JPH0943260A - Mr element type rotation sensor - Google Patents

Mr element type rotation sensor

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Publication number
JPH0943260A
JPH0943260A JP7198372A JP19837295A JPH0943260A JP H0943260 A JPH0943260 A JP H0943260A JP 7198372 A JP7198372 A JP 7198372A JP 19837295 A JP19837295 A JP 19837295A JP H0943260 A JPH0943260 A JP H0943260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pos
ref
gear
protrusion
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP7198372A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuki Mizoguchi
和貴 溝口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP7198372A priority Critical patent/JPH0943260A/en
Publication of JPH0943260A publication Critical patent/JPH0943260A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an MR element type rotation sensor capable of detecting a POS signal having small change of an output level and detecting an REF signal even if a magnetic interference is effected from the REF protrusion of a signal rotor. SOLUTION: A gear 14 for REF is disposed between a first gear 12 and a second gear 13 for POS, and the protrusions 15 of the gear 12 and the protrusions 16 of the gear 13 are formed with the deviation of the phase of P/2 from each other at a pitch P. A protrusion 17 for REF is formed oppositely to the gear 14, a PS detecting MR element 18 is formed oppositely to the gear 12, a POS detecting MR element 19 is formed oppositely to the gear 13, and REF detecting MR elements 20, 21 are formed at a pitch P/2 oppositely to the gear 14.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は回転センサに係り、
特に、回転体に取付けられたシグナルロータと、これに
対向して配置されたMR素子を有するMR素子式回転セ
ンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation sensor,
In particular, the present invention relates to an MR element type rotation sensor having a signal rotor attached to a rotating body and an MR element arranged so as to face the signal rotor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のMR素子式回転センサとしては、
特開平6−137891号公報に開示されたものがあ
り、これは、回転角度を示すPOS突起を有するギアの
回転と、基準位置を示すREF突起を有するギアの回転
を、それぞれのギアに対向する位置に配置されたMR素
子によって検出し、回転角度信号と基準位置信号を得る
ものである。
2. Description of the Related Art As a conventional MR element type rotation sensor,
Japanese Patent Laid-Open No. 6-137891 discloses that the rotation of a gear having a POS protrusion indicating a rotation angle and the rotation of a gear having a REF protrusion indicating a reference position are opposed to each gear. The rotation angle signal and the reference position signal are obtained by the detection by the MR element arranged at the position.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の回転セ
ンサにおいては、前記POS突起と、前記REF突起と
が隣接して配置されていたため、POS信号検出用のM
R素子が隣接のREF突起から磁気干渉を受けてPOS
信号の出力レベルが変動するという問題点があった。本
発明は、上記の課題を解決するためになされ、REF突
起からの磁気干渉を受けても、出力レベルの変動の少な
いPOS信号の検出及びREF信号の検出が可能なMR
素子式回転センサを提供することを目的としている。
In the above-mentioned conventional rotation sensor, since the POS protrusion and the REF protrusion are arranged adjacent to each other, an M for POS signal detection is provided.
The R element receives the magnetic interference from the adjacent REF protrusion and receives the POS.
There is a problem that the output level of the signal fluctuates. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an MR capable of detecting a POS signal and a REF signal with a small output level fluctuation even when receiving magnetic interference from a REF protrusion.
An object is to provide a device type rotation sensor.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明のMR素子式回転
センサは、上記の課題に着目してなされてなされたもの
で、回転体に取り付けられ、回転角度を示すSOS突起
と基準位置を示すREF突起とが形成されたシグナルロ
−タと、それぞれの突起に対向する位置に配置されたM
R素子、及び、MR素子を挾んでシグナルロ−タの反対
側に配置されるバイアス磁石と、直列に接続された2個
のMR素子の中点電位を回転信号として検出する検出手
段を有するMR素子式回転センサであって、前記シグナ
ルロータは、回転角度を示すPOS用第1突起を有する
POS用第1ギアとPOS用第2突起を有するPOS用
第2ギアと、基準位置を示すREF突起を有するREF
用ギアとを有し、POS用第1突起とPOS用第2突起
は、ピッチPが同じで、λP(0<λ<1)だけピッチ
をずらして配置され、REF突起は、POS用第1突起
とPOS用第2突起に挾まれている。さらに、MR素子
は、第1のPOS突起及び第2のPOS突起に対向して
各一個ずつ同位置に、REF突起に対向して、ピッチP
で複数個配置させたものである。
The MR element type rotation sensor of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is attached to a rotating body and shows an SOS projection indicating a rotation angle and a reference position. A signal rotor having REF protrusions formed thereon, and an M arranged at a position facing each protrusion.
An MR element having an R element and a bias magnet disposed across the MR element on the opposite side of the signal rotor, and a detection means for detecting the midpoint potential of two MR elements connected in series as a rotation signal. In the rotation sensor, the signal rotor includes a POS first gear having a POS first protrusion indicating a rotation angle, a POS second gear having a POS second protrusion, and a REF protrusion indicating a reference position. Have REF
The POS first protrusion and the POS second protrusion have the same pitch P, and are arranged with a pitch shift of λP (0 <λ <1). The REF protrusion is the POS first protrusion. It is sandwiched between the protrusion and the second protrusion for POS. Furthermore, one MR element is provided at each of the same positions facing the first POS projection and the second POS projection, and at the same pitch P as facing the REF projection.
A plurality of are arranged in.

【0005】すなわち、本発明の目的は、特許請求の範
囲に記載されているように、バイアス磁石に対設した磁
性回転体による磁界の変化を、MR素子の中点電位を回
転信号として検出する検出手段により、前記回転体の角
度信号と基準信号を出力するMR素子式回転センサにお
いて、前記回転体に設けたピッチPで形成された第1の
角度信号表示手段と、第1の角度信号手段と同軸上にピ
ッチPで第1の角度信号表示手段に対しλP(0<λ<
1)だけ位相をずらして形成された第2の角度信号表示
手段と、第1の角度検出手段と第2の角度検出手段に挟
まれ、かつ、同軸上に形成した基準位置信号表示手段
と、前記磁性回転体の半径方向に、第1、第2の角度信
号表示手段及び前記基準位置信号表示手段に近接して設
けたバイアス磁石と、前記第1、第2の角度信号表示手
段とそれぞれ対向し、かつ、前記バイアス磁石との間に
挟まれた角度検出用MR素子と、前記基準位置信号表示
手段と対向し、かつ、前記バイアス磁石との間に挟まれ
て前記第1、第2の角度信号表示手段に対しピッチPな
る位相差で形成した複数の基準位置検出用MR素子とを
有することを特徴とするMR素子式回転センサによって
達成される。
That is, the object of the present invention is, as described in the claims, to detect the change of the magnetic field by the magnetic rotating body opposite to the bias magnet as the rotation signal at the midpoint potential of the MR element. In the MR element type rotation sensor for outputting the angle signal and the reference signal of the rotating body by the detecting means, the first angle signal displaying means and the first angle signal means formed at the pitch P provided on the rotating body. ΛP (0 <λ <with respect to the first angle signal display means at the pitch P coaxially with
1) second angle signal display means formed by shifting the phase, and reference position signal display means formed coaxially between the first angle detection means and the second angle detection means, Bias magnets provided close to the first and second angle signal display means and the reference position signal display means in the radial direction of the magnetic rotating body are opposed to the first and second angle signal display means, respectively. The angle detecting MR element sandwiched between the bias magnet and the reference position signal display means, and sandwiched between the bias magnet and the first and second MR elements. This is achieved by an MR element type rotation sensor characterized by having a plurality of reference position detecting MR elements formed with a phase difference of pitch P with respect to the angle signal display means.

【0006】[0006]

【実施の形態】以下、本発明の原理を図1〜図6に基づ
いて説明する。まず、POS検出用MR素子がREF突
起により磁気干渉を受けて、その出力レベルが変動する
プロセスについて説明する。図1は本発明のMR素子式
回転センサの基本原理を示す平面図、図2は同部分正面
図、図3は同配線回路を示す図である。図1、図2に示
すように、POS用のギア1とREF用のギア2は、互
いに隣接して配置されている。ギア1及びギア2にはそ
れぞれPOS突起3及びREF突起4が設けられてい
る。ギア1と対向する位置にはPOS検出用MR素子5
及び6、またギア2と対向する位置にはREF検出用M
R素子7、8が配置され、これらMR素子5、6、7、
8の背面にはバイアス磁石9が設けられている。各MR
素子は抵抗温度特性を持っているため、POS検出用M
R素子5及び6、REF検出用MR素子7及び8は、そ
れぞれが図3に示すように直列に接続され、その中点電
位を計測して回転信号とすることにより、抵抗値変化の
温度による影響を相殺している。また、検知感度を高め
るために、図2に示すように、POS突起3の形成ピッ
チをPとすると、回転方向に並設した2個のMR素子5
とMR素子6はP/2だけ位相をずらして配置されてい
る。検出対象であるギア1及びギア2が回転すると、R
EF突起4がMR素子5、MR素子6から離れた位置に
ある場合には、MR素子5、MR素子6に垂直に印加さ
れる磁束密度B5及び磁束密度B6は図4(a)のように
変化する。In−Sbによって代表される半導体からな
るMR素子においては、MR素子に対して垂直に印加さ
れる磁束密度Bの値と抵抗値の関係は、図6に示すよう
な変化特性を示す。この結果、POS信号を示すセンサ
出力Vpは、図4(b)に示すように、出力ピ−ク値が
一定の正弦波形状の変化特性を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The principle of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, a process in which the MR element for POS detection receives magnetic interference by the REF protrusion and the output level thereof changes will be described. FIG. 1 is a plan view showing the basic principle of the MR element type rotation sensor of the present invention, FIG. 2 is a partial front view thereof, and FIG. 3 is a view showing the same wiring circuit. As shown in FIGS. 1 and 2, the POS gear 1 and the REF gear 2 are arranged adjacent to each other. The gear 1 and the gear 2 are provided with a POS protrusion 3 and a REF protrusion 4, respectively. The POS detection MR element 5 is provided at a position facing the gear 1.
And 6, and M for REF detection at a position facing the gear 2.
R elements 7, 8 are arranged, and these MR elements 5, 6, 7,
A bias magnet 9 is provided on the back surface of 8. Each MR
Since the element has resistance temperature characteristics, M for POS detection
The R elements 5 and 6, and the REF detecting MR elements 7 and 8 are connected in series as shown in FIG. 3, and the midpoint potential is measured and used as a rotation signal, so that the resistance value changes depending on the temperature. The effects are offset. Further, in order to increase the detection sensitivity, as shown in FIG. 2, when the formation pitch of the POS protrusions 3 is P, two MR elements 5 arranged in parallel in the rotation direction are provided.
The MR element 6 is arranged with a phase shift of P / 2. When the gears 1 and 2 to be detected rotate, R
When the EF protrusion 4 is located away from the MR element 5 and the MR element 6, the magnetic flux density B 5 and the magnetic flux density B 6 applied perpendicularly to the MR element 5 and the MR element 6 are as shown in FIG. To change. In the MR element made of a semiconductor typified by In-Sb, the relationship between the value of the magnetic flux density B applied perpendicularly to the MR element and the resistance value shows a change characteristic as shown in FIG. As a result, the sensor output Vp indicating the POS signal exhibits a sinusoidal change characteristic with a constant output peak value, as shown in FIG. 4B.

【0007】これに反して、REF突起4がMR素子5
及び6の近傍を通過している場合には、REF突起4に
磁束が引張られる形となり、MR素子5及びMR素子6
に印加される磁束密度の値が、REF突起4が通過する
前後で低下し、磁束密度B5及び磁束密度B6は図5
(a)のように変化する。この結果、POS信号を示す
センサ出力Vpは、図5(b)に示すように、出力ピ−
ク値が一定とならず、変動しながら変化する。
On the other hand, the REF projection 4 has the MR element 5
When passing through the vicinity of the MR element 5 and the MR element 6, the magnetic flux is pulled by the REF protrusion 4.
The value of the magnetic flux density applied to is decreased before and after the REF protrusion 4 passes, and the magnetic flux density B 5 and the magnetic flux density B 6 are shown in FIG.
It changes as shown in FIG. As a result, the sensor output Vp indicating the POS signal is output as shown in FIG.
The value does not become constant but changes while fluctuating.

【0008】〈実施の形態1〉図7及び図8は、本発明
に係る実施の形態1の回転センサの構成を示す図であ
る。図7、図8において、検出対象であるシグナルロ−
タ11は、POS用の第1ギア12、POS用の第2ギ
ア13、REF用ギア14から構成されており、REF
用ギア14は、POS用の第1ギア12とPOS用の第
2ギア13の間に挟まれた構造を有する。POS用の第
1ギア12には、POS用の第1突起15がピッチPで
形成されている。POS用の第2ギア13は、POS用
の第1ギア12と同一形状でPOS用の第1突起16が
形成されている。図8に示したように、POS用の第1
ギア12とPOS用の第2ギア13は、突起のピッチP
のP/2だけ互いに位相をずらして並設されている。ま
た、REF用ギア14には基準位置を示すREF用突起
17が形成されている。POS用の第1ギア12に対向
する位置に、POS検出用MR素子18が配設され、P
OS用の第2ギア13に対向する位置には、別のPOS
検出用MR素子19が配設されている。MR素子18と
MR素子19は回転方向に対して同一位相に配置されて
いる。またREF用ギア14に対向する位置にREF検
出用MR素子20、21が配置されており、回転方向に
並設した2個のMR素子20とMR素子21は、P/2
だけ回転方向に位相をずらして配置されている。MR素
子18、19、20及び21の背面にはバイアス磁石2
2が配置されている。
<First Embodiment> FIGS. 7 and 8 are views showing the configuration of a rotation sensor according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 7 and FIG. 8, the signal lo
The controller 11 includes a first POS gear 12, a second POS gear 13, and a REF gear 14.
The gear 14 has a structure sandwiched between a first POS gear 12 and a second POS gear 13. First protrusions 15 for POS are formed at a pitch P on the first gear 12 for POS. The second gear 13 for POS has the same shape as the first gear 12 for POS and has a first protrusion 16 for POS. As shown in FIG. 8, the first for POS
The gear 12 and the second gear 13 for POS have a protrusion pitch P.
Are arranged in parallel with each other with a phase difference of P / 2. Further, the REF gear 14 is formed with a REF projection 17 indicating a reference position. An POS detecting MR element 18 is arranged at a position facing the POS first gear 12,
Another POS is provided at a position facing the second gear 13 for the OS.
An MR element 19 for detection is provided. The MR element 18 and the MR element 19 are arranged in the same phase with respect to the rotation direction. Further, the REF detecting MR elements 20 and 21 are arranged at positions facing the REF gear 14, and the two MR elements 20 and 21 arranged in parallel in the rotation direction are P / 2.
It is arranged with the phase shifted in the rotational direction only. A bias magnet 2 is provided on the back surface of the MR elements 18, 19, 20 and 21.
2 are arranged.

【0009】MR素子18〜MR素子21は抵抗温度特
性を有する。例えば、In−Sb半導体薄膜のMR素子
の場合、温度25℃における抵抗値を1とすると、−4
0℃では約7となり、150℃では約0.2となる。図
9に示すように、POS検出用MR素子18及び19を
直列に接続し、その中点電位Vpを回転角度信号として
使用する。同様にREF検出用MR素子20、21を直
列に接続し、その中点電位Vrを基準位置信号として使
用する。
The MR elements 18 to 21 have resistance temperature characteristics. For example, in the case of an In-Sb semiconductor thin film MR element, if the resistance value at a temperature of 25 ° C. is 1, then
It becomes about 7 at 0 ° C and about 0.2 at 150 ° C. As shown in FIG. 9, POS detection MR elements 18 and 19 are connected in series, and the midpoint potential Vp thereof is used as a rotation angle signal. Similarly, the MR elements 20 and 21 for REF detection are connected in series, and the midpoint potential Vr thereof is used as a reference position signal.

【0010】シグナルロ−タ11は、純鉄のような透磁
率の高い材質を用いて形成されている。純鉄の粉末をプ
レスして圧縮成形した後焼結により製造される。純鉄は
腐食しやすいため、使用環境に応じて亜鉛メッキやニッ
ケルメッキなどの表面処理が施される。また、電磁ステ
ンレス材のように透磁率が高く、かつ、耐食性の高い材
質を用いてもよい。その場合は表面処理が不要となる。
本実施の形態のシグナルロ−タ11は、POS用の第1
ギア12、POS用の第2ギア13及びREF用ギア1
4をそれぞれ別体で形成した後、溶接により組立を行な
ってもよく、また図示しない回転軸に一体的に取付けて
もよい。または回転軸を含むシグナルロータ11を一つ
の部品として製造したものでもよい。
The signal rotor 11 is made of a material having a high magnetic permeability such as pure iron. It is manufactured by pressing pure iron powder, compression molding, and sintering. Since pure iron is easily corroded, surface treatment such as zinc plating or nickel plating is applied depending on the usage environment. Further, a material having a high magnetic permeability and a high corrosion resistance such as an electromagnetic stainless material may be used. In that case, surface treatment becomes unnecessary.
The signal rotor 11 of this embodiment is the first for POS.
Gear 12, second POS gear 13 and REF gear 1
4 may be formed separately, and then assembled by welding, or may be integrally attached to a rotary shaft (not shown). Alternatively, the signal rotor 11 including the rotating shaft may be manufactured as one component.

【0011】MR素子18〜MR素子21は磁束密度の
大きさによって、その抵抗値が変化する磁気デバイスの
一種であって、In−Sbによって代表される半導体の
ものとNi−Feに代表される強磁性体のものに大別さ
れる。半導体MR素子は素子に対し垂直方向の磁界の磁
束密度の大きさに応じて抵抗値が変化するのに対し、強
磁性MR素子は素子に対し平行方向の磁界の磁束密度の
大きさに応じて抵抗値が変化する点で大きな差異を有す
る。MR素子の背面にバイアス磁石を配置してギアの回
転を検出するタイプの回転センサとしては、抵抗変化率
が100ガウスにつき5%程度と比較的大きく、かつ、
印加する磁束密度Bに制限のない半導体MR素子の使用
が好適である。本実施の形態においてはIn−Sb半導
体薄膜を使用している。
The MR elements 18 to 21 are types of magnetic devices whose resistance value changes depending on the magnitude of magnetic flux density, and are represented by semiconductors represented by In-Sb and Ni-Fe. It is roughly divided into ferromagnetic materials. The resistance value of the semiconductor MR element changes according to the magnitude of the magnetic flux density of the magnetic field perpendicular to the element, whereas the ferromagnetic MR element changes according to the magnitude of the magnetic flux density of the magnetic field parallel to the element. There is a big difference in that the resistance value changes. A rotation sensor of a type in which a bias magnet is arranged on the back surface of the MR element to detect the rotation of the gear has a relatively large resistance change rate of about 5% per 100 gauss, and
It is preferable to use a semiconductor MR element having no limitation on the applied magnetic flux density B. In this embodiment, an In-Sb semiconductor thin film is used.

【0012】バイアス磁石22には、その使用温度環境
や検知エアギャップ等により適正な磁石材質が選択され
て使用される。使用温度が低く、エアギャップが狭い民
生用の回転センサの場合は、原価低減のためフェライト
磁石やアルニコ磁石を使用することが望ましい。また、
使用温度が120℃以上の高温で、エアギャップも比較
的広い自動車用回転センサの場合には、エネルギ−積の
大きいNb−Fe−B磁石やSm−Co磁石が使用され
ることが多い。
For the bias magnet 22, an appropriate magnet material is selected and used according to its operating temperature environment, detection air gap, and the like. In the case of a consumer-use rotation sensor that has a low operating temperature and a narrow air gap, it is desirable to use a ferrite magnet or an alnico magnet for cost reduction. Also,
In the case of a rotation sensor for an automobile having a high operating temperature of 120 ° C. or more and a relatively wide air gap, an Nb-Fe-B magnet or an Sm-Co magnet having a large energy product is often used.

【0013】POS用の第1突起15とPOS用の第2
突起16の関係は、回転方向に対してP/2だけ位相が
ずれて配置されている。また、POS用の第1ギア12
とPOS用の第2ギア13は同一材質を用いて同一形状
に形成されている。したがって、REF突起17がPO
S検出用MR素子18、19から離れた位置にある場合
は、図10(a)に示すように、MR素子18、MR素
子19に対して垂直に印加される磁束密度B18、B
19は、ほぼ同一の波形がP/2だけ位相がずれて変化す
ることになる。その結果、図10(b)に示すように、
回転に対応し、出力のピ−ク値に変動のないPOS信号
出力Vpを求めることができる。
The first protrusion 15 for POS and the second protrusion 15 for POS
The relationship of the protrusions 16 is arranged with a phase shift of P / 2 with respect to the rotation direction. Also, the first gear 12 for POS
The second gear 13 for POS and the POS second gear 13 are formed in the same shape using the same material. Therefore, the REF protrusion 17 is PO
When it is located away from the S detection MR elements 18 and 19, as shown in FIG. 10A, the magnetic flux densities B 18 and B applied perpendicularly to the MR elements 18 and 19 are obtained.
In the case of 19 , almost the same waveform changes with the phase shifted by P / 2. As a result, as shown in FIG.
It is possible to obtain the POS signal output Vp corresponding to the rotation and having no change in the output peak value.

【0014】一方、REF突起17がPOS検出用MR
素子18、19の近傍を通過している場合にはMR素子
18、19はREF突起17の影響を受け、REF突起
17が通過する前後で印加される磁束密度の大きさが低
下する。ところが、MR素子18、19が回転方向に対
し同位置に配置されており、REF突起17からの対応
信号を時間的な遅れがなくほぼ同じレベルで受けること
ができる。従って、MR素子18、19に印加される磁
束密度B18、B19は、図11(a)に示すように変化す
る。この結果、POS信号出力Vpは、図11(b)に
示すように出力のピ−ク値がほとんど変動しない。
On the other hand, the REF protrusion 17 is the MR for POS detection.
When passing through the vicinity of the elements 18 and 19, the MR elements 18 and 19 are affected by the REF projection 17, and the magnitude of the magnetic flux density applied before and after the REF projection 17 passes is reduced. However, since the MR elements 18 and 19 are arranged at the same position with respect to the rotation direction, the corresponding signals from the REF protrusion 17 can be received at substantially the same level with no time delay. Therefore, the magnetic flux densities B 18 and B 19 applied to the MR elements 18 and 19 change as shown in FIG. As a result, in the POS signal output Vp, the peak value of the output hardly changes as shown in FIG.

【0015】また、REF検出用MR素子20、21は
POS用第1突起15とPOS用第2突起16からの磁
気干渉を受ける。ところが、MR素子20と21は、P
OS用第1突起15とPOS用第2突起16の位相のず
れと同様に、P/2だけ回転方向に位相をずらして配置
されており、MR素子20がPOS用第1突起15から
磁気干渉の影響を受けているときには、MR素子21は
POS用第2突起16から磁気干渉の影響をほぼ同じレ
ベルで受けることになる。従って、REF検出用MR素
子20、21に印加される磁束密度B20及びB21は、図
12(a)に示すように変化する。これにより図12
(b)に示すように、REF信号出力Vrの波形は、P
OS用第1突起15、POS用第2突起16の磁気干渉
による影響がほとんど見られないものとなる。
Further, the REF detecting MR elements 20 and 21 receive magnetic interference from the POS first protrusion 15 and the POS second protrusion 16. However, the MR elements 20 and 21 have P
Similar to the phase shift between the OS first protrusion 15 and the POS second protrusion 16, the MR element 20 is arranged with a phase shift of P / 2 in the rotational direction, and the MR element 20 causes magnetic interference from the POS first protrusion 15. The MR element 21 is affected by the magnetic interference from the POS second protrusion 16 at substantially the same level. Therefore, the magnetic flux densities B 20 and B 21 applied to the REF detecting MR elements 20 and 21 change as shown in FIG. As a result, FIG.
As shown in (b), the waveform of the REF signal output Vr is P
The influence of the magnetic interference of the OS first protrusion 15 and the POS second protrusion 16 is hardly seen.

【0016】また、POS検出用MR素子18、19
は、回転方向に対して同じ位置に配置されている。従っ
て、POS用第1突起15とPOS用第2突起16を形
成するピッチPに関係なく、POS用第1突起15とP
OS用第2突起16を、P/2だけ位相をずらして配置
すれば、同じ素子で対応することが可能である。
Further, MR elements 18 and 19 for POS detection
Are arranged at the same position with respect to the rotation direction. Therefore, regardless of the pitch P at which the POS first protrusions 15 and the POS second protrusions 16 are formed, the POS first protrusions 15 and P
If the OS second protrusions 16 are arranged with a phase shift of P / 2, the same element can be used.

【0017】〈実施の形態2〉本発明の実施の形態2を
図13及び図14により説明する。シグナルロ−タ31
には、POS用第1スリット32とPOS用第2スリッ
ト33が形成されており、また、POS用第1スリット
32とPOS用第2スリット33の間にはREFスリッ
ト34が形成されている。第1実施例と同様に、POS
用第1スリット32とPOS用第2スリット33とは、
形成されたピッチPのP/2だけ位相をずらして配置さ
れている。また、第1実施例と同様の関係位置にMR素
子18〜MR素子21及びバイアス磁石22が配置され
ている。
<Second Embodiment> A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Signal rotor 31
Has a POS first slit 32 and a POS second slit 33 formed therein, and a REF slit 34 is formed between the POS first slit 32 and the POS second slit 33. Similar to the first embodiment, the POS
The first slit 32 for POS and the second slit 33 for POS are
They are arranged with a phase shift of P / 2 of the formed pitch P. Further, the MR elements 18 to 21 and the bias magnet 22 are arranged at the same relational positions as in the first embodiment.

【0018】シグナルロ−タ31はプレス成形され、表
面処理の必要がないステンレス材が使用される。磁束密
度の変化量を確保すると共にプレスによる成形の容易性
を考慮すると、シグナルロ−タ31は板厚を1mm程度
とすることが望ましく、プレス成形により、スリット3
2、33、34も同時に加工形成することができるか
ら、シグナルロ−タの軽量化が図られる。
The signal rotor 31 is press-molded and is made of a stainless material which does not require surface treatment. It is desirable that the signal rotor 31 has a plate thickness of about 1 mm in order to secure the amount of change in the magnetic flux density and the ease of forming by pressing.
Since 2, 33 and 34 can be processed and formed at the same time, the weight of the signal rotor can be reduced.

【0019】シグナルロ−タ31の回転により、POS
検出用MR素子18、19はREFスリット34から、
また、REF検出用MR素子20、21は、POS用ス
リット32、33からそれぞれ磁気干渉を受ける。しか
し、実施の形態1と同様の作用により、POS信号出力
Vp、REF信号出力Vrは、磁気干渉の影響を殆ど受
けることのない信号を得ることができる。本実施の形態
では、基準位置を示すものとしてスリットを使用した
が、逆にスリットを打ち抜いた残りの部分を基準位置と
して使用してもよい。
By rotating the signal rotor 31, the POS
The MR elements 18 and 19 for detection use the REF slit 34,
The REF detecting MR elements 20 and 21 receive magnetic interference from the POS slits 32 and 33, respectively. However, due to the same operation as in the first embodiment, the POS signal output Vp and the REF signal output Vr can obtain signals that are hardly affected by magnetic interference. In the present embodiment, the slit is used to indicate the reference position, but conversely, the remaining portion punched out of the slit may be used as the reference position.

【0020】〈実施の形態3〉本発明の実施の形態3を
図15及び図16を用いて説明する。シグナルロ−タ4
1は、実施の形態1と同様にPOS用第1ギア12、P
OS用第2ギア13及びREF用ギア14から構成され
る。POS用第1ギア12とPOS用第2ギア13は、
P/4だけ位相をずらして配置されている。このような
構成によれば、センサとしての感度は低下するが、実施
の形態1と同様の作用により、REF突起17からの磁
気干渉による影響が殆ど見られないPOS信号出力Vp
を得ることができる。実施の形態1では、REF検出用
MR素子20、21はP/2だけ回転方向に位相をずら
して配置されていたが、本実施の形態ではPだけ位相を
ずらした構成とすることにより、第1実施例と同様の作
用によりPOS用第1突起15、POS用第216から
の磁気干渉の影響がほとんど見られないREF信号出力
Vrを得ることができる。
<Third Embodiment> A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Signal rotor 4
1 is the first gear for POS 12, P as in the first embodiment.
It is composed of the second OS gear 13 and the REF gear 14. The first POS gear 12 and the second POS gear 13 are
The phase is shifted by P / 4. With such a configuration, the sensitivity of the sensor is reduced, but the POS signal output Vp, which is hardly affected by the magnetic interference from the REF protrusion 17, is obtained by the same operation as in the first embodiment.
Can be obtained. In the first embodiment, the REF detecting MR elements 20 and 21 are arranged with a phase shift of P / 2 in the rotational direction. However, in the present embodiment, the phase is shifted by P, so that By the same operation as that of the first embodiment, it is possible to obtain the REF signal output Vr in which the influence of the magnetic interference from the POS first projection 15 and the POS second 216 is hardly seen.

【0021】以上説明してきたように、上記実施の形態
によれば、回転角度を示すPOS突起と基準位置を示す
REF突起とを有するシグナルロ−タを、同じ突起の形
成ピッチPを有するPOS用第1突起とPOS用第2突
起とを、λP(0<λ<1)だけ位相をずらして配置さ
せ、かつ、POS用第1突起とPOS用第2突起の間に
REF突起を挾む構成とし、さらに、POS信号を検出
するための2個のMR素子を、第1のPOS突起及び第
2のPOS突起と対向して各1個づつ、回転方向に対し
て同位置に配置することにより、POS検出用MR素
子がREF突起から磁気干渉を受けても、その影響がほ
とんど見られないPOS信号出力Vpを得ることができ
る。POS突起の形成ピッチPに関係せず、同一パタ
−ンのPOS検出用MR素子によって対応が可能となる
という効果が得られる。また、REF信号を検出するた
めの2個のMR素子を、回転方向にPだけ位相をずらし
て配置することにより、REF検出用MR素子がPOS
突起からの磁気干渉を受けても、殆どその影響のないR
EF信号出力Vrを得ることができるという効果が得ら
れる。
As described above, according to the above-described embodiment, the signal rotor having the POS protrusion showing the rotation angle and the REF protrusion showing the reference position is used as the POS protrusion having the same protrusion forming pitch P. The first projection and the second POS projection are arranged with a phase shift of λP (0 <λ <1), and the REF projection is sandwiched between the first POS projection and the second POS projection. Further, by disposing two MR elements for detecting the POS signal, one each facing the first POS protrusion and the second POS protrusion, at the same position in the rotation direction, Even if the MR element for POS detection receives magnetic interference from the REF protrusion, it is possible to obtain the POS signal output Vp with almost no effect. It is possible to obtain the effect that the POS detection MR element having the same pattern can be used regardless of the formation pitch P of the POS protrusions. Further, by disposing two MR elements for detecting the REF signal with the phase shifted by P in the rotation direction, the MR element for REF detection becomes POS.
Even if it receives magnetic interference from the protrusion, it has almost no effect.
The effect that the EF signal output Vr can be obtained is obtained.

【0022】実施の形態1で示したように、λ=0.5
とすることにより、センサの感度を高めることができ
る。また、この場合には、REF信号を検出するための
2個のMR素子の位相差をP/2としても、POS突起
からの磁気干渉の影響を低減することができる。この結
果、さらに急峻な立上がり特性を有する基準位置信号を
求めることができ、基準位置検出精度の向上を図ること
ができる。実施の形態2で示したように、シグナルロ−
タに回転角度及び基準位置の情報を与える手段として
は、突起ではなくスリットを使用しても同様の効果が得
られることはいうまでもない。
As shown in the first embodiment, λ = 0.5
With this, the sensitivity of the sensor can be increased. Further, in this case, even if the phase difference between the two MR elements for detecting the REF signal is set to P / 2, the influence of magnetic interference from the POS protrusion can be reduced. As a result, the reference position signal having a steeper rising characteristic can be obtained, and the reference position detection accuracy can be improved. As shown in the second embodiment,
It goes without saying that a similar effect can be obtained by using a slit instead of a projection as means for giving information on the rotation angle and the reference position to the rotor.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明の実施により、回転体に取付けた
シグナルロータの回転角度を示すPOS突起によるPO
S信号は、基準位置を示すREF突起からの磁気干渉を
受けても、出力レベルの変動する変動の少ない回転角度
の検出及び基準位置検出の出力信号を精度よく求めるこ
とができるという効果を奏するものである。
According to the embodiment of the present invention, the PO by the POS protrusion which indicates the rotation angle of the signal rotor attached to the rotating body.
The S signal has an effect that it is possible to accurately obtain the output signal of the detection of the rotation angle and the reference position detection in which the output level fluctuates little even if the S signal is subjected to the magnetic interference from the REF protrusion indicating the reference position. Is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】MR素子式回転センサの基本原理を示す平面図
である。
FIG. 1 is a plan view showing the basic principle of an MR element type rotation sensor.

【図2】MR素子式回転センサの基本原理を示す部分正
面図である。
FIG. 2 is a partial front view showing the basic principle of an MR element type rotation sensor.

【図3】図1、図2のMR素子式回転センサの配線回路
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a wiring circuit of the MR element type rotation sensor of FIGS. 1 and 2;

【図4】REF突起とMR素子との離間時における図
1、図2のMR素子式回転センサの磁束密度(a)、出
力電圧(b)の変化特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing change characteristics of the magnetic flux density (a) and the output voltage (b) of the MR element type rotation sensor of FIGS. 1 and 2 when the REF protrusion is separated from the MR element.

【図5】REF突起とMR素子との近接時における図
1、図2のMR素子式回転センサの磁束密度(a)、出
力電圧(b)の変化特性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing change characteristics of magnetic flux density (a) and output voltage (b) of the MR element type rotation sensor of FIGS. 1 and 2 when the REF protrusion and the MR element are close to each other.

【図6】図1、図2のMR素子に垂直に印加される磁束
密度の値と抵抗値の関係を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the value of magnetic flux density applied perpendicularly to the MR elements of FIGS. 1 and 2 and the resistance value.

【図7】本発明に係る実施の形態1のMR式回転センサ
の構成を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the MR type rotation sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態1のMR式回転センサの構
成を示す部分正面図である。
FIG. 8 is a partial front view showing the configuration of the MR type rotation sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態1のMR素子式回転センサ
の配線回路を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a wiring circuit of the MR element type rotation sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明に係る実施の形態1のMR素子式回転
センサの磁束密度(a)、出力電圧(b)の変化特性を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing change characteristics of magnetic flux density (a) and output voltage (b) of the MR element type rotation sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明に係る実施の形態1のMR素子式回転
センサの磁束密度(a)、出力電圧(b)の変化特性を
示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing changes in magnetic flux density (a) and output voltage (b) of the MR element type rotation sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図12】本発明に係る実施の形態1のMR素子式回転
センサの磁束密度(a)、出力電圧(b)の変化特性を
示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing change characteristics of magnetic flux density (a) and output voltage (b) of the MR element type rotation sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図13】本発明に係る実施の形態2のMR式回転セン
サの構成を示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a configuration of an MR type rotation sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施の形態2のMR式回転センサの
構成を示す部分正面図である。
FIG. 14 is a partial front view showing the configuration of the MR type rotation sensor according to the second embodiment of the present invention.

【図15】本発明に係る実施の形態3のMR式回転セン
サの構成を示す平面図である。
FIG. 15 is a plan view showing a configuration of an MR type rotation sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施の形態3のMR式回転センサの
構成を示す部分正面図である。
FIG. 16 is a partial front view showing the configuration of an MR type rotation sensor according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…POS用ギア 2…REF用ギ
ア 3…POS突起 4…REF突起 5、6…POS検出用素子 7、8…REF検出
用素子 9、22…バイアス磁石 11、31、41…シグナルロータ 12…POS用第1ギア 13…POS用
第2ギア 14…REF用ギア 15…POS用
第1突起 16…POS用第2突起 17…REF突
起 18、19…POS検出用MR素子 20、21…R
EF検出用MR素子 32…POS用第1スリット 33…POS用
第2スリット 34…REFスリット Vp…POS信号出力 Vr…REF信
号出力
1 ... POS gear 2 ... REF gear 3 ... POS protrusion 4 ... REF protrusion 5, 6 ... POS detection element 7, 8 ... REF detection element 9, 22 ... Bias magnet 11, 31, 41 ... Signal rotor 12 ... POS first gear 13 ... POS second gear 14 ... REF gear 15 ... POS first protrusion 16 ... POS second protrusion 17 ... REF protrusion 18, 19 ... POS detection MR element 20, 21 ... R
MR element for EF detection 32 ... POS first slit 33 ... POS second slit 34 ... REF slit Vp ... POS signal output Vr ... REF signal output

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】バイアス磁石に対設した磁性回転体による
磁界の変化を、MR素子の中点電位を回転信号として検
出する検出手段により、前記回転体の角度信号と基準信
号を出力するMR素子式回転センサにおいて、 前記回転体に設けたピッチPで形成された第1の角度信
号表示手段と、 第1の角度信号手段と同軸上にピッチPで第1の角度信
号表示手段に対しλP(0<λ<1)だけ位相をずらし
て形成された第2の角度信号表示手段と、 第1の角度検出手段と第2の角度検出手段に挟まれ、か
つ、同軸上に形成した基準位置信号表示手段と、 前記磁性回転体の半径方向に、第1、第2の角度信号表
示手段及び前記基準位置信号表示手段に近接して設けた
バイアス磁石と、 前記第1、第2の角度信号表示手段とそれぞれ対向し、
かつ、前記バイアス磁石との間に挟まれた角度検出用M
R素子と、 前記基準位置信号表示手段と対向し、かつ、前記バイア
ス磁石との間に挟まれて前記第1、第2の角度信号表示
手段に対しピッチPなる位相差で形成した複数の基準位
置検出用MR素子とを有することを特徴とするMR素子
式回転センサ。
1. An MR element for outputting an angle signal and a reference signal of the rotating body by a detecting means for detecting a change of a magnetic field by a magnetic rotating body opposed to a bias magnet as a rotation signal at a midpoint potential of the MR element. In the rotary sensor, the first angle signal display means formed at the pitch P provided on the rotating body, and λP (with respect to the first angle signal display means at the pitch P coaxially with the first angle signal means. 2nd angle signal display means formed by shifting the phase by 0 <λ <1), and a reference position signal sandwiched between the first angle detection means and the second angle detection means and formed coaxially. Display means, a bias magnet provided in the radial direction of the magnetic rotating body in proximity to the first and second angle signal display means and the reference position signal display means, and the first and second angle signal display Facing each of the means,
And an angle detection M sandwiched between the bias magnet and
A plurality of references that are formed between the R element and the reference position signal display means and are sandwiched between the bias magnet and the first and second angle signal display means with a phase difference of pitch P. An MR element type rotation sensor, comprising an MR element for position detection.
【請求項2】 前記角度信号表示手段は、突起、あるい
はスリットの少なくとも何れかを有することを特徴とす
る請求項1記載のMR素子式回転センサ。
2. The MR element type rotation sensor according to claim 1, wherein the angle signal display means has at least one of a protrusion and a slit.
【請求項3】 前記第2の角度信号表示手段は、前記λ
Pなる位相のずれにおいて、λ=0.5であることを特
徴とする請求項1記載のMR素子式回転センサ。
3. The second angle signal display means includes the λ
The MR element type rotation sensor according to claim 1, wherein λ = 0.5 at a phase shift of P.
【請求項4】 前記複数の基準位置検出用MR素子は、
前記回転体の回転方向に対してピッチ0.5Pなる位相
差で形成されていることを特徴とする特許請求範囲第3
項記載のMR素子式回転センサ。
4. The plurality of reference position detecting MR elements,
The phase difference is formed with a pitch of 0.5 P with respect to the rotating direction of the rotating body.
An MR element type rotation sensor according to the above item.
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