磁気検出素子及びこれを用いた回転角度検出装置
【課題】自動車のステアリングの回転角度検出等に用いられる磁気検出素子及びこれを用いた回転角度検出装置に関し、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能なものを提供することを目的とする。
【解決手段】略矩形状に配列された四つの磁気抵抗２２Ａ〜２２Ｄの、対向する二つずつの磁気抵抗２２Ａと２２Ｂ、磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄを接続すると共に、この磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄの両端に切換手段２４Ａと２４Ｂを設けて磁気検出素子２１を形成すると共に、これを磁石３４や３５に対向して配置し、制御手段３７が磁気検出素子２１の切換手段２４Ａと２４Ｂを切換え、差動増幅手段２７Ａを介した磁気抵抗２２からの複数の磁気信号を減算して、回転体３１の回転角度を検出することによって、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能なものを得ることができる。
【解決手段】略矩形状に配列された四つの磁気抵抗２２Ａ〜２２Ｄの、対向する二つずつの磁気抵抗２２Ａと２２Ｂ、磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄを接続すると共に、この磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄの両端に切換手段２４Ａと２４Ｂを設けて磁気検出素子２１を形成すると共に、これを磁石３４や３５に対向して配置し、制御手段３７が磁気検出素子２１の切換手段２４Ａと２４Ｂを切換え、差動増幅手段２７Ａを介した磁気抵抗２２からの複数の磁気信号を減算して、回転体３１の回転角度を検出することによって、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能なものを得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に自動車のステアリングの回転角度の検出等に用いられる磁気検出素子、及びこれを用いた回転角度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の高機能化が進むなか、様々な回転角度検出装置を用いてステアリングの回転角度を検出し、この回転角度を用いて車両の各種制御を行うものが増えている。
【０００３】
このような、従来の回転角度検出装置、及びこれに用いられる磁気検出素子について、図９〜図１２を用いて説明する。
【０００４】
図９は従来の磁気検出素子のブロック回路図、図１０は同回転角度検出装置の斜視図であり、同図において、１はＡＭＲ（異方性磁気抵抗）素子等の磁気検出素子で、四つの磁気抵抗２Ａ〜２Ｄが略矩形状に配列され接続されると共に、磁気抵抗２Ａと２Ｃの結合点には電源端子３Ａが、磁気抵抗２Ｂと２Ｄの結合点にはグランド端子３Ｂが各々設けられている。
【０００５】
そして、磁気抵抗２Ａと２Ｂの結合点には＋出力端子３Ｃが、磁気抵抗２Ｃと２Ｄの結合点には−出力端子３Ｄが各々形成されて、磁気検出素子１が構成されている。
【０００６】
さらに、４は同様に形成された磁気検出素子で、磁気検出素子１に対し４５度傾けて重ねて形成されると共に、これらの＋出力端子３Ｃや−出力端子３Ｄが、オペアンプ等の差動増幅手段７Ａと７Ｂに各々接続されている。
【０００７】
また、図１０において、１１は外周に平歯車部１１Ａが形成された回転体で、中央部には挿通するステアリング（図示せず）の軸と係合する係合部１１Ｂが設けられている。
【０００８】
そして、１２は外周に平歯車部１２Ａが形成された第一の検出体、１３は外周に第一の検出体１２とは歯数の異なる平歯車部１３Ａが形成された第二の検出体で、第一の検出体１２と第二の検出体１３が回転体１１に各々噛合すると共に、第一の検出体１２と第二の検出体１３の中央には、磁石１４と１５がインサート成形等により各々装着されている。
【０００９】
さらに、１６は第一の検出体１２と第二の検出体１３の上面にほぼ平行に配置された配線基板で、上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の検出体１２の磁石１４や第二の検出体１３の磁石１５との対向面には、磁気検出素子１や４が各々実装装着されている。
【００１０】
また、この磁気検出素子１や４が実装された配線基板１６には、マイコン等を実装して制御手段１７が形成され、この制御手段１７に配線パターンを介して、差動増幅手段７Ａと７Ｂが接続されて、回転角度検出装置が構成されている。
【００１１】
そして、このように構成された回転角度検出装置が、制御手段１７がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、自動車の電子回路（図示せず）に接続されると共に、磁気検出素子１や４の電源端子３Ａが例えばＤＣ５Ｖの電源に、グランド端子３Ｂがグランドに各々接続され、回転体１１の係合部１１Ｂにはステアリングの軸が挿通されて、自動車に装着される。
【００１２】
以上の構成において、運転時にステアリングを回転すると、回転体１１が回転し、これに連動して第一の検出体１２と第二の検出体１３が各々回転するため、これらの中央に装着された磁石１４と１５も回転して、この磁石１４と１５の磁気の方向が変化し、これを磁気検出素子１や４が検出する。
【００１３】
そして、例えば、磁石１４と対向した磁気検出素子１の＋出力端子３Ｃからは、図１１（ａ）の波形図に示すような磁気信号Ｌ１が、−出力端子３Ｄからは、図１１（ｂ）に示すような磁気信号Ｍ１が各々差動増幅手段７Ａに出力され、差動増幅手段７Ａが例えば、基準値２．５Ｖに対する磁気信号Ｌ１から磁気信号Ｍ１を減算した後、これを所定の大きさに増幅する、いわゆる差動増幅を行い、図１１（ｃ）に示すような、例えば正弦波の磁気信号Ｎ１が、差動増幅手段７Ａから制御手段１７に出力される。
【００１４】
また、同時に、磁気検出素子１に対して４５度傾けて重ねて形成された磁気検出素子４からも、差動増幅手段７Ｂに磁気信号が出力されて差動増幅が行われ、差動増幅手段７Ｂからは余弦波の磁気信号が制御手段１７に出力される。
【００１５】
さらに、磁石１５と対向した磁気検出素子１や４からも同様に、正弦波と余弦波の出力信号が差動増幅手段を介して制御手段１７に出力されるが、第一の検出体１２と第二の検出体１３の平歯車部１２Ａと１３Ａは歯数が異なっているため、これらは位相差のある波形となって制御手段１７に入力される。
【００１６】
そして、この第一の検出体１２と第二の検出体１３からの磁気信号と、各々の平歯車部の歯数から、制御手段１７が所定の演算を行って、回転体１１すなわちステアリングの回転角度を検出し、これが自動車本体の電子回路へ出力されて、車両の様々な制御が行われるように構成されている。
【００１７】
なお、この時、回転角度検出装置が使用されている周囲の温度が変化し、例えば２５度前後の常温から８５度前後の高温に変化して、磁気検出素子１の四つの磁気抵抗２Ａ〜２Ｄの抵抗値の変化に差が生じた場合、例えば磁気抵抗２Ａだけの抵抗値が大きくなってしまった場合、磁気検出素子１の＋出力端子３Ｃからは、図１２（ａ）の波形図に示すような、電圧Ｖ１だけずれた磁気信号Ｌ２が差動増幅手段７Ａに出力される。
【００１８】
これに対し、−出力端子３Ｄからは図１２（ｂ）に示すような、ずれのない磁気信号Ｍ１が差動増幅手段７Ａに出力されるため、これらによって差動増幅手段７Ａが差動増幅を行った場合、図１２（ｃ）に示すような、電圧Ｖ２だけずれた磁気信号Ｎ２が、差動増幅手段７Ａから制御手段１７に出力される。
【００１９】
したがって、このようなずれた磁気信号Ｎ２を用いて、制御手段１７が回転体１１の回転角度の演算を行った場合、角度として０．５度前後のものではあるが、回転角度の検出に誤差が生じてしまい、精度の劣った回転角度の検出となってしまうものであった。
【００２０】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００９−１９８１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上記従来の磁気検出素子及びこれを用いた回転角度検出装置においては、使用されている周囲の温度が変化し、特に常温から高温に変化した場合、磁気検出素子１の磁気抵抗２Ａ〜２Ｄの抵抗値の変化の差によって、差動増幅手段７Ａに出力される磁気信号Ｌ２にずれが発生し、回転角度の検出に誤差が生じてしまう場合があるため、高精度な角度検出を行うことが困難であるという課題があった。
【００２３】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能な磁気検出素子、及びこれを用いた回転角度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００２５】
本発明の請求項１に記載の発明は、略矩形状に配列された四つの磁気抵抗の、対向する二つずつの磁気抵抗を接続すると共に、この接続した一方の両端に切換手段を設けて磁気検出素子を構成したものであり、この磁気検出素子を検出体の磁石に対向して配置し、制御手段によって回転体の回転角度の検出を行う際、磁気抵抗に温度による抵抗値変化の差があった場合でも、制御手段が磁気検出素子の切換手段を切換え、磁気抵抗からの複数の磁気信号を減算して回転角度を検出することで、回転角度の正しい検出を行うことができるため、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能な磁気検出素子を得ることができるという作用を有する。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の磁気検出素子を、回転体に連動して回転する検出体中央の磁石に対向して配置し、制御手段が磁気検出素子の切換手段を切換え、磁気抵抗からの複数の磁気信号を減算して回転角度を検出するようにして回転角度検出装置を構成したものであり、誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能な回転角度検出装置を実現することができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように本発明によれば、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能な磁気検出素子、及びこれを用いた回転角度検出装置を実現することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態による磁気検出素子のブロック回路図
【図２】同回転角度検出装置の斜視図
【図３】同波形図
【図４】同波形図
【図５】同波形図
【図６】同波形図
【図７】同波形図
【図８】同波形図
【図９】従来の磁気検出素子のブロック回路図
【図１０】同回転角度検出装置の斜視図
【図１１】同波形図
【図１２】同波形図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図８を用いて説明する。
【００３０】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による磁気検出素子のブロック回路図、図２は同回転角度検出装置の斜視図であり、同図において、２１は磁気検出素子で、四つの磁気抵抗２２Ａ〜２２Ｄが略矩形状に配列されると共に、対向する二つずつの磁気抵抗２２Ａと２２Ｂ、磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄが各々接続され、磁気抵抗２２Ａの端部には電源端子２３Ａが、磁気抵抗２２Ｂの端部にはグランド端子２３Ｂが各々設けられている。
【００３１】
そして、磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄの両端には、ＦＥＴ等の切換手段２４Ａと２４Ｂが形成されると共に、磁気抵抗２２Ａと２２Ｂの結合点には＋出力端子２５Ａが、磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄの結合点には−出力端子２５Ｂが各々設けられて、磁気検出素子２１が構成されている。
【００３２】
さらに、２６は同様に形成された磁気検出素子で、磁気検出素子２１に対し４５度傾けて重ねて形成されると共に、これらの＋出力端子２５Ａや−出力端子２５Ｂが、オペアンプ等の差動増幅手段２７Ａと２７Ｂに各々接続されている。
【００３３】
つまり、略矩形状に配列された四つの磁気抵抗２２Ａ〜２２Ｄの、対向する二つずつの磁気抵抗２２Ａと２２Ｂ、磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄを各々接続すると共に、この接続した一方の磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄの両端に、切換手段２４Ａと２４Ｂが設けられて、磁気検出素子２１や２６が形成されている。
【００３４】
また、図２において、３１は外周に平歯車部３１Ａが形成された回転体で、中央部には挿通するステアリング（図示せず）の軸と係合する係合部３１Ｂが設けられている。
【００３５】
そして、３２は外周に平歯車部３２Ａが形成された第一の検出体、３３は外周に第一の検出体３２とは歯数の異なる平歯車部３３Ａが形成された第二の検出体で、第一の検出体３２が回転体３１に、第二の検出体３３が第一の検出体３２に各々噛合すると共に、第一の検出体３２と第二の検出体３３の中央には、磁石３４と３５がインサート成形等により各々装着されている。
【００３６】
さらに、３６は第一の検出体３２と第二の検出体３３の上面にほぼ平行に配置された配線基板で、上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の検出体３２の磁石３４や第二の検出体３３の磁石３５との対向面には、磁気検出素子２１や２６が各々実装装着されている。
【００３７】
また、この磁気検出素子２１や２６が実装された配線基板３６には、マイコン等を実装して制御手段３７が形成され、この制御手段３７に配線パターンを介して、差動増幅手段２７Ａと２７Ｂ、切換手段２４Ａと２４Ｂが接続されて、回転角度検出装置が構成されている。
【００３８】
そして、このように構成された回転角度検出装置が、制御手段３７がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、自動車の電子回路（図示せず）に接続されると共に、回転体３１の係合部３１Ｂにはステアリングの軸が挿通されて、自動車に装着される。
【００３９】
また、磁気検出素子２１や２６の電源端子２３Ａが例えばＤＣ５Ｖの電源に、グランド端子２３Ｂがグランドに各々接続されると共に、切換手段２４Ａと２４Ｂの端子の一方は電源に、他方はグランドに各々接続される。
【００４０】
以上の構成において、運転時にステアリングを回転すると、回転体３１が回転し、これに連動して第一の検出体３２が、第一の検出体３２に連動して第二の検出体３３が各々回転するため、これらの中央に装着された磁石３４と３５も回転して、この磁石３４と３５の磁気の方向が変化し、これを磁気検出素子２１や２６が検出する。
【００４１】
そして、例えば、磁石３４と対向した磁気検出素子２１の＋出力端子２５Ａからは、図３（ａ）の波形図に示すような、磁気信号Ｌ１が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００４２】
また、この時、制御手段３７によって切換手段２４Ａと２４Ｂが切換えられ、切換手段２４Ａが電源に、切換手段２４Ｂがグランドに各々接続されていた場合には、−出力端子２５Ｂからは、図３（ｂ）に示すような、磁気信号Ｍ１が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００４３】
そして、先ず差動増幅手段２７Ａが、基準値２．５Ｖに対する磁気信号Ｌ１から磁気信号Ｍ１を減算した後、これを所定の大きさに増幅する、いわゆる差動増幅を行い、図３（ｃ）に示すような、例えば正弦波の磁気信号Ｎ１が、差動増幅手段２７Ａから制御手段３７に出力される。
【００４４】
さらに、この後、制御手段３７が上記とは逆に、切換手段２４Ａをグランドに、切換手段２４Ｂを電源に切換えると、＋出力端子２５Ａからは、図４（ａ）の波形図に示すような、上記と同様の磁気信号Ｌ１が差動増幅手段２７Ａに出力されるが、−出力端子２５Ｂからは、図４（ｂ）に示すような、上記とは逆の磁気信号Ｍ２が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００４５】
したがって、差動増幅手段２７Ａが上記と同様に、磁気信号Ｌ１からこの磁気信号Ｍ２を差動増幅した場合には、図４（ｃ）に示すような、磁気信号Ｎ３が差動増幅手段２７Ａから制御手段３７に出力されるが、この時、制御手段３７が基準値２．５Ｖに対する、切換手段２４Ａと２４Ｂを切換える前の磁気信号Ｎ１から、切換えた後の磁気信号Ｎ３を減算し、図４（ｄ）に示すような、正弦波の磁気信号Ｎ１への変換が行われる。
【００４６】
なお、同時に、磁気検出素子２１に対して４５度傾けて重ねて形成された磁気検出素子２６からも、差動増幅手段２７Ｂに磁気信号が出力されて差動増幅が行われるが、この場合にも制御手段３７が切換手段を切換え、切換え前の磁気信号から切換え後の磁気信号を減算して、余弦波の磁気信号への変換が行われる。
【００４７】
さらに、磁石３５と対向した磁気検出素子２１や２６からも同様に、差動増幅手段を介して磁気信号が制御手段３７に入力され、同様に制御手段３７が正弦波と余弦波の磁気信号への変換を行うが、この時、第一の検出体３２と第二の検出体３３の平歯車部３２Ａと３３Ａは歯数が異なっているため、これらは位相差のある波形となって制御手段３７に入力される。
【００４８】
そして、この第一の検出体３２と第二の検出体３３からの磁気信号と、各々の平歯車部の歯数から、制御手段３７が所定の演算を行って、回転体３１すなわちステアリングの回転角度を検出し、これが自動車本体の電子回路へ出力されて、車両の様々な制御が行われるように構成されている。
【００４９】
なお、この時、回転角度検出装置が使用されている周囲の温度が変化し、例えば２５度前後の常温から８５度前後の高温に変化して、磁気検出素子２１の四つの磁気抵抗２２Ａ〜２２Ｄの抵抗値の変化に差が生じる場合がある。
【００５０】
そして、例えば切換手段２４Ａが電源に、切換手段２４Ｂがグランドに各々切換えられた状態で、例えば磁気抵抗２２Ａだけの抵抗値が大きくなってしまった場合、磁気検出素子２１の＋出力端子２５Ａからは、図５（ａ）の波形図に示すような、電圧Ｖ１だけずれた磁気信号Ｌ２が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００５１】
これに対し、−出力端子２５Ｂからは図５（ｂ）に示すような、ずれのない磁気信号Ｍ１が差動増幅手段２７Ａに出力されるため、これらによって差動増幅手段２７Ａが差動増幅を行った場合、図５（ｃ）に示すような、電圧Ｖ２だけずれた磁気信号Ｎ２が、差動増幅手段２７Ａから制御手段３７に出力される。
【００５２】
しかし、この後、上述したように、制御手段３７が上記とは逆に、切換手段２４Ａをグランドに、切換手段２４Ｂを電源に切換えると、＋出力端子２５Ａからは、図６（ａ）の波形図に示すような、上記と同様の磁気信号Ｌ２が差動増幅手段２７Ａに出力されるが、−出力端子２５Ｂからは、図６（ｂ）に示すような、上記とは逆の磁気信号Ｍ２が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００５３】
そして、差動増幅手段２７Ａが上記と同様に、磁気信号Ｌ２からこの磁気信号Ｍ２を差動増幅した場合には、図６（ｃ）に示すような、電圧Ｖ２だけずれた磁気信号Ｎ４が差動増幅手段２７Ａから制御手段３７に出力されるが、この時、制御手段３７が基準値２．５Ｖに対する、切換手段２４Ａと２４Ｂを切換える前の磁気信号Ｎ２から、切換えた後の磁気信号Ｎ４を減算するため、これらは図６（ｄ）に示すような、ずれのない正弦波の磁気信号Ｎ１へ変換される。
【００５４】
つまり、常温から高温といった周囲の温度変化によって、例えば磁気抵抗２２Ａだけの抵抗値が大きくなってしまった場合、差動増幅手段２７Ａには磁気検出素子２１から電圧Ｖ１だけずれた磁気信号Ｌ２が出力され、これによって差動増幅された磁気信号Ｎ２やＮ４も電圧Ｖ２だけずれたものとなるが、制御手段３７がこれらを減算することによって、ずれのない正弦波の磁気信号Ｎ１が得られるようになっている。
【００５５】
すなわち、制御手段３７が磁気検出素子２１の切換手段２４Ａと２４Ｂを切換え、差動増幅手段２７Ａから入力された切換え前の磁気信号Ｎ２から、切換え後の磁気信号Ｎ４を減算して回転体３１の回転角度を検出することで、磁気抵抗２２Ａ〜２２Ｄに、温度による抵抗値変化の差があった場合でも、回転角度の検出に誤差がなく、高精度な検出を行うことができるように構成されている。
【００５６】
なお、以上の説明では、磁気抵抗２２Ａの抵抗値が大きくなった場合について説明したが、他の磁気抵抗２２Ｂや２２Ｃ、２２Ｄの抵抗値が大きくなった場合でも、同様に誤差がなく、高精度な回転角度の検出を行うことができる。
【００５７】
つまり、例えば切換手段２４Ａが電源に、切換手段２４Ｂがグランドに各々切換えられた状態で、例えば磁気抵抗２２Ｃだけの抵抗値が大きくなってしまった場合、磁気検出素子２１の＋出力端子２５Ａからは、図７（ａ）の波形図に示すような、ずれのない磁気信号Ｌ１が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００５８】
これに対し、磁気抵抗２２Ｃの抵抗値が大きな場合、−出力端子２５Ｂからは図７（ｂ）に示すような、電圧Ｖ１だけずれた磁気信号Ｍ３が差動増幅手段２７Ａに出力されるため、これらによって差動増幅手段２７Ａが差動増幅を行った場合、図７（ｃ）に示すような、電圧Ｖ２だけずれた磁気信号Ｎ５が、差動増幅手段２７Ａから制御手段３７に出力される。
【００５９】
しかし、この後、制御手段３７が上記とは逆に、切換手段２４Ａをグランドに、切換手段２４Ｂを電源に切換えると、＋出力端子２５Ａからは、図８（ａ）の波形図に示すような、上記と同様の磁気信号Ｌ１が差動増幅手段２７Ａに出力されるが、−出力端子２５Ｂからは、図８（ｂ）に示すような、上記とは逆で電圧Ｖ１だけずれた磁気信号Ｍ４が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００６０】
そして、差動増幅手段２７Ａが磁気信号Ｌ１からこの磁気信号Ｍ４を差動増幅した場合には、図８（ｃ）に示すような、電圧Ｖ２だけずれた磁気信号Ｎ６が差動増幅手段２７Ａから制御手段３７に出力され、制御手段３７がこの磁気信号Ｎ６を、図７（ｃ）に示した磁気信号Ｎ５から減算することで、図８（ｄ）に示すような、ずれのない正弦波の磁気信号Ｎ１に変換される。
【００６１】
すなわち、制御手段３７が磁気検出素子２１の切換手段２４Ａと２４Ｂを切換え、切換え前の磁気信号Ｎ５から切換え後の磁気信号Ｎ６を減算することによって、磁気抵抗２２Ａ以外の、例えば磁気抵抗２２Ｃだけの抵抗値が大きくなった場合でも、同様に誤差がなく、高精度な回転角度の検出を行うことができるようになっている。
【００６２】
このように本実施の形態によれば、略矩形状に配列された四つの磁気抵抗２２Ａ〜２２Ｄの、対向する二つずつの磁気抵抗２２Ａと２２Ｂ、磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄを接続すると共に、この接続した一方の両端に切換手段２４Ａと２４Ｂを設けて磁気検出素子２１を形成すると共に、これを第一の検出体３２や第二の検出体３３中央の磁石３４や３５に対向して配置し、制御手段３７が磁気検出素子２１の切換手段２４Ａと２４Ｂを切換え、差動増幅手段２７Ａを介した磁気抵抗２２からの複数の磁気信号を減算して、回転体３１の回転角度を検出することによって、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能な磁気検出素子２１、及びこれを用いた回転角度検出装置を得ることができるものである。
【００６３】
なお、以上の説明では、磁気検出素子２１や２６と差動増幅手段２７Ａや２７Ｂを別体に設け、これらを配線基板３６の配線パターンを介して接続した構成として説明したが、これらを一つのチップ部品として一体に形成した構成としても、本発明の実施は可能である。
【００６４】
また、磁気検出素子２１や２６と差動増幅手段２７Ａや２７Ｂ、制御手段３７を、配線基板３６の配線パターンを介して接続して、回転角度検出装置を形成した構成として説明したが、制御手段３７を車両の電子回路側に一体に形成した構成としてもよい。
【００６５】
さらに、以上の説明では、回転体３１に第一の検出体３２を噛合させ、この第一の検出体３２に第二の検出体３３を噛合させた構成の回転角度検出装置について説明したが、背景技術の項で説明したように、回転体３１に第一の検出体３２と第二の検出体３３の両方を噛合させた構成や、あるいは一方の検出体のみを回転体３１に噛合させた構成のものとしても、本発明の実施は可能である。
【００６６】
また、回転体３１や第一の検出体３２、第二の検出体３３の外周に各々平歯車部を形成し、これらが噛合して互いに連動して回転する構成について説明したが、平歯車部以外にも傘歯車等、他の形状の歯車を用いた構成や、あるいは歯車に代えて、回転を伝達できる凹凸部や高摩擦部などを回転体や各検出体の外周に形成し、これによって互いに連動して回転する構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明による磁気検出素子及びこれを用いた回転角度検出装置は、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能なものが得られ、主に自動車のステアリングの回転角度検出等に有用である。
【符号の説明】
【００６８】
２１、２６ 磁気検出素子
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ 磁気抵抗
２３Ａ 電源端子
２３Ｂ グランド端子
２４Ａ、２４Ｂ 切換手段
２５Ａ ＋出力端子
２５Ｂ −出力端子
２７Ａ、２７Ｂ 差動増幅手段
３１ 回転体
３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ 平歯車部
３１Ｂ 係合部
３２ 第一の検出体
３３ 第二の検出体
３４、３５ 磁石
３６ 配線基板
３７ 制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に自動車のステアリングの回転角度の検出等に用いられる磁気検出素子、及びこれを用いた回転角度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の高機能化が進むなか、様々な回転角度検出装置を用いてステアリングの回転角度を検出し、この回転角度を用いて車両の各種制御を行うものが増えている。
【０００３】
このような、従来の回転角度検出装置、及びこれに用いられる磁気検出素子について、図９〜図１２を用いて説明する。
【０００４】
図９は従来の磁気検出素子のブロック回路図、図１０は同回転角度検出装置の斜視図であり、同図において、１はＡＭＲ（異方性磁気抵抗）素子等の磁気検出素子で、四つの磁気抵抗２Ａ〜２Ｄが略矩形状に配列され接続されると共に、磁気抵抗２Ａと２Ｃの結合点には電源端子３Ａが、磁気抵抗２Ｂと２Ｄの結合点にはグランド端子３Ｂが各々設けられている。
【０００５】
そして、磁気抵抗２Ａと２Ｂの結合点には＋出力端子３Ｃが、磁気抵抗２Ｃと２Ｄの結合点には−出力端子３Ｄが各々形成されて、磁気検出素子１が構成されている。
【０００６】
さらに、４は同様に形成された磁気検出素子で、磁気検出素子１に対し４５度傾けて重ねて形成されると共に、これらの＋出力端子３Ｃや−出力端子３Ｄが、オペアンプ等の差動増幅手段７Ａと７Ｂに各々接続されている。
【０００７】
また、図１０において、１１は外周に平歯車部１１Ａが形成された回転体で、中央部には挿通するステアリング（図示せず）の軸と係合する係合部１１Ｂが設けられている。
【０００８】
そして、１２は外周に平歯車部１２Ａが形成された第一の検出体、１３は外周に第一の検出体１２とは歯数の異なる平歯車部１３Ａが形成された第二の検出体で、第一の検出体１２と第二の検出体１３が回転体１１に各々噛合すると共に、第一の検出体１２と第二の検出体１３の中央には、磁石１４と１５がインサート成形等により各々装着されている。
【０００９】
さらに、１６は第一の検出体１２と第二の検出体１３の上面にほぼ平行に配置された配線基板で、上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の検出体１２の磁石１４や第二の検出体１３の磁石１５との対向面には、磁気検出素子１や４が各々実装装着されている。
【００１０】
また、この磁気検出素子１や４が実装された配線基板１６には、マイコン等を実装して制御手段１７が形成され、この制御手段１７に配線パターンを介して、差動増幅手段７Ａと７Ｂが接続されて、回転角度検出装置が構成されている。
【００１１】
そして、このように構成された回転角度検出装置が、制御手段１７がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、自動車の電子回路（図示せず）に接続されると共に、磁気検出素子１や４の電源端子３Ａが例えばＤＣ５Ｖの電源に、グランド端子３Ｂがグランドに各々接続され、回転体１１の係合部１１Ｂにはステアリングの軸が挿通されて、自動車に装着される。
【００１２】
以上の構成において、運転時にステアリングを回転すると、回転体１１が回転し、これに連動して第一の検出体１２と第二の検出体１３が各々回転するため、これらの中央に装着された磁石１４と１５も回転して、この磁石１４と１５の磁気の方向が変化し、これを磁気検出素子１や４が検出する。
【００１３】
そして、例えば、磁石１４と対向した磁気検出素子１の＋出力端子３Ｃからは、図１１（ａ）の波形図に示すような磁気信号Ｌ１が、−出力端子３Ｄからは、図１１（ｂ）に示すような磁気信号Ｍ１が各々差動増幅手段７Ａに出力され、差動増幅手段７Ａが例えば、基準値２．５Ｖに対する磁気信号Ｌ１から磁気信号Ｍ１を減算した後、これを所定の大きさに増幅する、いわゆる差動増幅を行い、図１１（ｃ）に示すような、例えば正弦波の磁気信号Ｎ１が、差動増幅手段７Ａから制御手段１７に出力される。
【００１４】
また、同時に、磁気検出素子１に対して４５度傾けて重ねて形成された磁気検出素子４からも、差動増幅手段７Ｂに磁気信号が出力されて差動増幅が行われ、差動増幅手段７Ｂからは余弦波の磁気信号が制御手段１７に出力される。
【００１５】
さらに、磁石１５と対向した磁気検出素子１や４からも同様に、正弦波と余弦波の出力信号が差動増幅手段を介して制御手段１７に出力されるが、第一の検出体１２と第二の検出体１３の平歯車部１２Ａと１３Ａは歯数が異なっているため、これらは位相差のある波形となって制御手段１７に入力される。
【００１６】
そして、この第一の検出体１２と第二の検出体１３からの磁気信号と、各々の平歯車部の歯数から、制御手段１７が所定の演算を行って、回転体１１すなわちステアリングの回転角度を検出し、これが自動車本体の電子回路へ出力されて、車両の様々な制御が行われるように構成されている。
【００１７】
なお、この時、回転角度検出装置が使用されている周囲の温度が変化し、例えば２５度前後の常温から８５度前後の高温に変化して、磁気検出素子１の四つの磁気抵抗２Ａ〜２Ｄの抵抗値の変化に差が生じた場合、例えば磁気抵抗２Ａだけの抵抗値が大きくなってしまった場合、磁気検出素子１の＋出力端子３Ｃからは、図１２（ａ）の波形図に示すような、電圧Ｖ１だけずれた磁気信号Ｌ２が差動増幅手段７Ａに出力される。
【００１８】
これに対し、−出力端子３Ｄからは図１２（ｂ）に示すような、ずれのない磁気信号Ｍ１が差動増幅手段７Ａに出力されるため、これらによって差動増幅手段７Ａが差動増幅を行った場合、図１２（ｃ）に示すような、電圧Ｖ２だけずれた磁気信号Ｎ２が、差動増幅手段７Ａから制御手段１７に出力される。
【００１９】
したがって、このようなずれた磁気信号Ｎ２を用いて、制御手段１７が回転体１１の回転角度の演算を行った場合、角度として０．５度前後のものではあるが、回転角度の検出に誤差が生じてしまい、精度の劣った回転角度の検出となってしまうものであった。
【００２０】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００９−１９８１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上記従来の磁気検出素子及びこれを用いた回転角度検出装置においては、使用されている周囲の温度が変化し、特に常温から高温に変化した場合、磁気検出素子１の磁気抵抗２Ａ〜２Ｄの抵抗値の変化の差によって、差動増幅手段７Ａに出力される磁気信号Ｌ２にずれが発生し、回転角度の検出に誤差が生じてしまう場合があるため、高精度な角度検出を行うことが困難であるという課題があった。
【００２３】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能な磁気検出素子、及びこれを用いた回転角度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。
【００２５】
本発明の請求項１に記載の発明は、略矩形状に配列された四つの磁気抵抗の、対向する二つずつの磁気抵抗を接続すると共に、この接続した一方の両端に切換手段を設けて磁気検出素子を構成したものであり、この磁気検出素子を検出体の磁石に対向して配置し、制御手段によって回転体の回転角度の検出を行う際、磁気抵抗に温度による抵抗値変化の差があった場合でも、制御手段が磁気検出素子の切換手段を切換え、磁気抵抗からの複数の磁気信号を減算して回転角度を検出することで、回転角度の正しい検出を行うことができるため、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能な磁気検出素子を得ることができるという作用を有する。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の磁気検出素子を、回転体に連動して回転する検出体中央の磁石に対向して配置し、制御手段が磁気検出素子の切換手段を切換え、磁気抵抗からの複数の磁気信号を減算して回転角度を検出するようにして回転角度検出装置を構成したものであり、誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能な回転角度検出装置を実現することができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように本発明によれば、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能な磁気検出素子、及びこれを用いた回転角度検出装置を実現することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態による磁気検出素子のブロック回路図
【図２】同回転角度検出装置の斜視図
【図３】同波形図
【図４】同波形図
【図５】同波形図
【図６】同波形図
【図７】同波形図
【図８】同波形図
【図９】従来の磁気検出素子のブロック回路図
【図１０】同回転角度検出装置の斜視図
【図１１】同波形図
【図１２】同波形図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図８を用いて説明する。
【００３０】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による磁気検出素子のブロック回路図、図２は同回転角度検出装置の斜視図であり、同図において、２１は磁気検出素子で、四つの磁気抵抗２２Ａ〜２２Ｄが略矩形状に配列されると共に、対向する二つずつの磁気抵抗２２Ａと２２Ｂ、磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄが各々接続され、磁気抵抗２２Ａの端部には電源端子２３Ａが、磁気抵抗２２Ｂの端部にはグランド端子２３Ｂが各々設けられている。
【００３１】
そして、磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄの両端には、ＦＥＴ等の切換手段２４Ａと２４Ｂが形成されると共に、磁気抵抗２２Ａと２２Ｂの結合点には＋出力端子２５Ａが、磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄの結合点には−出力端子２５Ｂが各々設けられて、磁気検出素子２１が構成されている。
【００３２】
さらに、２６は同様に形成された磁気検出素子で、磁気検出素子２１に対し４５度傾けて重ねて形成されると共に、これらの＋出力端子２５Ａや−出力端子２５Ｂが、オペアンプ等の差動増幅手段２７Ａと２７Ｂに各々接続されている。
【００３３】
つまり、略矩形状に配列された四つの磁気抵抗２２Ａ〜２２Ｄの、対向する二つずつの磁気抵抗２２Ａと２２Ｂ、磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄを各々接続すると共に、この接続した一方の磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄの両端に、切換手段２４Ａと２４Ｂが設けられて、磁気検出素子２１や２６が形成されている。
【００３４】
また、図２において、３１は外周に平歯車部３１Ａが形成された回転体で、中央部には挿通するステアリング（図示せず）の軸と係合する係合部３１Ｂが設けられている。
【００３５】
そして、３２は外周に平歯車部３２Ａが形成された第一の検出体、３３は外周に第一の検出体３２とは歯数の異なる平歯車部３３Ａが形成された第二の検出体で、第一の検出体３２が回転体３１に、第二の検出体３３が第一の検出体３２に各々噛合すると共に、第一の検出体３２と第二の検出体３３の中央には、磁石３４と３５がインサート成形等により各々装着されている。
【００３６】
さらに、３６は第一の検出体３２と第二の検出体３３の上面にほぼ平行に配置された配線基板で、上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成されると共に、第一の検出体３２の磁石３４や第二の検出体３３の磁石３５との対向面には、磁気検出素子２１や２６が各々実装装着されている。
【００３７】
また、この磁気検出素子２１や２６が実装された配線基板３６には、マイコン等を実装して制御手段３７が形成され、この制御手段３７に配線パターンを介して、差動増幅手段２７Ａと２７Ｂ、切換手段２４Ａと２４Ｂが接続されて、回転角度検出装置が構成されている。
【００３８】
そして、このように構成された回転角度検出装置が、制御手段３７がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、自動車の電子回路（図示せず）に接続されると共に、回転体３１の係合部３１Ｂにはステアリングの軸が挿通されて、自動車に装着される。
【００３９】
また、磁気検出素子２１や２６の電源端子２３Ａが例えばＤＣ５Ｖの電源に、グランド端子２３Ｂがグランドに各々接続されると共に、切換手段２４Ａと２４Ｂの端子の一方は電源に、他方はグランドに各々接続される。
【００４０】
以上の構成において、運転時にステアリングを回転すると、回転体３１が回転し、これに連動して第一の検出体３２が、第一の検出体３２に連動して第二の検出体３３が各々回転するため、これらの中央に装着された磁石３４と３５も回転して、この磁石３４と３５の磁気の方向が変化し、これを磁気検出素子２１や２６が検出する。
【００４１】
そして、例えば、磁石３４と対向した磁気検出素子２１の＋出力端子２５Ａからは、図３（ａ）の波形図に示すような、磁気信号Ｌ１が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００４２】
また、この時、制御手段３７によって切換手段２４Ａと２４Ｂが切換えられ、切換手段２４Ａが電源に、切換手段２４Ｂがグランドに各々接続されていた場合には、−出力端子２５Ｂからは、図３（ｂ）に示すような、磁気信号Ｍ１が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００４３】
そして、先ず差動増幅手段２７Ａが、基準値２．５Ｖに対する磁気信号Ｌ１から磁気信号Ｍ１を減算した後、これを所定の大きさに増幅する、いわゆる差動増幅を行い、図３（ｃ）に示すような、例えば正弦波の磁気信号Ｎ１が、差動増幅手段２７Ａから制御手段３７に出力される。
【００４４】
さらに、この後、制御手段３７が上記とは逆に、切換手段２４Ａをグランドに、切換手段２４Ｂを電源に切換えると、＋出力端子２５Ａからは、図４（ａ）の波形図に示すような、上記と同様の磁気信号Ｌ１が差動増幅手段２７Ａに出力されるが、−出力端子２５Ｂからは、図４（ｂ）に示すような、上記とは逆の磁気信号Ｍ２が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００４５】
したがって、差動増幅手段２７Ａが上記と同様に、磁気信号Ｌ１からこの磁気信号Ｍ２を差動増幅した場合には、図４（ｃ）に示すような、磁気信号Ｎ３が差動増幅手段２７Ａから制御手段３７に出力されるが、この時、制御手段３７が基準値２．５Ｖに対する、切換手段２４Ａと２４Ｂを切換える前の磁気信号Ｎ１から、切換えた後の磁気信号Ｎ３を減算し、図４（ｄ）に示すような、正弦波の磁気信号Ｎ１への変換が行われる。
【００４６】
なお、同時に、磁気検出素子２１に対して４５度傾けて重ねて形成された磁気検出素子２６からも、差動増幅手段２７Ｂに磁気信号が出力されて差動増幅が行われるが、この場合にも制御手段３７が切換手段を切換え、切換え前の磁気信号から切換え後の磁気信号を減算して、余弦波の磁気信号への変換が行われる。
【００４７】
さらに、磁石３５と対向した磁気検出素子２１や２６からも同様に、差動増幅手段を介して磁気信号が制御手段３７に入力され、同様に制御手段３７が正弦波と余弦波の磁気信号への変換を行うが、この時、第一の検出体３２と第二の検出体３３の平歯車部３２Ａと３３Ａは歯数が異なっているため、これらは位相差のある波形となって制御手段３７に入力される。
【００４８】
そして、この第一の検出体３２と第二の検出体３３からの磁気信号と、各々の平歯車部の歯数から、制御手段３７が所定の演算を行って、回転体３１すなわちステアリングの回転角度を検出し、これが自動車本体の電子回路へ出力されて、車両の様々な制御が行われるように構成されている。
【００４９】
なお、この時、回転角度検出装置が使用されている周囲の温度が変化し、例えば２５度前後の常温から８５度前後の高温に変化して、磁気検出素子２１の四つの磁気抵抗２２Ａ〜２２Ｄの抵抗値の変化に差が生じる場合がある。
【００５０】
そして、例えば切換手段２４Ａが電源に、切換手段２４Ｂがグランドに各々切換えられた状態で、例えば磁気抵抗２２Ａだけの抵抗値が大きくなってしまった場合、磁気検出素子２１の＋出力端子２５Ａからは、図５（ａ）の波形図に示すような、電圧Ｖ１だけずれた磁気信号Ｌ２が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００５１】
これに対し、−出力端子２５Ｂからは図５（ｂ）に示すような、ずれのない磁気信号Ｍ１が差動増幅手段２７Ａに出力されるため、これらによって差動増幅手段２７Ａが差動増幅を行った場合、図５（ｃ）に示すような、電圧Ｖ２だけずれた磁気信号Ｎ２が、差動増幅手段２７Ａから制御手段３７に出力される。
【００５２】
しかし、この後、上述したように、制御手段３７が上記とは逆に、切換手段２４Ａをグランドに、切換手段２４Ｂを電源に切換えると、＋出力端子２５Ａからは、図６（ａ）の波形図に示すような、上記と同様の磁気信号Ｌ２が差動増幅手段２７Ａに出力されるが、−出力端子２５Ｂからは、図６（ｂ）に示すような、上記とは逆の磁気信号Ｍ２が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００５３】
そして、差動増幅手段２７Ａが上記と同様に、磁気信号Ｌ２からこの磁気信号Ｍ２を差動増幅した場合には、図６（ｃ）に示すような、電圧Ｖ２だけずれた磁気信号Ｎ４が差動増幅手段２７Ａから制御手段３７に出力されるが、この時、制御手段３７が基準値２．５Ｖに対する、切換手段２４Ａと２４Ｂを切換える前の磁気信号Ｎ２から、切換えた後の磁気信号Ｎ４を減算するため、これらは図６（ｄ）に示すような、ずれのない正弦波の磁気信号Ｎ１へ変換される。
【００５４】
つまり、常温から高温といった周囲の温度変化によって、例えば磁気抵抗２２Ａだけの抵抗値が大きくなってしまった場合、差動増幅手段２７Ａには磁気検出素子２１から電圧Ｖ１だけずれた磁気信号Ｌ２が出力され、これによって差動増幅された磁気信号Ｎ２やＮ４も電圧Ｖ２だけずれたものとなるが、制御手段３７がこれらを減算することによって、ずれのない正弦波の磁気信号Ｎ１が得られるようになっている。
【００５５】
すなわち、制御手段３７が磁気検出素子２１の切換手段２４Ａと２４Ｂを切換え、差動増幅手段２７Ａから入力された切換え前の磁気信号Ｎ２から、切換え後の磁気信号Ｎ４を減算して回転体３１の回転角度を検出することで、磁気抵抗２２Ａ〜２２Ｄに、温度による抵抗値変化の差があった場合でも、回転角度の検出に誤差がなく、高精度な検出を行うことができるように構成されている。
【００５６】
なお、以上の説明では、磁気抵抗２２Ａの抵抗値が大きくなった場合について説明したが、他の磁気抵抗２２Ｂや２２Ｃ、２２Ｄの抵抗値が大きくなった場合でも、同様に誤差がなく、高精度な回転角度の検出を行うことができる。
【００５７】
つまり、例えば切換手段２４Ａが電源に、切換手段２４Ｂがグランドに各々切換えられた状態で、例えば磁気抵抗２２Ｃだけの抵抗値が大きくなってしまった場合、磁気検出素子２１の＋出力端子２５Ａからは、図７（ａ）の波形図に示すような、ずれのない磁気信号Ｌ１が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００５８】
これに対し、磁気抵抗２２Ｃの抵抗値が大きな場合、−出力端子２５Ｂからは図７（ｂ）に示すような、電圧Ｖ１だけずれた磁気信号Ｍ３が差動増幅手段２７Ａに出力されるため、これらによって差動増幅手段２７Ａが差動増幅を行った場合、図７（ｃ）に示すような、電圧Ｖ２だけずれた磁気信号Ｎ５が、差動増幅手段２７Ａから制御手段３７に出力される。
【００５９】
しかし、この後、制御手段３７が上記とは逆に、切換手段２４Ａをグランドに、切換手段２４Ｂを電源に切換えると、＋出力端子２５Ａからは、図８（ａ）の波形図に示すような、上記と同様の磁気信号Ｌ１が差動増幅手段２７Ａに出力されるが、−出力端子２５Ｂからは、図８（ｂ）に示すような、上記とは逆で電圧Ｖ１だけずれた磁気信号Ｍ４が差動増幅手段２７Ａに出力される。
【００６０】
そして、差動増幅手段２７Ａが磁気信号Ｌ１からこの磁気信号Ｍ４を差動増幅した場合には、図８（ｃ）に示すような、電圧Ｖ２だけずれた磁気信号Ｎ６が差動増幅手段２７Ａから制御手段３７に出力され、制御手段３７がこの磁気信号Ｎ６を、図７（ｃ）に示した磁気信号Ｎ５から減算することで、図８（ｄ）に示すような、ずれのない正弦波の磁気信号Ｎ１に変換される。
【００６１】
すなわち、制御手段３７が磁気検出素子２１の切換手段２４Ａと２４Ｂを切換え、切換え前の磁気信号Ｎ５から切換え後の磁気信号Ｎ６を減算することによって、磁気抵抗２２Ａ以外の、例えば磁気抵抗２２Ｃだけの抵抗値が大きくなった場合でも、同様に誤差がなく、高精度な回転角度の検出を行うことができるようになっている。
【００６２】
このように本実施の形態によれば、略矩形状に配列された四つの磁気抵抗２２Ａ〜２２Ｄの、対向する二つずつの磁気抵抗２２Ａと２２Ｂ、磁気抵抗２２Ｃと２２Ｄを接続すると共に、この接続した一方の両端に切換手段２４Ａと２４Ｂを設けて磁気検出素子２１を形成すると共に、これを第一の検出体３２や第二の検出体３３中央の磁石３４や３５に対向して配置し、制御手段３７が磁気検出素子２１の切換手段２４Ａと２４Ｂを切換え、差動増幅手段２７Ａを介した磁気抵抗２２からの複数の磁気信号を減算して、回転体３１の回転角度を検出することによって、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能な磁気検出素子２１、及びこれを用いた回転角度検出装置を得ることができるものである。
【００６３】
なお、以上の説明では、磁気検出素子２１や２６と差動増幅手段２７Ａや２７Ｂを別体に設け、これらを配線基板３６の配線パターンを介して接続した構成として説明したが、これらを一つのチップ部品として一体に形成した構成としても、本発明の実施は可能である。
【００６４】
また、磁気検出素子２１や２６と差動増幅手段２７Ａや２７Ｂ、制御手段３７を、配線基板３６の配線パターンを介して接続して、回転角度検出装置を形成した構成として説明したが、制御手段３７を車両の電子回路側に一体に形成した構成としてもよい。
【００６５】
さらに、以上の説明では、回転体３１に第一の検出体３２を噛合させ、この第一の検出体３２に第二の検出体３３を噛合させた構成の回転角度検出装置について説明したが、背景技術の項で説明したように、回転体３１に第一の検出体３２と第二の検出体３３の両方を噛合させた構成や、あるいは一方の検出体のみを回転体３１に噛合させた構成のものとしても、本発明の実施は可能である。
【００６６】
また、回転体３１や第一の検出体３２、第二の検出体３３の外周に各々平歯車部を形成し、これらが噛合して互いに連動して回転する構成について説明したが、平歯車部以外にも傘歯車等、他の形状の歯車を用いた構成や、あるいは歯車に代えて、回転を伝達できる凹凸部や高摩擦部などを回転体や各検出体の外周に形成し、これによって互いに連動して回転する構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明による磁気検出素子及びこれを用いた回転角度検出装置は、温度変化等による誤差がなく、高精度で確実な回転角度の検出が可能なものが得られ、主に自動車のステアリングの回転角度検出等に有用である。
【符号の説明】
【００６８】
２１、２６ 磁気検出素子
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ 磁気抵抗
２３Ａ 電源端子
２３Ｂ グランド端子
２４Ａ、２４Ｂ 切換手段
２５Ａ ＋出力端子
２５Ｂ −出力端子
２７Ａ、２７Ｂ 差動増幅手段
３１ 回転体
３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ 平歯車部
３１Ｂ 係合部
３２ 第一の検出体
３３ 第二の検出体
３４、３５ 磁石
３６ 配線基板
３７ 制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略矩形状に配列された四つの磁気抵抗の、対向する二つずつの磁気抵抗を接続すると共に、この接続した一方の両端に切換手段を設けた磁気検出素子。
【請求項２】
ステアリングに連動して回転する回転体と、この回転体に連動して回転する検出体と、この検出体の中央に装着された磁石と、この磁石に対向して配置された請求項１記載の磁気検出素子と、この磁気検出素子に接続された制御手段からなり、上記制御手段が上記磁気検出素子の切換手段を切換え、磁気抵抗からの複数の磁気信号を減算して、上記回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置。
【請求項１】
略矩形状に配列された四つの磁気抵抗の、対向する二つずつの磁気抵抗を接続すると共に、この接続した一方の両端に切換手段を設けた磁気検出素子。
【請求項２】
ステアリングに連動して回転する回転体と、この回転体に連動して回転する検出体と、この検出体の中央に装着された磁石と、この磁石に対向して配置された請求項１記載の磁気検出素子と、この磁気検出素子に接続された制御手段からなり、上記制御手段が上記磁気検出素子の切換手段を切換え、磁気抵抗からの複数の磁気信号を減算して、上記回転体の回転角度を検出する回転角度検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−７８２０７（Ｐ２０１２−７８２０７Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２３７４９（Ｐ２０１０−２２３７４９）
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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