JPH0469721B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、磁界の方向に応じて抵抗値が変化す
る性質を備えた磁気抵抗素子を利用し、磁界の方
向の変化により位置を検出するようにした装置に
関する。

＜従来の技術＞ 磁気抵抗素子は、磁界の方向に応じて抵抗値が
変化する性質を有する特殊な材料、例えばNi−
Coのような強磁性体やある種の半導体等を用い
て構成されており、第５図に一般的な構造を示
す。

図において、１は上記の材料からなる同電路の
パターン面であり、比較的長い主導電路１ａが平
行に並ぶようにジグザグ状に折り曲げた形状とな
つている。そして、２個のパターン面１，１をそ
の主導電路１ａが互いに直交する向きに配置し、
直列に接続して両端及び中間点に端子２，３，４
をそれぞれ設け、第５図ｂのようにリード線２
ａ，３ａ，４ａを接続して磁気抵抗素子５が構成
されている。６はパターン面が形成される絶縁性
の基板を示す。この構成において、端子２，３間
に一定の電圧VCCを印加し、端子４の電位を出
力電圧Voとして取り出す。矢印Ｍは磁界の方向
を示し、その角度θを変えると、左右の各パター
ン面１，１の抵抗値が互いに逆方向に増減するの
で、角度θに応じて第６図のように出力電圧Vo
はサインカーブを描いて変化する。

そこで、第７図ａのように、磁石７ａ，７ｂの
Ｎ極とＳ極を突き合わせ、磁石７ａ，７ｂに沿つ
て磁気抵抗素子５を移動させると、突き合わせ部
B′付近で最も磁界が強く、しかもここで磁界の
方向が変化するので、出力電圧Voは第７図ｂの
ように変化し、突き合わせ部B′の位置が検出で
きる。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 第７図の場合、突き合わせ部B′以外の点A′，
C′等では磁界が弱く、出力の変化がほとんどなく
なるとともにノイズによる誤動作の可能性が大き
い。また突き合わせ部B′での出力変化は比較的
ゆるやかであり、検出精度を向上させることが困
難である。

本発明はこのような点に着目し、出力の安定化
と検出精度の向上をはかることを目的としてなさ
れたものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するため、本発明の磁気抵抗
素子を用いた位置検出装置は、長手方向と直交す
る幅方向に磁化された２個の帯状磁性体を、長手
方向の所定位置において磁化方向が直交するよう
に突き合わせて配置した磁界発生部材と、 上記磁界発生部材に沿つて磁界発生部材の長手
方向に相対的に移動できるように配置され、一方
の帯状磁性体の幅方向に対して平行な主導電路を
有するパターン面と、他方の帯状磁性体の幅方向
に対して平行な主導電路を有するパターン面を少
なくとも１個ずつ備え、各パターン面を磁界発生
部材の表面の磁束に鎖交させた磁気抵抗素子、と
を備えている。上記磁界発生部材の２個の帯状磁
性体の配置方向は、例えば、一方の帯状磁性体の
長さ方向の先端に、他方の帯状磁性体の先端を連
続させて長手方向に２個の帯状磁性体を連続配置
し、かつ、この長手方向に連続配置する帯状磁性
体の磁化方向が直交するように２個の帯状磁性体
を配置している。

＜作用＞ 磁界発生部材の表面の磁束の方向に幅方向とな
つており、その方向が所定位置で90°変化する。
従つて、磁気抵抗素子が磁界発生部材に沿つて移
動すると、パターン面と鎖交する磁束の方向が所
定位置で90°変化し、各パターン面の抵抗値は、
最大値から最小値に、または最小値から最大値に
互いに逆方向に増減し、出力電圧が大きく変化し
て位置検出を精度よく行なうことができる。

＜実施例＞ 以下、第１図ないし第４図に示す実施例につい
て説明する。

第１図のａにおいて、１１は２個の帯状磁性体
１１ａ，１１ｂを組み合わせた磁界発生部材であ
る。各帯状磁性体１１ａ，１１ｂはそれぞれの幅
方向に磁化されており、検出したい位置Ｂにおい
てその幅方向をＬ字状の直交させて突き合わせて
ある。図の場合、Ａ部にある一方の磁性体１１ａ
は右縁がＮ極、左縁がＳ極となつていて、表面の
磁束は左向きとなつており、Ｃ部にある他方の磁
性体１１ｂは上縁がＮ極、下縁がＳ極となつてい
て、磁束は下向きとなつており、位置Ｂでは左下
向きとなつている。なお磁束の向きは一方が水
平、他方が垂直であればよく、磁極の磁性が逆で
あつても差支えない。

この磁界発生部材１１の磁界内に磁気抵抗素子
５を入れ、矢印Ｄのように磁界発生部材１１に沿
つて相対的に移動できるよにしてある。この磁気
抵抗素子５は、第５図で述べたものと同じものが
使用可能であり一方のパターン面が磁性体１１ａ
の幅方向と平行になり、他方のパターン面が垂直
になるような姿勢で配置される。磁気抵抗素子５
がＡ部にある時とＣ部にある時とで、各パターン
面の抵抗値の大小の関係が逆転し、第２図に示す
ように、出力電圧VoはＡ部では例えば最低とな
つているが、磁気抵抗素子５が検出したい位置Ｂ
を過ぎてＣ部に達すると、出力電圧Voは反転し
て最大値となる。従つて、この出力電圧Voの変
化によつて、磁気抵抗素子５と磁界発生部材１１
の検出したい位置Ｂとの相対的な位置関係が検出
でき、ちようどリミツトスイツチによる接点のオ
ン・オフ動作と同様に、位置検出を行なうことが
できるのである。

なお、磁界発生部材１１の形状は、図のような
直線状に限られるものではなく、対象物の形状や
動きに応じて曲線状など適宜の形状とすることが
できる。また、位置Ｂにおける磁性体１１ａ，１
１ｂの組み合わせは、第１図のｂのように側縁が
ある長さＬだけ重なるように相互配置とすること
もでき、この場合には、位置Ｂにおける出力電圧
Voの変化は重なり寸法Ｌに応じてゆるやかなも
のとなる。また逆に相互の磁界が及べば、磁性体
１１ａ，１１ｂが離れていてもよく、磁性体１１
ａ，１１ｂの相互間の配置は、用途などに応じて
適宜選定すればよい。

第３図および第４図は、帯状磁性体１１ａ，１
１ｂの組み合わせの他の例を示すものであり、第
３図は磁性体１１ａ，１１ｂをその幅方向が十字
状になるように直交させたもの、第４図はその幅
方向がＴ字状になるように直交させたものをそれ
ぞれ示している。第３図の場合には、同図のｂに
５ａ〜５ｄとして示すように、磁気抵抗素子５を
磁性体１１ａの上下及び磁性体１１ｂの左右のい
ずれの位置にも配置できる。また第４図の場合に
は、同図のｂに５ａ，５ｂとして示すように、磁
性体１１ａの上下のいずれの位置にも配置でき
る。従つて、磁気抵抗素子５の配置に対する自由
度が高くなり、実用性が向上される。

＜発明の効果＞ 上述の実施例の説明からも明らかなように、本
発明は、幅方向に磁化された２個の帯状磁性体を
磁化方向が直交するように突き合わせてなる磁界
発生部材に沿つて、磁気抵抗素子を相対的に移動
させ、磁気抵抗素子の抵抗の変化による出力電圧
の反転によつて位置検出を行なうようにしたもの
である。従つて、非接触式であるため被検出物の
複動等の障害になることがなく、しかも無接点式
であるため、リミツトスイツチ等の接点式のもの
におけるような接触不良の生ずる可能性はなく、
また所定位置での出力電圧の変化は明瞭であり、
磁気抵抗素子は常に磁界内にあるため、安定した
出力が得られて外部よりのノイズによる誤動作が
ない等の特徴を備え、信頼性の高い位置検出装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図のａは本発明の一実施例の概略斜視図、
同図のｂは変形例の要部の斜視図、第２図は同上
の出力電圧図、第３図のａ，ｂはそれぞれ他の実
施例の要部の斜視図および正面図、第４図のａ，
ｂはそれぞれ別の実施例の要部の斜視図および正
面図、第５図のａ，ｂはそれぞれ磁気抵抗素子の
パターン図および斜視図、第６図は同素子の出力
電圧図、第７図のａ，ｂはそれぞれ従来例の概略
側面図および出力電圧図である。 １……パターン面、１ａ……主導電路、５……
磁気抵抗素子、１１……磁界発生部材、１１ａ，
１１ｂ……帯状磁性体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手方向と直交する幅方向に磁化された２個
   の帯状磁性体を、長手方向の所定位置において磁
   化方向が直交するように突き合わせて配置した磁
   界発生部材と、 上記磁界発生部材に沿つて該磁界発生部材の長
   手方向に相対的に移動できるように配置され、一
   方の帯状磁性体の幅方向に対して平行な主導電路
   を有するパターン面と、他方の帯状磁性体の幅方
   向に対して平行な主導電路を有するパターン面を
   少なくとも１個ずつ備え、各パターン面を上記磁
   界発生部材の表面の磁束に鎖交させた磁気抵抗素
   子、 とを備えたことを特徴とする磁気抵抗素子を用い
   た位置検出装置。