JPH09329411A - 回転位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＲ素子の取り付け位置を僅かに調整するこ
とにより出力波形の歪を抑制することができる回転位置
検出装置を提供する。 【解決手段】 所定のピッチλでＮ、Ｓ極が着磁された
多極磁気パターンを有する回転ドラム４と、これに対向
して設けられた回転ドラムの回転中心Ｏとの間で結ばれ
る法線Ｚからの電気角を基にして得られた所定の間隔を
隔てて配置される複数の磁気抵抗効果素子ＲＡを有する
磁気センサとよりなる回転位置検出装置において、前記
各磁気抵抗効果素子ＲＡ〜Ｒｂ’の形成位置を、前記電
気角に対応する前記法線からの機械角をθとし、前記多
極磁気パターンの着磁極数をＰとした場合に、前記回転
中心を通って前記法線Ｚとなす角度が数式、θ’＝θ
（１−２／Ｐ）により規定される角度θ’となる放射線
Ｈ１〜Ｈ４’と前記磁気センサ６とのそれぞれの交点に
設定するように構成する。これにより、出力波形の位相
のズレを補償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
を有する磁気センサを用いた回転位置検出装置に関す
る。

【従来の技術】一般に、ファクトリオートメーション、
オフィースオートメーション、その他の分野での自動化
機械装置等にあっては、直線或いは回転移動体の正確な
位置を求めるために光学式或いは磁気式のエンコーダが
用いられている。この中で磁気式のエンコーダは、構造
が簡単で且つ耐水性、耐油性等の環境条件に対して有利
であることから、多用されている。この磁気式の回転エ
ンコーダを例にとれば、このエンコーダは所定のピッチ
で着磁した回転ドラムと、これに対向させて配置した磁
気センサとよりなり、この磁気センサに設けた例えば磁
気抵抗効果素子からの出力波形を処理することにより、
その相対的或いは絶対的位置を処理することにより、そ
の回転数や回転角度の相対的或いは絶対的位置を求める
ようになっている。

【０００２】これを具体的に説明すると、図７は磁気式
の回転エンコーダ（回転位置検出装置）の一般的構成を
示す斜視図であり、このエンコーダは回転位置の検出対
象となる回転軸２に固定した回転ドラム４と、このドラ
ム外周面に対向させて所定の間隔（スペーシング）ｍを
隔てて配置した磁気センサ６とにより主に構成される。
上記回転ドラム４の外周面には、所定のピッチλで、
Ｎ、Ｓ極が着磁された多極磁気パターン８が設けられ
る。図８は上記多極磁気パターンの展開図を示してお
り、磁気センサ６には、上記ピッチλの半分の間隔、す
なわち実質的に電気角で１８０°となるλ／２の間隔で
配置した２つの磁気抵抗効果素子Ｒ１、Ｒ２を有してお
り、回転ドラム４の回転に伴う磁界の変化を検出し得る
ようになっている。

【０００３】尚、ここで、素子Ｒ１，Ｒ２間の距離が、
実質的にλ／２とは、両素子間の距離が精度良くλ／２
に設定する場合もあるし、また、特開平１−３１８９１
４号公報に示すようにドラムとセンサ間の距離、すなわ
ちスペーシングｍを考慮してセンサに接する円を仮定し
た時に定まる仮のピッチに基づいて素子Ｒ１，Ｒ２間の
距離を設定する場合、或いは後述するように上記電気角
に対応する機械角の放射線をドラム回転中心より引いて
この放射線とセンサとの交点に素子を配置する場合もあ
る点を含めて実質的という言葉を用いている。すなわ
ち、素子Ｒ１、Ｒ２間の距離は、微小な差異はあるもの
の、実質的にλ／２（電気角で１８０°）の間隔に設定
されている。この磁気抵抗効果素子、すなわちＭＲ素子
Ｒ１、Ｒ２は、例えばガラス基板等の表面に磁界の強度
によってその電気抵抗が変化する材料、例えばＮｉ・Ｆ
ｅやＮｉ・Ｃｏ等の薄膜を蒸着等の手法によって形成し
ている。

【０００４】次に、ＭＲ素子の動作原理について図９を
参照しつつ説明する。この種のＭＲ素子の磁界に対する
抵抗変化は、図９（Ａ）に示すような特性を有し、磁界
の方向に関係なく、磁界の大きさに比例して抵抗が変化
し、ある値で飽和する。ここで回転ドラム４が回転して
ＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２に、図９（Ｂ）に示すような大きさ
が正弦波状に変化する磁界Ｂが加わったものと仮定す
る。このような磁界ＢがＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２に加わる
と、それぞれピッチλの半波整流波形に似た抵抗値（図
９（Ｃ））となり、当然のこととしてＭＲ素子Ｒ１、Ｒ
２の抵抗波形はλ／２の位相差となっている。従って、
これらのＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２を図９（Ｄ）に示すように
直列接続して検出直流電源１０より電圧Ｖを印加すれ
ば、その接続点より出力ｅａを取り出すことができる。
この時の出力波形は図９（Ｅ）に示すように周期がλの
略正弦波出力を得ることができる。

【０００５】以上の説明は、磁界変化の検出の原理であ
るが、実際には、ＭＲ素子の抵抗変化量は２％程度と非
常に小さく、しかも、相対的な回転量、或いは回転角を
求めるインクリメンタル相を考慮すれば、正逆回転を認
識するためにＡ相とＢ相の２つの信号が必要となる。そ
こで、図１０に示すように実際には８つのＭＲ素子Ｒ
Ａ、ＲＢ、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒａ’、Ｒｂ’、ＲＡ’、Ｒ
Ｂ’を用い、これらをそれぞれ１／４λ、すなわち電気
角で９０°の間隔だけ隔てて順次配列し、図１１に示す
ように配線接続している。尚、ここでのλも先に説明し
た仮のピッチを含む概念である。

【０００６】ここでは、図中左側の４つのＭＲ素子Ｒ
Ａ、ＲＢ、Ｒａ、Ｒｂが検出直流電源のプラス側に接続
されることからプラス側磁気抵抗効果素子として構成さ
れ、他方、図中右側の４つのＭＲ素子Ｒａ’、Ｒｂ’、
ＲＡ’、ＲＢ’がマイナス側（接地）に接続されること
からマイナス側磁気抵抗効果素子として構成される。こ
こでＭＲ素子ＲＡ、ＲＡ’、Ｒａ、Ｒａ’はＡ相側の信
号を出力するものであり、ＭＲ素子ＲＢ、ＲＢ’、Ｒ
ｂ、Ｒｂ’はＢ相側の信号を出力するものである。各Ｍ
Ｒ素子の対、例えばＲＡとＲＡ’、ＲａとＲａ’、ＲＢ
とＲＢ’、ＲｂとＲｂ’はそれぞれ先に説明したＭＲ素
子Ｒ１とＲ２の関係を有しており、従って、両素子間は
実質的に（λ／２）×奇数倍、すなわち電気角で１８０
°の奇数倍の間隔を隔てて配置されている。そして、Ａ
相信号用のＭＲ素子ＲＡ、ＲＡ’、Ｒａ、Ｒａ’はブリ
ッジ状に接続されており（図１１（Ａ）参照）、両接続
点Ｖ_A 、Ｖ_a を例えばオペアンプ等よりなるＡ相側増幅
器１２の−端子と＋端子にそれぞれ入力することにより
両接続点Ｖ_A 、Ｖ_a の出力を差動増幅するようになって
いる。これにより、ＭＲ素子の抵抗変化量の少なさを補
償するようになっている。

【０００７】また同様に、Ｂ相信号用のＭＲ素子ＲＢ、
ＲＢ’、Ｒｂ、Ｒｂ’もブリッジ状に接続されており
（図１１（Ｂ）参照）、両接続点Ｖ_B 、Ｖ_b をＢ相側増
幅器１４の−端子と＋端子にそれぞれ入力することによ
り、両接続点Ｖ_B 、Ｖ_b の出力を差動増幅するようにな
っている。また、このようにＡ相信号用のＭＲ素子とＢ
相信号用のＭＲ素子を実質的に１／４λずつ間隔を隔て
て配置することにより、理想的には図１２に示すように
Ａ相信号とＢ相信号は電気角で９０°位相がずれた状態
で出力され、正逆回転の回転方向に応じて進む相が変わ
るので、これにより正回転であるか、逆回転であるかを
認識する。

【０００８】上記従来センサの各ＭＲ素子間の間隔は、
ピッチとしてλを用いるか、仮のピッチを用いるかは別
として、全て一定の値となるように設定されているが、
ＭＲ素子間の間隔をセンサ周辺部に行く程、少しずつ次
第に大きく設定するようにしてセンサ中心部と周辺部と
の回転ドラムに対する間隔の相異を補償するようにした
素子配列も提案されている。図１３はそのような素子配
列を示す図であり、ここでは理解を容易化するためにド
ラム４の曲率を大きく誇張して記してある。図１３にお
いて、回転ドラム４の曲率のために磁気センサ６の素子
取り付け面とドラム４との間隔がセンサの中心部から周
辺部に行く程、例えばｍ１、ｍ２、ｍ３と僅かずつであ
るが大きくなり、この間隔の差が原因で前述のように等
間隔でＭＲ素子を配列すると出力波形にある程度の歪が
含まれてしまう。そこで、この歪を抑制するためにＭＲ
素子を配列するにあたり、回転ドラム４の回転中心Ｏを
通ってセンサ６と直交する法線Ｚを仮定し、この交点に
８つのＭＲ素子の略中央のＭＲ素子、例えばＭＲ素子Ｒ
ａ’を配置する。尚、ここでは理解を容易化するために
この交点にＭＲ素子Ｒｂを配置しているが、実際には中
央の２つのＭＲ素子ＲｂとＲａ’の中間点をこの交点に
位置させる場合が多い。

【０００９】そして、このＭＲ素子Ｒａ’の両側にそれ
ぞれ他のＭＲ素子を略λ／４ずつ、すなわち電気角で９
０°ずつ位置ずれさせて配置させるのであるが、ここで
はこの電気角に対応する機械角だけ法線Ｚより回転した
方向に延びる放射線Ｈ１、Ｈ２…とセンサ６との交点に
ＭＲ素子を配列させる。すなわち、図示例においてドラ
ム４の１つのＮ・Ｓ間が１ピッチλであるから、このλ
のなす機械角を４αとすると、λ／４に対応する機械角
はαであることから法線Ｚから機械角がα（λ／４に対
応）、２α（２λ／４に対応）等のように整数倍的に順
次大きくなる複数の放射線Ｈ１、Ｈ２…を回転中心Ｏよ
り引き、これらの放射線Ｈ１、Ｈ２…とセンサ６との各
交点にＭＲ素子を配置する。この場合には、センサの中
心より周辺部に行くに従ってＭＲ素子間の間隔は少しず
つ大きくなって行くことになる。このように、電気角に
してλ／４ずつの間隔を隔てて設けるべきＭＲ素子の配
列位置を決定するに際して、その電気角に対応する機械
角の方向に延びる放射線Ｈ１、Ｈ２…とセンサ６との各
交点を配列位置とすることにより、出力波形の歪をでき
るだけ抑制するようになっている。

【００１０】ところで、一般的な比較的精度の高い回転
位置検出装置にあっては、上記ピッチλの値は例えば１
００μｍ程度で比較的小さく、ドラム１回転で例えば１
０００パルス程度の出力が得られるようになっている。
また、ドラム１回転のパルス数が上述のように多いとセ
ンサ６をドラム４に非常に接近させて効果的に磁気強度
の変化を検出しなければならないことから、ドラム４と
センサ６との間の間隔ｍ或いはｍ１も非常に小さく、例
えば８０μｍ程度に設定しなければならない。

【００１１】しかしながら、回転位置検出装置の設置場
所には、湿度や温度の変動が激しかったり、或いは振動
も激しいような使用環境が非常に厳しい場所もある。例
えば自動車のステアリングの回転角度を求めるような回
転位置検出装置では上記したように使用環境が非常に厳
しく、そのために、振動等に対する信頼性を上げるため
に回転ドラム４とセンサ６との間の間隔ｍ或いはｍ１を
ある程度以上に大きく設定し、振動等に起因して発生す
る恐れのある両者の接触を避けなければならない。この
ように両者の間隔ｍ或いはｍ１をより大きく設定するこ
とは、ＭＲ素子により磁気強度の変化を効果的に検出す
るためには多極磁気パターン８のピッチλを従来よりも
大きく設定しなければならないことを意味し、このこと
はドラム１回転当たりのパルス数が少なくなり、しかも
磁気センサ６のＭＲ素子の取り付け部の全体の長さが大
きくなることを余儀なくさせてしまう。

【００１２】従来のように、多極磁気パターンのピッチ
λが非常に小さい場合には、センサのＭＲ素子の取り付
け部の長さも小さくて済むことから図１４に示すように
微視的に見ればセンサ表面とドラム表面は略平行となっ
ていることから各センサとドラムとの間の間隔は略同一
とみなせたが、上述のように使用環境が厳しいところで
用いる装置にあっては着磁ピッチλの拡大に起因してセ
ンサ長さも大きくなり、その結果、センサ中央部のＭＲ
素子とドラムとの間と周辺部のＭＲ素子とドラムとの間
隔の差が過度に大きくなりすぎてしまい、図１３に示し
たような配列位置決定手法を用いても出力波形に無視し
得ない歪が含まれることを避けることができなかった。

【００１３】図１５は図１３に示すような配列位置決定
手法を用いて形成した大ピッチのセンサのＡ相出力とＢ
相出力の波形を示すが、両波形は正常時には９０°の位
相差であるが、ここでは９１．９°の位相差が生じてし
まい、歪率も４．８４％とかなり大きいものであった。
ここで、歪率とは、Ａ相出力とＢ相出力をリサージュ波
形とした時の、中心からの最大距離と最小距離との差
と、最大距離との比をいう。本発明は、以上のような問
題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたもの
である。本発明の目的は、ＭＲ素子の取り付け位置を僅
かに調整することにより出力波形の歪を抑制することが
できる回転位置検出装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、出力波形中
に含まれる歪波は、ＭＲ素子の中央部の出力と周辺部側
のＭＲ素子の出力との間でＭＲ素子の配列位置に依存す
る位相差が存在する、という知見を得ることにより本発
明に至ったものである。すなわち、上記ＭＲ素子の配列
位置に依存して発生する位相差分だけＭＲ素子の取り付
け位置をシフトさせれば出力波形の歪を抑制できること
を見出したものである。本発明は、所定のピッチλで
Ｎ、Ｓ極が着磁された多極磁気パターンを有する回転ド
ラムと、これに対向して設けられた回転ドラムの回転中
心との間で結ばれる法線からの電気角を基にして得られ
た所定の間隔を隔てて配置される複数の磁気抵抗効果素
子を有する磁気センサとよりなる回転位置検出装置にお
いて、前記各磁気抵抗効果素子の形成位置を、前記電気
角に対応する前記法線からの機械角をθとし、前記多極
磁気パターンの着磁極数をＰとした場合に、前記回転中
心を通って前記法線となす角度が下記式により規定され
る角度θ’となる放射線と前記磁気センサとのそれぞれ
の交点に設定するように構成したものである。 θ’＝θ（１−２／Ｐ）

【００１５】このように構成することにより、各ＭＲ素
子の出力間に発生していた位相差をなくすことができ、
全体としての出力波形中の歪を大幅に抑制することがで
きる。特に、着磁ピッチλを大きくして使用環境が厳し
くても耐え得るように装置設計した場合のようにセンサ
の長さ、すなわち寸法が大きくなった時に有効である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る回転位置検
出装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１
は本発明の回転位置検出装置の磁気センサの磁気抵抗効
果素子の配列位置を示す図、図２は本発明に係る回転位
置検出装置の磁気センサの磁気抵抗効果素子の取り付け
位置のシフト量を示す図である。図１において回転位置
検出装置１６は、回転ドラム４と複数、ここでは８つの
ＭＲ素子ＲＡ、ＲＢ、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒａ’、Ｒｂ’、Ｒ
Ａ’、ＲＢ’を用いた磁気センサ６とにより主に構成さ
れる。

【００１７】回転ドラム４は、図７にて説明したように
その外周面にＮ・Ｓ極を交互に配置した多極磁気パター
ン８を有している。ここてば着磁極数（パルス数）Ｐ
は、６０程度に設定され、従来の着磁極数、例えば１０
００よりもかなり小さくして過酷な使用環境下に耐え得
るようにしている。この回転ドラム４の側面に対向させ
て、これより所定の間隔（スペーシング）を隔てて配置
される磁気センサ６は、後述する方法で位置決めされた
上記８つのＭＲ素子を有しており、これらの各ＭＲ素子
は、図１１において説明したと同様に接続されているの
で、ここてはその接続状態の説明を省略する。また、回
転ドラム４と磁気センサ６との間の間隔Ｍは、従来の装
置よりも大きく設定して、ここでは例えば１ｍｍ程度に
規定してあり、耐振性を向上させている。

【００１８】さて、図１に示すように本発明の特徴は、
図１３にて説明したような方法で設計されたＭＲ素子取
り付け位置よりも、僅かに法線Ｚ側へシフトさせて取り
付けた点にある。各シフト量は、法線Ｚから離間してい
る程、大きく設定されている。尚、図１においては理解
を容易化するために回転ドラム４の回転中心Ｏとセンサ
６とを結ぶ法線Ｚ上に１つのＭＲ素子、例えばＲａ’を
位置させている。次に、各シフト量の決定方法について
説明する。今、図２において回転ドラム４の回転機械角
θ₂を考えると、これと電気角γとの関係は、着磁極数
がＰであることから次の式のようになる。尚、ここでは
着磁ピッチλを説明の都合上、大きく記載している。 γ＝θ₂×Ｐ／２ ……（１）

【００１９】ここで法線Ｚとセンサ６との交点であるＭ
Ｒ素子Ｒａ’における水平方向及び垂直方向の磁界成分
Ｈｘ、Ｈｙを求め、上記式を代入する。尚、磁界強度は
ｈである。また、センサが感知できる成分は図中、水平
成分のみである点に注意されたい。 Ｈｘ＝ｈ・ｓｉｎγ＝ｈ・ｓｉｎ（Ｐ／２）θ₂ ……（２） Ｈｙ＝ｈ・ｃｏｓγ＝ｈ・ｃｏｓ（Ｐ／２）θ₂ ……（３）

【００２０】次に、上記ＭＲ素子Ｒａ’より図中左側隣
の波線で示すＭＲ素子Ｒｂについて検討する。この波線
で示すＭＲ素子Ｒｂは、図１３において説明した方法で
求められた位置であり、すなわち、電気角λ／４に対応
する機械角θ（図１３中ではα）だけ法線Ｚよりも回転
した放射線Ｈ１とセンサ６との交点に位置している。さ
て、このＭＲ素子Ｒｂにおける磁界成分をドラムの回転
中心方向Ｈｙとこれに直交する方向Ｈｘと分けると、そ
れぞれの大きさは先のＭＲ素子Ｒａ’におけるＨｙとＨ
ｘとほぼ同じである。しかしながら、ＭＲ素子は図示例
においては水平方向の成分しか感知し得ないことからこ
のＭＲ素子Ｒｂにおける上記各成分Ｈｘ、Ｈｙの水平方
向の成分Ｈｘｘ、Ｈｙｘをそれぞれ求める必要があり、
次の式で与えられる。 Ｈｘｘ＝Ｈｘ・ｃｏｓθ ……（４） Ｈｙｘ＝−Ｈｙ・ｓｉｎθ ……（５）

【００２１】そして、ＭＲ素子Ｒｂによって感知される
水平成分Ｈｘ’は、上記ＨｘｘとＨｙｘの和となる。 Ｈｘ’＝Ｈｘｘ＋Ｈｙｘ＝Ｈｘ・ｃｏｓθ−Ｈｙ・ｓｉｎθ…（６） ここで、先に求めたＨｘ、Ｈｙを代入する。 Ｈｘ’＝ｈ・ｓｉｎ（Ｐ・θ₂／２）ｃｏｓθ−ｈ・ｃｏｓ（Ｐ・θ₂ ／２）ｓｉｎθ ＝ｈ・ｓｉｎ（Ｐ・θ₂／２−θ）＝ｈ・ｓｉｎ{（θ₂−２・θ／Ｐ ）・Ｐ／２} ＝ｈ・ｓｉｎ{（θ₂−θ₃）・Ｐ／２} ……（７） 尚、θ₃＝２・θ／Ｐである。

【００２２】ここで、上記数式７と数式２とを比較する
とＨｘ’はＨｘに対してθ₃だけ位相が遅れていること
が判明する。すなわち、この位相の遅れに起因して出力
波形に歪が発生していたのである。そこで、この位相遅
れを補償してなくすために、図２に示す放射線Ｈ１より
も角度θ₃だけ法線Ｚの方向へ戻した新たな放射線Ｈ
１’とセンサ６との交点に実線で示すようにＭＲ素子Ｒ
ｂを設置する。すなわち、ＭＲ素子Ｒｂの位置を、従来
の波線で示した位置より実線に示す位置までシフトさせ
るようにして設ける。これにより、この実線で示す位置
のＭＲ素子Ｒｂの出力は法線Ｚ上におけるＭＲ素子Ｒ
ａ’の出力との間において、位相のズレがなくなり出力
波形に歪が発生することを防止することが可能となる。

【００２３】この時の、新たな放射線Ｈ１’と法線Ｚと
のなす機械角θ’と、先の機械角θとの関係は下記式の
ようになる。 θ’＝θ（１−２／Ｐ） ……（８） 図１に戻って、上記した位相のズレは他のＭＲ素子につ
いても同様に生じるので、上記θ₃に相当する角度だけ
放射線Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４を法線Ｚの方向に戻して新たな
放射線Ｈ２’、Ｈ３’、Ｈ４’を形成し、これらの新た
な各放射線とセンサ６とのそれぞれの交点を、それぞれ
ＭＲ素子の取り付け位置とする。この場合、θ₃の大き
さは、機械角θの大きさによって決定するので、法線Ｚ
から遠く離れる程、すなわち機械角θが大きくなる程、
θ₃ の値も大きくなって戻し量も大きくなる点に注意さ
れたい。また、この機械角θは、例えば図１３に説明し
た機械角αを整数倍的に増加させた離散的な値をとるこ
とはいうまでもない。更に、図１中において、右側の３
つのＭＲ素子Ｒｂ’、ＲＡ’、ＲＢ’も同様に法線Ｚの
方向へシフトされるのは勿論である。

【００２４】このように各ＭＲ素子における出力は、法
線Ｚ上におけるＭＲ素子と同相にあるので予め設定した
位相差が維持され、最終的に求められるＡ相信号及びＢ
相信号に歪成分が含まれることを防止することができ
る。尚、この実施例では法線Ｚ上にＭＲ素子Ｒａ’を位
置させた場合を例にとって説明したが、これに限定され
ず、図３及び図４に示すように８つのＭＲ素子の内、中
央部の２つの素子ＲｂとＲａ’の中央点Ｃ１に法線Ｚが
通るように設定してもよい。これによれば各ＭＲ素子の
配列は、法線Ｚに対して線対称となる。この場合にも各
ＭＲ素子の取り付け位置を、法線Ｚを基準とした各角度
θ’で定まる放射線Ｈ１’〜Ｈ８’とセンサ６とのそれ
ぞれの交点に設定する。尚、図４において波線で示され
るＭＲ素子は、図１３にて説明した従来の位置決め方法
で規定した位置に設けたＭＲ素子を示す。

【００２５】図５は以上のように構成した磁気センサの
Ａ相信号とＢ相信号とを示す信号波形であり、略正弦波
に近い出力信号を得ることができた。また、上記Ａ相信
号とＢ相信号をオシロスコープのＸ軸とＹ軸に印加して
リサージュ波形を形成したところ、図６に示すように略
真円に近い波形を得ることができた。この波形の歪率を
測定したところ歪率は、１．１２％程度であり、従来の
センサの歪率略５％に対して大幅な改善を図ることがで
きた。

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転位置
検出装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮す
ることができる。磁気センサの磁気抵抗効果素子の配列
位置を、回転ドラムの曲率に起因して発生する各素子の
出力の位相のズレを補償するように僅かにシフトさせて
設定するようにしたので、Ａ相信号やＢ相信号の出力波
形に歪が含まれることを大幅に抑制することができる。
従って、回転ドラムとセンサとの間を大きくした結果、
着磁ピッチ及びセンサの寸法が大きくなっても検出精度
の高い、しかも、振動等の激しい悪環境の下でも使用に
耐え得る装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転位置検出装置の磁気センサの磁気
抵抗効果素子の配列位置を示す図である。

【図２】本発明に係る回転位置検出装置の磁気センサの
磁気抵抗効果素子の取り付け位置のシフト量を示す図で
ある。

【図３】本発明の他の実施例の回転位置検出装置の磁気
センサの磁気抵抗効果素子の配列位置を示す図である。

【図４】図３に示す回転位置検出装置の磁気センサの磁
気抵抗効果素子の取り付け位置のシフト量を示す図であ
る。

【図５】本発明装置により得られたＡ相信号とＢ相信号
を示す波形図である。

【図６】図５に示すＡ相信号とＢ相信号のリサージュ波
形図である。

【図７】磁気センサを含む一般的な回転位置検出装置を
示す斜視図である。

【図８】図７に示す回転ドラムの多極磁気パターンを示
す展開図である。

【図９】磁気センサの動作原理を説明するための説明図
である。

【図１０】磁気センサの磁気抵抗効果素子の従来の配列
パターンを示す図である。

【図１１】図１０に示す磁気抵抗効果素子の接続状態を
示す回路図である。

【図１２】理想的な磁気センサから得られたＡ相信号と
Ｂ相信号を示す波形図である。

【図１３】磁気センサの従来の他の多極磁気パターンを
示す図である。

【図１４】着磁ピッチが比較的小さい場合の回転ドラム
とセンサとの関係を示す拡大図である。

【図１５】従来の磁気センサから得られたＡ相信号とＢ
相信号を示す波形図である。

【符号の説明】

２ 回転軸 ４ 回転ドラム ６ 磁気センサ ８ 多極磁気パターン １０ 検出直流電源 １２ Ａ相側増幅器 １４ Ｂ相側増幅器 １６ 回転位置検出装置 Ｈ１’〜Ｈ８’放射線 Ｏ 回転中心 ＲＡ〜Ｒｂ’ 磁気抵抗効果素子 Ｚ 法線 λ 着磁ピッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のピッチλでＮ、Ｓ極が着磁された
   多極磁気パターンを有する回転ドラムと、これに対向し
   て設けられた回転ドラムの回転中心との間で結ばれる法
   線からの電気角を基にして得られた所定の間隔を隔てて
   配置される複数の磁気抵抗効果素子を有する磁気センサ
   とよりなる回転位置検出装置において、前記各磁気抵抗
   効果素子の形成位置を、前記電気角に対応する前記法線
   からの機械角をθとし、前記多極磁気パターンの着磁極
   数をＰとした場合に、前記回転中心を通って前記法線と
   なす角度が下記式により規定される角度θ’となる放射
   線と前記磁気センサとのそれぞれの交点に設定するよう
   に構成したことを特徴とする回転位置検出装置。 θ’＝θ（１−２／Ｐ）
2. 【請求項２】 前記磁気抵抗効果素子は、８個設けられ
   て、２つのブリッジ回路に差動増幅的に接続されている
   ことを特徴とする請求項１記載の回転位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記法線と前記磁気センサとの交点上に
   前記いずれかの磁気抵抗効果素子を設けていることを特
   徴とする請求項１または２記載の回転位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記法線と前記磁気センサとの交点は、
   前記磁気抵抗効果素子のいずれか２つ素子の中央点であ
   ることを特徴とする請求項１または２記載の回転位置検
   出装置。