JPH08178937A - 磁気検出装置 - Google Patents
磁気検出装置Info
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- JPH08178937A JPH08178937A JP31532794A JP31532794A JPH08178937A JP H08178937 A JPH08178937 A JP H08178937A JP 31532794 A JP31532794 A JP 31532794A JP 31532794 A JP31532794 A JP 31532794A JP H08178937 A JPH08178937 A JP H08178937A
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Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】センサ部の主面方向におけるバイアス磁石と磁
気抵抗素子との位置ずれにともなうオフセット誤差を低
減可能な磁気検出装置を提供する。 【構成】一対のバイアス磁石１１、１２が、磁気検出位
置Ｐを挟んでセンサ部２の主面に平行なｘ方向における
互いに反対の位置にてセンサ部２の主面に平行でｘ方向
と直角なｙ方向へそれぞれ延設される。更に、両バイア
ス磁石１１，１２のセンサ部２対面側の磁極面は互いに
反対極性を有する。このようにすれば、ほぼｘ方向へ向
かう磁界が磁気検出位置Ｐに形成され、したがって、磁
気検出位置Ｐを含んでｘ方向に延びる線上の各点の磁界
強度はほとんど等しくなる。したがって、センサ部２の
磁気抵抗素子がバイアス磁石に対してｘ方向に相対変位
しても、磁気抵抗素子に作用する磁界成分は殆ど変化せ
ず、抵抗値の変化も小さい。
気抵抗素子との位置ずれにともなうオフセット誤差を低
減可能な磁気検出装置を提供する。 【構成】一対のバイアス磁石１１、１２が、磁気検出位
置Ｐを挟んでセンサ部２の主面に平行なｘ方向における
互いに反対の位置にてセンサ部２の主面に平行でｘ方向
と直角なｙ方向へそれぞれ延設される。更に、両バイア
ス磁石１１，１２のセンサ部２対面側の磁極面は互いに
反対極性を有する。このようにすれば、ほぼｘ方向へ向
かう磁界が磁気検出位置Ｐに形成され、したがって、磁
気検出位置Ｐを含んでｘ方向に延びる線上の各点の磁界
強度はほとんど等しくなる。したがって、センサ部２の
磁気抵抗素子がバイアス磁石に対してｘ方向に相対変位
しても、磁気抵抗素子に作用する磁界成分は殆ど変化せ
ず、抵抗値の変化も小さい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁電変換素子を用いた
磁気検出装置に関する。本発明の磁気検出装置は例えば
回転検出装置に適用される。
磁気検出装置に関する。本発明の磁気検出装置は例えば
回転検出装置に適用される。
【０００２】
【従来技術】従来のＭＲ素子を用いた磁気検出装置（以
下、ＭＲ式磁気検出装置ともいう）の一例を図１１に示
す。この装置は、回転検出装置であって、磁界を検出す
べき磁気検出位置Ｐに近接配置されてこの位置Ｐに所定
のバイアス磁界を形成するバイアス磁石１１１と、抵抗
値が磁界に応じて変化する磁気抵抗素子が主面上に配設
されるとともに位置Ｐに配設される板状のセンサ部１１
２と、位置Ｐに近接して磁界の主方向Ｍと直角方向へ回
転する高透磁性の歯部１１３を有するギヤ１１４とを有
している。１１５は、バイアス磁石のＮ極面上に固着さ
れた一定厚の平板からなるスペーサであって、１１６は
バイアス磁石１１１が固定されるベースプレートであ
る。センサ部１１２には、位置Ｐに近接してＭＲ素子が
ブリッジ回路構成又は単一又はハーフブリッジ回路構成
で配設されており、歯部１１３の近接又は離隔に伴うＭ
Ｒ素子位置における主としてＸ方向の磁界変化を検出し
て回転を検出している。
下、ＭＲ式磁気検出装置ともいう）の一例を図１１に示
す。この装置は、回転検出装置であって、磁界を検出す
べき磁気検出位置Ｐに近接配置されてこの位置Ｐに所定
のバイアス磁界を形成するバイアス磁石１１１と、抵抗
値が磁界に応じて変化する磁気抵抗素子が主面上に配設
されるとともに位置Ｐに配設される板状のセンサ部１１
２と、位置Ｐに近接して磁界の主方向Ｍと直角方向へ回
転する高透磁性の歯部１１３を有するギヤ１１４とを有
している。１１５は、バイアス磁石のＮ極面上に固着さ
れた一定厚の平板からなるスペーサであって、１１６は
バイアス磁石１１１が固定されるベースプレートであ
る。センサ部１１２には、位置Ｐに近接してＭＲ素子が
ブリッジ回路構成又は単一又はハーフブリッジ回路構成
で配設されており、歯部１１３の近接又は離隔に伴うＭ
Ｒ素子位置における主としてＸ方向の磁界変化を検出し
て回転を検出している。
【０００３】図１２に、一対のＭＲ素子をハーフブリッ
ジ回路構成で配設した場合の出力電圧Ｖｏの波形を示
す。ＭＲ素子ｒ１は主としてｘ方向に流れるようにつづ
ら折り状に配設され、ＭＲ素子ｒ２は主としてｙ方向に
流れるようにつづら折り状に配設され、その結果、歯部
１１３の回転によりＭＲ素子ｒ２の抵抗値の変化によ
り、正弦波状の出力電圧Ｖｏが得られる。
ジ回路構成で配設した場合の出力電圧Ｖｏの波形を示
す。ＭＲ素子ｒ１は主としてｘ方向に流れるようにつづ
ら折り状に配設され、ＭＲ素子ｒ２は主としてｙ方向に
流れるようにつづら折り状に配設され、その結果、歯部
１１３の回転によりＭＲ素子ｒ２の抵抗値の変化によ
り、正弦波状の出力電圧Ｖｏが得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の磁気検出装置では、ＭＲ素子とバイアス磁石との
相対位置が主面方向すなわち図 中、ｘ，ｙ方向でずれ
ると、ＭＲ素子の初期バイアス磁界がばらつき、それに
よりＭＲ素子の抵抗値にオフセット誤差が生じ、その両
端にオフセット誤差が増大する。同様に、ブリッジ回路
構成されたＭＲ素子（以下、ＭＲ素子ブリッジともい
う）でも、ブリッジの中点電位として発生する信号電圧
のＤＣ成分がばらつき、オフセット誤差電圧が増大す
る。 図１３（ａ）にバイアス磁石１１１の磁極面を模
式的に示し、図１３（ｂ）にバイアス磁石１１１の磁極
面と直角方向の断面図を示し、図１３（ｃ）にバイアス
磁石１１１のＮ極面の主面中心ｋからｚ方向へ所定距離
ｄだけ離れた磁気検出位置Ｐを通ってｘ方向へ延びる線
上におけるｘ方向磁界成分（Ｈｘ）の変化を示し、図１
３（ｄ）にバイアス磁石１１１のＮ極面の主面中心ｋか
らｚ方向へ所定距離ｄだけ離れた磁気検出位置Ｐを通っ
てｙ方向へ延びる線上におけるｙ方向磁界成分（Ｈｙ）
の変化を示す。センサ部１１２上のＭＲ素子の電気抵抗
はｘ方向磁界成分（Ｈｘ）又はｙ方向磁界成分（Ｈｙ）
の変化により変化してしまう。 すなわち、このような
オフセット誤差の増大は、センサ感度、精度の向上を図
る上の重大な障害となっていた。
従来の磁気検出装置では、ＭＲ素子とバイアス磁石との
相対位置が主面方向すなわち図 中、ｘ，ｙ方向でずれ
ると、ＭＲ素子の初期バイアス磁界がばらつき、それに
よりＭＲ素子の抵抗値にオフセット誤差が生じ、その両
端にオフセット誤差が増大する。同様に、ブリッジ回路
構成されたＭＲ素子（以下、ＭＲ素子ブリッジともい
う）でも、ブリッジの中点電位として発生する信号電圧
のＤＣ成分がばらつき、オフセット誤差電圧が増大す
る。 図１３（ａ）にバイアス磁石１１１の磁極面を模
式的に示し、図１３（ｂ）にバイアス磁石１１１の磁極
面と直角方向の断面図を示し、図１３（ｃ）にバイアス
磁石１１１のＮ極面の主面中心ｋからｚ方向へ所定距離
ｄだけ離れた磁気検出位置Ｐを通ってｘ方向へ延びる線
上におけるｘ方向磁界成分（Ｈｘ）の変化を示し、図１
３（ｄ）にバイアス磁石１１１のＮ極面の主面中心ｋか
らｚ方向へ所定距離ｄだけ離れた磁気検出位置Ｐを通っ
てｙ方向へ延びる線上におけるｙ方向磁界成分（Ｈｙ）
の変化を示す。センサ部１１２上のＭＲ素子の電気抵抗
はｘ方向磁界成分（Ｈｘ）又はｙ方向磁界成分（Ｈｙ）
の変化により変化してしまう。 すなわち、このような
オフセット誤差の増大は、センサ感度、精度の向上を図
る上の重大な障害となっていた。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、センサ部の磁気検出方向におけるバイアス磁石と
磁電変換素子との位置ずれにともなうオフセット誤差を
低減可能な磁気検出装置を提供することを、その目的と
している。
あり、センサ部の磁気検出方向におけるバイアス磁石と
磁電変換素子との位置ずれにともなうオフセット誤差を
低減可能な磁気検出装置を提供することを、その目的と
している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成は、
磁界を検出すべき磁気検出位置に近接配置されて前記磁
気検出位置に所定のバイアス磁界を形成するバイアス磁
石と、前記バイアス磁界の変化を電気的変化に変換する
磁電変換素子を備えて前記磁気検出位置又はその近傍に
配設されるセンサ部とを備える磁気検出装置において、
少なくとも一対の前記バイアス磁石は、前記磁気検出位
置を挟んで前記センサ部の磁気検出方向に平行なｘ方向
における互いに反対の位置にて前記センサ部の磁気検出
方向に平行で前記ｘ方向と直角なｙ方向へそれぞれ延設
されるとともに、互いに反対極性の磁極面を前記センサ
部に向けた姿勢を有することを特徴とする磁気検出装置
である。
磁界を検出すべき磁気検出位置に近接配置されて前記磁
気検出位置に所定のバイアス磁界を形成するバイアス磁
石と、前記バイアス磁界の変化を電気的変化に変換する
磁電変換素子を備えて前記磁気検出位置又はその近傍に
配設されるセンサ部とを備える磁気検出装置において、
少なくとも一対の前記バイアス磁石は、前記磁気検出位
置を挟んで前記センサ部の磁気検出方向に平行なｘ方向
における互いに反対の位置にて前記センサ部の磁気検出
方向に平行で前記ｘ方向と直角なｙ方向へそれぞれ延設
されるとともに、互いに反対極性の磁極面を前記センサ
部に向けた姿勢を有することを特徴とする磁気検出装置
である。
【０００７】本発明の第２の構成は、上記第１の構成に
おいて更に、前記磁電変換素子が磁気抵抗素子であるこ
とを特徴としている。本発明の第３の構成は、上記第１
の構成において更に、前記バイアス磁石の磁極面が前記
センサ部の主面に平行に配設されることを特徴としてい
る。本発明の第４の構成は、上記第３の構成において更
に、前記一対のバイアス磁石の互いに異なる極性の磁極
面上に一定厚の平板からなる非磁性のスペーサの一主面
が固着され、前記センサ部は前記スペーサの反対主面に
固着されることを特徴としている。
おいて更に、前記磁電変換素子が磁気抵抗素子であるこ
とを特徴としている。本発明の第３の構成は、上記第１
の構成において更に、前記バイアス磁石の磁極面が前記
センサ部の主面に平行に配設されることを特徴としてい
る。本発明の第４の構成は、上記第３の構成において更
に、前記一対のバイアス磁石の互いに異なる極性の磁極
面上に一定厚の平板からなる非磁性のスペーサの一主面
が固着され、前記センサ部は前記スペーサの反対主面に
固着されることを特徴としている。
【０００８】本発明の第５の構成は、上記第２の構成に
おいて更に、前記磁気抵抗素子は、前記センサ部の前記
主面上にて前記ｙ方向へ往復して延設された感磁導電路
部から主として構成されることを特徴としている。本発
明の第６の構成は、上記第１の構成において更に、前記
磁電変換素子がホール素子であることを特徴としてい
る。
おいて更に、前記磁気抵抗素子は、前記センサ部の前記
主面上にて前記ｙ方向へ往復して延設された感磁導電路
部から主として構成されることを特徴としている。本発
明の第６の構成は、上記第１の構成において更に、前記
磁電変換素子がホール素子であることを特徴としてい
る。
【０００９】本発明の第７の構成は、上記第１の構成に
おいて更に、前記両バイアス磁石は互いに反対極性を有
して対面する磁極面を有することを特徴としている。本
発明の第８の構成は、上記第１〜第７の構成において更
に、前記磁気検出位置に近接しつつ前記ｘ方向へ回転可
能な高透磁性の歯部を有するギヤを有し、回転検出装置
として用いられることを特徴としている。
おいて更に、前記両バイアス磁石は互いに反対極性を有
して対面する磁極面を有することを特徴としている。本
発明の第８の構成は、上記第１〜第７の構成において更
に、前記磁気検出位置に近接しつつ前記ｘ方向へ回転可
能な高透磁性の歯部を有するギヤを有し、回転検出装置
として用いられることを特徴としている。
【００１０】
【作用及び発明の効果】本発明の第１の構成では、一対
のバイアス磁石が、磁気検出位置を挟んでセンサ部の磁
気検出方向に平行なｘ方向における互いに反対の位置に
てセンサ部の磁気検出方向に平行でｘ方向と直角なｙ方
向へそれぞれ延設される。更に、両バイアス磁石のセン
サ部対面側の磁極面は互いに反対極性を有する。
のバイアス磁石が、磁気検出位置を挟んでセンサ部の磁
気検出方向に平行なｘ方向における互いに反対の位置に
てセンサ部の磁気検出方向に平行でｘ方向と直角なｙ方
向へそれぞれ延設される。更に、両バイアス磁石のセン
サ部対面側の磁極面は互いに反対極性を有する。
【００１１】このようにすれば、ほぼｘ方向へ向かう磁
界が磁気検出位置に形成され、したがって、磁気検出位
置を含んでｘ方向に延びる線上の各点の磁界強度はほと
んど等しくなる。したがって、センサ部の磁電変換素子
がバイアス磁石に対してｘ方向に相対変位しても、磁電
変換素子に作用する磁界成分は殆ど変化せず、電気的変
化も小さい。
界が磁気検出位置に形成され、したがって、磁気検出位
置を含んでｘ方向に延びる線上の各点の磁界強度はほと
んど等しくなる。したがって、センサ部の磁電変換素子
がバイアス磁石に対してｘ方向に相対変位しても、磁電
変換素子に作用する磁界成分は殆ど変化せず、電気的変
化も小さい。
【００１２】したがって、センサ部のｘ方向におけるバ
イアス磁石と磁電変換素子との位置ずれにともなうオフ
セット誤差は従来より格段に低減される。本発明の第２
の構成では、上記第１の構成において更に、磁電変換素
子が磁気抵抗素子であるため、検出すべき磁界の変化を
抵抗値の変化に変換できる。本発明の第３の構成では、
上記第２の構成において更に、バイアス磁石の磁極面が
センサ部の主面に平行に配設されるので、配設が容易と
なる。
イアス磁石と磁電変換素子との位置ずれにともなうオフ
セット誤差は従来より格段に低減される。本発明の第２
の構成では、上記第１の構成において更に、磁電変換素
子が磁気抵抗素子であるため、検出すべき磁界の変化を
抵抗値の変化に変換できる。本発明の第３の構成では、
上記第２の構成において更に、バイアス磁石の磁極面が
センサ部の主面に平行に配設されるので、配設が容易と
なる。
【００１３】本発明の第４の構成では、上記第３の構成
において更に、一対のバイアス磁石の互いに異なる極性
の磁極面上に一定厚の平板からなる非磁性のスペーサの
一主面が固着され、センサ部はスペーサの反対主面に固
着されるので、配設が更に容易となる。本発明の第５の
構成は、上記第２の構成において更に、磁気抵抗素子
が、センサ部の主面上にてｙ方向へ往復して延設された
感磁導電路部から主として構成されるので、感度（抵抗
値変化率）を向上することができる。
において更に、一対のバイアス磁石の互いに異なる極性
の磁極面上に一定厚の平板からなる非磁性のスペーサの
一主面が固着され、センサ部はスペーサの反対主面に固
着されるので、配設が更に容易となる。本発明の第５の
構成は、上記第２の構成において更に、磁気抵抗素子
が、センサ部の主面上にてｙ方向へ往復して延設された
感磁導電路部から主として構成されるので、感度（抵抗
値変化率）を向上することができる。
【００１４】本発明の第６の構成では、上記第１の構成
において更に、磁電変換素子がホール素子であるため、
検出すべき磁界の変化をホール電圧の変化に変換でき
る。本発明の第７の構成では、上記第１の構成において
更に、両バイアス磁石が互いに反対極性を有して対面す
る磁極面を有するので、磁気検出位置を含んでｘ方向に
延びる線上の各点の磁界強度は更に一層等しくなり、磁
電変換素子のｘ方向変位による磁界変化による電気的変
化は一層低減できる。
において更に、磁電変換素子がホール素子であるため、
検出すべき磁界の変化をホール電圧の変化に変換でき
る。本発明の第７の構成では、上記第１の構成において
更に、両バイアス磁石が互いに反対極性を有して対面す
る磁極面を有するので、磁気検出位置を含んでｘ方向に
延びる線上の各点の磁界強度は更に一層等しくなり、磁
電変換素子のｘ方向変位による磁界変化による電気的変
化は一層低減できる。
【００１５】
（実施例１）本発明の磁気検出装置の一実施例を図１〜
図４を参照して説明する。この装置は、回転検出装置で
あって、磁界を検出すべき磁気検出位置Ｐに近接配置さ
れてこの位置Ｐに所定のバイアス磁界を形成する一対の
バイアス磁石１１、１２と抵抗値が磁界に応じて変化す
る磁気抵抗素子が主面上に配設されるとともに位置Ｐに
配設される板状（チップ状）のセンサ部２と、位置Ｐに
近接してｘ、ｚ面内にて回転する高透磁性の歯部３を有
するギヤ４とを有している。ベースプレート５は、バイ
アス磁石１１のＳ極面及びバイアス磁石１２のＮ極面が
主面に接着される平板状のベースプレートであり、非磁
性体又は磁性体により構成されている。６は一定厚を有
する非磁性の平板からなるスペーサであって、その上面
はバイアス磁石１１のＮ極面及びバイアス磁石１２のＳ
極面に接着され、その下面にはセンサ部２が接着されて
いる。すなわち、スペーサ６は、バイアス磁界の大きさ
及び方向を磁気検出位置Ｐの近傍にてできるだけ等しく
するために、バイアス磁石１１、１２とセンサ部２との
間に一定の間隔を確保するためのものである。
図４を参照して説明する。この装置は、回転検出装置で
あって、磁界を検出すべき磁気検出位置Ｐに近接配置さ
れてこの位置Ｐに所定のバイアス磁界を形成する一対の
バイアス磁石１１、１２と抵抗値が磁界に応じて変化す
る磁気抵抗素子が主面上に配設されるとともに位置Ｐに
配設される板状（チップ状）のセンサ部２と、位置Ｐに
近接してｘ、ｚ面内にて回転する高透磁性の歯部３を有
するギヤ４とを有している。ベースプレート５は、バイ
アス磁石１１のＳ極面及びバイアス磁石１２のＮ極面が
主面に接着される平板状のベースプレートであり、非磁
性体又は磁性体により構成されている。６は一定厚を有
する非磁性の平板からなるスペーサであって、その上面
はバイアス磁石１１のＮ極面及びバイアス磁石１２のＳ
極面に接着され、その下面にはセンサ部２が接着されて
いる。すなわち、スペーサ６は、バイアス磁界の大きさ
及び方向を磁気検出位置Ｐの近傍にてできるだけ等しく
するために、バイアス磁石１１、１２とセンサ部２との
間に一定の間隔を確保するためのものである。
【００１６】更に説明すると、バイアス磁石１１、１２
は、略正方形の平板形状を有し、板厚方向に異方性があ
るフェライト系のプラスチック磁石板１の着磁部から構
成されており、図２（ａ），（ｂ）に示すように、プラ
スチック磁石板１の左右両側端から距離ｄ１〜ｄ２の間
をｙ方向に着磁したものである。なお、（ａ）はプラス
チック磁石板１をｚ方向上側（図１において）へ見上げ
た図でであり、（ｂ）はそのｘ，ｚ方向断面を示す図で
ある。ｙ方向に延在するこれらバイアス磁石１１、１２
以外のプラスチック磁石板１の部分は着磁されていな
い。なお、この実施例では、磁気検出位置Ｐとギヤ４の
軸心とを結ぶ線はｚ方向に延在するものとし、ｘ方向は
歯部３の回転面内におけるｚ方向と直角な方向とし、こ
れらｘ，ｙ方向と直交する方向をｙ方向としている。こ
の３次元空間座標の原点は磁気検出位置Ｐとする。ま
た、プラスチック磁石板１の主面、センサ部２の主面は
ｘ，ｙ面内に延在するものとし、図２（ａ）に示される
プラスチック磁石板１の４辺は、ｘ、ｙ方向に延在する
ものとする。図２（ｂ）に示すｋ点はプラスチック磁石
板１の下向き主面の中央点であり、ｋ点は磁気検出位置
Ｐからｚ方向へ所定距離ｄだけ離れた点である。すなわ
ち、ｋ点は、スペーサ６の厚さとセンサ部２の厚さの分
だけＰ点より反ギヤ側に変位して配設されている。
は、略正方形の平板形状を有し、板厚方向に異方性があ
るフェライト系のプラスチック磁石板１の着磁部から構
成されており、図２（ａ），（ｂ）に示すように、プラ
スチック磁石板１の左右両側端から距離ｄ１〜ｄ２の間
をｙ方向に着磁したものである。なお、（ａ）はプラス
チック磁石板１をｚ方向上側（図１において）へ見上げ
た図でであり、（ｂ）はそのｘ，ｚ方向断面を示す図で
ある。ｙ方向に延在するこれらバイアス磁石１１、１２
以外のプラスチック磁石板１の部分は着磁されていな
い。なお、この実施例では、磁気検出位置Ｐとギヤ４の
軸心とを結ぶ線はｚ方向に延在するものとし、ｘ方向は
歯部３の回転面内におけるｚ方向と直角な方向とし、こ
れらｘ，ｙ方向と直交する方向をｙ方向としている。こ
の３次元空間座標の原点は磁気検出位置Ｐとする。ま
た、プラスチック磁石板１の主面、センサ部２の主面は
ｘ，ｙ面内に延在するものとし、図２（ａ）に示される
プラスチック磁石板１の４辺は、ｘ、ｙ方向に延在する
ものとする。図２（ｂ）に示すｋ点はプラスチック磁石
板１の下向き主面の中央点であり、ｋ点は磁気検出位置
Ｐからｚ方向へ所定距離ｄだけ離れた点である。すなわ
ち、ｋ点は、スペーサ６の厚さとセンサ部２の厚さの分
だけＰ点より反ギヤ側に変位して配設されている。
【００１７】センサ部２は、シリコン基板上に図３に示
すパターンを強磁性体金属の薄膜で形成されてハーフブ
リッジ回路を構成する一対のＭＲ素子２１、２２と、こ
のハーフブリッジ回路の出力電圧（信号電圧）を増幅す
る不図示の増幅回路、定電圧回路等を有しており、これ
らＭＲ素子はセンサ部２のギヤ側の主面に形成されてい
るものとする。更に説明すると、ＭＲ素子２１はｙ方向
へ往復して延設された感磁導電路部２１ａから主として
構成され、ＭＲ素子２２はｘ方向へ往復して延設された
感磁導電路部２２ａから主として構成され、磁気検出位
置Ｐは図３に示すように両素子２１、２２の中間に設定
され、両素子２１、２２はｘ方向へ配列される。 もち
ろん、両素子２１、２２が磁気検出位置Ｐに近接配置さ
れる限り、他の配列も可能であり、例えば素子２１を重
視して図３のＰ’の点に磁気検出位置Ｐを設定してもよ
い。
すパターンを強磁性体金属の薄膜で形成されてハーフブ
リッジ回路を構成する一対のＭＲ素子２１、２２と、こ
のハーフブリッジ回路の出力電圧（信号電圧）を増幅す
る不図示の増幅回路、定電圧回路等を有しており、これ
らＭＲ素子はセンサ部２のギヤ側の主面に形成されてい
るものとする。更に説明すると、ＭＲ素子２１はｙ方向
へ往復して延設された感磁導電路部２１ａから主として
構成され、ＭＲ素子２２はｘ方向へ往復して延設された
感磁導電路部２２ａから主として構成され、磁気検出位
置Ｐは図３に示すように両素子２１、２２の中間に設定
され、両素子２１、２２はｘ方向へ配列される。 もち
ろん、両素子２１、２２が磁気検出位置Ｐに近接配置さ
れる限り、他の配列も可能であり、例えば素子２１を重
視して図３のＰ’の点に磁気検出位置Ｐを設定してもよ
い。
【００１８】ギヤ５は高透磁性材からなるので、ギヤ５
の歯部３の移動に伴いＭＲ素子２１、２２に作用する磁
界が変化する。以下、磁気検出位置Ｐ点を通ってｘ方向
に延びる線上の各位置における磁界強度（通常、磁界強
度は単に磁界とも呼ばれる）を図２（ｃ）に示し、磁気
検出位置Ｐ点を通ってｘ方向及びｙ方向に延びる線上の
各位置における磁界強度（通常、磁界強度は単に磁界と
も呼ばれる）を図２（ｄ）に示す。磁界Ｈのｘ方向成分
Ｈｘ、磁界Ｈのｙ方向成分Ｈｙは、磁気検出位置Ｐから
ｘ、ｙ方向に変位しても磁界変化が小さいことがわか
る。したがって、センサ部２がバイアス磁石１１、１２
に対して相対的にｘ方向又はｙ方向へ多少ずれても、ほ
とんど磁界のｘ方向成分Ｈｘ又はｙ方向成分Ｈｙが変化
せず、これら変位に８より出力電圧のＤＣ変動いわゆる
オフセット誤差電圧はほとんど生じないことがわかる。
の歯部３の移動に伴いＭＲ素子２１、２２に作用する磁
界が変化する。以下、磁気検出位置Ｐ点を通ってｘ方向
に延びる線上の各位置における磁界強度（通常、磁界強
度は単に磁界とも呼ばれる）を図２（ｃ）に示し、磁気
検出位置Ｐ点を通ってｘ方向及びｙ方向に延びる線上の
各位置における磁界強度（通常、磁界強度は単に磁界と
も呼ばれる）を図２（ｄ）に示す。磁界Ｈのｘ方向成分
Ｈｘ、磁界Ｈのｙ方向成分Ｈｙは、磁気検出位置Ｐから
ｘ、ｙ方向に変位しても磁界変化が小さいことがわか
る。したがって、センサ部２がバイアス磁石１１、１２
に対して相対的にｘ方向又はｙ方向へ多少ずれても、ほ
とんど磁界のｘ方向成分Ｈｘ又はｙ方向成分Ｈｙが変化
せず、これら変位に８より出力電圧のＤＣ変動いわゆる
オフセット誤差電圧はほとんど生じないことがわかる。
【００１９】次にＭＲ素子２１、２２の磁界ー抵抗変化
特性を図４に示す。Ａは、ＭＲ素子２１における磁界の
ｙ方向成分の変化による抵抗変化率の変化、又は、ＭＲ
素子２２における磁界のｘ方向成分の変化による抵抗変
化率の変化を示し、Ｂは、ＭＲ素子２２における磁界の
ｙ方向成分の変化による抵抗変化、又は、ＭＲ素子２１
における磁界のｘ方向成分の変化による抵抗変化を示
す。このような特性は周知のものである。したがって、
歯部３のｘ方向への接近、離遠により、ＭＲ素子２１の
抵抗値が大幅に変化することになる。ＭＲ素子２１、２
２は図３に示すようにハーフブリッジ回路を構成してい
るので、その出力電圧はＭＲ素子２１の抵抗値変化に応
じて変化し、これにより回転軸の回転を検出することが
できる。なお、スペーサ６の省略は可能である。
特性を図４に示す。Ａは、ＭＲ素子２１における磁界の
ｙ方向成分の変化による抵抗変化率の変化、又は、ＭＲ
素子２２における磁界のｘ方向成分の変化による抵抗変
化率の変化を示し、Ｂは、ＭＲ素子２２における磁界の
ｙ方向成分の変化による抵抗変化、又は、ＭＲ素子２１
における磁界のｘ方向成分の変化による抵抗変化を示
す。このような特性は周知のものである。したがって、
歯部３のｘ方向への接近、離遠により、ＭＲ素子２１の
抵抗値が大幅に変化することになる。ＭＲ素子２１、２
２は図３に示すようにハーフブリッジ回路を構成してい
るので、その出力電圧はＭＲ素子２１の抵抗値変化に応
じて変化し、これにより回転軸の回転を検出することが
できる。なお、スペーサ６の省略は可能である。
【００２０】（実施例２）他の実施例を図５に示す。こ
の実施例では、プラスチック磁石板１の図５中左半分は
下主面がＮ極となるように着磁され、その図５中左半分
は下主面がＳ極となるように着磁され、実施例１と同様
の効果を奏する。
の実施例では、プラスチック磁石板１の図５中左半分は
下主面がＮ極となるように着磁され、その図５中左半分
は下主面がＳ極となるように着磁され、実施例１と同様
の効果を奏する。
【００２１】（実施例３）他の実施例を図６に示す。こ
の実施例では、センサ部２が接着されるｘ方向中央部の
無着磁部がその両側の着磁部よりｚ方向下向きに突出し
たものであり、このようにすれば実施例１のスペーサ６
を省略することができる。
の実施例では、センサ部２が接着されるｘ方向中央部の
無着磁部がその両側の着磁部よりｚ方向下向きに突出し
たものであり、このようにすれば実施例１のスペーサ６
を省略することができる。
【００２２】（実施例４）他の実施例を図７に示す。但
し、実施例１と共通の機能を有する構成要素には同一符
号を付す。この実施例では、一種のスペーサ兼ベースで
ある樹脂板部８に、バイアス磁石１１、１２及びセンサ
部２が接着されている。ただし、この実施例では、バイ
アス磁石１１のＮ極面及びバイアス磁石１２のＳ極面は
それぞれややセンサ部２に向かう斜め方向に傾斜した姿
勢で樹脂板部２に接着されている。
し、実施例１と共通の機能を有する構成要素には同一符
号を付す。この実施例では、一種のスペーサ兼ベースで
ある樹脂板部８に、バイアス磁石１１、１２及びセンサ
部２が接着されている。ただし、この実施例では、バイ
アス磁石１１のＮ極面及びバイアス磁石１２のＳ極面は
それぞれややセンサ部２に向かう斜め方向に傾斜した姿
勢で樹脂板部２に接着されている。
【００２３】このようにすれば、一層、ｘ方向各位置に
おける磁界の変化が小さくなる。 （実施例５）他の実施例を図８に示す。但し、実施例１
と共通の機能を有する構成要素には同一符号を付す。こ
の実施例では、一種のスペーサ兼ベースである樹脂板部
９の同一面に、バイアス磁石１１、１２及びセンサ部２
が接着されている。ただし、バイアス磁石１１のＮ極面
及びバイアス磁石１２のＳ極面はセンサ部２を挟んで互
いに真正面に対面しており、その結果、ｘ方向各位置に
おける磁界の変化は更に一層小さくなる。なお、図９は
ギヤ４側から見た図である。
おける磁界の変化が小さくなる。 （実施例５）他の実施例を図８に示す。但し、実施例１
と共通の機能を有する構成要素には同一符号を付す。こ
の実施例では、一種のスペーサ兼ベースである樹脂板部
９の同一面に、バイアス磁石１１、１２及びセンサ部２
が接着されている。ただし、バイアス磁石１１のＮ極面
及びバイアス磁石１２のＳ極面はセンサ部２を挟んで互
いに真正面に対面しており、その結果、ｘ方向各位置に
おける磁界の変化は更に一層小さくなる。なお、図９は
ギヤ４側から見た図である。
【００２４】（実施例６）他の実施例を図９に示す。こ
の実施例では、Ｋ点を中心としてプラスチック磁石板１
にあけられた固定用の穴に、ホール素子部１０１が磁気
検出位置Ｐに近接配置されるとともに、ホール素子１０
１の磁気検出方向がプラスチック磁石板１の主面に平行
になるように、ホールセンサ１０を通し、固着されてい
る。このようにすればホールセンサにおいても実施例１
と同様の効果を奏する。
の実施例では、Ｋ点を中心としてプラスチック磁石板１
にあけられた固定用の穴に、ホール素子部１０１が磁気
検出位置Ｐに近接配置されるとともに、ホール素子１０
１の磁気検出方向がプラスチック磁石板１の主面に平行
になるように、ホールセンサ１０を通し、固着されてい
る。このようにすればホールセンサにおいても実施例１
と同様の効果を奏する。
【図１】（ａ） 本発明の磁気検出装置の一実施例を示
す模式正面図である。 （ｂ） 図１の装置における磁束Φの分布をしめす磁力
線図である。
す模式正面図である。 （ｂ） 図１の装置における磁束Φの分布をしめす磁力
線図である。
【図２】（ａ） 図１のプラスチック磁石板１の平面図
である。 （ｂ） そのｘ、ｚ方向断面図である。 （ｃ） 磁気検出位置Ｐがｘ方向へ移動した場合の磁界
Ｈｘの変化を示す特性図である。 （ｄ） 磁気検出位置Ｐがｙ方向へ移動した場合の磁界
Ｈｘの変化を示す特性図である。
である。 （ｂ） そのｘ、ｚ方向断面図である。 （ｃ） 磁気検出位置Ｐがｘ方向へ移動した場合の磁界
Ｈｘの変化を示す特性図である。 （ｄ） 磁気検出位置Ｐがｙ方向へ移動した場合の磁界
Ｈｘの変化を示す特性図である。
【図３】図１のセンサ部２に形成されたＭＲ素子２１、
２２の模式配置図である。
２２の模式配置図である。
【図４】ＭＲ素子２１、２２のｘ方向又はｙ方向の磁界
変化と抵抗値との関係を示す特性図である。
変化と抵抗値との関係を示す特性図である。
【図５】実施例２の磁気検出装置の正面図である。
【図６】実施例３の磁気検出装置の正面図である。
【図７】実施例４の磁気検出装置の正面図である。
【図８】実施例５の磁気検出装置の正面図である。
【図９】図８の磁気検出装置の平面図である。
【図１０】実施例６の磁気検出装置の正面図である。
【図１１】従来の磁気検出装置の正面図である。
【図１２】図１０の従来装置の出力特性を示すタイミン
グチャートである。
グチャートである。
【図１３】（ａ） 図１１のバイアス磁石の平面であ
る。 （ｂ） 図１１のバイアス磁石の正面断面図である。 （ｃ） 磁気検出位置Ｐがｘ方向へ移動した場合の磁界
Ｈｘの変化を示す特性図である。 （ｄ） 磁気検出位置Ｐがｙ方向へ移動した場合の磁界
Ｈｘの変化を示す特性図である。
る。 （ｂ） 図１１のバイアス磁石の正面断面図である。 （ｃ） 磁気検出位置Ｐがｘ方向へ移動した場合の磁界
Ｈｘの変化を示す特性図である。 （ｄ） 磁気検出位置Ｐがｙ方向へ移動した場合の磁界
Ｈｘの変化を示す特性図である。
Ｐは磁気検出位置、１はプラスチック磁石板、２はセン
サ部、３は歯部、４はギヤ、６はスペーサ、１１、１２
はバイアス磁石。
サ部、３は歯部、４はギヤ、６はスペーサ、１１、１２
はバイアス磁石。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 正紀 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】磁界を検出すべき磁気検出位置に近接配置
されて前記磁気検出位置に所定のバイアス磁界を形成す
るバイアス磁石と、前記バイアス磁界の変化を電気的変
化に変換する磁電変換素子を備えて前記磁気検出位置又
はその近傍に配設されるセンサ部とを備える磁気検出装
置において、 少なくとも一対の前記バイアス磁石は、前記磁気検出位
置を挟んで前記センサ部の磁気検出方向に平行なｘ方向
における互いに反対の位置にて前記センサ部の磁気検出
方向に平行で前記ｘ方向と直角なｙ方向へそれぞれ延設
されるとともに、互いに反対極性の磁極面を前記センサ
部に向けた姿勢を有することを特徴とする磁気検出装
置。 - 【請求項２】前記磁電変換素子は、磁気抵抗素子である
請求項１に記載の磁気検出装置。 - 【請求項３】前記バイアス磁石の磁極面は前記センサ部
の主面に平行に配設される請求項２記載の磁気検出装
置。 - 【請求項４】前記一対のバイアス磁石の互いに異なる極
性の磁極面上に一定厚の平板からなる非磁性のスペーサ
の一主面が固着され、前記センサ部は前記スペーサの反
対主面に固着される請求項３記載の磁気検出装置。 - 【請求項５】前記磁気抵抗素子は、前記センサ部の前記
主面上にて前記ｙ方向へ往復して延設された感磁導電路
部から主として構成される請求項２記載の磁気検出装
置。 - 【請求項６】前記磁電変換素子は、ホール素子である請
求項１に記載の磁気検出装置。 - 【請求項７】前記両バイアス磁石は互いに反対極性を有
して対面する磁極面を有する請求項１記載の磁気検出装
置。 - 【請求項８】前記磁気検出位置に近接しつつ前記ｘ方向
へ回転可能な高透磁性の歯部を有するギヤを有し、回転
検出装置として用いられる請求項１〜７のいずれか記載
の磁気検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31532794A JP3487452B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 磁気検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31532794A JP3487452B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 磁気検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08178937A true JPH08178937A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3487452B2 JP3487452B2 (ja) | 2004-01-19 |
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ID=18064078
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31532794A Expired - Fee Related JP3487452B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | 磁気検出装置 |
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| JP2002206904A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-07-26 | Yamaha Corp | センサ |
| US7417269B2 (en) | 2002-11-21 | 2008-08-26 | Denso Corporation | Magnetic impedance device, sensor apparatus using the same and method for manufacturing the same |
| JP2009204340A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Tokai Rika Co Ltd | 位置検出装置及びシフトレバー装置 |
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-
1994
- 1994-12-19 JP JP31532794A patent/JP3487452B2/ja not_active Expired - Fee Related
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