JP3189464B2 - 回転位置検出装置 - Google Patents

回転位置検出装置

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JP3189464B2 JP03066993A JP3066993A JP3189464B2 JP 3189464 B2 JP3189464 B2 JP 3189464B2 JP 03066993 A JP03066993 A JP 03066993A JP 3066993 A JP3066993 A JP 3066993A JP 3189464 B2 JP3189464 B2 JP 3189464B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、Ｎｉ−Ｃｏ
系合金や、Ｎｉ−Ｆｅ系合金といった強磁性体磁気抵抗
素子（以下、ＭＲ素子と略す）、又は、ノンリニアタイ
プのホール素子等、電圧出力に飽和特性を有する磁電変
換素子を用いた回転位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、回転体の円周面に異なる磁極
を交互に着磁した着磁面を設け、その着磁面を磁電変換
素子を用いた回転角センサにて検出するようにした回転
位置検出装置が提案されている（例えば、特開昭５４−
１５６６５６号公報，実開昭５６−１２８１５号公報
や、特公平２−５２９６６号公報）。
【０００３】このような回転位置検出装置では、１つ、
若しくは複数の磁電変換素子を用いて回転角センサが構
成されていた。そして、磁界強度に応じた磁電変換作用
に伴い、回転角センサの出力電圧を得ていた。又、回転
体の着磁面に異なる磁極を交互に着磁させるとともに、
その一部の着磁ピッチを広くした基準位置を形成するこ
とで、１つの回転体と回転角センサとにより回転角度信
号及び基準位置信号を生成していた。そして、回転角セ
ンサの出力信号を波形整形し、その波形整形信号に基づ
いて回転角度信号を生成していた。このとき、基準位置
においては、磁電変換素子の出力電圧が所定の期間にお
いて一定値（例えば、０）になり、基準位置信号を得る
ことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
回転位置検出装置では、磁極の着磁ピッチを広くとる
と、基準位置での磁界強度が中央部で下がってしまい、
この磁界強度の変化に応じて基準位置でのセンサの出力
電圧信号にうねりノイズ（図１７に示す）が発生すると
いう問題がある。
【０００５】さらに、磁電変換素子としてＮｉ−Ｃｏ系
に代表される強磁性体ＭＲ素子を用いた場合には、図１
６に示す出力電圧のヒステリシス特性の影響を受けるこ
と、又、ヒステリシス特性そのものが材料製造条件によ
り大きくばらつき、製品毎に異なった特性を示すため、
基準位置での出力波形がさらに不安定となる。
【０００６】以上の理由により、基準位置の検出精度が
悪化するという問題が生じ、自動車用の機関の回転位置
検出装置等、使用環境や回転変動の大きな箇所に使用さ
れる場合、高精度多パルス用途の場合には、特にセンサ
設計上の大きな制約となっている。
【０００７】この発明は、上記問題に着目してなされた
ものであって、その目的とするところは、基準位置にお
ける磁電変換素子の出力信号を安定させることにより、
基準位置の検出精度を向上させることができる回転位置
検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、異なる磁極を交互に着磁した着磁面
を有するとともに、該着磁面の磁極ピッチを他よりも大
きく設定した基準位置を円周上に少なくとも一ヶ所以上
有する回転体と、前記回転体の回転に伴う着磁面の磁界
強度に応じた電圧信号を出力し、且つ、所定の磁界強度
以上では出力の飽和特性を有する磁電変換素子とを用い
た回転位置検出装置において、前記回転体の基準位置に
おける磁界強度を、前記磁電変換素子の出力飽和磁界領
域に設定したことを要旨とするものである。
【０００９】又、第２の発明は、異なる磁極を交互に着
磁した着磁面を有するとともに、該着磁面の磁極ピッチ
を他よりも大きく設定した基準位置を円周上に少なくと
も一ヶ所以上有する回転体と、前記回転体の回転に伴う
着磁面の磁界強度に応じた電圧信号を出力し、且つ、所
定の磁界強度以上では出力の飽和特性を有する磁電変換
素子とを用いた回転位置検出装置において、前記磁電変
換素子は強磁性体磁気抵抗素子からなり、前記回転体の
基準位置における磁界強度を前記強磁性体磁気抵抗素子
のヒステリシスの発生しない可逆磁界以上に設定したこ
とを要旨とするものである。
【００１０】さらに、第１、又は第２の発明において、
前記回転体の基準位置に対応する一対の磁極の強さを他
の磁極に対して強く設定するようにしてもよい。さら
に、第１、又は第２の発明において、前記回転体の基準
位置に対応する一対の磁極の着磁幅を他の磁極の幅に対
して広く設定するようにしてもよい。
【００１１】
【作用】第１の発明によれば、回転体の回転に伴い、磁
電変換素子は回転体の着磁面の磁界強度に応じた電圧信
号を出力する。このとき、回転体の基準位置における磁
界強度が、磁電変換素子の出力が飽和する磁界領域であ
るために、基準位置における電圧信号は基準位置での磁
界強度のへこみの影響を極めて小さくすることが可能で
ある。その結果、基準位置における磁電変換素子の出力
電圧が一定値に保持され、ノイズの発生が抑制される。
【００１２】又、第２の発明によれば、回転体の回転に
伴い、磁電変換素子である強磁性体磁気抵抗素子は回転
体の着磁面の磁界強度に応じた電圧信号を出力する。こ
のとき、基準位置における磁界強度が、強磁性体磁気抵
抗素子の可逆磁界領域であるために、基準位置における
強磁性体磁気抵抗素子の出力はヒステリシスの影響をな
くすことができる。その結果、基準位置における基準の
検出精度を向上することが可能となる。
【００１３】
【実施例】
（第１実施例）以下、この発明を４サイクル４気筒エン
ジンの回転位置検出装置に具体化した第１実施例を図面
に従って説明する。
【００１４】図１に示すように、エンジンの回転に伴い
１／２の回転速度で回転するシャフト１には、円板状の
回転体２が固定されている。回転体２は、非磁性材（例
えば、オーステナイト系ステンレス）からなる磁石保持
部３と、同磁石保持部３の周囲に固着された環状の等方
性焼結フェライト磁石（以下、磁石という）４とにより
構成されている。なお、本実施例では、磁石４の残留磁
束密度Ｂr は２０００〜２５００ガウスとなっている。
又、磁石４において、直径をφ，軸方向の厚みをＷm ，
径方向の厚みをｔとして本実施例における具体的数値を
示すと、φ＝８０ｍｍ，Ｗm ＝８ｍｍ，ｔ＝４ｍｍとな
っている。
【００１５】磁石４の外周面には、異なる磁極（Ｎ極と
Ｓ極）が交互に、且つ等間隔（着磁ピッチλ）に着磁さ
れた着磁面５が設けられている。又、着磁面５の一部に
は、磁極の一部の着磁ピッチを広く設定した基準位置５
ａが図示にはないが４気筒エンジンに対応して円周上４
ヶ所９０°おきに設けられている。基準位置５ａにおけ
る着磁ピッチλ0 と他の部位の着磁ピッチλとの関係
は、λ0 ＝３・λに設定されている。なお、本実施例で
は、λ＝５°となっている。
【００１６】一方、回転角センサ６は、回転体２の着磁
面５に対向配置された磁電変換素子としての一対のＭＲ
素子７Ａ，７Ｂを有している。ＭＲ素子７Ａ，７Ｂと着
磁面５との距離ｔg は、自動車等の振動や、部品寸法公
差、組付公差等を考慮して設定されており、本実施例で
は、ｔg ＝１．５ｍｍとなっている。ＭＲ素子７Ａ，７
Ｂは、Ｎｉ−Ｃｏ系合金といった強磁性体金属にて構成
されており、各素子７Ａ，７Ｂの取付ピッチλ1 は着磁
ピッチλの約１／２となっている（λ1 ＝λ／２）。
又、ＭＲ素子７Ａ，７Ｂには、直列に電源（駆動電圧：
５Ｖ）８が接続されている。図２は、ＭＲ素子７Ａ（７
Ｂ）の形状パターンを示している。本実施例では、素子
は三本に折り返され、両端には端子９が接続されてい
る。素子の１辺の長さをＬ，幅をＷe とすると、Ｌ＝３
ｍｍ，Ｗe ＝３０μｍとなっている。
【００１７】さらに、ＭＲ素子７Ａ，７Ｂの中点１０に
は波形処理回路１１が接続されている。そして、ＭＲ素
子７Ａ，７Ｂは、回転体２の回転に伴う円周方向の磁界
強度Ｈy に応じて、取付ピッチλ1 （＝λ／２）だけズ
レたタイミングで抵抗値を変化させる。その結果、ＭＲ
素子７Ａ，７Ｂの中点１０の電圧が変化し、回転角セン
サ６から波形処理回路１１に電圧信号ＶS が出力され
る。
【００１８】波形処理回路１１は、回転角センサ６の電
圧信号ＶS を波形整形する。同波形処理回路１１には、
波形整形信号に基づいて回転角パルス信号Ｎｅ及び基準
位置パルス信号Ｇを生成するためのパルス信号処理回路
１２が接続されている。
【００１９】図３は、波形処理回路１１及びパルス信号
処理回路１２の構成を示すブロック図である。同図に示
すように、回転角センサ６の出力端子には、波形処理回
路１１のＡＣカップリング１３が接続されており、同Ａ
Ｃカップリング１３では回転角センサ６の電圧信号ＶS
中の直流（ＤＣ）成分が除去され交流（ＡＣ）成分だけ
が抽出される。又、ＡＣカップリング１３には、増幅器
１４が接続されている。
【００２０】増幅器１４の出力側には比較器１７の入力
側が接続されている。スレッシュレベル発生回路１５の
出力側には、スレッシュレベル切替回路１６を介して比
較器１７が接続されている。そして、スレッシュレベル
発生回路１５では、第１のスレッシュレベルＶth1 、及
び第２のスレッシュレベルＶth2 を出力し、スレッシュ
レベル切替回路１６では、比較器１７の出力に応じてス
レッシュレベルＶth1，Ｖth2 が切替出力される。又、
比較器１７では、増幅器１４の出力信号とスレッシュレ
ベルＶth1 ，Ｖth2 とに応じて矩形波が生成される。な
お、スレッシュレベル発生回路１５では、比較器１７に
おける出力信号の波形がデューティ比５０％となるべ
く、スレッシュレベルＶth1 ，Ｖth2 の値が設定される
ようになっている。
【００２１】一方、比較器１７には、パルス信号処理回
路１２の立ち上がり・立ち下がりエッジ検出回路（以
下、エッジ検出回路という）１８が接続されており、同
エッジ検出回路１８では比較器１７から出力される矩形
波信号の立ち上がり・立ち下がりエッジが検出され、各
エッジに対応したパルス信号が出力される。このように
して、エッジ検出回路１８から回転角パルス信号Ｎｅが
出力される。
【００２２】周期演算回路２０の入力側には、エッジ検
出回路１８と、クロック発生回路１９とが接続されてい
る。そして、同周期演算回路２０では、クロック発生回
路１９からのクロック数によりエッジ検出回路１８から
出力される回転角パルス信号Ｎｅの周期が演算される。
【００２３】又、周期演算回路２０には基準信号発生回
路２１が接続されている。基準信号発生回路２１は、カ
ウンタ部２２及び周期判定部２３により構成されてお
り、カウンタ部２２のクロック端子には、周期演算回路
２０の出力信号が入力されるとともに、同じくカウンタ
部２２のリセット端子には、エッジ検出回路１８の出力
信号（Ｎｅ信号）が入力されるようになっている。そし
て、カウンタ部２２では、クロック信号及びリセット信
号に基づいたカウントアップ動作、又はカウントダウン
動作が実施される。
【００２４】又、カウンタ部２２には周期処理部２３が
接続されており、同周期処理部２３では、回転角パルス
信号Ｎｅの出力周期Ｔに基づいて、周期比（Ｔn ／Ｔn-
1 ）が算出される。なお、添字”n ”は、今回値である
ことを示し、添字”n-1 ”は前回値であることを示すも
のである。そして、周期処理部２３では、周期比（Ｔn
／Ｔn-1 ）に応じて基準位置パルス信号Ｇが出力される
ようになっている。
【００２５】次いで、磁界強度Ｈy に対するＭＲ素子７
Ａ，７Ｂの抵抗値の変化を説明する。図５は、ＭＲ素子
７Ａ，７Ｂの抵抗値の変化を出力電圧Ｖm で示したＨy
−Ｖm 特性図である。
【００２６】図５の特性図において、ＭＲ素子７Ａ，７
Ｂの出力電圧Ｖm は、ヒステリシス発生限界であるとこ
ろの可逆磁界強度Ｈr ，−Ｈr の間の領域にて、ヒステ
リシス特性を有している。又、ヒステリシス領域（−Ｈ
r 〜Ｈr ）から外れたヒステリシスが発生しない領域に
は、ＭＲ素子７Ａ，７Ｂの出力電圧Ｖm を飽和電圧Ｖ0
にて飽和させる飽和磁界強度Ｈsat ，−Ｈsat が存在し
ている。
【００２７】本実施例では、上記した具体的な構成条件
により、ＭＲ素子７Ａ，７Ｂの飽和磁界強度Ｈsat が約
１００エルステッド、可逆磁界強度Ｈr が約７０エルス
テッドに設定されている。又、着磁面５の基準位置５ａ
における磁界強度Ｈy は、飽和磁界領域（Ｈy ≧１０
０、或いは、Ｈy ≦−１００）に保持されるように構成
されている。従って、ＭＲ素子７Ａ，７Ｂの出力電圧Ｖ
m は、基準位置５ａにおいて飽和電圧Ｖ0 以上に保持さ
れるようになっている。
【００２８】以下、本実施例における回転位置検出装置
の作用を説明する。図４は、着磁面５の磁界強度Ｈy
と、それに対応した回転位置検出装置の動作を示すタイ
ムチャートである。さて、図４に示すように、円周方向
の磁界強度Ｈy は、着磁面５の着磁パターンに応じて変
化する。又、回転角センサ６は、回転体２の回転に伴う
磁界強度Ｈy の変化１サイクルに対して２サイクルの電
圧信号ＶS を出力する。
【００２９】着磁面５の基準位置５ａでは、前述したよ
うに、Ｈy ≧Ｈsat であるため、ＭＲ素子７Ａ，７Ｂは
どちらも飽和磁界領域での動作となる。そのため、ＭＲ
素子７Ａ及びＭＲ素子７Ｂの中点電圧である回転角セン
サ６の電圧信号ＶS は、基準位置中央部での磁界強度低
下の影響による出力電圧のうねりノイズを大幅に低減で
き、略「０」値に保持されることになる。
【００３０】又、図３の波形処理回路１１において、比
較器１７は、ＡＣカップリング１３及び増幅器１４を介
して入力される回転角センサ６の電圧信号ＶS と、スレ
ッシュレベル切替回路１６にて設定された第１及び第２
のスレッシュレベルＶth1 ，Ｖth2 に基づいてデューテ
ィ比５０％の信号波形を生成する。即ち、比較器１７
は、第１のスレッシュレベルＶth1 から第２のスレッシ
ュレベルＶth2 へ移行する範囲でＨ（ハイ）レベル信号
を出力し、続く第２のスレッシュレベルＶth2 から第１
のスレッシュレベルＶth1 へ移行する範囲でＬ（ロウ）
レベル信号を出力する。基準位置５ａでは、回転角セン
サ６の電圧信号ＶS が略「０」に保持されているため、
比較器１７の出力信号もＬレベルに保持される。その結
果、波形処理回路１１の出力信号は、基準位置５ａ以外
の箇所ではデューティ比５０％の矩形波であって、基準
位置５ａの相当する部分のみ欠落した信号波形となる。
【００３１】又、パルス信号処理回路１２において、エ
ッジ検出回路１８は、波形処理回路１１の出力信号の立
ち上がりエッジと立ち下がりエッジとを利用して、所定
回転角度毎に回転角パルス信号Ｎｅを生成する。このと
き、エッジ検出回路１８から出力される回転角パルス信
号Ｎｅは、波形処理回路１１の出力波形と同様に基準位
置５ａに相当する部分のみが欠落したものとなる。
【００３２】基準信号発生回路２１のカウンタ部２２
は、周期演算回路２０のクロック数に応じたカウントア
ップ・ダウン動作を行う。詳しくは、カウンタ部２２
は、カウントアップ動作しているタイミングでリセット
信号（エッジ検出回路１８の出力信号）が入力される
と、カウントダウン動作に転じ、カウントダウン動作し
ているタイミングでリセット信号が入力されると、一
旦、出力信号をリセットしてからカウントアップ動作を
再開する。しかし、基準位置５ａでは、回転角パルス信
号Ｎｅが欠落しているため、カウントダウン動作中にカ
ウンタ部２２へのリセット信号が入力されない。そのた
め、カウンタ部２２は、カウント値が「０」になるまで
カウントダウン動作を続行する。
【００３３】又、周期判定部２３は、連続するカウント
アップ・ダウン動作において、回転角パルス信号Ｎｅの
周期比（Ｔn ／Ｔn-1 ）が所定の設定値ｍ（本実施例で
は、ｍ＝３）以上であるか否かを判定する。そして、周
期判定部２３は、（Ｔn ／Ｔn-1 ）＜３であれば、出力
信号レベルをＬレベルに保持し、（Ｔn ／Ｔn-1 ）≧３
であれば、出力信号レベルをＨレベルとする。即ち、基
準位置５ａ以外の箇所では、所定角度毎に回転角パルス
信号Ｎｅが出力されるため、略Ｔn ＝Ｔn-1 となり、周
期判定部２３の出力信号レベルがＬレベルに保持され
る。一方、基準位置５ａでは、回転角パルス信号Ｎｅが
欠落しているため、（Ｔn ／Ｔn-1 ）≧３となり、周期
判定部２３の出力信号レベルがＨレベルとなる。
【００３４】その後、カウンタ部２２に再びエッジ検出
回路１８からリセット信号が出力されると、カウンタ部
２２はカウントアップ動作を再開する。又、再び（Ｔn
／Ｔn-1 ）＜３となるため、周期判定部２３は出力信号
レベルをＬレベルにする。
【００３５】このように、回転体２の回転に伴い、回転
角センサ６によって所定角度毎に回転角パルス信号Ｎｅ
が出力されるとともに、基準位置５ａに対応した１つの
Ｈレベルの基準位置パルス信号Ｇが出力されることにな
る。
【００３６】以上詳述したように、本実施例の回転位置
検出装置では、回転角センサ６をＭＲ素子（強磁性体磁
気抵抗素子）７Ａ，７Ｂを用いて構成し、そのＭＲ素子
７Ａ，７Ｂを、異なる磁極を交互に着磁した回転体２の
着磁面５に対向配置した。又、回転体の基準面５には、
磁極の一部の着磁ピッチを広く設定した基準位置５ａを
設けた。そして、基準位置５ａにおける磁界強度Ｈy
が、ＭＲ素子７Ａ，７Ｂの飽和磁界領域となるようにし
た。
【００３７】この構成により、基準位置５ａにおけるＭ
Ｒ素子７Ａ，７Ｂの出力電圧（抵抗値）Ｖm はヒステリ
シスの影響を受けないばかりか、磁界強度Ｈy のうねり
があっても略一定の飽和値に保持される。又、それに伴
い、回転角センサ６の電圧信号ＶS は略一定値に保持さ
れる。その結果、回転角センサ６でのうねりノイズ発生
が抑制され、基準位置５ａの検出精度を向上させること
ができるとともに、ＳＮ比を常に高く設定できるという
効果を発揮する。
【００３８】なお、上記実施例では、回転体２の基準位
置５ａにおける磁界強度Ｈy を飽和磁界強度Ｈsat より
も大きい磁界領域としたが、この磁界強度Ｈy を可逆磁
界強度Ｈr と飽和磁界強度Ｈsat との間の磁界領域（７
０〜１００エルステッド）とすることも可能である。こ
の場合、基準位置５ａにおけるＭＲ素子７Ａ，７Ｂの出
力電圧（抵抗値）はヒステリシスの影響を受けずに変化
し、基準位置５ａにおける回転角センサ６の出力電圧が
安定的に得られる。その結果、上記実施例と同様の作用
効果を得ることができる。
【００３９】又、上記実施例では、所望の飽和磁界強度
Ｈsat 及び可逆磁界強度Ｈr を得るべく、具体的数値を
設定したが、上記数値に限定されるものではなく、使用
状態、要求精度等に応じて任意に変更して設定可能であ
る。
【００４０】又、上記実施例では、回転角センサ６をハ
ーフブリッジ１対としているが、フルブリッジも可能で
ある。さらに、パルス数を２倍，３倍と倍周するため複
数対のセンサを１つの基板上に所定の間隔をおいて配置
することも可能である。 （第２実施例）次に、第２実施例を第１実施例との相違
点のみについて説明する。
【００４１】図６は、第２実施例における着磁面５の着
磁パターン、及びその着磁パターンに対応した磁界強度
Ｈy を示す図である。図６に示すように、着磁面５に
は、着磁ピッチλで異なる磁極が交互に着磁されている
とともに、着磁面５の一部には、着磁ピッチλ0 （＝ｎ
・λ：ｎは２〜４）の基準位置５ａが設けられている。
又、基準位置５ａの両側には、他の磁極より強度を強め
に設定した磁極（図６にＮ＋，Ｓ＋で示す）が着磁され
ている。
【００４２】この構成により、通常レベルの磁性を有す
る磁極を着磁した場合（図６に破線で示す）に比べて、
基準位置５ａにおける磁界強度Ｈy が強められる（図６
に実線で示す）。その結果、基準位置５ａにおける磁界
強度Ｈy が図５の飽和磁界領域に保持される。それに伴
いＭＲ素子７Ａ，７Ｂも飽和磁界領域動作となるため、
回転角センサ６の出力電圧ＶS の基準位置５ａでのうね
りノイズを略「０」値に安定させることができる。
【００４３】このように、第２実施例では、基準位置５
ａの磁極の強度を高めることで、ＭＲ素子７Ａ，７Ｂを
飽和磁界領域にて動作させるようにした。その結果、本
第２実施例においても、ヒステリシスがＭＲ素子７Ａ，
７Ｂの出力電圧（抵抗値）変化に及ぼす悪影響が防止さ
れ、第１実施例と同様の作用・効果を得ることができ
る。 （第３実施例）次に、第３実施例について説明する。
【００４４】図７は、第３実施例における着磁面５の着
磁パターン、及びその着磁パターンに対応した磁界強度
Ｈy を示す図である。本第３実施例の回転位置検出装置
では、第１及び第２実施例とは異なり、磁石４としてラ
ジアル異方性フェライト系プラスチック磁石が使用され
ている。そして、磁石４の着磁面５には、異なる方向の
磁極が交互に（即ち、図７の上下方向にＳ，Ｎ極が配置
され、且つ、円周方向に隣合う磁極と異なる磁極が配置
されるように）着磁されているとともに、着磁面５の一
部には、幅Ｗp ”の無着磁部（弱着磁部でも可）からな
る基準位置５ａが設けられている。又、着磁面５の磁極
は、着磁幅Ｗp にて着磁されており、基準位置５ａに隣
合う磁極だけが、着磁幅Ｗp ’（Ｗp ’＞Ｗp ）にて着
磁されている。なお、本実施例での各着磁幅は、Ｗp ’
＝ｎ・Ｗp ，Ｗp ”＝ｍ・Ｗp ，ｎ＝１．１〜１．５，
Ｍ＝１〜３に設定されており、又、着磁ピッチはそれに
対応して図７に示すごとく、λ，λ’λ0 （λ＜λ≪λ
0 ）となっている。
【００４５】この構成により、磁極が同一幅にて着磁さ
れている場合（図７に破線で示す）に比べて、基準位置
５ａにおける磁界強度が強められる（図７に実線で示
す）。その結果、基準位置５ａにおける磁界強度Ｈy が
図５の飽和磁界領域にて保持され、それに伴いＭＲ素子
７Ａ，７Ｂの出力電圧Ｖｍが飽和電圧Ｖ0 に保持され
る。従って、回転角センサ６の出力電圧を確実に「０」
値に安定させることができる。
【００４６】このように、第３実施例でも、基準位置５
ａにおける磁界強度Ｈy を飽和磁界領域に保持すること
により、第１実施例と同様の作用・効果を得ることがで
きる。
【００４７】以上、第１〜第３実施例では、磁気信号と
して磁石の円周方向成分を利用した強磁性体ＭＲ素子を
用いた場合を記載したが、信号出力の飽和特性を有する
ホール素子等、他の磁電変換素子を用いてもよい。又、
信号成分として磁石の半径方向成分を利用してセンサを
構成しても同様の効果を得ることができる。
【００４８】以下には、基準位置５ａにおいて飽和磁界
強度Ｈsat 以上の磁界強度Ｈy を得るための磁石の変形
例を示す。図８〜図１１には、第２実施例に基づいた磁
石の着磁例である、第４〜第７実施例を示す。 （第４実施例）図８に示すように、磁石保持部３の周囲
には、環状の等方性フェライト系磁石（残留磁束密度：
Ｂr ＝１０００〜４０００ガウス）４が固着されてお
り、同磁石４の着磁面５には、着磁ピッチλにて異なる
磁極が交互に着磁されている。磁石４の一部には、ピッ
チλ0 （＝ｎ・λ，ｎは２〜４）の基準位置５ａが設け
られており、同基準位置５ａに希土類系磁石（残留磁束
密度：Ｂr ＝５０００〜１２０００ガウス）３２を嵌着
することで、基準位置５ａの端部の磁極の強度を他の磁
極よりも強めている（図８にＮ＋，Ｓ＋で示す）。 （第５実施例）図９に示すように、磁石保持部３の外周
面の一部には、ピッチλ0 （＝ｎ・λ，ｎは２〜４）の
凹部３３が形成されている。磁石保持部３の周囲には、
環状の等方性フェライト系磁石４が固着されている。基
準位置５ａは凹部３３に対応して設けられており、基準
位置５ａでは、磁石４の径方向の厚みを他の部位よりも
厚くすることで、磁石４のパーミアンス係数を大きくし
基準位置５ａの端部の磁極の強度を他の磁極よりも強め
ている（図９にＮ＋，Ｓ＋で示す）。 （第６実施例）図１０に示すように、磁石保持部３の外
周面の一部には、ピッチλ0 （＝ｎ・λ，ｎは２〜４）
の凹部３３が形成されており、同凹部３３には磁性体か
らなるバックヨーク３４が嵌着されている。磁石保持部
３の周囲には、環状の等方性フェライト系磁石４が固着
され、基準位置５ａはバックヨーク３４に対応させて設
けられている。以上の構成により、基準位置５ａの端部
の磁極の強度を他の磁極よりも強めることができる（図
１０にＮ＋，Ｓ＋で示す）。 （第７実施例）図１１に示すように、磁石保持部３の外
周には、磁性体からなる環状のバックヨーク３５が固着
されている。バックヨーク３５の外側には、環状の等方
性フェライト系磁石４が固着されている。バックヨーク
３５の径方向の幅ｔb は、”λ／２”よりも大きくなる
ように構成されている。又、着磁面５の一部には、ピッ
チλ0 （＝ｎ・λ，ｎは２〜４）の基準位置５ａが設け
られており、バックヨーク３５の効果は基準位置５ａの
端部のみ作用する構成とすることで、基準位置５ａの端
部の磁極の強度を他の磁極よりも強めるこができる（図
１１にＮ＋，Ｓ＋で示す）。
【００４９】以上、第４〜第７実施例は、等方性フェラ
イト磁石を例として説明したが、極異方性、又はラジア
ル異方性のフェライト及び希土類系磁石にも適用可能で
ある。
【００５０】次に、図１２〜図１５に第３実施例に基づ
く磁石の着磁例である、第８〜第１１実施例を示す。 （第８実施例）図１２に示すように、磁石保持部３の外
周には、環状のラジアル異方性フェライト系磁石４が固
着されている。磁石４の一部には、幅Ｗp ”の無着磁状
態の基準位置５ａが設けられている。磁石４には、着磁
幅Ｗp にて異なる方向の磁極が交互に着磁されている。
又、基準位置５ａに隣合う磁極は、着磁幅Ｗp ’（Ｗ
p’＞Ｗp ）で着磁されることにより、磁性が強められ
ている。 （第９実施例）図１３に示すように、磁石保持部３の外
周面の一部には、幅Ｗp ”の凸部３６が形成されている
とともに、磁石保持部３の周囲の凸部３６を除く部位に
は、環状のラジアル異方性磁石４が固着されている。磁
石４には、着磁幅Ｗp にて異なる方向の磁極が交互に着
磁されている。又、磁石保持部３の凸部３６は基準位置
５ａに相当しており、その基準位置５ａに隣合う磁極に
は、着磁幅Ｗp ’（Ｗp’＞Ｗp ）にて磁極が着磁され
ている。 （第１０実施例）図１４に示すように、磁石保持部３の
外周には、環状のラジアル異方性磁石４が固着されてい
る。磁石４には、着磁幅Ｗp にて異なる方向の磁極が交
互に着磁されている。又、基準位置５ａに隣合う磁極に
は、着磁幅Ｗp ’（Ｗp ’＞Ｗp）にて磁極が着磁され
ている。さらに、基準位置５ａには、微細着磁幅Ｗh に
て複数の異なる方向の磁極が交互に着磁されている。
【００５１】つまり、磁界強度Ｈy は着磁幅が小さくな
るにつれて小さくなるため、上記構成のように 着磁幅
が微細で、且つ着磁方向が交互になっていると、基準位
置５ａにおける磁界強度Ｈy を微小にすることができ
る。その結果、基準位置５ａにおける磁界強度Ｈy を疑
似的に無着磁部とすることができる。 （第１１実施例）図１５に示すように、磁石保持部３の
外周には、環状のラジアル異方性磁石４が固着されてい
る。磁石４には、着磁幅Ｗp にて異なる方向の磁極が交
互に着磁されている。又、基準位置５ａに隣合う磁極に
は、着磁幅Ｗp ’（Ｗp ’＞Ｗp）にて磁極が着磁され
ている。さらに、基準位置５ａには、微細着磁幅Ｗh に
て複数の異なる方向の磁極が交互に着磁されている。し
かも、この第１１実施例では、基準位置５ａの微細幅着
磁部の径方向を一部欠落させることで、基準位置５ａに
おける磁界強度Ｈy を、前記第１０実施例（図１４）よ
りもさらに小さくすることができる。
【００５２】
【発明の効果】この発明によれば、基準位置における磁
電変換素子の出力信号を安定させることにより、基準位
置の検出精度を向上させることができるという優れた効
果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例における回転位置検出装置の構成図
である。
【図２】ＭＲ素子の形状を示す平面図である。
【図３】波形処理回路及びパルス信号処理回路の構成を
示すブロック図である。
【図４】磁界強度と、それに対応した回転位置検出装置
の動作を示すタイムチャートである。
【図５】ＭＲ素子の磁界強度と出力電圧との関係を示す
特性線図である。
【図６】第２実施例における着磁面の着磁パターン及
び、それに対応した磁界強度を示す波形図である。
【図７】第３実施例における着磁面の着磁パターン及
び、それに対応した磁界強度を示す波形図である。
【図８】第４実施例における磁石を示す平面図である。
【図９】第５実施例における磁石を示す平面図である。
【図１０】第６実施例における磁石を示す平面図であ
る。
【図１１】第７実施例における磁石を示す平面図であ
る。
【図１２】第８実施例における磁石を示す平面図であ
る。
【図１３】第９実施例における磁石を示す平面図であ
る。
【図１４】第１０実施例における磁石を示す平面図であ
る。
【図１５】第１１実施例における磁石を示す平面図であ
る。
【図１６】ＭＲ素子の磁界強度と出力電圧との関係を示
す特性線図である。
【図１７】従来技術を説明するための波形図である。
【符号の説明】
２…回転体、５…着磁面、５ａ…基準位置、７Ａ，７Ｂ
…磁電変換素子としてのＭＲ素子（強磁性体磁気抵抗素
子）。
フロントページの続き (72)発明者 青山 正紀 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装 株式会社 内 (56)参考文献 特開 昭63−148116（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62 G01B 7/00 - 7/32 G01P 1/00 - 3/80

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 異なる磁極を交互に着磁した着磁面を有
    するとともに、該着磁面の磁極ピッチを他よりも大きく
    設定した基準位置を円周上に少なくとも一ヶ所以上有す
    る回転体と、 前記回転体の回転に伴う着磁面の磁界強度に応じた電圧
    信号を出力し、且つ、所定の磁界強度以上では出力の飽
    和特性を有する磁電変換素子とを用いた回転位置検出装
    置において、 前記回転体の基準位置における磁界強度を、前記磁電変
    換素子の出力飽和磁界領域に設定したことを特徴とする
    回転位置検出装置。
  2. 【請求項２】 異なる磁極を交互に着磁した着磁面を有
    するとともに、該着磁面の磁極ピッチを他よりも大きく
    設定した基準位置を円周上に少なくとも一ヶ所以上有す
    る回転体と、 前記回転体の回転に伴う着磁面の磁界強度に応じた電圧
    信号を出力し、且つ、所定の磁界強度以上では出力の飽
    和特性を有する磁電変換素子とを用いた回転位置検出装
    置において、 前記磁電変換素子は強磁性体磁気抵抗素子からなり、前
    記回転体の基準位置における磁界強度を前記強磁性体磁
    気抵抗素子のヒステリシスの発生しない可逆磁界以上に
    設定したことを特徴とする回転位置検出装置。
  3. 【請求項３】 前記回転体の基準位置に対応する一対の
    磁極の強さを他の磁極に対して強く設定したことを特徴
    とする請求項１、又は請求項２に記載の回転位置検出装
    置。
  4. 【請求項４】 前記回転体の基準位置に対応する一対の
    磁極の着磁幅を他の磁極の幅に対して広く設定したこと
    を特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の回転位置
    検出装置。
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