JP2001249029A - Rotation detection sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転検出センサに
係り、詳しくは磁気検知素子を備えた回転検出センサに
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation detection sensor, and more particularly, to a rotation detection sensor having a magnetic detection element.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、回転体の回転を検出するため
の回転検出センサとして、図7(a),(b)に示すよ
うなものがある。この回転検出センサ51は、鉄板より
なる回転板52と検知部本体53とから構成されてい
る。回転板52は、車両のステアリングシャフト等の回
転軸54の回転とともにその軸心Oを中心に回転するよ
うになっている。前記回転板52の外周付近全周には、
軸心Oを中心とした放射状のスリット55が所定ピッチ
間隔に複数個形成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, there is a rotation detecting sensor for detecting the rotation of a rotating body as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). The rotation detection sensor 51 includes a rotation plate 52 made of an iron plate and a detection unit main body 53. The rotating plate 52 rotates about its axis O with rotation of a rotating shaft 54 such as a steering shaft of the vehicle. On the entire circumference around the outer circumference of the rotary plate 52,
A plurality of radial slits 55 centering on the axis O are formed at predetermined pitch intervals.
【0003】前記検知部本体53は、回転板52に形成
したスリット55に近接して配置されている。前記検知
部本体53には、回転板52に対向して配置されるとと
もに、所定の向きに配置されたバイアスマグネット57
と同バイアスマグネット57の磁束の変化を検出する磁
気検知素子58とが埋設されている。そして、この回転
検出センサ51は、回転中の回転板52とともに一体に
移動するスリット55が検知部本体53と対応する位置
を通過する際に、バイアスマグネット57の磁束の向き
が変更されたことを磁気検知素子58にて検出するよう
になっている。[0003] The detection unit main body 53 is disposed close to a slit 55 formed in the rotary plate 52. The detection unit main body 53 has a bias magnet 57 disposed opposite to the rotating plate 52 and arranged in a predetermined direction.
And a magnetic sensing element 58 for detecting a change in magnetic flux of the bias magnet 57 are embedded. The rotation detecting sensor 51 detects that the direction of the magnetic flux of the bias magnet 57 has been changed when the slit 55 that moves integrally with the rotating rotary plate 52 passes through a position corresponding to the detecting unit main body 53. The detection is performed by the magnetic sensing element 58.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された回転検出センサ51を小型化するべく、回転
板52の直径を小さくすることが考えられる。しかしな
がら、回転板52のスリット55の数を減らさずに、回
転板52の直径を小さくしようとすると、隣り合うスリ
ット55間の距離を短く、且つスリット55の溝幅を狭
くしなければならない。このような回転板52を用い
て、回転板52のスリット55を検知部本体53で検知
しようとすると、検出角度間の距離が小さくなる分、磁
束の変化の起伏が小さくなり、正確な角度の検出が困難
となっていた。However, in order to reduce the size of the rotation detecting sensor 51 having such a configuration, it is conceivable to reduce the diameter of the rotating plate 52. However, in order to reduce the diameter of the rotary plate 52 without reducing the number of the slits 55 of the rotary plate 52, the distance between the adjacent slits 55 must be reduced and the groove width of the slit 55 must be reduced. When the detection unit main body 53 tries to detect the slit 55 of the rotating plate 52 using such a rotating plate 52, the undulation of the change in magnetic flux is reduced by the decrease in the distance between the detection angles, and the accurate angle It was difficult to detect.
【0005】従って、本発明は、前述した事情に鑑みて
なされたものであって、その目的は回転部材を小さくし
ても、精度よく角度検出を行える回転検出センサを提供
することにある。Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a rotation detection sensor that can accurately detect an angle even if a rotating member is small.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、回転自在に支持され、回
転方向に沿って、所定ピッチ間隔で配置された複数のス
リットを有する回転部材と、前記回転部材の一側方側に
配置され、前記回転部材のスリットに対して所定の向き
に配設されたバイアス用の第1磁石と、同じく前記回転
部材の一側方側において、前記スリットに対して対向す
るように配置され、前記第1磁石を検出する磁気検知素
子と、前記第1磁石とは、回転部材を挟むようにして回
転部材の他側方側に配置され、回転部材のスリットに対
して所定の向きに配設された第2磁石とを備え、前記回
転部材の回転に伴うスリットの有無に応じて第2磁石に
よる、第1磁石の磁束の変化を前記磁気検知素子にて検
出するようにしたことを要旨とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus having a plurality of slits which are rotatably supported and arranged at predetermined pitch intervals along a rotation direction. A rotating member, a first magnet for bias arranged on one side of the rotating member and arranged in a predetermined direction with respect to a slit of the rotating member, and also on one side of the rotating member. A magnetic sensing element that is arranged to face the slit and detects the first magnet, and the first magnet is arranged on the other side of the rotating member so as to sandwich the rotating member; A second magnet disposed in a predetermined direction with respect to the slit of the magnetic sensing element, wherein a change in magnetic flux of the first magnet caused by the second magnet according to the presence or absence of the slit accompanying rotation of the rotating member is provided by the magnetic sensing element. Detected by The gist of the door.
【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の回転検出センサにおいて、前記第2磁石は、その磁束
方向が、回転部材のスリットを貫く方向と略一致するよ
うに配置したことを要旨とする。According to a second aspect of the present invention, in the rotation detecting sensor according to the first aspect, the second magnet is arranged such that a magnetic flux direction thereof substantially coincides with a direction passing through a slit of the rotating member. Is the gist.
【0008】請求項3に記載の発明は、請求項1又は請
求項2に記載の回転検出センサにおいて、前記第1磁石
は、第2磁石の磁束の方向とは略直角になるように配置
したことを要旨とする。 (作用)従って、請求項1に記載の発明においては、回
転部材が回転し、磁気検知素子とスリットとが対向する
と、第1磁石の磁束と第2磁石の磁束とがスリットを介
して互いに影響し、それぞれ磁束が変化する。すると、
磁気検知素子は第1磁石の磁束の変化を検出する。又、
回転部材が回転し、磁気検知素子とスリットとが対向し
なくなると、第2磁石の磁束と第1磁石の磁束とが回転
部材にて隔てられ、両磁石の磁束は互いに影響し合わな
い状態に変化する。すると、磁気検知素子は第1磁石の
磁束の変化を検出する。即ち、単体磁石の場合に比べ、
第1磁石と第2磁石との協働の場合には、スリットの有
無による磁束の変化を大きく得られる。このため、第1
磁石と第2磁石との協働の場合には、スリットの溝幅及
びスリット間の間隔が狭くとも、スリットの有無による
第1磁石の磁束の変化が正確に得られる。According to a third aspect of the present invention, in the rotation detecting sensor according to the first or second aspect, the first magnet is disposed so as to be substantially perpendicular to the direction of the magnetic flux of the second magnet. That is the gist. (Operation) Therefore, according to the first aspect of the present invention, when the rotating member rotates and the magnetic sensing element and the slit face each other, the magnetic flux of the first magnet and the magnetic flux of the second magnet influence each other via the slit. Then, the magnetic flux changes. Then
The magnetic sensing element detects a change in magnetic flux of the first magnet. or,
When the rotating member rotates and the magnetic sensing element and the slit no longer face each other, the magnetic flux of the second magnet and the magnetic flux of the first magnet are separated by the rotating member, and the magnetic fluxes of both magnets do not affect each other. Change. Then, the magnetic sensing element detects a change in the magnetic flux of the first magnet. That is, compared to the case of a single magnet,
In the case of cooperation between the first magnet and the second magnet, a large change in magnetic flux due to the presence or absence of the slit can be obtained. Therefore, the first
In the case of cooperation between the magnet and the second magnet, a change in magnetic flux of the first magnet due to the presence or absence of the slit can be accurately obtained even if the groove width of the slit and the interval between the slits are small.
【0009】請求項2に記載の発明においては、請求項
1に記載の発明の作用に加えて、磁気検知素子とスリッ
トとが対向しているときに、第2磁石の磁束がスリット
内を貫通する。すると、第1磁石の磁束と第2磁石の磁
束とがより一層影響し合う。すると、磁気検知素子は、
第1磁石の磁束の変化をより一層正確に検出する。According to the second aspect of the invention, in addition to the function of the first aspect, when the magnetic sensing element and the slit face each other, the magnetic flux of the second magnet passes through the slit. I do. Then, the magnetic flux of the first magnet and the magnetic flux of the second magnet further influence each other. Then, the magnetic sensing element:
A change in the magnetic flux of the first magnet is detected more accurately.
【0010】請求項3に記載の発明においては、請求項
1又は請求項2に記載の発明の作用に加えて、磁気検知
素子とスリットとが対向しているときに、第1磁石の磁
束と第2磁石の磁束とが略直角に影響し合うため、両磁
石の磁束は、磁束の方向に直交する方向への変化がそれ
ぞれ大きくなる。すると、磁気検知素子は、第1磁石の
磁束の変化をさらに正確に検出する。According to the third aspect of the present invention, in addition to the operation of the first or second aspect, when the magnetic sensing element and the slit face each other, the magnetic flux of the first magnet and Since the magnetic flux of the second magnet and the magnetic flux of the second magnet affect each other at a substantially right angle, the magnetic flux of both magnets greatly changes in a direction perpendicular to the direction of the magnetic flux. Then, the magnetic sensing element detects a change in the magnetic flux of the first magnet more accurately.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明を回転位置センサに
具体化した一実施形態を図1〜図5に従って説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment in which the present invention is embodied in a rotational position sensor will be described below with reference to FIGS.
【0012】図1,2に示すように、回転検出センサと
しての回転位置センサ11は、鉄板(磁性体)よりなる
回転部材としての円盤状の回転板12と検知部本体13
とから構成されている。なお、本実施形態の磁性体と
は、強磁性体を示すものとする。回転板12は従来技術
の回転板52よりも直径が小さく形成され、その中心に
は軸心Oを有する回転軸14が挿入固定されている。前
記回転板12は、回転軸14の回転とともに、その軸心
Oを中心に回転するようになっている。As shown in FIGS. 1 and 2, a rotation position sensor 11 as a rotation detection sensor includes a disk-shaped rotation plate 12 as a rotation member made of an iron plate (magnetic material) and a detection unit main body 13.
It is composed of Note that the magnetic material of the present embodiment indicates a ferromagnetic material. The rotary plate 12 is formed to have a smaller diameter than the conventional rotary plate 52, and a rotary shaft 14 having an axis O is inserted and fixed at the center thereof. The rotating plate 12 rotates about its axis O with the rotation of the rotating shaft 14.
【0013】前記回転板12の外周付近全周には、軸心
Oを中心とした放射状のスリット15が所定ピッチ間隔
毎に透設され、且つ前記各スリット15の透設方向は、
軸心Oの軸方向に略平行になるように形成されている。
前記スリット15の数は従来技術のスリット55と同じ
数だけ形成され、同スリット15の溝幅は、スリット5
5の溝幅よりも狭く形成されている。又、隣り合うスリ
ット15間の距離は、前述の隣り合うスリット55間の
距離よりも短く形成されている。Radial slits 15 centering on the axis O are provided at predetermined pitch intervals around the entire outer periphery of the rotary plate 12, and the direction in which the slits 15 are provided is as follows.
It is formed so as to be substantially parallel to the axial direction of the axis O.
The number of the slits 15 is the same as the number of the slits 55 of the related art.
5 is formed narrower than the groove width. Further, the distance between the adjacent slits 15 is formed shorter than the distance between the adjacent slits 55 described above.
【0014】前記回転板12の外周付近には、凹部13
aを有する検知部本体13が図示しない固定部材にて固
設されている。前記検知部本体13の凹部13a内に
は、回転板12の外周部分が挿入されており、回転板1
2が回転すると、回転板12の各スリット15が凹部1
3a内を通過するようになっている。In the vicinity of the outer periphery of the rotary plate 12, a recess 13 is provided.
The detection unit main body 13 having a is fixed by a fixing member (not shown). The outer peripheral portion of the rotary plate 12 is inserted into the concave portion 13a of the detection unit main body 13, and the rotary plate 1
2 rotates, each slit 15 of the rotating plate 12 is
3a.
【0015】前記検知部本体13内において、回転板1
2に対して一側方側に位置する部分には、磁気検知素子
としての磁気抵抗素子17が埋設されている。同磁気抵
抗素子17は、回転板12のスリット15に近接し、且
つ対向して配置されている。なお、磁気抵抗素子17の
詳しい説明については後述する。同じく、前記検知部本
体13内部において、磁気抵抗素子17の側方で、且つ
前記スリット15に近接するところには、第1磁石とし
ての第1バイアス磁石18が埋設されている。前記第1
バイアス磁石18は、N極が磁気抵抗素子17に対して
近位に、S極が磁気抵抗素子17に対して遠位に、且つ
第1バイアス磁石18の磁束の方向が軸心Oの軸方向に
対して略直角になるように配置されている。In the detection unit main body 13, the rotating plate 1
A magneto-resistive element 17 as a magnetic sensing element is buried in a portion located on one side of 2. The magnetoresistive element 17 is arranged close to and opposed to the slit 15 of the rotating plate 12. The detailed description of the magnetoresistive element 17 will be described later. Similarly, a first bias magnet 18 as a first magnet is buried inside the detecting portion main body 13 on the side of the magnetoresistive element 17 and close to the slit 15. The first
In the bias magnet 18, the north pole is proximal to the magnetoresistive element 17, the south pole is distal to the magnetoresistive element 17, and the direction of the magnetic flux of the first bias magnet 18 is the axial direction of the axis O. Are arranged so as to be substantially perpendicular to.
【0016】一方、前記検知部本体13内において、回
転板12の他側方側に位置する部分には、回転板12の
スリット15に近接し、且つ対向するように第2磁石と
しての第2バイアス磁石16が埋設されている。又、第
2バイアス磁石16は、回転板12を挟んで磁気抵抗素
子17と対向するように配置されている。前記第2バイ
アス磁石16はS極が回転板12に対して近位に、N極
が回転板12に対して遠位に、且つ第2バイアス磁石1
6の磁束の方向が軸心Oの軸方向に対して略平行になる
ように配置されている。On the other hand, a portion of the detection unit main body 13 located on the other side of the rotary plate 12 is provided with a second magnet as a second magnet so as to be close to and opposed to the slit 15 of the rotary plate 12. A bias magnet 16 is embedded. The second bias magnet 16 is arranged so as to face the magnetoresistive element 17 with the rotating plate 12 interposed therebetween. The second bias magnet 16 has an S pole proximal to the rotating plate 12, an N pole distal to the rotating plate 12, and a second bias magnet 1.
6 are arranged so that the direction of the magnetic flux is substantially parallel to the axial direction of the axis O.
【0017】即ち、回転板12の回転により、第2バイ
アス磁石16のS極と磁気抵抗素子17との間をスリッ
ト15が通過するようになっている。又、第1バイアス
磁石18の磁束方向と第2バイアス磁石16の磁束方向
とは、略直角をなすようになっている。That is, the rotation of the rotating plate 12 causes the slit 15 to pass between the S pole of the second bias magnet 16 and the magnetoresistive element 17. The direction of the magnetic flux of the first bias magnet 18 and the direction of the magnetic flux of the second bias magnet 16 are substantially perpendicular to each other.
【0018】次に磁気抵抗素子17について説明する。
前記磁気抵抗素子17は、第1バイアス磁石18の磁束
Z(図4,5参照)の向きによって、検出電圧が変化す
る磁気抵抗素子であって、図3に示すような磁束Zの向
きによってその抵抗値が変化する4個の抵抗体R1〜R
4を備えている。図2に示すように、2個の抵抗体R
1,R4のグループは、同じ配列方向に向かって配置さ
れ、抵抗体R2,R3のグループは前記抵抗体R1,R
4の向く配列方向とは直交する配列方向に向かって配列
されている。Next, the magnetoresistive element 17 will be described.
The magneto-resistive element 17 is a magneto-resistive element whose detection voltage changes according to the direction of the magnetic flux Z (see FIGS. 4 and 5) of the first bias magnet 18. Four resistors R1 to R having variable resistance values
4 is provided. As shown in FIG. 2, two resistors R
1 and R4 are arranged in the same arrangement direction, and the group of resistors R2 and R3 is the group of resistors R1 and R3.
4 are arranged in an arrangement direction orthogonal to the arrangement direction.
【0019】なお、一点鎖線m及び一点鎖線nは抵抗体
R1,R4及び抵抗体R2,R3が向かう方向をそれぞ
れ示している。前記一点鎖線m,nが交わる点を基点P
とし、その基点Pを通る一点鎖線m,nのなす角の二等
分線を一点鎖線Sとする。そして、本実施形態では、基
点Pを中心に一点鎖線Sより時計回り方向を正方向、反
時計回り方向を逆方向としている。Note that the alternate long and short dash line m and the alternate long and short dash line n indicate the directions in which the resistors R1, R4 and the resistors R2, R3 are directed, respectively. The point at which the dashed-dotted lines m and n intersect is the base point P
And the bisector of the angle formed by the dashed lines m and n passing through the base point P is defined as the dashed line S. In the present embodiment, the clockwise direction and the counterclockwise direction from the dash-dotted line S around the base point P are defined as the forward direction and the counterclockwise direction, respectively.
【0020】前記各抵抗体R1〜R4はNi−Co薄膜
を基板に対してジグザグ状にすなわち、折れ線状に成膜
されている。抵抗体R1〜R4は、同温度雰囲気下にお
いて抵抗値が同一となるように設定されている。なお、
抵抗体R1〜R4は雰囲気温度が上昇すると、感度が変
化する感度温度特性を備えている。この感度温度特性
は、感度温度変化率と抵抗温度変化率とが一致している
のが好ましい。Each of the resistors R1 to R4 is formed by forming a Ni—Co thin film in a zigzag shape on the substrate, that is, in a polygonal line shape. The resistors R1 to R4 are set to have the same resistance under the same temperature atmosphere. In addition,
The resistors R1 to R4 have sensitivity temperature characteristics in which the sensitivity changes when the ambient temperature increases. In this sensitivity temperature characteristic, it is preferable that the rate of change in sensitivity temperature and the rate of change in resistance temperature match.
【0021】そして、磁束Zが逆方向側への向きになる
ときには、抵抗体R1,R4は抵抗値が大きく、抵抗体
R2,R3は抵抗値が小さくなるように配置されてい
る。磁束Zの向きが正方向側への向きになるときは、抵
抗体R1,R4は抵抗値が小さく、抵抗体R2,R3は
抵抗値が大きくなるように配置されている。従って、こ
れらの抵抗値の大小は、磁束Zの変化に応じて交互に生
ずる。When the magnetic flux Z is directed in the opposite direction, the resistors R1 and R4 are arranged to have a large resistance value, and the resistors R2 and R3 are arranged to have a small resistance value. When the direction of the magnetic flux Z is the forward direction, the resistors R1 and R4 are arranged such that the resistance is small, and the resistors R2 and R3 are arranged such that the resistance is large. Therefore, the magnitudes of these resistance values alternately occur according to the change in the magnetic flux Z.
【0022】前記各抵抗体R1〜R4は図3に示すよう
にブリッジ回路としての4端子ブリッジ回路Bを構成す
るように接続されている。前記抵抗体R1と抵抗体R2
との接続点(中点)aは、基板に設けられたコンパレー
タCPの非反転入力端子に接続され、抵抗体R3と抵抗
体R4との接続点(中点)bは、同コンパレータCPの
反転入力端子に接続されている。The resistors R1 to R4 are connected to form a four-terminal bridge circuit B as a bridge circuit as shown in FIG. The resistor R1 and the resistor R2
Is connected to the non-inverting input terminal of the comparator CP provided on the substrate, and the connection point (middle point) b between the resistor R3 and the resistor R4 is connected to the inverting terminal of the comparator CP. Connected to input terminal.
【0023】前記コンパレータCP、4端子ブリッジ回
路Bとにより検出回路DCが構成されている。前記検出
回路DCのブリッジ回路Bを構成する抵抗体R1,R4
は、磁束Zの向きが正方向側になる場合、中点aの電位
はHレベルとなるようになっている。又、磁束Zの向き
が逆方向側になる場合、中点aの電位はLレベルとなる
ようになっている。The comparator CP and the four-terminal bridge circuit B constitute a detection circuit DC. Resistors R1, R4 constituting a bridge circuit B of the detection circuit DC
Is such that when the direction of the magnetic flux Z is on the positive side, the potential at the midpoint a is at the H level. When the direction of the magnetic flux Z is on the opposite side, the potential at the middle point a is at the L level.
【0024】次に、本実施形態のように構成された回転
位置センサ11の作用について図4,5を用いて説明す
る。なお、図4,5では、説明の便宜上検知部本体13
の一部の図示を省略し、第2バイアス磁石16、磁気抵
抗素子17、及び第1バイアス磁石18はむき出しの状
態となっている。Next, the operation of the rotational position sensor 11 configured as in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5, for convenience of explanation, the detection unit main body 13
Is partially omitted, and the second bias magnet 16, the magnetoresistive element 17, and the first bias magnet 18 are exposed.
【0025】図4に示すように、回転板12が回転し、
第2バイアス磁石16と磁気抵抗素子17との間にスリ
ット15が位置していないと、磁束Zが回転板12に誘
導されることがほとんどなく、抵抗体R1〜R4付近で
の磁束Zの向きは正方向側となる。すると、検出回路D
Cの中点aの電位はHレベルの電位を出力する。As shown in FIG. 4, the rotating plate 12 rotates,
If the slit 15 is not located between the second bias magnet 16 and the magnetoresistive element 17, the magnetic flux Z is hardly guided to the rotating plate 12, and the direction of the magnetic flux Z near the resistors R1 to R4. Is on the positive side. Then, the detection circuit D
The potential at the middle point a of C outputs an H-level potential.
【0026】一方、図5に示すように、回転板12が回
転し、第2バイアス磁石16と磁気抵抗素子17との間
にスリット15が位置すると、同スリット15の空間に
て第2バイアス磁石16の磁束と、第1バイアス磁石1
8の磁束とが互いに影響する。即ち、第1バイアス磁石
18のN極から発生する磁束が、スリット15を介して
第2バイアス磁石16のS極に引き寄せられ、その磁束
は第2バイアス磁石16のS極へ向かう。On the other hand, as shown in FIG. 5, when the rotating plate 12 rotates and the slit 15 is located between the second bias magnet 16 and the magnetoresistive element 17, the second bias magnet 16 magnetic fluxes and the first bias magnet 1
8 affect each other. That is, the magnetic flux generated from the N pole of the first bias magnet 18 is drawn to the S pole of the second bias magnet 16 via the slit 15, and the magnetic flux is directed to the S pole of the second bias magnet 16.
【0027】この状態では、磁束Zが第2バイアス磁石
16のS極に引き寄せられ、その磁束Zは抵抗体R1〜
R4付近で逆方向側となり、そして第1バイアス磁石1
8のS極へ向かう。このとき、第2バイアス磁石16の
磁束と第1バイアス磁石18の磁束とが略直角になって
いるため、両磁石16,18の磁束は、磁束の方向に直
交する方向への変化が大きくなる。そのため、磁束Zは
抵抗体R1〜R4付近で逆方向側となりやすくなる。す
ると、検出回路DCの中点aの電位はLレベルの電位を
出力する。In this state, the magnetic flux Z is attracted to the south pole of the second bias magnet 16, and the magnetic flux Z is applied to the resistors R1 to R1.
In the opposite direction near R4, the first bias magnet 1
Head for the 8th S pole. At this time, since the magnetic flux of the second bias magnet 16 and the magnetic flux of the first bias magnet 18 are substantially perpendicular to each other, the magnetic flux of the two magnets 16 and 18 greatly changes in a direction orthogonal to the direction of the magnetic flux. . Therefore, the magnetic flux Z tends to be in the opposite direction near the resistors R1 to R4. Then, the potential at the middle point a of the detection circuit DC outputs an L-level potential.
【0028】このように、回転板12を挟んだ両側に、
第2バイアス磁石16、第1バイアス磁石18をそれぞ
れ設け、互いに近接する側の磁極を、それぞれ異なるよ
うに配置すると、たとえ、従来技術に比べスリット15
の溝幅が狭く、及び互いに隣り合うスリット15間の距
離が短くとも、磁束の変化の起伏が大きく得られる。上
記作用は、回転板12回転中に交互に繰り返し行われ、
中点aの電位は、検出回路DCのコンパレータCPによ
って標準電圧となる側の中点bに基づいて立ち上がり及
び立ち下がりが急峻となる検出信号の波形に整形され
る。Thus, on both sides of the rotating plate 12,
If the second bias magnet 16 and the first bias magnet 18 are provided, and the magnetic poles on the side close to each other are arranged differently, for example, the slit 15
Even if the groove width is small and the distance between the slits 15 adjacent to each other is short, a large undulation of a change in magnetic flux can be obtained. The above operation is performed alternately and repeatedly during rotation of the rotating plate 12,
The potential of the middle point a is shaped by the comparator CP of the detection circuit DC into a waveform of a detection signal having a sharp rise and fall based on the middle point b on the side where the reference voltage is set.
【0029】従って、本実施形態の回転位置センサ11
によれば、以下のような効果を得ることができる。 (1)本実施形態では、回転板12のスリット15が通
過する位置の両側に対向するように第2バイアス磁石1
6と磁気抵抗素子17とを設け、磁気抵抗素子17の側
部に第1バイアス磁石18を設けている。第2バイアス
磁石16のS極は、回転板12側、第1バイアス磁石1
8のN極は磁気抵抗素子17側となるようにしている。Accordingly, the rotational position sensor 11 of the present embodiment
According to this, the following effects can be obtained. (1) In the present embodiment, the second bias magnet 1 is opposed to both sides of the position where the slit 15 of the rotating plate 12 passes.
6 and a magnetoresistive element 17, and a first bias magnet 18 is provided on a side of the magnetoresistive element 17. The south pole of the second bias magnet 16 is connected to the rotating plate 12 side and the first bias magnet 1
The N pole 8 is located on the magnetoresistive element 17 side.
【0030】そして、第2バイアス磁石16と磁気抵抗
素子17との間にスリット15が位置するか否かによ
り、第1バイアス磁石18のN極から発生する磁束Zが
第2バイアス磁石16のS極に引き寄せられるか否かの
変化が起こる。その磁束Zの変化が磁気抵抗素子17に
て検出される。従って、単体の磁石による磁束の変化を
磁気抵抗素子17が検出するのに比べて、精度よく角度
の検出が行える。The magnetic flux Z generated from the N pole of the first bias magnet 18 depends on whether or not the slit 15 is located between the second bias magnet 16 and the magnetoresistive element 17. A change occurs whether it is attracted to the poles or not. The change in the magnetic flux Z is detected by the magnetoresistive element 17. Therefore, the angle can be detected more accurately than when the magnetoresistive element 17 detects a change in magnetic flux due to a single magnet.
【0031】(2)本実施形態では、回転板12の両側
の第2バイアス磁石16と第1バイアス磁石18をそれ
ぞれ設けているため、単体の磁石による磁束の変化が得
られにくい溝幅が狭く、且つ両者間の距離が狭いスリッ
トを有する回転板を用いても精度よく角度の検出が行え
る。従って、スリットの数を減らさずに回転板の直径を
従来技術のものに比べて小さくできる。ひいては、回転
位置センサ11を回転検出センサ51に比べて小型化で
きる。(2) In the present embodiment, since the second bias magnet 16 and the first bias magnet 18 on both sides of the rotary plate 12 are provided, the groove width where it is difficult to obtain a change in magnetic flux by a single magnet is narrow. Even if a rotary plate having a slit with a small distance between the two is used, the angle can be detected accurately. Therefore, the diameter of the rotating plate can be made smaller than that of the prior art without reducing the number of slits. As a result, the rotation position sensor 11 can be smaller than the rotation detection sensor 51.
【0032】(3)本実施形態では、第2バイアス磁石
16の磁束方向とスリット15の透設方向とが略同じ方
向にしている。従って、第2バイアス磁石16と磁気抵
抗素子17との間にスリット15が位置したときに、第
1バイアス磁石18のN極から発生する磁束を第2バイ
アス磁石16のS極へより一層、引き寄せる働きを強め
ることができる。(3) In the present embodiment, the direction of the magnetic flux of the second bias magnet 16 and the direction of the slit 15 are substantially the same. Therefore, when the slit 15 is located between the second bias magnet 16 and the magnetoresistive element 17, the magnetic flux generated from the N pole of the first bias magnet 18 is further drawn to the S pole of the second bias magnet 16. Work can be strengthened.
【0033】(4)本実施形態では、第1バイアス磁石
18の磁束方向と第2バイアス磁石16の磁束方向とが
略直角をなすようにしている。そのため、第2バイアス
磁石16と磁気抵抗素子17との間にスリット15が位
置したときに、両磁石16,18の磁束は、磁束の方向
に直交する方向への変化が大きくなる。従って、第1バ
イアス磁石18の磁束Zを抵抗体R1〜R4付近で逆方
向側となりやすくすることができる。(4) In the present embodiment, the direction of the magnetic flux of the first bias magnet 18 and the direction of the magnetic flux of the second bias magnet 16 are substantially perpendicular to each other. Therefore, when the slit 15 is located between the second bias magnet 16 and the magnetoresistive element 17, the magnetic flux of the two magnets 16, 18 greatly changes in a direction perpendicular to the direction of the magnetic flux. Therefore, the magnetic flux Z of the first bias magnet 18 can be easily shifted in the opposite direction near the resistors R1 to R4.
【0034】なお、上記実施形態は以下のような他の実
施形態に変更して具体化してもよい。・前記実施形態の
回転板12は鉄で形成していたが、ニッケル、コバル
ト、及びこれらを含む合金等の強磁性体により形成して
もよい。又、鉄を含む合金により回転板12を形成して
もよい。The above embodiment may be modified and embodied in another embodiment as described below. -Although the rotating plate 12 of the above embodiment is formed of iron, it may be formed of a ferromagnetic material such as nickel, cobalt, and an alloy containing these. Further, the rotating plate 12 may be formed of an alloy including iron.
【0035】・前記実施形態の回転板12は磁性体であ
る鉄にて形成していたが、磁性体でなくともよい。この
ように構成すると、磁気抵抗素子17とスリット15と
対向していない状態で、第1バイアス磁石18の磁束Z
は回転板12に誘導されないため、より正確に磁束Zが
正方向側に向き、回転位置センサ11の検出精度を向上
できる。The rotary plate 12 of the above embodiment is made of iron, which is a magnetic material, but need not be made of a magnetic material. With such a configuration, the magnetic flux Z of the first bias magnet 18 is maintained in a state where the magnetic resistance element 17 and the slit 15 are not opposed to each other.
Since the magnetic flux Z is not guided to the rotating plate 12, the magnetic flux Z is more accurately directed to the positive direction, and the detection accuracy of the rotational position sensor 11 can be improved.
【0036】・前記実施形態構成中、図6に示すように
回転板12のスリット15を回転板12の外周縁に対し
て開口するように変更してもよい。次に、上記実施形態
及び他の実施形態から把握できる請求項に記載した発明
以外の技術的思想について、それらの効果と共に以下に
記載する。In the configuration of the above embodiment, the slit 15 of the rotary plate 12 may be changed so as to open to the outer peripheral edge of the rotary plate 12, as shown in FIG. Next, technical ideas other than the inventions described in the claims that can be grasped from the above embodiment and other embodiments will be described below together with their effects.
【0037】(イ) 前記磁気検知素子と第2磁石とを
対向するように配置し、第1磁石を磁気検知素子に対し
て近接するように配置したことを特徴とする請求項1乃
至請求項3のうちいずれか1項に記載の回転検出セン
サ。このように構成すると、磁気検知素子とスリットと
が対向しているときに、第1磁石の磁束を第2磁石の磁
束により変化しやすくすることができる。(A) The magnetic sensing element and the second magnet are arranged so as to face each other, and the first magnet is arranged so as to be close to the magnetic sensing element. 4. The rotation detection sensor according to any one of 3. With this configuration, when the magnetic sensing element and the slit face each other, the magnetic flux of the first magnet can be easily changed by the magnetic flux of the second magnet.
【0038】(ロ) 前記第1磁石及び第2磁石におけ
るスリットに隣接する側の磁極は、第1磁石と第2磁石
とでは異なることを特徴とする請求項1乃至請求項3、
(イ)のうちいずれか1項に記載の回転検出センサ。こ
のように構成すると、磁気検知素子とスリットとが対向
しているときに、第1磁石の磁束と第2磁石の磁束とは
互いに引き寄せ合い、それにより第1磁石の磁束を変化
できる。(B) The magnetic poles of the first magnet and the second magnet adjacent to the slit are different between the first magnet and the second magnet.
(B) The rotation detection sensor according to any one of (1) and (2). With this configuration, when the magnetic sensing element and the slit face each other, the magnetic flux of the first magnet and the magnetic flux of the second magnet are attracted to each other, whereby the magnetic flux of the first magnet can be changed.
【0039】(ハ) 前記第1磁石におけるスリットに
隣接する側の磁極はN極、前記第2磁石におけるスリッ
トに隣接する側の磁極はS極であることを特徴とする請
求項1乃至請求項3、(イ)、(ロ)のうちいずれか1
項に記載の回転検出センサ。このように構成すると、磁
気検知素子とスリットとが対向しているときに、第1磁
石のN極から発生する磁束は第2磁石のS極に引き寄せ
られ、それにより第1磁石の磁束の変化を大きくでき
る。(C) The magnetic pole of the first magnet adjacent to the slit is an N pole, and the magnetic pole of the second magnet adjacent to the slit is an S pole. 3, one of (a) and (b)
A rotation detection sensor according to the item. With this configuration, when the magnetic sensing element and the slit face each other, the magnetic flux generated from the N pole of the first magnet is attracted to the S pole of the second magnet, thereby changing the magnetic flux of the first magnet. Can be increased.
【0040】[0040]
【発明の効果】請求項1〜請求項3に記載の発明によれ
ば、第1磁石の磁束と第2磁石の磁束とが影響し合うか
否かを磁気検知素子にて検出しているため、単体磁石の
磁束変化を磁気検知素子にて検出する場合よりも、精度
よく角度検出を行える。又、スリットの溝幅及びスリッ
ト間の間隔が狭くとも、第2磁石の存在によりスリット
の有無による第1磁石の磁束の変化が大きくなるため、
磁束の変化を正確に検出でき、この結果、単体磁石を用
いた回転検出センサに比べて、回転板の小型化、ひいて
は、回転検出センサ自体を小型化できる。According to the first to third aspects of the present invention, the magnetic sensing element detects whether or not the magnetic flux of the first magnet and the magnetic flux of the second magnet influence each other. In addition, the angle detection can be performed more accurately than when the magnetic flux change of the single magnet is detected by the magnetic detection element. Further, even if the groove width of the slit and the interval between the slits are small, the change of the magnetic flux of the first magnet due to the presence or absence of the slit becomes large due to the presence of the second magnet.
A change in magnetic flux can be accurately detected, and as a result, the size of the rotating plate and, consequently, the size of the rotation detection sensor itself can be reduced as compared with a rotation detection sensor using a single magnet.
【0041】請求項2に記載の発明によれば、より一層
精度よく回転検出を行える。請求項3に記載の発明によ
れば、さらに精度よく回転検出を行える。According to the second aspect, the rotation can be detected with higher accuracy. According to the third aspect of the invention, the rotation can be detected with higher accuracy.
【図1】 本実施形態における回転位置センサの斜視
図。FIG. 1 is a perspective view of a rotation position sensor according to an embodiment.
【図2】 本実施形態における回転位置センサの部分拡
大断面図。FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of a rotation position sensor according to the embodiment.
【図3】 本実施形態における検出回路の電気回路。FIG. 3 is an electric circuit of a detection circuit according to the embodiment.
【図4】 本実施形態における回転位置センサの作用を
示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation of the rotation position sensor according to the embodiment.
【図5】 本実施形態における回転位置センサの作用を
示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation of the rotation position sensor according to the embodiment.
【図6】 他の実施形態における回転板を示す正面図。FIG. 6 is a front view showing a rotating plate according to another embodiment.
【図7】 (a)従来技術における回転位置センサの部
分断面図、(b)従来技術における回転板の正面図。7A is a partial cross-sectional view of a rotation position sensor according to the related art, and FIG. 7B is a front view of a rotating plate according to the related art.
11…回転検出センサとしての回転位置センサ、12…
回転部材としての円盤状の回転板、15…スリット、1
6…第2磁石としての第2バイアス磁石、17…磁気検
知素子としての磁気抵抗素子、18…第1磁石としての
第1バイアス磁石。11 ... Rotation position sensor as rotation detection sensor, 12 ...
Disk-shaped rotating plate as rotating member, 15 ... slit, 1
6 ... second bias magnet as second magnet, 17 ... magnetic resistance element as magnetic sensing element, 18 ... first bias magnet as first magnet.
フロントページの続き (72)発明者 江口 智也 愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地 株式会社東海理化電機製作所内 (72)発明者 石田 竜也 愛知県丹羽郡大口町豊田三丁目260番地 株式会社東海理化電機製作所内 Fターム(参考) 2F063 AA35 BA08 CA34 DA05 EA03 GA52 GA69 KA02 KA04 2F077 CC02 NN02 NN21 NN23 PP14 QQ02 VV02 Continued on the front page (72) Inventor Tomoya Eguchi 3-260 Toyota, Oguchi-machi, Niwa-gun, Aichi Prefecture Inside Tokai Rika Electric Works, Ltd. F term in Rika Electric Works (reference) 2F063 AA35 BA08 CA34 DA05 EA03 GA52 GA69 KA02 KA04 2F077 CC02 NN02 NN21 NN23 PP14 QQ02 VV02
Claims (3)
て、所定ピッチ間隔で配置された複数のスリットを有す
る回転部材と、 前記回転部材の一側方側に配置され、前記回転部材のス
リットに対して所定の向きに配設されたバイアス用の第
1磁石と、 同じく前記回転部材の一側方側において、前記スリット
に対して対向するように配置され、前記第1磁石を検出
する磁気検知素子と、 前記第1磁石とは、回転部材を挟むようにして回転部材
の他側方側に配置され、回転部材のスリットに対して所
定の向きに配設された第2磁石とを備え、 前記回転部材の回転に伴うスリットの有無に応じて第2
磁石による、第1磁石の磁束の変化を前記磁気検知素子
にて検出するようにした回転検出センサ。A rotating member having a plurality of slits rotatably supported and arranged at predetermined pitch intervals along a rotating direction; and a slit of the rotating member arranged on one side of the rotating member. A first magnet for bias arranged in a predetermined direction with respect to the magnet; and a magnet for detecting the first magnet, which is also arranged on one side of the rotating member so as to face the slit. A sensing element, and the first magnet includes a second magnet disposed on the other side of the rotating member so as to sandwich the rotating member, and a second magnet disposed in a predetermined direction with respect to a slit of the rotating member. Depending on the presence or absence of the slit accompanying the rotation of the rotating member, the second
A rotation detection sensor configured to detect a change in magnetic flux of a first magnet by a magnet with the magnetic detection element.
部材のスリットを貫く方向と略一致するように配置した
ことを特徴とする請求項1に記載の回転検出センサ。2. The rotation detecting sensor according to claim 1, wherein the magnetic flux direction of the second magnet is arranged so as to substantially coincide with a direction passing through a slit of the rotating member.
とは略直角になるように配置したことを特徴とする請求
項1又は請求項2に記載の回転検出センサ。3. The rotation detection sensor according to claim 1, wherein the first magnet is disposed so as to be substantially perpendicular to a direction of a magnetic flux of the second magnet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000060880A JP2001249029A (en) | 2000-03-06 | 2000-03-06 | Rotation detection sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000060880A Pending JP2001249029A (en) | 2000-03-06 | 2000-03-06 | Rotation detection sensor |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2001249029A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013185826A (en) * | 2012-03-05 | 2013-09-19 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | Magnetic encoder |
JP2016023980A (en) * | 2014-07-17 | 2016-02-08 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Absolute angle detection device, magnetic encoder of the same and angle detection magnetic sensor |
CN106443050A (en) * | 2015-08-11 | 2017-02-22 | 贵州雅光电子科技股份有限公司 | Tachometer based on AMR magnetic resistance switch chip and production method thereof |
JP2020030103A (en) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | Tdk株式会社 | Rotation detection system |
-
2000
- 2000-03-06 JP JP2000060880A patent/JP2001249029A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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