[go: up one dir, main page]

JP2000298037A - Rotation sensor - Google Patents

Rotation sensor

Info

Publication number
JP2000298037A
JP2000298037A JP11107715A JP10771599A JP2000298037A JP 2000298037 A JP2000298037 A JP 2000298037A JP 11107715 A JP11107715 A JP 11107715A JP 10771599 A JP10771599 A JP 10771599A JP 2000298037 A JP2000298037 A JP 2000298037A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotation
gear
rotation sensor
rotating body
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11107715A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Harada
博幸 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asmo Co Ltd
Original Assignee
Asmo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asmo Co Ltd filed Critical Asmo Co Ltd
Priority to JP11107715A priority Critical patent/JP2000298037A/en
Publication of JP2000298037A publication Critical patent/JP2000298037A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To exactly detect rotation displacement of a rotor by improving the resolution. SOLUTION: A rotation sensor 1 has a gear 2 and a pair of magnetic reluctance elements 3 and 4 arranged facing to the gear 2. One magnetic reluctance element 3 is arranged with a shift to the other magnetic reluctance element 4 to the direction perpendicular to the rotation direction. By this, the magnetic reluctance elements 3 and 4 can be arranged close in the rotation direction of the gear 2 and the change in the magnetic field due to the rotation of the gear 2 can be detected at high resolution. That is, the change in the magnetic field due to the rotation of the gear 2 is output as electric signal due to the reluctance change of the magnetic reluctance elements 4 and 5, and with the output signal, the rotation displacement of the gear 2 is exactly detected.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁電変換素子を用
いて回転体の回転変位を検出する回転センサに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation sensor for detecting a rotational displacement of a rotating body using a magnetoelectric conversion element.

【0002】[0002]

【従来技術】従来、回転センサとして、例えば、磁気抵
抗素子等の磁電変換素子を用いた磁気式の回転センサが
知られている(特開平8−233841)。この種の回
転センサは、回転体の回転に伴う磁界の変化から回転体
の回転数や回転位置等を検出するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a rotation sensor, for example, a magnetic rotation sensor using a magnetoelectric element such as a magnetoresistive element has been known (Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-233841). This type of rotation sensor detects the number of rotations, rotation position, and the like of a rotating body from a change in a magnetic field accompanying rotation of the rotating body.

【0003】磁気抵抗素子は、印加される磁界に応じて
電気抵抗が変化する素子であって、同素子を用いた回転
センサは、回転体の回転速度に依存せず常に同一レベル
の信号出力が得られ、動作寿命が長い等の長所を有して
いる。その一方で磁気抵抗素子は温度特性が悪いため、
2つの磁気抵抗素子を用いて回転検出が行われている。
A magnetoresistive element is an element whose electric resistance changes according to an applied magnetic field. A rotation sensor using the element always outputs a signal of the same level regardless of the rotation speed of a rotating body. It has advantages such as long operating life. On the other hand, magnetoresistive elements have poor temperature characteristics,
Rotation detection is performed using two magnetoresistive elements.

【0004】詳しくは、図8(a),(b)に示すよう
に、回転センサ20は、回転軸(図示せず)に固定され
たギヤ21と、そのギヤ21に対向して配置される一対
の磁気抵抗素子22,23とを有しており、同回転セン
サ20により回転軸の回転変位が検出される。ギヤ21
は、磁性体からなりその外周面に凸状の歯が複数形成さ
れている。また、磁気抵抗素子22は、磁気抵抗素子2
3に対してギヤ21の回転方向(図中、X矢印方向)に
1/2ピッチだけずらして配設され、ギヤ21の回転に
応じて磁気抵抗素子22,23に印加される磁界が変化
するように構成されている。なおここで、1ピッチは隣
接する歯の間隔をいう。
More specifically, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), a rotation sensor 20 is arranged opposite to a gear 21 fixed to a rotation shaft (not shown). It has a pair of magnetoresistive elements 22 and 23, and the rotational sensor 20 detects the rotational displacement of the rotating shaft. Gear 21
Is made of a magnetic material and has a plurality of convex teeth formed on an outer peripheral surface thereof. The magneto-resistive element 22 is a magneto-resistive element 2
3, the magnetic field applied to the magnetoresistive elements 22 and 23 changes according to the rotation of the gear 21 in a direction shifted by ピ ッ チ pitch in the rotation direction of the gear 21 (the direction of the arrow X in the figure). It is configured as follows. Here, one pitch refers to the interval between adjacent teeth.

【0005】具体的には、図8のように磁気抵抗素子2
2とギヤ21の凸状の歯(凸部)とが対向することで、
磁気抵抗素子22に印加される磁界が大きくなり、磁気
抵抗素子22の電気抵抗が増大する。また、磁気抵抗素
子23とギヤ21の歯みぞ(凹部)とが対向すること
で、磁気抵抗素子23に印加される磁界が小さくなり、
磁気抵抗素子23の電気抵抗が減少する。従って、磁気
抵抗素子22,23を直列に接続しその中点電位をセン
サ出力として出力することで、ギヤ21の歯に対応した
出力信号を得ることができる。また、直列接続された磁
気抵抗素子22,23の中点電位を出力する構成により
温度の影響を相殺することができる。そして、同回転セ
ンサ20の出力信号に基づいて回転軸の回転変位が検出
されて各種制御が実施されている。
More specifically, as shown in FIG.
2 and the convex teeth (convex portions) of the gear 21 face each other,
The magnetic field applied to the magnetoresistive element 22 increases, and the electric resistance of the magnetoresistive element 22 increases. Further, the magnetic field applied to the magnetoresistive element 23 is reduced by opposing the magnetoresistive element 23 and the tooth groove (recess) of the gear 21,
The electric resistance of the magnetoresistive element 23 decreases. Therefore, by connecting the magnetoresistive elements 22 and 23 in series and outputting the midpoint potential as a sensor output, an output signal corresponding to the teeth of the gear 21 can be obtained. In addition, the influence of temperature can be canceled by the configuration that outputs the midpoint potential of the magnetoresistive elements 22 and 23 connected in series. The rotational displacement of the rotary shaft is detected based on the output signal of the rotation sensor 20, and various controls are performed.

【0006】ところで近年では、制御精度を高めるため
に分解能の高い回転センサが望まれている。そのため、
ギヤ21の外周面に形成する歯を細かくして回転センサ
の分解能を向上させている。
In recent years, a rotation sensor having a high resolution has been desired in order to increase control accuracy. for that reason,
The teeth formed on the outer peripheral surface of the gear 21 are made finer to improve the resolution of the rotation sensor.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、磁気抵抗素
子22,23をギヤ21の回転方向に近接して設けるに
は限界があり、図9のようにギヤ21の歯が細かくなり
ピッチが狭くなると、2つの磁気抵抗素子22,23が
同時に凸状の歯(又は歯みぞ)に対向することとなりギ
ヤ21の回転が検出できなくなってしまう。つまり、2
つの素子22,23の電気抵抗が同様に変化してしまう
ため、ギヤ21の回転に応じた出力信号を得ることがで
きず、回転軸の回転変位が検出不能となってしまう。
However, there is a limit to providing the magnetoresistive elements 22 and 23 in the rotation direction of the gear 21. If the teeth of the gear 21 become fine and the pitch becomes narrow as shown in FIG. In addition, the two magnetoresistive elements 22 and 23 simultaneously face the convex teeth (or tooth grooves), and the rotation of the gear 21 cannot be detected. That is, 2
Since the electric resistances of the two elements 22 and 23 change similarly, an output signal corresponding to the rotation of the gear 21 cannot be obtained, and the rotational displacement of the rotating shaft cannot be detected.

【0008】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、分解能を向上させて回
転体の回転変位を正確に検出することができる回転セン
サを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotation sensor capable of improving the resolution and accurately detecting the rotational displacement of a rotating body. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1に記載の発明は、回転体に対向して配置
された一対の磁電変換素子により前記回転体の回転に伴
う磁界の変化を検出する回転センサにおいて、その一対
の磁電変換素子の一方の磁電変換素子を、他方の磁電変
換素子に対して前記回転体の回転方向にずらすとともに
回転方向と直交する方向にずらして配置することを要旨
とする。請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の回
転センサにおいて、前記回転体は、外周面に複数の凸状
の歯が形成されたギヤであり、前記一方の磁電変換素子
を、他方の磁電変換素子に対して前記ギヤの回転方向に
1/2ピッチずらして配置することを要旨とする。請求
項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の回転セン
サにおいて、前記磁電変換素子は、印加される磁界に応
じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素子であることを要旨
とする。請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいず
れか一項に記載の回転センサを一対備え、その一方の回
転センサを、他方の回転センサに対して前記回転体の回
転方向にずらすとともに回転方向と直交する方向にずら
して配置することを要旨とする。請求項5に記載の発明
は、請求項4に記載の回転センサにおいて、前記一方の
回転センサを、他方の回転センサに対して回転方向に1
/4ピッチずらして配置することを要旨とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording device, comprising: a pair of magneto-electric conversion elements disposed opposite to a rotating body; In the rotation sensor for detecting the change in the position, one of the pair of magnetoelectric conversion elements is shifted in the rotation direction of the rotating body with respect to the other magnetoelectric conversion element and is shifted in the direction orthogonal to the rotation direction. The point is to do. According to a second aspect of the present invention, in the rotation sensor according to the first aspect, the rotating body is a gear having a plurality of convex teeth formed on an outer peripheral surface thereof. The gist of the invention is that the element is shifted by 変 換 pitch in the rotation direction of the gear with respect to the magnetoelectric conversion element. According to a third aspect of the present invention, in the rotation sensor according to the first or second aspect, the magnetoelectric conversion element is a magnetoresistance element whose electric resistance changes according to an applied magnetic field. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pair of the rotation sensors according to any one of the first to third aspects, and one of the rotation sensors is displaced in the rotation direction of the rotating body with respect to the other rotation sensor. In addition, the gist is to displace in the direction orthogonal to the rotation direction. According to a fifth aspect of the present invention, in the rotation sensor according to the fourth aspect, the one rotation sensor is rotated one direction with respect to the other rotation sensor.
The gist of the invention is to dispose it by / 4 pitch.

【0010】(作用)請求項1に記載の発明によれば、
一方の磁電変換素子を、他方の磁電変換素子に対して回
転方向と直交する方向にずらして配置することで、各磁
電変換素子を、回転体の回転方向に近接した状態で配置
することが可能となる。従って、各磁電変換素子を回転
体の回転方向に近接して配置すれば、回転体の回転に伴
う磁界の変化が高分解能で検出される。つまり、分解能
が向上されて回転体の回転変位が正確に検出される。
(Operation) According to the first aspect of the present invention,
By displacing one magnetoelectric conversion element in the direction orthogonal to the rotation direction with respect to the other magnetoelectric conversion element, it is possible to arrange each magnetoelectric conversion element close to the rotation direction of the rotating body Becomes Therefore, if each magnetoelectric conversion element is arranged close to the rotating direction of the rotating body, a change in the magnetic field accompanying the rotation of the rotating body can be detected with high resolution. That is, the resolution is improved, and the rotational displacement of the rotating body is accurately detected.

【0011】請求項2に記載の発明によれば、一方の磁
電変換素子が、他方の磁電変換素子に対してギヤの回転
方向に1/2ピッチずらして配置されるので、一方の磁
電変換素子が凸状の歯と対向するとき、他方の磁電変換
素子は、歯みぞに対向することになる。従って、ギヤの
回転に伴う磁界の変化が一対の磁電変換素子によって適
正に検出される。請求項3に記載の発明によれば、印加
される磁界に応じて磁気抵抗素子の電気抵抗が変化し、
同抵抗変化によって回転体の回転変位が検出される。
According to the second aspect of the present invention, one of the magnetoelectric conversion elements is disposed at a position shifted from the other magnetoelectric conversion element by a half pitch in the rotation direction of the gear. Is opposed to the convex tooth, the other magnetoelectric conversion element is opposed to the tooth groove. Therefore, a change in the magnetic field due to the rotation of the gear is properly detected by the pair of magneto-electric conversion elements. According to the invention described in claim 3, the electric resistance of the magnetoresistive element changes according to the applied magnetic field,
The rotational displacement of the rotating body is detected by the resistance change.

【0012】請求項4に記載の発明によれば、一方の回
転センサを、他方の回転センサに対して前記回転体の回
転方向にずらして配置したので、一方の回転センサの出
力信号は、他方の回転センサの出力信号に対して位相が
ずれた信号となる。従って、位相がずれた2つの出力信
号によって回転体の回転方向の検出が可能となる。ま
た、一方の回転センサを、他方の回転センサに対して回
転方向と直交する方向にずらして配置したので、センサ
出力の分解能が向上される。
According to the fourth aspect of the present invention, one of the rotation sensors is displaced from the other rotation sensor in the rotation direction of the rotating body. Is a signal whose phase is shifted from the output signal of the rotation sensor. Therefore, it is possible to detect the rotation direction of the rotating body by using the two output signals whose phases are shifted. Further, since one rotation sensor is displaced from the other rotation sensor in a direction orthogonal to the rotation direction, the resolution of the sensor output is improved.

【0013】請求項5に記載の発明によれば、一方の回
転センサの出力信号は、他方の回転センサの出力信号に
対して90°の位相がずれた信号となる。従って、これ
ら信号を用いて磁界の変化に対して2倍の分解能の信号
を生成することが可能となる。
According to the fifth aspect of the present invention, the output signal of one rotation sensor is a signal whose phase is shifted by 90 ° from the output signal of the other rotation sensor. Therefore, using these signals, it is possible to generate a signal having twice the resolution with respect to a change in the magnetic field.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明
を具体化した第1の実施形態を図面に従って説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】本実施形態の回転センサは、パワーステア
リング装置に適用されるものであって、例えば、ステア
リングシャフトに配設されてステアリングホイールの操
作に応じた操舵角を検出する。
The rotation sensor according to the present embodiment is applied to a power steering device. For example, the rotation sensor is disposed on a steering shaft and detects a steering angle according to an operation of a steering wheel.

【0016】図1(a)は、本実施形態における回転セ
ンサ1の概略構成を示す側面図であり、図1(b)は、
その平面図である。図1(a),(b)に示すように回
転センサ1は、ステアリングシャフト(図示せず)に固
定されたギヤ2と、ギヤ2に対向して配置された一対の
磁気抵抗素子3,4とを有している。なお、一対の磁気
抵抗素子3,4には、その後方に配設されるマグネット
(図示せず)により所定の磁界が印加されるようになっ
ている。
FIG. 1A is a side view showing a schematic configuration of the rotation sensor 1 in the present embodiment, and FIG.
It is the top view. As shown in FIGS. 1A and 1B, a rotation sensor 1 includes a gear 2 fixed to a steering shaft (not shown), and a pair of magnetoresistive elements 3 and 4 arranged opposite to the gear 2. And Note that a predetermined magnetic field is applied to the pair of magnetoresistive elements 3 and 4 by a magnet (not shown) disposed behind the pair of magnetoresistive elements.

【0017】ギヤ2は、磁性体からなりその外周面には
歯筋方向が軸線と平行となる多数の凸状の歯が形成され
ている。また、ギヤ2の歯厚と歯みぞの幅は等しくなっ
ている。磁気抵抗素子3,4は、2つの端子を有する長
方形状の素子であって、例えばInSbの半導体材料に
より形成されている。磁気抵抗素子3は、磁気抵抗素子
4に対して回転方向(図中、矢印方向X)に1/2ピッ
チずらすとともに、図1(a)に示すように、回転方向
と直交する方向(歯筋方向)に所定距離だけずらした位
置に配置されている。なおここで、1ピッチは隣接する
歯の間隔をいう。このように、2つの磁気抵抗素子3,
4を回転方向と直交する方向にずらして配置することに
よって、図1(b)に示すように回転方向(図中、X矢
印方向)における2つの磁気抵抗素子3,4間の距離を
近接した状態とすることができる。
The gear 2 is made of a magnetic material, and has a number of convex teeth formed on the outer peripheral surface of the gear 2 so that the direction of the tooth trace is parallel to the axis. The tooth thickness of the gear 2 is equal to the width of the tooth groove. Each of the magnetoresistive elements 3 and 4 is a rectangular element having two terminals, and is formed of, for example, a semiconductor material of InSb. The magnetoresistive element 3 is shifted from the magnetoresistive element 4 by a half pitch in the rotation direction (the arrow direction X in the drawing), and as shown in FIG. (Direction) is shifted by a predetermined distance. Here, one pitch refers to the interval between adjacent teeth. Thus, the two magnetoresistive elements 3,
By displacing 4 in a direction orthogonal to the rotation direction, the distance between the two magnetoresistive elements 3 and 4 in the rotation direction (the X arrow direction in the figure) is reduced as shown in FIG. State.

【0018】次に、回転センサ1の検出回路を図2を用
いて説明する。図2に示すように、直列に接続された磁
気抵抗素子3,4に対して所定電圧Vが印加されてい
る。そして、磁気抵抗素子3の両端がコントローラ5に
接続され、磁気抵抗素子3,4の中点Aの電位(磁気抵
抗素子3に印加される電圧)がセンサ出力としてコント
ローラ5に出力される。
Next, a detection circuit of the rotation sensor 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, a predetermined voltage V is applied to the magnetoresistive elements 3 and 4 connected in series. Then, both ends of the magnetoresistive element 3 are connected to the controller 5, and the potential of the midpoint A of the magnetoresistive elements 3 and 4 (voltage applied to the magnetoresistive element 3) is output to the controller 5 as a sensor output.

【0019】上記構成において、磁気抵抗素子3,4
は、ギヤ2の凸状の歯と対向するとき印加される磁界が
大きくなり電気抵抗が増加し、ギヤ2の歯みぞ(凹部)
と対向するとき印加される磁界が小さくなり電気抵抗が
減少する。従って、図1のように、磁気抵抗素子3とギ
ヤ2の凸状の歯とが対向し、磁気抵抗素子4とギヤ2の
凹部とが対向する状態では、磁気抵抗素子3の電気抵抗
が増加し、磁気抵抗素子4の電気抵抗が減少するので、
回転センサ1の出力はHiレベルとなる。また、図1の
状態からギヤ2が1/2ピッチだけ回転すると、磁気抵
抗素子3とギヤ2の凹部とが対向し、磁気抵抗素子4と
ギヤ2の凸状の歯とが対向する。この場合、磁気抵抗素
子3の電気抵抗が減少し、磁気抵抗素子4の電気抵抗が
増加するので、回転センサ1の出力はLoレベルとな
る。
In the above configuration, the magnetoresistive elements 3, 4
Is that the magnetic field applied when facing the convex teeth of the gear 2 increases, the electrical resistance increases, and the tooth grooves (recesses) of the gear 2
When applied, the applied magnetic field decreases and the electric resistance decreases. Therefore, as shown in FIG. 1, when the magnetoresistive element 3 faces the convex teeth of the gear 2 and the magnetoresistive element 4 faces the recess of the gear 2, the electric resistance of the magnetoresistive element 3 increases. Then, since the electric resistance of the magnetoresistive element 4 decreases,
The output of the rotation sensor 1 becomes Hi level. When the gear 2 rotates by a half pitch from the state shown in FIG. 1, the magnetoresistive element 3 and the concave portion of the gear 2 face each other, and the magnetoresistive element 4 and the convex teeth of the gear 2 face each other. In this case, the electric resistance of the magnetoresistive element 3 decreases and the electric resistance of the magnetoresistive element 4 increases, so that the output of the rotation sensor 1 becomes Lo level.

【0020】その結果、コントローラ5は、図3示すよ
うに、ギヤ2の歯に対応した検出信号を得ることができ
る。具体的には、ギヤ2の1/2ピッチの回転に応じて
Hi・Loを繰り返す信号を検出できる。つまり、ギヤ
2の1ピッチの回転が検出信号の周期Tに対応する。従
って、この信号に基づいてコントローラ5は、ギヤ2の
回転変位、即ち、ステアリングシャフトの回転変位を検
出できる。
As a result, the controller 5 can obtain a detection signal corresponding to the teeth of the gear 2 as shown in FIG. Specifically, a signal that repeats Hi / Lo according to the rotation of the gear 2 at a half pitch can be detected. That is, one pitch rotation of the gear 2 corresponds to the period T of the detection signal. Therefore, based on this signal, the controller 5 can detect the rotational displacement of the gear 2, that is, the rotational displacement of the steering shaft.

【0021】なお、本実施形態では、ギヤ2が回転体に
相当し、磁気抵抗素子3,4が磁電変換素子に相当す
る。また、回転センサ1とコントローラ5により回転検
出装置が構成される。
In this embodiment, the gear 2 corresponds to a rotating body, and the magnetoresistive elements 3 and 4 correspond to magneto-electric conversion elements. The rotation sensor 1 and the controller 5 constitute a rotation detection device.

【0022】以上記述したように、本実施形態によれ
ば、下記のような特徴を有する。 (1)一方の磁気抵抗素子3を、他方の磁気抵抗素子4
に対してギヤ2の回転方向と直交する方向(歯筋方向)
にずらして配置することで、各磁気抵抗素子3,4を、
ギヤ2の回転方向に任意の間隔で配置することが可能と
なる。従って、図1のように磁気抵抗素子3を磁気抵抗
素子4に対してギヤ2の回転方向に近接した状態で配置
すれば、ギヤ2の回転に伴う磁界の変化が高分解能で検
出できる。つまり、ステアリングシャフトの回転変位が
高精度で検出できる。よって、本実施形態の回転センサ
1を適用すれば、パワーステアリング装置の制御精度を
向上させることができる。
As described above, the present embodiment has the following features. (1) One magnetoresistive element 3 is replaced with the other magnetoresistive element 4
To the direction orthogonal to the rotation direction of the gear 2 (tooth trace direction)
, Each magnetoresistive element 3, 4
The gears 2 can be arranged at arbitrary intervals in the rotation direction. Therefore, if the magnetoresistive element 3 is arranged close to the magnetoresistive element 4 in the rotation direction of the gear 2 as shown in FIG. 1, a change in the magnetic field accompanying the rotation of the gear 2 can be detected with high resolution. That is, the rotational displacement of the steering shaft can be detected with high accuracy. Therefore, if the rotation sensor 1 of the present embodiment is applied, the control accuracy of the power steering device can be improved.

【0023】(2)磁気抵抗素子3,4をギヤ2の回転
方向に1/2ピッチずらして配設したので、磁気抵抗素
子3,4のうち一方の素子がギヤ2の凸状の歯と対向す
るとき、他方の素子はギヤ2の歯みぞ(凹部)に対向す
ることになる。従って、ギヤ2の回転に伴う磁界の変化
を適正に検出できる。
(2) Since the magnetoresistive elements 3 and 4 are arranged with a shift of 1/2 pitch in the rotation direction of the gear 2, one of the magnetoresistive elements 3 and 4 is provided with the convex teeth of the gear 2. When facing, the other element will face the gear groove (recess) of the gear 2. Therefore, a change in the magnetic field accompanying the rotation of the gear 2 can be properly detected.

【0024】(3)本実施形態では、磁電変換素子とし
て2つの端子を有する磁気抵抗素子3,4を適用した。
従って、4つの端子を有するホール素子を用いた回転セ
ンサに比べて回路構成が簡単となり、実用上好ましいも
のとなる。
(3) In this embodiment, the magnetoresistive elements 3 and 4 having two terminals are applied as magnetoelectric elements.
Therefore, the circuit configuration is simpler than that of a rotation sensor using a Hall element having four terminals, which is practically preferable.

【0025】(第2の実施形態)以下、本発明を具体化
した第2の実施形態を説明する。なお、第1の実施形態
と同様の構成については、その詳細な説明及び図面を省
略する。
(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the structure similar to 1st Embodiment, the detailed description and drawing are abbreviate | omitted.

【0026】図4に示すように、本実施形態の回転セン
サ10は、図1の回転センサ1に対して、一対の磁気抵
抗素子11,12を追加して具体化したものである。詳
しくは、一対の磁気抵抗素子11,12は、既述した一
対の磁気抵抗素子3,4に対して、回転方向に1/4ピ
ッチずらすとともに、ギヤ2の回転方向に直交する方向
(歯筋方向)にずらした位置に配置されている。なお、
磁気抵抗素子11は、磁気抵抗素子12に対して回転方
向に1/2ピッチずらすとともに、回転方向に直交する
方向に所定距離だけずらした位置に配置されている。そ
して、図5に示すように、直列接続された磁気抵抗素子
11,12が、前記磁気抵抗素子3,4に対して並列に
接続されている。また、磁気抵抗素子11と磁気抵抗素
子12との間の中点Bがコントローラ5に接続され、そ
の中点Bの電位(磁気抵抗素子11に印加される電圧)
がコントローラ5に出力される。
As shown in FIG. 4, the rotation sensor 10 of the present embodiment is embodied by adding a pair of magnetoresistive elements 11 and 12 to the rotation sensor 1 of FIG. More specifically, the pair of magnetoresistive elements 11 and 12 are shifted from the pair of magnetoresistive elements 3 and 4 described above by 1 / pitch in the rotational direction, and at the same time, in the direction perpendicular to the rotational direction of the gear 2 (tooth trace Direction). In addition,
The magnetoresistive element 11 is arranged at a position shifted from the magnetoresistive element 12 by a half pitch in the rotation direction and at a predetermined distance in a direction orthogonal to the rotation direction. Then, as shown in FIG. 5, the magneto-resistive elements 11 and 12 connected in series are connected in parallel to the magneto-resistive elements 3 and 4. The midpoint B between the magnetoresistive element 11 and the magnetoresistive element 12 is connected to the controller 5, and the potential of the midpoint B (voltage applied to the magnetoresistive element 11)
Is output to the controller 5.

【0027】このように構成すれば、磁気抵抗素子3,
4の抵抗変化に応じた信号(図6(a)参照)に対して
1/4ピッチ、つまり、周期Tを360°とした場合、
90°の位相がずれた信号(図6(b)参照)を得るこ
とができる。これら信号変化に基づいてコントローラ5
はギヤ2の回転方向を判断できる。
With this configuration, the magnetoresistive element 3,
4 (see FIG. 6A), a quarter pitch, that is, when the period T is 360 °,
A signal with a 90 ° phase shift (see FIG. 6B) can be obtained. Based on these signal changes, the controller 5
Can determine the rotation direction of the gear 2.

【0028】また、これら出力信号から、例えば、エク
スクルーシブオア回路等を用いて、図6(c)に示す信
号を得ることが可能となる。つまり、ギヤ2の歯に応じ
た磁界の変化に対して2倍の分解能の信号を得ることが
できる。
From these output signals, it is possible to obtain a signal shown in FIG. 6C by using, for example, an exclusive OR circuit. That is, it is possible to obtain a signal having twice the resolution with respect to a change in the magnetic field according to the teeth of the gear 2.

【0029】なお、本実施形態では、一対の磁気抵抗素
子3,4によって一方の回転センサが構成され、一対の
磁気抵抗素子11,12によって他方の回転センサが構
成される。
In this embodiment, one rotation sensor is constituted by the pair of magnetoresistive elements 3 and 4, and the other is constituted by the pair of magnetoresistive elements 11 and 12.

【0030】以上記述したように、本実施形態によれ
ば、下記のような特徴を有する。 (1)磁気抵抗素子11,12を用いて磁気抵抗素子
3,4による出力信号に対し90°の位相がずれた信号
を得ることができ、ギヤ2の回転方向を判定することが
できる。また、ギヤ2の回転に伴う磁界の変化に対して
2倍の分解能の信号を得ることができる。
As described above, the present embodiment has the following features. (1) By using the magnetoresistive elements 11 and 12, a signal whose phase is shifted by 90 ° from the output signal from the magnetoresistive elements 3 and 4 can be obtained, and the rotation direction of the gear 2 can be determined. Further, it is possible to obtain a signal having twice the resolution with respect to a change in the magnetic field due to the rotation of the gear 2.

【0031】尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施
してもよい。 ○上記各実施形態では、磁電変換素子として磁気抵抗素
子3,4、11,12を適用したがホール素子を用いて
もよい。具体的には、例えば、2つのホール素子を用い
て回転体の回転変位や回転方向等を検出する回転センサ
に適用する。この場合も、センサの分解能を高めること
ができ、制御精度を向上できる。
The above embodiments may be implemented in the following modes. In the above embodiments, the magnetoresistive elements 3, 4, 11, and 12 are applied as magnetoelectric elements, but Hall elements may be used. Specifically, for example, the present invention is applied to a rotation sensor that detects a rotational displacement, a rotational direction, and the like of a rotating body using two Hall elements. Also in this case, the resolution of the sensor can be increased, and the control accuracy can be improved.

【0032】○上記各実施形態では、回転センサ1,1
0は、ステアリングシャフトの回転変位を検出するもの
であったが、例えば、パワーステアリング装置におい
て、操舵補助力を発生させるための駆動モータの回転変
位を検出するものでもよい。この場合、駆動モータの回
転軸にギヤ2を固定して、その回転軸の回転変位を検出
する。
In the above embodiments, the rotation sensors 1, 1
Although 0 is for detecting the rotational displacement of the steering shaft, for example, in a power steering device, it may be for detecting the rotational displacement of a drive motor for generating a steering assist force. In this case, the gear 2 is fixed to the rotating shaft of the drive motor, and the rotational displacement of the rotating shaft is detected.

【0033】また、上記各実施形態の回転センサ1,1
0は、自動車に限らず家電製品等における回転体の回転
変位の検出に適用してもよい。 ○上記各実施形態では、磁気抵抗素子3,11は、磁気
抵抗素子4,12に対して回転方向に1/2ピッチずら
して配置されるものであったが、これに限定するもので
はない。例えば、図7に示すように、磁気抵抗素子14
と磁気抵抗素子15とをギヤ2の回転方向(図中、X矢
印方向)にオーバラップさせて具体化してもよい。この
場合も、ギヤ2の回転変位を検出することが可能であ
る。要は、一対の磁電変換素子を回転方向にずらすとと
もに回転方向と直交する方向にもずらして配置するもの
であればよい。
In addition, the rotation sensors 1, 1
0 may be applied to detection of rotational displacement of a rotating body not only in an automobile but also in a home electric appliance or the like. In each of the above embodiments, the magnetoresistive elements 3 and 11 are arranged so as to be shifted from the magnetoresistive elements 4 and 12 by ピ ッ チ pitch in the rotational direction, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG.
And the magnetoresistive element 15 may be embodied by overlapping with each other in the rotation direction of the gear 2 (the X arrow direction in the figure). Also in this case, the rotational displacement of the gear 2 can be detected. In short, it is sufficient that the pair of magnetoelectric conversion elements are arranged so as to be shifted in the rotation direction and also shifted in the direction orthogonal to the rotation direction.

【0034】○上記第2の実施形態では、一対の磁気抵
抗素子3,4に対して一対の磁気抵抗素子11,12を
ギヤ2の回転方向に1/4ピッチずらして実施していた
がこれに限定するものではない。例えば、一対の磁気抵
抗素子3,4に対して一対の磁気抵抗素子11,12
を、回転方向に3/4ピッチずらして配置してもよい。
この場合も、90°の位相がずれた出力信号を得ること
ができる。また、必ずしも90°の位相がずれた信号を
得る必要はなく、2つの出力信号により回転方向が検出
できるように、回転方向にずらして配置するものであれ
ばよい。
In the second embodiment, the pair of magnetoresistive elements 11 and 12 are shifted from the pair of magnetoresistive elements 3 and 4 by 1 / pitch in the rotation direction of the gear 2. It is not limited to. For example, a pair of magnetoresistive elements 11 and 12 are provided for a pair of magnetoresistive elements 3 and 4.
May be shifted by 3/4 pitch in the rotation direction.
Also in this case, an output signal having a phase shift of 90 ° can be obtained. Further, it is not always necessary to obtain a signal whose phase is shifted by 90 °, and any signal may be arranged so as to be shifted in the rotation direction so that the rotation direction can be detected by the two output signals.

【0035】さらに、上記実施形態により把握される請
求項以外の技術的思想について、以下にそれらの効果と
共に記載する。 (イ)請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の回転
センサを備え、その回転センサからの出力信号に基づい
て回転体の回転変位を検出する回転検出装置。この構成
によれば、回転体の回転変位を高分解能で検出できるの
で実用上好ましいものとなる。
Further, technical ideas other than the claims grasped by the above embodiment will be described below together with their effects. (A) A rotation detecting device comprising the rotation sensor according to any one of claims 1 to 5, and detecting a rotational displacement of the rotating body based on an output signal from the rotation sensor. According to this configuration, the rotational displacement of the rotating body can be detected with a high resolution, which is practically preferable.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
一方の磁電変換素子を他方の磁電変換素子に対して回転
体の回転方向と直交する方向にずらすことで、分解能を
向上させ回転体の回転変位を正確に検出することができ
る。
As described in detail above, according to the present invention,
By displacing one magnetoelectric conversion element in the direction orthogonal to the rotation direction of the rotating body with respect to the other magnetoelectric conversion element, the resolution can be improved and the rotational displacement of the rotating body can be accurately detected.

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

【図1】 第1の実施形態における回転センサを示す概
略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a rotation sensor according to a first embodiment.

【図2】 第1の実施形態における検出回路の回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of a detection circuit according to the first embodiment.

【図3】 第1の実施形態における回転センサの出力波
形を示す図。
FIG. 3 is a diagram illustrating an output waveform of a rotation sensor according to the first embodiment.

【図4】 第2の実施形態における回転センサを示す
図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a rotation sensor according to a second embodiment.

【図5】 第2の実施形態における検出回路の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of a detection circuit according to a second embodiment.

【図6】 第2の実施形態における回転センサの出力波
形を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing an output waveform of a rotation sensor according to a second embodiment.

【図7】 他の実施形態における回転センサを示す図。FIG. 7 is a diagram showing a rotation sensor according to another embodiment.

【図8】 従来の回転センサを示す概略構成図。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a conventional rotation sensor.

【図9】 従来の回転センサを示す概略構成図。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a conventional rotation sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…回転センサ、2…回転体としてのギヤ、3,4…磁
電変換素子としての磁気抵抗素子、10…回転センサ、
11,12…磁電変換素子としての磁気抵抗素子、1
4、15…磁電変換素子としての磁気抵抗素子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotation sensor, 2 ... Gear as a rotating body, 3,4 ... Magnetic resistance element as a magnetoelectric conversion element, 10 ... Rotation sensor,
11, 12: magnetoresistive elements as magnetoelectric elements, 1
4, 15: magnetoresistive elements as magnetoelectric elements.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転体に対向して配置された一対の磁電
変換素子により前記回転体の回転に伴う磁界の変化を検
出する回転センサにおいて、 その一対の磁電変換素子の一方の磁電変換素子を、他方
の磁電変換素子に対して前記回転体の回転方向にずらす
とともに回転方向と直交する方向にずらして配置するこ
とを特徴とする回転センサ。
1. A rotation sensor for detecting a change in a magnetic field accompanying rotation of a rotating body by a pair of magnetoelectric elements arranged opposite to a rotating body, wherein one of the pair of magnetoelectric converting elements is A rotation sensor which is displaced in the direction of rotation of the rotator with respect to the other magnetoelectric conversion element and is displaced in a direction orthogonal to the direction of rotation.
【請求項2】 請求項1に記載の回転センサにおいて、 前記回転体は、外周面に複数の凸状の歯が形成されたギ
ヤであり、 前記一方の磁電変換素子を、他方の磁電変換素子に対し
て前記ギヤの回転方向に1/2ピッチずらして配置する
ことを特徴とする回転センサ。
2. The rotation sensor according to claim 1, wherein the rotating body is a gear having a plurality of convex teeth formed on an outer peripheral surface thereof, wherein the one magnetoelectric conversion element and the other magnetoelectric conversion element are provided. A rotation sensor, wherein the rotation sensor is disposed so as to be shifted by a half pitch in the rotation direction of the gear.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の回転センサにお
いて、 前記磁電変換素子は、印加される磁界に応じて電気抵抗
が変化する磁気抵抗素子であることを特徴とする回転セ
ンサ。
3. The rotation sensor according to claim 1, wherein the magnetoelectric conversion element is a magnetoresistance element whose electric resistance changes according to an applied magnetic field.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項に記載の回
転センサを一対備え、その一方の回転センサを、他方の
回転センサに対して前記回転体の回転方向にずらすとと
もに回転方向と直交する方向にずらして配置することを
特徴とする回転センサ。
4. A pair of the rotation sensors according to claim 1, wherein one of the rotation sensors is shifted in the rotation direction of the rotating body with respect to the other rotation sensor. A rotation sensor, which is displaced in a direction orthogonal to the rotation sensor.
【請求項5】 請求項4に記載の回転センサにおいて、 前記一方の回転センサを、他方の回転センサに対して回
転方向に1/4ピッチずらして配置することを特徴とす
る回転センサ。
5. The rotation sensor according to claim 4, wherein said one rotation sensor is shifted by 1 / pitch in a rotation direction with respect to the other rotation sensor.
JP11107715A 1999-04-15 1999-04-15 Rotation sensor Pending JP2000298037A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11107715A JP2000298037A (en) 1999-04-15 1999-04-15 Rotation sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11107715A JP2000298037A (en) 1999-04-15 1999-04-15 Rotation sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000298037A true JP2000298037A (en) 2000-10-24

Family

ID=14466120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11107715A Pending JP2000298037A (en) 1999-04-15 1999-04-15 Rotation sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000298037A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006261280A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Yamaha Motor Co Ltd Surface mount machine
JP2016014538A (en) * 2014-06-30 2016-01-28 日本信号株式会社 Train running status detector and train running status detection method
JP2017116549A (en) * 2015-12-25 2017-06-29 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh Sensing device, sensing system and steering system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006261280A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Yamaha Motor Co Ltd Surface mount machine
JP2016014538A (en) * 2014-06-30 2016-01-28 日本信号株式会社 Train running status detector and train running status detection method
JP2017116549A (en) * 2015-12-25 2017-06-29 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh Sensing device, sensing system and steering system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5480967B2 (en) Multi-period absolute position detector
US7028545B2 (en) Position sensor, designed in particular for detecting a steering column torsion
EP3982089B1 (en) Magnetic sensor system for motor control
US11346688B2 (en) Magnetic field sensors for detecting absolute position of multi-track targets
EP1172925A2 (en) Pole position detector for motor
US20080143323A1 (en) Method of detecting rotational position by using hall element and hall element resolver
JP2000298037A (en) Rotation sensor
JPH1019602A (en) Magnetic encoder
JP2001056206A (en) Rotary sensor
JP4737372B2 (en) Rotation angle detector
JP2613059B2 (en) Magnetic sensor
JP2000346727A (en) Torque sensor
JPH07174583A (en) Magnetic sensor and motor equipped with magnetic sensor
JPS63305211A (en) Magnetic encoder that determines absolute position
JPH0430756B2 (en)
JPS6111982Y2 (en)
JP2004184115A (en) Rotation sensor device
JPH03191821A (en) Magnetic encoder
JP2007187588A (en) Rotation sensor
JPH0723690Y2 (en) Magnetic encoder signal processing circuit
JPS61189414A (en) Magnetic flux density change detector
JPH075371Y2 (en) Zero-point detection device for incremental magnetic encoder
JPS62254645A (en) Small motor with magnetoelectric conversion element
JPS61189166A (en) Small-sized motor with magnetoelectric element
JPH0754595B2 (en) Switching pulse generator in VTR drum motor