特開 2024-153179 位置検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024153179

(43)【公開日】2024-10-29

(54)【発明の名称】位置検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/16 20060101AFI20241022BHJP

【ＦＩ】

G01D5/16 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023066911

(22)【出願日】2023-04-17

(71)【出願人】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鷲平 雅彦

【テーマコード（参考）】

2F077

【Ｆターム（参考）】

2F077AA12

2F077JJ01

2F077JJ09

2F077JJ23

2F077TT13

(57)【要約】

【課題】磁気ヒステリシスの影響を抑制して軸周りに移動する磁石の回転方向の位置を安定して検出する。
【解決手段】感磁抵抗ＭＲ１１および固定抵抗ＭＲ１２の各々は、延在方向に磁化している複数の直線状延在部が直列に接続されて折り返すように配置された磁気抵抗効果素子で構成されている。固定抵抗ＭＲ１２において、複数の直線状延在部の全数は、第１方向(Ｙ軸方向)に沿って延在している。感磁抵抗ＭＲ１２において、複数の直線状延在部の全数または半数は、磁石からの磁界の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしている。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

仮想軸の周りを移動可能に設けられ、前記仮想軸に沿う第１方向に着磁された磁石と、
前記仮想軸の径方向において前記磁石より外側に位置し、感磁抵抗および固定抵抗を含むブリッジ回路が形成された感磁面を有する磁気センサとを備え、
前記磁気センサは、前記磁気センサと前記磁石とが最も接近しているときの前記磁石の重心を通過しつつ前記仮想軸と直交する仮想線に対して前記第１方向において偏って位置しており、
前記感磁面は、前記第１方向、および前記仮想線に沿う第２方向の、各々に沿って延在しており、
前記感磁抵抗および前記固定抵抗の各々は、延在方向に磁化している複数の直線状延在部が直列に接続されて折り返すように配置された磁気抵抗効果素子で構成されており、
前記固定抵抗において、前記複数の直線状延在部の全数は、前記第１方向に沿って延在しており、
前記感磁抵抗において、前記複数の直線状延在部の全数または半数は、前記磁石からの磁界の印加方向に傾斜して前記第２方向に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしている、位置検出装置。

【請求項2】

前記感磁抵抗において、前記複数の直線状延在部の半数は、前記磁石からの磁界の印加方向に傾斜して前記第２方向に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしており、かつ、前記複数の直線状延在部の残りの半数は、前記磁石からの磁界の印加方向とは反対向きに傾斜して前記第２方向に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている、請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項3】

前記感磁抵抗において、前記複数の直線状延在部の前記半数が直列に接続されて折り返すように配置された複数の第１折り返し部と、前記複数の直線状延在部の前記残りの半数が直列に接続されて折り返すように配置された複数の第２折り返し部とが、前記第１方向に並んで配置されている、請求項２に記載の位置検出装置。

【請求項4】

前記感磁抵抗において、前記複数の直線状延在部の前記半数のうちの２つが直列に接続されて折り返すように配置された第１折り返し部と、前記複数の直線状延在部の前記残りの半数のうちの２つが直列に接続されて折り返すように配置された第２折り返し部とが、前記第１方向に交互に並んで配置されている、請求項２に記載の位置検出装置。

【請求項5】

前記感磁抵抗において、前記複数の直線状延在部の前記半数のうちの１つと前記複数の直線状延在部の前記残りの半数のうちの１つとが前記第２方向に並んで接続されたＶ字状部または逆Ｖ字状部が、前記第１方向に並びつつ直列に接続されて折り返すように配置されている、請求項２に記載の位置検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気検出素子の構成を開示した先行技術文献として、特許第３０５８８９９号(特許文献１)がある。特許文献１に記載された磁気検出素子においては、強磁性磁気電気抵抗材料により電流通路となる複数の細長い短冊部を折り返し配置する。これらの短冊部を直列に結合した磁気検出用と温度補償用の各抵抗体を、無磁界状態での抵抗値が略等しくなるように絶縁性基板上に形成する。これらの磁気検出用と温度補償用の抵抗体を構成するそれぞれの短冊部を、流れる電流の平均方向が互いに略直角となるように配置する。これらの磁気検出用と温度補償用の抵抗体を直列に結合する。磁気の接近を、磁気電気抵抗効果による磁気検出用抵抗体の電気抵抗の変化で検出する。磁気検出用の抵抗体は、両側の短冊部のなす角度θが０゜＜θ≦７５゜であって、片側の短冊部がそれぞれ平行に形成されたハの字状に配置されることにより、磁気の接近による磁気電気抵抗効果による電気抵抗変化が温度補償用の抵抗体より大きくなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３０５８８９９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された磁気検出素子は、往復運動するピストンに組み込まれた磁石の磁界を検出することにより直線方向の位置を検出しており、軸周りに移動する磁石の磁界を検出することにより回転方向の位置を検出することについては考慮されていない。

【0005】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、磁気ヒステリシスの影響を抑制して軸周りに移動する磁石の回転方向の位置を安定して検出可能な位置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】

【0006】

本発明に基づく位置検出装置は、磁石と、磁気センサとを備える。磁石は、仮想軸の周りを移動可能に設けられ、上記仮想軸に沿う第１方向に着磁されている。磁気センサは、上記仮想軸の径方向において磁石より外側に位置し、感磁抵抗および固定抵抗を含むブリッジ回路が形成された感磁面を有する。磁気センサは、磁気センサと磁石とが最も接近しているときの磁石の重心を通過しつつ上記仮想軸と直交する仮想線に対して第１方向において偏って位置している。感磁面は、第１方向、および上記仮想線に沿う第２方向の、各々に沿って延在している。感磁抵抗および固定抵抗の各々は、延在方向に磁化している複数の直線状延在部が直列に接続されて折り返すように配置された磁気抵抗効果素子で構成されている。固定抵抗において、複数の直線状延在部の全数は、第１方向に沿って延在している。感磁抵抗において、複数の直線状延在部の全数または半数は、磁石からの磁界の印加方向に傾斜して第２方向に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、磁気ヒステリシスの影響を抑制して軸周りに移動する磁石の回転方向の位置を安定して検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態１に係る位置検出装置の構成を示す斜視図である。

【図2】図１に示す位置にある磁石から磁気センサの感磁面に印加される磁界を模式的に示す図である。

【図3】磁石の回転角度と、磁石から磁気センサの感磁面に印加される磁界の強度との関係を示すグラフである。

【図4】磁石の回転角度と、磁石から磁気センサの感磁面に印加される磁界の印加方向との関係を示すグラフである。

【図5】比較例に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。

【図6】比較例に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が第２方向の一方であるときの状態を示す図である。

【図7】比較例に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が第２方向の一方であるときに、磁石から磁界が印加された状態を示す図である。

【図8】比較例に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が第２方向の他方であるときの状態を示す図である。

【図9】比較例に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が第２方向の他方であるときに、磁石から磁界が印加された状態を示す図である。

【図10】本発明の実施形態１に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。

【図11】本発明の実施形態１に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の一方であるときの状態を示す図である。

【図12】本発明の実施形態１に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の一方であるときに、磁石から磁界が印加された状態を示す図である。

【図13】本発明の実施形態１に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の他方であるときの状態を示す図である。

【図14】本発明の実施形態１に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の他方であるときに、磁石から磁界が印加された状態を示す図である。

【図15】本発明の実施形態２に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。

【図16】本発明の実施形態２に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の一方であるときの状態を示す図である。

【図17】本発明の実施形態２に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の一方であるときに、磁石から磁界が印加された状態を示す図である。

【図18】本発明の実施形態２に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の他方であるときの状態を示す図である。

【図19】本発明の実施形態２に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の他方であるときに、磁石から磁界が印加された状態を示す図である。

【図20】比較例に係る磁気センサに対して、磁石から磁界を印加する直前に第２方向の一方に磁界を印加して感磁抵抗の直線状延在部の磁化方向を第２方向の一方にした場合の、磁石の回転角度と磁気センサの出力電圧との関係を示すグラフである。

【図21】比較例に係る磁気センサに対して、磁石から磁界を印加する直前に第２方向の他方に磁界を印加して感磁抵抗の直線状延在部の磁化方向を第２方向の他方にした場合の、磁石の回転角度と磁気センサの出力電圧との関係を示すグラフである。

【図22】本発明の実施形態２に係る磁気センサに対して、磁石から磁界を印加する直前に第２方向の一方に磁界を印加して感磁抵抗の直線状延在部の磁化方向を直線状延在部の延在方向の一方にした場合の、磁石の回転角度と磁気センサの出力電圧との関係を示すグラフである。

【図23】本発明の実施形態２に係る磁気センサに対して、磁石から磁界を印加する直前に第２方向の他方に磁界を印加して感磁抵抗の直線状延在部の磁化方向を直線状延在部の延在方向の他方にした場合の、磁石の回転角度と磁気センサの出力電圧との関係を示すグラフである。

【図24】本発明の実施形態３に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。

【図25】本発明の実施形態４に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。

【図26】本発明の実施形態５に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。

【図27】本発明の実施形態６に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。

【図28】本発明の実施形態７に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の各実施形態および比較例に係る位置検出装置について図を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

【0010】

(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る位置検出装置の構成を示す斜視図である。図１に示すように、本発明の実施形態１に係る位置検出装置１００は、磁石１２０と、磁気センサ１１０とを備える。磁石１２０は、仮想軸ＶＡの周りを移動可能に設けられ、仮想軸ＶＡに沿う第１方向(Ｙ軸方向)に着磁されている。すなわち、磁石１２０の着磁方向Ｄ１は、第１方向(Ｙ軸方向)の一方に向いている。磁石１２０は、仮想軸ＶＡを中心として回転方向Ｄ２に移動可能に設けられている。本実施形態においては、磁石１２０は、中心軸Ａに沿って延在する円柱状の形状を有している。中心軸Ａ上に、磁石１２０の重心Ｃが位置している。

【0011】

磁気センサ１１０は、仮想軸ＶＡの径方向において磁石１２０より外側に位置し、感磁抵抗および固定抵抗を含むブリッジ回路が形成された感磁面１１１を有する。図１に示すように、磁気センサ１１０は、磁気センサ１１０と磁石１２０とが最も接近しているときの磁石１２０の重心Ｃを通過しつつ仮想軸ＶＡと直交する仮想線ＶＬに対して第１方向(Ｙ軸方向)において偏って位置している。本実施形態においては、磁気センサ１１０は、仮想線ＶＬに対して第１方向(Ｙ軸方向)の一方側のみに位置している。なお、磁気センサ１１０は、仮想線ＶＬに対して第１方向(Ｙ軸方向)において偏って位置していればよく、仮想線ＶＬに関して第１方向(Ｙ軸方向)の一方側および他方側の両方に位置していてもよい。

【0012】

図２は、図１に示す位置にある磁石から磁気センサの感磁面に印加される磁界を模式的に示す図である。図１および図２に示すように、磁気センサ１１０の感磁面１１１は、第１方向(Ｙ軸方向)、および仮想線ＶＬに沿う第２方向(Ｘ軸方向)の、各々に沿って延在している。磁気センサ１１０が仮想線ＶＬに対して第１方向(Ｙ軸方向)の一方側のみに位置していることにより、磁石１２０の磁界Ｂ１は、図２に示すように、第１方向(Ｙ軸方向)に対して斜め方向に、具体的には、第１方向(Ｙ軸方向)の他方かつ第２方向(Ｘ軸方向)の一方に向かって磁気センサ１１０の感磁面１１１に印加される。

【0013】

図３は、磁石の回転角度と、磁石から磁気センサの感磁面に印加される磁界の強度との関係を示すグラフである。図４は、磁石の回転角度と、磁石から磁気センサの感磁面に印加される磁界の印加方向との関係を示すグラフである。図３においては、縦軸に、磁界の強度(ｍＴ)，横軸に、磁石の回転角度θｍ(ｄｅｇ)を示している。また、第２方向(Ｘ軸方向)の磁界成分を実線、第１方向(Ｙ軸方向)の磁界成分を点線で示している。図４においては、縦軸に、磁界の印加方向(ｄｅｇ)，横軸に、磁石の回転角度θｍ(ｄｅｇ)を示している。

【0014】

なお、磁石の回転角度θｍは、磁石１２０が回転方向Ｄ２に回転した角度であり、図１に示す仮想線ＶＬは、回転角度θｍ＝０となる基準線である。磁界の印加方向は、図２に示すように、第２方向(Ｘ軸方向)に対する角度であり、第２方向(Ｘ軸方向)の一方に向いた方向を０°とし、第１方向(Ｙ軸方向)の一方に向いた方向を９０°とする。

【0015】

図３に示すように、磁石１２０から磁気センサ１１０の感磁面１１１に印加される第２方向(Ｘ軸方向)の磁界成分の強度は、回転角度θｍ＝０のとき最も大きくなり、回転角度θｍが０°から離れるにしたがって小さくなる。磁石１２０から磁気センサ１１０の感磁面１１１に印加される第１方向(Ｙ軸方向)の磁界成分の強度の絶対値は、回転角度θｍ＝０のとき最も大きくなり、回転角度θｍが０°から離れるにしたがって小さくなる。

【0016】

図４に示すように、磁界の印加方向の角度は、磁石１２０の回転角度θｍ＝０のとき－７１°で最も大きくなり、磁石１２０の回転角度θｍ＝±１８０°のとき－８５°で最も小さくなる。すなわち、本実施形態においては、磁石１２０から磁気センサ１１０の感磁面１１１に印加される磁界の印加方向は、１４°の範囲内で変化する。

【0017】

図１に示すように磁石１２０の回転角度θｍ＝０で磁気センサ１１０と磁石１２０とが最も接近しているとき、磁石１２０から磁気センサ１１０の感磁面１１１に印加される磁界の強度が最も大きく、かつ、図４に示すように磁界の印加方向の角度が最も大きくなるため、図３に示すように第２方向(Ｘ軸方向)の磁界成分の強度および第１方向(Ｙ軸方向)の磁界成分の強度の絶対値が最も大きくなる。磁石１２０が移動して、磁気センサ１１０と磁石１２０との距離が離れるにしたがって磁石１２０から磁気センサ１１０の感磁面１１１に印加される磁界の強度が低下するとともに図４に示すように磁界の印加方向の角度が小さくなるため、図３に示すように第２方向(Ｘ軸方向)の磁界成分の強度および第１方向(Ｙ軸方向)の磁界成分の強度の絶対値が小さくなる。

【0018】

ここで、本実施形態に係る磁気センサ１１０の感磁面１１１に形成されている感磁抵抗および固定抵抗について、比較例に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗と比較しつつ説明する。

【0019】

図５は、比較例に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。図５に示すように、比較例に係る磁気センサ９１０の感磁面９１１には、感磁抵抗ＭＲ９１および固定抵抗ＭＲ９２を含むブリッジ回路が形成されている。具体的には、感磁抵抗ＭＲ９１と固定抵抗ＭＲ９２とが直列に接続されて、ハーフブリッジ回路が構成されている。感磁抵抗ＭＲ９１の一端は入力端子Ｖｃｃに電気的に接続されており、固定抵抗ＭＲ９２の他端は接地端子Ｇｎｄに電気的に接続されており、感磁抵抗ＭＲ９１の他端および固定抵抗ＭＲ９２の一端は中点端子Ｖｏｕｔに電気的に接続されている。

【0020】

感磁抵抗ＭＲ９１および固定抵抗ＭＲ９２の各々は、延在方向に磁化している複数の直線状延在部が直列に接続されて折り返すように配置された磁気抵抗効果素子で構成されている。固定抵抗ＭＲ９２において、複数の直線状延在部の全数は、第１方向(Ｙ軸方向)に沿って延在している。感磁抵抗ＭＲ９１において、複数の直線状延在部の全数は、第２方向(Ｘ軸方向)に沿って延在している。

【0021】

図５に示すように、磁石１２０の回転角度θｍ＝０のときに磁石１２０から印加される磁界Ｂ１の印加方向と、磁石１２０の回転角度θｍ＝±１８０°のときに磁石１２０から印加される磁界Ｂ２の印加方向とのなす角をθとする。図４に示す例では、θ＝１４°である。磁石１２０が回転方向に移動することにより、磁石１２０から第１方向(Ｙ軸方向)に略沿うように印加角度範囲θ内で感磁面９１１に磁界Ｂ１～Ｂ２が印加される。

【0022】

固定抵抗ＭＲ９２における直線状延在部は、第１方向(Ｙ軸方向)に沿って延在しており、第１方向(Ｙ軸方向)に磁化している。そのため、固定抵抗ＭＲ９２は、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加されてもほとんど磁気抵抗効果が現れず、電気抵抗値が略一定となって固定抵抗として機能する。

【0023】

一方、感磁抵抗ＭＲ９１における直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)に沿って延在しており、第２方向(Ｘ軸方向)に磁化している。そのため、感磁抵抗ＭＲ９１は、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加されると磁気抵抗効果が現れ、電気抵抗値が変化する感磁抵抗として機能する。なお、感磁抵抗ＭＲ９１を構成する磁気抵抗効果素子の線幅は、固定抵抗ＭＲ９２を構成する磁気抵抗効果素子の線幅と同一である。磁界が印加されていない状態における、感磁抵抗ＭＲ９１の電気抵抗値と固定抵抗ＭＲ９２の電気抵抗値とは、互いに等しい。

【0024】

図６は、比較例に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が第２方向の一方であるときの状態を示す図である。図７は、比較例に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が第２方向の一方であるときに、磁石から磁界が印加された状態を示す図である。図６および図７においては、１本の直線状延在部の一部のみを図示している。

【0025】

図６および図７に示すように、比較例に係る磁気センサの感磁抵抗ＭＲ９１の直線状延在部において、磁石１２０から磁界が印加される直前の磁化方向Ｄ９Ａが第２方向(Ｘ軸方向)の一方であるときに、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加された場合、第２方向(Ｘ軸方向)における磁化方向Ｄ９Ａの向きと磁界Ｂ１～Ｂ２の向きとが同じ向きであるため、磁気ヒステリシスが比較的小さい。

【0026】

図８は、比較例に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が第２方向の他方であるときの状態を示す図である。図９は、比較例に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が第２方向の他方であるときに、磁石から磁界が印加された状態を示す図である。図８および図９においては、１本の直線状延在部の一部のみを図示している。

【0027】

図８および図９に示すように、比較例に係る磁気センサの感磁抵抗ＭＲ９１の直線状延在部において、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加される直前の磁化方向Ｄ９Ｂが第２方向(Ｘ軸方向)の他方であるときに、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加された場合、第２方向(Ｘ軸方向)における磁化方向Ｄ９Ｂの向きと磁界Ｂ１～Ｂ２の向きとは反対向きであるが、最も強度の大きい磁界Ｂ１における、磁化方向Ｄ９Ｂと反対向きの磁界成分Ｂ９１ｒの強度が弱いため、感磁抵抗ＭＲ９１の直線状延在部の磁化方向Ｄ９Ｂは磁界成分Ｂ９１ｒによっては反転しない。

【0028】

磁気センサ９１０は、感磁抵抗ＭＲ９１の直線状延在部が磁化方向Ｄ９Ｂのままで、磁化方向Ｄ９Ｂの向きとは反対向きに印加される磁界Ｂ１～Ｂ２を検出する場合、磁気ヒステリシスが比較的大きくなり、磁気センサ９１０の動作安定性が低下する。

【0029】

このように、比較例に係る磁気センサ９１０においては、感磁抵抗ＭＲ９１の直線状延在部における、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加される直前の磁化方向によって、磁気ヒステリシスが比較的大きくなって、磁気センサ９１０の動作安定性が低下する場合がある。

【0030】

図１０は、本発明の実施形態１に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。図１０に示すように、本発明の実施形態１に係る磁気センサ１１０の感磁面１１１には、感磁抵抗ＭＲ１１および固定抵抗ＭＲ１２を含むブリッジ回路が形成されている。具体的には、感磁抵抗ＭＲ１１と固定抵抗ＭＲ１２とが直列に接続されて、ハーフブリッジ回路が構成されている。感磁抵抗ＭＲ１１の一端は入力端子Ｖｃｃに電気的に接続されており、固定抵抗ＭＲ１２の他端は接地端子Ｇｎｄに電気的に接続されており、感磁抵抗ＭＲ１１の他端および固定抵抗ＭＲ１２の一端は中点端子Ｖｏｕｔに電気的に接続されている。

【0031】

感磁抵抗ＭＲ１１および固定抵抗ＭＲ１２の各々は、延在方向に磁化している複数の直線状延在部が直列に接続されて折り返すように配置された磁気抵抗効果素子で構成されている。本実施形態においては、磁気抵抗効果素子は、ＡＭＲ(Anisotropic Magneto Resistance)素子である。固定抵抗ＭＲ１２において、複数の直線状延在部の全数は、第１方向(Ｙ軸方向)に沿って延在している。具体的には、固定抵抗ＭＲ１２において、複数の直線状延在部の全数は、第２方向(Ｘ軸方向)に対して直交している。感磁抵抗ＭＲ１１において、複数の直線状延在部の全数は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ１１において、複数の直線状延在部の全数は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の他方に位置するように傾斜している。

【0032】

図１０に示すように、磁石１２０が回転方向に移動することにより、磁石１２０から第１方向(Ｙ軸方向)に略沿うように印加角度範囲θ内で感磁面１１１に磁界Ｂ１～Ｂ２が印加される。固定抵抗ＭＲ１２における直線状延在部は、第１方向(Ｙ軸方向)に沿って延在しており、第１方向(Ｙ軸方向)に磁化している。そのため、固定抵抗ＭＲ１２は、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加されてもほとんど磁気抵抗効果が現れず、電気抵抗値が略一定となって固定抵抗として機能する。

【0033】

一方、感磁抵抗ＭＲ１１における直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たすように延在しており、当該延在方向に磁化している。そのため、感磁抵抗ＭＲ１１は、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加されると磁気抵抗効果が現れ、電気抵抗値が変化する感磁抵抗として機能する。なお、感磁抵抗ＭＲ１１を構成する磁気抵抗効果素子の線幅は、固定抵抗ＭＲ１２を構成する磁気抵抗効果素子の線幅と同一である。磁界が印加されていない状態における、感磁抵抗ＭＲ１１の電気抵抗値と固定抵抗ＭＲ１２の電気抵抗値とは、互いに等しい。

【0034】

図１１は、本発明の実施形態１に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の一方であるときの状態を示す図である。図１２は、本発明の実施形態１に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の一方であるときに、磁石から磁界が印加された状態を示す図である。図１１および図１２においては、１本の直線状延在部の一部のみを図示している。

【0035】

図１１および図１２に示すように、本発明の実施形態１に係る磁気センサの感磁抵抗ＭＲ１１の直線状延在部において、磁石１２０から磁界が印加される直前の磁化方向Ｄ１Ａが直線状延在部の延在方向の一方であるときに、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加された場合、第２方向(Ｘ軸方向)における磁化方向Ｄ１Ａの向きと磁界Ｂ１～Ｂ２の向きとが同じ向きであるため、磁気ヒステリシスが比較的小さい。

【0036】

図１３は、本発明の実施形態１に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の他方であるときの状態を示す図である。図１４は、本発明の実施形態１に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の他方であるときに、磁石から磁界が印加された状態を示す図である。図１３および図１４においては、１本の直線状延在部の一部のみを図示している。

【0037】

図１３および図１４に示すように、本発明の実施形態１に係る磁気センサの感磁抵抗ＭＲ１１の直線状延在部において、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加される直前の磁化方向Ｄ１Ｂが直線状延在部の延在方向の他方であるときに、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加された場合、第２方向(Ｘ軸方向)における磁化方向Ｄ１Ｂの向きと磁界Ｂ１～Ｂ２の向きとは反対向きであり、最も強度の大きい磁界Ｂ１における、磁化方向Ｄ１Ｂと反対向きの磁界成分Ｂ１ｒの強度が強いため、感磁抵抗ＭＲ１１の直線状延在部の磁化方向Ｄ１Ｂは磁界成分Ｂ１ｒによって磁化方向Ｄ１Ａに反転する。

【0038】

このように、本発明の実施形態１に係る磁気センサ１１０においては、感磁抵抗ＭＲ１１の直線状延在部の磁化方向Ｄ１Ｂの向きとは第２方向(Ｘ軸方向)において反対向きに印加される磁界Ｂ１～Ｂ２を検出する場合、感磁抵抗ＭＲ１１の直線状延在部の磁化方向が、磁化方向Ｄ１Ｂから磁化方向Ｄ１Ａに反転するため、第２方向(Ｘ軸方向)における磁化方向Ｄ１Ａの向きと磁界Ｂ１～Ｂ２の向きとが同じ向きとなって、磁気ヒステリシスが比較的小さくなり、磁気センサ１１０の動作安定性を高く維持することができる。

【0039】

すなわち、本発明の実施形態１に係る磁気センサ１１０においては、感磁抵抗ＭＲ１１の直線状延在部における、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加される直前の磁化方向によらず、磁気ヒステリシスを比較的小さくして、磁気センサ１１０の動作安定性を高く維持することができる。

【0040】

本発明の実施形態１に係る位置検出装置１００は、磁石１２０と、磁気センサ１１０とを備える。磁石１２０は、仮想軸ＶＡの周りを移動可能に設けられ、仮想軸ＶＡに沿う第１方向(Ｙ軸方向)に着磁されている。磁気センサ１１０は、仮想軸ＶＡの径方向において磁石１２０より外側に位置し、感磁抵抗および固定抵抗を含むブリッジ回路が形成された感磁面１１１を有する。磁気センサ１１０は、磁気センサ１１０と磁石１２０とが最も接近しているときの磁石１２０の重心Ｃを通過しつつ仮想軸ＶＡと直交する仮想線ＶＬに対して第１方向(Ｙ軸方向)において偏って位置している。感磁面１１１は、第１方向(Ｙ軸方向)、および仮想線ＶＬに沿う第２方向(Ｘ軸方向)の、各々に沿って延在している。感磁抵抗および固定抵抗の各々は、延在方向に磁化している複数の直線状延在部が直列に接続されて折り返すように配置された磁気抵抗効果素子で構成されている。固定抵抗において、複数の直線状延在部の全数は、第１方向(Ｙ軸方向)に沿って延在している。感磁抵抗において、複数の直線状延在部の全数は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしている。

【0041】

これにより、感磁抵抗ＭＲ１１の直線状延在部における、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加される直前の磁化方向によらず、磁気ヒステリシスを比較的小さくして、磁気センサ１１０の動作安定性を高く維持することができる。また、５°＜α≦２０°の関係を満たしていることにより、磁気センサ１１０の出力電圧が低くなりすぎることを抑制することができる。

【0042】

(実施形態２)
以下、本発明の実施形態２に係る位置検出装置について図を参照して説明する。本発明の実施形態２に係る位置検出装置は、磁気センサの感磁抵抗の形状が本発明の実施形態１に係る位置検出装置と異なるため、本発明の実施形態１に係る位置検出装置と同様である構成については同じ符号を付してその説明を繰り返さない。

【0043】

図１５は、本発明の実施形態２に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。図１５に示すように、本発明の実施形態２に係る磁気センサ２１０の感磁面２１１には、感磁抵抗ＭＲ２１および固定抵抗ＭＲ１２を含むブリッジ回路が形成されている。

【0044】

本発明の実施形態２においては、感磁抵抗ＭＲ２１において、複数の直線状延在部の半数は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしており、かつ、複数の直線状延在部の残りの半数は、第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。

【0045】

具体的には、感磁抵抗ＭＲ２１の半分は感磁抵抗ＭＲ２１ａであり、感磁抵抗ＭＲ２１の残りの半分は感磁抵抗ＭＲ２１ｂである。感磁抵抗ＭＲ２１ａにおける複数の直線状延在部は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ２１ａにおける複数の直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の他方に位置するように傾斜している。

【0046】

感磁抵抗ＭＲ２１ｂにおける複数の直線状延在部は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向とは反対向きに傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ２１ｂにおける複数の直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の一方に位置するように傾斜している。

【0047】

本発明の実施形態２に係る磁気センサ２１０においては、感磁抵抗ＭＲ２１において、複数の直線状延在部の半数が直列に接続されて折り返すように配置された感磁抵抗ＭＲ２１ａにおける複数の第１折り返し部と、複数の直線状延在部の残りの半数が直列に接続されて折り返すように配置された感磁抵抗ＭＲ２１ｂにおける複数の第２折り返し部とが、第１方向(Ｙ軸方向)に並んで配置されている。感磁抵抗ＭＲ２１ａと感磁抵抗ＭＲ２１ｂとは、第１方向(Ｙ軸方向)において隣り合っている第２方向(Ｘ軸方向)の他方の端部において互いに接続されている。

【0048】

図１６は、本発明の実施形態２に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の一方であるときの状態を示す図である。図１７は、本発明の実施形態２に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の一方であるときに、磁石から磁界が印加された状態を示す図である。図１６および図１７においては、１本の直線状延在部の一部のみを図示している。

【0049】

図１６および図１７に示すように、本発明の実施形態２に係る磁気センサの感磁抵抗ＭＲ２１ａの直線状延在部において、磁石１２０から磁界が印加される直前の磁化方向Ｄ２Ａが直線状延在部の延在方向の一方であるときに、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加された場合、第２方向(Ｘ軸方向)における磁化方向Ｄ２Ａの向きと磁界Ｂ１～Ｂ２の向きとが同じ向きであるため、磁気ヒステリシスが比較的小さい。

【0050】

図１８は、本発明の実施形態２に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の他方であるときの状態を示す図である。図１９は、本発明の実施形態２に係る磁気センサの感磁抵抗の直線状延在部において、磁石から磁界が印加される直前の磁化方向が直線状延在部の延在方向の他方であるときに、磁石から磁界が印加された状態を示す図である。図１８および図１９においては、１本の直線状延在部の一部のみを図示している。

【0051】

図１８および図１９に示すように、本発明の実施形態２に係る磁気センサの感磁抵抗ＭＲ２１ａの直線状延在部において、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加される直前の磁化方向Ｄ２Ｂが直線状延在部の延在方向の他方であるときに、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加された場合、第２方向(Ｘ軸方向)における磁化方向Ｄ２Ｂの向きと磁界Ｂ１～Ｂ２の向きとは反対向きであり、最も強度の大きい磁界Ｂ１における、磁化方向Ｄ２Ｂと反対向きの磁界成分Ｂ１ｒの強度が強いため、感磁抵抗ＭＲ２１ａの直線状延在部の磁化方向Ｄ２Ｂは磁界成分Ｂ１ｒによって磁化方向Ｄ２Ａに反転する。

【0052】

このように、本発明の実施形態２に係る磁気センサ２１０においては、感磁抵抗ＭＲ２１ａの直線状延在部の磁化方向Ｄ２Ｂの向きとは第２方向(Ｘ軸方向)において反対向きに印加される磁界Ｂ１～Ｂ２を検出する場合、感磁抵抗ＭＲ２１ａの直線状延在部の磁化方向が、磁化方向Ｄ２Ｂから磁化方向Ｄ２Ａに反転するため、第２方向(Ｘ軸方向)における磁化方向Ｄ２Ａの向きと磁界Ｂ１～Ｂ２の向きとが同じ向きとなって、磁気ヒステリシスが比較的小さくなり、磁気センサ２１０の動作安定性の低下を抑制することができる。

【0053】

なお、図１５に示す磁気センサ２１０の配置の場合は、感磁抵抗ＭＲ２１ｂは、感磁抵抗ＭＲ２１ａのように磁化方向が反転することはないが、仮に、磁気センサ２１０の配置が１８０°反転した場合は、感磁抵抗ＭＲ２１ｂの直線状延在部の磁化方向Ｄ２Ｂの向きとは第２方向(Ｘ軸方向)において反対向きに印加される磁界Ｂ１～Ｂ２を検出する場合、感磁抵抗ＭＲ２１ｂの直線状延在部の磁化方向が、磁化方向Ｄ２Ｂから磁化方向Ｄ２Ａに反転するため、第２方向(Ｘ軸方向)における磁化方向Ｄ２Ａの向きと磁界Ｂ１～Ｂ２の向きとが同じ向きとなって、磁気ヒステリシスが比較的小さくなり、磁気センサ２１０の動作安定性の低下を抑制することができる。

【0054】

すなわち、本発明の実施形態２に係る位置検出装置においては、磁気センサ２１０の取付方向が１８０°変化しても、感磁抵抗ＭＲ２１のうちの感磁抵抗ＭＲ２１ａまたは感磁抵抗ＭＲ２１ｂにおいて、直線状延在部の磁化方向Ｄ２Ｂの向きとは第２方向(Ｘ軸方向)において反対向きに印加される磁界Ｂ１～Ｂ２を検出する際に磁化方向Ｄ２Ｂから磁化方向Ｄ２Ａに反転するため、磁気ヒステリシスが比較的小さくなり、磁気センサ２１０の動作安定性の低下を抑制することができる。よって、磁気センサ２１０の取付方向の自由度を確保することができる。

【0055】

ここで、本実施形態に係る磁気センサ２１０の動作安定性について、比較例に係る磁気センサ９１０と比較しつつ説明する。

【0056】

図２０は、比較例に係る磁気センサに対して、磁石から磁界を印加する直前に第２方向の一方に磁界を印加して感磁抵抗の直線状延在部の磁化方向を第２方向の一方にした場合の、磁石の回転角度と磁気センサの出力電圧との関係を示すグラフである。図２１は、比較例に係る磁気センサに対して、磁石から磁界を印加する直前に第２方向の他方に磁界を印加して感磁抵抗の直線状延在部の磁化方向を第２方向の他方にした場合の、磁石の回転角度と磁気センサの出力電圧との関係を示すグラフである。図２０および図２１においては、縦軸に、磁気センサの出力電圧(ｍＶ)、横軸に、磁石の回転角度θｍ(ｄｅｇ)を示している。

【0057】

図２０に示すように、比較例に係る磁気センサ９１０においては、磁石１２０から磁界が印加される直前の磁化方向Ｄ９Ａが第２方向(Ｘ軸方向)の一方であるときに、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加された場合は、磁気ヒステリシスが比較的小さいため、磁気センサ９１０の出力がＯＮとＯＦＦとに切り替わる閾値Ｔｈでの磁気センサ９１０の出力電圧のばらつきは小さい。

【0058】

図２１に示すように、比較例に係る磁気センサ９１０においては、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加される直前の磁化方向Ｄ９Ｂが第２方向(Ｘ軸方向)の他方であるときに、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加された場合は、磁気ヒステリシスが比較的大きくなり、磁気センサ９１０の出力がＯＮとＯＦＦとに切り替わる閾値Ｔｈでの磁気センサ９１０の出力電圧のばらつきが大きくなるため、磁気センサ９１０の動作安定性が低下する。

【0059】

図２２は、本発明の実施形態２に係る磁気センサに対して、磁石から磁界を印加する直前に第２方向の一方に磁界を印加して感磁抵抗の直線状延在部の磁化方向を直線状延在部の延在方向の一方にした場合の、磁石の回転角度と磁気センサの出力電圧との関係を示すグラフである。図２３は、本発明の実施形態２に係る磁気センサに対して、磁石から磁界を印加する直前に第２方向の他方に磁界を印加して感磁抵抗の直線状延在部の磁化方向を直線状延在部の延在方向の他方にした場合の、磁石の回転角度と磁気センサの出力電圧との関係を示すグラフである。図２２および図２３においては、縦軸に、磁気センサの出力電圧(ｍＶ)、横軸に、磁石の回転角度θｍ(ｄｅｇ)を示している。

【0060】

図２２に示すように、本発明の実施形態２に係る磁気センサ２１０においては、磁石１２０から磁界が印加される直前の磁化方向Ｄ２Ａが直線状延在部の延在方向の一方であるときに、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加された場合は、磁気ヒステリシスが比較的小さいため、磁気センサ２１０の出力がＯＮとＯＦＦとに切り替わる閾値Ｔｈでの磁気センサ２１０の出力電圧のばらつきは小さい。

【0061】

図２２に示すように、本発明の実施形態２に係る磁気センサ２１０においては、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加される直前の磁化方向Ｄ２Ｂが直線状延在部の延在方向の他方であるときに、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加された場合も、磁気ヒステリシスが比較的小さいため、磁気センサ２１０の出力がＯＮとＯＦＦとに切り替わる閾値Ｔｈでの磁気センサ２１０の出力電圧のばらつきが小さくなるため、磁気センサ２１０の動作安定性の低下が抑制される。

【0062】

すなわち、本発明の実施形態２に係る磁気センサ２１０においては、感磁抵抗ＭＲ２１の直線状延在部における、磁石１２０から磁界Ｂ１～Ｂ２が印加される直前の磁化方向によらず、磁気ヒステリシスを比較的小さくして、磁気センサ２１０の動作安定性の低下を抑制することができる。

【0063】

本発明の実施形態２に係る位置検出装置の磁気センサ２１０の感磁抵抗ＭＲ２１において、複数の直線状延在部の半数は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしており、かつ、複数の直線状延在部の残りの半数は、第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。

【0064】

これにより、磁気センサ２１０の取付方向が１８０°変化しても、感磁抵抗ＭＲ２１のうちの感磁抵抗ＭＲ２１ａまたは感磁抵抗ＭＲ２１ｂにおいて、直線状延在部の磁化方向Ｄ２Ｂの向きとは第２方向(Ｘ軸方向)において反対向きに印加される磁界Ｂ１～Ｂ２を検出する際に磁化方向Ｄ２Ｂから磁化方向Ｄ２Ａに反転するため、磁気ヒステリシスが比較的小さくなり、磁気センサ２１０の動作安定性の低下を抑制することができる。よって、磁気センサ２１０の取付方向の自由度を確保することができる。また、５°＜α≦２０°の関係および－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしていることにより、磁気センサ２１０の出力電圧が低くなりすぎることを抑制することができる。

【0065】

(実施形態３)
以下、本発明の実施形態３に係る位置検出装置について図を参照して説明する。本発明の実施形態３に係る位置検出装置は、磁気センサの感磁抵抗の形状が本発明の実施形態２に係る位置検出装置と異なるため、本発明の実施形態２に係る位置検出装置と同様である構成については同じ符号を付してその説明を繰り返さない。

【0066】

図２４は、本発明の実施形態３に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。図２４に示すように、本発明の実施形態３に係る磁気センサ３１０の感磁面３１１には、感磁抵抗ＭＲ３１および固定抵抗ＭＲ１２を含むブリッジ回路が形成されている。

【0067】

本発明の実施形態３においては、感磁抵抗ＭＲ３１において、複数の直線状延在部の半数は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしており、かつ、複数の直線状延在部の残りの半数は、第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。

【0068】

具体的には、感磁抵抗ＭＲ３１の半分は感磁抵抗ＭＲ３１ａであり、感磁抵抗ＭＲ３１の残りの半分は感磁抵抗ＭＲ３１ｂである。感磁抵抗ＭＲ３１ａにおける複数の直線状延在部は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ３１ａにおける複数の直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の他方に位置するように傾斜している。

【0069】

感磁抵抗ＭＲ３１ｂにおける複数の直線状延在部は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向とは反対向きに傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ３１ｂにおける複数の直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の一方に位置するように傾斜している。

【0070】

本発明の実施形態３に係る磁気センサ３１０においては、感磁抵抗ＭＲ３１において、複数の直線状延在部の半数が直列に接続されて折り返すように配置された感磁抵抗ＭＲ３１ａにおける複数の第１折り返し部と、複数の直線状延在部の残りの半数が直列に接続されて折り返すように配置された感磁抵抗ＭＲ３１ｂにおける複数の第２折り返し部とが、第１方向(Ｙ軸方向)に並んで配置されている。感磁抵抗ＭＲ３１ａと感磁抵抗ＭＲ３１ｂとは、第１方向(Ｙ軸方向)において隣り合っている第２方向(Ｘ軸方向)の一方の端部において互いに接続されている。

【0071】

本発明の実施形態３に係る位置検出装置においても、磁気センサ３１０の取付方向が１８０°変化しても、感磁抵抗ＭＲ３１のうちの感磁抵抗ＭＲ３１ａまたは感磁抵抗ＭＲ３１ｂにおいて、直線状延在部の磁化方向の向きとは第２方向(Ｘ軸方向)において反対向きに印加される磁界Ｂ１～Ｂ２を検出する際に磁化方向が反転するため、磁気ヒステリシスが比較的小さくなり、磁気センサ３１０の動作安定性の低下を抑制することができる。よって、磁気センサ３１０の取付方向の自由度を確保することができる。また、５°＜α≦２０°の関係および－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしていることにより、磁気センサ３１０の出力電圧が低くなりすぎることを抑制することができる。

【0072】

(実施形態４)
以下、本発明の実施形態４に係る位置検出装置について図を参照して説明する。本発明の実施形態４に係る位置検出装置は、磁気センサの感磁抵抗の形状が本発明の実施形態１に係る位置検出装置と異なるため、本発明の実施形態１に係る位置検出装置と同様である構成については同じ符号を付してその説明を繰り返さない。

【0073】

図２５は、本発明の実施形態４に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。図２５に示すように、本発明の実施形態４に係る磁気センサ４１０の感磁面４１１には、感磁抵抗ＭＲ４１および固定抵抗ＭＲ１２を含むブリッジ回路が形成されている。

【0074】

本発明の実施形態４においては、感磁抵抗ＭＲ４１において、複数の直線状延在部の半数は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしており、かつ、複数の直線状延在部の残りの半数は、第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。

【0075】

具体的には、感磁抵抗ＭＲ４１の半分は感磁抵抗ＭＲ４１ａであり、感磁抵抗ＭＲ４１の残りの半分は感磁抵抗ＭＲ４１ｂである。感磁抵抗ＭＲ４１ａにおける複数の直線状延在部は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ４１ａにおける複数の直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の他方に位置するように傾斜している。

【0076】

感磁抵抗ＭＲ４１ｂにおける複数の直線状延在部は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向とは反対向きに傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ４１ｂにおける複数の直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の一方に位置するように傾斜している。

【0077】

本発明の実施形態４に係る磁気センサ４１０においては、感磁抵抗ＭＲ４１において、複数の直線状延在部の半数のうちの１つと複数の直線状延在部の残りの半数のうちの１つとが第２方向(Ｘ軸方向)に並んで接続された逆Ｖ字状部が、第１方向(Ｙ軸方向)に並びつつ直列に接続されて折り返すように配置されている。

【0078】

本発明の実施形態４に係る位置検出装置においても、磁気センサ４１０の取付方向が１８０°変化しても、感磁抵抗ＭＲ４１のうちの感磁抵抗ＭＲ４１ａまたは感磁抵抗ＭＲ４１ｂにおいて、直線状延在部の磁化方向の向きとは第２方向(Ｘ軸方向)において反対向きに印加される磁界Ｂ１～Ｂ２を検出する際に磁化方向が反転するため、磁気ヒステリシスが比較的小さくなり、磁気センサ４１０の動作安定性の低下を抑制することができる。よって、磁気センサ４１０の取付方向の自由度を確保することができる。また、５°＜α≦２０°の関係および－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしていることにより、磁気センサ４１０の出力電圧が低くなりすぎることを抑制することができる。

【0079】

(実施形態５)
以下、本発明の実施形態５に係る位置検出装置について図を参照して説明する。本発明の実施形態５に係る位置検出装置は、磁気センサの感磁抵抗の形状が本発明の実施形態４に係る位置検出装置と異なるため、本発明の実施形態４に係る位置検出装置と同様である構成については同じ符号を付してその説明を繰り返さない。

【0080】

図２６は、本発明の実施形態５に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。図２６に示すように、本発明の実施形態５に係る磁気センサ５１０の感磁面５１１には、感磁抵抗ＭＲ５１および固定抵抗ＭＲ１２を含むブリッジ回路が形成されている。

【0081】

本発明の実施形態５においては、感磁抵抗ＭＲ５１において、複数の直線状延在部の半数は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしており、かつ、複数の直線状延在部の残りの半数は、第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。

【0082】

具体的には、感磁抵抗ＭＲ５１の半分は感磁抵抗ＭＲ５１ａであり、感磁抵抗ＭＲ５１の残りの半分は感磁抵抗ＭＲ５１ｂである。感磁抵抗ＭＲ５１ａにおける複数の直線状延在部は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ５１ａにおける複数の直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の他方に位置するように傾斜している。

【0083】

感磁抵抗ＭＲ５１ｂにおける複数の直線状延在部は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向とは反対向きに傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ５１ｂにおける複数の直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の一方に位置するように傾斜している。

【0084】

本発明の実施形態５に係る磁気センサ５１０においては、感磁抵抗ＭＲ５１において、複数の直線状延在部の半数のうちの１つと複数の直線状延在部の残りの半数のうちの１つとが第２方向(Ｘ軸方向)に並んで接続されたＶ字状部が、第１方向(Ｙ軸方向)に並びつつ直列に接続されて折り返すように配置されている。

【0085】

本発明の実施形態５に係る位置検出装置においても、磁気センサ５１０の取付方向が１８０°変化しても、感磁抵抗ＭＲ５１のうちの感磁抵抗ＭＲ５１ａまたは感磁抵抗ＭＲ５１ｂにおいて、直線状延在部の磁化方向の向きとは第２方向(Ｘ軸方向)において反対向きに印加される磁界Ｂ１～Ｂ２を検出する際に磁化方向が反転するため、磁気ヒステリシスが比較的小さくなり、磁気センサ５１０の動作安定性の低下を抑制することができる。よって、磁気センサ５１０の取付方向の自由度を確保することができる。また、５°＜α≦２０°の関係および－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしていることにより、磁気センサ５１０の出力電圧が低くなりすぎることを抑制することができる。

【0086】

(実施形態６)
以下、本発明の実施形態６に係る位置検出装置について図を参照して説明する。本発明の実施形態６に係る位置検出装置は、磁気センサの感磁抵抗の形状が本発明の実施形態１に係る位置検出装置と異なるため、本発明の実施形態１に係る位置検出装置と同様である構成については同じ符号を付してその説明を繰り返さない。

【0087】

図２７は、本発明の実施形態６に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。図２７に示すように、本発明の実施形態６に係る磁気センサ６１０の感磁面６１１には、感磁抵抗ＭＲ６１および固定抵抗ＭＲ１２を含むブリッジ回路が形成されている。

【0088】

本発明の実施形態６においては、感磁抵抗ＭＲ６１において、複数の直線状延在部の半数は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしており、かつ、複数の直線状延在部の残りの半数は、第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。

【0089】

具体的には、感磁抵抗ＭＲ６１の半分は感磁抵抗ＭＲ６１ａであり、感磁抵抗ＭＲ６１の残りの半分は感磁抵抗ＭＲ６１ｂである。感磁抵抗ＭＲ６１ａにおける複数の直線状延在部は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ６１ａにおける複数の直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の他方に位置するように傾斜している。

【0090】

感磁抵抗ＭＲ６１ｂにおける複数の直線状延在部は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向とは反対向きに傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ６１ｂにおける複数の直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の一方に位置するように傾斜している。

【0091】

本発明の実施形態６に係る磁気センサ６１０においては、感磁抵抗ＭＲ６１において、複数の直線状延在部の半数のうちの２つが直列に接続されて折り返すように配置された感磁抵抗ＭＲ６１ａにおける第１折り返し部と、複数の直線状延在部の残りの半数のうちの２つが直列に接続されて折り返すように配置された感磁抵抗ＭＲ６１ｂにおける第２折り返し部とが、第１方向(Ｙ軸方向)に交互に並んで配置されている。

【0092】

本発明の実施形態６に係る位置検出装置においても、磁気センサ６１０の取付方向が１８０°変化しても、感磁抵抗ＭＲ６１のうちの感磁抵抗ＭＲ６１ａまたは感磁抵抗ＭＲ６１ｂにおいて、直線状延在部の磁化方向の向きとは第２方向(Ｘ軸方向)において反対向きに印加される磁界Ｂ１～Ｂ２を検出する際に磁化方向が反転するため、磁気ヒステリシスが比較的小さくなり、磁気センサ６１０の動作安定性の低下を抑制することができる。よって、磁気センサ６１０の取付方向の自由度を確保することができる。また、５°＜α≦２０°の関係および－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしていることにより、磁気センサ６１０の出力電圧が低くなりすぎることを抑制することができる。

【0093】

(実施形態７)
以下、本発明の実施形態７に係る位置検出装置について図を参照して説明する。本発明の実施形態７に係る位置検出装置は、磁気センサの感磁抵抗の形状が本発明の実施形態６に係る位置検出装置と異なるため、本発明の実施形態６に係る位置検出装置と同様である構成については同じ符号を付してその説明を繰り返さない。

【0094】

図２８は、本発明の実施形態７に係る磁気センサの感磁面に形成されている感磁抵抗および固定抵抗の構成を示す平面図である。図２８に示すように、本発明の実施形態７に係る磁気センサ７１０の感磁面７１１には、感磁抵抗ＭＲ７１および固定抵抗ＭＲ１２を含むブリッジ回路が形成されている。

【0095】

本発明の実施形態７においては、感磁抵抗ＭＲ７１において、複数の直線状延在部の半数は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしており、かつ、複数の直線状延在部の残りの半数は、第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。

【0096】

具体的には、感磁抵抗ＭＲ７１の半分は感磁抵抗ＭＲ７１ａであり、感磁抵抗ＭＲ７１の残りの半分は感磁抵抗ＭＲ７１ｂである。感磁抵抗ＭＲ７１ａにおける複数の直線状延在部は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向に傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度αが５°＜α≦２０°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ７１ａにおける複数の直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の他方に位置するように傾斜している。

【0097】

感磁抵抗ＭＲ７１ｂにおける複数の直線状延在部は、磁石１２０からの磁界Ｂ１～Ｂ２の印加方向とは反対向きに傾斜して第２方向(Ｘ軸方向)に対してなす角度(－α)が－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしている。したがって、感磁抵抗ＭＲ７１ｂにおける複数の直線状延在部は、第２方向(Ｘ軸方向)の一方にいくにしたがって第１方向(Ｙ軸方向)の一方に位置するように傾斜している。

【0098】

本発明の実施形態７に係る磁気センサ７１０においては、感磁抵抗ＭＲ７１において、複数の直線状延在部の半数のうちの２つが直列に接続されて折り返すように配置された感磁抵抗ＭＲ７１ａにおける第１折り返し部と、複数の直線状延在部の残りの半数のうちの２つが直列に接続されて折り返すように配置された感磁抵抗ＭＲ７１ｂにおける第２折り返し部とが、第１方向(Ｙ軸方向)に交互に並んで配置されている。

【0099】

本発明の実施形態７に係る位置検出装置においても、磁気センサ７１０の取付方向が１８０°変化しても、感磁抵抗ＭＲ７１のうちの感磁抵抗ＭＲ７１ａまたは感磁抵抗ＭＲ７１ｂにおいて、直線状延在部の磁化方向の向きとは第２方向(Ｘ軸方向)において反対向きに印加される磁界Ｂ１～Ｂ２を検出する際に磁化方向が反転するため、磁気ヒステリシスが比較的小さくなり、磁気センサ７１０の動作安定性の低下を抑制することができる。よって、磁気センサ７１０の取付方向の自由度を確保することができる。また、５°＜α≦２０°の関係および－２０°≦－α＜－５°の関係を満たしていることにより、磁気センサ７１０の出力電圧が低くなりすぎることを抑制することができる。

【0100】

上述した実施形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。

【0101】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0102】

１００ 位置検出装置、１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０，９１０ 磁気センサ、１１１，２１１，３１１，４１１，５１１，６１１，７１１，９１１ 感磁面、１２０ 磁石、Ａ 中心軸、Ｂ１ｒ，Ｂ９１ｒ 磁界成分、Ｂ１，Ｂ２ 磁界、Ｃ 重心、Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ，Ｄ２Ｂ，Ｄ２Ａ，Ｄ９Ａ，Ｄ９Ｂ 磁化方向、Ｄ１ 着磁方向、Ｄ２ 回転方向、Ｇｎｄ 接地端子、ＭＲ１１，ＭＲ２１，ＭＲ２１ａ，ＭＲ２１ｂ，ＭＲ３１，ＭＲ３１ａ，ＭＲ３１ｂ，ＭＲ４１ａ，ＭＲ４１ｂ，ＭＲ４１，ＭＲ５１ａ，ＭＲ５１ｂ，ＭＲ５１，ＭＲ６１，ＭＲ６１ａ，ＭＲ６１ｂ，ＭＲ７１，ＭＲ７１ａ，ＭＲ７１ｂ，ＭＲ９１ 感磁抵抗、ＭＲ１２，ＭＲ９２ 固定抵抗、Ｔｈ 閾値、ＶＡ 仮想軸、ＶＬ 仮想線、Ｖｃｃ 入力端子、Ｖｏｕｔ 中点端子。

【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13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】