JPH04232470A

JPH04232470A - 可動強磁性素子検出用装置

Info

Publication number: JPH04232470A
Application number: JP3178968A
Authority: JP
Inventors: August Petersen; アウグスト　ペテルセン
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1992-08-20
Anticipated expiration: 2015-07-12
Also published as: JP3065129B2; EP0464892B1; EP0464892A2; US5210489A; DE4020228A1; EP0464892A3; DE59107105D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、磁石を具え、それにセンサがそ
の磁極面（ｐｏｌｅ　ｓｕｒｆａｃｅ）の１つにかつ移
動要素からある距離で割り当てられている移動強磁性要
素の検出装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｄｅ
ｔｅｃｔｉｎｇ　ａ　ｍｏｖｅｄ　ｆｅｒｒｏｍａｇｎ
ｅｔｉｃ　ｅｌｅｍｅｎｔ）に関連する。

【０００２】

【背景技術】この種の装置は、例えば回転速度あるいは
アンチロックシステム（ａｎｔｉ−ｌｏｃｋｓｙｓｔｅ
ｍ）の速度の記録に使用される。磁気ブリッジ装置とし
て構成できるそのような装置のセンサは、装置の高い感
度を保証するために、非離調条件（ｎｏｎ−ｄｅｔｕｎ
ｅｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）、すなわち移動要素の存在
しない定常条件のセンサ信号電圧からできる限りフリー
でなければならない。従って、センサにより記録された
磁石の磁極面の定常磁界はセンサに対して対称でなけれ
ばならず、それは製造偏差とそれによる望ましくないオ
フセット電圧のために実質的に達成できない。

【０００３】米国特許出願第４，７４５，３６３　号は
ホールセルと磁石を用いて回転歯状ホイール（ｒｏｔａ
ｔｉｎｇ　ｔｏｏｔｈｅｄ　ｗｈｅｅｌ）が検出される
装置を開示している。狭い半導体ストリップから構成さ
れたホールセルを少なくとも一部分に収納するために、
歯状ホイールの歯の移動方向を横断して磁石の磁極面の
１つに溝（ｇｒｏｏｖｅ）が備えられている。というの
は、歯状ホイールの歯によって磁気的に離調された最も
敏感な平面が磁極面の表面の領域にあるからである。し
かし、その溝にもかかわらず、ホールセルは磁極面から
ずっと先にこの領域を突出させ、それはどうして要素が
付加的に磁界の集中を与えるかの理由である。この装置
の感度は磁石の対称軸におけるホールセルの正確な位置
決めに強く依存しており、かつホールセルの突出および
それに接続された歯状ホイールからの磁極面の比較的大
きな距離とによりさらに不利に影響される。

【０００４】トイツ国公開特許第３４　２６　７８４Ａ
１　号は電気信号を表示する磁気抵抗センサを具える装
置を開示している。このセンサは中央溝を具える磁石を
有し、それは歯状ホイールの移動方向に整列され、かつ
それに磁気測定ブリッジ装置が割り当てられている。溝
は磁石の縁部を形成するのに役立ち、その結果、本質的
に均等な磁界成分が移動方向に直角な磁極面の平面に生
成される。この磁界成分の磁気離調は測定ブリッジ装置
を用いて検出できる。測定ブリッジ装置はこの目的で中
央に配設され、かつ溝の縁部を一部カバーするよう磁極
面からある距離に配設されている。この装置において、
オフセット電圧からフリーな位置決めは非常に困難であ
るから、２つの隣接ブリッジ装置が備えられ、従ってオ
フセット電圧の生起がお互いに削除される。この複雑な
解決はまた測定ブリッジ装置のオフセット電圧からフリ
ーな位置決めの問題を条件付きで解決できる。というの
は、こり目的で、オフセット電圧は同じ値を有する必要
がある（それは常にはそうでないが）からである。

【０００５】測定ブリッジ装置を位置決めする別の可能
性は、磁界対称性を正確に調査し、かつ調査された領域
に測定ブリッジ装置を対称的に取り付ける（しかしそれ
もまた非常に複雑であるが）方法である。

【０００６】別の複雑な方法は、センサの領域で磁界対
称性を得るための磁石の再磁化である。例えば、これは
要求されたパルス磁化デバイスの磁界中でセンサの位置
を変化できる自動操作装置（ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ
　ａｕｔｏｍａｔ）を要求する。

【０００７】

【発明の開示】本発明の目的は、取り付けゾーンの磁石
で、オフセット電圧の妨害に対して非常に簡単でありか
つクリチカルでない位置決めが定常条件で保証される装
置を与えることである。

【０００８】本発明によると、この目的は磁石が要素の
移動方向に、かつセンサ信号電圧からフリーな取り付け
ゾーンを形成する磁極面に垂直方向に、磁界に対称かつ
平行に少なくとも１つの磁気欠陥（ｍａｇｎｅｔｉｃ　
ｉｍｐｅｒｆｅｃｔｉｏｎ）を生成する手段を具えるこ
とにより達成される。

【０００９】本発明の好ましい１実施例によると、セン
サは、その個別要素が磁気抵抗的であり、かつバーバー
磁極形態（Ｂａｒｂｅｒ　ｐｏｌｅ　ｃｏｎｆｉｇｕｒ
ａｔｉｏｎ）を有する磁気測定ブリッジ装置であり。セ
ンサの測定方向は要素の移動方向に、かつ磁石の磁極面
に平行に延在している。

【００１０】本発明の好ましい１実施例によると、磁石
は永久磁石として構成されている。検出すべき移動強磁
性要素は軸の周りに回転する要素であってよい。

【００１１】本発明の好ましい１実施例によると、セン
サは磁極面の実質的に中央に配設され、かつ少なくとも
１つの欠陥の影響領域により移動要素の移動方向で決定
される取り付けゾーンに配設されている。

【００１２】本発明の好ましい１実施例によると、欠陥
は少なくとも部分的に減磁されるかあるいは磁気的に補
償されたストリップ形の領域を有し、かつ要素の移動方
向に直交的にかつ磁極面の平面内に延在している。

【００１３】本発明の好ましい１実施例によると、欠陥
は溝から構成され、それは中央に配設されたセンサの領
域で要素の移動方向を横断して延在している。溝により
構成されたそのような欠陥により、センサは非離調条件
で近似的に溝の幅の領域の要素の移動方向に、センサ信
号電圧からフリーな取り付けゾーンを有している。

【００１４】本発明の好ましい１実施例によると、要素
の移動方向を横断する電流により特に作用できる少なく
とも１つの電気導体が磁界対称の磁石の縁部に配設され
、欠陥を構成することもまた保証できる。この導体はさ
らに磁極面に沿って整列され、かつその影響領域により
磁極面の取り付けゾーンの幅を決定している。

【００１５】そのような単一欠陥により、広い中央領域
で要素の移動方向にセンサを配設することも既に可能で
ある。というのは、磁界対称は広い領域で保証されてい
るからである。この領域は拡張できるか、あるいは対応
する別の導体により改善できる。さらに、磁石の中心線
のいずれの側の非対称性も補償できる。導体はまた磁石
の通過開口（ｐａｓｓａｇｅ　ｏｐｅｎｉｎｇ）に配設
できる。

【００１６】本発明の好ましい１実施例によると、部分
的に磁化の変化状態を有する導体領域の近傍で少なくと
も得られる連続電流により導体が作用し、それが欠陥を
構成し、かつ電流が無くても存在し続けることをさらに
保証できる。

【００１７】本発明の特殊な１実施例によると、磁気抵
抗センサの安定化のために、非対称磁界が要素の移動方
向を横断する平面に備えられる。

【００１８】従って、本発明による装置により、センサ
の動作を外部から影響し、かつかなりの悪影響を及ぼす
こと無しに、製造により既に決定された許容度から起こ
るオフセット電圧は簡単な態様で回避ないし補償できる
。引き続く複雑な評価回路は従って不要にできる。本発
明により取り付けゾーンに非クリティカルに配設できる
磁気抵抗センサは、例えば接着要素および／または支持
要素、それ故、磁気離調に最も敏感な平面中の手段によ
りそれに接着された磁石の磁極面に直接固定できる。

【００１９】もし溝の形をした欠陥が形成されなければ
ならないなら、平坦磁気抵抗センサは取り付けゾーンに
対応する溝の領域で移動方向に対して完全に非クリティ
カルに配設できる。もし欠陥が電気導体により形成され
るなら、取り付けゾーンに既に取り付けられたセンサの
補償あるいはトリミングは以後可能となる。センサの取
り付けは非常に安価であり、かつ検出すべき要素からの
短距離により、および磁気ブリッジ装置の良好なゼロ点
調整により、センサの高感度を得ることを許容する。

【００２０】本発明の実施例を図面を参照して詳細に説
明する。

【００２１】

【実施例】図１は永久磁石の形をした磁石１１を具える
本発明による装置１０を示し、磁石１１はその磁極面１
２と１３の１つに、取れ付けゾーン２４のほぼ中央に配
設されたセンサ１４を有している。センサ１４は要素１
９により磁極面１２に接着できるか、あるいはその上に
対応する態様で固定できる。磁極面１２から、あるいは
センサ１４からある距離で、矢印Ａの方向に軸２５（図
２，３）の周りで回転する要素１６は破線により示され
ている。要素１６は強磁性材料からなり、従って矢印に
より示された磁石１１の磁界１７の磁気離調を生成でき
る。要素１６は例えば回転する歯状ホイールの歯、溝あ
るいはピンであってもよい。図面において、要素１６は
一例として歯１５を持つ歯状ホイールとしてのみ示され
ることに注意すべきである。

【００２２】図１に示されていない磁石１１の欠陥によ
り、図面の平面にあり、かつセンサ１４を近似的に通過
する平面の磁界１７対称性と平行性は保証され、それに
より磁極面１２において取り付けゾーン２４が決定され
る。センサ１４は磁気測定ブリッジ装置として磁気抵抗
的に構成されている。その個別要素はバーバー磁極形態
を有している。センサ１４はその測定方向がセンサ１４
の領域で要素１６の移動の接線方向に対応し、それは本
質的に磁石１１の磁極面１２に平行に延在している。

【００２３】図２は溝１８により構成された欠陥を具え
る図１による装置１０を示している。溝１８は磁石１１
の磁極面１２の中央に備えられており、かつ図面の平面
に向くように整列されている。溝１８により構成された
欠陥により、図面の平面にある平面の磁極面１２上の溝
１８の領域で磁界１７の対称性と平行性が保証され、そ
れはさらに磁石１１と中央で交差している。この領域は
取り付けゾーン２４を決定する。磁極面１２のこの領域
において、センサ１４が配設されている。このために、
非磁性である溝１８をブリッジする要素１９を備えるこ
とが要求され、それによりセンサ１４は対応する態様で
磁石１１に接着できる。このように配設されたセンサ１
４は移動方向に沿って溝幅内で行ったり来り移動でき、
それ無しではそれは定常状態のオフセット電圧あるいは
センサ信号電圧の妨害となる。溝幅は通常の簡単な取り
付け方法によりセンサ１４が取り付けゾーン２４内であ
る程度常に取り付けできるよう選ぶことができる。

【００２４】図３は電気導体２０により構成された欠陥
を持つ図１による装置１０を示している。電気導体２０
は電流、すなわち調整可能な電流により特別に作用でき
、そして一例として図面の平面に向かうように要素１６
の移動方向に直交的に磁石１１の縁部に配設されている
。導体２０のみを備え、かつ例えば磁石１１の縁部で所
望の磁界対称性が達成できるような態様でそれを配設す
ることが考えられる。しかし、お互いに反対に置かれ、
かつ磁石１１の水平中心線の上下に配設され、従って中
心線のいずれの側の磁界１７の対称性も補償できるよう
な２個の導体２０を備えることも考えられる。導体２０
の周りの磁界の変動は毎回破線２１により表示される。これらの磁界の方向は導体２０の電流方向に依存し、そ
れは必要な補償に従って順次再び調整される。従って、
示された矢印２２は一例としてのみ与えられている。こ
こで導体２０はもちろん磁石１１の通過開口に配設でき
ることに注意すべきである。図面の平面の中央の磁極面
１２上の取り付けゾーン２４は導体２０により生じた欠
陥により決定される。

【００２５】既に述べたように、いくつかの導体２０が
使用でき、かつ補償要件に適応された連続電流により作
用できる。しかし、磁石の減磁あるいは再磁化の間に導
体２０の近傍で磁石１１の磁化状態を完全にあるいは部
分的に変化するために、対応的に適応された電流を一度
だけ短時間ある程度繰り返して導体２０に作用させるこ
ともまたもちろん考えることができる。装置の動作の間
に、導体２０は任意の電流を伝える必要はなく、これは
磁石１１の欠陥が生成された後でどうして導体２０も再
び移動できるかの理由である。

【００２６】欠陥のため、対称磁界が取り付けゾーン２
４で優勢であり、その結果、センサ１４は例えば磁極面
１２上の接着要素１９により配設でき、一方、要素１６
の移動方向に関して、センサ信号電圧が定常条件で生成
されることなく、別の領域が利用可能である。

【００２７】図４は図３の平面図である。丁度磁石１１
の幅に対するセンサ１４の中心位置のように、導体２０
は明確に見ることができる。センサ１４は要素１９によ
り磁石１１に接着される。要素１６はセンサ１４にほぼ
対称的に反対なある距離に配設されている。

【００２８】図５はセンサ信号電圧Ｕｓ　（ｘ）の定性
的変動を示し、それは非離調条件のセンサ１４の接続線
２３に導くことができ、もし溝１８あるいは導体２０に
より形成された本発明による欠陥が存在するなら、移動
方向Ａの磁石に生成される。ｘの広い範囲でセンサ信号
電圧Ｕｓ　が定常条件で零であることが特に明確に見る
ことができる。この領域は取り付けゾーン２４を決定す
る。本発明によると、センサ１４はこのゾーンに配設さ
れる。

【００２９】図面とクレームにおいて上に述べられた本
発明の特徴はその種々の実施例における本発明の実現に
別々に、およびその任意の組合せの双方で本質的であろ
う。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は歯状ホイール、磁石および磁石の取り付
けゾーン内のセンサを具える本発明による装置を示して
いる。

【図２】図２は取り付けゾーンを決定する溝を具える図
１に示されたような装置を示している。

【図３】図３は取り付けゾーンを決定するいくつかの電
気導体を具える図１に示されたような装置を示している
。

【図４】図４は図３の平面図である。

【図５】図５は取り付けゾーンを示し、それは検出すべ
き要素の移動方向でのセンサ信号電圧の定性的変動を参
照している。

【符号の説明】

１０　　装置１１　　磁石１２　　磁極面１３　　磁極面１４　　センサ１５　　歯１６　　強磁性要素あるいは移動要素あるいは歯状ホイ
ール１７　　磁界１８　　溝１９　　要素２０　　電気導体２１　　破線２２　　矢印２３　　接続線２４　　取り付けゾーン２５　　軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　磁石を具え、それにセンサがその磁極
面の１つに、かつ移動要素からある距離で割り当てられ
ている移動強磁性要素の検出装置において、磁石（１１
）が要素（１６）の移動方向（Ａ）に、かつセンサ（１
４）に対しセンサ信号電圧からフリーな取り付けゾーン
（２４）を形成する磁極面（１２）に垂直方向に、磁界
（１７）に対称かつ平行に少なくとも１つの磁気欠陥を
生成する手段（１８，　２０）、を具えることを特徴と
する装置。
【請求項２】　　バーバー磁極形態を有する磁気抵抗要
素を具える磁気測定ブリッジ配列としてセンサ（１４）
が構成され、かつセンサ（１４）の測定方向が要素（１
６）の移動方向（Ａ）に、かつ磁石（１１）の磁極面（
１２）に平行に延在すること、を特徴とする請求項１に
記載の装置。
【請求項３】　　磁石（１１）が永久磁石の形を取り、
センサ（１４）が非磁性要素（１９）により磁石（１１
）の磁極面（１２）上の取り付けゾーン（２４）に固定
され、取り付けゾーン（２４）が少なくとも１つの欠陥
の影響ゾーンにより移動方向（Ａ）で決定され、かつ移
動要素（１６）が軸（２５）の周りに回転する要素であ
ることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】　　欠陥が少なくとも部分的に減磁される
かあるいは磁気的に補償されたストリップ形の領域を有
し、それは磁極面（１２）の平面の要素（１６）の移動
方向（Ａ）に直交的に延在することを特徴とする請求項
３に記載の装置。
【請求項５】　　ほぼ中央にある溝（１８）が欠陥を構
成し、それは移動要素（１６）の移動方向（Ａ）を横断
して延在し、取り付けゾーン（２４）は溝（１８）の幅
に近似的に対応し、かつセンサ（１４）がこの領域内に
配設されていることを特徴とする請求項４に記載の装置
。
【請求項６】　　要素（１６）の移動方向（Ａ）を横断
し、かつ磁極面（１２）に従って整列され、電流により
特別に作用でき、欠陥を生成し、かつその影響ゾーンが
磁極面（１２）上で取り付けゾーン（２４）を決定する
少なくとも１つの電気導体（２０）が磁界対称の磁石（
１１）の縁部に配設されていることを特徴とする請求項
４に記載の装置。
【請求項７】　　２個の導体（２０）が移動方向（Ａ）
に直交的に、かつ磁極面（１３）の中心に対称的にセン
サ（１４）から離れて磁極面（１３）に配設されている
ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】　　導体（２０）が磁石（１１）の通過開
口に配設されていることを特徴とする請求項７に記載の
装置。
【請求項９】　　磁化の変化状態を有する導電体（２０
）領域の近傍で少なくとも部分的に得られる連続電流に
より導体（２０）が作用し、それが欠陥を構成し、かつ
電流が無くても存在し続けることを特徴とする請求項８
に記載の装置。