JPH10206448A - 磁気式回転速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出誤差の小さい磁気式回転速度センサを提
供すること 【解決手段】 回転体の回転に応じて周期的に変化する
磁界を周囲に発生させる磁界発生手段と、磁界に対して
インピーダンスが変化するものであって、零でない所定
の大きさの磁界が与えられたときに、インピーダンスが
極大値となる磁気感応素子と、磁気感応素子のインピー
ダンスが所定の値を越えたときにパルスを出力する信号
処理手段と、信号処理手段からのパルス信号の周期に基
づいて回転体の回転速度を算出する演算手段とを有し、
磁界発生手段による磁界の変化の半周期の変化が、前記
所定の大きさの磁界を少なくとも２度跨いで変化させる
こと特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車輪速度
の検出等に適した回転速度センサに関するものであり、
特に、磁気を利用した回転速度センサに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】車輪速度を検出する回転速度センサとし
ては、磁気ピックアップ式のものが一般的である。これ
は、車輪に歯車形状のロータを同軸に取り付けるととも
に、ロータの外側にコイルおよび磁石を配置し、ロータ
の回転に伴ってコイルに発生する誘導起電力を検出して
パルス化し、所定時間内のパルス数を計数することによ
り、車輪速度を検出するものである。この磁気ピックア
ップ式の回転速度センサは、ロータの外周に設けられた
歯がコイルの前を通過する毎に１つのパルスが発生し、
ロータの回転数が低い場合には所定時間内のパルス数が
少なくなり、逆に回転数が上がればパルス数が多くな
る。したがって、パルス数を所定時間で割って、定数を
掛ければ車輪速度を算出することができる。

【０００３】ところで、この種の回転速度センサは、パ
ルスの計数タイミングのずれに起因する１パルス分の誤
差を避けることができない。すなわち、回転数が同じで
も、計数タイミングによって所定時間内のパルス数がＮ
になったりＮ＋１になったりする。回転数が高くて所定
時間内のパルスの数が大きい場合、すなわちＮの値が大
きい場合には１パルス分の相違は車輪速度の演算結果に
あまり影響を与えないが、回転速度が低くなり所定時間
内のパルス数が少なくなると、１パルスの違いは演算結
果に大きな差をもたらす。

【０００４】このような低回転時の誤差を小さくするた
めには、低回転時でも所定時間内のパルス数が多くなる
ようにすればよいことは明らかであるが、そのために所
定時間を長くしたりロータの歯数を増加することには限
界がある。前者の場合は応答速度の低下を招き、後者の
場合は検出感度の低下を招くからである。

【０００５】また、磁気ピックアップ式の場合はロータ
の回転数が低いと、コイルに発生する誘導起電力自体が
小さくなり、検出感度が低下するという別の問題もあ
る。

【０００６】これに対して、着磁されたロータと磁気抵
抗効果を有する素子とを用いた回転速度センサが考えら
れている。磁気抵抗効果素子は磁界の強さに応じて抵抗
値が変化する素子なので、回転数の高低に拘わらず安定
したレベルの検出が可能である。そして、例えば特開平
２−２０５７１５号の磁電変換装置によれば、磁気抵抗
効果素子を周方向に２つ直列に接続して、それぞれの素
子の信号を重ならないように合成することにより、ロー
タの磁極数を変えずに出力パルス数を増やし、低回転時
でも十分な数のパルスが得られるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平２−２
０５７１５号によれば、複数の磁気抵抗効果素子が必要
であり、しかも、回転磁石の周方向の着磁間隔（λ）と
２つの磁気インピーダンス効果素子の周方向の配置間隔
（λ／４）との関係に精度が要求される。すなわち、着
磁間隔と素子の配置間隔との関係の精度が悪い場合、そ
れぞれの素子の信号が重なってしまい、多パルス化の妨
げとなってしまう。

【０００８】そこで、ロータの磁極の数に対して出力パ
ルス数を確実に多くすることができる磁気式回転速度セ
ンサが求められていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気式回転速度
センサは、このような課題を解決するために為されたも
のであり、回転体の回転に応じて周期的に変化する磁界
を周囲に発生させる磁界発生手段と、磁界に対してイン
ピーダンスが変化するものであって、零でない所定の大
きさの磁界が与えられたときに、インピーダンスが極大
値となる磁気感応素子と、磁気感応素子のインピーダン
スが所定の値を越えたときにパルスを出力する信号処理
手段と、信号処理手段からのパルス信号の周期に基づい
て回転体の回転速度を算出する演算手段とを有し、磁界
発生手段による磁界の変化の半周期の変化が、前記所定
の大きさの磁界を少なくとも２度跨いで変化させること
特徴とする。

【００１０】回転体の回転に伴って磁界発生手段の磁界
が周期的に変化すると、磁気感応素子に与えられる磁界
が交流的に変化する。この磁界変化の半周期の変化が、
前記所定の大きさの磁界を少なくとも２度跨いで変化す
るので、信号処理手段は磁界変化の１周期中に最低でも
２回のパルスを出力する。信号処理手段は回転体の回転
速度に応じた周期でパルス信号を出力し、演算手段はこ
のパルス信号の周期に基づいて回転体の回転速度を算出
する。

【００１１】磁気感応素子として、磁界に対して抵抗値
が変化するものであって、零でない所定の大きさの磁界
が与えられたときに、抵抗値が極大値となる磁気抵抗素
子、たとえばスピンバルブ型磁気抵抗素子が利用でき
る。この種の磁気抵抗素子によれば、磁界変化の半周期
で２回のピーク値を持つ抵抗変化が得られる。信号処理
手段に対して、磁気抵抗素子の抵抗値変化のピーク値よ
りも低い値のしきい値を予め設定しておけば、この信号
処理手段は磁界変化の半周期で２回のパルスを出力す
る。演算手段でこのパルスを計数することにより回転速
度が求められる。なお、磁気抵抗素子の抵抗値変化は定
電流を与えておくことにより、電圧変化としてとらえる
ことができる。また、このときの磁界発生手段として
は、着磁されたロータでもよいし、磁性体ロータと磁石
の組み合わせでもよい。

【００１２】一方、磁気感応素子として、磁界に対して
インピーダンスが変化するものであって、高周波電流通
電中に零でない所定の大きさの磁界が与えられたとき
に、インピーダンスが極大値となる磁気インピーダンス
効果素子を用いてもよい。

【００１３】磁気インピーダンス効果素子に交流電流を
通電した状態で磁界が与えられると、素子のインピーダ
ンスが磁界の絶対値に応じて変化する。信号処理手段は
このインピーダンスの変化をたとえば端子電圧の変化と
してとらえ、インピーダンスが所定値を越えたときにパ
ルスを出力する。したがって、信号処理手段は回転体の
回転速度に応じた周期でパルス信号を出力し、演算手段
はこのパルス信号の周期に基づいて回転体の回転速度を
算出する。

【００１４】磁気インピーダンス効果とは、細長形状の
高透磁率導体の両端に電極を付け、高周波電流を通電し
て表皮効果（高周波電流が導体を流れるとき、電流が導
体の表面近くに集中して流れる現象）を生じさせると、
両電極間のインピーダンス（または電圧）が外部磁界に
よって著しく変化する現象をいい、さらに具体的には、
極性に無関係に所定の磁界の大きさのときにインピーダ
ンスが最大になる現象をいう。一方、磁界発生手段の磁
界が変化して磁気インピーダンス効果素子に与えられる
磁界の絶対値が最も大きくなったときの磁界は、インピ
ーダンスが最大となる磁界よりも強いので、素子と磁極
が対向する前後でそれぞれインピーダンスが最大とな
る。したがって、磁界発生手段としてＮ極Ｓ極が交互に
配置されたロータが用いられた場合、信号処理手段は磁
気インピーダンス効果素子の前を通過する磁極の数の２
倍の数のパルス信号を出力する。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態を示す
概略構成図である。磁石環１は例えば自動車の車輪のよ
うな回転体に固定されており、回転体の回転軸６を中心
にして回転する。磁石環１はプラスチックマグネットで
構成されており、回転軸６に垂直な端面の一方は平面で
あり、他方の端面は回転軸方向に凹凸が形成されてい
る。着磁は回転軸方向に与えられており、凹凸面の凸部
にＮ極が着磁され、その回転軸方向の反対側がＳ極に着
磁されている。このような構造の磁石環１は、外周面に
Ｓ極とＮ極が交互に着磁された磁石環よりも作製が容易
であるため比較的安価に作製できる。

【００１６】磁石環１の凹凸面に対向した位置には、ス
ピンバルブ型の磁気抵抗素子２が設けられている。

【００１７】スピンバルブ型磁気抵抗素子というのは、
磁性膜と非磁性膜を積層した多層膜における巨大磁気抵
抗効果を利用した磁気感応素子の一つであり、多層膜と
してスピンバルブ膜を用いたものである。ここに、磁性
膜と非磁性膜を積層した多層膜における巨大磁気抵抗効
果というのは、各多層膜の磁化が平行で向きが同じ場合
には抵抗が下がり、各層の磁化が平行で向きが交互に逆
の場合には抵抗が大きくなるという効果のことである。

【００１８】スピンバルブ膜というのは、磁性膜Ａ／非
磁性膜／磁性膜Ｂのサンドイッチ構造の磁性膜Ａにさら
に反強磁性膜が積層されたものである。磁性膜Ａおよび
Ｂは非磁性膜により磁気的に分離されており、磁性膜Ａ
側に反強磁性膜が積層されているため、交換接合磁界に
より磁性膜Ａの磁化は固定されているが、磁性膜Ｂの磁
化は、外部磁界により自由に回転できる。このため、磁
界の大きさにより、各層の磁化の向きが同じになったり
逆になったりし、巨大磁気抵抗効果が生じる。

【００１９】図２は磁気抵抗素子２の構造を示す平面図
である。基板１０はガラスやシリコンなどの絶縁材料か
らなり、その表面に巨大磁気抵抗効果を発生させるスピ
ンバルブ膜からなる線路１３が形成されている。この線
路１３は積層膜に平行な方向すなわち基板１０に平行な
方向（以下、これを水平方向と呼ぶ）の磁界に対して巨
大磁気抵抗効果を生じる。線路１３の両端部には電極１
１、１２が設けられている。この磁気抵抗素子２は、図
１に示すように、磁石環１の凹凸面側において磁気抵抗
素子２の水平方向が磁石環１の回転軸６の方向と一致す
るように配置される。

【００２０】図３は磁気抵抗素子２の磁化曲線、すなわ
ち、を磁界−抵抗特性示すものであり、横軸に水平方向
磁界の強さを採り、縦軸に抵抗変化率を採っている。こ
こに、抵抗変化率とは、基準抵抗値に対する抵抗値の増
加率をいう。同図から判るように、磁界の変化に対して
最大で１５％程度の抵抗変化率を得ることができる。し
かも、抵抗変化率のピークを与える磁界は、磁界が零の
ところからシフトしている。すなわち、零でない所定の
大きさの磁界が与えられたときに、抵抗値が極大値とな
る。

【００２１】図４は図１に示す信号処理回路４の内部回
路構成を示す回路図である。信号処理回路４は定電流源
４１とオペアンプ４２を備えている。磁気抵抗素子２の
端子１１および１２が信号処理回路４の端子４４および
４５にそれぞれ接続されると、磁気抵抗素子２の一端は
定電流源４１に接続され他端は接地されることになるた
め、磁気抵抗素子２には定電流が流れる。また、端子４
４はオペアンプ４２の反転入力に接続され、オペアンプ
４２の非反転入力には抵抗分割による基準電圧供給回路
４３が接続されている。したがって、オペアンプ４２で
は、磁気抵抗素子２の抵抗値変化に比例する端子間電圧
が回路４３による基準電圧と比較され、基準電圧を越え
ると負のパルス信号を出力する。

【００２２】図１に示す演算回路５は、信号処理回路４
が出力するパルス信号を入力し、所定時間内に入力する
パルス信号の数を計数してそのパルス数を所定時間で割
ることにより、回転速度に比例した値を算出する。そし
て、この値に磁石環１の極数および回転体の径の大きさ
で決まる定数を掛けることにより、回転体の回転速度を
得る。

【００２３】次に本実施形態の動作を図５および図３を
用いて説明する。図５は磁石環１が回転したときの磁気
抵抗素子２との相対位置関係を示す図であり、時間の経
過と共に同図（ａ）〜（ｄ）に順に変化している。

【００２４】図５（ａ）の状態では、磁気抵抗素子２の
線路１３は磁石環１の凸部１ａの中央部と対向してお
り、最も強い磁界の中に置かれている。この状態を図３
で示すと（５−ａ）の位置に相当し、磁気抵抗素子２の
抵抗値は低い。

【００２５】その後、磁石環１が回転し、図５（ｂ）の
状態、すなわち、磁気抵抗素子２の線路１３が凸部１ａ
のエッジ部近傍に至ると、磁界の強さが弱まる。この状
態を図３で示すと（５−ｂ）の位置に相当し、磁気抵抗
素子２の抵抗値は最も高くなる。

【００２６】さらに、磁石環１が回転し、図５（ｃ）の
状態、すなわち、磁気抵抗素子２の線路１３が凹部１ｂ
の中央部に至ると、磁界の強さが最も弱くなる。この状
態を図３で示すと（５−ｃ）の位置に相当し、磁気抵抗
素子２の抵抗値は再び低くなる。

【００２７】さらに、磁石環１が回転し、図５（ｄ）の
状態、すなわち、磁気抵抗素子２の線路１３が凸部１ｃ
と対向する位置であってそのエッジ部近傍に至ると、磁
界の強さが再び強まる。ただし、磁界の強さはまだ最大
値には達していない。この状態を図３で示すと（５−
ｄ）の位置に相当し、磁気抵抗素子２の抵抗値が再びピ
ーク値となる。

【００２８】以後、同様の動作が繰り返されることにな
る。つまり、磁気抵抗素子２は、磁石環１の凸部と対向
する間に、換言すると、磁界変化の半周期の変化の間
に、所定の大きさの磁界を少なくとも２回跨ぐことにな
り、磁気抵抗素子２の抵抗はその間に２回のピーク値を
得る。

【００２９】信号処理回路４では、このような磁気抵抗
素子２の抵抗値変化に応じた端子間電圧を検出し、抵抗
値の２回のピーク値でそれぞれパルス信号を出力し、演
算回路５でこのパルス信号から回転速度を算出する。

【００３０】図６は本発明の第２の実施形態を示す構成
図である。この実施形態では回転速度を検出すべき回転
体に固定されるロータとして、磁石環ではなく、磁性体
環６１が用いられている。磁性体環６１は環の全周に亘
って、同一形状の貫通窓６３が多数設けられている。

【００３１】磁性体環６１の周面の外側近傍には第１実
施形態のものと同じスピンバルブ型の磁気抵抗素子２が
設置さている。磁気抵抗素子２は、その基板面の方向
（水平方向）が磁性体環６１の半径方向とほぼ一致する
ように配置されている。磁気抵抗素子２の背後、すなわ
ち磁性体環６と反対の位置には永久磁石６２が置かれ、
そのＮ極が磁気抵抗素子２と対向している。

【００３２】磁気抵抗素子２には第１実施形態と同様に
信号処理回路４が接続され、さらにこの信号処理回路４
に演算回路６が接続されている。なお、信号処理回路４
および演算回路６の機能は第１実施形態と同じであるの
で説明は省略する。

【００３３】この実施形態においても第１実施形態と同
様に、回転体の回転によって磁気抵抗素子２に対して強
さが周期的に変化する磁界が与えられ、磁界の変化の周
期は回転速度に反比例している。すなわち、磁性体環６
の貫通窓６３が磁気抵抗素子２と対向している場合は、
永久磁石６２の磁気抵抗素子２に与える磁界は弱くな
り、磁性体環６の貫通窓と貫通窓の間の磁性体部分が磁
気抵抗素子２と対向している場合は、永久磁石６２の磁
力線の多くがその磁性体部分に向くため、磁気抵抗素子
２に与えられる磁界が強くなる。

【００３４】この磁界の変化の様子を図７および図３を
用いて説明する。図７は磁性体環１が回転したときの磁
気抵抗素子２との相対位置関係を示す図であり、時間の
経過と共に同図（ａ）〜（ｄ）に順に変化している。

【００３５】図７（ａ）の状態では、磁気抵抗素子２の
線路１３は磁性体環１の磁性体部６４の中央部と対向し
ており、最も強い磁界の中に置かれている。この状態を
図３で示すと（５−ａ）の位置に相当し、磁気抵抗素子
２の抵抗値は低い。

【００３６】その後、磁性体環１が回転し、図７（ｂ）
の状態、すなわち、磁気抵抗素子２の線路１３が磁性体
部６４のエッジ部近傍に至ると、磁界の強さが弱まる。
この状態を図３で示すと（５−ｂ）の位置に相当し、磁
気抵抗素子２の抵抗値は最も高くなる。

【００３７】さらに、磁性体環１が回転し、図７（ｃ）
の状態、すなわち、磁気抵抗素子２の線路１３が貫通窓
６３の中央部に至ると、磁界の強さが最も弱くなる。こ
の状態を図３で示すと（５−ｃ）の位置に相当し、磁気
抵抗素子２の抵抗値は再び低くなる。

【００３８】さらに、磁性体環１が回転し、図７（ｄ）
の状態、すなわち、磁気抵抗素子２の線路１３が磁性体
部６５と対向する位置であってそのエッジ部近傍に至る
と、磁界の強さが再び強まる。ただし、磁界の強さはま
だ最大値には達していない。この状態を図３で示すと
（５−ｄ）の位置に相当し、磁気抵抗素子２の抵抗値が
再びピーク値となる。

【００３９】以後、同様の動作が繰り返されることにな
る。つまり、磁気抵抗素子２は、磁性体環１の磁性体部
と対向する間に、換言すると、磁界変化の半周期の変化
において、所定の大きさの磁界を少なくとも２回跨ぐこ
とになり、磁気抵抗素子２の抵抗はその間に２回のピー
ク値を得る。そして、第１実施形態と同様に、これを信
号処理回路４で検出し、演算回路５で回転速度を算出す
る。

【００４０】図８は本発明の第３実施形態を示す概略構
成図である。磁石環８１は例えば自動車の車輪のような
回転体に固定されており、回転体の回転軸６を中心にし
て回転する。磁石環８１の半径方向の外側には磁気感応
素子である磁気インピーダンス効果素子８２が固定配置
されている。磁気インピーダンス効果素子というのは、
交流電流を通電した状態で外部から磁界が与えられる
と、その磁界の強さに応じてインピーダンスが変化する
素子のことであり、図９および図１０にその構造を示
す。

【００４１】図９は磁気インピーダンス効果素子８２の
平面構造を示す図であり、図１０は図９のIII−III断面
図である。基板９０はガラスやシリコンなどの絶縁材料
からなり、その表面に磁気インピーダンス効果を発生さ
せる線路９３が形成されている。線路９３は銅からなる
単線路導体１２３をアモルファス磁性膜であるＣｏＳｉ
Ｂ膜１２１、１２２で覆ったものであり、ＣｏＳｉＢ膜
１２１、１２２には導体１２３の長手方向と直交する矢
印Ａの方向に磁気異方性が付与されている。導体１２３
は両端部において電極９１、９２に接続されている。

【００４２】図１１はこの磁気インピーダンス効果素子
８２の磁界−インピーダンス特性を示すものであり、電
極９１、９２間に１ＭＨｚの交流電流を印加して、線路
９３の長手方向に外部から磁界を与えたときのインピー
ダンスを示している。横軸に磁界の強さを採り、縦軸に
インピーダンスＺを採っている。この特性図によれば、
この磁気インピーダンス効果素子は、磁界の向きに関係
なく与えられた磁界の強さが２０エルステッド（Ｏｅ）
のときにインピーダンスが急峻に立ち上がり最大となる
ことがわかる。インピーダンスの２つの最大値はほぼ等
しい。なお、最大値を与える磁界の強さは、線路１３を
構成する材料や形状を変えることで、±３０から±５０
Ｏｅまで広げられることが確認されている。

【００４３】図１２は磁気インピーダンス効果素子８２
の製造工程を示すフローチャートである。まず、基板９
０に対してＣｏＳｉＢ膜をスパッタリングにより表面全
体に成膜し、エッチングによりパターニングして下部Ｃ
ｏＳｉＢ膜１２１を形成する（ステップ１０１、１０
２）。ついで、単線路導体１２３となるＣｕ膜をスパッ
タリングにより成膜し、線路９３となる部分が下部Ｃｏ
ＳｉＢ膜１２１の表面の内側に収まるようにエッチング
でパターニングする（ステップ１０３、１０４）。その
後、再びＣｏＳｉＢ膜をスパッタリングにより成膜し、
パターニングして上部ＣｏＳｉＢ膜１２２を形成する
（ステップ１０５、１０６）。そして、最後に例えば厚
膜技術により電極９１、９２を形成する。

【００４４】このような磁気インピーダンス効果素子８
２は、図８に示すように線路９３の長手方向が磁石環８
１の半径方向と一致するように配置される。

【００４５】磁気インピーダンス効果素子８２の電極９
１、９２は交流電源８３および信号処理回路８４に接続
されている。交流電源８３は１ＭＨｚの交流電流を磁気
インピーダンス効果素子８２に供給するものであり、素
子８２はこの交流電流を与えられたときに、磁界の強さ
に応じてインピーダンスが変化するという磁気インピー
ダンス効果を発揮することができる。

【００４６】信号処理回路８４は磁気インピーダンス効
果素子８２の端子９１および９２の間のインピーダンス
（抵抗およびインダクタンス）を端子間電圧として検出
すると共に、検出された電圧信号を所定のしきい値で波
形成形してパルス化する回路である。

【００４７】演算回路８５は信号処理回路８４が出力す
るパルス信号を入力し、所定時間内に入力するパルス信
号の数を計数してそのパルス数を所定時間で割れば、回
転速度に比例した値を得ることができる。この値に、磁
石環８１の極数および回転体の径の大きさで決まる定数
を掛ければ回転体の回転速度が得られる。

【００４８】つぎに、この磁気式回転速度センサを自動
車の車輪速度センサとして利用した場合の動作を説明す
る。

【００４９】車輪速度センサは４つの車輪に対してそれ
ぞれ設けられるものであり、図１３はそのうちの一つの
車輪が取り付けられるアクスルハブおよびその付近の構
造を示す断面図である。アクスルハブ３１は車両本体に
固定されたアウターレース３２にボールベアリング３３
を介して回転自在に支持されている。アクスルハブ３１
にはボルト３４により図示省略されたタイヤホイルが固
定され、その反対側の端部にスリーブを介して磁石環８
１が固定されている。磁石環８１の外側にはアウターレ
ース３２側に固定された磁気インピーダンス効果素子８
２が設けられており、信号処理回路８４に接続される信
号線がコネクタ３５を経て外に延びている。

【００５０】このように回転速度センサを構成する要素
のうち磁石環８１および磁気インピーダンス効果素子８
２は車輪部に設けられるが、交流電源８３、信号処理回
路８４、演算回路８５を含む電気回路要素は、図１４に
示すように４つの車輪についてそれぞれ車両４０の例え
ば後方に配置された回路ボックス４１にまとめられてい
る。

【００５１】図１５は車輪が回転したときの動作を示す
ものである。同図（ａ）は車輪の回転に伴って磁石環８
１の磁極が磁気インピーダンス効果素子８２の前を順次
通過したときに、素子８２に与えられる磁界の強さの変
化を示す波形図であり、横軸に時間、縦軸に磁界の強さ
を採っている。波形１５１は磁石環８１と磁気インピー
ダンス効果素子８２との間隔が比較的狭い場合を示し、
波形１５２は比較的広い場合を示している。値ａは磁気
インピーダンス効果素子８２のインピーダンスが最大と
なるときの電界の強さであり、本実施形態では２０Ｏｅ
である。この図からわかるように、波形１５１の場合も
波形１５２の場合も磁界の強さの最大値は値ａを越えて
いる。これは、磁石環８１の各磁極が磁気インピーダン
ス効果素子８２に最も近づいたときに磁気インピーダン
ス効果素子８２に与えられる磁界が、磁気インピーダン
ス効果素子８２のインピーダンスが最大となる磁界より
も強いということを意味している。

【００５２】図１５（ｂ）は、磁気インピーダンス効果
素子８２に与えられる磁界が波形１５１のようであった
場合のインピーダンスの変化の様子を示す波形であり、
信号処理回路８４はこのインピーダンス変化に対応する
端子間電圧の変化を検出する。この波形図からわかるよ
うに、任意のＮ極が通過したときに２つのピークが発生
し、引き続き隣接するＳ極が通過すると同様に２つのピ
ークが発生する。したがって、例えば、車輪速度が時速
１０ｋｍのときに磁気インピーダンス効果素子８２に与
えられる磁界が６０Ｈｚの周波数で変化していたとする
と、信号処理回路８４は１２０Ｈｚのパルス信号を出力
する。

【００５３】図１５（ｃ）は、磁気インピーダンス効果
素子８２に与えられる磁界が波形１５２に示すようなも
のであった場合のインピーダンス変化を示す波形であ
る。１つの電極の通過に対して２つのピークが発生する
点で波形１５１の場合と同じであるが、２つのピークの
間隔が狭くなっている。これは、磁石環８１と磁気イン
ピーダンス効果素子８２との間隔を調整することによ
り、インピーダンス変化のピークの間隔を調整できるこ
とを示している。

【００５４】信号処理回路８４は図１５（ｂ）または
（ｃ）に示すインピーダンス変化を端子間電圧値として
検出し、パルス波形に波形成形して出力する。演算回路
８５では、例えば１００ｍｓ毎に入力したパルス数を計
数しその都度車輪速度を算出して出力する。信号処理回
路８４で検出されるインピーダンス変化のピーク値は、
回転速度が変化しても、すなわち、磁気インピーダンス
効果素子８２に与えられる磁界の周波数が変化しても変
化しない。そのため、従来のピックアップ型の磁気式回
転速度センサのように、回転数が低くなると検出感度が
低下するということがない。このようにして算出された
車輪速度はＡＢＳ制御等に利用される。

【００５５】本実施形態の回転速度センサは、車両の車
輪速度を検出するために用いたが、検出すべき対象は車
輪に限定されるものではなく、歯車をはじめとするその
他の回転体の回転速度検出に適用できる。また、第１お
よび第２実施形態もこの第３実施形態と同様に、車輪速
度をはじめとする種々の回転体の回転速度検出に適用で
きる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の磁気式回転
速度センサによれば、回転体の回転に伴って磁界発生手
段の磁界が周期的に変化すると、この磁界変化の半周期
において、所定の大きさの磁界を少なくとも２度跨いで
変化するので、信号処理手段は磁界変化の１周期中に最
低でも２回のパルスを出力する。したがって、回転速度
が低速のときでも十分な数のパルス数を得ることがで
き、計数タイミングに伴って発生する誤差を小さくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である磁気式回転速度セ
ンサを示す構成図。

【図２】第１実施形態である磁気式回転速度センサに用
いられるスピンバルブ型磁気抵抗素子を示す平面図。

【図３】図２の磁気抵抗素子の磁界−抵抗特性示す特性
図。

【図４】信号処理回路４の内部構成を示す回路図。

【図５】第１実施形態である磁気式回転速度センサが動
作中のときの磁石環１と磁気抵抗素子２との相対位置を
示す図。

【図６】本発明の第２実施形態である磁気式回転速度セ
ンサを示す構成図。

【図７】第２実施形態である磁気式回転速度センサが動
作中のときの磁性体環６１と磁気抵抗素子２との相対位
置を示す図

【図８】本発明の第３実施形態である磁気式回転速度セ
ンサを示す構成図。

【図９】図８の回転速度センサに用いられている磁気イ
ンピーダンス効果素子を示す平面図。

【図１０】図９のIII−III断面図。

【図１１】磁気インピーダンス効果素子の磁気−インピ
ーダンス特性を示す特性図。

【図１２】磁気インピーダンス効果素子の製造工程を示
すフローチャート。

【図１３】磁石環および磁気インピーダンス効果素子を
設けた車輪部を示す断面図。

【図１４】車両における磁気インピーダンス効果素子の
配置を示す図。

【図１５】本実施形態の回転速度センサの動作を示す波
形図。

【符号の説明】

１、８１…磁石環、２…スピンバルブ型磁気抵抗素子、
４、８４…信号処理回路、５、８５…演算回路、６…回
転軸、６１…磁性体環、６２…永久磁石、８２…磁気イ
ンピーダンス効果素子、８３…交流電源。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体の回転に応じて周期的に変化する
   磁界を周囲に発生させる磁界発生手段と、 磁界に対してインピーダンスが変化するものであって、
   零でない所定の大きさの磁界が与えられたときに、イン
   ピーダンスが極大値となる磁気感応素子と、 前記磁気感応素子のインピーダンスが所定の値を越えた
   ときにパルスを出力する信号処理手段と、 前記信号処理手段からのパルス信号の周期に基づいて前
   記回転体の回転速度を算出する演算手段とを有し、 前記磁界発生手段による磁界の変化の半周期の変化が、
   前記所定の大きさの磁界を少なくとも２度跨いで変化さ
   せることを特徴とする磁気式回転速度センサ。
2. 【請求項２】 前記磁気感応素子が磁界に対して抵抗値
   が変化するものであって、零でない所定の大きさの磁界
   が与えられたときに、抵抗値が極大値となる磁気抵抗素
   子であることを特徴とする請求項１に記載の磁気式回転
   速度センサ。
3. 【請求項３】 前記磁界発生手段は着磁されたロータで
   あることを特徴とする請求項２に記載の磁気式回転速度
   センサ。
4. 【請求項４】 前記磁界発生手段は磁性体からなるロー
   タと、このロータの近傍に配置された磁石とを備えてい
   ることを特徴とする請求項２に記載の磁気式回転速度セ
   ンサ。
5. 【請求項５】 前記磁気感応素子が磁界に対してインピ
   ーダンスが変化するものであって、高周波電流通電中に
   零でない所定の大きさの磁界が与えられたときに、イン
   ピーダンスが極大値となる磁気インピーダンス効果素子
   であることを特徴とする請求項１に記載の磁気式回転速
   度センサ。