JPH1151695A - Revolutions-sensor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a revolutions-sensor comprising a magnetic detector having a bridge circuit of GMR elements(giant magnetic resistance element) in which the size of the magnetic detector is reduced. SOLUTION: A magnetic detector 16 comprises an insulating board 24 formed, on the surface thereof, with a bridge 26 of GMR elements. The bridge 26 comprises first through fourth GMR elements 26a-26d forming a bridge circuit. The GMR element bridge 26 is constituted such that the field acting on the first and third GMR elements 26a, 26c is varied depending on the rotation of a sensor rotor 12 but the field acting on the second and fourth GMR elements 26b, 26d is kept constant. Consequently, the degree of freedom is increased in the arrangement of the second and fourth GMR elements 26b, 26d.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転数センサに係
り、特に、センサロータの回転に伴う磁界の変化を検出
する磁気検出素子を備える磁気式回転数センサに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation speed sensor, and more particularly to a magnetic rotation speed sensor provided with a magnetic detecting element for detecting a change in a magnetic field accompanying rotation of a sensor rotor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば特開平６−８２４６５
号に開示される磁気式回転数センサが公知である。この
回転数センサは、センサロータと、磁気検出素子である
検出用ホール素子と、バイアスマグネットとを備えてい
る。検出用ホール素子は、センサロータの外周面と対向
するように配設されている。バイアスマグネットは、ホ
ール素子を隔ててセンサロータの外周面に対向するよう
に配設されている。また、センサロータの外周面には、
周方向に一定のピッチで形成された歯部が設けられてい
る。従って、センサロータが回転すると、検出用ホール
素子がセンサロータの歯部に対向した状態と、検出用ホ
ール素子が歯部に対向しない状態とが交互に形成される
ことで、検出用ホール素子に作用する磁界の大きさがセ
ンサロータの回転角に応じて変化する。検出用ホール素
子には、かかる磁界の変化に応じたホール電圧が発生
し、この電圧信号に基づいて、センサロータの回転数を
検出することができる。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-82465.
Is known. This rotation speed sensor includes a sensor rotor, a detection Hall element that is a magnetic detection element, and a bias magnet. The detection Hall element is disposed so as to face the outer peripheral surface of the sensor rotor. The bias magnet is disposed so as to face the outer peripheral surface of the sensor rotor with the Hall element therebetween. Also, on the outer peripheral surface of the sensor rotor,
Teeth formed at a constant pitch in the circumferential direction are provided. Therefore, when the sensor rotor rotates, a state in which the detection Hall element faces the tooth portion of the sensor rotor and a state in which the detection Hall element does not face the tooth portion are alternately formed. The magnitude of the acting magnetic field changes according to the rotation angle of the sensor rotor. A Hall voltage corresponding to the change of the magnetic field is generated in the detection Hall element, and the rotation speed of the sensor rotor can be detected based on the voltage signal.

【０００３】一般に、ホール素子は、その出力電圧が温
度に依存して変化する特性を有している。かかる温度特
性を補償するため、上記従来の回転数センサは、温度補
償用ホール素子を備えている。温度補償用ホール素子
は、センサロータの歯部と対向しない位置に配置されて
いる。このため、センサロータが回転しても、温度補償
用ホール素子に作用する磁界は変化せず、温度補償用ホ
ール素子の出力電圧はその温度変化にのみ応じて変化す
る。このため、検出用ホール素子の出力電圧の温度に依
存した変化を、温度補償用ホール素子の出力電圧に基づ
いて補償することができる。しかしながら、上記従来の
回転数センサによれば、検出用ホール素子及び温度補償
用ホール素子の２つのホール素子を配置することが必要
となって、センサの大型化を招いてしまう。In general, a Hall element has a characteristic that its output voltage changes depending on temperature. In order to compensate for such temperature characteristics, the above-described conventional rotation speed sensor includes a temperature compensation Hall element. The temperature compensating Hall element is arranged at a position that does not face the teeth of the sensor rotor. Therefore, even when the sensor rotor rotates, the magnetic field acting on the temperature compensation Hall element does not change, and the output voltage of the temperature compensation Hall element changes only according to the temperature change. Therefore, the temperature-dependent change of the output voltage of the detection Hall element can be compensated based on the output voltage of the temperature compensation Hall element. However, according to the above-mentioned conventional rotation speed sensor, it is necessary to arrange two Hall elements, that is, a Hall element for detection and a Hall element for temperature compensation, resulting in an increase in the size of the sensor.

【０００４】ところで、上記従来の回転数センサの如き
磁気式回転数センサへの適用に適した磁気検出素子とし
て、近年、巨大磁気抵抗素子（以下、ＧＭＲ素子とい
う）が開発されている。ＧＭＲ素子は、強磁性層と非磁
性層とを交互に積層してなる薄膜素子であり、作用する
磁界の変化に応じてその抵抗値が大きく変化する特性を
有している。従って、ＧＭＲ素子を磁気式回転数センサ
の磁気検出器として採用することで、センサロータの回
転に応じた大きな出力信号を得ることができる。このＧ
ＭＲ素子もまた、上記ホール素子と同様に、温度に依存
して抵抗値が変化する性質を有している。従って、ＧＭ
Ｒ素子を磁気式回転数センサの磁気検出器として採用す
る場合にも、上記従来の回転数センサの如く、温度変化
に依存する抵抗値の変化を補償する必要がある。Incidentally, a giant magnetoresistive element (hereinafter, referred to as a GMR element) has recently been developed as a magnetic detecting element suitable for application to a magnetic rotational speed sensor such as the above-mentioned conventional rotational speed sensor. The GMR element is a thin film element in which ferromagnetic layers and non-magnetic layers are alternately stacked, and has a characteristic that its resistance value largely changes according to a change in an applied magnetic field. Therefore, by using the GMR element as the magnetic detector of the magnetic rotation speed sensor, a large output signal corresponding to the rotation of the sensor rotor can be obtained. This G
Like the Hall element, the MR element also has a property that the resistance value changes depending on the temperature. Therefore, GM
Even when the R element is used as a magnetic detector of a magnetic rotational speed sensor, it is necessary to compensate for a change in resistance value depending on a temperature change as in the above-described conventional rotational speed sensor.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、ＧＭＲ素
子は、薄膜状に形成されるため、任意のパターンにパタ
ーニングすることは容易である。このため、ＧＭＲ素子
の温度補償を実現するために、従来より、ＧＭＲ素子に
よってブリッジ回路を構成することが公知である。一般
に、ＧＭＲ素子によりブリッジ回路を構成する場合に
は、大きな出力信号を確保するため、各ＧＭＲ素子を所
定の位置関係で配置することが行なわれる。このため、
ＧＭＲ素子の配置の自由度が低下することで、磁気検出
器の小型化を図ることが困難となる。しかしながら、Ｇ
ＭＲ素子よりなるブリッジ回路により磁気検出器を実現
する場合において、磁気検出器の小型化を図ることにつ
いては、従来、何ら考慮されていなかった。As described above, since the GMR element is formed in a thin film, it can be easily patterned into an arbitrary pattern. For this reason, in order to realize the temperature compensation of the GMR element, it is conventionally known that a bridge circuit is formed by the GMR element. Generally, when a bridge circuit is formed by GMR elements, the GMR elements are arranged in a predetermined positional relationship in order to secure a large output signal. For this reason,
The reduction in the degree of freedom in the arrangement of the GMR element makes it difficult to reduce the size of the magnetic detector. However, G
In the case where a magnetic detector is realized by a bridge circuit including an MR element, miniaturization of the magnetic detector has not been considered at all.

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、ＧＭＲ素子よりなるブリッジ回路を有する磁気
検出器を備える回転数センサにおいて、磁気検出器の小
型化を実現することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to realize a downsized magnetic detector in a rotation speed sensor having a magnetic detector having a bridge circuit composed of a GMR element. I do.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、作用する磁界の変化に応じた抵抗変化
を示す磁気検出素子よりなるブリッジ回路を有する磁気
検出器と、磁界を発生させるマグネットと、回転体に同
期して回転し、その回転位置に応じて前記磁気検出器に
作用する磁界を変化させるセンサロータとを有する回転
数センサにおいて、前記ブリッジ回路を構成する一部の
磁気検出素子を、作用する磁界が前記センサロータの回
転位置に応じて変化するように配置すると共に、他の磁
気検出素子を、前記センサロータの回転位置にかかわら
ず一定の磁界が作用するように配置した回転数センサに
より達成される。The above object is achieved by the present invention.
As described in the above, a magnetic detector having a bridge circuit consisting of a magnetic detection element that shows a resistance change according to a change in an applied magnetic field, a magnet that generates a magnetic field, and a rotating body that rotates in synchronization with the rotating body and rotates And a sensor rotor that changes a magnetic field acting on the magnetic detector in accordance with the magnetic field. This is achieved by a rotation speed sensor in which the other magnetic detection elements are arranged so as to be varied depending on the rotational position of the sensor rotor and a constant magnetic field is applied regardless of the rotational position of the sensor rotor.

【０００８】本発明において、ブリッジ回路を構成する
一部の磁気検出素子は、センサロータの回転位置に応じ
て作用する磁界が変化するように設けられる。磁気検出
素子は、作用する磁界に応じた抵抗変化を示す。従っ
て、センサロータの回転位置に応じて、前記一部の磁気
検出素子の抵抗値が変化することで、ブリッジ回路の出
力電圧は、センサロータの回転に応じて変化する。他の
磁気検出素子は、センサロータの回転位置にかかわら
ず、一定の磁界が作用するように配置される。従って、
当該他の磁気検出素子の配置の自由度が向上し、その結
果、磁気検出器の小型化が図られる。なお、上記請求項
１の記載において、一定の磁界が作用することには、作
用する磁界がゼロの場合が含まれるものとする。In the present invention, some of the magnetic detecting elements constituting the bridge circuit are provided so that the magnetic field acting according to the rotational position of the sensor rotor changes. The magnetic detection element shows a resistance change according to the magnetic field that acts. Therefore, the output voltage of the bridge circuit changes according to the rotation of the sensor rotor by changing the resistance value of some of the magnetic detection elements according to the rotation position of the sensor rotor. Other magnetic detecting elements are arranged so that a constant magnetic field acts regardless of the rotational position of the sensor rotor. Therefore,
The degree of freedom in arranging the other magnetic detection elements is improved, and as a result, the size of the magnetic detector can be reduced. In the description of the first aspect, the action of a constant magnetic field includes the case where the applied magnetic field is zero.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例である
回転数センサ１０の構成図である。図１に示す如く、回
転数センサ１０は、センサロータ１２を備えている。セ
ンサロータ１２は軟磁性材料より構成された円盤状の部
材である。センサロータ１２の外周には、歯部１２ａが
所定のピッチＰで形成されている。FIG. 1 is a configuration diagram of a rotation speed sensor 10 according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the rotation speed sensor 10 includes a sensor rotor 12. The sensor rotor 12 is a disk-shaped member made of a soft magnetic material. On the outer periphery of the sensor rotor 12, teeth 12a are formed at a predetermined pitch P.

【００１０】回転数センサ１０は、また、検出部１４を
備えている。検出部１４は、磁気検出器１６を備えてい
る。磁気検出器１６は、保持ブロック１８の端面に取り
付けられている。後述する如く、磁気検出器１６は、絶
縁基板上にＧＭＲ薄膜が所定のパターンにパターニング
されて構成されている。検出部１４は、磁気検出器１６
が、センサロータ１２の外周面と所定の隙間を隔てて対
向するように配設されている。なお、センサロータ１２
の厚さは、磁気検出器１６の図１における紙面垂直方向
の幅よりも大きくなるように設けられている。従って、
磁気検出器１６は、その全面において、センサロータ１
２の外周面と対向している。The rotation speed sensor 10 further includes a detection unit 14. The detection unit 14 includes a magnetic detector 16. The magnetic detector 16 is attached to an end face of the holding block 18. As will be described later, the magnetic detector 16 is formed by patterning a GMR thin film on an insulating substrate into a predetermined pattern. The detection unit 14 includes a magnetic detector 16
Are provided so as to face the outer peripheral surface of the sensor rotor 12 with a predetermined gap therebetween. The sensor rotor 12
Is provided to be larger than the width of the magnetic detector 16 in the direction perpendicular to the plane of FIG. Therefore,
The magnetic detector 16 has a sensor rotor 1 on its entire surface.
2 is opposed to the outer peripheral surface.

【００１１】検出部１４は、更に、バイアスマグネット
２０を備えている。バイアスマグネット２０は、磁気検
出器１６を隔ててセンサロータ１２の外周面と対向する
ように、保持ブロック１８の内部に取り付けられてい
る。なお、後述する如く、バイアスマグネット２０は、
磁気検出器１６の中心位置から所定量だけセンサロータ
１２の回転方向にオフセットするように配置されてい
る。バイアスマグネット２０は、センサロータ１２に近
い側がＮ極、センサロータ１２から遠い側がＳ極となる
ように、又は、その逆向きに分極されている。The detecting section 14 further includes a bias magnet 20. The bias magnet 20 is mounted inside the holding block 18 so as to face the outer peripheral surface of the sensor rotor 12 with the magnetic detector 16 therebetween. As described later, the bias magnet 20
It is arranged so as to be offset from the center position of the magnetic detector 16 by a predetermined amount in the rotation direction of the sensor rotor 12. The bias magnet 20 is polarized so that the side near the sensor rotor 12 has an N pole and the side far from the sensor rotor 12 has an S pole, or in the opposite direction.

【００１２】保持ブロック１８の図１中上面には、信号
処理回路２２が装着されている。信号処理回路２２は、
磁気検出器１６から出力される信号に所定の信号処理を
施し、その結果をコネクタ２３からセンサ出力信号とし
て出力する。次に、図２を参照して、磁気検出器１６の
構成について説明する。図２は、磁気検出器１６の構成
図である。図２に示す如く、磁気検出器１６は、矩形状
に形成された絶縁基板２４を備えている。絶縁基板２４
の表面には、ＧＭＲ素子ブリッジ２６が形成されてい
る。ＧＭＲ素子ブリッジ２６は、絶縁基板２４の表面に
成膜されたＧＭＲ薄膜をフォトリソグラフィーによりパ
ターニングすることにより形成されている。A signal processing circuit 22 is mounted on the upper surface of the holding block 18 in FIG. The signal processing circuit 22
The signal output from the magnetic detector 16 is subjected to predetermined signal processing, and the result is output from the connector 23 as a sensor output signal. Next, the configuration of the magnetic detector 16 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of the magnetic detector 16. As shown in FIG. 2, the magnetic detector 16 includes an insulating substrate 24 formed in a rectangular shape. Insulating substrate 24
A GMR element bridge 26 is formed on the surface of. The GMR element bridge 26 is formed by patterning a GMR thin film formed on the surface of the insulating substrate 24 by photolithography.

【００１３】ＧＭＲ薄膜は、強磁性層と非磁性層とを交
互に積層してなる薄膜である。この強磁性層及び非磁性
層を構成する材料の組み合わせとして、例えば、コバル
ト（Ｃｏ）／銅（Ｃｕ）や、クロム（Ｃｒ）／鉄（Ｆ
ｅ）等の組合わせを用いることができる。かかる構成の
ＧＭＲ薄膜は、その表面に対して平行に作用する磁界の
大きさに応じて、その抵抗値が大きく変化する特性を有
している。図３はＧＭＲ薄膜に作用する磁界Ｈと、ＧＭ
Ｒ薄膜の単位面積当たりの抵抗値Ｒとの関係を例示して
いる。図３に示す如く、ＧＭＲ薄膜の単位面積当たりの
抵抗値Ｒは、磁界Ｈの絶対値の増加に応じて減少する。
なお、ＧＭＲ薄膜の抵抗値は、その表面に平行な面内で
の磁界の向きには依存しない。The GMR thin film is a thin film obtained by alternately stacking ferromagnetic layers and non-magnetic layers. As a combination of materials constituting the ferromagnetic layer and the nonmagnetic layer, for example, cobalt (Co) / copper (Cu), chromium (Cr) / iron (F
Combinations such as e) can be used. The GMR thin film having such a configuration has a characteristic that its resistance value greatly changes in accordance with the magnitude of a magnetic field acting in parallel to its surface. FIG. 3 shows the magnetic field H acting on the GMR thin film and the GM
4 illustrates a relationship with the resistance value R per unit area of the R thin film. As shown in FIG. 3, the resistance R per unit area of the GMR thin film decreases as the absolute value of the magnetic field H increases.
The resistance of the GMR thin film does not depend on the direction of the magnetic field in a plane parallel to the surface.

【００１４】ＧＭＲ素子ブリッジ２６が、かかる特性を
有するＧＭＲ薄膜から構成されていることで、ＧＭＲ素
子ブリッジ２６の抵抗変化に基づいて、磁気検出器１６
に作用する磁界を検出することができる。再び図２を参
照するに、ＧＭＲ素子ブリッジ２６は、Ｈ型の閉じた形
状を描く細い帯状のパターンにパターニングされること
で、第１ＧＭＲ素子２６ａ〜第２ＧＭＲ素子２６ｄの４
つのＧＭＲ素子より構成されている。第２ＧＭＲ素子２
６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄは、それぞれ、基板２４
の図２における下端部及び上端部を図中左右方向に折り
返し、その両端が中央部に位置するように延在してい
る。また、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２
６ｃは、互いに隣接して図２における上下方向に延び、
第２ＧＭＲ素子２６ｂと第４ＧＭＲ素子２６ｄの端部を
それぞれ接続するように構成されている。従って、第１
ＧＭＲ素子２６ａ、第２ＧＭＲ素子２６ｂ、第３ＧＭＲ
素子２６ｃ、及び、第４ＧＭＲ素子２６ｄはこの順で図
２における時計回り方向の閉回路を構成している。すな
わち、ＧＭＲ素子ブリッジ２６はブリッジ回路を構成し
ていることになる。Since the GMR element bridge 26 is made of a GMR thin film having such characteristics, the magnetic detector 16 can be used based on the resistance change of the GMR element bridge 26.
Can be detected. Referring to FIG. 2 again, the GMR element bridge 26 is patterned into a thin band-like pattern that draws an H-shaped closed shape, thereby forming four of the first GMR element 26a and the second GMR element 26d.
It consists of two GMR elements. Second GMR element 2
6b and the fourth GMR element 26d
2 is folded back in the left-right direction in the figure, and both ends extend so as to be located at the center. Further, the first GMR element 26a and the third GMR element 2
6c extend vertically in FIG. 2 adjacent to each other,
The end portions of the second GMR element 26b and the fourth GMR element 26d are connected to each other. Therefore, the first
GMR element 26a, second GMR element 26b, third GMR
The element 26c and the fourth GMR element 26d form a closed circuit in the clockwise direction in FIG. 2 in this order. That is, the GMR element bridge 26 constitutes a bridge circuit.

【００１５】磁気検出器１６は、図２における左右方向
がセンサロータ１２の外周の接線方向に一致するように
配置される。従って、第１ＧＭＲ素子２６ａ、及び第３
ＧＭＲ素子２６ｃはセンサロータ１２の回転方向に対し
て垂直に延在し、一方、第２ＧＭＲ素子２６ｃ及び第４
ＧＭＲ素子２６ｄはセンサロータ１２の回転方向に延在
することになる。The magnetic detector 16 is arranged so that the horizontal direction in FIG. 2 coincides with the tangential direction of the outer periphery of the sensor rotor 12. Therefore, the first GMR element 26a and the third GMR element 26a
The GMR element 26c extends perpendicular to the rotation direction of the sensor rotor 12, while the second GMR element 26c and the fourth
The GMR element 26d extends in the rotation direction of the sensor rotor 12.

【００１６】第１ＧＭＲ素子２６ａと第２ＧＭＲ素子２
６ｂとの接続部、第２ＧＭＲ素子２６ｂと第３ＧＭＲ素
子２６ｃとの接続部、第３ＧＭＲ素子２６ｃと第４ＧＭ
Ｒ素子２６ｄとの接続部、及び、第４ＧＭＲ素子２６ｄ
と第１ＧＭＲ素子２６ａとの接続部には、それぞれ、電
極パッド２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、及び２８ｄが設けら
れている。The first GMR element 26a and the second GMR element 2
6b, the connection between the second GMR element 26b and the third GMR element 26c, the connection between the third GMR element 26c and the fourth GM
Connection portion with R element 26d, and fourth GMR element 26d
Electrode pads 28a, 28b, 28c, and 28d are provided at connection portions between the first GMR element 26a and the first GMR element 26a, respectively.

【００１７】なお、以下、第１ＧＭＲ素子２６ａの抵抗
値をＲ１で、第２ＧＭＲ素子２６ｂの抵抗値をＲ２で、
第３ＧＭＲ素子２６ｃの抵抗値をＲ３で、第４ＧＭＲ素
子２６ｄの抵抗値をＲ４で、それぞれ表すものとする。
図４は、ＧＭＲ素子ブリッジ２６が構成するブリッジ回
路の回路図を示す。図４に示す如く、互いに対向する電
極パッドの組２８ｂ、２８ｄの間に、定電圧Ｅが付与さ
れ、電極パッドの他方の組２８ａ、２８ｃの間の電位差
Ｖが、磁気検出器１６の出力電圧として、信号処理回路
２２へ向けて出力される。出力電圧Ｖは、抵抗値Ｒ１〜
Ｒ４、及び定電圧Ｅにより次式で表すことができる。Hereinafter, the resistance value of the first GMR element 26a is R1, the resistance value of the second GMR element 26b is R2,
The resistance value of the third GMR element 26c is represented by R3, and the resistance value of the fourth GMR element 26d is represented by R4.
FIG. 4 is a circuit diagram of a bridge circuit formed by the GMR element bridge 26. As shown in FIG. 4, a constant voltage E is applied between the pair of electrode pads 28b and 28d facing each other, and the potential difference V between the other pair of electrode pads 28a and 28c is determined by the output voltage of the magnetic detector 16. Is output to the signal processing circuit 22. The output voltage V has resistance values R1 to R1.
R4 and the constant voltage E can be expressed by the following equation.

【００１８】 Ｖ＝Ｅ・｛Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）−Ｒ３／（Ｒ３＋Ｒ４）｝ （１） 一方、センサロータ１２が回転すると、ＧＭＲ素子ブリ
ッジ２６に作用する磁界が変化する。以下、図５乃至図
７を参照して、センサロータ１２の回転角に応じた、Ｇ
ＭＲ素子２６に作用する磁界の変化について説明する。
なお、以下の記載においては、センサロータ１２の回転
角を、センサロータ１２が歯部１２ｂのピッチＰに相当
する角度だけ回転した場合を３６０°とする位相角で表
すものとする。V = E · {R2 / (R1 + R2) −R3 / (R3 + R4)} (1) On the other hand, when the sensor rotor 12 rotates, the magnetic field acting on the GMR element bridge 26 changes. Hereinafter, with reference to FIGS. 5 to 7, G corresponding to the rotation angle of the sensor rotor 12 will be described.
The change in the magnetic field acting on the MR element 26 will be described.
In the following description, the rotation angle of the sensor rotor 12 is represented by a phase angle of 360 ° when the sensor rotor 12 rotates by an angle corresponding to the pitch P of the teeth 12b.

【００１９】図５は、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３Ｇ
ＭＲ素子２６ｃが、センサロータ１２の歯部１２ａと対
向した状態を示している。また、図６及び図７はそれぞ
れ、センサロータ１２が図５に示す状態から９０°、及
び１３５°だけ図中左向き（反時計回り）に回転した状
態を示している。図５乃至図７に示す如く、バイアスマ
グネット２０が発する磁束２０ａはセンサロータ１２の
歯部１２ａに導かれる。これらの図に示す如く、バイア
スマグネット２０は、ＧＭＲセンサブリッジ２６の中
心、すなわち、第１ＧＭＲセンサ素子２６ａ及び第３Ｇ
ＭＲ素子２６ｃからセンサロータ１２の回転方向にオフ
セットするように配置されている。このため、図５に示
す如く、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６
ｃが歯部１２ａと対向した状態では、バイアスマグネッ
ト２０から歯部１２ａに導かれる磁束２０ａは第１ＧＭ
Ｒ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃを通過しない。
この状態から、センサロータ１２が回転すると、図６に
示す如く、上記磁束２０ａは第１ＧＭＲ素子２６ａ及び
第３ＧＭＲ素子２６ｃを通過するようになり、更に、図
７に示す状態では、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭ
Ｒ素子２６ｃは磁束２０ａの中心部に位置している。FIG. 5 shows the first GMR element 26a and the third GMR element 26a.
The state in which the MR element 26c faces the tooth portion 12a of the sensor rotor 12 is shown. FIGS. 6 and 7 show a state in which the sensor rotor 12 has been rotated leftward (counterclockwise) in the figure by 90 ° and 135 ° from the state shown in FIG. 5, respectively. As shown in FIGS. 5 to 7, the magnetic flux 20 a generated by the bias magnet 20 is guided to the teeth 12 a of the sensor rotor 12. As shown in these figures, the bias magnet 20 is connected to the center of the GMR sensor bridge 26, that is, the first GMR sensor element 26a and the third GMR sensor element 26a.
It is arranged so as to be offset from the MR element 26c in the rotation direction of the sensor rotor 12. Therefore, as shown in FIG. 5, the first GMR element 26a and the third GMR element 26
c is opposed to the tooth portion 12a, the magnetic flux 20a guided from the bias magnet 20 to the tooth portion 12a is the first GM
It does not pass through the R element 26a and the third GMR element 26c.
When the sensor rotor 12 rotates from this state, the magnetic flux 20a passes through the first GMR element 26a and the third GMR element 26c as shown in FIG. 6, and further, in the state shown in FIG. 7, the first GMR element 26a And the third GM
The R element 26c is located at the center of the magnetic flux 20a.

【００２０】このように、センサロータ１２の回転角に
応じて、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６
ｃを通過する磁束の状態が変化し、これに応じて、第１
ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃに対して平
行に作用する磁界の大きさが変化する。その結果、第１
ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃの抵抗値Ｒ
１及びＲ３は、センサロータ１２の回転角に対して周期
的に変化する。As described above, according to the rotation angle of the sensor rotor 12, the first GMR element 26a and the third GMR element 26
c, the state of the magnetic flux passing therethrough changes.
The magnitude of the magnetic field acting in parallel to the GMR element 26a and the third GMR element 26c changes. As a result, the first
Resistance R of GMR element 26a and third GMR element 26c
1 and R3 change periodically with respect to the rotation angle of the sensor rotor 12.

【００２１】一方、図５乃至図７からわかるように、バ
イアスマグネット２０から歯部１２ａに導かれる磁束
は、常に、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２
６ｄの何れかの部位を通過する。従って、第２ＧＭＲ素
子２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄには、センサロータ
１２の回転に伴って部分的な抵抗値の変化が生ずるもの
の、素子全体としては、これらの抵抗値Ｒ２及びＲ４は
一定に維持される。On the other hand, as can be seen from FIGS. 5 to 7, the magnetic flux guided from the bias magnet 20 to the teeth 12a is always the second GMR element 26b and the fourth GMR element 2b.
6d. Accordingly, although the resistance of the second GMR element 26b and the fourth GMR element 26d partially changes with the rotation of the sensor rotor 12, the resistances R2 and R4 of the elements as a whole are kept constant. You.

【００２２】すなわち、センサロータ１２が回転した場
合、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃの
抵抗値Ｒ１及びＲ３はセンサロータ１２の回転角に応じ
て変化するのに対して、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４
ＧＭＲ素子２６ｄの抵抗値Ｒ２及びＲ４は一定となる。
従って、上記式（１）で表される磁気検出器１６の出力
電圧Ｖは、センサロータ１２の回転角に応じた変化を示
すことになる。That is, when the sensor rotor 12 rotates, the resistance values R1 and R3 of the first GMR element 26a and the third GMR element 26c change according to the rotation angle of the sensor rotor 12, while the second GMR element 26b and 4th
The resistance values R2 and R4 of the GMR element 26d are constant.
Therefore, the output voltage V of the magnetic detector 16 represented by the above equation (1) shows a change according to the rotation angle of the sensor rotor 12.

【００２３】図８は、センサロータ１２の回転角θに対
する、（ａ）抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の変化、及び、（ｂ）式
（１）式より求められる出力電圧Ｖの変化を例示してい
る。なお、図８（ｂ）は磁気検出器１６に供給される定
電圧Ｅが２Ｖ、Ｒ１、Ｒ３の変化率が１０％の場合につ
いて示している。図８（ａ）に示す如く、抵抗値Ｒ１及
びＲ３は回転角θに対して３６０°周期で周期的に変化
するのに対して、抵抗値Ｒ２及びＲ４は一定に維持され
ている。かかる抵抗変化に応じて、出力電圧Ｖは回転角
θに対して３６０°周期で周期的に変化し、その振幅
（両振幅）は約１００ｍＶとなっている。この出力電圧
Ｖを、信号処理回路２２によって、例えば、２値化して
パルス信号に変換し、そのパルス数を計数することで、
センサロータ１２の回転数を検出することができる。FIG. 8 exemplifies (a) changes in the resistance values R1 to R4 and (b) changes in the output voltage V obtained from the equation (1) with respect to the rotation angle θ of the sensor rotor 12. . FIG. 8B shows the case where the constant voltage E supplied to the magnetic detector 16 is 2 V and the rate of change of R1 and R3 is 10%. As shown in FIG. 8A, while the resistance values R1 and R3 periodically change at a cycle of 360 ° with respect to the rotation angle θ, the resistance values R2 and R4 are kept constant. In response to such a resistance change, the output voltage V periodically changes at a cycle of 360 ° with respect to the rotation angle θ, and its amplitude (both amplitudes) is about 100 mV. The output voltage V is binarized and converted into a pulse signal by the signal processing circuit 22, for example, and the number of pulses is counted.
The rotation speed of the sensor rotor 12 can be detected.

【００２４】なお、一般に、ＧＭＲ薄膜の抵抗値は、温
度変化に応じた割合で変化する。すなわち、ある基準温
度でのＧＭＲ薄膜の抵抗値をＲとすると、この基準温度
からΔｔだけ上昇した場合の抵抗値Ｒｔは、 Ｒｔ＝（１＋α・Δｔ）・Ｒ （２） で表される。ここで、αはＧＭＲ薄膜の抵抗値の温度変
化係数である。In general, the resistance value of a GMR thin film changes at a rate corresponding to a change in temperature. That is, assuming that the resistance value of the GMR thin film at a certain reference temperature is R, the resistance value Rt when the reference temperature rises by Δt is represented by Rt = (1 + α · Δt) · R (2) Here, α is a temperature change coefficient of the resistance value of the GMR thin film.

【００２５】従って、ＧＭＲ素子２６の温度がΔｔだけ
上昇した場合、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ（１＋α
・Δｔ）倍に変化することになる。しかしながら、式
（１）からわかるように、磁気検出器１６の出力電圧Ｖ
は、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の比として表される。このため、
第１ＧＭＲ素子２６ａ〜第２ＧＭＲ素子２６ｄに同一の
温度変化が生じた場合、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４が等しい割合
で変化することで、出力電圧Ｖに変化は生じない。この
ように、第１ＧＭＲ素子２６ａ〜第４ＧＭＲ素子２６ｄ
がブリッジ回路を構成していることにより、抵抗値Ｒ１
〜Ｒ４の温度に依存した変化が補償されていることにな
る。Therefore, when the temperature of the GMR element 26 rises by Δt, the resistances R1 to R4 become (1 + α
.DELTA.t) times. However, as can be seen from equation (1), the output voltage V
Is expressed as a ratio of resistance values R1 to R4. For this reason,
When the same temperature change occurs in the first GMR element 26a to the second GMR element 26d, the output voltage V does not change because the resistance values R1 to R4 change at an equal rate. Thus, the first GMR element 26a to the fourth GMR element 26d
Constitutes a bridge circuit, the resistance value R1
That is, the temperature-dependent change of R4 is compensated.

【００２６】ところで、上述の如く、ブリッジ回路を用
いて温度補償を行なう場合、ブリッジ回路を構成する４
つのＧＭＲ素子に作用する磁界が、全て、センサロータ
１２の回転に応じて変化するように、ＧＭＲ素子を配置
することも考えられる。図９は、かかるＧＭＲ素子の配
置を有する磁気検出器１１６の構成の一例を示す。図９
に示す如く、磁気検出器１１６が備えるＧＭＲ素子ブリ
ッジ１２６は、第１ＧＭＲ素子１２６ａ〜第４ＧＭＲ素
子１２６ｄより構成されている。第１ＧＭＲ素子１２６
ａ〜第４ＧＭＲ素子１２６ｄは互いに平行に、図９中上
下方向、すなわち、センサロータ１２の回転方向に対し
て垂直方向に延在するように形成されている。第１ＧＭ
Ｒ素子１２６ａ及び第３ＧＭＲ素子１２６ｃは互いに隣
接して配置されている。また、第２ＧＭＲ素子１２６ｂ
及び第４ＧＭＲ素子１２６ｄは、第１ＧＭＲ素子１２６
ａ及び第３ＧＭＲ素子１２６ｃから、センサロータ１２
の歯部１２ｂのピッチの半分、すなわち、回転角１８０
°に相当する距離Ｌだけ離れたほぼ同一の位置に配置さ
れている。なお、このようにセンサロータ１２の回転角
で表した距離を、以下、位相距離と称す。すなわち、第
１ＧＭＲ素子１２６ａ及び第３ＧＭＲ素子１２６ｃと、
第２ＧＭＲ素子１２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子１２６ｄと
は、位相距離１８０°だけ離間するように配置されてい
る。As described above, when temperature compensation is performed by using a bridge circuit, the bridge circuit 4
It is also conceivable to arrange the GMR elements such that all the magnetic fields acting on the two GMR elements change according to the rotation of the sensor rotor 12. FIG. 9 shows an example of the configuration of the magnetic detector 116 having such an arrangement of GMR elements. FIG.
As shown in the figure, the GMR element bridge 126 provided in the magnetic detector 116 is composed of a first GMR element 126a to a fourth GMR element 126d. First GMR element 126
The a to fourth GMR elements 126d are formed so as to extend in parallel with each other in the vertical direction in FIG. 9, that is, in the direction perpendicular to the rotation direction of the sensor rotor 12. 1st GM
The R element 126a and the third GMR element 126c are arranged adjacent to each other. Also, the second GMR element 126b
And the fourth GMR element 126d is the first GMR element 126
a from the third GMR element 126c and the sensor rotor 12
Half of the pitch of the tooth portion 12b, that is, the rotation angle 180
Are disposed at substantially the same position separated by a distance L corresponding to °. The distance represented by the rotation angle of the sensor rotor 12 is hereinafter referred to as a phase distance. That is, the first GMR element 126a and the third GMR element 126c,
The second GMR element 126b and the fourth GMR element 126d are arranged so as to be separated by a phase distance of 180 °.

【００２７】第１ＧＭＲ素子１２６ａと第２ＧＭＲ素子
１２６ｂ、第２ＧＭＲ素子１２６ｂと第３ＧＭＲ素子１
２６ｃ、第３ＧＭＲ素子１２６ｃと第４ＧＭＲ素子１２
６ｄ、及び第４ＧＭＲ素子１２６ｄと第１ＧＭＲ素子１
２６ａは、それぞれ、配線部１２７ａ、１２７ｂ、１２
７ｃ、及び１２７ｄにより互いに接続されている。そし
て、各接続部には、それぞれ、電極パッド１２８ａ、１
２８ｂ、１２８ｃ、及び１２８ｄが設けられている。従
って、電極パッド１２８ｂ、１２８ｄ間に定電圧Ｅを付
与し、電極パッド１２８ａ、１２８ｃ間の電位差を検出
することで、上記図４に示す回路と同様のブリッジ回路
が構成される。なお、磁気検出器１１６においても、第
１ＧＭＲ素子１２６ａ〜第４ＧＭＲ素子１２６ｄの抵抗
値を、それぞれ、Ｒ１〜Ｒ４で表すものとする。The first GMR element 126a and the second GMR element 126b, and the second GMR element 126b and the third GMR element 1
26c, third GMR element 126c and fourth GMR element 12
6d, the fourth GMR element 126d and the first GMR element 1
26a are wiring portions 127a, 127b, 12
7c and 127d. Each of the connection portions has an electrode pad 128a, 1
28b, 128c and 128d are provided. Therefore, by applying a constant voltage E between the electrode pads 128b and 128d and detecting the potential difference between the electrode pads 128a and 128c, a bridge circuit similar to the circuit shown in FIG. 4 is formed. In the magnetic detector 116, the resistance values of the first GMR element 126a to the fourth GMR element 126d are represented by R1 to R4, respectively.

【００２８】図１０は、センサロータ１２の回転角θに
対する、（ａ）抵抗値Ｒ１〜Ｒ４の変化、及び、（ｂ）
式（１）より求められる出力電圧Ｖの変化を、図８に示
す磁気検出器１６の場合と同一条件の場合について示し
ている。上述の如く、磁気検出器１１６においては、第
１ＧＭＲ素子１２６ａ及び第３ＧＭＲ素子１２６ｃと、
第２ＧＭＲ素子１２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子１２６ｄと
が、位相距離１８０°だけ離間して配置されていること
で、センサロータ１２が回転した場合に、第１ＧＭＲ素
子１２６ａ及び第３ＧＭＲ素子１２６ｃに作用する磁界
と、第２ＧＭＲ素子１２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子１２６
ｄに作用する磁界とは、互いに位相が１８０°ずれた状
態で変化することになる。このため、図１０（ａ）に示
す如く、抵抗値Ｒ１、Ｒ３と、抵抗値Ｒ２、Ｒ４とは、
互いに位相が１８０°ずれた状態で増減している。従っ
て、図４に示すブリッジ回路において、Ｒ１及びＲ４が
最大となった場合にＲ２及びＲ４が最小となり、Ｒ１及
びＲ４が最小となった場合にＲ２及びＲ４が最大となる
ことで、図１０（ｂ）に示す如く、両振幅が約２００ｍ
ｖの大きな出力電圧が得られている。FIG. 10 shows (a) changes in the resistance values R1 to R4 with respect to the rotation angle θ of the sensor rotor 12, and (b)
The change of the output voltage V obtained from the equation (1) is shown under the same condition as the case of the magnetic detector 16 shown in FIG. As described above, in the magnetic detector 116, the first GMR element 126a and the third GMR element 126c,
Since the second GMR element 126b and the fourth GMR element 126d are spaced apart by a phase distance of 180 °, when the sensor rotor 12 rotates, the magnetic field acting on the first GMR element 126a and the third GMR element 126c , Second GMR element 126b and fourth GMR element 126
The magnetic field acting on d changes in a state where the phases are shifted from each other by 180 °. Therefore, as shown in FIG. 10A, the resistance values R1, R3 and the resistance values R2, R4 are
The phase increases and decreases in a state where the phases are shifted from each other by 180 °. Therefore, in the bridge circuit shown in FIG. 4, when R1 and R4 become maximum, R2 and R4 become minimum, and when R1 and R4 become minimum, R2 and R4 become maximum. As shown in b), both amplitudes are about 200 m.
An output voltage with a large v is obtained.

【００２９】しかしながら、磁気検出器１１６において
は、ＧＭＲ素子が、位相距離１８０°、すなわち、セン
サロータ１２の歯部１２ａのピッチＰの半分に相当する
距離Ｌだけ離間して設けられているため、磁気検出器１
１６のセンサロータ１２の回転方向における寸法の下限
は上記距離Ｌに制限され、磁気検出器１１６の十分な小
型化を図ることができない。However, in the magnetic detector 116, the GMR elements are provided at a phase distance of 180 °, that is, a distance L corresponding to half the pitch P of the teeth 12a of the sensor rotor 12, so that Magnetic detector 1
The lower limit of the dimension of the sixteen sensor rotors 12 in the rotation direction is limited to the distance L, and the size of the magnetic detector 116 cannot be sufficiently reduced.

【００３０】これに対して、本実施例の磁気検出器１６
においては、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子
２６ｄは、センサロータ１２の回転に対して作用する磁
界が変化しないように設けられればよいため、その配置
が歯部１２ａのピッチＰにより制限されることはない。
従って、例えば、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４ＧＭＲ
素子２６ｄの長さを、バイアスマグネット２０が発する
磁束が常に第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２
６ｄを通過する限りにおいて短く設けることで、磁気検
出器１６のセンサロータ１２の回転方向における寸法を
低減することができる。すなわち、本実施例によれば、
第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄの配置
の自由度が向上されることで、磁気検出器１６の小型化
を図ることが可能となっている。On the other hand, the magnetic detector 16 of the present embodiment
In the above, since the second GMR element 26b and the fourth GMR element 26d need only be provided so that the magnetic field acting on the rotation of the sensor rotor 12 does not change, their arrangement is limited by the pitch P of the tooth portions 12a. There is no.
Therefore, for example, the second GMR element 26b and the fourth GMR
The length of the element 26d is set so that the magnetic flux generated by the bias magnet 20 is always the second GMR element 26b and the fourth GMR element 2.
By providing the magnetic detector 16 as short as it passes through 6d, the size of the magnetic detector 16 in the rotation direction of the sensor rotor 12 can be reduced. That is, according to the present embodiment,
By improving the degree of freedom in the arrangement of the second GMR element 26b and the fourth GMR element 26d, the size of the magnetic detector 16 can be reduced.

【００３１】また、上記磁気検出器１１６は、図９から
わかるように、第１ＧＭＲ素子１２６ａ〜第４ＧＭＲ素
子１２６ｄを接続するための配線部１２７ａ〜１２７ｄ
が複雑に取り回される構成となっている。かかる配線を
効率的に行なうためには、配線部１２７ａ〜１２７ｄを
多層配線により構成することが必要となり、磁気検出器
１１６の製造コストが増大してしまう。As can be seen from FIG. 9, the magnetic detector 116 has wiring portions 127a to 127d for connecting the first GMR element 126a to the fourth GMR element 126d.
Is arranged in a complicated manner. In order to perform such wiring efficiently, it is necessary to configure the wiring portions 127a to 127d by multilayer wiring, and the manufacturing cost of the magnetic detector 116 increases.

【００３２】これに対して、本実施例の磁気検出器１１
６は、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄ
が、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子１２６ｃ
の両側に、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子１
２６ｃに対して垂直に配置される構成であるため、各Ｇ
ＭＲ素子間の接続部に電極パッド２８ａ〜２８ｄを設け
ることのみで、所望の接続が得られ、各ＧＭＲ素子を接
続するための配線部を設けることが不要となっている。
すなわち、本実施例においては、磁気検出器１６に多層
配線を設けることは不要であり、この意味で、磁気検出
器１６の低コスト化が図られていることになる。On the other hand, the magnetic detector 11 of the present embodiment
6 is a second GMR element 26b and a fourth GMR element 26d
Are the first GMR element 26a and the third GMR element 126c.
The first GMR element 26a and the third GMR element 1
26c, the respective G
A desired connection can be obtained only by providing the electrode pads 28a to 28d at the connection between the MR elements, and it is not necessary to provide a wiring section for connecting the GMR elements.
That is, in the present embodiment, it is unnecessary to provide the magnetic detector 16 with a multilayer wiring, and in this sense, the cost of the magnetic detector 16 is reduced.

【００３３】このように、本実施例の回転数センサ１０
によれば、磁気検出器１６のブリッジ回路を構成するＧ
ＭＲ素子のうち、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４ＧＭＲ
素子２６ｄが、作用する磁界がセンサロータ１２の回転
に伴って変化しないように配置されることで、磁気検出
器１６の小型化が図られると共に、その製造コストを低
減することが可能となっている。As described above, the rotation speed sensor 10 of this embodiment is
According to G, a bridge circuit of the magnetic detector 16 is formed.
Among the MR elements, the second GMR element 26b and the fourth GMR
By arranging the element 26d so that the acting magnetic field does not change with the rotation of the sensor rotor 12, the size of the magnetic detector 16 can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. I have.

【００３４】なお、図９に示す磁気検出器１１６の如
く、ブリッジ回路を構成する全てのＧＭＲ素子が磁界の
変化を受ける構成において、磁気検出器の小型化を図る
方法として、例えば、第１ＧＭＲ素子１２６ａ及び第３
ＧＭＲ素子１２６ｃと、第２ＧＭＲ素子１２６ｂ及び第
４ＧＭＲ素子１２６ｄとの間の位相距離を減少させるこ
とも考えられる。In a configuration in which all the GMR elements forming the bridge circuit receive a change in the magnetic field, such as the magnetic detector 116 shown in FIG. 9, as a method for reducing the size of the magnetic detector, for example, the first GMR element is used. 126a and third
It is conceivable to reduce the phase distance between the GMR element 126c and the second GMR element 126b and the fourth GMR element 126d.

【００３５】図１１は、上記位相距離を９０°に減少さ
せた場合の、図１０と同様の結果を示す。図１１（ａ）
に示す如く、抵抗値Ｒ１、Ｒ３と、抵抗値Ｒ２、Ｒ４と
は、互いに位相が９０°ずれた状態で変化している。ま
た、図１１（ｂ）に示す如く、出力電圧Ｅの振幅は約１
４０Ｖ程度と、位相距離が１８０°の場合と比較して低
下している。一方、位相距離を９０°に減少させても、
磁気検出器１１６の寸法の下限は、この位相距離９０°
により制限され、また、ＧＭＲ素子間の配線が複雑化す
るという問題は何ら解決されない。この意味で、本実施
例の回転数センサ１０が備える磁気検出器１６は、図９
に示す磁気検出器１１６に比して出力電圧の低下を招く
ものの、磁気検出器１６の小型化を図り、かつ、配線の
簡略化を実現し得る点で、優れた性能を有していること
になる。FIG. 11 shows the same result as in FIG. 10 when the phase distance is reduced to 90 °. FIG. 11 (a)
As shown in the figure, the resistance values R1 and R3 and the resistance values R2 and R4 change in a state where the phases are shifted from each other by 90 °. Also, as shown in FIG. 11B, the amplitude of the output voltage E is about 1
It is about 40 V, which is lower than the case where the phase distance is 180 °. On the other hand, even if the phase distance is reduced to 90 °,
The lower limit of the size of the magnetic detector 116 is this phase distance of 90 °.
And the problem that the wiring between the GMR elements is complicated is not solved at all. In this sense, the magnetic detector 16 provided in the rotation speed sensor 10 of the present embodiment is the same as that shown in FIG.
Although the output voltage is lowered as compared with the magnetic detector 116 shown in FIG. 1, the magnetic detector 16 has excellent performance in that it can be downsized and the wiring can be simplified. become.

【００３６】次に、本発明の第２実施例の回転数センサ
について説明する。本実施例の回転数センサは、上記第
１実施例の磁気検出器１６に代えて、磁気検出器５０を
用いることにより実現される。本実施例の回転数センサ
は、センサロータ１２の回転数のみならず、回転方向を
も検出することができる。図１２は、本実施例の回転数
センサが備える磁気検出器５０の構成を示す。図１２に
示す如く、磁気検出器５０は、絶縁基板５２の表面に、
２つのＧＭＲ素子ブリッジ５４及び５６が形成されるこ
とにより構成されている。ＧＭＲ素子ブリッジ５４及び
５６は、それぞれ、上記第１実施例の磁気検出器１６が
備えるＧＭＲ素子ブリッジ２６と同様の構成を有してい
る。すなわち、ＧＭＲ素子ブリッジ５４及び５６は、共
に、図４と同様のブリッジ回路を構成する第１ＧＭＲ素
子５４ａ、５６ａ〜第４ＧＭＲ素子５４ｄ、５６ｄより
構成されており、このうち、第１ＧＭＲ素子５４ａ、５
６ａ、及び第３ＧＭＲ素子５４ｃ、５６ｃは互いに隣接
して、センサロータ１２の回転方向に対して垂直な向き
に延在するように、また、第２ＧＭＲ素子５４ｂ、５６
ｂ、及び第４ＧＭＲ素子５４ｄ、５６ｄは、その両側
に、センサロータ１２の回転方向に延在するように設け
られている。また、ＧＭＲ素子ブリッジ５６の第１ＧＭ
Ｒ素子５６ａ及び第３ＧＭＲ素子５６ｃは、ＧＭＲ素子
ブリッジ５４の第１ＧＭＲ素子５４ａ及び第３ＧＭＲ素
子５４ｃに対して、図１２における右方に位相距離９０
°だけ離間して配置されている。Next, a description will be given of a rotational speed sensor according to a second embodiment of the present invention. The rotation speed sensor of the present embodiment is realized by using a magnetic detector 50 instead of the magnetic detector 16 of the first embodiment. The rotation speed sensor according to the present embodiment can detect not only the rotation speed of the sensor rotor 12 but also the rotation direction. FIG. 12 shows a configuration of the magnetic detector 50 provided in the rotation speed sensor of the present embodiment. As shown in FIG. 12, a magnetic detector 50 is provided on the surface of an insulating substrate 52.
It is configured by forming two GMR element bridges 54 and 56. The GMR element bridges 54 and 56 have the same configuration as the GMR element bridge 26 included in the magnetic detector 16 of the first embodiment. That is, the GMR element bridges 54 and 56 are both composed of the first GMR elements 54a and 56a to the fourth GMR elements 54d and 56d constituting the same bridge circuit as in FIG.
6a and the third GMR elements 54c and 56c are adjacent to each other and extend in a direction perpendicular to the rotation direction of the sensor rotor 12, and the second GMR elements 54b and 56c are adjacent to each other.
b and the fourth GMR elements 54 d and 56 d are provided on both sides thereof so as to extend in the rotation direction of the sensor rotor 12. Also, the first GM of the GMR element bridge 56
The R element 56a and the third GMR element 56c have a phase distance 90 to the right in FIG. 12 with respect to the first GMR element 54a and the third GMR element 54c of the GMR element bridge 54.
° apart.

【００３７】図１３は、センサロータ１２が図１２にお
ける右側から左側へ向けて回転した場合の、センサロー
タ１２の回転角θと磁気検出器５０のＧＭＲ素子５４及
びＧＭＲ素子５６のそれぞれの出力電圧Ｖ１及びＶ２と
の関係を示している。上述の如く、ＧＭＲ素子ブリッジ
５６がＧＭＲ素子ブリッジ５４に対して図１２における
右方に、位相距離９０°だけ離間して配置されているこ
とで、図１３に示す如く、ＧＭＲ素子ブリッジ５６の出
力電圧Ｖ２は、ＧＭＲ素子ブリッジ５４の出力電圧Ｖ１
に対して、位相が９０°だけ先行した状態で変化してい
る。このＶ１とＶ２との位相関係は、センサロータ１２
の回転方向が反転すると逆になる。従って、本実施例の
回転数センサによれば、出力電圧Ｖ１及びＶ２に基づい
て、上記第１実施例の場合と同様にして、センサロータ
１２の回転数を検出することができると共に、Ｖ１とＶ
２の何れの位相が先行しているかを判別することで、セ
ンサロータ１２の回転方向をも検出することができる。FIG. 13 shows the rotation angle θ of the sensor rotor 12 and the output voltages of the GMR element 54 and the GMR element 56 of the magnetic detector 50 when the sensor rotor 12 rotates from right to left in FIG. The relationship between V1 and V2 is shown. As described above, since the GMR element bridge 56 is disposed to the right in FIG. 12 with a phase distance of 90 ° away from the GMR element bridge 54, as shown in FIG. The voltage V2 is equal to the output voltage V1 of the GMR element bridge 54.
In contrast, the phase changes in a state in which the phase advances by 90 °. The phase relationship between V1 and V2 is determined by the sensor rotor 12
When the direction of rotation of is reversed, it is reversed. Therefore, according to the rotation speed sensor of the present embodiment, the rotation speed of the sensor rotor 12 can be detected based on the output voltages V1 and V2 in the same manner as in the case of the first embodiment. V
The rotation direction of the sensor rotor 12 can also be detected by determining which of the two phases is ahead.

【００３８】このように、センサロータ１２の回転方向
を判別するためには、同一のＧＭＲ素子ブリッジを位置
をずらせて配置する必要がある。しかしながら、上記磁
気検出器１１６の如く、１つのＧＭＲ素子ブリッジを構
成するＧＭＲ素子が互いに位相距離１８０°だけ離間さ
れているものとすると、２つのＧＭＲ素子を位置をずら
せて配置することは容易ではなく、回転方向の検出が可
能な回転数センサを実現することは困難となる。As described above, in order to determine the rotation direction of the sensor rotor 12, it is necessary to dispose the same GMR element bridge at a different position. However, assuming that the GMR elements constituting one GMR element bridge are separated from each other by a phase distance of 180 ° like the magnetic detector 116, it is not easy to displace the two GMR elements. Therefore, it is difficult to realize a rotation speed sensor capable of detecting the rotation direction.

【００３９】これに対して、本実施例においては、上記
第１実施例において説明したように、第２ＧＭＲ素子５
４ｂ、５６ｂ、及び第４ＧＭＲ素子５４ｄ、５６ｄが、
磁界の変化を受けないように配置されることで、その長
さを短縮することができ、これにより、ＧＭＲ素子５４
とＧＭＲ素子５６とを位相距離９０°だけずらして配置
することが可能となっている。すなわち、本実施例にお
いては、第２ＧＭＲ素子５４ｂ、５６ｂ、及び第４ＧＭ
Ｒ素子５４ｄ、５６ｄが、磁界の変化を受けないように
配置されることで、回転方向を判別する機能を有する回
転数センサが実現されていることになる。On the other hand, in this embodiment, as described in the first embodiment, the second GMR element 5
4b, 56b and fourth GMR elements 54d, 56d
By being arranged so as not to receive a change in the magnetic field, the length thereof can be shortened.
And the GMR element 56 can be arranged with a phase shift of 90 °. That is, in the present embodiment, the second GMR elements 54b and 56b and the fourth GM
By arranging the R elements 54d and 56d so as not to receive a change in the magnetic field, a rotation speed sensor having a function of determining the rotation direction is realized.

【００４０】なお、磁気検出器５０によれば、ＧＭＲ素
子ブリッジ５４及び５６から位相が９０°ずれた出力電
圧信号が得られることで、これらの電圧信号に適当な信
号処理を施すことによって、センサロータ１２が回転角
３６０°だけ回転する毎に、２個ないし４個のパルス信
号を得ることができる。従って、本実施例の回転数セン
サによれば、センサロータ１２の回転方向を検出するこ
とができるのみならず、センサロータ１２の回転数を高
い精度で検出することも可能となっている。According to the magnetic detector 50, output voltage signals whose phases are shifted from each other by 90 ° are obtained from the GMR element bridges 54 and 56. Each time the rotor 12 rotates by 360 °, two to four pulse signals can be obtained. Therefore, according to the rotation speed sensor of the present embodiment, not only can the rotation direction of the sensor rotor 12 be detected, but also the rotation speed of the sensor rotor 12 can be detected with high accuracy.

【００４１】なお、上記第１及び第２実施例において、
センサロータ１２の回転に応じた大きな振幅の出力電圧
を得るうえで、１つのＧＭＲ素子ブリッジを構成する各
ＧＭＲ素子の抵抗値は、定常状態、すなわち、磁界が作
用しない状態において互いに一致していることが好まし
い。従って、例えば、上記第１実施例のＧＭＲ素子ブリ
ッジ２６において、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４ＧＭ
Ｒ素子２６ｄの長さを短縮させる場合は、それに応じて
幅を減少させることで、抵抗値を一定に維持することが
好ましい。In the first and second embodiments,
In order to obtain an output voltage having a large amplitude in accordance with the rotation of the sensor rotor 12, the resistance values of the GMR elements constituting one GMR element bridge match each other in a steady state, that is, in a state where no magnetic field acts. Is preferred. Therefore, for example, in the GMR element bridge 26 of the first embodiment, the second GMR element 26b and the fourth GM
When shortening the length of the R element 26d, it is preferable to maintain the resistance constant by reducing the width accordingly.

【００４２】次に、図１４〜図１６を参照して、磁気検
出器５０のＧＭＲ素子ブリッジ５４、５６のパターンと
して採用し得る他のパターンについて簡単に説明する。
なお、図１４〜図１６には、ＧＭＲ素子５４、５６の各
パターンにより得られる出力電圧Ｖの振幅を、図１３の
場合と同一条件の下で求めた結果を併記している。図１
４に示すパターンにおいては、第１ＧＭＲ素子５４ａ、
５６ａと第４ＧＭＲ素子５４ｄ、５６ｄとが隣接して、
センサロータ１２の回転方向に対して垂直方向に延在す
るように配置され、これと平行に、位相距離が９０°離
れた位置に第２ＧＭＲ素子５４ｂ、５６ｂが配置されて
いる。また、第３ＧＭＲ素子５４ｃ、５６ｃは、第４Ｇ
ＭＲ素子５４ｄ、５６ｄと、第２ＧＭＲ素子５４ｂ、５
６ｂとを、それらの一端において接続するように配置さ
れている。なお、第４ＧＭＲ素子５４ｄ、５６ｄが折り
返すように構成されていることで、別途、配線部を設け
ることなく、第４ＧＭＲ素子５４ｄ、５６ｄを、第１Ｇ
ＭＲ素子５４ａ、５６ａ及び第３ＧＭＲ素子５４ｃ、５
６ｃの双方に接続することが可能となっている。また、
ＧＭＲ素子ブリッジ５４とＧＭＲ素子ブリッジ５６とは
互いに点対称となるように構成されており、ＧＭＲ素子
ブリッジ５６の第２ＧＭＲ素子５６ｂが、ＧＭＲ素子ブ
リッジ５４の第１ＧＭＲ素子５４ａ及び第４ＧＭＲ素子
５４ｄから、図１４における右方へ位相距離１８０°だ
け離間するように配置されている。Next, with reference to FIGS. 14 to 16, other patterns which can be adopted as the patterns of the GMR element bridges 54 and 56 of the magnetic detector 50 will be briefly described.
14 to 16 also show the results of the amplitude of the output voltage V obtained by each pattern of the GMR elements 54 and 56 under the same conditions as in FIG. FIG.
In the pattern shown in FIG. 4, the first GMR element 54a,
56a and the fourth GMR elements 54d and 56d are adjacent to each other,
The second GMR elements 54b and 56b are arranged so as to extend in a direction perpendicular to the rotation direction of the sensor rotor 12, and in parallel with the second GMR elements 54b and 56b. The third GMR elements 54c and 56c are
MR elements 54d and 56d and second GMR elements 54b and 5d
6b are connected to each other at one end thereof. Since the fourth GMR elements 54d and 56d are configured to be folded, the fourth GMR elements 54d and 56d can be connected to the first GMR elements 54d and 56d without separately providing a wiring portion.
MR elements 54a, 56a and third GMR elements 54c, 5
6c. Also,
The GMR element bridge 54 and the GMR element bridge 56 are configured to be point-symmetric with respect to each other, and the second GMR element 56b of the GMR element bridge 56 is connected to the first GMR element 54a and the fourth GMR element 54d of the GMR element bridge 54 by: They are arranged so as to be separated by a phase distance of 180 ° to the right in FIG.

【００４３】本パターンにおいては、センサロータ１２
の回転に伴って、第１ＧＭＲ素子５４ａ、５６ａ、第２
ＧＭＲ素子５４ｂ、５６ｂ、及び第４ＧＭＲ素子５４
ｄ、５６ｄに作用する磁界が変化し、第３ＧＭＲ素子５
４ｃ、５６ｃに作用する磁界のみが変化しない。本パタ
ーンにより得られる出力電圧Ｖの振幅は約６０ｍＶであ
る。In this pattern, the sensor rotor 12
With the rotation of the first GMR elements 54a and 56a,
GMR elements 54b, 56b and fourth GMR element 54
d, the magnetic field acting on 56d changes, and the third GMR element 5
Only the magnetic field acting on 4c and 56c does not change. The amplitude of the output voltage V obtained by this pattern is about 60 mV.

【００４４】図１５に示すパターンにおいては、第１Ｇ
ＭＲ素子５４ａ、５６ａ、と第２ＧＭＲ素子５４ｂ、５
６ｂとは、位相距離が互いに９０°隔てた状態で、セン
サロータ１２の回転方向に対して垂直方向に延在してい
る。また、第３ＧＭＲ素子５４ｃ、５６ｃ、及び第４Ｇ
ＭＲ素子５４ｄ、５６ｄは、基板５２の上下端部を、セ
ンサロータ１２の回転方向に折り返すように延在してい
る。なお、ＧＭＲ素子ブリッジ５４とＧＭＲ素子ブリッ
ジ５６とは、第２ＧＭＲ素子５４ｂと第１ＧＭＲ素子５
６ａとが隣接するように、点対称に配置されている。In the pattern shown in FIG.
MR elements 54a, 56a and second GMR elements 54b, 5
6b extends in a direction perpendicular to the rotation direction of the sensor rotor 12 with a phase distance of 90 ° from each other. Also, the third GMR elements 54c and 56c and the fourth GMR
The MR elements 54d and 56d extend so that the upper and lower ends of the substrate 52 are folded back in the rotation direction of the sensor rotor 12. Note that the GMR element bridge 54 and the GMR element bridge 56 are the same as the second GMR element 54 b and the first GMR element 5.
6a are arranged point-symmetrically so that they are adjacent to each other.

【００４５】本パターンにおいては、センサロータ１２
の回転に伴って、第１ＧＭＲ素子５４ａ、５６ａ、及
び、第２ＧＭＲ素子５４ｂ、５６ｂに作用する磁界が変
化し、第３ＧＭＲ素子５４ｃ、５６ｃ、及び第４ＧＭＲ
素子５４ｄ、５６ｄに作用する磁界は変化しない。本パ
ターンにより得られる出力電圧Ｖの振幅は約８０ｍＶで
ある。In this pattern, the sensor rotor 12
The magnetic field acting on the first GMR element 54a, 56a and the second GMR element 54b, 56b changes with the rotation of the third GMR element 54c, 56c, and the fourth GMR element.
The magnetic field acting on the elements 54d, 56d does not change. The amplitude of the output voltage V obtained by this pattern is about 80 mV.

【００４６】図１６に示すパターンにおいては、ＧＭＲ
素子ブリッジ５４、５６は、第１ＧＭＲ素子５４ａ、５
６ａ及び第３ＧＭＲ素子５４ｃ、５６ｃが、互いに位相
距離９０°だけ隔てて、センサロータ１２の回転方向に
対して垂直方向に延在し、第４ＧＭＲ素子５４ｄ、５６
ｄ及び第２ＧＭＲ素子５４ｂ、５６ｂが、第１ＧＭＲ素
子５４ａ、５６ａ及び第３ＧＭＲ素子５４ｃ、５６ｃの
上下端を接続するように、矩形状に形成されている。Ｇ
ＭＲ素子ブリッジ５４とＧＭＲ素子ブリッジ５６とは、
第３ＧＭＲ素子５４ｃと第１ＧＭＲ素子５６ａとが隣接
するように、互いに図１６における左右方向に対称に配
置されている。In the pattern shown in FIG.
The element bridges 54 and 56 include first GMR elements 54a and
6a and the third GMR elements 54c and 56c extend in a direction perpendicular to the rotation direction of the sensor rotor 12 at a phase distance of 90 ° from each other, and the fourth GMR elements 54d and 56c
d and the second GMR elements 54b and 56b are formed in a rectangular shape so as to connect the upper and lower ends of the first GMR elements 54a and 56a and the third GMR elements 54c and 56c. G
The MR element bridge 54 and the GMR element bridge 56
The third GMR element 54c and the first GMR element 56a are arranged symmetrically in the left-right direction in FIG. 16 such that they are adjacent to each other.

【００４７】本パターンにおいては、センサロータ１２
の回転に伴って、第１ＧＭＲ素子５４ａ、５６ａ、及
び、第２ＧＭＲ素子５４ｂ、５６ｂに作用する磁界が変
化し、第３ＧＭＲ素子５４ｃ、５６ｃ、及び第４ＧＭＲ
素子５４ｄ、５６ｄに作用する磁界は変化しない。本パ
ターンにより得られる出力電圧Ｖの振幅は約８０ｍＶで
ある。In this pattern, the sensor rotor 12
The magnetic field acting on the first GMR element 54a, 56a and the second GMR element 54b, 56b changes with the rotation of the third GMR element 54c, 56c, and the fourth GMR element.
The magnetic field acting on the elements 54d, 56d does not change. The amplitude of the output voltage V obtained by this pattern is about 80 mV.

【００４８】なお、上記図１４乃至図１６に示すパター
ンにおいては、２つのＧＭＲ素子ブリッジ５４、５６を
設けることで、センサロータ１２の回転方向の検出を可
能とすることとしたが、ＧＭＲ素子ブリッジ５４又は５
６の一方のみを設け、センサロータ１２の回転数のみを
検出することとしてもよい。また、上記第１及び第２実
施例においては、磁気検出器１６の背部にバイアスマグ
ネット２０を配置し、センサロータ１２を軟磁性材料よ
り構成することで、センサロータ２０の回転に応じて、
磁気検出器１６に作用する磁界を変化させることとした
が、かかる構成に限らず、センサロータ１２の外周部に
マグネットを一定のピッチで設けることとしてもよい。In the patterns shown in FIGS. 14 to 16, the two GMR element bridges 54 and 56 are provided so that the rotation direction of the sensor rotor 12 can be detected. 54 or 5
6 may be provided, and only the rotation speed of the sensor rotor 12 may be detected. In the first and second embodiments, the bias magnet 20 is disposed at the back of the magnetic detector 16 and the sensor rotor 12 is made of a soft magnetic material.
Although the magnetic field acting on the magnetic detector 16 is changed, the present invention is not limited to this configuration, and magnets may be provided at a constant pitch on the outer peripheral portion of the sensor rotor 12.

【００４９】次に、図１７を参照して本発明の第３実施
例の回転数センサについて説明する。本実施例の回転数
センサは、上記第１実施例のセンサロータ１２に代え
て、センサロータ６０を用いることで実現される。図１
７は、本実施例におけるセンサロータ６０と磁気検出器
１６を、センサロータ６０の径方向外側から見た場合の
図である。図１７に示す如く、本実施例の回転数センサ
が備えるセンサロータ６０は、上記第１及び第２実施例
のセンサロータ１２と同様に、その外周に等ピッチで形
成された歯部６０ａを備えている。しかしながら、セン
サロータ６０は、その厚さが磁気検出器１６の幅に比し
て十分に小さくなるように構成されている。このため、
バイアスマグネット２０からセンサロータ６０の歯部６
０ａへ至る磁束は、磁気検出器１６の両端部に設けられ
た第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄを通
過せず、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６
ｃのみを通過する。Next, a rotation speed sensor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The rotation speed sensor of the present embodiment is realized by using a sensor rotor 60 instead of the sensor rotor 12 of the first embodiment. FIG.
FIG. 7 is a diagram when the sensor rotor 60 and the magnetic detector 16 in this embodiment are viewed from the radial outside of the sensor rotor 60. As shown in FIG. 17, the sensor rotor 60 provided in the rotation speed sensor of the present embodiment includes tooth portions 60a formed at an equal pitch on the outer periphery thereof, similarly to the sensor rotor 12 of the first and second embodiments. ing. However, the sensor rotor 60 is configured such that its thickness is sufficiently smaller than the width of the magnetic detector 16. For this reason,
From the bias magnet 20 to the tooth 6 of the sensor rotor 60
The magnetic flux reaching 0a does not pass through the second GMR element 26b and the fourth GMR element 26d provided at both ends of the magnetic detector 16, and the first GMR element 26a and the third GMR element 26d do not pass through.
Pass only c.

【００５０】かかる構成によれば、第２ＧＭＲ素子２６
ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄに作用する磁界が実質的に
ゼロに抑制されることで、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第
４ＧＭＲ素子２６ｄに作用する磁界のロータ６２の回転
に応じた変化は、上記第１実施例の場合に比して更に抑
制される。従って、本実施例の回転数センサによれば、
より大きな磁気検出器１６の出力電圧を得ることができ
る。また、バイアスマグネット２０が発する磁束が第１
ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃを集中的に
通過することで、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ
素子２６ｃに作用する磁界の大きさは増大されている。
このため、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２
６ｃに作用する磁界のセンサロータ６０の回転に応じた
変化も増大し、この点においても、磁気検出器１６の出
力電圧の向上が図られていることになる。なお、図１７
に示す構成において、磁気検出器１６に代えて磁気検出
器５０を用いることとしてもよい。According to this structure, the second GMR element 26
b and the magnetic field acting on the fourth GMR element 26d is suppressed to substantially zero, so that the magnetic field acting on the second GMR element 26b and the fourth GMR element 26d changes according to the rotation of the rotor 62 according to the first embodiment. It is further suppressed as compared with the example. Therefore, according to the rotation speed sensor of the present embodiment,
A larger output voltage of the magnetic detector 16 can be obtained. The magnetic flux generated by the bias magnet 20 is the first magnetic flux.
By intensively passing through the GMR element 26a and the third GMR element 26c, the first GMR element 26a and the third GMR element
The magnitude of the magnetic field acting on the element 26c has been increased.
Therefore, the first GMR element 26a and the third GMR element 2
The change in the magnetic field acting on the magnetic field 6c according to the rotation of the sensor rotor 60 also increases, and in this regard, the output voltage of the magnetic detector 16 is improved. Note that FIG.
In the configuration shown in (1), a magnetic detector 50 may be used instead of the magnetic detector 16.

【００５１】また、図１７に示す構成において、センサ
ロータ６０に代えて、図１８及び図１９に示す構成のロ
ータセンサ７０、８０を用いることもできる。図１８
は、センサロータ７０の外周縁部の断面図である。図１
８に示す如く、センサロータ７０は、その厚さ方向の、
磁気検出器１６の第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ
素子２６ｃに対向する部位にのみ、歯部７０ａを備えて
いる。従って、バイアスマグネット２０の発する磁束が
歯部７０ａに導かれた場合、この磁束は、第２ＧＭＲ素
子２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄを通過せず、第１Ｇ
ＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃのみを通過
し、これにより、センサロータ６０を用いた場合と同様
の効果を得ることができる。In the configuration shown in FIG. 17, rotor sensors 70 and 80 having the configurations shown in FIGS. 18 and 19 can be used instead of the sensor rotor 60. FIG.
5 is a cross-sectional view of the outer peripheral edge of the sensor rotor 70. FIG. FIG.
As shown in FIG. 8, the sensor rotor 70 is
First GMR element 26a and third GMR element of magnetic detector 16
The tooth portion 70a is provided only in a portion facing the element 26c. Therefore, when the magnetic flux generated by the bias magnet 20 is guided to the tooth portion 70a, the magnetic flux does not pass through the second GMR element 26b and the fourth GMR element 26d, and
The light passes only through the MR element 26a and the third GMR element 26c, whereby the same effect as in the case where the sensor rotor 60 is used can be obtained.

【００５２】図１９は、ロータ８０の外周縁部の断面図
である。図１８に示す如く、センサロータ８０の外周縁
部は、端部に近づくほど厚さが小さくなるようなテーパ
状に形成されている。そして、センサロータ８０の外周
に形成された歯部８０ａは、磁気検出器１６の第１ＧＭ
Ｒ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃとのみ対向し、
第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄとは対
向しいない。従って、ロータ７０の場合と同様に、バイ
アスマグネット２０の発する磁束は、第２ＧＭＲ素子２
６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄを通過せず、第１ＧＭＲ
素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃのみを通過する。FIG. 19 is a sectional view of the outer peripheral edge of the rotor 80. As shown in FIG. 18, the outer peripheral edge of the sensor rotor 80 is formed in a tapered shape such that the thickness decreases as approaching the end. The tooth portion 80a formed on the outer periphery of the sensor rotor 80 is connected to the first GM of the magnetic detector 16.
Facing only the R element 26a and the third GMR element 26c,
The second GMR element 26b and the fourth GMR element 26d do not face each other. Therefore, similarly to the case of the rotor 70, the magnetic flux generated by the bias magnet 20 is generated by the second GMR element 2
6b and the fourth GMR element 26d.
The light passes only through the element 26a and the third GMR element 26c.

【００５３】なお、図１８及び図１９に示すセンサロー
タ７０、８０において、ロータの両側部（図１８、図１
９に斜線を付して示す部分）を樹脂で構成し、インサー
ト射出成形によって形成することとしてもよい。この場
合、センサロータ７０、８０が軽量化されることで、ロ
ータ７０、８０の回転に伴う慣性モーメントが低下し、
これにより、回転数センサの信頼性の向上を図ることが
可能となる。In the sensor rotors 70 and 80 shown in FIGS. 18 and 19, both sides of the rotor (FIGS.
9 may be made of resin and formed by insert injection molding. In this case, the weight of the sensor rotors 70 and 80 is reduced, so that the moment of inertia associated with the rotation of the rotors 70 and 80 decreases.
This makes it possible to improve the reliability of the rotation speed sensor.

【００５４】次に、図２０を参照して本発明の第４実施
例について説明する。図２０は、本実施例の回転数セン
サが、車両の車輪用軸受ユニットに組み込まれた状態を
概略的に示す断面図である。図２０に示す如く、軸受ユ
ニットは回転部材８２を備えている。回転部材８２は円
盤状のアクスルハブ８４と略円柱状の軸部８６とを備え
ている。アクスルハブ８４は回転部材８２の一端部（図
２０における左端部）に設けられており、ハブボルト８
８によって図示しないホイールに固定されている。回転
部材８２のアクスルハブ８４と軸部８６との境界部に
は、円弧状の断面形状を有する摺動面８７が形成されて
いる。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing a state where the rotation speed sensor of the present embodiment is incorporated in a wheel bearing unit of a vehicle. As shown in FIG. 20, the bearing unit includes a rotating member 82. The rotating member 82 includes a disk-shaped axle hub 84 and a substantially cylindrical shaft portion 86. The axle hub 84 is provided at one end (the left end in FIG. 20) of the rotating member 82, and the hub bolt 8
8 is fixed to a wheel (not shown). A sliding surface 87 having an arc-shaped cross section is formed at a boundary between the axle hub 84 and the shaft 86 of the rotating member 82.

【００５５】軸部８６には摺動部材９０が外嵌されてい
る。摺動部材９０には、円弧状に形成された摺動面９１
が形成されている。摺動面９１は摺動面８７と軸方向に
対向して設けられている。回転部材８２の摺動面８７、
及び摺動部材９０の摺動面９１の外周部には、それぞれ
ベアリング９２のボール９４及び９６が全周にわたって
配設されており、それぞれ摺動面８７及び９１と周方向
に転がり可能に係合している。A sliding member 90 is fitted on the shaft 86. The sliding member 90 has a sliding surface 91 formed in an arc shape.
Are formed. The sliding surface 91 is provided to face the sliding surface 87 in the axial direction. Sliding surface 87 of rotating member 82,
In addition, balls 94 and 96 of a bearing 92 are provided on the outer periphery of the sliding surface 91 of the sliding member 90 over the entire circumference, and are engaged with the sliding surfaces 87 and 91 so as to be rollable in the circumferential direction, respectively. doing.

【００５６】ボール９４及び９６の配設部位の外周部に
は、ベアリング９２のアウタレース９８が配設されてい
る。アウタレース９８は略円筒状の部材であり、その内
周面には、円弧状の断面形状を有する摺動面１００及び
１０２が設けられている。摺動面１００は摺動面８７
と、ボール９４の径方向に対向して設けられており、ま
た、摺動面１０２は摺動面９１と、ボール９６の径方向
に対向して設けられている。そして、ボール９４及び９
６は、それぞれ摺動面１００及び１０２と周方向に転が
り可能に係合している。従って、回転部材８２及び摺動
部材９０は一体となって、アウタレース９８に対して軸
回りに回転することができる。An outer race 98 of the bearing 92 is provided on the outer periphery of the portion where the balls 94 and 96 are provided. The outer race 98 is a substantially cylindrical member, and its inner peripheral surface is provided with sliding surfaces 100 and 102 having an arc-shaped cross section. The sliding surface 100 is a sliding surface 87
And the ball 94 are provided so as to face the radial direction of the ball 94, and the sliding surface 102 is provided so as to face the sliding surface 91 in the radial direction of the ball 96. And balls 94 and 9
6 is rollingly engaged with the sliding surfaces 100 and 102, respectively. Therefore, the rotating member 82 and the sliding member 90 can integrally rotate about the axis with respect to the outer race 98.

【００５７】摺動部材９０の一端部（図２０における右
端部）には、センサセンサロータ１０４が嵌着されてい
る。センサロータ１０４は、一端部（図２０における右
端部）にフランジ１０６を備える略円筒状の磁性部材で
ある。図２１はセンサロータ１０４を図２０における軸
方向右側から見た図である。図２１に示す如く、センサ
ロータ１０４のフランジ１０６には、径方向に延びるス
リット１０８が、周方向に一定のピッチＰで全周にわた
って設けられている。なお、図２１には、磁気検出器１
１２の第１ＧＭＲ素子２６ａ〜第４ＧＭＲ素子２６ｄに
対応する部位を破線で示している。At one end (the right end in FIG. 20) of the sliding member 90, a sensor rotor 104 is fitted. The sensor rotor 104 is a substantially cylindrical magnetic member having a flange 106 at one end (the right end in FIG. 20). FIG. 21 is a diagram of the sensor rotor 104 viewed from the right side in the axial direction in FIG. As shown in FIG. 21, slits 108 extending in the radial direction are provided in the flange 106 of the sensor rotor 104 at a constant pitch P in the circumferential direction over the entire circumference. FIG. 21 shows the magnetic detector 1
The portions corresponding to the twelve first to fourth GMR elements 26a to 26d are indicated by broken lines.

【００５８】再び図２０を参照するに、アウタレース９
８の一端部（図２０における右端部）には、検出部１１
０が装着されている。検出部１１０は、磁気検出器１１
２を備えている。磁気検出器１１２は、上記第１実施例
の磁気検出器１６と同様の構成を有している。すなわ
ち、磁気検出器１１２は、図２に示す如く構成された第
１ＧＭＲ素子２６ａ〜第４ＧＭＲ素子２６ｄよりなるＧ
ＭＲ素子ブリッジ２６を備えている。ただし、磁気検出
器１１２を、上記第２実施例の磁気検出器５０と同様の
構成とし、回転方向の検出を可能とすることとしてもよ
い。磁気検出器１１２の出力電圧は、図示しない信号処
理回路を介して、外部配線１１４を介して外部に出力さ
れている。Referring again to FIG. 20, the outer race 9
8 (right end in FIG. 20), a detecting unit 11
0 is attached. The detection unit 110 includes the magnetic detector 11
2 is provided. The magnetic detector 112 has the same configuration as the magnetic detector 16 of the first embodiment. That is, the magnetic detector 112 is a G sensor composed of the first to fourth GMR elements 26a to 26d configured as shown in FIG.
An MR element bridge 26 is provided. However, the magnetic detector 112 may have the same configuration as that of the magnetic detector 50 of the second embodiment to enable detection of the rotation direction. The output voltage of the magnetic detector 112 is output to the outside via an external wiring 114 via a signal processing circuit (not shown).

【００５９】検出部１１０は、図２１に破線で示す如
く、フランジ１０６のスリット１０８が磁気検出器１１
２に対向した状態で、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４Ｇ
ＭＲ素子２６ｄがフランジ１０６の接線方向に延在する
と共に、フランジ１０６のスリット１０８の径方向両側
の部位に対向し、かつ、第１ＧＭＲ素子２６ａ及び第３
ＧＭＲ素子２６ｃがフランジ１０６の径方向に延在する
と共に、スリット１０８と対向するように配置されてい
る。As shown by a broken line in FIG.
2 and the second GMR element 26b and the fourth GMR element 26b.
The MR element 26d extends in the tangential direction of the flange 106, faces the radially opposite sides of the slit 108 of the flange 106, and includes the first GMR element 26a and the third GMR element 26d.
The GMR element 26c extends in the radial direction of the flange 106 and is arranged to face the slit 108.

【００６０】検出部１１０は、また、バイアスマグネッ
ト１１６を備えている。バイアスマグネット１１６は、
磁気検出器１１２を挟んでセンサロータ１０４のフラン
ジ１０６と対向するように設けられている。なお、バイ
アスマグネット１１６は、センサロータ１０４に近い側
がＮ極、センサロータ１０４から遠い側がＳ極となるよ
うに、又は、その逆向きに分極されている。The detecting section 110 further includes a bias magnet 116. The bias magnet 116 is
It is provided so as to face the flange 106 of the sensor rotor 104 with the magnetic detector 112 interposed therebetween. The bias magnet 116 is polarized such that the side near the sensor rotor 104 has an N pole and the side far from the sensor rotor 104 has an S pole, or in the opposite direction.

【００６１】本実施例においても、上記第１実施例にお
いて図５乃至図７を参照して説明したのと同様に、磁気
検出器１１２とセンサロータ１０４のスリット１０８と
の位置関係に応じて、磁気検出器１１２が備える第１Ｇ
ＭＲ素子２６ａ及び第３ＧＭＲ素子２６ｃに作用する磁
界が変化する。そして、その結果、センサロータ１０４
がスリット１０８のピッチＰに応じた角度だけ回転する
のを１周期として変化する電圧信号が、磁気検出器１１
２から出力される。この電圧信号を信号処理回路でパル
ス信号に変換し、そのパルス数を計数することで、セン
サロータ１０４の回転数を検出することができる。In this embodiment, as described with reference to FIGS. 5 to 7 in the first embodiment, the positional relationship between the magnetic detector 112 and the slit 108 of the sensor rotor 104 is determined. The first G included in the magnetic detector 112
The magnetic field acting on the MR element 26a and the third GMR element 26c changes. Then, as a result, the sensor rotor 104
Is changed in one cycle of rotation of the magnetic detector 11 by an angle corresponding to the pitch P of the slit 108,
2 output. The voltage signal is converted into a pulse signal by a signal processing circuit, and the number of pulses is counted, whereby the rotation speed of the sensor rotor 104 can be detected.

【００６２】ところで、一般に、車輪の軸受ユニットの
上下の周辺部位は、サスペンション機構等の機構部品の
存在によりスペース的に制限されている。これに対し
て、本実施例の構成によれば、検出部１１０が回転部材
８２に対して軸方向に取り付けられることで、上述の如
きスペース的な制限を受けることなく検出部１１０を配
置することが可能となっている。Generally, the upper and lower peripheral portions of a wheel bearing unit are limited in space by the presence of mechanical components such as a suspension mechanism. On the other hand, according to the configuration of the present embodiment, since the detection unit 110 is attached to the rotating member 82 in the axial direction, the detection unit 110 can be arranged without being limited by the space as described above. Is possible.

【００６３】また、本実施例においては、第２ＧＭＲ素
子２６ｂ及び第４ＧＭＲ素子２６ｄは、ロータ１０２の
回転位置にかかわらず、センサロータ１０４のフランジ
１０６のスリット１０８が形成されていない部位に対向
している。このため、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４Ｇ
ＭＲ素子２６ｄには、センサロータ１０４の回転位置に
かかわらず、バイアスマグネット１２０の発する大きな
磁界が作用することで、第２ＧＭＲ素子２６ｂ及び第４
ＧＭＲ素子２６ｄに作用する磁界の変化は小さく抑制さ
れている。従って、本実施例の回転数センサによれば、
センサロータ１０４の回転に応じて変化する大きな振幅
の出力電圧を得ることができる。In this embodiment, the second GMR element 26b and the fourth GMR element 26d face the portion of the sensor rotor 104 where the slit 108 is not formed, regardless of the rotational position of the rotor 102. I have. Therefore, the second GMR element 26b and the fourth GMR
A large magnetic field generated by the bias magnet 120 acts on the MR element 26d irrespective of the rotational position of the sensor rotor 104, so that the second GMR element 26b and the fourth
A change in the magnetic field acting on the GMR element 26d is suppressed to a small value. Therefore, according to the rotation speed sensor of the present embodiment,
An output voltage having a large amplitude that changes according to the rotation of the sensor rotor 104 can be obtained.

【００６４】なお、上記第１〜第４実施例においては、
第１ＧＭＲ素子２６ａ、５４ａ、５６ａ〜第４ＧＭＲ素
子２６ｄ、５４ｄ、５６ｄが請求項に記載した磁気検出
素子に相当している。In the first to fourth embodiments,
The first GMR elements 26a, 54a, 56a to the fourth GMR elements 26d, 54d, 56d correspond to the magnetic detecting elements described in claims.

【００６５】[0065]

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、ブリッジ
回路を構成する一部の磁気検出素子を、センサロータの
回転にかかわらず、作用する磁界が一定となるように配
置することで、当該一部の磁気検出素子の配置の自由度
を向上させることができる。従って、本発明に係る回転
数センサによれば、磁気検出器の小型化を図ることがで
きる。As described above, according to the present invention, by arranging some of the magnetic detecting elements constituting the bridge circuit so that the applied magnetic field is constant regardless of the rotation of the sensor rotor, It is possible to improve the degree of freedom of arrangement of the part of the magnetic detection elements. Therefore, according to the rotation speed sensor according to the present invention, the size of the magnetic detector can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例である回転数センサの構成図
である。FIG. 1 is a configuration diagram of a rotation speed sensor according to an embodiment of the present invention.

【図２】本実施例の回転数センサが備える磁気検出器の
構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a magnetic detector included in the rotation speed sensor of the present embodiment.

【図３】ＧＭＲ薄膜の、膜に平行に作用する磁界と抵抗
値との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a magnetic field acting parallel to the GMR thin film and a resistance value.

【図４】本実施例の磁気検出器が備えるＧＭＲ素子ブリ
ッジの回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a GMR element bridge included in the magnetic detector of the present embodiment.

【図５】センサロータの回転に応じて磁気検出器に作用
する磁界が変化する様子を示す図（その１）である。FIG. 5 is a diagram (part 1) illustrating how a magnetic field acting on a magnetic detector changes in accordance with rotation of a sensor rotor.

【図６】センサロータの回転に応じて磁気検出器に作用
する磁界が変化する様子を示す図（その２）である。FIG. 6 is a diagram (part 2) illustrating how a magnetic field acting on a magnetic detector changes in accordance with rotation of a sensor rotor.

【図７】センサロータの回転に応じて磁気検出器に作用
する磁界が変化する様子を示す図（その３）である。FIG. 7 is a diagram (part 3) illustrating how a magnetic field acting on a magnetic detector changes according to rotation of a sensor rotor.

【図８】本実施例の回転数センサにおける、センサロー
タの回転角に対する各ＧＭＲ素子の抵抗値、及び、磁気
検出器の出力電圧の関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the resistance value of each GMR element with respect to the rotation angle of the sensor rotor and the output voltage of the magnetic detector in the rotation speed sensor of the present embodiment.

【図９】センサロータの回転に応じてＧＭＲ素子に作用
する磁界が全て変化するようにＧＭＲ素子ブリッジを構
成した場合の磁気検出器の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a magnetic detector when a GMR element bridge is configured such that all magnetic fields acting on the GMR element change according to rotation of a sensor rotor.

【図１０】図９に示す磁気検出器における、センサロー
タの回転角に対する各ＧＭＲ素子の抵抗値、及び、磁気
検出器の出力電圧の関係を示す図である。10 is a diagram illustrating a relationship between a resistance value of each GMR element with respect to a rotation angle of a sensor rotor and an output voltage of the magnetic detector in the magnetic detector illustrated in FIG. 9;

【図１１】図９に示す磁気検出器において、ＧＭＲ素子
間の位相距離を９０°に減少させた場合の、センサロー
タの回転角に対する各ＧＭＲ素子の抵抗値、及び、磁気
検出器の出力電圧の関係を示す図である。FIG. 11 shows the resistance value of each GMR element with respect to the rotation angle of the sensor rotor and the output voltage of the magnetic detector when the phase distance between the GMR elements is reduced to 90 ° in the magnetic detector shown in FIG. FIG.

【図１２】本発明の第２実施例の回転数センサが備える
磁気検出器の構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of a magnetic detector included in a rotation speed sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図１３】本実施例におけるセンサロータの回転角に対
する磁気検出器の出力電圧の関係を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the sensor rotor and the output voltage of the magnetic detector in the present embodiment.

【図１４】本実施例の磁気検出器が備えるＧＭＲ素子ブ
リッジとして適用することが可能なパターンの一例（そ
の１）を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example (part 1) of a pattern that can be applied as a GMR element bridge included in the magnetic detector of the present embodiment.

【図１５】本実施例の磁気検出器が備えるＧＭＲ素子ブ
リッジとして適用することが可能なパターンの一例（そ
の２）を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example (part 2) of a pattern that can be applied as a GMR element bridge included in the magnetic detector of the present embodiment.

【図１６】本実施例の磁気検出器が備えるＧＭＲ素子ブ
リッジとして適用することが可能なパターンの一例（そ
の３）を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating an example (part 3) of a pattern that can be applied as a GMR element bridge included in the magnetic detector of the present embodiment.

【図１７】本発明の第３実施例である回転数センサの構
成を概略的に示す図である。FIG. 17 is a diagram schematically showing a configuration of a rotation speed sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図１８】本実施例のセンサロータとして適用すること
が可能なセンサロータの構成を示す図（その１）であ
る。FIG. 18 is a diagram (part 1) illustrating a configuration of a sensor rotor that can be applied as the sensor rotor of the present embodiment.

【図１９】本実施例のセンサロータとして適用すること
が可能なセンサロータの構成を示す図（その２）であ
る。FIG. 19 is a diagram (part 2) illustrating a configuration of a sensor rotor that can be applied as the sensor rotor of the present embodiment.

【図２０】本発明の第４実施例である回転数センサが組
み込まれた車両の車輪用ベアリングの断面図である。FIG. 20 is a sectional view of a wheel bearing of a vehicle in which a rotation speed sensor according to a fourth embodiment of the present invention is incorporated.

【図２１】本実施例の回転数センサが備えるセンサロー
タのフランジ部に形成されたスリットを示す図である。FIG. 21 is a diagram illustrating a slit formed in a flange portion of a sensor rotor provided in the rotation speed sensor according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１２、６０、７０、８０ センサロータ １６、５０ 磁気検出器 ２０ バイアスマグネット ２６、５４、５６ ＧＭＲ素子ブリッジ ２６ａ、５４ａ、５６ａ 第１ＧＭＲ素子 ２６ｂ、５４ｂ、５６ｂ 第２ＧＭＲ素子 ２６ｃ、５４ｃ、５６ｃ 第３ＧＭＲ素子 ２６ｄ、５４ｄ、５６ｄ 第４ＧＭＲ素子 12, 60, 70, 80 Sensor rotor 16, 50 Magnetic detector 20 Bias magnet 26, 54, 56 GMR element bridge 26a, 54a, 56a First GMR element 26b, 54b, 56b Second GMR element 26c, 54c, 56c Third GMR element 26d, 54d, 56d Fourth GMR element

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 作用する磁界の変化に応じた抵抗変化を
示す磁気検出素子よりなるブリッジ回路を有する磁気検
出器と、磁界を発生させるマグネットと、回転体に同期
して回転し、その回転位置に応じて前記磁気検出器に作
用する磁界を変化させるセンサロータとを有する回転数
センサにおいて、 前記ブリッジ回路を構成する一部の磁気検出素子を、作
用する磁界が前記センサロータの回転位置に応じて変化
するように配置すると共に、他の磁気検出素子を、前記
センサロータの回転位置にかかわらず一定の磁界が作用
するように配置したことを特徴とする回転数センサ。1. A magnetic detector having a bridge circuit composed of a magnetic detecting element that exhibits a resistance change corresponding to a change in an applied magnetic field, a magnet for generating a magnetic field, and a rotating position that rotates in synchronization with a rotating body. And a sensor rotor that changes a magnetic field acting on the magnetic detector according to the following. A magnetic field that acts on a part of the magnetic detecting elements forming the bridge circuit according to the rotational position of the sensor rotor A rotational speed sensor, wherein the other magnetic detecting elements are arranged so that a constant magnetic field acts regardless of the rotational position of the sensor rotor.