JPH11218405A - 回転位置検出器 - Google Patents

回転位置検出器

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JPH11218405A
JPH11218405A JP10022888A JP2288898A JPH11218405A JP H11218405 A JPH11218405 A JP H11218405A JP 10022888 A JP10022888 A JP 10022888A JP 2288898 A JP2288898 A JP 2288898A JP H11218405 A JPH11218405 A JP H11218405A
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JP
Japan
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position detector
rotational position
semiconductor magnetoresistive
insb semiconductor
voltage
Prior art date
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Application number
JP10022888A
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English (en)
Inventor
Yoshimitsu Odajima
義光 小田島
Satoshi Ouchi
智 大内
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで広い温度範囲且つ広い電源電圧範
囲において高い電圧で駆動できると同時に大きな出力信
号電圧を精度良く得られる回転位置検出器を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 磁性体からなる回転体に近接配置され直
列接続された少なくとも2個のInSb半導体磁気抵抗
素子7a,7bと、このInSb半導体磁気抵抗素子7
a,7bを直流磁界でバイアスする磁石6と、前記In
Sb半導体磁気抵抗素子7a,7bの抵抗値に応じて電
流を制御する駆動回路部2とを備え、前記回転体の回転
に応じて前記InSb半導体磁気抵抗素子7a,7bに
加わる磁束密度が変化し、この磁束密度の変化に応じて
変化する前記InSb半導体磁気抵抗素子7a,7bの
抵抗値を電圧に変換し、直列接続された前記InSb半
導体磁気抵抗素子7a,7bの接続点8より出力するよ
うにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車等の使用温度
範囲が広い用途に用いられる回転位置検出器に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、回転位置検出器としては図12
(a)、図12(b)、図13、図14に示すようなも
のが提案されている。図12(a)は従来の回転位置検
出器を用いたシステムの概要を説明する図である。図1
2(b)は同回転位置検出器の動作状態の信号電圧波形
図である。図13は同回転位置検出器を説明するための
ブロック図である。図14は同回転位置検出器に用いら
れるInSb半導体磁気抵抗素子の温度特性図である。
【0003】図12(a)において、101a,101
bはInSb半導体磁気抵抗素子、102は磁石、10
3は磁性体からなる凸歯形状の歯車である。
【0004】InSb半導体磁気抵抗素子101a,1
01bは、磁石102から発せられる直流磁界によりバ
イアスされ、歯車103に対向している。
【0005】図13において、104は3端子レギュレ
ータ、104aは入力端子、104bは出力端子、10
4cはグランド端子、105はヒステリシスコンパレー
タ、105a,105b,105d,105eは固定抵
抗、105cは固定抵抗105a,105bの接続点で
基準電位となる。105fはコンパレータ、106は直
列接続されたInSb半導体磁気抵抗素子101a,1
01bの接続点、107はコンパレータ105fからの
出力端子、108は回転位置検出器である。
【0006】回転位置検出器108は、主に磁石102
から発せられる直流磁界によりバイアスされたInSb
半導体磁気抵抗素子101a,101bとヒステリシス
コンパレータ105により基本的に構成されている。
【0007】3端子レギュレータ104の入力端子10
4aには自動車のバッテリーのように変動する外部駆動
電源より電圧Eが供給され、出力端子104bより安定
化した電圧V1が出力される。この電圧V1により直列
接続されたInSb半導体磁気抵抗素子101a,10
1bとヒステリシスコンパレータ105を駆動する。ヒ
ステリシスコンパレータ105は、コンパレータ105
fと固定抵抗105a,105b,105d,105e
より構成されている。固定抵抗105a,105bの接
続点105cに発生する基準電位(V1/2)と直列接
続されたInSb半導体磁気抵抗素子101a,101
bの接続点106はともにコンパレータ105fに差動
入力されており、歯車103の回転に応じてInSb半
導体磁気抵抗素子101a,101bに加わる磁束密度
が変化するため、InSb半導体磁気抵抗素子101
a,101bの抵抗値も同時に変化し、この変化が電圧
変化に変換された後、接続点106より出力信号電圧V
outとしてΔVp-pを得る(図12(b)に示す)。
【0008】また、コンパレータ105fに外付けされ
た固定抵抗105d,105eと固定抵抗105a,1
05bにより決定されるヒステリシス電位Vh(図12
(b)に示す)と比較された後、出力端子107より波
形整形され出力Vsが得られる(図12(b)に示
す)。
【0009】図14は、ここで使用されているInSb
半導体磁気抵抗素子101a,101bの温度に対する
抵抗値Rの変化を示し、温度を横軸に、抵抗値を縦軸に
それぞれ示す。InSb半導体磁気抵抗素子101a,
101bの温度に対する抵抗値Rの変化は大きく、低温
側に比べて高温側は著しく小さい。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
InSb半導体磁気抵抗素子101a,101bの温度
に対する抵抗値Rの変化が大きく、低温側に比べて高温
側は著しく小さい。また、InSb半導体磁気抵抗素子
101a,101bに加えることができる最大電力Pma
xにも限界があると同時に、低温側に比べて高温側は小
さい。
【0011】さらに、直列接続されたInSb半導体磁
気抵抗素子101a,101bを駆動できる上限電圧V
maxは以下の式で示すように、
【0012】
【数1】
【0013】InSb半導体磁気抵抗素子101a,1
01bの抵抗値RとInSb半導体磁気抵抗素子101
a,101bで消費可能な最大電力Pmaxによって決ま
ってしまう。すなわち、高温になり著しく抵抗値Rが低
下する領域では、駆動できる上限電圧Vmaxも著しく小
さくなり、V1となる。
【0014】従って定電圧駆動の場合、全温度領域を通
して駆動できる上限電圧Vmaxは、上記のような小さな
値(V1)に制限されてしまう。このため、直列接続さ
れたInSb半導体磁気抵抗素子101a,101bの
接続点106からの信号も小さくなり、結果として出力
信号電圧VoutとしてのΔVp-pも小さくなり、ヒステリ
シス電位Vhを小さく設定しなければならなくなる。ヒ
ステリシス電位Vhが小さいため、固定抵抗105a,
105bの接続点に設定する基準電位105cの調整に
も高精度化が要求されるばかりか、その温度変動分や直
列接続されたInSb半導体磁気抵抗素子101a,1
01bの接続点106の温度変動分も十分吸収できる設
計が要求される。さらに、定電圧駆動を高精度に安定化
させるための高価な3端子レギュレータ104を必要と
するといった課題を有していた。
【0015】この課題を回避するために駆動する上限電
圧Vmaxを増加させようとすると最大電力Pmaxが増加
し、InSb半導体磁気抵抗素子101a,101bの
発熱が著しくなるばかりか、InSb半導体磁気抵抗素
子101aとInSb半導体磁気抵抗素子101bとの
間の熱的なバランスも崩れやすくなりInSb半導体磁
気抵抗素子101a,101bの接続点106の温度に
よる変動量が大きくなるといった問題が発生する。この
著しい発熱量の増加を抑制するためには、InSb半導
体磁気抵抗素子101a,101bの形状を大きくした
り特殊な放熱手段を設けたりしなければならない。いず
れにしても著しいコスト増となるといった課題を有して
いた。
【0016】本発明はこのような課題を解決するもので
あり、低コストで広い温度範囲且つ広い電源電圧範囲に
おいて高い電圧で駆動できると同時に大きな出力信号電
圧を精度良く得られる回転位置検出器を提供することを
目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の回転位置検出器は、磁性体からなる回転体に
近接配置され直列接続された少なくとも2個のInSb
半導体磁気抵抗素子と、このInSb半導体磁気抵抗素
子を直列磁界でバイアスする磁石と、前記InSb半導
体磁気抵抗素子の抵抗値に応じて電流を制御する駆動回
路部とを備え、前記回転体の回転に応じて前記InSb
半導体磁気抵抗素子に加わる磁束密度が変化し、この磁
束密度の変化に応じて変化する前記InSb半導体磁気
抵抗素子の抵抗値を電圧に変換し、直列接続された前記
InSb半導体磁気抵抗素子の接続点より出力するよう
にしたものである。この構成により、低コストで広い温
度範囲且つ広い電源電圧範囲において高い電圧で駆動で
きると同時に大きな出力信号電圧を精度良く得られる回
転位置検出器が実現できる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、磁性体からなる回転体に近接配置され直列接続され
た少なくとも2個のInSb半導体磁気抵抗素子と、こ
のInSb半導体磁気抵抗素子を直列磁界でバイアスす
る磁石と、前記InSb半導体磁気抵抗素子の抵抗値に
応じて電流を制御する駆動回路部とを備え、前記回転体
の回転に応じて前記InSb半導体磁気抵抗素子に加わ
る磁束密度が変化し、この磁束密度の変化に応じて変化
する前記InSb半導体磁気抵抗素子の抵抗値を電圧に
変換し、直列接続された前記InSb半導体磁気抵抗素
子の接続点より出力するようにしているため、低温時に
InSb半導体磁気抵抗素子の抵抗値が大きくなる時は
大きな駆動電圧で動作させ、高温時にInSb半導体磁
気抵抗素子の抵抗値が小さくなる時は駆動電流を抑え設
定された電力内で動作させることができ、低コストで広
い温度範囲且つ広い電源電圧範囲において高い電圧で駆
動できると同時に大きな出力信号電圧を精度良く得られ
るという作用を有する。
【0019】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、駆動回路部が制御部と電流制御素子か
らなるため、低温時にInSb半導体磁気抵抗素子の抵
抗値が大きくなる時は大きな駆動電圧で動作させ、高温
時にInSb半導体磁気抵抗素子の抵抗値が小さくなる
時は駆動電流を抑え設定された電力内で動作させること
ができるばかりか、低コストでありながら広い温度範囲
且つ広い電源電圧範囲において極めて高い電圧を保持し
たまま駆動可能であり、高い温度領域まで大きな出力信
号電圧ΔVp-pが得られるという作用を有する。
【0020】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、駆動回路部が抵抗要素からなるため、
低温時にInSb半導体磁気抵抗素子の抵抗値が大きく
なる時は大きな駆動電圧で動作させ、高温時にInSb
半導体磁気抵抗素子の抵抗値が小さくなる時も駆動電流
を抑えながら設定された電力内で動作させることができ
るばかりか、極めて低コストでありながら広い温度範囲
且つ広い電源電圧範囲において従来より高い電圧で駆動
可能であり、高い温度領域まで大きな出力信号電圧ΔV
p-pが得られるという作用を有する。
【0021】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、駆動回路部により駆動され直列接続さ
れたInSb半導体磁気抵抗素子の接続点からの出力電
圧が入力されるヒステリシスコンパレータを有するた
め、高い温度領域においても駆動電圧の変化に合わせて
ヒステリシス電位Vhを可変可能であり安定した波形整
形後の出力が得られるという作用を有する。
【0022】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
の発明において、ヒステリシスコンパレータは少なくと
も1個のコンパレータと複数の抵抗を有し、前記コンパ
レータの電源端子が駆動回路部の入力側に接続されてい
るため、駆動電源の電圧が低下する場合または高い温度
領域において駆動回路部よりの出力電圧を抑制しなけれ
ばならない場合にも、極めて安定したコンパレータの動
作を確保できるという作用を有する。
【0023】請求項6に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、電流制御素子を熱伝導性の良い接着剤
を用いて固定体に固定しているため、高い温度領域にお
いて動作させたり高い駆動電源の電圧が駆動回路部に加
えられたりする場合に生ずる電流制御素子の著しい発熱
を効率的に放熱できるという作用を有する。
【0024】請求項7に記載の発明は、請求項3に記載
の発明において、抵抗要素の内の少なくとも1つは正の
温度係数を持つサーミスタであるため、固定抵抗のみで
構成する場合に比べてより高い温度領域まで高い電圧で
駆動可能であり、高い温度領域まで大きな出力信号電圧
Δp-pが得られるという作用を有する。
【0025】請求項8に記載の発明は、請求項2に記載
の発明において、駆動回路部を固定体の外部に設けてあ
るため、回転位置検出器としての配線数を増やすことな
く駆動回路部内の能動素子を温度条件の有利な箇所に移
動でき安定した出力信号電圧Δp-pが得られるという作
用を有する。
【0026】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図11を用いて説明する。 (実施の形態1)図1(a)は本発明の回転位置検出器
の第1の実施の形態を説明するためのブロック図であ
る。図1(b)は同回転位置検出器の動作状態の信号電
圧波形図である。図2は同回転位置検出器の駆動回路部
の詳細回路図である。図3は同回転位置検出器の電気的
な主要パラメータの動作を説明する図である。
【0027】図1(a)において、1は回転位置検出
器、2は駆動回路部、3は駆動回路部2の出力端子、4
は自動車のバッテリーのような駆動電源から駆動回路部
2へ電圧Eを供給するための入力端子、5はグランド端
子、6は磁石、7a,7bはInSb半導体磁気抵抗素
子、8は直列接続されたInSb半導体磁気抵抗素子7
a,7bの接続点、50は外周に歯形を形成した磁性体
からなる回転体である。
【0028】図1(a)において回転位置検出器1は、
磁石6から発せられた直流磁界によりバイアスされたI
nSb半導体磁気抵抗素子7a,7bと駆動回路部2に
より基本的に構成されている。磁石6から発せられた直
流磁界によりバイアスされたInSb半導体磁気抵抗素
子7a,7bは、予め同じ抵抗値Rに調整されている。
駆動電源より入力端子4を通して駆動回路部2へ電圧E
が供給され、駆動回路部2の出力端子3からInSb半
導体磁気抵抗素子7a,7bを電圧Vで駆動する。ま
た、直列接続されたInSb半導体磁気抵抗素子7a,
7bの接続点8は温度変動があっても、V/2の電圧が
確保できるように構成してある。
【0029】次に回転位置検出器1の基本動作を説明す
る。InSb半導体磁気抵抗素子7a,7bを回転体5
0に近接配置し、回転体50を回転することによりIn
Sb半導体磁気抵抗素子7a,7bに加わる磁束密度が
変化する。この磁束密度の変化に応じてInSb半導体
磁気抵抗素子7a,7bの抵抗値Rもそれぞれ変化す
る。この抵抗値変化を電圧変化に変換した後、直列接続
されたInSb半導体磁気抵抗素子7a,7bの接続点
8より出力信号電圧Vout=ΔVp-pが得られる(図1
(b)に従来例の出力信号電圧とともに比較して示
す)。
【0030】図2において、9は電流制御素子、10は
制御部、10aは演算増幅器、10bは基準電源、10
c,10d,10eは固定抵抗である。
【0031】以下に駆動回路部2の動作、機能を説明す
る。入力端子4に電圧Eを供給することにより固定抵抗
10cに電流が流れる。この電流による電圧降下分と基
準電源10bの電圧が等しくなるように、演算増幅器1
0aにより電流制御素子9が制御され、駆動回路部2の
出力端子3から直列接続されたInSb半導体磁気抵抗
素子7a,7bに流れる最大電流をImに制限する。ま
た、固定抵抗10dはInSb半導体磁気抵抗素子7
a,7bの抵抗値Rが大きい時に演算増幅器10aに流
れ込む電流を制限するものである。
【0032】本実施の形態において説明したような構成
により、InSb半導体磁気抵抗素子7a,7bの抵抗
値Rが大きい時は、ほぼ駆動電圧VとInSb半導体磁
気抵抗素子7a,7bの合成抵抗値で決まる電流Iに制
御され、InSb半導体磁気抵抗素子7a,7bの抵抗
値Rが小さい時は電流Iが制限される機能が得られる。
【0033】図3において、温度を横軸に、直列接続さ
れたInSb半導体磁気抵抗素子7a,7bに印加され
る電圧V、InSb半導体磁気抵抗素子7a,7bで消
費される電力P、InSb半導体磁気抵抗素子7a,7
bに流れる電流Iをそれぞれ縦軸に示す。温度が上昇す
るとともにInSb半導体磁気抵抗素子7a,7bの抵
抗値Rは急激に減少する(図14に示す)が、図3に示
すように温度がT1(℃)になるまでは直列接続された
InSb半導体磁気抵抗素子7a,7bに駆動電源の電
圧Eから駆動回路2での電圧降下分Eを減じた(E−
e)の電圧が印加され、予め設定された最大電流Imま
で電流を流すことが可能であり、温度がT1(℃)の時
のInSb半導体磁気抵抗素子7a,7bで消費される
電力Pは、P1と大きくなる。さらに温度がT1(℃)
になるまでは、従来の定電圧駆動の回転位置検出器で駆
動できる上限電圧Vmax=V1(すなわち、最高使用温
度T2(℃)においてInSb半導体磁気抵抗素子7
a,7bで消費可能な最大電力Pmax=P2とその時の
抵抗値によってV1は決定される)に拘束されることな
く極めて高い電圧(E−e)で駆動することが可能なた
め、大きな出力信号電圧Vout=ΔVp-pが接続点8より
得られる(図1(b)に従来例の出力信号電圧とともに
比較して示す)。
【0034】また、温度がT1(℃)を越えT2(℃)
になるまではInSb半導体磁気抵抗素子7a,7bの
抵抗値Rの減少に合わせて直列接続されたInSb半導
体磁気抵抗素子7a,7bを駆動する電圧Vは減少する
ものの、予め設定された最大電流Imを流すことが可能
であり且つ従来のV1より大きい電圧Vで駆動すること
が可能であるため、大きな出力信号電圧Vout=ΔVp-p
が接続点8より得られる(図1(b)に従来例の出力信
号電圧とともに比較して示す)。
【0035】本実施の形態において説明したような構成
により、低コストでありながら広い温度範囲且つ広い電
源電圧範囲において極めて高い電圧を保持したまま駆動
可能であり、高い温度領域まで大きな出力信号電圧ΔV
p-pが得られる。また、大きな出力信号電圧ΔVp-pが得
られるため、外来ノイズに対しても強くなる。
【0036】なお、本実施の形態においては、2個のI
nSb半導体磁気抵抗素子7a,7bを直列接続した例
を説明したが、必ずしもこれに特定されるものではなく
複数個のInSb半導体磁気抵抗素子を直列接続しても
構わない。
【0037】また、本実施の形態においては、回転位置
検出器1と近接する回転体50として外周に歯形を形成
した磁性体を用いたものについて説明したが、回転体自
体は円形であっても構わない。すなわち、回転体の外周
部に磁性体が埋め込まれた構成により、磁性体による歯
形と同様の機能を持たせる等、様々な構造の回転体に対
して本実施の形態の回転位置検出器1は優れた性能を発
揮する。
【0038】(実施の形態2)図4(a)は本発明の回
転位置検出器の第2の実施の形態を説明するためのブロ
ック図である。図4(b)は同回転位置検出器の動作状
態の信号電圧波形図である。なお、図4(a)において
図1(a)、図2と同一構成部分には同一番号を付して
詳細な説明を省略し、異なる部分のみ詳述する。
【0039】図4(a)において、11は回転位置検出
器、12はヒステリシスコンパレータ、12a,12
b,12d,12eは固定抵抗、12cは固定抵抗12
a,12bの接続点、12fはコンパレータ、13は出
力端子である。
【0040】ヒステリシスコンパレータ12は、コンパ
レータ12fと固定抵抗12a,12b,12d,12
eより構成され、駆動回路部2の出力端子3より電圧V
がInSb半導体磁気抵抗素子7a,7bとヒステリシ
スコンパレータ12に印加され駆動される。
【0041】次に回転位置検出器11の基本動作を説明
する。InSb半導体磁気抵抗素子7a,7bを回転体
50に近接配置し、回転体50を回転することによりI
nSb半導体磁気抵抗素子7a,7bに加わる磁束密度
が変化する。この磁束密度の変化に応じてInSb半導
体磁気抵抗素子7a,7bの抵抗値Rもそれぞれ変化す
る。この抵抗値変化を電圧変化に変換した後、直列接続
されたInSb半導体磁気抵抗素子7a,7bの接続点
8より出力信号電圧Vout=ΔVp-pが得られる(図4
(b)に従来例の出力信号電圧とともに比較して示
す)。
【0042】さらに、接続点8の出力信号電圧Vout=
ΔVp-pと固定抵抗12a,12bの接続点12cに発
生する基準電位(V/2)とは、ともにコンパレータ1
2fに差動入力され、コンパレータ12fに外付けされ
た固定抵抗12d,12eと固定抵抗12a,12bに
より決定されるヒステリシス電位Vhと比較された後、
出力端子13より波形整形され出力Vsが得られる(図
4(b)に示す)。
【0043】本実施の形態において説明したような構成
により、図3に示したように温度T1(℃)を越える領
域にてヒステリシス電位Vhを直列接続されたInSb
半導体磁気抵抗素子7a,7bに印加される電圧Vの変
化に合わせて可変可能にできるため、安定した波形整形
後の出力Vsが出力端子13より得られる。
【0044】(実施の形態3)図5は本発明の回転位置
検出器の第3の実施の形態を説明するためのブロック図
である。図5に示す本実施の形態の回転位置検出器14
は、基本的に図4(a)に示した本発明の第2の実施の
形態の回転位置検出器11におけるコンパレータ12f
への駆動電圧の供給を駆動回路部2の出力端子3から入
力端子4の側に変えた構成のみが異なるため、同一構成
部分には同一番号を付して詳細な説明を省略し、異なる
部分のみ詳述する。
【0045】本実施の形態において説明したような構成
により、回転位置検出器14における駆動回路部2へ供
給される駆動電源電圧Eが低下する場合や高い温度領域
のように駆動回路部2の出力端子3からの電圧Vが低下
する場合にあっても、コンパレータ12fを動作させる
電圧を駆動回路部2の出力端子3からの電圧Vよりも大
きくできるため、高い温度領域でもコンパレータ12f
が極めて安定に動作する。
【0046】(実施の形態4)図6は本発明の回転位置
検出器の第4の実施の形態を説明する断面図である。図
6に示す本実施の形態の回転位置検出器20は、基本的
に図4(a)に示した本発明の第2の実施の形態の回転
位置検出器11における部品の実装状態を示しているた
め、同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省
略し、特徴のある構成部分のみ詳述する。
【0047】図6において、21は固定体としてのホル
ダ、22はキャップ、23はコネクタ端子、24は駆動
回路部2とヒステリシスコンパレータ12を実装した回
路基板、25は直列接続されたInSb半導体磁気抵抗
素子7a,7bと回路基板24を電気的に接続するため
の中継端子、26はホルダ21に設けられた凹部、27
は熱伝導性の良い接着剤である。回路基板24は、ホル
ダ21に支持固定されると同時にホルダ21にインサー
ト成形されたコネクタ端子23と中継端子25に電気的
に接続されている。電流制御素子9は回路基板24の裏
面に実装されると同時に、ホルダ21に設けられた凹部
26に熱伝導性の良い接着剤27を介して接着されてい
る。
【0048】本実施の形態において説明したような構成
により、図3に示したような温度T1(℃)を越える領
域のように最大電流Imで動作する条件下(すなわち、
電流制御素子9の発熱が著しくなる時)や高い駆動電源
の電圧Eが駆動回路部2に加えられたりする時でも、熱
伝導性の良い接着剤27の働きにより効率的に放熱でき
るため、安定した出力Vsがコネクタ端子23より得ら
れる。なお、電流制御素子9とホルダ21とが熱伝導性
の良い接着剤27により支持固定されていれば、必ずし
もホルダ21に凹部26を要さない。また、駆動回路部
2をホルダ21の外に設けることにより、回転位置検出
器20としての配線数を増やすことなく駆動回路部2内
の能動素子を温度条件の有利な箇所に移動できるため、
極めて安定した出力Vsがコネクタ端子23より得られ
るという作用を有する。
【0049】(実施の形態5)図7(a)は本発明の回
転位置検出器の第5の実施の形態を説明するためのブロ
ック図である。図7(b)は同回転位置検出器の動作状
態の信号電圧波形図である。図8は同回転位置検出器の
電気的な主要パラメータの動作を説明する図である。
【0050】図7(a)に示す本実施の形態の回転位置
検出器30は、基本的に図1(a)に示した本発明の第
1の実施の形態の回転位置検出器1における駆動回路部
2が固定抵抗31で構成されている以外は同一であるた
め、同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を省
略し、異なる部分のみ詳述する。
【0051】本実施の形態において説明したような構成
により、直列接続されたInSb半導体磁気抵抗素子7
a,7bに印加される電圧Vは、駆動電源の電圧E、固
定抵抗31の抵抗値R11、InSb半導体磁気抵抗素
子7aの抵抗値R1とInSb半導体磁気抵抗素子7b
の抵抗値R2によって決定され、V=EX((R1+R
2)/(R1+R2+R11))となる。
【0052】図8において、図3に示した本発明の第1
の実施の形態の場合と同様に温度を横軸に、直列接続さ
れたInSb半導体磁気抵抗素子7a,7bに印加され
る電圧V、InSb半導体磁気抵抗素子7a,7bで消
費される電力P、InSb半導体磁気抵抗素子7a,7
bに流れる電流Iをそれぞれ縦軸に示す。温度が上昇す
るとともにInSb半導体磁気抵抗素子7a,7bの抵
抗値R1,R2はそれぞれ減少する(図14に示す)
が、図8に示すように直列接続されたInSb半導体磁
気抵抗素子7a,7bに印加される電圧VもV=E×
((R1+R2)/(R1+R2+R11))で規定さ
れる曲線に従って徐々に減少し、これに応じて電流Iも
徐々に増加する。
【0053】また、最高使用温度T2(℃)以下におい
て直列接続されたInSb半導体磁気抵抗素子7a,7
bに印加可能な電圧Vについて考察すると、従来の定電
圧駆動の回転位置検出器で駆動できる上限電圧Vmax=
V1(すなわち、最高使用温度T2(℃)においてIn
Sb半導体磁気抵抗素子7a,7bで消費可能な最大電
力Pmax=P2とその時の抵抗値によってV1は決定さ
れる)より高い電圧で駆動可能であることが判明する。
このように、極めて低コストでありながら広い温度範囲
且つ広い電源電圧範囲において従来より高い電圧で駆動
可能であり、高い温度領域まで大きな出力信号電圧Vou
t=ΔVp-pが接続点8より得られる(図7(b)に従来
例の出力信号電圧とともに比較して示す)。
【0054】(実施の形態6)図9(a)は本発明の回
転位置検出器の第6の実施の形態を説明するためのブロ
ック図である。図9(b)は同回転位置検出器の動作状
態の信号電圧波形図である。図10は同回転位置検出器
の駆動回路部2を構成する各抵抗要素の温度特性図であ
る。図11は同回転位置検出器の駆動電圧Vの温度特性
図である。
【0055】図9(a)に示す本実施の形態の回転位置
検出器40は、基本的に図1(a)に示した本発明の第
1の実施の形態の回転位置検出器1における駆動回路部
2が正の温度係数を示すサーミスタ(以下、サーミスタ
と略す)41a、固定抵抗41b、固定抵抗41cで構
成されている以外は同一であるため、同一構成部分には
同一番号を付して詳細な説明を省略し、異なる部分のみ
詳述する。
【0056】本実施の形態において説明したような構成
により、直列接続されたInSb半導体磁気抵抗素子7
a,7bに印加される電圧Vは、駆動電源の電圧E、サ
ーミスタ41aの抵抗値R12、固定抵抗41bの抵抗
値R13、固定抵抗41cの抵抗値R14、InSb半
導体磁気抵抗素子7aの抵抗値R1とInSb半導体磁
気抵抗素子7bの抵抗値R2によって決定され、V=E
×((R1+R2)/(R1+R2+R14+R12×
R13/(R12+R13)))となる。
【0057】図10において、温度を横軸に、サーミス
タ41aの抵抗値R12、固定抵抗41cの抵抗値R1
4、サーミスタ41aの抵抗値R12と固定抵抗41b
の抵抗値R13との合成抵抗値(R12×R13/(R
12+R13))をそれぞれ縦軸に示す。
【0058】サーミスタ41aの抵抗値R12は、温度
T1(℃)までは比較的温度変化が少なく、温度T1
(℃)を超えた付近から二次関数を示す特性で増大する
(特性曲線Fに示す)。また、サーミスタ41aの温度
T2(℃)における抵抗値R12に比べて十分小さい抵
抗値R13を示す固定抵抗41bをサーミスタ41aと
並列に接続した合成抵抗値(R12×R13/(R12
+R13))の特性を曲線Gに示す。次に、駆動回路部
2全体の抵抗値を調整するための固定抵抗41cの抵抗
値R14の特性を曲線Hに示す。
【0059】図11において、温度を横軸に、直列接続
されたInSb半導体磁気抵抗素子7a,7bに印加さ
れる電圧Vを縦軸に示す。
【0060】本実施の形態において説明したような構成
により、駆動回路部2を固定抵抗のみで構成する場合に
比べてより高い温度領域(T1(℃))まで高い電圧で
駆動可能であり、高い温度領域まで大きな出力信号電圧
Vout=ΔVp-pが接続点8より得られる(図9(b)に
従来例の出力信号電圧とともに比較して示す)。
【0061】
【発明の効果】以上のように本発明は、直列接続された
InSb半導体磁気抵抗素子と、前記InSb半導体磁
気抵抗素子を直流磁界でバイアスする磁石と、前記In
Sb半導体磁気抵抗素子の抵抗値に応じて電流を制御す
る機能を有する駆動回路部とを備えることにより、低コ
ストで広い温度範囲且つ広い電源電圧範囲において高い
電圧で駆動できると同時に大きな出力信号電圧を精度良
く得られる回転位置検出器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の第1の実施の形態を説明するた
めのブロック図 (b)同回転位置検出器の動作状態の信号電圧波形図
【図2】本実施の形態における駆動回路部の詳細回路図
【図3】本実施の形態における電気的な主要パラメータ
の動作を説明する図
【図4】(a)本発明の第2の実施の形態を説明するた
めのブロック図 (b)同回転位置検出器の動作状態の信号電圧波形図
【図5】本発明の第3の実施の形態を説明するためのブ
ロック図
【図6】本発明の第4の実施の形態を説明するための断
面図
【図7】(a)本発明の第5の実施の形態を説明するた
めのブロック図 (b)同回転位置検出器の動作状態の信号電圧波形図
【図8】本実施の形態における電気的な主要パラメータ
の動作を説明する図
【図9】(a)本発明の第6の実施の形態を説明するた
めのブロック図 (b)同回転位置検出器の動作状態の信号電圧波形図
【図10】本実施の形態における各抵抗要素の温度特性
【図11】本実施の形態における駆動電圧Vの温度特性
【図12】(a)従来の回転位置検出器を用いたシステ
ムの概要を説明する図 (b)同回転位置検出器の動作状態の信号電圧波形図
【図13】同回転位置検出器を説明するためのブロック
【図14】同回転位置検出器に用いられるInSb半導
体磁気抵抗素子の温度特性図
【符号の説明】
1,11,14,20,30,40 回転位置検出器 2 駆動回路部 3,13 出力端子 4 入力端子 5 グランド端子 6 磁石 7a,7b InSb半導体磁気抵抗素子 8,12c 接続点 9 電流制御素子 10 制御部 10a 演算増幅器 10b 基準電源 10c,10d,10e,31,41b,41c 固定
抵抗 12 ヒステリシスコンパレータ 12a,12b,12d,12e 固定抵抗 12f コンパレータ 21 ホルダ 22 キャップ 23 コネクタ端子 24 回路基板 25 中継端子 26 凹部 27 接着剤 41a サーミスタ 50 回転体

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性体からなる回転体に近接配置され直
    列接続された少なくとも2個のInSb半導体磁気抵抗
    素子と、このInSb半導体磁気抵抗素子を直列磁界で
    バイアスする磁石と、前記InSb半導体磁気抵抗素子
    の抵抗値に応じて電流を制御する駆動回路部とを備え、
    前記回転体の回転に応じて前記InSb半導体磁気抵抗
    素子に加わる磁束密度が変化し、この磁束密度の変化に
    応じて変化する前記InSb半導体磁気抵抗素子の抵抗
    値を電圧に変換し、直列接続された前記InSb半導体
    磁気抵抗素子の接続点より出力するようにした回転位置
    検出器。
  2. 【請求項2】 駆動回路部は、制御部と電流制御素子か
    らなる請求項1に記載の回転位置検出器。
  3. 【請求項3】 駆動回路部は、抵抗要素からなる請求項
    1に記載の回転位置検出器。
  4. 【請求項4】 駆動回路部により駆動され、直列接続さ
    れたInSb半導体磁気抵抗素子の接続点からの出力信
    号電圧が入力されるヒステリシスコンパレータを有する
    請求項1に記載の回転位置検出器。
  5. 【請求項5】 ヒステリシスコンパレータは少なくとも
    1個のコンパレータと複数の抵抗を有し、前記コンパレ
    ータの電源端子が駆動回路部の入力側に接続された請求
    項4に記載の回転位置検出器。
  6. 【請求項6】 電流制御素子を熱伝導性の良い接着剤を
    用いて固定体に固定した請求項2に記載の回転位置検出
    器。
  7. 【請求項7】 抵抗要素の内の少なくとも1つは、正の
    温度係数を持つサーミスタである請求項3に記載の回転
    位置検出器。
  8. 【請求項8】 駆動回路部を固定体の外部に設けた請求
    項2に記載の回転位置検出器。
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Cited By (2)

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