JP2013174605A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】単一のセンサパッケージ内に複数のＧＭＲ素子を収容した場合でも、センサパッケージを大型化することなく、複数のＧＭＲ素子の出力信号の位相が所望の位相関係を有する出力信号を得ること。
【解決手段】ブラシレスモータ（３０）は、周方向に隣接する磁極が異なる極性で着磁された回転磁石（３１）と、回転磁石の外周に設けられたステータ（３２）と、回転磁石の外周面に対向するようにステータに取付けられた複数のコイル（３３）と、複数のコイル間に設けられた第１、第２及び第３のＧＭＲ素子を有する磁気センサ（４３）と、を備え、第１、第２及び第３のＧＭＲ素子から出力される出力信号の位相が所望の位相関係となるように、第１、第２及び第３のＧＭＲ素子の印加磁場方向を回転磁石の回転方向と同一面内方向で所定角度ずらして当該ＧＭＲ素子の感度軸方向をそれぞれ異ならせて同一の基板上に形成して単一のセンサパッケージ内に配置した。
【選択図】図１２

Description

本発明は、磁気検知素子を用いた磁気センサを備えたブラシレスモータに関する。

従来、この種の磁気エンコーダとして、単一の磁気検知素子を有する２つの磁気センサを用いて回転磁石の回転方向を検知するものが知られている（特許文献１参照）。この磁気エンコーダでは、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁された回転磁石の回転方向に沿って、２つの磁気検知素子の出力信号の位相が一定位相ずれるように、２つの磁気センサが配置されている。そして、磁気エンコーダは、各磁気検知素子の出力信号の位相ずれに基づいて回転磁石の回転方向を検知している。

特開２００１−２０１３６４号公報

ところで、近年、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用した磁気検知素子（ＧＭＲ素子）が磁気エンコーダに使用されており、この磁気エンコーダを応用した流用検知用の磁気センサが開発されている。また、磁気センサや回転磁石を収容するユニットは小型化が要求されており、複数の磁気検知素子を単一のセンサパッケージ内に収容することが開発されている。

しかしながら、従来のように２つの出力信号（Ａ相出力とＢ相出力）の位相関係を各磁気検知素子Ｅ１，Ｅ２の位置関係で調整したものを（図１７（ａ））、単一のセンサパッケージ内に収容した場合には、各磁気検知素子Ｅ１，Ｅ２の出力信号の位相関係がずれてしまい（図１７（ｂ））、回転磁石の回転方向を精度よく検知することができない問題があった。また、磁気センサの小型化の要求に伴いセンサパッケージに収容されるＩＣのサイズ等に制約があるため、出力信号に所望の位相差を持たせるために、センサパッケージ内における各磁気検知素子Ｅ１，Ｅ２の物理的配置を調整することには限界がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、単一のセンサパッケージ内に複数の磁気検知素子を収容した場合でも、センサパッケージを大型化することなく、複数の磁気検知素子の出力信号の位相が所望の位相関係を有する出力信号を得ることができる磁気センサを備えたブラシレスモータを提供することを目的とする。

本発明のブラシレスモータは、周方向に隣接する磁極が異なる極性で着磁された回転磁石と、前記回転磁石の外周に設けられたステータと、前記回転磁石の外周面に対向するように前記ステータに取付けられた複数のコイルと、前記複数のコイル間に設けられた第１、第２及び第３のＧＭＲ素子を有する磁気センサと、を備え、前記第１、第２及び第３のＧＭＲ素子から出力される出力信号の位相が所望の位相関係となるように、前記第１、第２及び第３のＧＭＲ素子の印加磁場方向を前記回転磁石の回転方向と同一面内方向で所定角度ずらして当該第１、第２及び第３のＧＭＲ素子の感度軸方向をそれぞれ異ならせて同一の基板上に形成して単一のセンサパッケージ内に配置したことを特徴とする。

この構成によれば、各出力信号の位相が所望の位相関係となるように各ＧＭＲ素子の感度軸方向を異ならせて（ずらして）配置するので、単一のセンサパッケージ内に複数のＧＭＲ素子を収容した場合でも、センサパッケージを大型化することなく、所望の位相関係を有する各ＧＭＲ素子の出力信号を得ることができる。

上記ブラシレスモータにおいて、前記第１、第２及び第３のＧＭＲ素子は、強磁性固定層を含む複数の膜が前記同一の基板上に前記回転磁石の回転軸方向に積層された積層構造を有し、前記強磁性層の成膜工程において、前記第１のＧＭＲ素子の印加磁場方向に対して前記第２のＧＭＲ素子の印加磁場方向を前記回転磁石の回転方向と同一面内方向で所定角度ずらして前記第１のＧＭＲ素子に対して前記第２のＧＭＲ素子の感度軸方向を異ならせると共に、前記第２のＧＭＲ素子の印加磁場方向に対して前記第３のＧＭＲ素子の印加磁場方向を前記回転磁石の回転方向と同一面内方向で所定角度ずらして前記第２のＧＭＲ素子に対して前記第３のＧＭＲ素子の感度軸方向を異ならせて、前記第１、第２及び第３のＧＭＲ素子を前記同一の基板上に隣接して形成したことを特徴とする。

上記ブラシレスモータにおいて、前記第１、第２及び第３のＧＭＲ素子の膜構成は、第１の強磁性膜、反平行結合膜、第２の強磁性膜、非磁性中間膜、軟磁性自由層が、この順番で前記同一の基板上に積層されてなり、前記反平行結合膜を介して前記第１の強磁性膜と前記第２の強磁性膜とを反強磁性的に結合して前記強磁性固定層が形成されることを特徴とする。

上記ブラシレスモータにおいて、前記第１、第２及び第３のＧＭＲ素子は、各ＧＭＲ素子の感度軸方向を前記回転磁石の回転方向と同一面内で１２０度ずつずらして配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、単一のセンサパッケージ内に複数のＧＭＲ素子を収容した場合でも、センサパッケージを大型化することなく、複数のＧＭＲ素子の出力信号の位相が所望の位相関係を有する出力信号を得ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る磁気エンコーダを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る磁気センサの構成を示す図である。 本実施の形態に係る磁気検知素子の製造方法を説明するための図である。 本実施の形態に係る磁気検知素子の製造方法を説明するための図である。 本実施の形態に係る磁気エンコーダの作用を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態に係る磁気エンコーダを模式的に示す図である。 本実施の形態に係る磁気センサの構成を示す図である。 本実施の形態に係る磁気検知素子の製造方法を説明するための図である。 本実施の形態に係る磁気検知素子の製造方法を説明するための図である。 本実施の形態に係る磁気検知素子の製造方法を説明するための図である。 本実施の形態に係る磁気エンコーダの作用を説明するための図である。 本実施の形態及び比較例に係る磁気センサを適用したブラシレスモータの一例を示す模式図である。 本実施の形態に係る磁気センサから出力される信号の一例を示す図である。 （ａ）は実施例に係る磁気センサの磁束密度と回転磁石（ローター磁石）のローター回転角度の関係を示す図であり、（ｂ）は実施例に係る磁気センサの磁場ベクトル角度とローター回転角度の関係を示す図である。 （ａ）は、実施例に係る磁気センサの各磁気検知素子からの出力信号を示し、（ｂ）は、（ａ）で示す信号をデジタル変換した信号を示している。 実施例に係る磁気センサの各磁気検知素子からの出力信号の一例を示す図である。 本発明の課題を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る磁気センサを有する磁気エンコーダは、複数の磁気検知素子のセンサ出力の位相ずれに基づいて磁束発生源である回転磁石の回転を検知するものである。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサを有する磁気エンコーダを模式的に示した図である。磁気エンコーダ１は、回転体２と、磁気センサ３と、エンコーダ回路４と、を備えている。なお、図１では、回転磁石８が時計周りと反対方向（矢印Ａ方向）に回転するものとして説明する。また、図１の点線で示す矢印は、回転磁石８の磁界の方向を示している。

回転体２は、基台５上に設けられ、回転体２の回転軸６が基台５上に固定された軸受（図示省略）により回転自在に支持されている。基台５、軸受及び回転軸６は、合成樹脂材料等の非磁性材料で形成されている。回転体２は、薄型の円盤状に形成され、回転軸６に固定されると共に非磁性材料で形成される内周部７と、内周部７の外周に設けられた回転磁石８とから構成されている。回転磁石８は、周方向に隣接する磁極が異なる極性で着磁されている。本実施の形態では、回転磁石８は、着磁ピッチが均等な４極からなる回転磁石で構成されている。基台５上には、回転磁石８の外周面に対向する位置に、磁気センサ３が近接して配設されている。

図２は、磁気センサ３の構成を示す図であり、図２（ａ）は磁気センサの配置関係を示す平面模式図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）における磁気検出ブリッジ回路図である。図２（ａ）に示すように磁気センサ３は、同一の膜構成を有する複数（本実施の形態では２つ）の磁気検知素子１１，１２が基板９上に近接して実装され、これら磁気検知素子１１，１２が単一のセンサパッケージ１０内に収容されている。ここで、磁気検知素子１１，１２として、高出力及び高感度特性を有するＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子やＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistance）素子等の磁気抵抗効果素子を用いることが好ましい。

磁気検知素子１１は、４つの磁気抵抗効果素子１３ａ〜１３ｄがブリッジ接続したブリッジ回路から構成されている。各磁気抵抗効果素子１３は、長手方向が互いに平行になるように配置された複数の帯状の長尺パターン（ストライプ）が折り返してなる形状（ミアンダ形状）に形成されている。このミアンダ形状に形成された各磁気抵抗効果素子１３において、感度軸方向（Ｐｉｎ方向）は、通常は、長尺パターンの長手方向（ストライプ長手方向）に対して直交する方向（ストライプ幅方向）である（図２（ａ）に示すＸ方向）。

同様に、磁気検知素子１２は、４つの磁気抵抗効果素子１４ａ〜１４ｄがブリッジ接続したブリッジ回路から構成されている。各磁気抵抗効果素子１４は、長手方向が互いに平行になるように配置された複数の帯状の長尺パターン（ストライプ）が折り返してなる形状（ミアンダ形状）に形成されている。このミアンダ形状に形成された各磁気抵抗効果素子１４において、感度軸方向（Ｐｉｎ方向）は、通常は、長尺パターンの長手方向（ストライプ長手方向）に対して直交する方向（ストライプ幅方向）である（図２（ａ）に示すＹ方向）。

図２（ｂ）を用いて磁気検出ブリッジ回路について説明する。ここでは、磁気検知素子１１における磁気検出ブリッジ回路を例に挙げて説明するが、磁気検知素子１２についても同様の回路構成である。図２（ｂ）に示す磁気検出ブリッジ回路において、磁気抵抗効果素子１３ａと磁気抵抗効果素子１３ｂとの間の接続点に電源Ｖｄｄが接続されており、磁気抵抗効果素子１３ｃと磁気抵抗効果素子１３ｄとの間の接続点にグランド（ＧＮＤ）が接続されている。さらに、この磁界検出ブリッジ回路においては、磁気抵抗効果素子１３ａと磁気抵抗効果素子１３ｃとの接続点から出力Ｏｕｔ１を取り出し、磁気抵抗効果素子１３ｂと磁気抵抗効果素子１３ｄとの接続点からもう一つの出力Ｏｕｔ２を取り出している。

このように構成された２つの磁気検知素子１１，１２は、各磁気検知素子１１，１２から出力される出力信号の位相が所望の位相関係となるように、各磁気検知素子１１，１２の感度軸方向を異ならせて（ずらして）配置されている。本実施の形態では、磁気検知素子１１，１２は、磁気検知素子１１の感度軸方向に対して磁気検知素子１２の感度軸方向を同一面内で直交させて配置されている。これにより所望の位相関係を有する各磁気検知素子１１，１２の出力信号を得ることができる。本実施の形態では、各磁気検知素子１１，１２の出力信号の位相関係が９０度位相ずれした出力信号を得ることができる。なお、本実施の形態では位相差９０度を持つ出力信号を得るために、２つの磁気検知素子１１，１２の感度軸方向を直交させて配置したが、この構成に限定されるものではない。例えば、３つの磁気検知素子の感度軸方向を３０度ずつずらして配置し、各磁気検知素子の出力信号の位相関係が３０度位相ずれした出力信号を得ることも可能である。

エンコーダ回路４は、２つの磁気検知素子１１，１２の出力信号の位相ずれに基づいて、回転磁石８の回転を検知する。具体的には、エンコーダ回路４は、回転磁石８の回転に伴う磁場の流れ（磁界の方向）の影響を受けた磁気検知素子１１から出力信号を取得し、次に磁場の流れ（磁界の方向）の影響を受けた磁気検知素子１２から先の出力信号の位相から９０度位相がずれた出力信号を取得し、これら９０度の位相差を有する２つの出力信号から回転磁石８の回転を検知する。

次に、図３及び図４を用いて磁気抵抗効果素子の膜構成及びその製造方法について説明する。本発明において使用する磁気抵抗効果素子の膜構成は、例えば、図３（ａ）に示すものである。すなわち、磁気抵抗効果素子は、図３（ａ）に示すように、基板２１に設けられた積層構造を有する。なお、図３（ａ）においては、説明を簡単にするために、基板２１には磁気抵抗効果素子以外の下地層などは省略して図示している。磁気検知素子は、シード層２２ａ、第１の強磁性膜２３ａ、反平行結合膜２４ａ、第２の強磁性膜２５ａ、非磁性中間膜２６ａ、軟磁性自由層（フリー磁性層）２７ａ，２８ａ、及び保護層２９ａを含む。

シード層２２ａは、ＮｉＦｅＣｒあるいはＣｒなどで構成される。保護層２０は、Ｔａなどで構成される。なお、上記積層構造において、基板２１とシード層２２ａとの間に、例えば、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少なくとも１つの元素などの非磁性材料で構成される下地層を設けても良い。

この磁気検知素子においては、反平行結合膜２４ａを介して第１の強磁性膜２３ａと第２の強磁性膜２５ａとを反強磁性的に結合させており、いわゆるセルフピン止め型の強磁性固定層（ＳＦＰ：Synthetic Ferri Pinned層）が構成されている。

この強磁性固定層において、反平行結合膜２４ａの厚さを０．３ｎｍ〜０．４５ｎｍ、もしくは、０．７５ｎｍ〜０．９５ｎｍにすることにより、第１の強磁性膜２３ａと第２の強磁性膜２５ａとの間に強い反強磁性結合をもたらすことができる。

第１の強磁性膜２３ａは、４０原子％〜８０原子％のＦｅを含むＣｏＦｅ合金で構成されていることが好ましい。これは、この組成範囲のＣｏＦｅ合金が、大きな保磁力を有し、外部磁場に対して磁化を安定に維持できるからである。また、第２の強磁性膜２５ａは、０原子％〜４０原子％のＦｅを含むＣｏＦｅ合金で構成されていることが好ましい。これは、この組成範囲のＣｏＦｅ合金が小さな保磁力を有し、第１の強磁性膜２３ａが優先的に磁化する方向に対して反平行方向（１８０°異なる方向）に磁化し易くなるためである。この結果、Ｈｋをより大きくすることが可能となる。また、第２の強磁性膜２５ａをこの組成範囲に限定することで、磁気抵抗効果素子の抵抗変化率を大きくすることができる。

第１の強磁性膜２３ａ及び第２の強磁性膜２５ａは、その成膜中にミアンダ形状のストライプ幅方向に磁場が印加され、成膜後の第１の強磁性膜２３ａ及び第２の強磁性膜２５ａに誘導磁気異方性が付与されることが好ましい。これにより、両膜２３ａ，２５ａはストライプ幅方向に反平行に磁化することになる。また、第１の強磁性膜２３ａ及び第２の強磁性膜２５ａの磁化方向は、第１の強磁性膜２３ａの成膜時の磁場印加方向で決まるため、第１の強磁性膜２３ａの成膜時の磁場印加方向を変えることにより、同一基板上に磁化方向が異なる強磁性固定層を持つ複数の磁気抵抗効果素子を形成することが可能である。

強磁性固定層の反平行結合膜２４ａは、Ｒｕなどにより構成される。また、軟磁性自由層（フリー層）２７ａ，２８ａは、ＣｏＦｅ合金、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金などの磁性材料で構成される。また、非磁性中間層２６ａは、Ｃｕなどにより構成される。また、軟磁性自由層２７ａ，２８ａは、その成膜中にミアンダ形状のストライプ長手方向に磁場が印加され、成膜後の軟磁性自由層２７ａ，２８ａには誘導磁気異方性が付与されることが好ましい。これにより、磁気抵抗効果素子においては、ストライプ幅方向の外部磁場（被測定電流からの磁場）に対して線形的に抵抗変化し、ヒステリシスを小さくすることができる。このような磁気抵抗効果素子においては、強磁性固定層、非磁性中間層及び軟磁性自由層により、スピンバルブ構成を採っている。

本発明の磁気平衡式電流センサで用いる磁気抵抗効果素子の膜構成の例としては、例えば、ＮｉＦｅＣｒ（シード層：５ｎｍ）／７０ＦｅＣｏ（第１の強磁性膜：１．６５ｎｍ）／Ｒｕ（反平行結合膜：０．４ｎｍ）／９０ＣｏＦｅ（第２の強磁性膜：２ｎｍ）／Ｃｕ（非磁性中間層：２．２ｎｍ）／９０ＣｏＦｅ（軟磁性自由層：１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（軟磁性自由層：７ｎｍ）／Ｔａ（保護層：５ｎｍ）である。

図３（ａ）〜（ｃ）及び図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態に係る電流センサにおける磁気抵抗効果素子の製造方法を説明するための図である。ここでは、磁気抵抗効果素子１３を製造する場合を例に挙げて説明する。まず、図３（ａ）に示すように、基板２１上に、シード層２２ａ、第１の強磁性膜２３ａ、反平行結合膜２４ａ、第２の強磁性膜２５ａ、非磁性中間層２６ａ、軟磁性自由層（フリー磁性層）２７ａ，２８ａ、及び保護層２９ａを順次形成する。第１の強磁性膜２３ａ及び第２の強磁性膜２５ａの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ幅方向に磁場を印加する。図３において、第１の強磁性膜２３ａについては、印加磁場方向は紙面奥側から手前側に向かう方向であり、第２の強磁性膜２５ａについては、印加磁場方向は紙面手前側から奥側に向かう方向である。また、軟磁性自由層（フリー磁性層）２７ａ，２８ａの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ長手方向に磁場を印加する。

次いで、図３（ｂ）に示すように、保護層２９ａ上にレジスト層３０を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、磁気検知素子１３ａ（１３ｂ）側の領域上にレジスト層３０を残存させる。次いで、図３（ｃ）に示すように、イオンミリングなどにより、露出した積層膜を除去して、磁気抵抗効果素子１３ｃ（１３ｄ）を設ける領域の基板２１を露出させる。

次いで、図４（ａ）に示すように、露出した基板２１上に、シード層２２ｂ、第１の強磁性膜２３ｂ、反平行結合膜２４ｂ、第２の強磁性膜２５ｂ、非磁性中間膜２６ｂ、軟磁性自由層（フリー磁性層）２７ｂ，２８ｂ、及び保護層２９ｂを順次形成する。第１の強磁性膜２３ｂ及び第２の強磁性膜２５ｂの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ幅方向に磁場を印加する。図４において、第１の強磁性膜２３ｂについては、印加磁場方向は紙面手前側から奥側に向かう方向であり、第２の強磁性膜２５ｂについては、印加磁場方向は紙面奥側から手前側に向かう方向である。また、軟磁性自由層（フリー磁性層）２７ｂ，２８ｂの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ長手方向に磁場を印加する。

次いで、図４（ｂ）に示すように、保護層２９ａ，２９ｂ上にレジスト層３０を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、磁気抵抗効果素子１３ａ，１３ｃの形成領域上にレジスト層３０を残存させる。次いで、図４（ｃ）に示すように、イオンミリングなどにより、露出した積層膜を除去して、磁気抵抗効果素子１３ａ，１３ｃを形成する。そして、図３及び図４に示す処理を同様に繰り返して、磁気抵抗効果素子１３ｂ，１３ｄを形成する。

次に、図５を用いて、本実施の形態に係る磁気エンコーダ１の作用について説明する。図５は、本実施の形態に係る磁気エンコーダ１の作用を説明するための模式図である。図５（ａ）及び（ｂ）は、回転磁石８の磁界の方向と磁気検知素子１１，１２の感度軸方向との関係を示し、図５（ｃ）は、同図（ａ）及び（ｂ）における磁気検知素子１１，１２の出力信号の位相関係を示している。図５においては、磁気検知素子１１の感度軸方向が紙面上下方向に、磁気検知素子１２の感度軸方向が紙面左右方向になるように、磁気センサ３を配置したがこの構成に限定されるものではない。

回転磁石８が矢印Ａ方向に回転して図５（ａ）の位置にくると、この回転に伴い、磁界の方向（矢印Ｂ方向）と同方向に感度軸方向を持つ磁気検知素子１１が磁場の影響を最も強く受け、強磁性固定層の磁化方向に対するフリー磁性層の磁化方向の角度（磁場角度）が変化する。この磁場角度の変化に基づいて電気抵抗値が変化し、この変化に応じた電気抵抗値に基づく出力信号がエンコーダ回路４に出力される（図５（ｃ））。さらに回転磁石８が図５（ａ）の位置から矢印Ａ方向に４５度回転して図５（ｂ）の位置にくると、磁気検知素子１１の感度軸方向と直交する感度軸方向を持つ磁気検知素子１２が、磁界の方向（矢印Ｃ方向）に流れる磁場の影響を最も強く受け、強磁性固定層の磁化方向に対するフリー磁性層の磁化方向の磁場角度が変化する。この磁場角度の変化に基づいて電気抵抗値が変化し、この変化に応じた電気抵抗値に基づく出力信号がエンコーダ回路４に出力される（図５（ｃ））。このとき、各磁気検知素子１１，１２からの出力信号は９０度位相がずれた状態となる。すなわち、磁気検知素子１１，１２のＳｉｎ波とＣｏｓ波出力で９０度位相差、Duty比５０％の２相出力が得られる。エンコーダ回路４では磁気検知素子１１から出力信号の位相に対して９０度位相がずれた磁気検知素子１２の出力信号の位相関係から回転磁石８の回転方向が検知される。すなわち、図５（ｃ）に示すように、エンコーダ回路４において、磁気検知素子１１から出力された出力信号を得た後、磁気検知素子１１の出力信号に対して９０度位相がずれた磁気検知素子１２からの出力信号を得ることで、回転磁石８の回転方向が検知される。

従来では、各磁気検知素子の出力信号に９０度の位相差を持たせるために、２つの磁気検知素子Ｅ１，Ｅ２を出力信号が１／４λ波長ずれる位置に配設していたため（図１７（ａ））、磁気エンコーダの小型化の要請に伴い、これら各磁気検知素子Ｅ１，Ｅ２を単純に単一のセンサパッケージ内に収容すると上記位相関係が崩れてしまうことになる（図１７（ｂ））。一方、本実施の形態に係る磁気センサ３では、２つの磁気検知素子１１，１２の感度軸方向を、所望の出力信号の位相差９０度に応じて同一面内で直交させ、同一基板９上に配置したので、単一のセンサパッケージ１０内に磁気検知素子１１，１２を収容しても、所望の位相差を持つ各磁気検知素子１１，１２の出力信号を得ることができるので、磁気エンコーダ１の小型化が可能である。

このように、本実施の形態では、各出力信号の位相が所望の位相関係となるように各磁気検知素子１１，１２の感度軸方向を異ならせて（ずらして）配置するので、単一のセンサパッケージ１０内に２つ（複数）の磁気検知素子１１，１２を収容した場合でも、センサパッケージ１０を大型化することなく、所望の位相関係を有する各磁気検知素子１１，１２の出力信号を得ることができ、回転磁石８の回転を精度よく検知することができる。すなわち、磁気検知素子１１からの出力信号と、この磁気検知素子１１の出力信号に対して所定の位相だけずれた磁気検知素子１２からの出力信号とから、回転磁石８の回転方向を精度よく検知することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態に係る磁気エンコーダは、上述した第１の実施の形態に係る磁気エンコーダ１と比べて、磁気センサの構成のみ相違している。したがって、特に相違点についてのみ説明し、同一の構成については同一の符号を用い、繰り返しの説明を省略する。

図６は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサを有する磁気エンコーダを模式的に示した図である。図６に示す磁気エンコーダ４１は、回転体４２と、磁気センサ４３と、エンコーダ回路４と、を備えている。回転体４２を構成する回転磁石４４は、周方向に隣接する磁極が異なる極性で着磁され、着磁ピッチが均等な１２極からなる回転磁石で構成されている。以下では、回転磁石４４が反時計回り方向（矢印Ａ方向）に回転するものとし、点線で示す矢印は、回転磁石４４の磁界の方向を示すものとする。

図７は、磁気センサ４３の配置関係を示す平面模式図である。図７に示すように磁気センサ４３は、同一の膜構成を有する複数（本実施の形態では３つ）の磁気検知素子４５，４６，４７が基板９上に近接して実装され、これら磁気検知素子４５，４６，４７が、各磁気検知素子の感度軸方向を３０度ずつずらした状態で、単一のセンサパッケージ１０内に収容されている。磁気検知素子４５，４６，４７には、上記第１の実施の形態と同様に、高出力及び高感度特性を有するＧＭＲ素子やＴＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子を用いることが好ましい。

磁気検知素子４５は、４つの磁気抵抗効果素子４５ａ〜４５ｄがブリッジ接続したブリッジ回路から構成されている。同様に、磁気検知素子４６は、４つの磁気抵抗効果素子４６ａ〜４６ｄがブリッジ接続したブリッジ回路から構成され、磁気検知素子４７は、４つの磁気抵抗効果素子４７ａ〜４７ｄがブリッジ接続したブリッジ回路から構成されている。各磁気抵抗効果素子４５，４６，４７は、長手方向が互いに平行になるように配置された複数の帯状の長尺パターン（ストライプ）が折り返してなる形状（ミアンダ形状）に形成されている。このミアンダ形状に形成された各磁気抵抗効果素子４５，４６，４７において、感度軸方向（Ｐｉｎ方向）は、長尺パターンの長手方向（ストライプ長手方向）に対して直交する方向（ストライプ幅方向）である。なお、各磁気検知素子４５，４６，４７は、上記第１の実施の形態と同様に、図２（ｂ）に示す磁気検出ブリッジ回路から構成することができる。

このように構成された３つの磁気検知素子４５，４６，４７は、各磁気検知素子４５，４６，４７から出力される出力信号の位相が所望の位相関係となるように、各磁気検知素子４５，４６，４７の感度軸方向を異ならせて（ずらして）配置されている。本実施の形態では、センサパッケージ１０内において、磁気検知素子４５の感度軸方向（矢印Ｂ方向）に対して磁気検知素子４６の感度軸方向（矢印Ｃ方向）が同一面内で一方向（図示のものは反時計回り方向）に３０度ずらして配置され、磁気検知素子４６の感度軸方向（矢印Ｃ方向）に対して磁気検知素子４７の感度軸方向（矢印Ｄ方向）が同一面内で同一方向に３０度ずらして（すなわち、磁気検知素子４５の感度軸方向に対して同一方向に６０度ずらして）配置されている。これにより所望の位相関係を有する各磁気検知素子４５，４６，４７の出力信号を得ることができる。本実施の形態では、各磁気検知素子４５，４６，４７の出力信号の位相関係により３０度位相ずれした出力信号を得ることができる。

エンコーダ回路４は、３つの磁気検知素子４５，４６，４７の出力信号の位相ずれに基づいて、回転磁石４４の回転を検知する。具体的には、エンコーダ回路４は、回転磁石４４の回転に伴う磁場の流れ（磁界の方向）の影響を最も強く受けた磁気検知素子４５から出力された出力信号を取得し、次に回転磁石４４の回転に伴って磁場の流れの影響を最も強く受けた磁気検知素子４６から、先の出力信号（磁気検知素子４５から出力された出力信号）の位相から３０度位相がずれた出力信号を取得する。さらに、エンコーダ回路４は、回転磁石４４の回転に伴って磁場の流れの影響を受けた磁気検知素子４７から、先の出力信号（磁気検知素子４６から出力された出力信号）の位相から３０度位相がずれた出力信号を取得し、これら３０度の位相差を有する３つの出力信号から回転磁石４４の回転を検知する。

次に、図８から図１０を用いて、磁気抵抗効果素子の膜構成及びその製造方法について説明する。なお、図８（ａ）に示す各磁気抵抗効果素子４５，４６，４７の膜構成は、図３（ａ）に示す磁気抵抗効果素子１３の膜構成と同一構成であるため、その詳細な説明は省略する。

まず、図８（ａ）に示すように、基板５１上に、シード層５２ａ、第１の強磁性膜５３ａ、反平行結合膜５４ａ、第２の強磁性膜５５ａ、非磁性中間層５６ａ、軟磁性自由層（フリー磁性層）５７ａ，５８ａ、及び保護層５９ａを順次形成する。第１の強磁性膜５３ａ及び第２の強磁性膜５５ａの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ幅方向に磁場を印加する。第１の強磁性膜５３ａの印加磁場方向は紙面奥側から手前側に向かう方向であり、第２の強磁性膜５５ａの印加磁場方向は紙面手前側から奥側に向かう方向である。また、軟磁性自由層（フリー磁性層）５７ａ，５８ａの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ長手方向に磁場を印加する。

次いで、図８（ｂ）に示すように、保護層５９ａ上にレジスト層６０を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、磁気検知素子４５ａ（４５ｂ）側の領域上にレジスト層６０を残存させる。次いで、図８（ｃ）に示すように、イオンミリングなどにより、露出した積層膜を除去して、磁気抵抗効果素子４５ｃ（４５ｄ）を設ける領域の基板５１を露出させる。

次いで、図８（ｄ）に示すように、露出した基板５１上に、シード層５２ｂ、第１の強磁性膜５３ｂ、反平行結合膜５４ｂ、第２の強磁性膜５５ｂ、非磁性中間膜５６ｂ、軟磁性自由層（フリー磁性層）５７ｂ，５８ｂ、及び保護層５９ｂを順次形成する。第１の強磁性膜５３ｂ及び第２の強磁性膜５５ｂの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ幅方向に磁場を印加する。第１の強磁性膜５３ｂの印加磁場方向は紙面手前側から奥側に向かう方向であり、第２の強磁性膜５５ｂの印加磁場方向は紙面奥側から手前側に向かう方向である。また、軟磁性自由層（フリー磁性層）５７ｂ，５８ｂの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ長手方向に磁場を印加する。

次いで、図８（ｅ）に示すように、保護層５９ａ，５９ｂ上にレジスト層６０を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、磁気抵抗効果素子４５ａ，４５ｃの形成領域上にレジスト層６０を残存させる。次いで、図８（ｆ）に示すように、イオンミリングなどにより、露出した積層膜を除去して、磁気抵抗効果素子４５ａ，４５ｃを形成する。そして、上記処理を同様に繰り返して、磁気抵抗効果素子４５ｂ，４５ｄを形成する。

次に、図８（ａ）から（ｃ）と同様に、基板５１上に、シード層６２ａ、第１の強磁性膜６３ａ、反平行結合膜６４ａ、第２の強磁性膜６５ａ、非磁性中間層６６ａ、軟磁性自由層（フリー磁性層）６７ａ，６８ａ、及び保護層６９ａを順次形成する（図９（ａ））。第１の強磁性膜６３ａ及び第２の強磁性膜６５ａの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ幅方向に磁場を印加する。第１の強磁性膜６３ａの印加磁場方向は、磁気抵抗効果素子４５ａの第１の強磁性膜５３ａの印加磁場方向から３０度ずれた方向であり、第２の強磁性膜６５ａの印加磁場方向は、磁気抵抗効果素子４５ａの第２の強磁性膜５５ａの印加磁場方向から３０度ずれた方向である。また、軟磁性自由層（フリー磁性層）６７ａ，６８ａの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ長手方向に磁場を印加する。次いで、保護層６９ａ上にレジスト層６０を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、磁気検知素子４６ａ（４６ｂ）側の領域上にレジスト層６０を残存させる。そして、イオンミリングなどにより、露出した積層膜を除去して、磁気抵抗効果素子４６ｃ（４６ｄ）を設ける領域の基板５１を露出させる。

次に、露出した基板５１上に、シード層６２ｂ、第１の強磁性膜６３ｂ、反平行結合膜６４ｂ、第２の強磁性膜６５ｂ、非磁性中間膜６６ｂ、軟磁性自由層（フリー磁性層）６７ｂ，６８ｂ、及び保護層６９ｂを順次形成する（図９（ａ））。第１の強磁性膜６３ｂ及び第２の強磁性膜６５ｂの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ幅方向に磁場を印加する。第１の強磁性膜６３ｂの印加磁場方向は、磁気抵抗効果素子４５ｃの第１の強磁性膜５３ｂの印加磁場方向から３０度ずれた方向であり、第２の強磁性膜６５ｂの印加磁場方向は、磁気抵抗効果素子４５ｃの第２の強磁性膜５５ｂの印加磁場方向から３０度ずれた方向である。また、軟磁性自由層（フリー磁性層）５７ｂ，５８ｂの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ長手方向に磁場を印加する。

次いで、図９（ｂ）に示すように、保護層６９ａ，６９ｂ上にレジスト層６０を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、磁気抵抗効果素子４６ａ，４６ｃの形成領域上にレジスト層６０を残存させる。次いで、図９（ｃ）に示すように、イオンミリングなどにより、露出した積層膜を除去して、磁気抵抗効果素子４６ａ，４６ｃを形成する。そして、上記処理を同様に繰り返して、磁気抵抗効果素子４６ｂ，４６ｄを形成する。

次に、図８（ａ）から（ｃ）と同様に、基板５１上に、シード層７２ａ、第１の強磁性膜７３ａ、反平行結合膜７４ａ、第２の強磁性膜７５ａ、非磁性中間層７６ａ、軟磁性自由層（フリー磁性層）７７ａ，７８ａ、及び保護層７９ａを順次形成する（図１０（ａ））。第１の強磁性膜７３ａ及び第２の強磁性膜７５ａの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ幅方向に磁場を印加する。第１の強磁性膜７３ａの印加磁場方向は、磁気抵抗効果素子４６ａの第１の強磁性膜６３ａの印加磁場方向から３０度ずれた方向であり、第２の強磁性膜７５ａの印加磁場方向は、磁気抵抗効果素子４６ａの第２の強磁性膜６５ａの印加磁場方向から３０度ずれた方向である。また、軟磁性自由層（フリー磁性層）７７ａ，７８ａの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ長手方向に磁場を印加する。次いで、保護層７９ａ上にレジスト層６０を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、磁気検知素子４７ａ（４７ｂ）側の領域上にレジスト層６０を残存させる。そして、イオンミリングなどにより、露出した積層膜を除去して、磁気抵抗効果素子４７ｃ（４７ｄ）を設ける領域の基板５１を露出させる。

次に、露出した基板５１上に、シード層７２ｂ、第１の強磁性膜７３ｂ、反平行結合膜７４ｂ、第２の強磁性膜７５ｂ、非磁性中間膜７６ｂ、軟磁性自由層（フリー磁性層）７７ｂ，７８ｂ、及び保護層７９ｂを順次形成する（図１０（ａ））。第１の強磁性膜７３ｂ及び第２の強磁性膜７５ｂの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ幅方向に磁場を印加する。第１の強磁性膜７３ｂの印加磁場方向は、磁気抵抗効果素子４６ｃの第１の強磁性膜６３ｂの印加磁場方向から３０度ずれた方向であり、第２の強磁性膜７５ｂの印加磁場方向は、磁気抵抗効果素子４６ｃの第２の強磁性膜６５ｂの印加磁場方向から３０度ずれた方向である。また、軟磁性自由層（フリー磁性層）７７ｂ，７８ｂの成膜中には、ミアンダ形状のストライプ長手方向に磁場を印加する。

次いで、図１０（ｂ）に示すように、保護層７９ａ，７９ｂ上にレジスト層６０を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、磁気抵抗効果素子４７ａ，４７ｃの形成領域上にレジスト層６０を残存させる。次いで、図１０（ｃ）に示すように、イオンミリングなどにより、露出した積層膜を除去して、磁気抵抗効果素子４７ａ，４７ｃを形成する。そして、上記処理を同様に繰り返して、磁気抵抗効果素子４７ｂ，４７ｄを形成する。

このように、各磁気検知素子４５，４６，４７は、感度軸方向を３０度ずつずらした状態で製造される。すなわち、磁気検知素子４５の感度軸方向を基準とした場合、磁気検知素子４６の感度軸方向は、磁気検知素子４５の感度軸方向から３０度ずらした方向となるように形成され、磁気検知素子４７の感度軸方向は、磁気検知素子４６の感度軸方向からさらに同一方向に３０度ずらした方向（磁気検知素子４５の感度軸方向から同一方向に６０度ずらした方向）となるように形成される（図１０（ｃ））。

次に、図１１を用いて、本実施の形態に係る磁気エンコーダ４１の作用について説明する。図１１は、本実施の形態に係る磁気エンコーダ４１の作用を説明するための模式図である。図１１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、回転磁石４４の磁界の方向と各磁気検知素子４５，４６，４７の感度軸方向との関係を示し、図１１（ｄ）は、同図（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）における各磁気検知素子４５，４６，４７から出力される出力信号を示している。ここでは、回転磁石４４に最も近接する磁気検知素子４５の感度軸方向（紙面左右方向）を基準にして、磁気検知素子４６の感度軸方向を磁気検知素子４５の感度軸方向から反時計回りに３０度ずらし、磁気検知素子４７の感度軸方向を磁気検知素子４６の感度軸方向から反時計回りに３０度ずらして配置された磁気センサ４３を例に挙げて説明するが、これらの磁気センサ４３（磁気検知素子４５，４６，４７）の配置位置及び配置構成に限定されるものではない。

回転磁石４４が図１１（ａ）の位置にある場合、磁界の方向と略同方向に感度軸方向を持つ磁気検知素子４５が磁場の影響を最も強く受け、強磁性固定層の磁化方向に対するフリー磁性層の磁化方向の角度（磁場角度）が変化する。この磁場角度の変化に基づいて電気抵抗値が変化し、この変化に応じた電気抵抗値に基づく出力信号がエンコーダ回路４に出力される（図１１（ｄ））。

そして、回転磁石４４が図１１（ａ）に示す位置から矢印Ａ方向に回転すると、磁気検知素子４５の感度軸方向から３０度ずれた感度軸方向を持つ磁気検知素子４６が、磁界の方向に流れる磁場の影響を最も強く受け、強磁性固定層の磁化方向に対するフリー磁性層の磁化方向の磁場角度が変化する（図１１（ｂ））。この磁場角度の変化に基づいて電気抵抗値が変化し、この変化に応じた電気抵抗値に基づく出力信号がエンコーダ回路４に出力される（図１１（ｄ））。このとき、磁気検知素子４６から出力された出力信号は、磁気検知素子４５から出力された出力信号に対して、３０度位相がずれた状態となる。

さらに、回転磁石４４が図１１（ｂ）に示す位置から矢印Ａ方向に回転すると、磁気検知素子４６の感度軸方向から３０度ずれた感度軸方向を持つ磁気検知素子４７が、磁界の方向に流れる磁場の影響を最も強く受け、強磁性固定層の磁化方向に対するフリー磁性層の磁化方向の磁場角度が変化する（図１１（ｃ））。この磁場角度の変化に基づいて電気抵抗値が変化し、この変化に応じた電気抵抗値に基づく出力信号がエンコーダ回路４に出力される（図１１（ｄ））。このとき、磁気検知素子４７から出力された出力信号は、磁気検知素子４６から出力された出力信号に対して、３０度位相がずれた状態となる。すなわち、エンコーダ回路４では、磁気検知素子４５，４６，４７の３０度位相差を持つ３相出力信号が得られる。エンコーダ回路４では、磁気検知素子４５から出力信号の位相に対して３０度位相がずれた磁気検知素子４６の出力信号の位相関係から回転磁石４４の回転方向が検知され、磁気検知素子４６から出力信号の位相に対して３０度位相がずれた磁気検知素子４７の出力信号の位相関係から回転磁石４４の回転方向が検知される。

このように、本実施の形態では、各出力信号の位相が所望の位相関係となるように各磁気検知素子４５，４６，４７の感度軸方向を同一方向に３０度ずつ異ならせて（ずらして）配置するので、単一のセンサパッケージ１０内に複数の磁気検知素子４５，４６，４７を収容した場合でも、センサパッケージ１０を大型化することなく、所望の位相関係を有する各磁気検知素子４５，４６，４７の出力信号を得ることができ、回転磁石４４の回転を精度よく検知することができる。すなわち、磁気検知素子４５からの出力信号と、この磁気検知素子４５の出力信号に対して所定の位相ずれを持つ磁気検知素子４６の出力信号と、この磁気検知素子４６の出力信号に対して所定の位相ずれを持つ磁気検知素子４７の出力信号とから、回転磁石４４の回転方向及び角度位相を精度よく検知することができる。

なお、本実施の形態では位相差３０度を持つ複数の出力信号を得るために、磁気検知素子４５，４６，４７の感度軸方向を３０度ずつずらして配置したが、この配置構成に限定されるものではなく、磁気センサ４３を適用する用途に応じて各磁気検知素子４５，４６，４７の感度軸方向を異ならせることが可能である。例えば、３つの磁気検知素子４５，４６，４７の感度軸方向を６０度又は１２０度ずつずらして各磁気検知素子４５，４６，４７を配置すれば、位相差６０度又は１２０度を持つ３相出力信号を得ることが可能である。

このように構成された磁気センサ４３は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の自動車や電子機器等の駆動モータに用いられるブラシレスモータの回転制御に適用することが可能である。例えば、磁気センサ４３から出力される一定の位相差を保った出力信号により、ブラシレスモータのステータコイルの電流制御を行うことも可能である。ブラシレスモータの回転制御では、回転磁石の磁極に対して、例えば１２０度ずつ位相がずれた３組のコイルを配置し、回転磁石の回転位置に応じて各コイルにどの極性で電流を通電するかを制御して、最大の吸引及び反発力が生じて回転磁石が回転するように制御するものである。この場合において、例えば、回転磁石の位置を３段階で検知するために３相出力の磁気センサが用いられる。

図１２は、磁気センサを適用したブラシレスモータの一例を示した模式図である。図１２（ａ）は、本実施の形態に係る磁気センサを適用したブラシレスモータを示し、図１２（ｂ）は、比較例に係る磁気センサを適用したブラシレスモータを示している。ここでは、磁気センサから６０度の位相差を持つ３つの出力信号が得られるように、磁気センサをブラシレスモータに取り付ける場合を例に挙げて説明する。本実施の形態に係る磁気センサ４３は、感度軸方向を同一方向に６０度ずつずらした３つの磁気検知素子４５，４６，４７を単一のセンサパッケージ１０内に収容したものである。一方、比較例に係る磁気センサは、単一の磁気検知素子を単一のセンサパッケージ内に収容したものであり、これら磁気センサＳを３つ用意いたものである。

図１２に示すように、ブラシレスモータ３０は、回転可能なローター磁石３１と、ローター磁石３１の外周に設けられたステータ３２と、を備えている。ステータ３２には、ローター磁石３１の外周面に対向するように、周方向に等間隔で複数のコイル３３（６０度間隔で６つのコイル３３）が取り付けられている。ローター磁石３１は、半径方向にＮ極とＳ極とが交互に均等ピッチで着磁されると共に、回転方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に均等ピッチで着磁されている。

図１２（ｂ）に示す比較例に係る磁気センサの場合、まず１つ目の磁気センサＳ１を、所定のコイル３３ａ，３３ｂ間に、ローター磁石３１の外周に近接して設ける。次に、２つ目の磁気センサＳ２を、当該磁気センサＳ２の感度軸方向が１つ目の磁気センサＳ１の感度軸方向に対して６０度ずれるように、１つ目の磁気センサＳ１が配設されたコイル３３ａ，３３ｂと隣接するコイル３３ｂ，３３ｃ間にローター磁石３１の外周に近接して設ける。さらに、３つ目の磁気センサＳ３を、当該磁気センサＳ３の感度軸方向が２つ目の磁気センサＳ２の感度軸方向に対して６０度ずれるように、２つ目の磁気センサＳ２が配設されたコイル３３ｂ，３３ｃと隣接するコイル３３ｃ，３３ｄ間に、ローター磁石３１の外周に近接して設ける。このように、比較例に係る磁気センサ場合、基準とする磁気センサＳ１の感度軸方向に対して、残り２つの磁気センサＳ２，Ｓ３の感度軸方向を６０度ずつずらして、３つの磁気センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３をそれぞれ精度良く実装させる必要がある。従って、磁気センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の実装精度にバラつきがある場合には、このバラつきが各磁気センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からの出力信号に影響し、所望の位相差を持つ信号を得ることができない虞がある。

一方、図１２（ａ）で示す本実施の形態に係る磁気センサ４３の場合、既に感度軸方向が６０度ずつずらされた状態で単一のセンサパッケージ１０内に収容されているので、この磁気センサ４３を、２つのコイル３３ｂ，３３ｃ間に、ローター磁石３１の外周に近接して配設すればよい。従って、本実施の形態に係る磁気センサ４３の場合には、磁気センサ４３の実装精度に影響されることなく、磁気センサ４３の各磁気検知素子４５，４６，４７から６０度の位相差を持つ３相出力信号（Ａ相、Ｂ相及びＣ相出力）を得ることができる（図１３）。

このように、本実施の形態に係る磁気センサ４３は、比較例に係る磁気センサＳと比べて、磁気センサの実装精度に左右されることなく、所望の位相差を持つ信号を得ることができる。また、比較例に係る磁気センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３と比べて、単一の磁気センサ４３の取り付けるだけでいいので、磁気センサの取り付け工程を削減して、簡単に取り付けることができる。さらに、磁気センサのセンサ数（部品点数）を削減することができる。また、複数の磁気センサを実装する場合と比べて、取り付け位置の自由度が向上すると共に、基板等部品サイズの縮小及び基板等部品形状の共通化が可能である。

次に、本発明の実施例について説明する。実施例に係る磁気センサ４３は、感度軸方向を６０度ずつずらした３つの磁気検知素子４５，４６，４７を単一のセンサパッケージ１０に収容して構成した。そして、この磁気センサ４３を、着磁ピッチが均等な１２極からなる回転磁石４４の外周部に近接して配置した。回転磁石４４としては、１２極にラジアル着磁された焼結ネオジウム磁石を用いた。この磁気センサ４３における磁束密度は、回転磁石４４の外周から磁気センサ４３までの距離（Ｇａｐ）が近いほど磁束密度が高く、各Ｇａｐにおける磁束密度はローター回転角度が変化しても略一定である（図１４（ａ））。一方、磁場ベクトル角度は、全Ｇａｐにおいてローター回転角度にリニアに対応している（図１４（ｂ））。

本実施例に係る磁気センサ４３においては、磁気検知素子４５，４６，４７から出力される各出力信号（Ａ相、Ｂ相及びＣ相出力）が、６０度の位相差を持った状態で取り出され（図１５（ａ））、これら各磁気検知素子からの出力をＩＣ上でＯＮ／ＯＦＦデジタル信号に変換されて出力される（図１５（ｂ））。その結果、図１６に示すように、磁気センサ４３の各磁気検知素子４５，４６，４７から６０度の位相差を持った３相出力を得ることができた。

一方、比較例に係る磁気センサは、単一の磁気検知素子を単一のセンサパッケージに収容して構成し、このように構成した磁気センサを３つ用意した。そして、着磁ピッチが均等な１２極からなる回転磁石の外周部に近接する位置に、３つの磁気センサを、各磁気センサの磁気検知素子の感度軸方向を３０度ずつずらして配置した。

なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明に係る磁気センサは、センサパッケージを大型化することなく、所望の位相関係を有する複数の磁気検知素子からの出力信号を得ることができ、回転磁石の回転を精度よく検知することができるという効果を有し、例えば、自動車や電子機器等の駆動モータとして用いられるブラシレスモータの回転制御として有用である。

本出願は、２０１０年３月１２日出願の特願２０１０−０５６１５７に基づく。この内容は、すべてここに含めておく。

Claims (4)

1. 周方向に隣接する磁極が異なる極性で着磁された回転磁石と、
   前記回転磁石の外周に設けられたステータと、
   前記回転磁石の外周面に対向するように前記ステータに取付けられた複数のコイルと、
   前記複数のコイル間に設けられた第１、第２及び第３のＧＭＲ素子を有する磁気センサと、を備え、
   前記第１、第２及び第３のＧＭＲ素子から出力される出力信号の位相が所望の位相関係となるように、前記第１、第２及び第３のＧＭＲ素子の印加磁場方向を前記回転磁石の回転方向と同一面内方向で所定角度ずらして当該第１、第２及び第３のＧＭＲ素子の感度軸方向をそれぞれ異ならせて同一の基板上に形成して単一のセンサパッケージ内に配置したことを特徴とするブラシレスモータ。
2. 前記第１、第２及び第３のＧＭＲ素子は、強磁性固定層を含む複数の膜が前記同一の基板上に前記回転磁石の回転軸方向に積層された積層構造を有し、
   前記強磁性層の成膜工程において、前記第１のＧＭＲ素子の印加磁場方向に対して前記第２のＧＭＲ素子の印加磁場方向を前記回転磁石の回転方向と同一面内方向で所定角度ずらして前記第１のＧＭＲ素子に対して前記第２のＧＭＲ素子の感度軸方向を異ならせると共に、前記第２のＧＭＲ素子の印加磁場方向に対して前記第３のＧＭＲ素子の印加磁場方向を前記回転磁石の回転方向と同一面内方向で所定角度ずらして前記第２のＧＭＲ素子に対して前記第３のＧＭＲ素子の感度軸方向を異ならせて、前記第１、第２及び第３のＧＭＲ素子を前記同一の基板上に隣接して形成したことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータ。
3. 前記第１、第２及び第３のＧＭＲ素子の膜構成は、第１の強磁性膜、反平行結合膜、第２の強磁性膜、非磁性中間膜、軟磁性自由層が、この順番で前記同一の基板上に積層されてなり、前記反平行結合膜を介して前記第１の強磁性膜と前記第２の強磁性膜とを反強磁性的に結合して前記強磁性固定層が形成されることを特徴とする請求項２に記載のブラシレスモータ。
4. 前記第１、第２及び第３のＧＭＲ素子は、各ＧＭＲ素子の感度軸方向を前記回転磁石の回転方向と同一面内で１２０度ずつずらして配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のブラシレスモータ。
   

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