍的な特性向上には至らない。
【００１８】次いで、図１（２）の場合であるが、ロー
タとして低透磁率の軟磁性材料もしくは非磁性材料でな
る回転体２１の円周面に多数の高透磁率の軟磁性材料で
なる小片２２を一定の間隔（間隔に比して小片の幅が小
さいものが好ましい）で設けたものを用いる。例えば低
透磁率の磁性材料としてはＳＵＳ４３０等、非磁性材料
としては、ＳＵＳ３０４，Ａｌ等を用い高透磁率の軟磁
性材料としては、図１（１）の場合と同様な材料の小片
とする。この場合でも基本的に高透磁率の軟磁性材料で
なる小片が凸状であるため、バイアス磁石からの磁束は
この部分に集束するために図１（１）とほぼ等価な結果
を得ることができる。
タとして低透磁率の軟磁性材料もしくは非磁性材料でな
る回転体２１の円周面に多数の高透磁率の軟磁性材料で
なる小片２２を一定の間隔（間隔に比して小片の幅が小
さいものが好ましい）で設けたものを用いる。例えば低
透磁率の磁性材料としてはＳＵＳ４３０等、非磁性材料
としては、ＳＵＳ３０４，Ａｌ等を用い高透磁率の軟磁
性材料としては、図１（１）の場合と同様な材料の小片
とする。この場合でも基本的に高透磁率の軟磁性材料で
なる小片が凸状であるため、バイアス磁石からの磁束は
この部分に集束するために図１（１）とほぼ等価な結果
を得ることができる。
【００１９】また、図１（３）は、ロータとして低透磁
率の軟磁性材料もしくは非磁性材料でなる円形状の回転
体２３の円周面に多数の高透磁率の軟磁性材料２４を一
定の間隔で埋め込んだもの（間隔に比して埋め込み幅が
狭いものが好ましい）を用いる。２３，２４の材質は上
記図１（２）の場合と同じもので良い。この際、バイア
ス磁石からでた磁束は、やはり埋め込んだ高透磁率の軟
磁性材料２４部分に集中的に集束するため上述した二つ
の例と同様の結果を得ることが可能である。
率の軟磁性材料もしくは非磁性材料でなる円形状の回転
体２３の円周面に多数の高透磁率の軟磁性材料２４を一
定の間隔で埋め込んだもの（間隔に比して埋め込み幅が
狭いものが好ましい）を用いる。２３，２４の材質は上
記図１（２）の場合と同じもので良い。この際、バイア
ス磁石からでた磁束は、やはり埋め込んだ高透磁率の軟
磁性材料２４部分に集中的に集束するため上述した二つ
の例と同様の結果を得ることが可能である。
【００２０】さらに図１（４）は、ロータとして低透磁
率の軟磁性材料もしくは非磁性材料でなる山谷を有する
歯車形状でなる回転体２５の山の頂上部に高透磁率の軟
磁性材料２６を埋め込んだもの（埋め込み幅は狭い方が
好ましい）を用いる。この場合も２５，２６の材質は、
前記したものと同様である。この場合でも基本的に図１
（３）の場合と同様埋め込んだ高透磁率の軟磁性材料部
に磁束が集束するため同様な結果が得られる。これら、
図１（１）〜（４）は構成は異なるものの基本的特性は
同じようなものが得られる。また、これらの構成は、回
転速度を検出する場合、元々速度検出する回転体が、あ
る構造体の構成部品で形状的に制約がある場合などにも
自由にその回転体形状を壊すこと無く出力の高い検出系
とすることができる。
率の軟磁性材料もしくは非磁性材料でなる山谷を有する
歯車形状でなる回転体２５の山の頂上部に高透磁率の軟
磁性材料２６を埋め込んだもの（埋め込み幅は狭い方が
好ましい）を用いる。この場合も２５，２６の材質は、
前記したものと同様である。この場合でも基本的に図１
（３）の場合と同様埋め込んだ高透磁率の軟磁性材料部
に磁束が集束するため同様な結果が得られる。これら、
図１（１）〜（４）は構成は異なるものの基本的特性は
同じようなものが得られる。また、これらの構成は、回
転速度を検出する場合、元々速度検出する回転体が、あ
る構造体の構成部品で形状的に制約がある場合などにも
自由にその回転体形状を壊すこと無く出力の高い検出系
とすることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明の回転速度の検出装
置は、バイアス磁石を有し三端子構造の半導体磁気抵抗
素子を検出素子として用い、被検出体ロータとして、 （１）高透磁率の軟磁性材料で山谷を有する歯車形状の
回転体。
置は、バイアス磁石を有し三端子構造の半導体磁気抵抗
素子を検出素子として用い、被検出体ロータとして、 （１）高透磁率の軟磁性材料で山谷を有する歯車形状の
回転体。
【００２２】（２）低透磁率の軟磁性材料もしくは非磁
性材料でなる円形状を有する材料の円周面に高透磁率の
軟磁性材料でなる小片を設けた回転体。
性材料でなる円形状を有する材料の円周面に高透磁率の
軟磁性材料でなる小片を設けた回転体。
【００２３】（３）低透磁率の軟磁性材料もしくは非磁
性材料でなる円形状を有する材料の円周面に高透磁率の
軟磁性材料を埋め込んだ回転体。
性材料でなる円形状を有する材料の円周面に高透磁率の
軟磁性材料を埋め込んだ回転体。
【００２４】（４）低透磁率の軟磁性材料もしくは非磁
性材料でなる山谷を有する歯車形状でなり、その山の頂
上部に高透磁率の軟磁性材料を埋め込んだ回転体。 のいずれかを用い、しかも上記山幅、小片の幅、埋め込
み幅等をできるだけ狭くすることで、検出精度の高分解
能化においても、検出出力が大きく、取付ギャップを拡
大することが可能な構成として、産業上の利用価値は高
い。
性材料でなる山谷を有する歯車形状でなり、その山の頂
上部に高透磁率の軟磁性材料を埋め込んだ回転体。 のいずれかを用い、しかも上記山幅、小片の幅、埋め込
み幅等をできるだけ狭くすることで、検出精度の高分解
能化においても、検出出力が大きく、取付ギャップを拡
大することが可能な構成として、産業上の利用価値は高
い。
【図１】本発明の一実施例の被検出ロータの構成概略図
【図２】本実施例の三端子構造の半導体薄膜磁気抵抗素
子を説明する図
子を説明する図
【図３】半導体磁気抵抗素子における回転検出原理を説
明する図
明する図
【図４】従来の回転検出方法において分解能が低い場合
と高い場合での特性の差を説明する図
と高い場合での特性の差を説明する図
【図５】本発明の被検出体ロータを用いた際の特性向上
の一例を示す図
の一例を示す図
【図６】抵抗体列とロ−タの位置関係を示す図
１７，２２，２４，２６ 高透磁率の軟磁性材料 ２１，２３，２５ 低透磁率の軟磁性材料もしくは非磁
性材料 １８ 山の形成幅 １９ 谷の形成幅
性材料 １８ 山の形成幅 １９ 谷の形成幅
Claims (4)
- 【請求項１】感磁面が素子形成面と平行になるようにバ
イアス磁石を素子の裏面に配置した三端子構造を有する
半導体磁気抵抗素子と、これと対向し空間を隔てて設け
られる回転体とより構成され、該回転体に高透磁率の軟
磁性材料で山谷を有する歯車形状でなり、かつ山の頂上
部の形成幅が谷幅より狭いものを用いることを特徴とす
る回転速度の検出装置。 - 【請求項２】感磁面が素子形成面と平行になるようにバ
イアス磁石を素子の裏面に配置した三端子構造を有する
半導体磁気抵抗素子と、これと対向し空間を隔てて設け
られる回転体とより構成され、該回転体に低透磁率の軟
磁性材料もしくは非磁性材料でなる円形状を有する材料
の円周面に多数の高透磁率の軟磁性材料でなる小片を一
定の間隔で設けたものを用いることを特徴とする回転速
度の検出装置。 - 【請求項３】感磁面が素子形成面と平行になるようにバ
イアス磁石を素子の裏面に配置した三端子構造を有する
半導体磁気抵抗素子と、これと対向し空間を隔てて設け
られる回転体とより構成され、該回転体に低透磁率の軟
磁性材料もしくは非磁性材料でなる円形状を有する材料
の円周面に多数の高透磁率の軟磁性材料を一定の間隔で
埋め込んだものを用いることを特徴とする回転速度の検
出装置。 - 【請求項４】感磁面が素子形成面と平行になるようにバ
イアス磁石を素子の裏面に配置した三端子構造を有する
半導体磁気抵抗素子と、これと対向し空間を隔てて設け
られる回転体とより構成され、該回転体に低透磁率の軟
磁性材料もしくは非磁性材料でなる山谷を有する歯車形
状でなり、その山の頂上部に高透磁率の軟磁性材料を埋
め込んだものを用いることを特徴とする回転速度の検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4314816A JPH06164018A (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 回転速度の検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4314816A JPH06164018A (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 回転速度の検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06164018A true JPH06164018A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=18057951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4314816A Pending JPH06164018A (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 回転速度の検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06164018A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100685306B1 (ko) * | 1999-11-05 | 2007-02-22 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 증착 장치의 가스 세정기 |
| JP2013003037A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Nsk Ltd | トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置 |
-
1992
- 1992-11-25 JP JP4314816A patent/JPH06164018A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100685306B1 (ko) * | 1999-11-05 | 2007-02-22 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 증착 장치의 가스 세정기 |
| JP2013003037A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Nsk Ltd | トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置 |
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