JP2007285741A - 回転検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型でありながら、回転シャフト等の回転軸の回転角を高精度に検出する。
【解決手段】回転検出装置１０は、回転シャフト１１と共に回転する第１及び第２のタイミングロータ１２、１３と、第１及び第２のタイミングロータ１２、１３の回転による磁界変化を検知し、これにより回転シャフト１１の回転状態を検出する回転検出センサ１４とを備えている。第１及び第２のタイミングロータ１２、１３は互いに近接配置されており、その間にはタイミングロータ１２、１３間の干渉を抑える非磁性スペーサ１５が介在している。回転検出センサ１４は、先端部に設けられた第１及び第２の磁気センサ（スピンバルブＧＭＲ回路）１６ａ、１６ｂと、その背後に設けられ、磁気センサ１６ａ、１６ｂの周囲に次回を発生するバイアス磁石１７と、これらを保持するケース１８とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転検出装置に関し、特に、回転シャフトの回転角を高精度に検出するのに好適な回転検出装置に関するものである。

回転シャフトの回転角を高精度に検出する装置としては従来から種々のものがあるが、例えば特許文献１に示す従来の回転検出装置は、回転検出センサと、回転シャフト（クランクシャフト）に取り付けられたパルサ（タイミングロータ）とで構成され、タイミングロータの外周に等間隔に設けられた多数の歯を回転検出センサで検出することにより、回転シャフトの回転角を検出している。また、タイミングロータの一部に欠歯した部分を設け、その欠歯した部分から回転シャフトの基準位置を検出している。
特開平１１−６２６８１号公報

特許文献１等に示された従来の回転検出装置においては、例えば１０°毎に歯が設けられたタイミングロータを使用し、回転角を１０°毎に検出し、さらに細かな回転角については時間推定制御により求めている。しかしながら、１０°毎の回転角では、回転シャフトのわずかな回転変動によって所定の制御タイミングが目標とするタイミングからずれるという問題がある。また、欠歯した部分においては、時間推定によって回転角を求めているが、回転シャフトに回転変動があり、一定に回転していない場合には、回転角を正確に演算できないという問題もある。

したがって、本発明の目的は、小型でありながら、回転軸の回転角を高精度に検出することが可能な回転検出装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、回転軸に取り付けられ、互いに近接して配置された略円板状の磁性体からなる少なくとも第１及び第２のタイミングロータと、前記第１及び前記第２のタイミングロータの回転による磁界変化を検知する回転検出センサとを備え、前記第１のタイミングロータは、外周に略等間隔に配置された歯を備え、前記第２のタイミングロータは、外周の一部に配置された基準歯を備え、前記回転検出センサは、前記第１のタイミングロータの前記外周の直近に設けられた第１の磁気センサと、前記第２のタイミングロータの前記外周の直近に設けられた第２の磁気センサと、前記第１及び前記第２の磁気センサの周囲に磁界を発生させるバイアス磁石とを備えることを特徴とする回転検出装置によって達成される。

本発明においては、前記第１のタイミングロータと前記第２のタイミングロータとの間に信号干渉防止手段として非磁性スペーサが設けられている。これによれば、タイミングロータ間の干渉を低減することができ、２つの磁気センサを用いた高精度な角度検出が可能となる。

また、本発明においては、非磁性スペーサに代えて、或いは、非磁性スペーサと共に、前記第２のタイミングロータの径を前記第１のタイミングロータの径よりも小さくしてもよく、前記第２のタイミングロータの基準歯の厚みを前記第１のタイミングロータの歯の厚みよりも薄くしてもよい。

本発明においては、前記第１及び前記第２の磁気センサがスピンバルブＧＭＲ回路であることが好ましい。これによれば、多数の歯が狭ピッチに設けられた小型なタイミングロータを近接して配列したとしても、各タイミングロータの回転角を確実に検出することができる。

本発明によれば、回転角の検出には第１のタイミングロータを使用し、基準位置の検出には第１のタイミングロータとは異なる第２のタイミングロータを使用しているため、回転角の常時検出が可能となる。特に、これらのタイミングロータを近接配置する際の信号干渉回避手段として非磁性スペーサ等を使用すると共に、高感度なスピンバルブＧＭＲ回路を利用して正確な検出を行うことから、１つの装置で複数のセンサ出力を得ることが可能であり、大幅にコストアップすることなく、またレイアウト性を損なうことなく、回転検出精度を向上させることができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の好ましい実施形態に係る回転検出装置の構造を示す略正面図である。

図１に示すように、本実施形態の回転検出装置１０は、回転シャフト１１と共に回転する第１及び第２のタイミングロータ１２、１３と、第１及び第２のタイミングロータ１２、１３の回転による磁界変化を検知し、これにより回転シャフト１１の回転状態を検出する回転検出センサ１４とを備えている。第１のタイミングロータ１２は、回転シャフト１１の数度毎の回転の検出に用いるものであり、第２のタイミングロータ１３は、回転シャフト１１の基準位置の検出に用いるものである。第１及び第２のタイミングロータ１２、１３は共に略円板状の磁性体であり、回転シャフト１１に直接取り付けられている。

第１及び第２のタイミングロータ１２、１３は互いに近接配置されており、両者の間には非磁性スペーサ１５が介在している。この非磁性スペーサ１５は、タイミングロータ１２、１３間の磁気干渉を抑える役割を果たす。非磁性スペーサ１５が介在しない場合には、第２のタイミングロータ１３による影響が大きいため、第１のタイミングロータ１２の回転状態を回転検出センサ１４で正しく読み取ることができない。同様に、第１のタイミングロータ１２による影響が大きいため、第２のタイミングロータ１３の回転状態を回転検出センサ１４で正しく読み取ることもできない。しかし、非磁性スペーサ１５が介在する場合、他方のタイミングロータによる磁界変化の影響が十分に抑制されるため、互いに隣接する２つのタイミングロータ１２、１３の回転状態をそれぞれ正確に検出することが可能となる。つまり、このような非磁性スペーサ１５が介在する場合には、２枚のタイミングロータを近接配置することができ、第１のタイミングロータ１２からの回転角信号と第２のタイミングロータ１３からの基準位置信号とを別々に求めることができる。

図２（ａ）は、第１のタイミングロータ１２の略側面図及び略正面図であり、図２（ｂ）は、第２のタイミングロータ１３の略側面図及び略正面図である。

図２（ａ）に示すように、第１のタイミングロータ１２の外周には多数の歯１２ａが等間隔に形成されている。回転シャフト１１の回転を高精度に検出するためには、第１のタイミングロータ１２の歯１２ａをできるだけ多く設けることが好ましく、例えば、９０〜１８０歯であることが好ましい。一方、図２（ｂ）に示すように、第２のタイミングロータ１３の外周には、基準歯として、歯１３ａが１つだけ形成されている。この歯１３ａの位置は所定の回転基準位置（基準回転角）に対応しており、回転検出センサ１４が第２のタイミングロータ１３の歯１３ａを検知することで、基準位置信号が生成され、回転シャフト１１の基準位置（基準角）を判別することができる。このようにして得られる基準位置信号と回転角信号とを利用すれば、回転シャフト１１の回転角や回転数を検出することができる。具体的には、基準位置信号によって回転シャフト１１の基準位置を特定し、回転角信号に基づいてその基準位置からの歯数を特定すれば、回転角を検出することができる。また基準位置信号によって回転シャフト１１の基準位置を特定し、単位時間当たりに検出される基準位置を求めれば、回転数を検出することができる。

第１及び第２のタイミングロータ１２、１３の直径ｒ_１、ｒ_２は、その設置スペースの制約を考慮すれば、回転検出センサ１４による検出が可能な限りにおいてできるだけ小さいほうが好ましく、本実施形態においては、例えば、４０〜８０ｍｍ程度に設定される。また、第１及び第２のタイミングロータ１２、１３の厚みＷ_１、Ｗ_２は、回転検出センサ１４による検出が可能な限りにおいてできるだけ薄いほうが好ましく、例えば、１．５〜４ｍｍ程度に設定される。

一方、非磁性スペーサ１５の直径は、特に限定されるものではないが、第１及び第２のタイミングロータ１２、１３の直径ｒ_１、ｒ_２よりもわずかに小さいことが好ましい。このようにすれば、通常の読み取りに悪影響を与えることなく、一方のタイミングロータの読み取り時に他方のタイミングロータからの磁気干渉を抑えることができる。また、非磁性スペーサ１５の厚みは、タイミングロータ１２、１３による磁気干渉を抑制できる限りにおいてできるだけ薄いほうが好ましく、例えば、１．５ｍｍ程度に設定される。

回転検出センサ１４は、先端部に設けられた第１及び第２の磁気センサ１６ａ、１６ｂと、その背後に設けられ、磁気センサ１６ａ、１６ｂの周囲に磁界を発生するバイアス磁石１７と、これらを保持するケース１８とを備えている。なお、本実施形態においては、第１及び第２のタイミングロータ１２、１３の接線に略直交する方向に磁界を発生するように、バイアス磁石１７は配置されている。第１及び第２の磁気センサ１６ａ、１６ｂとしては、スピンバルブＧＭＲ（Giant Magnetic Resistance）回路を用いることが好ましい。スピンバルブＧＭＲ回路であれば、タイミングロータの回転による微細な磁界変化を高精度に検出することが可能である。

第１のスピンバルブＧＭＲ回路１６ａは回転シャフト１１の数度毎の回転数を検出する役割を果たす。そのため、第１のスピンバルブＧＭＲ回路１６ａは第１のタイミングロータ１２の直近に設けられており、第１のスピンバルブＧＭＲ回路１６ａと第１のタイミングロータ１２との間には一定のギャップｇが設けられている。一方、第２のスピンバルブＧＭＲ回路１６ｂは回転シャフト１１の基準位置を検出する役割を果たす。そのため、第２のスピンバルブＧＭＲ回路１６ｂは第２のタイミングロータ１３の直近に設けられており、第２のスピンバルブＧＭＲ回路１６ａと第１のタイミングロータ１２との間にも一定のギャップｇが設けられている。スピンバルブＧＭＲ回路１６ａ、１６ｂは並列に配置され、その間隔ｄ_１は２枚のタイミングロータ１２、１３の幅の中心間距離ｄ_２に略等しい。

次に、図３乃至図５を参照しながら、スピンバルブＧＭＲ回路について説明する。スピンバルブＧＭＲ回路は、４個のスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を含むＩＣがブリッジ回路として組まれた磁気センサ回路である。

図３（ａ）及び（ｂ）は、スピンバブルＧＭＲ素子の基本構造を示す模式図である。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、スピンバルブＧＭＲ素子３０は、強磁性体のピン層３１、非磁性層３２、強磁性体のフリー層３３が順に積層された構造を有している。ピン層３１の磁化方向は外部磁界によって変化せず一定であるが、フリー層３３の磁化方向は外部磁界によって変化する。ここで、フリー層３３の磁化方向（つまり、外部磁界の方向）がピン層３１の磁化方向と直交しているとき、スピンバルブＧＭＲ素子３０の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）はゼロである。しかし、フリー層３３の磁化方向がピン層３１の磁化方向と平行でその向きが互いに逆向き（つまり、反平行）のとき、スピンバルブＧＭＲ素子３０の抵抗変化率はプラスとなり、高抵抗状態となる。また、フリー層３３の磁化方向がピン層３１の磁化方向と平行でその向きが互いに同じ向き（つまり、順平行）のとき、スピンバブルＧＭＲ素子３０の抵抗変化率はマイナスとなり、低抵抗状態となる。

スピンバルブＧＭＲ回路は、以上のような磁気特性を有する４個のスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を同一平面上に配置したものである。図４に示すように、ピン層の磁化方向が右向きのスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ３を一組とし、ピン層の磁化方向が左向きのスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２、Ｒ４をもう一組とする二つのスピンバルブＧＭＲ素子対４１、４２を並べて配置している。つまり、第１のスピンバルブＧＭＲ素子対Ｒ１、Ｒ３のピン層の磁化方向と、第２のスピンバルブＧＭＲ素子対Ｒ２、Ｒ４のピン層の磁化方向は、互いに逆向きである。これらのＧＭＲ素子対４１，４２は、図示のように、タイミングロータ４３の厚み方向と平行に配置され、ＧＭＲ素子対４１、４２間の中間点がタイミングロータ４３の厚み方向中央に位置決めされている。また、これらのスピンバルブＧＭＲ素子の感磁面は、タイミングロータ４３の外周面に接する平面と平行に配置される。

こうしたレイアウト構造を有する４個のスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１乃至Ｒ４は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２の直列回路とスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ４、Ｒ３の直列回路が並列接続されたブリッジ回路を構成しており、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ４の一端には定電圧Ｖｃｃが供給され、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２、Ｒ３の一端はグランドに接続されている。

図６（Ａ）に示すように、バイアス磁石の磁界によって磁化されたタイミングロータの歯（凸部）がスピンバルブＧＭＲ素子の感磁面に近づくとき、スピンバルブＧＭＲ素子の感磁面付近の磁束は、凸部が近づいてくる方向を向くので、そのタイミングロータとの接線方向に磁界成分が生じる。スピンバルブＧＭＲ素子はこの接線方向の磁界成分に反応してフリー層の磁化方向が変化する。例えばスピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ３のフリー層はピン層と同一方向に磁化され、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２、Ｒ４のフリー層はピン層と逆方向に磁化される。そのため、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１及びＲ３の抵抗値が小さくなると共に、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２及びＲ４の抵抗値が大きくなり、ブリッジ回路の出力端Ｐ１、Ｐ２の出力電位は、出力端Ｐ２の電位の方が大きくなり、出力電位Ｖ_ＯＵＴとしては負電位が出力される。さらにタイミングロータの凸部が近づいてくると、タイミングロータの接線方向の磁界成分が小さくなり、出力電位Ｖ_ＯＵＴは小さくなる。そしてタイミングロータの凸部がスピンバルブＧＭＲ素子の感磁ポイントに最も近づいたとき、タイミングロータの接線方向の磁界成分が実質的にゼロとなり、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１乃至Ｒ４の抵抗値は等しくなり、出力電位Ｖ_ＯＵＴがゼロとなる。

さらに図６（Ｂ）に示すように、バイアス磁石の磁界によって磁化されたタイミングロータの歯（凸部）がＧＭＲ素子の感磁面から遠ざかって行くと、ＧＭＲ素子の感磁面付近の磁束は、遠ざかって行く凸部の方向を向くので、そのタイミングロータとの接線方向に磁界成分が先程とは逆方向に生じる。この場合、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１、Ｒ３のフリー層はピン層と逆方向に磁化され、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２、Ｒ４のフリー層はピン層と同一方向に磁化される。そのため、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ１及びＲ３の抵抗値が大きくなると共に、スピンバルブＧＭＲ素子Ｒ２及びＲ４の抵抗値が小さくなり、ブリッジ回路の出力端Ｐ１、Ｐ２の出力電位は、出力端Ｐ１の電位の方が大きくなり、出力電位Ｖ_ＯＵＴとしては正電位が出力される。そしてタイミングロータの凸部がさらに遠ざかって行くと、タイミングロータの接線方向の磁界成分は大きくなり、出力電位Ｖ_ＯＵＴも大きくなる。しかしながら、さらに遠ざかって行くと、タイミングロータの凸部による磁界変化が小さくなるので、タイミングロータの接線方向の磁界成分は小さくなり、出力電位Ｖ_ＯＵＴも小さくなって行く。そして、隣り合う２つの歯の中間点がＧＭＲ素子の感磁ポイントに最も近づいたとき、スピンバルブＧＭＲ素子対Ｒ１乃至Ｒ４の抵抗値が等しくなり、出力電位Ｖ_ＯＵＴも再びゼロとなる。以降、タイミングロータの回転に伴ってこの動作を繰り返す。

このように、タイミングロータの凸部がスピンバルブＧＭＲ素子の感磁ポイントに近づくとき、或いは感磁ポイントから遠ざかるとき、一方のスピンバルブＧＭＲ素子対の抵抗値が共に最大となり、他方のスピンバルブＧＭＲ素子対の抵抗値が最小となるので、これらのスピンバルブＧＭＲ素子を用いてホイートストンブリッジ回路を組んだ場合には、一つのスピンバルブＧＭＲ素子を用いた場合に比べて約４倍の出力レベルを得ることが可能となる。

こうして、第１及び第２のタイミングロータの回転による磁界変化を検知することにより、第１のスピンバルブＧＭＲ回路１６ａから数度毎の回転角信号を出力することができ、第２のスピンバルブＧＭＲ回路１６ｂから基準位置信号することができる。その結果、これらの磁気センサの出力パルスに基づいて、回転シャフトの回転数、回転基準位置、回転角を判別することができる。このとき、第１及び第２のタイミングロータ１２、１３の間に非磁性スペーサ１５を設けたことにより、第１及び第２のタイミングロータ１２、１３間の磁気干渉を抑制することができ、第１及び第２のタイミングロータ１２、１３の回転を正確に検出することができる。具体的には、非磁性スペーサ１５がない場合には、第１のスピンバルブＧＭＲ回路１６ａが検出する磁界が第２のタイミングロータ１３の影響を受けて当該第２のタイミングロータ１３の方向に傾き、また第２のスピンバルブＧＭＲ回路１６ｂが検出する磁界が第１のタイミングロータ１２の影響を受けて当該第１のタイミングロータ１２の方向に傾くため、第１及び第２のタイミングロータ１２、１３の接線方向の磁界成分が小さくなり、第１及び第２のスピンバルブＧＭＲ回路１６ａ、１６ｂの感度が低下する。しかしながら、非磁性スペーサ１５が設けられている場合には、第１及び第２のタイミングロータ１２、１３の歯１２ａ、１３ａが離間配置されるので、当該第１及び第２のタイミングロータ１２、１３間の磁気干渉、すなわち上述の磁界の傾きによる第１及び第２のスピンバルブＧＭＲ回路１６ａ、１６ｂの感度低下を抑制することができ、第１及び第２のタイミングロータ１２、１３の回転を正確に検出することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、小型で薄型な２枚のタミングロータ１２、１３の間に非磁性スペーサを設けると共に、高感度なスピンバルブＧＭＲ回路１６ａ、１６ｂを用いることにより、角度検出用のタイミングロータと基準位置検出用のタイミングロータを別々に設けることができ、かつ近接配置することができる。したがって、エンジンの回転変動に影響されることなく、より正確な回転角検出が可能となり、第１のタイミングロータ１２の歯数によっては実角カウント制御の実現も可能である。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る角度検出装置の構成を示す略正面図である。

図７に示すように、本実施形態に係る角度検出装置７０は、第２のタイミングロータの径ｒ_２が第１のタイミングロータ１２の径ｒ_１よりも小さい点に特徴を有している。例えば、本実施形態においては、第１のタイミングロータ１２の直径ｒ_１が４０ｍｍ程度に設定され、第２のタイミングロータ１３の直径ｒ_２が３９ｍｍ程度に設定される。タイミングロータ１２、１３の厚みは同一であり、例えば、１．５〜４ｍｍ程度に設定される。その他の構成については第１の実施形態と同様であることから、ここでの説明は省略する。

第１及び第２のタイミングロータ１３は相互に干渉しあうが、特に、第１のタイミングロータ１２の読み取りに対して第２のタイミングロータ１３の磁界変化が与える影響は、第２のタイミングロータ１３の読み取りに対して第１のタイミングロータ１２が与える影響よりも大きい。これは、第１のタイミングロータ１２に比べて第２のタイミングロータ１３の歯数が少ないため、歯１３ａが回転検出センサ１４の近傍を通過する際、比較的大きな磁界変化が生じるからである。しかし、本実施形態のように、第２のタイミングロータ１３の径を第１のタイミングロータ１２の径よりも小さくした場合には、第１のタイミングロータ１２の歯１２ａに対して第２のタイミングロータ１３の歯１３ａが離間配置されるので、第２のタイミングロータ１３が第１のタイミングロータ１２の読み取りに対して与える磁界変化の影響を抑制することができ、回転角の読み取り精度をより一層向上させることができる。

図８は、本発明の第３の実施形態に係る角度検出装置の構成を示す略正面図である。

図８に示すように、本実施形態に係る角度検出装置８０は、第２のタイミングロータ１３の厚みＷ_２が第１のタイミングロータ１２の厚みＷ_１よりも薄い点に特徴を有している。例えば、本実施形態においては、第１のタイミングロータ１２の厚みＷ_１が３ｍｍ程度に設定され、第２のタイミングロータ１３の厚みＷ_２が１．６ｍｍ程度に設定される。タイミングロータ１２、１３の直径は同一であり、例えば、４０ｍｍ程度に設定される。その他の構成については第１の実施形態と同様であることから、ここでの説明は省略する。

第１及び第２のタイミングロータ１３は相互に干渉しあうが、特に、第１のタイミングロータ１２の読み取りに対して第２のタイミングロータ１３の磁界変化が与える影響は、第２のタイミングロータ１３の読み取りに第１のタイミングロータ１２が対して与える影響よりも大きい。その理由については上述の通りである。しかし、本実施形態のように、第２のタイミングロータ１３の厚みを第１のタイミングロータ１２の厚みよりも小さくした場合には、第１のタイミングロータの歯１２ａに対して第２のタイミングロータ１３の歯１３ａの厚みが薄くなるので、第２のタイミングロータ１３が第１のタイミングロータ１２の読み取りに対して与える磁界変化の影響を抑制することができ、回転角の読み取り精度をより一層向上させることができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。

例えば、上記実施形態においては、第２のタイミングロータ１３の歯数が１歯である場合について説明したが、回転シャフト１１の基準位置を特定できるように基準歯としての歯を設ければ、第２のタイミングロータ１３の歯数はいくつであってもよい。ただし、第２のタイミングロータ１３は主として基準位置の判別に用いるものであることから、その歯数はできるだけ少ないほうがよい。要は、第２のタイミングロータ１２の外周の一部に基準位置を特定するための基準歯設ければ、その基準歯の数としては特に限定されない。

また第３の実施形態では、第１のタイミングロータ１２の厚みに対して第２のタイミングロータ１３の厚みを薄くした場合について述べたが、第２のタイミングロータ１３の本体部分は第１のタイミングロータ１２と同じ厚みにし、第２のタイミングロータ１３の歯１３ａの厚みを第１のタイミングロータ１２の歯１２ａの厚みよりも薄くするようにしても同様の効果を得ることができる。

また、第２及び第３の実施形態では、第１のタイミングロータ１２と第２のタイミングロータ１３との間に非磁性スペーサ１５を設けているが、非磁性スペーサ１５は必須ではなく、第２のタイミングロータ１３の径を第１のタイミングロータ１２よりも小さくし、かつ非磁性スペーサを介在させることなく２枚のタイミングロータ１２、１３を直接組み合わせた構成であっても干渉の低減が可能である。同様に、第２のタイミングロータ１３の厚みを第１のタイミングロータ１２よりも薄くし（又は第２のタイミングロータ１３の歯１３ａの厚みを第１のタイミングロータ１２の歯１２ａの厚みよりも薄くし）、かつ非磁性スペーサ１５を介在させることなく２枚のタイミングロータ１２、１３を直接組み合わせた構成であっても干渉の低減が可能である。さらにまた、これらのすべての組み合わせを採用しても良い。すなわち、第１のタイミングロータ１２と第２のタイミングロータ１３との間に非磁性スペーサ１５を挿入し、第２のタイミングロータ１３の径を第１のタイミングロータ１２よりも小さくし、かつ第２のタイミングロータ１３の厚みを第１のタイミングロータ１２よりも薄くする（又は第２のタイミングロータ１３の歯１３ａの厚みを第１のタイミングロータ１２の歯１２ａの厚みよりも薄くする）構成を採用してもよい。このように、すべてを組み合わせた場合には、２枚のタイミングロータ１２、１３間の干渉を最小限に抑えることができる。

また、上記実施形態においては、２枚のタイミングロータを用いた場合について説明したが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、３枚以上のタイミングロータを用いてもよい。

また、上記実施形態においては、回転シャフト１１の回転角を検出する場合を例に説明したが、本発明の回転検出装置はこのような場合に限定されるものではなく、ある回転軸の角度と共に基準位置を高精度に検出するような種々の用途に利用することができる。

図１は、本発明の好ましい実施形態に係る回転検出装置の構造を示す略正面図である。 図２（ａ）は、第１のタイミングロータ１２の側面図であり、図２（ｂ）は、第２のタイミングロータ１３の側面図である。 図３（ａ）及び（ｂ）は、スピンバブルＧＭＲ素子の基本構造を示す模式図である。 図４は、スピンバルブＧＭＲ回路のレイアウトを示す平面図である。 図５（ａ）及び（ｂ）は、スピンバルブＧＭＲ回路の回路図である。 図６（Ａ）及び（Ｂ）は、タイミングロータの歯（凸部）の位置と感磁ポイントでの磁界の向きとの関係を示すものであり、図６（Ａ）は凸部がスピンバルブＧＭＲ素子に近づく時、図６（Ｂ）は凸部がスピンバルブＧＭＲ素子から遠ざかる時の説明図である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係る角度検出装置の構成を示す略正面図である。 図８は、本発明の第３の実施形態に係る角度検出装置の構成を示す略正面図である。

符号の説明

１０ 回転検出装置
１１ 回転シャフト（回転軸）
１２ タイミングロータ
１２ 第１のタミングロータ
１２ａ 第１のタイミングロータの歯
１３ 第２のタイミングロータ
１３ａ 第２のタイミングロータの歯
１４ 回転検出センサ
１５ 非磁性スペーサ
１６ａ 第１のスピンバルブＧＭＲ回路（磁気センサ）
１６ｂ 第２のスピンバルブＧＭＲ回路（磁気センサ）
１７ バイアス磁石
１８ ケース
３０ スピンバルブＧＭＲ素子対
３１ ピン層
３２ 非磁性層
３３ フリー層
４１ 第１のスピンバルブＧＭＲ素子対
４２ 第２のスピンバルブＧＭＲ素子対
４３ タイミングロータ
２０ 角度検出装置
３０ 角度検出装置
Ｒ１〜Ｒ４ スピンバルブＧＭＲ素子

Claims (6)

1. 回転軸に取り付けられ、互いに近接して配置された略円板状の磁性体からなる少なくとも第１及び第２のタイミングロータと、前記第１及び前記第２のタイミングロータの回転による磁界変化を検知する回転検出センサとを備え、
   前記第１のタイミングロータは、外周に略等間隔に配置された歯を備え、
   前記第２のタイミングロータは、外周の一部に配置された基準歯を備え、
   前記回転検出センサは、前記第１のタイミングロータの前記外周の直近に設けられた第１の磁気センサと、前記第２のタイミングロータの前記外周の直近に設けられた第２の磁気センサと、前記第１及び前記第２の磁気センサの周囲に磁界を発生させるバイアス磁石とを備えることを特徴とする回転検出装置。
2. 前記第１のタイミングロータと前記第２のタイミングロータとの間に設けられた非磁性スペーサをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
3. 前記第２のタイミングロータの径が前記第１のタイミングロータの径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転検出装置。
4. 前記第２のタイミングロータの基準歯の厚みが前記第１のタイミングロータの歯の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転検出装置。
5. 前記第１及び前記第２の磁気センサが、スピンバルブＧＭＲ回路であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回転検出装置。
6. 前記第２の数が１であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転検出装置。
   
   

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