JPH09269205A - Magnetic rotation sensor - Google Patents
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Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気式回転センサ
に係わり、特に、磁気抵抗素子を用いた磁気式回転セン
サに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic rotation sensor, and more particularly to a magnetic rotation sensor using a magnetoresistive element.
【0002】[0002]
【従来の技術】車両には、スロットルバルブの開度やブ
レーキペダルのストローク等を検出するために回転セン
サが搭載される。回転センサの耐久性を向上させる上
で、非接触で回転角を検出しうることが望ましい。この
ような非接触式回転センサとして、従来より、磁石を回
転体に装着し、回転体の回転に伴う磁界の変化を磁気検
出素子により検出することによって、回転体の回転角を
検出する磁気式回転センサが知られている。例えば、特
開平2−298815号に開示される磁気式回転センサ
は、スロットルバルブ等の回転体の回転に応じて共に回
転する磁石と、磁気抵抗素子とを備えている。磁気抵抗
素子は磁石に対して回転体の軸方向に対向するように配
設されている。磁石が回転体と共に回転すると、回転体
の回転角度に応じて磁気抵抗素子に作用する磁界が変化
する。磁気抵抗素子は、作用する磁界の大きさに応じて
抵抗が変化する性質を備えている。従って、上記従来の
磁気式回転センサにおいては、回転体の回転角に応じて
磁気抵抗素子の抵抗が変化し、かかる磁気抵抗素子の抵
抗値を測定することにより、回転体の回転角を検出して
いる。2. Description of the Related Art A vehicle is equipped with a rotation sensor for detecting the opening of a throttle valve and the stroke of a brake pedal. In order to improve the durability of the rotation sensor, it is desirable that the rotation angle can be detected without contact. As such a non-contact type rotation sensor, conventionally, a magnet is mounted on a rotating body, and a magnetic sensor for detecting a rotation angle of the rotating body by detecting a change in a magnetic field due to rotation of the rotating body by a magnetic detection element. Rotation sensors are known. For example, the magnetic rotation sensor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-298815 includes a magnet that rotates together with the rotation of a rotating body such as a throttle valve, and a magnetic resistance element. The magnetoresistive element is arranged to face the magnet in the axial direction of the rotating body. When the magnet rotates with the rotating body, the magnetic field acting on the magnetoresistive element changes according to the rotation angle of the rotating body. The magnetoresistive element has a property that the resistance changes according to the magnitude of the magnetic field that acts. Therefore, in the above-described conventional magnetic rotation sensor, the resistance of the magnetoresistive element changes according to the rotation angle of the rotating body, and the rotation angle of the rotating body is detected by measuring the resistance value of the magnetoresistive element. ing.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、上記従来
の磁気式回転センサは、回転体と磁気抵抗素子とが回転
体の軸方向に対向した構成を有している。従って、回転
体に対して軸方向の位置に磁気抵抗素子を設置するスペ
ースを確保する必要があるため、磁気式回転センサの軸
方向の寸法を充分に低減することができない。この点、
上記従来の磁気式回転センサは、センサの小型化を図る
上で最適な構成ではなかったことになる。As described above, the conventional magnetic rotation sensor has a structure in which the rotating body and the magnetoresistive element face each other in the axial direction of the rotating body. Therefore, it is necessary to secure a space for installing the magnetoresistive element at a position in the axial direction with respect to the rotating body, so that the axial size of the magnetic rotation sensor cannot be sufficiently reduced. In this regard,
The above-mentioned conventional magnetic rotation sensor is not an optimum configuration for downsizing the sensor.
【0004】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、軸方向の寸法を低減することが可能な磁気式回
転センサを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a magnetic rotation sensor capable of reducing the dimension in the axial direction.
【0005】[0005]
【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、回転体の回転に応じて共に回転する磁
石と、該磁石により生ずる磁界が作用することにより抵
抗値が変化する磁気抵抗素子とを備える磁気式回転セン
サにおいて、前記磁気抵抗素子を、前記回転体よりその
径方向に離間して前記磁石と対向するように設けた磁気
式回転センサにより達成される。The above object is achieved by the present invention.
In a magnetic rotation sensor including a magnet that rotates together with the rotation of a rotating body, and a magnetoresistive element that changes in resistance value when a magnetic field generated by the magnet acts, This is achieved by a magnetic rotation sensor provided so as to face the magnet while being spaced apart from the rotating body in the radial direction.
【0006】請求項1記載の発明において、磁気抵抗素
子は、回転体よりその径方向に離間して磁石と対向して
いる。従って、回転体の軸方向に磁気抵抗素子を配設す
ることは不要とされる。これにより、磁気式回転センサ
の軸方向の寸法が低減される。According to the first aspect of the invention, the magnetoresistive element faces the magnet at a distance from the rotor in the radial direction. Therefore, it is not necessary to dispose the magnetoresistive element in the axial direction of the rotating body. This reduces the axial dimension of the magnetic rotation sensor.
【0007】また、上記の目的は、請求項2に記載する
如く、請求項1記載の磁気式回転センサにおいて、前記
磁気抵抗素子を、前記磁石により生ずる磁界が作用する
領域の面積が、前記回転体の基準位置からの回転角度に
応じて変化するように形成した磁気式回転センサによっ
ても達成される。Further, as described in claim 2, the above-mentioned object is, in the magnetic rotation sensor according to claim 1, the area of a region where the magnetic field generated by the magnet acts on the magnetoresistive element is the rotation. This is also achieved by a magnetic rotation sensor formed so as to change depending on the rotation angle from the reference position of the body.
【0008】請求項2記載の発明において、磁気抵抗素
子の、磁石による磁界が作用する領域の面積は、回転体
の基準位置からの回転角度に応じて変化する。磁気抵抗
素子の磁界が作用する領域においては抵抗値が変化す
る。このため、磁気抵抗素子に磁界が作用する面積の増
加に応じて、磁気抵抗素子の抵抗値の変化量は大きくな
る。従って、磁気抵抗素子の抵抗値は回転体の回転角度
に応じて変化する。According to the second aspect of the invention, the area of the region of the magnetoresistive element on which the magnetic field of the magnet acts changes in accordance with the rotation angle of the rotating body from the reference position. The resistance value changes in the region where the magnetic field of the magnetoresistive element acts. Therefore, the amount of change in the resistance value of the magnetoresistive element increases as the area in which the magnetic field acts on the magnetoresistive element increases. Therefore, the resistance value of the magnetoresistive element changes according to the rotation angle of the rotating body.
【0009】また、上記の目的は、請求項3に記載する
如く、請求項2記載の発明において、前記磁気抵抗素子
を、前記回転体の軸に平行な方向の幅が前記回転体の周
方向の位置に応じて変化するような帯状に形成した磁気
式回転センサによっても達成される。Further, as described in claim 3, the above-mentioned object is, in the invention according to claim 2, in which the width of the magnetoresistive element in the direction parallel to the axis of the rotating body is the circumferential direction of the rotating body. This can also be achieved by a magnetic rotation sensor formed in a strip shape that changes depending on the position of.
【0010】請求項3記載の発明において、磁気抵抗素
子は、回転体の軸に平行な方向の幅が回転体の周方向の
位置に応じて変化するような帯状に形成されている。こ
のため、磁石による磁界が磁気抵抗素子に作用する領域
の面積は、回転体の回転位置に応じて変化する。従っ
て、磁気抵抗素子の抵抗値は回転体の回転角度に応じて
変化する。According to the third aspect of the present invention, the magnetoresistive element is formed in a strip shape such that the width in the direction parallel to the axis of the rotating body changes according to the circumferential position of the rotating body. Therefore, the area of the region where the magnetic field of the magnet acts on the magnetoresistive element changes according to the rotational position of the rotating body. Therefore, the resistance value of the magnetoresistive element changes according to the rotation angle of the rotating body.
【0011】また、上記の目的は、請求項4に記載する
如く、請求項2記載の発明において、前記磁気抵抗素子
を、面積密度が前記回転体の周方向の位置に応じて変化
するように設けた磁気式回転センサによっても達成され
る。請求項4記載の発明において、磁気抵抗素子は、面
積密度が回転体の周方向の位置に応じて変化するように
設けられている。磁気抵抗素子の面積密度の増加に応じ
て、磁石による磁界が磁気抵抗素子に作用する領域の面
積は増加する。このため、磁石による磁界が磁気抵抗素
子に作用する領域の面積は、回転体の回転位置に応じて
変化する。従って、磁気抵抗素子の抵抗値は回転体の回
転角度に応じて変化する。Further, as described in claim 4, the above-mentioned object is, in the invention of claim 2, that the area density of the magnetoresistive element is changed in accordance with the circumferential position of the rotating body. It is also achieved by a magnetic rotation sensor provided. In the invention according to claim 4, the magnetoresistive element is provided so that the areal density changes according to the circumferential position of the rotating body. As the areal density of the magnetoresistive element increases, the area of the region where the magnetic field of the magnet acts on the magnetoresistive element increases. Therefore, the area of the region where the magnetic field of the magnet acts on the magnetoresistive element changes according to the rotational position of the rotating body. Therefore, the resistance value of the magnetoresistive element changes according to the rotation angle of the rotating body.
【0012】また、上記の目的は、請求項5に記載する
如く、請求項1記載の発明において、少なくとも2つの
前記磁気抵抗素子を、前記磁石により作用する磁界が、
前記回転体の互いに異なる回転位置において最大となる
ように設けた磁気式回転センサによっても達成される。Further, as described in claim 5, the above-mentioned object is, in the invention according to claim 1, in which at least two of the magnetoresistive elements have a magnetic field applied by the magnets,
It is also achieved by a magnetic rotation sensor which is provided so as to be maximum at different rotation positions of the rotating body.
【0013】請求項5記載の発明において、少なくとも
2つの磁気抵抗素子は、前記磁石により作用する磁界
が、前記回転体の互いに異なる回転位置において最大と
なるように設けられている。従って、回転体が1回転す
ると、前記少なくとも2つの磁気抵抗素子には、該磁気
抵抗素子の個数に応じた回数の抵抗値の変化が生ずる。In a fifth aspect of the present invention, at least two magnetoresistive elements are provided so that the magnetic fields applied by the magnets become maximum at different rotational positions of the rotating body. Therefore, when the rotating body makes one revolution, the resistance value of the at least two magnetoresistive elements changes a number of times according to the number of the magnetoresistive elements.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施例で
ある磁気式回転センサ10の構成図である。図1には、
磁気式回転センサ10を軸方向から見た際の構成を示し
ている。図1において、ロータ12は、例えば、スロッ
トルシャフト等の、所定の角度範囲内での回動を行う回
転体に連結されており、この回転体の回転に同期して回
転する。ロータ12の外周部には磁石13が固定されて
いる。磁石13はロータ12の軸方向に分極されてい
る。ロータ12の周囲には、円筒状のフレキシブル基板
14がロータ12と同軸に配設されている。フレキシブ
ル基板14は、例えば、ポリイミド等の樹脂から形成さ
れており、柔軟性を有している。フレキシブル基板14
には巨大磁気抵抗素子(以下、GMR素子と称す)16
が薄膜状に形成されている。1 is a block diagram of a magnetic type rotation sensor 10 according to a first embodiment of the present invention. In FIG.
The structure when the magnetic rotation sensor 10 is viewed from the axial direction is shown. In FIG. 1, the rotor 12 is connected to a rotating body that rotates within a predetermined angle range, such as a throttle shaft, and rotates in synchronization with the rotation of the rotating body. A magnet 13 is fixed to the outer peripheral portion of the rotor 12. The magnet 13 is polarized in the axial direction of the rotor 12. A cylindrical flexible substrate 14 is arranged coaxially with the rotor 12 around the rotor 12. The flexible substrate 14 is made of a resin such as polyimide and has flexibility. Flexible substrate 14
Is a giant magnetoresistive element (hereinafter referred to as GMR element) 16
Is formed into a thin film.
【0015】図2はフレキシブル基板14を平面状に延
ばした状態を示す。図2に示す如く、フレキシブル基板
14は帯状の基板である。上述の如く、フレキシブル基
板14が柔軟性を有することで、平面状のフレキシブル
基板14を図1に示す如く円筒状に配設することが可能
とされている。なお、図2における左右方向が図1にお
ける周方向に相当し、図2における上下方向が図1にお
ける軸方向に相当している。FIG. 2 shows a state in which the flexible substrate 14 is extended in a plane. As shown in FIG. 2, the flexible substrate 14 is a strip-shaped substrate. As described above, since the flexible substrate 14 has flexibility, the planar flexible substrate 14 can be arranged in a cylindrical shape as shown in FIG. The horizontal direction in FIG. 2 corresponds to the circumferential direction in FIG. 1, and the vertical direction in FIG. 2 corresponds to the axial direction in FIG.
【0016】図2に示す如く、GMR素子16はフレキ
シブル基板14の図2中左右方向に延び、図中左方から
右方にいくにつれて図中上下方向の幅が狭くなるように
形成されている。フレキシブル基板14の両側には電極
18及び20が形成されている。電極18及び20はそ
れぞれ、GMR素子16の図2中左端及び右端に接続さ
れている。As shown in FIG. 2, the GMR element 16 extends in the left-right direction in FIG. 2 of the flexible substrate 14 and is formed such that the width in the up-down direction in the figure becomes narrower from the left side in the figure to the right side. . Electrodes 18 and 20 are formed on both sides of the flexible substrate 14. The electrodes 18 and 20 are respectively connected to the left end and the right end of the GMR element 16 in FIG.
【0017】次にGMR素子16の磁気的特性について
説明する。図3は、GMR素子16に作用する膜に平行
な方向の磁界Hと、GMR素子16の単位面積当たりの
抵抗値との関係を示す。図3に示す如く、GMR素子1
6は、膜に対して平行に作用する磁界Hの増大に応じて
抵抗値が減少し、磁界Hが飽和磁界Hs 以上になると、
抵抗値が飽和抵抗値Rs となるような性質を備えてい
る。図3からわかるように、GMR素子16の抵抗は磁
界Hの大きさのみに依存し、磁界Hの向きには依存しな
い。Next, the magnetic characteristics of the GMR element 16 will be described. FIG. 3 shows the relationship between the magnetic field H in the direction parallel to the film acting on the GMR element 16 and the resistance value per unit area of the GMR element 16. As shown in FIG. 3, the GMR element 1
In No. 6, the resistance value decreases as the magnetic field H acting parallel to the film increases, and when the magnetic field H becomes equal to or higher than the saturation magnetic field Hs,
It has the property that the resistance value becomes the saturation resistance value Rs. As can be seen from FIG. 3, the resistance of the GMR element 16 depends only on the magnitude of the magnetic field H and not on the direction of the magnetic field H.
【0018】後述する如く、GMR素子16は強磁性層
と非磁性層とが交互に成膜された人工格子膜により形成
されている。これにより、GMR素子16の磁気抵抗特
性は、従来の磁気式回転センサに用いられている、半導
体や強磁性体の磁気抵抗効果を用いた通常の磁気抵抗素
子に対して大幅に向上されている。例えば、GMR素子
16の磁界が作用しない状態での抵抗値R0 と、飽和抵
抗値Rs との比(以下、抵抗変化率と称す)は、従来の
磁気抵抗素子の場合の10倍以上の値となっている。As will be described later, the GMR element 16 is formed of an artificial lattice film in which ferromagnetic layers and nonmagnetic layers are alternately formed. As a result, the magnetoresistive characteristic of the GMR element 16 is significantly improved as compared with the ordinary magnetoresistive element using the magnetoresistive effect of the semiconductor or the ferromagnetic material used in the conventional magnetic rotation sensor. . For example, the ratio (hereinafter referred to as resistance change rate) between the resistance value R0 and the saturation resistance value Rs of the GMR element 16 in a state where the magnetic field does not act is 10 times or more that of the conventional magnetoresistive element. Has become.
【0019】上記した磁気式回転センサ10の構成によ
れば、磁石13はロータ12の軸に対して平行な方向の
磁界を発生し、図2に破線で示す如く、フレキシブル基
板14の磁石13に対向する領域Aにこの磁界を作用さ
せる。このため、GMR素子16の領域A内にある領域
B(図2に斜線で示す)には、磁界がGMR素子の膜に
対して平行かつ図2における上下方向に作用する。この
場合、領域A及びBの周方向の幅は磁石13の周方向の
幅で定まるため一定である。これに対して、GMR素子
16の軸方向の幅は周方向の位置に応じて変化されてい
るため、領域Bの軸方向の幅は周方向の位置に応じて変
化する。従って、ロータ12の回転に応じて、磁石13
による磁界が作用する領域A及びBが移動すると、これ
に応じて、GMR素子16に磁界が作用する領域Bの面
積に変化が生ずる。上述の如く、GMR素子16の抵抗
値は、GMR素子16の膜に対して平行に磁界が作用す
ることにより減少する。このため、GMR素子16に磁
界が作用する領域の面積の増加に応じて、GMR素子1
6全体の電気抵抗、即ち、電極18、20間の抵抗は減
少する。従って、電極18、20間の電気抵抗はロータ
12の回転位置に応じて変化することになる。図1に示
すGMR素子16のパターンにおいては、図中右方へ向
かうほど、GMR素子16の幅が減少されているため、
ロータ12が図1中時計回り方向に回転するのに応じ
て、GMR素子16の抵抗値は増加することになる。According to the configuration of the magnetic type rotation sensor 10 described above, the magnet 13 generates a magnetic field in a direction parallel to the axis of the rotor 12, and the magnet 13 of the flexible substrate 14 has a magnetic field as shown by a broken line in FIG. This magnetic field is applied to the opposing area A. Therefore, in the region B (indicated by hatching in FIG. 2) in the region A of the GMR element 16, the magnetic field acts in parallel to the film of the GMR element and in the vertical direction in FIG. In this case, the circumferential widths of the regions A and B are constant because they are determined by the circumferential width of the magnet 13. On the other hand, since the width of the GMR element 16 in the axial direction is changed according to the position in the circumferential direction, the width of the region B in the axial direction changes according to the position in the circumferential direction. Therefore, according to the rotation of the rotor 12, the magnet 13
When the regions A and B on which the magnetic field acts due to move, the area of the region B on which the magnetic field acts on the GMR element 16 changes accordingly. As described above, the resistance value of the GMR element 16 decreases due to the magnetic field acting parallel to the film of the GMR element 16. Therefore, as the area of the region where the magnetic field acts on the GMR element 16 increases, the GMR element 1
The overall electrical resistance of 6, ie the resistance between the electrodes 18, 20 is reduced. Therefore, the electric resistance between the electrodes 18 and 20 changes according to the rotational position of the rotor 12. In the pattern of the GMR element 16 shown in FIG. 1, the width of the GMR element 16 is reduced toward the right side of the drawing.
As the rotor 12 rotates in the clockwise direction in FIG. 1, the resistance value of the GMR element 16 increases.
【0020】例えば、図1及び図2に示す如く、磁石1
3の中央部が図2中左端から距離xの位置、即ち、図1
に示す回転角θの位置にある場合の、GMR素子16に
磁石13による磁界が作用する領域Bの面積をF
(x)、GMR素子16の全面積をS、GMR素子16
に磁界が作用しない状態での電極18、20間の抵抗を
R1、磁石13による磁界が作用することによるGMR
素子16の抵抗変化率をα、とすると、電極18、20
間の電気抵抗Rは、 R=R1 ・(S−F(x))/S+R1 ・α・F(x)/S =R1 +R1 ・(α−1)・F(x)/S (1) により求められる。(1)式からわかるように、F
(x)がxの変化に対して直線的に変化するようにGM
R素子16を形成することにより、抵抗値Rをロータ1
2の回転角θに対して直線的に変化させることができ
る。なお、ロータ12の回転角の測定範囲は、GMR素
子16の周方向の存在角度(図1に示す角度ψ)により
定められる。従って、GMR素子16の図2における左
右方向の長さを調整して角度ψを適切に設けることによ
り、所要の測定範囲を得ることができる。For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the magnet 1
The center of 3 is located at a distance x from the left end in FIG. 2, that is, in FIG.
The area of the region B where the magnetic field of the magnet 13 acts on the GMR element 16 at the position of the rotation angle θ shown in
(X), the total area of the GMR element 16 is S, the GMR element 16 is
R 1 is the resistance between the electrodes 18 and 20 in the state where no magnetic field is applied to the GMR, and the GMR is caused by the magnetic field applied by the magnet 13.
If the rate of resistance change of the element 16 is α, the electrodes 18, 20
The electrical resistance R between is R = R 1 · (S−F (x)) / S + R 1 · α · F (x) / S = R 1 + R 1 · (α-1) · F (x) / S It is calculated by (1). As can be seen from equation (1), F
GM so that (x) changes linearly with changes in x
By forming the R element 16, the resistance value R is changed to the rotor 1
It can be changed linearly with respect to the rotation angle θ of 2. The measurement range of the rotation angle of the rotor 12 is determined by the existing angle (angle ψ shown in FIG. 1) of the GMR element 16 in the circumferential direction. Therefore, by adjusting the length of the GMR element 16 in the left-right direction in FIG. 2 and appropriately providing the angle ψ, the required measurement range can be obtained.
【0021】図4は電極18、20間の抵抗値Rを電圧
信号に変換する回路の一例を示す。図4に示す如く、定
電流源30により電極18、20間に一定の電流Iを流
すと、電極18、20間には電圧R・Iが生ずる。従っ
て、電圧計32により電極18、20間の電圧Vを測定
することで、電極18、20間の抵抗Rに応じた出力信
号Vが得られる。FIG. 4 shows an example of a circuit for converting the resistance value R between the electrodes 18 and 20 into a voltage signal. As shown in FIG. 4, when a constant current I is passed between the electrodes 18 and 20 by the constant current source 30, a voltage R · I is generated between the electrodes 18 and 20. Therefore, by measuring the voltage V between the electrodes 18 and 20 with the voltmeter 32, the output signal V according to the resistance R between the electrodes 18 and 20 is obtained.
【0022】図5はロータ12の回転角と、出力信号V
との関係の一例を示す。上述の如く、F(x)がxの変
化に対して直線的に変化するようにGMR素子16が形
成されることにより、図5に示す如く、ロータ12の回
転角θに対して直線的に変化する出力信号Vが得られ
る。かかる出力信号Vからロータ12の回転位置を検出
することができ、従って、ロータ12に連結された回転
体の回転位置を検出することができる。FIG. 5 shows the rotation angle of the rotor 12 and the output signal V
An example of the relationship with is shown. As described above, since the GMR element 16 is formed so that F (x) changes linearly with respect to the change of x, the GMR element 16 linearly changes with respect to the rotation angle θ of the rotor 12, as shown in FIG. A varying output signal V is obtained. The rotational position of the rotor 12 can be detected from the output signal V, and thus the rotational position of the rotating body connected to the rotor 12 can be detected.
【0023】上述の如く、本実施例の磁気式回転センサ
10においては、ロータ12に固定された磁石13と、
GMR素子16とが、磁気式回転センサ10の径方向に
対向している。従って、GMR素子16をロータ12に
対して軸方向に配設することが不要とされ、これによ
り、磁気式回転センサ10の軸方向の寸法を低減するこ
とが可能とされている。更に、上述の如く、GMR素子
16は、従来の磁気抵抗素子に比して大きな抵抗変化率
を有している。このため、所要の大きさの出力信号を得
るために必要とされる、磁界の大きさ、及び、GMR素
子16の面積は低減されている。これにより、フレキシ
ブル基板14の軸方向の幅を低減することが可能とされ
ると共に、磁石13の小型化が可能とされている。これ
により、磁気式回転センサ10の軸方向の寸法を更に低
減することができる。As described above, in the magnetic rotation sensor 10 of this embodiment, the magnet 13 fixed to the rotor 12 and
The GMR element 16 faces the radial direction of the magnetic rotation sensor 10. Therefore, it is not necessary to dispose the GMR element 16 in the axial direction with respect to the rotor 12, and this makes it possible to reduce the axial dimension of the magnetic rotation sensor 10. Further, as described above, the GMR element 16 has a large resistance change rate as compared with the conventional magnetoresistive element. Therefore, the magnitude of the magnetic field and the area of the GMR element 16 required to obtain an output signal of a required magnitude are reduced. As a result, the width of the flexible substrate 14 in the axial direction can be reduced, and the magnet 13 can be downsized. As a result, the axial size of the magnetic rotation sensor 10 can be further reduced.
【0024】更に、GMR素子16が大きな抵抗変化率
を有することにより、図4に示す如く、定電流源30と
電圧計32とを用いることのみで、充分な大きさの出力
信号を得ることができる。従って、増幅回路等を用いて
出力信号を増幅することは不要である。このように、本
実施例の磁気式回転センサ10によれば、信号処理回路
を簡略化することが可能とされている。Further, since the GMR element 16 has a large rate of resistance change, it is possible to obtain a sufficiently large output signal only by using the constant current source 30 and the voltmeter 32, as shown in FIG. it can. Therefore, it is not necessary to amplify the output signal using an amplifier circuit or the like. As described above, according to the magnetic rotation sensor 10 of the present embodiment, the signal processing circuit can be simplified.
【0025】なお、上記実施例においては、磁石13
を、その分極方向がロータ12の軸方向となるように配
置しているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、磁石13を、その分極方向がロータ12の径方向と
なるように配置してもよい。この場合、GMR素子16
には、膜に平行、かつ周方向の磁界が作用することにな
る。上述の如く、磁界がGMR素子16の膜に対して平
行に作用する限り、GMR素子16の抵抗変化率は磁界
の方向に依存しない。従って、前記の如く磁石13を径
方向に分極させることによっても上記実施例と同様の効
果を得ることができる。In the above embodiment, the magnet 13
Are arranged so that the polarization direction thereof is the axial direction of the rotor 12, but the present invention is not limited to this, and the magnet 13 is arranged so that the polarization direction thereof is the radial direction of the rotor 12. You may arrange. In this case, the GMR element 16
A magnetic field in the direction parallel to the film and in the circumferential direction acts on the film. As described above, as long as the magnetic field acts parallel to the film of the GMR element 16, the rate of change in resistance of the GMR element 16 does not depend on the direction of the magnetic field. Therefore, even if the magnet 13 is polarized in the radial direction as described above, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
【0026】上述の如く磁石13とGMR素子16と
を、ロータ12の径方向に対向させる構成は、GMR素
子16を、円筒状に湾曲し得るフレキシブル基板14の
表面上に形成することによって可能とされている。以
下、図6を参照して、GMR素子16のフレキシブル基
板14への形成方法を説明する。As described above, the structure in which the magnet 13 and the GMR element 16 are opposed to each other in the radial direction of the rotor 12 is possible by forming the GMR element 16 on the surface of the flexible substrate 14 which can be curved in a cylindrical shape. Has been done. Hereinafter, a method of forming the GMR element 16 on the flexible substrate 14 will be described with reference to FIG.
【0027】図6は、GMR素子16の形成手順を示
す。先ず、工程200において、フレキシブル基板14
が超音波洗浄などにより洗浄された後、フレキシブル基
板14がスパッタリング装置の真空チャンバ内に設置さ
れ、工程202において、スパッタクリーニングにより
洗浄される。次に、工程204において、フレキシブル
基板14に厚みが約5nmのNiFe等のバッファ層が
スパッタリングにより成膜された後、工程206におい
て、磁性人工格子層が形成される。磁性人工格子層は、
強磁性層である厚みが約1nmのCo層と、非磁性体で
ある厚みが約1〜2nmのCu層とを交互に10〜30
層程度、スパッタリングにより成膜することによって形
成される。なお、人工格子層の強磁性層/非磁性層の材
料の組み合わせとして、上述のCo/Cuの他に、Co
Fe/Cu、NiFeCo/Cu、NiFe/Cu/C
o/Cu、Co/Ag等の組み合わせを用いることがで
きる。FIG. 6 shows a procedure for forming the GMR element 16. First, in step 200, the flexible substrate 14
After being cleaned by ultrasonic cleaning or the like, the flexible substrate 14 is placed in the vacuum chamber of the sputtering apparatus and is cleaned by sputter cleaning in step 202. Next, in step 204, a buffer layer of NiFe or the like having a thickness of about 5 nm is formed by sputtering on the flexible substrate 14, and then in step 206, a magnetic artificial lattice layer is formed. The magnetic artificial lattice layer is
10 to 30 alternating Co layers having a thickness of about 1 nm which are ferromagnetic layers and Cu layers having a thickness of about 1 to 2 nm which are non-magnetic materials
The layers are formed by forming a film by sputtering. As a combination of materials of the ferromagnetic layer / nonmagnetic layer of the artificial lattice layer, in addition to Co / Cu described above, Co
Fe / Cu, NiFeCo / Cu, NiFe / Cu / C
A combination of o / Cu, Co / Ag and the like can be used.
【0028】工程206において人工格子層が形成され
た後、工程208において、人工格子層の上にSiN
x、SiO2等の保護膜が形成される。次に、工程21
0において、人工格子層が、例えば、図2に示す如きパ
ターンにパターニングされる。このパターニングは、人
工格子層にレジストを塗布し、所要のパターンで露光・
現像した後、人工格子層をエッチングすることにより行
われる。従って、エッチングの際に用いるパターンを必
要に応じて形成することにより、人工格子膜の任意の形
状へのパターニングを容易に行うことができる。After the artificial lattice layer is formed in step 206, SiN is formed on the artificial lattice layer in step 208.
A protective film made of x, SiO 2 or the like is formed. Next, step 21
At 0, the artificial lattice layer is patterned, for example, in the pattern as shown in FIG. This patterning consists of applying a resist to the artificial lattice layer and exposing it with the required pattern.
After development, it is performed by etching the artificial lattice layer. Therefore, the artificial lattice film can be easily patterned into an arbitrary shape by forming a pattern used during etching as needed.
【0029】工程210において人工格子層のパターニ
ングが行われた後、工程212において、SiNx、S
iO2等の保護膜が形成される。次に、工程214にお
いて、電極用のコンタクトホールがエッチングにより形
成される。そして、工程216において、電極材料であ
るAl膜が蒸着された後、工程218においてエッチン
グにより電極パターンを形成されて、フレキシブル基板
14へのGMR素子16の形成が終了される。After the artificial lattice layer is patterned in step 210, in step 212 SiNx, S
A protective film such as iO2 is formed. Next, in step 214, contact holes for the electrodes are formed by etching. Then, in step 216, an Al film as an electrode material is deposited, and then in step 218, an electrode pattern is formed by etching, and the formation of the GMR element 16 on the flexible substrate 14 is completed.
【0030】上述したGMR素子16の形成手順によ
り、任意のパターンのGMR素子16をフレキシブル基
板14上に形成することができる。これにより、フレキ
シブル基板14を円筒状に湾曲させて配設し、GMR素
子16と磁石13と径方向に対向させることが可能とさ
れている。The GMR element 16 having an arbitrary pattern can be formed on the flexible substrate 14 by the procedure for forming the GMR element 16 described above. As a result, the flexible substrate 14 can be arranged in a cylindrical shape so as to be curved, and the GMR element 16 and the magnet 13 can be opposed to each other in the radial direction.
【0031】なお、上記実施例においては、GMR素子
16を、軸方向の幅が周方向の位置に応じて変化するよ
うに形成することにより、面積F(x)をxに応じて変
化させることとしているが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば、図7に示す如く、GMR素子1
6を、周方向に延びる三角波状に形成し、その周期を周
方向の位置に応じて変化させることとしてもよい。図7
においては、この周期は図中左から右に向かうのに応じ
て増加されている。このため、ロータ12の回転によ
り、磁石13が図7中左から右に向けて移動すると、G
MR素子16の磁石13による磁界が作用する領域の面
積は次第に減少する。従って、上述の如く、この面積が
磁石13の位置に応じて直線的に変化するように、GM
R素子16の波線形状の周期を変化させることによっ
て、ロータ12の回転角に応じて直線的に変化する出力
信号を得ることができる。In the above embodiment, the area F (x) is changed according to x by forming the GMR element 16 so that the width in the axial direction changes according to the position in the circumferential direction. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG.
6 may be formed in a triangular wave shape extending in the circumferential direction, and the cycle thereof may be changed according to the position in the circumferential direction. Figure 7
In, the period is increased from left to right in the figure. Therefore, when the magnet 13 moves from left to right in FIG. 7 due to the rotation of the rotor 12, G
The area of the region of the MR element 16 where the magnetic field is applied by the magnet 13 gradually decreases. Therefore, as described above, the GM is adjusted so that this area changes linearly according to the position of the magnet 13.
By changing the period of the wavy line shape of the R element 16, it is possible to obtain an output signal that linearly changes according to the rotation angle of the rotor 12.
【0032】上述の如く、エッチングによりGMR素子
16を任意の形状に容易にパターニングすることができ
る。従って、本実施例においては、図2あるいは図7に
示す如きパターンを、磁界が作用する領域の面積が周方
向の位置に応じて直線的に変化するように形成すること
が容易とされている。As described above, the GMR element 16 can be easily patterned into an arbitrary shape by etching. Therefore, in the present embodiment, it is easy to form the pattern as shown in FIG. 2 or 7 so that the area of the region where the magnetic field acts changes linearly according to the position in the circumferential direction. .
【0033】なお、上記実施例においては、GMR素子
16が形成されたフレキシブル基板14を、磁石13が
固定されたロータ12の周囲に円筒状に配設することに
より磁気式回転センサ10を実現しているが、図8に示
す如く、フレキシブル基板14を平面状に設置し、直線
移動する移動体38に固定された磁石13に対向するよ
うに配置することにより、移動体38の直線移動位置を
検出する磁気式リニアセンサを実現することもできる。In the above embodiment, the magnetic type rotation sensor 10 is realized by arranging the flexible substrate 14 on which the GMR element 16 is formed in a cylindrical shape around the rotor 12 to which the magnet 13 is fixed. However, as shown in FIG. 8, the linear movement position of the moving body 38 is set by arranging the flexible substrate 14 in a plane and arranging it so as to face the magnet 13 fixed to the moving body 38 that moves linearly. It is also possible to realize a magnetic linear sensor for detecting.
【0034】次に、図9を参照して、本発明の第2の実
施例である磁気式回転センサ40の構成について説明す
る。なお、図9において、図1と同様の構成部分につい
ては同一の符号を付してその説明を省略する。本実施例
においては、ロータ12は車両の車軸等、連続的な回転
を行う回転体に連結されている。ロータ12には、ロー
タ12の軸方向に対して垂直な方向に2極に分極された
磁石43が固定されている。なお、磁石43はロータ1
2に直接着磁することにより形成してもよい。ロータ1
2の周囲に配設された円筒状のフレキシブル基板14に
は、GMR素子46及び48が成膜されている。GMR
素子46及び48は、それぞれフレキシブル基板14の
周方向に延びるように形成されており、その周方向の中
央位置が互いに90°離間されるように設けられてい
る。Next, with reference to FIG. 9, the structure of the magnetic rotation sensor 40 according to the second embodiment of the present invention will be described. Note that, in FIG. 9, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In this embodiment, the rotor 12 is connected to a rotating body that continuously rotates, such as an axle of a vehicle. A magnet 43 polarized in two poles is fixed to the rotor 12 in a direction perpendicular to the axial direction of the rotor 12. The magnet 43 is the rotor 1
It may be formed by directly magnetizing 2. Rotor 1
GMR elements 46 and 48 are formed on the cylindrical flexible substrate 14 arranged around the substrate 2. GMR
The elements 46 and 48 are formed so as to extend in the circumferential direction of the flexible substrate 14, and are provided so that their center positions in the circumferential direction are separated from each other by 90 °.
【0035】図10は、フレキシブル基板14を平面に
展開した状態を示す。GMR素子46及び48は、図1
0に示す如く矩形状に形成されていてもよく、あるい
は、その他の任意のパターンに形成されていてもよい。
GMR素子46及び48は導体49により接続されてい
る。また、GMR素子46及び48の、導体49による
接続部位とは反対側の端部には、それぞれ、電極50及
び52が接続されている。FIG. 10 shows a state in which the flexible substrate 14 is developed on a plane. GMR elements 46 and 48 are shown in FIG.
It may be formed in a rectangular shape as indicated by 0, or may be formed in any other pattern.
The GMR elements 46 and 48 are connected by a conductor 49. Further, electrodes 50 and 52 are connected to the end portions of the GMR elements 46 and 48 on the opposite side to the connection portion by the conductor 49, respectively.
【0036】かかる構成によれば、図9に示す状態で
は、GMR素子46は磁石43のN極と対向し、GMR
素子48は磁石43の両極の境界部に対向している。こ
のため、磁石43により発生される磁界は、GMR素子
46の膜方向に対して略垂直に作用し、GMR素子48
の膜方向に対して略平行に作用する。従って、図9に示
す状態では、GMR素子48の抵抗値は減少され、GM
R素子48の抵抗値は減少されていない。この状態から
ロータ12が図9における時計回り方向に90°回転す
ると、GMR素子46が磁石43の両極の境界部と対向
し、GMR素子48は磁石43のS極と対向するように
なる。この状態では、図9に示す状態とは逆に、GMR
素子48の抵抗値が減少され、GMR素子46の抵抗値
は減少されていない。更に、この状態からロータ12が
図9における時計回り方向に90°回転すると、GMR
素子46が磁石43のS極と対向すると共に、GMR素
子48が磁石43の両極の境界部と対向し、再び、GM
R素子48の抵抗値が減少され、GMR素子46の抵抗
値は減少されていない状態となる。このように、GMR
素子46及び48の抵抗値は、ロータ12の回転角度に
対して、位相が互いに90°ずれた状態で、それぞれ1
80°周期で変化することになる。According to this structure, in the state shown in FIG. 9, the GMR element 46 faces the N pole of the magnet 43,
The element 48 faces the boundary between the two poles of the magnet 43. Therefore, the magnetic field generated by the magnet 43 acts substantially perpendicular to the film direction of the GMR element 46, and the GMR element 48.
Acts substantially parallel to the film direction of. Therefore, in the state shown in FIG. 9, the resistance value of the GMR element 48 is reduced, and
The resistance value of the R element 48 is not reduced. When the rotor 12 rotates 90 ° in the clockwise direction in FIG. 9 from this state, the GMR element 46 faces the boundary portion between the two poles of the magnet 43, and the GMR element 48 faces the S pole of the magnet 43. In this state, contrary to the state shown in FIG.
The resistance value of the element 48 has been reduced and the resistance value of the GMR element 46 has not been reduced. Further, when the rotor 12 rotates 90 ° in the clockwise direction in FIG. 9 from this state, the GMR
The element 46 faces the south pole of the magnet 43, and the GMR element 48 faces the boundary between the two poles of the magnet 43.
The resistance value of the R element 48 is reduced, and the resistance value of the GMR element 46 is not reduced. Thus, GMR
The resistance values of the elements 46 and 48 are 1 with respect to the rotation angle of the rotor 12 when the phases are 90 ° out of phase with each other.
It will change every 80 °.
【0037】図11に、ロータ12の回転角度φに対す
る、GMR素子46の抵抗値R1及びGMR素子48の
抵抗値R2の変化をそれぞれ点線で、また、これら抵抗
値の和である、電極50、52間の抵抗値R(=R1+
R2)の変化を実線で示す。上述の如く、R1及びR2
はφに対して180°周期で位相が互いに90°ずれた
状態で変化する。このため、図11に示す如く、Rはφ
に対して90°周期で変化する。従って、かかる電極4
6、48間の抵抗Rの変化から、ロータ12の回転角度
φを検出することができる。In FIG. 11, changes in the resistance value R1 of the GMR element 46 and the resistance value R2 of the GMR element 48 with respect to the rotation angle φ of the rotor 12 are indicated by dotted lines, respectively, and the sum of these resistance values, the electrode 50, Resistance value R between 52 (= R1 +
The change in R2) is shown by a solid line. As mentioned above, R1 and R2
Changes in a cycle of 180 ° with respect to φ, with their phases deviated from each other by 90 °. Therefore, as shown in FIG. 11, R is φ
With a 90 ° cycle. Therefore, such an electrode 4
The rotation angle φ of the rotor 12 can be detected from the change in the resistance R between 6 and 48.
【0038】図12に、磁気式回転センサ40によりロ
ータ12の回転角度φを検出するための回路構成の一例
を示す。図12において、電極46には定電流源50が
接続されており、これにより、電極46、48間の抵抗
が電圧信号に変換される。かかる電圧信号は、2値化回
路52により適当なしきい値で2値化され、パルス信号
に変換される。そして、計数回路54により、かかるパ
ルス信号のパルス数が計数される。上述の如く、電極4
8、50間の抵抗値はロータ12の回転角度に対して9
0°周期で変化するため、ロータ12が90°回転する
毎に1個のパルスが発生する。従って、パルス数がNの
場合、ロータ12の回転角度は90・N°、即ち、ロー
タ12の回転数はN/4回転となる。FIG. 12 shows an example of a circuit configuration for detecting the rotation angle φ of the rotor 12 by the magnetic rotation sensor 40. In FIG. 12, a constant current source 50 is connected to the electrode 46, whereby the resistance between the electrodes 46 and 48 is converted into a voltage signal. The voltage signal is binarized by a binarization circuit 52 with an appropriate threshold value and converted into a pulse signal. Then, the counting circuit 54 counts the number of pulses of the pulse signal. As described above, the electrode 4
The resistance value between 8 and 50 is 9 with respect to the rotation angle of the rotor 12.
Since it changes in a 0 ° cycle, one pulse is generated every 90 ° rotation of the rotor 12. Therefore, when the number of pulses is N, the rotation angle of the rotor 12 is 90 · N °, that is, the rotation number of the rotor 12 is N / 4 rotations.
【0039】本実施例の磁気式回転センサ40において
も、上記した磁気式回転センサ10の場合と同様に、G
MR素子46及び48が、磁石43に対して、ロータ1
2の径方向に対向している。これにより、本実施例にお
いても上記第1の実施例と同様に、磁気式回転センサ4
0の軸方向の寸法を低減することが可能とされている。In the magnetic type rotation sensor 40 of this embodiment, as in the case of the magnetic type rotation sensor 10 described above, G
The MR elements 46 and 48 make the rotor 1
2 are opposed to each other in the radial direction. As a result, also in this embodiment, as in the first embodiment, the magnetic rotation sensor 4 is
It is possible to reduce the dimension of 0 in the axial direction.
【0040】また、上述の如く磁気式回転センサ40に
よれば、出力信号にはロータ12の一回転に対して所定
の数のパルスが生成される。従って、単位時間当たりの
パルス数を計測することにより、ロータ12の回転速度
を検出することができる。この場合、測定分解能を向上
させるためには、1回転当たりのパルス数が大きい方が
好まし。上記した磁気式回転センサ40においては、上
述の如き、磁石43及びGMR素子46、48の構成に
より、1回転当たり4個のピークが得られている。これ
により、磁気式回転センサ40の測定分解能が向上され
ており、ロータ12の回転速度が低い場合にも、回転数
を高精度で測定することが可能とされている。このよう
に、本実施例の磁気式回転センサ40は、特に、回転体
の回転数の計測に好適に用いることができる。As described above, according to the magnetic rotation sensor 40, a predetermined number of pulses are generated for one rotation of the rotor 12 in the output signal. Therefore, the rotation speed of the rotor 12 can be detected by measuring the number of pulses per unit time. In this case, in order to improve the measurement resolution, it is preferable that the number of pulses per rotation is large. In the magnetic rotation sensor 40 described above, four peaks are obtained per rotation due to the configuration of the magnet 43 and the GMR elements 46 and 48 as described above. As a result, the measurement resolution of the magnetic rotation sensor 40 is improved, and it is possible to measure the rotation speed with high accuracy even when the rotation speed of the rotor 12 is low. As described above, the magnetic rotation sensor 40 of the present embodiment can be particularly preferably used for measuring the rotation speed of the rotating body.
【0041】なお、上記実施例においては、ロータ12
の軸方向に対して垂直な方向に分極された磁石43を用
いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えば、図13に示す如く、ロータ12の直径方向の両
側に、ロータ12の軸方向又は周方向に分極された磁石
53、54(図13には、磁石が周方向に分極された場
合を示している)を設けることによっても、上記実施例
と同様の効果を得ることができる。この場合、GMR素
子46又は48のうち、磁石53、54のいずれかと対
向するGMR素子(図13に示す状態においては、GM
R素子46)には磁石53又は54による磁界がGMR
素子の膜に対して平行に作用し、その抵抗値が減少され
ることになる。In the above embodiment, the rotor 12
Although the magnet 43 polarized in the direction perpendicular to the axial direction of is used, the present invention is not limited to this.
For example, as shown in FIG. 13, magnets 53 and 54 polarized in the axial direction or the circumferential direction of the rotor 12 are provided on both sides of the rotor 12 in the diametrical direction (FIG. 13 shows a case where the magnets are polarized in the circumferential direction). Is also provided, it is possible to obtain the same effect as in the above embodiment. In this case, of the GMR elements 46 or 48, the GMR element facing either of the magnets 53, 54 (in the state shown in FIG.
The magnetic field generated by the magnet 53 or 54 is applied to the R element 46) by the GMR.
It acts parallel to the device film, reducing its resistance.
【0042】また、本実施例の磁気式回転センサ40に
おいては、2極に分極された磁石43を用いることによ
り、ロータ12の1回転に対して4つのパルスが得てい
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、図14
に示す如く磁石の分極数を増やして、ロータ1回転当た
りのパルス数を増加させることもできる。図14は、本
発明の第3の実施例である4極に分極された磁石63を
備える磁気式回転センサ60の構成を示す。Further, in the magnetic rotation sensor 40 of this embodiment, four pulses are obtained for one rotation of the rotor 12 by using the magnet 43 polarized in two poles. However, the present invention is not limited to this.
It is also possible to increase the number of polarizations of the magnet to increase the number of pulses per one rotation of the rotor as shown in FIG. FIG. 14 shows the configuration of a magnetic rotation sensor 60 including a magnet 63 polarized into four poles, which is a third embodiment of the present invention.
【0043】図14において、ロータ12には、ロータ
12の軸に垂直な面内で4極に均等に分極された磁石6
3が固定されている。GMR素子70及び72はそれぞ
れフレキシブル基板14の周方向に延びるように形成さ
れており、その周方向の中央位置が互いに135°離間
されるように設けられている。GMR素子70及び72
は、矩形状に形成されていてもよく、あるいは、その他
の任意のパターンに形成されていてもよい。GMR素子
70及び72は導体74により接続されている。また、
GMR素子70及び72の、導体74による接続部位と
は反対側の端部には、それぞれ、電極76及び78が接
続されている。In FIG. 14, the rotor 12 has a magnet 6 which is uniformly polarized into four poles in a plane perpendicular to the axis of the rotor 12.
3 is fixed. The GMR elements 70 and 72 are formed so as to extend in the circumferential direction of the flexible substrate 14, and are provided such that their center positions in the circumferential direction are separated from each other by 135 °. GMR elements 70 and 72
May be formed in a rectangular shape, or may be formed in any other pattern. The GMR elements 70 and 72 are connected by a conductor 74. Also,
Electrodes 76 and 78 are connected to the ends of the GMR elements 70 and 72 on the side opposite to the connection site by the conductor 74, respectively.
【0044】かかる構成によれば、図11に示す状態で
は、GMR素子70が磁石63の極63N1、63S1の境
界部と対向し、GMR素子72は磁石63のN極63N2
と対向している。このため、GMR素子70の抵抗値は
減少され、GMR素子72の抵抗値は減少されていな
い。この状態からロータ12が図14における時計回り
に45°回転すると、GMR素子70が磁石63のS極
63S1と対向し、GMR素子72は磁石63の極6
3N2、63S2の境界部と対向する状態となる。このた
め、GMR素子70の抵抗値は減少されず、GMR素子
72の抵抗値は減少された状態となる。更に、この状態
からロータ12が図11における時計回り方向に45°
回転すると、GMR素子70が磁石63の極63S1、6
3N2の境界部と対向し、GMR素子72は磁石63のS
極63S2と対向する。この状態では、再び、GMR素子
70の抵抗値が減少され、GMR素子72の抵抗値は減
少されていない。With such a configuration, in the state shown in FIG. 11, the GMR element 70 faces the boundary between the poles 63 N1 and 63 S1 of the magnet 63, and the GMR element 72 has the N pole 63 N2 of the magnet 63.
And is facing. Therefore, the resistance value of the GMR element 70 is reduced and the resistance value of the GMR element 72 is not reduced. When the rotor 12 rotates 45 ° clockwise in this state from this state, the GMR element 70 faces the S pole 63 S1 of the magnet 63, and the GMR element 72 causes the pole 6 of the magnet 63 to move.
It is in a state of facing the boundary of 3 N2 and 63 S2 . Therefore, the resistance value of the GMR element 70 is not reduced, and the resistance value of the GMR element 72 is reduced. Further, from this state, the rotor 12 is rotated 45 ° clockwise in FIG.
When rotated, the GMR element 70 causes the poles 63 S1 , 6 of the magnet 63 to
The GMR element 72 faces the boundary of 3 N2 , and the GMR element 72 is S of the magnet 63.
It faces pole 63 S2 . In this state, the resistance value of the GMR element 70 is reduced again, and the resistance value of the GMR element 72 is not reduced.
【0045】このように、GMR素子70の抵抗値R3
及び72の抵抗値R4は、ロータ12の回転角に対し
て、位相が互いに45°ずれた状態で、それぞれ90°
周期で変化することになる。図15には、GMR素子7
0及び72の抵抗値R3及びR4をそれぞれ破線で、ま
た、電極76、78間の抵抗、すなわち、R3+R4を
実線で示す。図15に示す如く、電極76、78間の抵
抗はロータ12の回転に対して45°周期で変化する。
従って、上記した磁気式回転センサ40の場合と同様
に、かかる抵抗値の変化をパルス信号化することによ
り、ロータ12の1回転に対して8個のパルスが得られ
る。このように、磁石の分極数を増加させることによ
り、磁気式回転センサの測定分解能を更に向上させるこ
とができる。Thus, the resistance value R3 of the GMR element 70 is
And the resistance value R4 of 72 is 90 ° with respect to the rotation angle of the rotor 12 when the phases are shifted from each other by 45 °.
It will change in a cycle. FIG. 15 shows the GMR element 7
The resistance values R3 and R4 of 0 and 72 are shown by a broken line, and the resistance between the electrodes 76 and 78, that is, R3 + R4 is shown by a solid line. As shown in FIG. 15, the resistance between the electrodes 76 and 78 changes in a cycle of 45 ° with respect to the rotation of the rotor 12.
Therefore, as in the case of the magnetic rotation sensor 40 described above, by converting the change in the resistance value into a pulse signal, eight pulses can be obtained for one rotation of the rotor 12. In this way, by increasing the polarization number of the magnet, the measurement resolution of the magnetic rotation sensor can be further improved.
【0046】なお、本実施例の磁気式回転センサ60に
おいて、ロータ12の軸方向に対して垂直な方向に分極
された磁石63の代わりに、ロータ12の外周部に90
°間隔で、4つの、軸方向又は周方向に分極された磁石
を固定してもよい。この場合、GMR素子70及び72
のうち、これら磁石のいずれかと対向するGMR素子の
抵抗値が減少されることになる。In the magnetic rotation sensor 60 of this embodiment, instead of the magnet 63 polarized in the direction perpendicular to the axial direction of the rotor 12, 90 is provided on the outer peripheral portion of the rotor 12.
At four-degree intervals, four axially or circumferentially polarized magnets may be fixed. In this case, the GMR elements 70 and 72
Among them, the resistance value of the GMR element facing any of these magnets is reduced.
【0047】次に、図16を参照して、本発明の第4の
実施例である磁気式回転センサ80の構成を説明する。
図16は、磁気式回転センサ80の構成図を示す。な
お、図16において、図1と同様の構成部分には、同一
の符号を付してその説明を省略する。Next, referring to FIG. 16, the structure of the magnetic rotation sensor 80 according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 16 shows a configuration diagram of the magnetic rotation sensor 80. 16, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0048】図16に示す如く、ロータ12には、ロー
タ12の軸に対して垂直な方向に2極に分極された磁石
83が固定されている。フレキシブル基板14には、4
つのGMR素子84、86、88、及び90が成膜され
ている。GMR素子84、86、88、及び90は周方
向に90°毎に等間隔で形成されており、それぞれの隣
接部において互いに接続されている。GMR素子84と
86との接続部位には電極92が形成され、電極92に
は電圧源96が接続されている。GMR素子88と90
との接続部位には電極94が形成され、電極94はアー
スに接続されている。また、GMR素子86と88との
接続部位には電極93が、GMR素子84と90との接
続部位には電極95が、それぞれ形成されている。電極
93及び95の間には電圧計98が接続されている。図
17は、フレキシブル基板14が平面に展開された状態
の、GMR素子84〜90及び電極92〜95の構成を
示す。なお、図14においては、GMR素子84〜90
は3角波状にパターニングされているが、矩形等他の任
意の形状にパターニングされてもよい。As shown in FIG. 16, a magnet 83 polarized in two poles in a direction perpendicular to the axis of the rotor 12 is fixed to the rotor 12. The flexible board 14 has four
Two GMR elements 84, 86, 88 and 90 are deposited. The GMR elements 84, 86, 88, and 90 are formed at regular intervals of 90 ° in the circumferential direction, and are connected to each other at their adjacent portions. An electrode 92 is formed at the connection between the GMR elements 84 and 86, and a voltage source 96 is connected to the electrode 92. GMR elements 88 and 90
An electrode 94 is formed at a connection portion with and the electrode 94 is connected to the ground. Further, an electrode 93 is formed at the connecting portion between the GMR elements 86 and 88, and an electrode 95 is formed at the connecting portion between the GMR elements 84 and 90. A voltmeter 98 is connected between the electrodes 93 and 95. FIG. 17 shows the configuration of the GMR elements 84 to 90 and the electrodes 92 to 95 in a state where the flexible substrate 14 is expanded on a plane. Incidentally, in FIG. 14, the GMR elements 84 to 90 are
Is patterned in a triangular wave shape, but may be patterned in any other shape such as a rectangle.
【0049】かかる構成によれば、磁石83により生ず
る磁界は、ロータ12を挟んで互いに対向するGMR素
子84及び88に対して互いに等しい大きさで作用す
る。GMR素子86及び90に対しても同様である。従
って、ロータ12の回転によって磁石83による磁界が
回転した場合、GMR素子84と88、及び、GMR素
子86と88の抵抗値は、それぞれ、互いに等しい値に
維持された状態で変化する。図18は、ロータ12の回
転角αに対する、GMR素子84及び88の抵抗値R
5、及び、GMR素子86及び90の抵抗値R6の変化
を、それぞれ、実線及び破線です。ただし、回転各α
は、図17に示す状態を基準としたロータ12の図中時
計回り方向の回転角を示すものとする。上述の如く、磁
石83のN極又はS極が対向したGMR素子のの抵抗値
は減少されず、GMR素子に磁石83の両極の境界部が
対向したGMR素子の抵抗値は減少される。従って、図
18に示す如く、ロータ12の回転角度αが45°及び
225°の場合に、R5が極大、R6が極小となり、α
が135°及び315°の場合に、R5が極小、R6が
極大となっている。With this structure, the magnetic fields generated by the magnets 83 act on the GMR elements 84 and 88 facing each other with the rotor 12 in between with equal magnitude. The same applies to the GMR elements 86 and 90. Therefore, when the magnetic field generated by the magnet 83 is rotated by the rotation of the rotor 12, the resistance values of the GMR elements 84 and 88 and the GMR elements 86 and 88 change while being maintained at the same values. FIG. 18 shows the resistance value R of the GMR elements 84 and 88 with respect to the rotation angle α of the rotor 12.
5 and changes in the resistance value R6 of the GMR elements 86 and 90 are indicated by the solid line and the broken line, respectively. However, each rotation α
Indicates the rotation angle of the rotor 12 in the clockwise direction in the figure based on the state shown in FIG. As described above, the resistance value of the GMR element in which the N pole or the S pole of the magnet 83 is opposed is not decreased, and the resistance value of the GMR element in which the boundary portions of both poles of the magnet 83 are opposed to the GMR element is decreased. Therefore, as shown in FIG. 18, when the rotation angle α of the rotor 12 is 45 ° and 225 °, R5 is maximum and R6 is minimum, and α
Is 135 ° and 315 °, R5 is minimum and R6 is maximum.
【0050】図19には、図17と等価な電気回路図を
示す。図19に示す如く、電圧源96の発生する電圧を
Eとすると、電極93の電位はE・(R5/R5+R
6)、電極95の電位はE・(R6/R5+R6)とな
る。従って、電極93及び95の間の電位差は、電極9
5を基準として、E・(R5−R6)/(R5+R6)
となる。かかる電位差が電圧計98により測定され、出
力信号Vb として出力される。図20は、図18に示す
ロータ12の回転角度αとR5及びR6との関係を用い
て求められた、αとVb との関係を示す。図20に示す
如く、Vb にはαの90°毎に交互に正負のピークが現
れる。この信号Vb を整流した後、適当なしきい値で2
値化することにより、ロータ12の回転角αの90°毎
に1個のパルスが得られる。従って、かかるパルスの数
を計数することにより、上記した磁気式回転センサ40
及び60の場合と同様に、ロータ12の回転速度を検出
することができる。FIG. 19 shows an electric circuit diagram equivalent to FIG. As shown in FIG. 19, when the voltage generated by the voltage source 96 is E, the potential of the electrode 93 is E · (R5 / R5 + R
6), the potential of the electrode 95 becomes E · (R6 / R5 + R6). Therefore, the potential difference between electrodes 93 and 95 is
5 based on E ・ (R5-R6) / (R5 + R6)
Becomes The potential difference is measured by the voltmeter 98 and output as the output signal Vb. FIG. 20 shows the relationship between α and Vb obtained by using the relationship between the rotation angle α of the rotor 12 shown in FIG. 18 and R5 and R6. As shown in FIG. 20, positive and negative peaks appear alternately in Vb every 90 ° of α. After rectifying this signal Vb, 2 is set at an appropriate threshold value.
By digitizing, one pulse is obtained for every 90 ° of the rotation angle α of the rotor 12. Therefore, by counting the number of such pulses, the magnetic rotation sensor 40 described above is
The rotation speed of the rotor 12 can be detected in the same manner as in the cases of 60 and 60.
【0051】ところで、一般に、GMR素子の抵抗値は
温度変化に応じて変化する。例えば、所定の基準温度T
0 におけるGMR素子84及び88の抵抗値をR50、G
MR素子86及び90の抵抗値をR60とすると、温度
(T0 +ΔT)におけるこれらの抵抗値R5 、R6 は、
それぞれ、R50・(1+β・ΔT)、R60・(1+β・
ΔT) となる。従って、 Vb =E・(R5 −R6 )/(R5 +R6 ) =E・{R50・(1+β・ΔT)−R60・(1+β・ΔT)}/ R50・(1+β・ΔT)+R60・(1+β・ΔT) =E・(R50−R60)/(R50+R60) (2) となる。(2)式からわかるように、Vb は温度変化に
よるGMR素子84〜90の抵抗値の変化の影響を受け
ない。従って、磁気式回転センサ80においては、温度
変化に起因してGMR素子の抵抗値に変化が生じた場合
にも、出力信号が変動することが防止されている。この
ように、本実施例においては、優れた温度特性を有する
磁気式回転センサ80が実現されている。By the way, generally, the resistance value of the GMR element changes according to the temperature change. For example, a predetermined reference temperature T
The resistance values of the GMR elements 84 and 88 at 0 are R50, G
Assuming that the resistance values of the MR elements 86 and 90 are R60, these resistance values R5 and R6 at the temperature (T0 + ΔT) are
R50 ・ (1 + β ・ ΔT), R60 ・ (1 + β ・
ΔT). Therefore, Vb = E. (R5-R6) / (R5 + R6) = E. {R50. (1 + .beta..DELTA.T) -R60. (1 + .beta..DELTA.T)} / R50. (1 + .beta..DELTA.T) + R60. (1 + .beta..DELTA.T) ) = E. (R50-R60) / (R50 + R60) (2) As can be seen from the equation (2), Vb is not affected by the change in the resistance value of the GMR elements 84 to 90 due to the temperature change. Therefore, in the magnetic rotation sensor 80, the output signal is prevented from changing even when the resistance value of the GMR element changes due to the temperature change. In this way, in this embodiment, the magnetic rotation sensor 80 having excellent temperature characteristics is realized.
【0052】次に、図21に本発明の第5の実施例であ
る、磁気式回転センサ100の構成を示す。なお、図2
1において、図1と同様の構成部分には同一の符号を付
してその説明を省略する。図21に示す如く、ロータ1
2の外周部には、ロータ12の軸方向に分極された磁石
103が固定されている。フレキシブル基板14には、
6個のGMR素子104〜114が周方向に等間隔で形
成されている。GMR素子104〜114のそれぞれの
一端には、電極124〜134が接続されている。ま
た、GMR素子104〜114のそれぞれの他端は、い
ずれも、アースに接続されている。図22は、フレキシ
ブル基板14を平面に展開した状態でのGMR素子10
4〜114及び電極124〜134の構成を示す。図2
2においては、GMR素子104〜114は3角波状に
パターニングされているが、矩形等他の任意の形状にパ
ターニングされてもよい。Next, FIG. 21 shows the structure of a magnetic type rotation sensor 100 according to a fifth embodiment of the present invention. Note that FIG.
1, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 21, the rotor 1
A magnet 103 polarized in the axial direction of the rotor 12 is fixed to the outer peripheral portion of the rotor 2. The flexible substrate 14 includes
Six GMR elements 104 to 114 are formed at equal intervals in the circumferential direction. The electrodes 124 to 134 are connected to one ends of the GMR elements 104 to 114, respectively. The other ends of the GMR elements 104 to 114 are all connected to the ground. FIG. 22 shows the GMR element 10 with the flexible substrate 14 developed on a plane.
4 to 114 and electrodes 124 to 134 are shown. FIG.
2, the GMR elements 104 to 114 are patterned in a triangular wave shape, but may be patterned in any other shape such as a rectangle.
【0053】かかる構成によれば、ロータ12の回転位
置に応じてGMR素子104〜114のうち磁石103
と対向するGMR素子に磁界が作用し、その抵抗値が減
少する。例えば、図21に示す状態では、GMR素子1
04の抵抗値が減少している。上述の如く、磁気式回転
センサ100においては、GMR素子104〜114は
周方向に等間隔に6個配設されている。このため、ロー
タ12が60°回転する毎に、抵抗値が減少されるGM
R素子は隣へ移動することになる。従って、例えば、電
極114〜124の抵抗値をマルチプレクサにより切り
換えながら順次測定し、どのGMR素子の抵抗値が減少
されているかを検知することにより、ロータ12の回転
位置を検出することができる。According to this structure, the magnet 103 of the GMR elements 104 to 114 is selected depending on the rotational position of the rotor 12.
A magnetic field acts on the GMR element facing to, and its resistance value decreases. For example, in the state shown in FIG. 21, the GMR element 1
The resistance value of 04 has decreased. As described above, in the magnetic rotation sensor 100, the six GMR elements 104 to 114 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Therefore, the resistance value is reduced every time the rotor 12 rotates by 60 °.
The R element will move to the next. Therefore, for example, the rotational position of the rotor 12 can be detected by sequentially measuring the resistance values of the electrodes 114 to 124 while switching them by a multiplexer and detecting which GMR element has the decreased resistance value.
【0054】なお、本実施例の磁気式回転センサ100
においては、6個のGMR素子104〜114を設ける
ことにより、60°の測定分解能を得ているが、GMR
素子の数を増加させることにより、測定分解能を向上さ
せることもできる。図23は、図22に示すGMR素子
の配置を2次元に拡張した例を示す。図23に示す如
く、30個のGMR素子130-1〜130-30 は、図中
横方向に6個、縦方向に5個、マトリクス状に形成され
ている。なお、GMR素子の個数を増加させることによ
り、測定分解能を向上させることもできる。各GMR素
子の端部の一方にはそれぞれ電極130-1〜130-30
が接続され、また、各GMR素子の端部の他方をアース
に接続されている。このようにGMR素子及び電極が形
成されたフレキシブル基板14を、図21に示す磁気式
回転センサ10の場合と同様に、磁石103が固定され
たロータ12の周囲に円筒状に湾曲させて配設し、どの
GMR素子の抵抗値が減少されているかを検知すること
により、ロータ12の回転位置及び軸方向の移動位置を
検出することができる。The magnetic rotation sensor 100 of this embodiment is used.
In the above, the measurement resolution of 60 ° is obtained by providing the six GMR elements 104 to 114.
The measurement resolution can also be improved by increasing the number of elements. FIG. 23 shows an example in which the arrangement of the GMR elements shown in FIG. 22 is expanded two-dimensionally. As shown in FIG. 23, 30 GMR elements 130 -1 to 130 -30 are formed in a matrix with 6 in the horizontal direction and 5 in the vertical direction in the figure. The measurement resolution can be improved by increasing the number of GMR elements. Electrodes 130 -1 to 130 -30 are provided on one of the ends of each GMR element.
, And the other end of each GMR element is connected to ground. As in the case of the magnetic rotation sensor 10 shown in FIG. 21, the flexible substrate 14 on which the GMR element and the electrodes are formed is arranged in a cylindrical shape around the rotor 12 to which the magnet 103 is fixed. However, by detecting which GMR element has a reduced resistance value, it is possible to detect the rotational position and the axial movement position of the rotor 12.
【0055】また、図23に示す如くGMR素子及び電
極が形成されたフレキシブル基板14を、2次元的な平
面運動をする移動体に固定された磁石に対向させて配置
することにより、この移動体の2次元的な位置を計測す
ることもできる。なお、上記実施例においては、GMR
素子16、46、48、70、72、84〜90、及
び、104〜114が上記した磁気抵抗素子に相当して
いる。Further, as shown in FIG. 23, the flexible substrate 14 on which the GMR element and the electrodes are formed is arranged so as to face a magnet fixed to a moving body which makes a two-dimensional planar motion, so that the moving body is moved. It is also possible to measure the two-dimensional position of. In the above embodiment, the GMR
The elements 16, 46, 48, 70, 72, 84 to 90, and 104 to 114 correspond to the magnetoresistive elements described above.
【0056】[0056]
【発明の効果】上述の如く、請求項1記載の発明によれ
ば、磁気式回転センサのロータの軸方向の寸法を低減す
ることができる。また、請求項2記載の発明によれば、
磁気式回転センサのロータの軸方向の寸法を低減するこ
とができると共に、ロータの回転角度に応じて変化する
出力信号を得ることができる。As described above, according to the first aspect of the invention, the axial size of the rotor of the magnetic rotation sensor can be reduced. According to the second aspect of the present invention,
It is possible to reduce the axial dimension of the rotor of the magnetic rotation sensor and obtain an output signal that changes according to the rotation angle of the rotor.
【0057】また、請求項3及び4記載の発明によれ
ば、磁気式回転センサのロータの軸方向の寸法を低減す
ることができると共に、磁気抵抗素子を容易に形成する
ことができる。更に、請求項5記載の発明によれば、磁
気式回転センサのロータの軸方向の寸法を低減すること
ができると共に、ロータの1回転当たり複数回の増減を
繰り返す出力信号を得ることができる。これにより、回
転体の回転速度を高精度で検出することができる。According to the third and fourth aspects of the invention, the axial dimension of the rotor of the magnetic rotation sensor can be reduced and the magnetoresistive element can be easily formed. Further, according to the invention of claim 5, the axial size of the rotor of the magnetic rotation sensor can be reduced, and an output signal that repeats increase and decrease a plurality of times per one rotation of the rotor can be obtained. Thereby, the rotation speed of the rotating body can be detected with high accuracy.
【図1】本発明の第1の実施例である磁気式回転センサ
の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a magnetic rotation sensor that is a first embodiment of the present invention.
【図2】本実施例のフレキシブル基板を平面状に展開し
た状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state in which the flexible substrate according to the present embodiment is developed in a planar shape.
【図3】GMR素子に作用する磁界と抵抗値との関係を
を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a magnetic field acting on a GMR element and a resistance value.
【図4】本実施例の磁気式回転センサのGMR素子の抵
抗値を電圧信号に変換する回路の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a circuit for converting the resistance value of the GMR element of the magnetic rotation sensor of this embodiment into a voltage signal.
【図5】本実施例の磁気式回転センサのロータの回転角
度と出力信号との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a rotation angle of a rotor and an output signal of the magnetic rotation sensor of this embodiment.
【図6】本実施例のGMR素子の作成工程を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of a GMR element of this example.
【図7】本実施例のGMR素子のパターンの別の例を示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of the pattern of the GMR element of the present embodiment.
【図8】本実施例の原理をリニアセンサに適用した場合
の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram when the principle of the present embodiment is applied to a linear sensor.
【図9】本発明の第2の実施例である磁気式回転センサ
の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a magnetic rotation sensor that is a second embodiment of the present invention.
【図10】本実施例のフレキシブル基板を平面状に展開
した状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which the flexible substrate according to the present embodiment is developed in a planar shape.
【図11】本実施例の磁気式回転センサのロータの回転
角と各GMR素子の抵抗値及び電極間の抵抗値との関係
を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the rotor of the magnetic rotation sensor of this embodiment, the resistance value of each GMR element, and the resistance value between the electrodes.
【図12】本実施例の磁気式回転センサの電極間の抵抗
値の変化をパルス信号に変換する回路の構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of a circuit for converting a change in resistance value between electrodes of the magnetic rotation sensor of the present embodiment into a pulse signal.
【図13】本実施例の磁気式回転センサに別の構成の磁
石を用いた例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example in which a magnet having another configuration is used in the magnetic rotation sensor of this embodiment.
【図14】本発明の第3の実施例である磁気式回転セン
サの構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram of a magnetic rotation sensor that is a third embodiment of the present invention.
【図15】本実施例の磁気式回転センサのロータの回転
角と各GMR素子の抵抗値及び電極間の抵抗値との関係
を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the rotor of the magnetic rotation sensor of this embodiment, the resistance value of each GMR element, and the resistance value between electrodes.
【図16】本発明の第4の実施例である磁気式回転セン
サの構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram of a magnetic rotation sensor that is a fourth embodiment of the present invention.
【図17】本実施例のフレキシブル基板を平面状に展開
した状態を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a state in which the flexible board of the present embodiment is developed in a planar shape.
【図18】本実施例の磁気式回転センサのロータの回転
角と各GMR素子の抵抗値との関係を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the rotor of the magnetic rotation sensor of this embodiment and the resistance value of each GMR element.
【図19】本実施例の磁気式回転センサと等価な電気回
路図である。FIG. 19 is an electric circuit diagram equivalent to the magnetic rotation sensor of the present embodiment.
【図20】本実施例のロータの回転角と出力信号との関
係を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the rotor of this embodiment and the output signal.
【図21】本発明の第5の実施例である磁気式回転セン
サの構成図である。FIG. 21 is a configuration diagram of a magnetic rotation sensor that is a fifth embodiment of the present invention.
【図22】本実施例のフレキシブル基板を平面状に展開
した状態を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a state in which the flexible board of the present embodiment is developed in a planar shape.
【図23】本実施例の磁気式回転センサを2次元センサ
に拡張する場合のフレキシブル基板の構成を示す図であ
る。FIG. 23 is a diagram showing the configuration of a flexible substrate when the magnetic rotation sensor of this embodiment is extended to a two-dimensional sensor.
10、40、60、80、100 磁気式回転センサ 12 ロータ 13、43、53、54、63、83、103 磁石 14 フレキシブル基板 16、46、48、70、72、84〜90、104〜
114、130-1〜1 30-30 GMR素子10, 40, 60, 80, 100 Magnetic rotation sensor 12 Rotor 13, 43, 53, 54, 63, 83, 103 Magnet 14 Flexible substrate 16, 46, 48, 70, 72, 84-90, 104-
114, 130 -1 to 1 30 -30 GMR element
Claims (5)
と、該磁石による磁界が作用することにより抵抗値が変
化する磁気抵抗素子とを備える磁気式回転センサにおい
て、 前記磁気抵抗素子を、前記回転体よりその径方向に離間
して前記磁石と対向するように設けたことを特徴とする
磁気式回転センサ。1. A magnetic rotation sensor comprising: a magnet that rotates together with the rotation of a rotating body; and a magnetoresistive element whose resistance value changes when a magnetic field from the magnet acts. A magnetic rotation sensor, wherein the magnetic rotation sensor is provided so as to be separated from the rotating body in a radial direction thereof and to face the magnet.
界が作用する領域の面積が、前記回転体の基準位置から
の回転角度に応じて変化するように形成したことを特徴
とする請求項1記載の磁気式回転センサ。2. The magnetoresistive element is formed such that an area of a region where a magnetic field of the magnet acts changes in accordance with a rotation angle of the rotating body from a reference position. The magnetic rotation sensor described.
対して平行な方向の幅が、前記回転体の周方向での位置
に応じて変化するような帯状に形成したことを特徴とす
る請求項2記載の磁気式回転センサ。3. The magnetoresistive element is formed in a band shape such that a width in a direction parallel to an axis of the rotating body changes according to a position in the circumferential direction of the rotating body. The magnetic rotation sensor according to claim 2.
転体の周方向での位置に応じて変化するように設けたこ
とを特徴とする請求項2記載の磁気式回転センサ。4. The magnetic rotation sensor according to claim 2, wherein the magnetoresistive element is provided so that the areal density changes according to the position of the rotating body in the circumferential direction.
前記磁石により作用する磁界が前記回転体の互いに異な
る回転位置において最大となるように設けたことを特徴
とする請求項1記載の磁気式回転センサ。5. At least two of said magnetoresistive elements,
The magnetic rotation sensor according to claim 1, wherein the magnetic field applied by the magnet is provided so as to be maximum at different rotation positions of the rotating body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8079090A JPH09269205A (en) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | Magnetic rotation sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8079090A JPH09269205A (en) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | Magnetic rotation sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09269205A true JPH09269205A (en) | 1997-10-14 |
Family
ID=13680193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8079090A Pending JPH09269205A (en) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | Magnetic rotation sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09269205A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007256250A (en) * | 2006-02-23 | 2007-10-04 | Denso Corp | Rotation angle detecting device |
JP2012058202A (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-22 | Tokai Rika Co Ltd | Rotational angle detection device |
JP2013231646A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Minebea Co Ltd | Measuring instrument |
JP2021141281A (en) * | 2020-03-09 | 2021-09-16 | 日立金属株式会社 | GMR element and detection device |
-
1996
- 1996-04-01 JP JP8079090A patent/JPH09269205A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007256250A (en) * | 2006-02-23 | 2007-10-04 | Denso Corp | Rotation angle detecting device |
JP4607049B2 (en) * | 2006-02-23 | 2011-01-05 | 株式会社デンソー | Rotation angle detector |
JP2012058202A (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-22 | Tokai Rika Co Ltd | Rotational angle detection device |
JP2013231646A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Minebea Co Ltd | Measuring instrument |
JP2021141281A (en) * | 2020-03-09 | 2021-09-16 | 日立金属株式会社 | GMR element and detection device |
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