JPH1123724A - Sensor for ferromagnetic object transit - Google Patents

Sensor for ferromagnetic object transit

Info

Publication number
JPH1123724A
JPH1123724A JP18608597A JP18608597A JPH1123724A JP H1123724 A JPH1123724 A JP H1123724A JP 18608597 A JP18608597 A JP 18608597A JP 18608597 A JP18608597 A JP 18608597A JP H1123724 A JPH1123724 A JP H1123724A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
permanent magnet
magnetic field
magneto
magnetic
ferromagnetic object
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18608597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideto Konno
秀人 今野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP18608597A priority Critical patent/JPH1123724A/en
Priority to TW087108582A priority patent/TW360799B/en
Publication of JPH1123724A publication Critical patent/JPH1123724A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To expand the degree of freedom of design such as the arrangement allowance range of a magnetism-sensing element by detecting a magnetic field in nearly vertical direction for a magnetization direction between a permanent magnet and a ferromagnetic body in the magnetism-sensing element for detecting a magnetic field in a direction that is in parallel with an element surface. SOLUTION: A ferromagnetic body transit sensor comprises a holder part 3 with a through hole 4 where, for example, a ferromagnetic ball that is a specimen can pass through, a permanent magnet 1 with approximately 3,000-4,000 Gauss surface magnetic flux density, and a magnetism-sensing element 2 that is formed by a thin film such as NiFe with a magnetism-sensing element surface 6 for detecting a horizontal magnetic field. And, the permanent magnet 1 is arranged so that is arranged so that it is at right angle to a straight line for connecting the center of a magnetic pole surface and that of a hole 4, while the magnetism-sensing element is arranged so that the center of the element surface 6 faces the side of the hole 4 at a point where the center of the element surface 6 deviates from the straight line. It is suitable that the magnetism-sensing element 2 and the permanent magnet 1 are provided on the front and rear surfaces of a substrate 7. When a magnetic ball is not in the hole 4, the magnetic field cannot be detected. Otherwise, a magnetic field Hx is generated for detecting, thus detecting a passage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は強磁性物体の通過セ
ンサに関し、特に、感磁素子として素子面に対して水平
方向(面方向)の磁界を検出する検出素子を用いた強磁
性物体通過センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor for passing a ferromagnetic object, and more particularly to a sensor for passing a ferromagnetic object using a detecting element for detecting a magnetic field in a horizontal direction (plane direction) with respect to an element surface as a magneto-sensitive element. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明と類似する従来技術としては、例
えば、特開昭60−102585号公報や特開昭61−
199875号公報に記載されているように素子面に対
する垂直磁界を検出するホール素子を用いた金属球検出
装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventional techniques similar to the present invention include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
As described in Japanese Patent Publication No. 1998875, there is known a metal sphere detecting device using a Hall element for detecting a magnetic field perpendicular to an element surface.

【0003】図11は、前記公報記載の金属球検出装置
の構成を示す図である。同図において、金属球検出装置
は、金属球50が通過するスルーホール40を有するホ
ルダー部30と、前記ホルダ部30に保持された、永久
磁石10及びホール素子60とこれらの間に設けた強磁
性材料からなるL字状の磁路70により構成されてい
る。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a metal sphere detecting device described in the above publication. In the figure, a metal sphere detecting device includes a holder 30 having a through hole 40 through which a metal sphere 50 passes, a permanent magnet 10 and a Hall element 60 held by the holder 30, and a strong element provided between them. It is constituted by an L-shaped magnetic path 70 made of a magnetic material.

【0004】また、永久磁石10の磁極面及びホール素
子60の素子面とスルーホール40を通過時の金属球5
0との位置関係は、前記磁極面及び前記素子面が金属球
50の中心からの半径方向と垂直になるように金属球5
0とそれぞれ対向する。
The metal sphere 5 when passing through the magnetic pole surface of the permanent magnet 10, the element surface of the Hall element 60, and the through hole 40.
The position of the metal sphere 5 is set so that the magnetic pole surface and the element surface are perpendicular to the radial direction from the center of the metal sphere 50.
0.

【0005】このように、前記公報記載の金属球検出装
置は、素子面に垂直な磁束を検出する感磁素子であるホ
ール素子を用いる方式であるため金属球−永久磁石−検
出素子の配置関係は極端に制約が生じる。すなわち、金
属球の中心点に対して永久磁石面とホール素子面とを9
0°あるいは90°×N(Nは自然数)の角度程度に配
置する必要がある。図11の場合も素子の感磁面は球体
の接線方向、すなわち半径と素子の感磁面とのなす角が
垂直になるように構成されている。また、ホール素子自
体が微少磁界下において、外部の磁界に対しリニアリテ
ィ(直線性)の良い出力特性を示さないことから永久磁
石の磁力を強めるか、あるいは強磁性球体をはさむ永久
磁石−感磁素子間のエアギャップを非常に小さく設定す
る必要がある。
As described above, the metal sphere detecting device described in the above publication uses a Hall element which is a magnetic sensing element for detecting a magnetic flux perpendicular to the element surface. Is extremely restricted. That is, the permanent magnet surface and the Hall element surface are set at 9
It is necessary to arrange them at an angle of about 0 ° or 90 ° × N (N is a natural number). Also in the case of FIG. 11, the magneto-sensitive surface of the element is configured so that the tangential direction of the sphere, that is, the angle between the radius and the magneto-sensitive surface of the element is perpendicular. Further, since the Hall element itself does not exhibit good linearity (linearity) output characteristics with respect to an external magnetic field under a small magnetic field, the magnetic force of the permanent magnet is increased, or the permanent magnet-magnetic sensing element sandwiching a ferromagnetic sphere is used. The air gap between them needs to be set very small.

【0006】また、強磁性薄膜の磁気抵抗素子等を素子
面に設け前記磁気抵抗素子を設けた素子面方向の磁界を
検出する水平磁界感磁素子を用いるようにした強磁性物
体通過センサが本願の出願前に出願(特願平9−496
15号)されている。
Further, a ferromagnetic object passage sensor using a horizontal magnetic field sensing element for detecting a magnetic field in a direction of the element surface provided with a magnetoresistive element or the like of a ferromagnetic thin film on the element surface provided with the magnetoresistive element is disclosed in the present application. Before the filing of the application (Japanese Patent Application No. 9-496)
No. 15).

【0007】この強磁性物体通過センサは、永久磁石と
その近傍を通過する強磁性物体に生じる磁極方向に略一
致する方向の磁界分布を検出するように前記永久磁石、
感磁素子及び強磁性物体の通過部を配設するものであ
り、その一実施の形態として前記感磁素子が永久磁石と
通過部の強磁性物体とにより生じる長い磁路側の磁力線
を検出するように構成しており、前記感磁素子は微少磁
界に対しても動作する特性を有するために、外部からの
漏洩磁界や意図的な外部からの印加磁界によって誤動作
が誘発される可能性がありうる。
The ferromagnetic object passage sensor detects the magnetic field distribution in a direction substantially coincident with a magnetic pole direction generated in a permanent magnet and a ferromagnetic object passing in the vicinity of the permanent magnet.
In one embodiment, the magnetic sensing element detects a magnetic flux line on a long magnetic path side generated by the permanent magnet and the ferromagnetic object in the passing part. Since the magneto-sensitive element has a characteristic of operating even with a small magnetic field, a malfunction may be induced by an external leakage magnetic field or an intentionally applied magnetic field. .

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の強磁性球体検出
装置においては、ホール素子等の素子面の垂直磁界を検
出する素子を用いるものは、永久磁石から発せられる磁
界強度の極大値において動作させるように設計する必要
があるので、磁性球体の中心点と結ぶ検出素子面のなす
角度を90°程度(角度α)という特定の角度に設定す
る必要がある。このようにホール素子のような垂直感磁
素子を用いる限り、永久磁石−球体通過穴−検出素子と
いう強磁性球体通過センサの構成要素間における設計的
な自由度は極端に少なくなる。また、ホール素子は、3
0ガウス以下のような微弱磁界に対しては強磁界下で示
すようなリニアリティの良い特性が得られないため、S
極あるいはN極の一方方向のみの磁界の有無に対してス
イッチ動作を行わせることがきわめて困難である。した
がって、永久磁石の磁力を強力にするか、或いは永久磁
石−球体−検出素子間のエアギャップを非常に狭く設定
する必要があるので、通過するべき球体が永久磁石によ
り吸着され易くなる。
In a conventional ferromagnetic sphere detecting device, an element such as a Hall element which detects a vertical magnetic field on an element surface is operated at a maximum value of the magnetic field intensity generated from a permanent magnet. Therefore, it is necessary to set the angle between the detection element surface and the center point of the magnetic sphere at a specific angle of about 90 ° (angle α). As long as a vertical magnetic sensing element such as a Hall element is used, the degree of design freedom between the components of the ferromagnetic sphere passage sensor, ie, the permanent magnet, the sphere passage hole, and the detection element is extremely reduced. The Hall element is 3
For weak magnetic fields such as 0 Gauss or less, good linearity characteristics as shown under a strong magnetic field cannot be obtained.
It is extremely difficult to perform a switching operation in the presence or absence of a magnetic field in only one of the pole and the N pole. Therefore, it is necessary to increase the magnetic force of the permanent magnet or to set the air gap between the permanent magnet, the sphere, and the detection element to be very narrow, so that the sphere to be passed is easily attracted by the permanent magnet.

【0009】また、強磁性薄膜の磁気抵抗素子を素子面
に有する感磁素子を用いた強磁性物体通過センサにおい
ては、前記感磁素子は微少磁界に対して動作する反面、
外部からの漏洩磁界や意図的な印加磁界によって誤動作
が誘発される可能性がありうるものであった。
In a ferromagnetic object passing sensor using a magneto-sensitive element having a magneto-resistive element of a ferromagnetic thin film on the element surface, the magneto-sensitive element operates on a very small magnetic field.
A malfunction may be induced by an external leakage magnetic field or an intentionally applied magnetic field.

【0010】本発明の目的は、永久磁石、感磁素子及び
強磁性物体の通過部の相互の位置関係を幅広く設定する
ことを可能とし設計の自由度及び組立の自由度を大幅に
向上させることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to make it possible to widely set the mutual positional relationship between a permanent magnet, a magnetic sensing element, and a passage portion of a ferromagnetic object, thereby greatly improving the degree of freedom in design and assembly. It is in.

【0011】本発明の他の目的は、強磁性物体通過セン
サ全体の小型化を実現することにある。
Another object of the present invention is to reduce the size of the entire ferromagnetic object passage sensor.

【0012】本発明の他の目的は、水平磁界感磁素子を
用い外部からの漏洩磁界や意図的な印加磁界による誤動
作を起こすことのないようにする、つまり検出対象の磁
界以外には応答性を抑制することにある。
Another object of the present invention is to use a horizontal magnetic field sensing element so as not to cause a malfunction due to an external leakage magnetic field or an intentionally applied magnetic field. Is to suppress.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の強磁性物体通過
センサは、永久磁石と感磁素子とにより強磁性物体の通
過を検出する強磁性物体通過センサであって、前記感磁
素子は、素子面(感磁材料が設けられている面)に対し
て水平(平行)方向の磁界を検出する素子とし、永久磁
石とその近傍を通過する強磁性物体との間における磁極
方向に略垂直方向の磁界分布を検出するように前記永久
磁石、感磁素子及び強磁性物体の通過部を配設すること
を特徴とする。
A ferromagnetic object passage sensor according to the present invention is a ferromagnetic object passage sensor for detecting the passage of a ferromagnetic object by a permanent magnet and a magneto-sensitive element. An element that detects a magnetic field in the horizontal (parallel) direction with respect to the element surface (the surface on which the magnetically sensitive material is provided), and is substantially perpendicular to the magnetic pole direction between the permanent magnet and a ferromagnetic object passing in the vicinity of the permanent magnet. The permanent magnet, the magneto-sensitive element, and the passing portion of the ferromagnetic object are disposed so as to detect the magnetic field distribution of the magnetic field.

【0014】また、本発明の強磁性物体通過センサは、
基板と、前記基板の一方の面に素子面を略平行に取り付
けた前記素子面に対する水平方向の磁界を検出する感磁
素子と、前記基板の他方の面に磁極面を略平行に取り付
けた永久磁石とを備えることを特徴とする。
Further, the sensor for passing a ferromagnetic object according to the present invention comprises:
A substrate, a magneto-sensitive element for detecting a magnetic field in a horizontal direction with respect to the element surface, the element surface being attached to one surface of the substrate substantially parallel, and a permanent magnet having a magnetic pole surface attached substantially parallel to the other surface of the substrate. And a magnet.

【0015】前記強磁性物体通過センサにおける永久磁
石は、表面磁束密度が3,000ガウス以上の強磁石で
あり、また、感磁素子は、Ni−Fe、Ni−Co又は
Ni−Fe−Coのいずれかの薄膜により形成されるも
のであることを特徴とする。
The permanent magnet in the ferromagnetic object passing sensor is a strong magnet having a surface magnetic flux density of 3,000 gauss or more, and the magneto-sensitive element is made of Ni-Fe, Ni-Co or Ni-Fe-Co. It is characterized by being formed of any one of the thin films.

【0016】(作用)感磁素子は、強磁性物体が存在し
ない状態において永久磁石自体の磁極面に生じる該磁極
面に略平行方向の磁界成分により飽和領域にバイアスさ
れており、強磁性物体の通過時の磁力線方向の変化によ
り飽和領域から非飽和領域に切り替わることにより前記
強磁性物体を検出する。
(Function) The magneto-sensitive element is biased in a saturation region by a magnetic field component substantially parallel to the magnetic pole surface generated on the magnetic pole surface of the permanent magnet itself in a state where the ferromagnetic object does not exist. The ferromagnetic object is detected by switching from the saturated region to the non-saturated region due to a change in the direction of the magnetic field line during the passage.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図1は本発明の強磁性物
体通過センサの一実施の形態を示す図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a ferromagnetic object passage sensor according to the present invention.

【0018】図1を参照すると、本実施の形態は、球体
が通過可能なスルーホール4を有するホルダ部3と、前
記ホルダ部3に取り付けられ、好適には表面磁束密度
3,000〜4,000ガウス程度の着磁強度を有する
永久磁石1と、磁気を検知する磁気抵抗材料等が設けら
れた水平磁界を検出できる感磁素子面(素子面)6を有
する感磁素子2、例えば異方向性磁気抵抗効果を示すA
MR(An Isotropic Magneto resistace Element:アン
アイソトロピック マグネット レジスタンスエレメ
ント)素子、あるいはこのAMR素子にパルス整形処理
回路などを組み合わせた素子等により構成される。
Referring to FIG. 1, this embodiment has a holder portion 3 having a through hole 4 through which a sphere can pass, and is attached to the holder portion 3 and preferably has a surface magnetic flux density of 3,000 to 4, A magnetosensitive element 2 having a permanent magnet 1 having a magnetization strength of about 000 gauss and a magnetosensitive element surface (element surface) 6 provided with a magnetoresistive material for detecting magnetism and capable of detecting a horizontal magnetic field, for example, in a different direction A exhibiting the magnetoresistance effect
It is composed of an MR (Anisotropic Magneto resistace Element) element or an element obtained by combining a pulse shaping circuit with the AMR element.

【0019】ここで、ホルダ部3におけるスルーホール
4と永久磁石1と感磁素子2との配置関係は、永久磁石
1の磁極面が、当該磁極面の中心部とスルーホール4の
中心部とを結ぶ直線と直角になるようにし、また、感磁
素子2は永久磁石1の上面側に素子面6が上方を向くよ
うに基板7上に取り付けることで配置する。また、感磁
素子及び永久磁石との位置関係の精度を向上させるため
に、後述する実施例に示すように両者を基板7の表裏に
一体的に設けると好適である。
Here, the arrangement relationship between the through hole 4, the permanent magnet 1, and the magneto-sensitive element 2 in the holder portion 3 is such that the magnetic pole surface of the permanent magnet 1 is located at the center of the magnetic pole surface and at the center of the through hole 4. The magneto-sensitive element 2 is disposed on the substrate 7 so that the element surface 6 faces upward on the upper surface side of the permanent magnet 1. In addition, in order to improve the accuracy of the positional relationship between the magneto-sensitive element and the permanent magnet, it is preferable that both are integrally provided on the front and back surfaces of the substrate 7 as shown in the embodiments described later.

【0020】また、同図の構成では、感磁素子2は、前
記素子面6の中心部が磁極面の中心部とスルーホール4
の中心部とを結ぶ前記直線から右方向にずれた点に位置
するように取り付けられている。これは、前記感磁素子
2は垂直方向の磁界は検知できないからである。
In the structure shown in FIG. 1, the magneto-sensitive element 2 is such that the center of the element surface 6 is in contact with the center of the magnetic pole face and the through hole 4.
Is mounted so as to be located at a point deviated to the right from the straight line connecting to the center of the. This is because the magneto-sensitive element 2 cannot detect a magnetic field in the vertical direction.

【0021】図2は、磁性球体5がスルーホール部4を
通過している状態と磁性球体5が通過していない状態に
おける永久磁石が発する磁力線9の分布を示す模式図で
ある。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the distribution of the magnetic force lines 9 generated by the permanent magnets when the magnetic sphere 5 passes through the through-hole portion 4 and when the magnetic sphere 5 does not pass.

【0022】磁性球体5がスルーホール部4を通過して
いる状態では、図2(a)に示すように、永久磁石1と
これに接近した磁性体球5とにより、磁性体球5には磁
極N、Sが発生する。この場合の磁力線分布の特徴は、
磁力線が磁性球体5と永久磁石1との間に真上方向に集
中して生じる。この磁力線は感磁素子面6に対しては直
角方向であるから感磁素子はこの磁界を検出できない。
In a state where the magnetic sphere 5 passes through the through hole 4, as shown in FIG. 2A, the permanent magnet 1 and the magnetic sphere 5 approaching the permanent magnet 1 Magnetic poles N and S are generated. The feature of the magnetic field distribution in this case is
Lines of magnetic force are concentrated between the magnetic sphere 5 and the permanent magnet 1 in the upward direction. Since the lines of magnetic force are perpendicular to the magneto-sensitive element surface 6, the magneto-sensitive element cannot detect this magnetic field.

【0023】磁性球体5の通過前後の状態では、磁力線
9は永久磁石1単独の磁極N、S間の磁力線分布とな
り、図2(b)に示すように永久磁石1の上部において
は曲線を描くようになるので、永久磁石1の上面近傍に
おいては素子面方向の磁界成分Hxが発生する。この状
態では感磁素子は磁界成分Hxを検出して出力を変化さ
せる。
Before and after the passage of the magnetic sphere 5, the lines of magnetic force 9 have a distribution of lines of magnetic force between the magnetic poles N and S of the permanent magnet 1 alone, and a curve is drawn above the permanent magnet 1 as shown in FIG. Therefore, a magnetic field component Hx in the element surface direction is generated near the upper surface of the permanent magnet 1. In this state, the magneto-sensitive element detects the magnetic field component Hx and changes the output.

【0024】図3(a)(b)は、それぞれ永久磁石単
独の磁力線分布及び永久磁石と強磁性物体とが隣接した
場合における磁力線分布を、有限要素法によりコンピュ
ータ解析した結果を示すものである。模式的に描いた図
2(a)、(b)と分布形態がほぼ一致していることが
分かる。
FIGS. 3 (a) and 3 (b) show the results of computer analysis of the magnetic field line distribution of the permanent magnet alone and the magnetic field line distribution when the permanent magnet and the ferromagnetic object are adjacent to each other by the finite element method. . It can be seen that the distribution forms are almost identical to those of FIGS. 2A and 2B schematically drawn.

【0025】図4は、本発明の強磁性物体通過センサに
おける感磁素子の配置位置を変更した他の実施の形態を
示す図である。図4(a)は、ホルダ部3上のスルーホ
ール4と永久磁石1との配置関係として、図1の構成と
同様であるが感磁素子2を永久磁石1の上面近傍におい
て前記直線と反対方向にずらしたものである。また、図
4(b)は、永久磁石1の位置を、その磁極面と当該磁
石の中心部とスルーホール4の中心部とを結ぶ直線との
なす角度が直角からずれた位置とし、感磁素子2はほぼ
前記直線上に素子面6が位置するように配置としたもの
である。更に、図4(c)は、スルーホール4と永久磁
石1との配置関係は図4(b)と略同様とし、感磁素子
2は、素子面6が前記直線上からずれた点に位置するよ
うに配置したものである。
FIG. 4 is a view showing another embodiment in which the arrangement position of the magnetic sensing element in the ferromagnetic object passage sensor according to the present invention is changed. FIG. 4A shows an arrangement relationship between the through hole 4 on the holder 3 and the permanent magnet 1 which is the same as that of FIG. 1 except that the magneto-sensitive element 2 is opposite to the straight line near the upper surface of the permanent magnet 1. It is shifted in the direction. FIG. 4B shows that the position of the permanent magnet 1 is a position at which the angle between the pole face of the permanent magnet and a straight line connecting the center of the magnet and the center of the through hole 4 is shifted from a right angle. The element 2 is arranged such that the element surface 6 is located substantially on the straight line. 4C, the arrangement relationship between the through hole 4 and the permanent magnet 1 is substantially the same as that of FIG. 4B, and the magneto-sensitive element 2 is located at a point where the element surface 6 is shifted from the straight line. It is arranged so that.

【0026】本発明の強磁性物体通過センサは、基本的
には強磁性球体が存在しない状態における永久磁石の磁
極面と平行方向の磁界成分を水平磁界検出素子で検知す
る方式であるため、感磁素子面は磁性物体に対向させる
必要はなく、感磁素子面が前記磁極面と平行方向の磁界
成分が検出できる位置に配設するのみで球体の通過を検
出することが可能となっている。
The sensor for passing a ferromagnetic object of the present invention is basically of a type in which a horizontal magnetic field detecting element detects a magnetic field component in a direction parallel to a magnetic pole surface of a permanent magnet in a state where no ferromagnetic sphere is present. The magnetic element surface does not need to face the magnetic object, and the passage of a sphere can be detected only by disposing the magneto-sensitive element surface at a position where a magnetic field component in a direction parallel to the magnetic pole surface can be detected. .

【0027】したがって、図4に示す配置関係以外にも
適宜の位置関係を選択して設定することが可能である。
例えば、図4のほかにスルーホール4に対し感磁素子及
び永久磁石の両者及び相互の相対的位置関係を左右及び
前後(ホルダ3の厚み方向)にずらしたり、感磁素子と
永久磁石との距離Dを適宜変更することが可能である。
また、感磁素子の素子面と感磁素子中心点とスルーホー
ルの中心点間を結ぶ直線とのなす角αも適宜変更するこ
とが可能であり、90°以外の任意の角度にすることが
できる。また、永久磁石の磁極面と前記感磁素子の感磁
素子面とが平行していることは必ずしも必要でない。
Therefore, an appropriate positional relationship other than the positional relationship shown in FIG. 4 can be selected and set.
For example, in addition to FIG. 4, the relative position of both the magneto-sensitive element and the permanent magnet and the mutual positional relationship with respect to the through hole 4 may be shifted left and right and back and forth (in the thickness direction of the holder 3). The distance D can be appropriately changed.
Further, the angle α between the element surface of the magneto-sensitive element and the straight line connecting the center point of the magneto-sensitive element and the center point of the through hole can be changed as appropriate, and can be set to any angle other than 90 °. it can. It is not always necessary that the magnetic pole surface of the permanent magnet and the magneto-sensitive element surface of the magneto-sensitive element are parallel.

【0028】次に、本実施の形態に適用される感磁素子
の特性及び該感磁素子を用いた動作について説明する。
Next, the characteristics of the magneto-sensitive element applied to the present embodiment and the operation using the magneto-sensitive element will be described.

【0029】感磁素子2は、素子面に対して水平(平
行)な磁界成分に応じて電気抵抗値が変化するものであ
り、単一素子当たりの抵抗値Rは次式のとおりであり、
信号磁界Hxに応じて変化する。
The magneto-sensitive element 2 changes its electric resistance value in accordance with a magnetic field component horizontal (parallel) to the element surface. The resistance value R per single element is as follows:
It changes according to the signal magnetic field Hx.

【0030】 R=Ro+ΔRMAX{1−(Hx/Ho)2} ここで、Roは初期抵抗値、ΔRMAXは抵抗値の最大
変化量、Hoは素子の困難軸方向の飽和磁界を示すもの
で、Ho=4πMt/W+HK(W:素子パターンの幅、
t:膜厚、M:飽和磁化、HK:異方性磁界)で表され
る。
R = Ro + ΔRMAX {1− (Hx / Ho) 2 } where Ro is the initial resistance value, ΔRMAX is the maximum change amount of the resistance value, and Ho is the saturation magnetic field in the hard axis direction of the element. = 4πMt / W + HK (W: width of element pattern,
t: film thickness, M: saturation magnetization, HK: anisotropic magnetic field).

【0031】そして、感磁素子は、図2の磁界分布に示
されるHx方向の磁界の強弱により感磁素子の抵抗値変
化が効果的に起こるように永久磁石及び球体(スルーホ
ール)との相対関係を決定され、Hx方向の磁界が強ま
った時に当該磁界を検知し感磁素子の出力信号が大きく
なり、逆に弱まった時には小さくなる。このような特性
を示す感磁素子の磁気抵抗材料としては、パーマロイ
(Ni−Fe)、Ni−Co又はNi−Fe−Co合金
等が用いられる。
The magneto-sensitive element is positioned relative to the permanent magnet and the sphere (through hole) so that the resistance of the magneto-sensitive element changes effectively depending on the strength of the magnetic field in the Hx direction shown in the magnetic field distribution of FIG. The relationship is determined, and when the magnetic field in the Hx direction is strengthened, the magnetic field is detected and the output signal of the magneto-sensitive element is increased, and conversely, it is decreased when weakened. Permalloy (Ni-Fe), Ni-Co, or a Ni-Fe-Co alloy is used as a magnetoresistive material of the magneto-sensitive element having such characteristics.

【0032】図5(a)は、本実施の形態の感磁素子の
磁界飽和特性を示すものである。磁界強度が微少磁界X
3以上で完全に飽和し、Y6レベルの磁界検出出力を発
生する特性を示す。
FIG. 5A shows the magnetic field saturation characteristics of the magneto-sensitive element of this embodiment. Magnetic field intensity is weak magnetic field X
It shows a characteristic that it completely saturates at 3 or more and generates a Y6 level magnetic field detection output.

【0033】本実施の形態では、この感磁素子の特性に
より、強磁性物体がスルーホールを通過していない状態
における永久磁石の磁極面から曲線を描くような前記磁
力線を検出する。つまり、磁極面と平行方向の磁界Hx
を検出して前記飽和特性の電圧を出力するように動作す
る。また、強磁性物体がスルーホールを通過時の状態に
おいては、永久磁石の磁極面からは強力な磁力線が感磁
素子の素子面に垂直に生じるがこのような磁界には感磁
素子は検出動作を示すことがない。
In the present embodiment, the magnetic field lines which draw a curve from the magnetic pole surface of the permanent magnet in a state where the ferromagnetic object does not pass through the through hole are detected based on the characteristics of the magnetic sensing element. That is, the magnetic field Hx in the direction parallel to the pole face
And operates to output the voltage of the saturation characteristic. When the ferromagnetic object passes through the through-hole, strong magnetic lines of force are generated perpendicular to the element surface of the magneto-sensitive element from the magnetic pole surface of the permanent magnet. Never show.

【0034】このために、強磁性物体がスルーホールを
通過していない通常時においては、感磁素子は、その下
部に隣接した永久磁石の磁界Hxにより飽和領域に磁気
バイアスが印加されている状態にあるから、外部からの
磁界に対するノイズマージンを高めることができ、意図
的な磁界の印加等に対する誤動作を防止することが可能
である。また、強磁性物体が通過していない通常時にお
いて、スルーホール方向からの強磁性物体の疑似的通過
を起こさせるような磁界の印加に対しても感磁素子はこ
れを検出することがない。
Therefore, in the normal state where the ferromagnetic object does not pass through the through hole, the magneto-sensitive element is in a state where a magnetic bias is applied to the saturation region by the magnetic field Hx of the permanent magnet adjacent to the lower part. Therefore, it is possible to increase a noise margin with respect to an external magnetic field, and to prevent malfunction due to intentional application of a magnetic field or the like. In addition, in a normal state where the ferromagnetic object does not pass, the magneto-sensitive element does not detect the application of a magnetic field that causes pseudo passage of the ferromagnetic object from the through hole direction.

【0035】本実施の形態において使用する感磁素子と
しては、例えば、特公平7−78528号公報に記載さ
れているような磁界に対するスイッチング特性を有する
集積化感磁素子を使用すると好適である。同公報記載の
感磁素子は、2素子あるいは4素子、または必要に応じ
てこれら素子と集積回路(IC)との複合化素子として
構成されている。
As the magnetic sensing element used in the present embodiment, it is preferable to use, for example, an integrated magnetic sensing element having a switching characteristic with respect to a magnetic field as described in Japanese Patent Publication No. 7-78528. The magnetic sensing element described in the publication is configured as two or four elements, or as a composite element of these elements and an integrated circuit (IC) as required.

【0036】図6(a)は、感磁素子をICと集積化し
た前記公報記載の集積化感磁素子のモールド後の片側3
端子構成の具体的構造を示す図である。同図に示すよう
に、感磁素子は、強磁性体材料を使用した磁気抵抗体の
薄膜を素子面に所定の形状にパターニングすることによ
り形成されている。通常、磁気抵抗体は4つに分割され
ブリッジを構成するように配置接続されている。また、
感磁素子の薄膜は、感磁素子の抵抗値変化がパルス電圧
として出力されるように波形整形回路の集積回路の基盤
上に形成され互いに電気的に配線されている。
FIG. 6A shows one side 3 of the integrated magnetic sensing element described in the above-mentioned publication in which the magnetic sensing element is integrated with an IC.
FIG. 3 is a diagram showing a specific structure of a terminal configuration. As shown in the figure, the magneto-sensitive element is formed by patterning a thin film of a magnetic resistor using a ferromagnetic material into a predetermined shape on the element surface. Usually, the magnetic resistor is divided into four parts and arranged and connected to form a bridge. Also,
The thin films of the magneto-sensitive element are formed on a base of an integrated circuit of the waveform shaping circuit and are electrically wired to each other so that a change in the resistance value of the magneto-sensitive element is output as a pulse voltage.

【0037】図6(b)は、パルス波形整形回路自体の
等価回路を示す図である。磁気抵抗体11〜14からな
るブリッジに電源端子17、19が接続されており、ブ
リッジの中点の出力はヒステリシス特性を与えるための
帰還抵抗16を有するコンパレータ15に接続され、端
子18からパルス電圧が出力されるように構成されてい
る。ここでブリッジを構成する磁気抵抗の一つ(例えば
11)の抵抗値は予め小さく設定する。前記構成により
強磁性物体の通過によって出力電圧が“0”(Hig
h)→“1”(Low)→“0”(High)となるよ
うな感磁スイッチが構成される。
FIG. 6B is a diagram showing an equivalent circuit of the pulse waveform shaping circuit itself. Power supply terminals 17 and 19 are connected to a bridge composed of the magnetic resistors 11 to 14. The output at the center of the bridge is connected to a comparator 15 having a feedback resistor 16 for giving a hysteresis characteristic. Is output. Here, the resistance value of one (for example, 11) of the magnetic resistances constituting the bridge is set to a small value in advance. With the above configuration, the output voltage becomes “0” (Hig) due to the passage of the ferromagnetic object.
h) → "1" (Low) → "0" (High).

【0038】本実施の形態においては、このような集積
化感磁素子を用いることにより、ヒステリシス特性によ
り、磁気的な外乱及びノイズ等に対し一層の誤動作防止
機能を向上させることができる。
In this embodiment, by using such an integrated magnetic sensing element, the function of preventing malfunction due to magnetic disturbance and noise can be further improved due to hysteresis characteristics.

【0039】本実施の形態の永久磁石としては、その強
度が3,000ガウスから4,000ガウスの表面磁束
密度のものが好適である。このような永久磁石を使用す
ることにより、強磁性物体が存在しない状態において永
久磁石上面近傍に感磁面に検出出力を発生するのに充分
なHx方向の磁界を確実に生じさせることができ、永久
磁石と感磁素子とのエアギャップ、あるいは取り付け精
度の制約条件に余裕ができセンサの組立精度をラフにす
ることが可能となる。これは感磁素子として水平磁界感
磁素子を使いその磁界飽和特性を利用できるからであ
る。
The permanent magnet of the present embodiment preferably has a surface magnetic flux density of 3,000 to 4,000 gauss. By using such a permanent magnet, it is possible to reliably generate a magnetic field in the Hx direction sufficient to generate a detection output on the magnetosensitive surface near the upper surface of the permanent magnet in a state where no ferromagnetic object is present, The air gap between the permanent magnet and the magneto-sensitive element, or the constraint on the mounting accuracy, has a margin, and the assembly accuracy of the sensor can be reduced. This is because a horizontal magnetic field sensing element can be used as the sensing element and its magnetic field saturation characteristics can be used.

【0040】つまり、本発明における感磁素子の特性は
図5(a)に示すようにX3以上の磁界強度によりほぼ
飽和する特性を示し、また、本発明の感磁素子と永久磁
石との組み合わせは前記感磁素子を飽和特性に部分にバ
イアスすることができるからである。一方、従来例のよ
うなホール素子等の垂直磁界感磁素子を用いたものは、
図5(b)に示すような磁界強度に比例して出力が変動
する特性を示すので素子の取り付け位置の影響が大き
く、図6(b)のようなコンパレータ回路を用いても閾
値の設定が困難であり、結果として、永久磁石から素子
面への磁界強度を狭い範囲に制限される。
That is, as shown in FIG. 5 (a), the characteristics of the magneto-sensitive element of the present invention are almost saturated by a magnetic field intensity of X3 or more, and the combination of the magneto-sensitive element of the present invention and a permanent magnet This is because the magnetic sensing element can be partially biased to a saturation characteristic. On the other hand, those using a perpendicular magnetic field sensing element such as a Hall element as in the conventional example are:
Since the output varies in proportion to the magnetic field strength as shown in FIG. 5B, the effect of the mounting position of the element is large, and the threshold value can be set even by using a comparator circuit as shown in FIG. Difficult, and as a result, the magnetic field strength from the permanent magnet to the element surface is limited to a narrow range.

【0041】このように本発明では、感磁素子に対しあ
る一定以上の磁界が得られる条件が満たされればよく、
制約条件が少ないので極めて広い範囲に永久磁石及び感
磁素子の取り付けマージンが許容される。
As described above, in the present invention, it is sufficient that the condition for obtaining a magnetic field of a certain level or more with respect to the magneto-sensitive element is satisfied.
Since there are few restrictions, the mounting margin of the permanent magnet and the magneto-sensitive element is allowed in a very wide range.

【0042】[0042]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図7は、本実施例の構成を示す図で
ある。図7(a)は、ホルダの上面側からみた図面であ
り、図7(b)は、前記ホルダの右下側面からみた透視
図である。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of the present embodiment. FIG. 7A is a view seen from the upper surface side of the holder, and FIG. 7B is a perspective view seen from the lower right side surface of the holder.

【0043】ホルダ部3にはスルーホール4の近傍から
ホルダ端部に至る溝8を設けており、該溝8のスルーホ
ール4の近傍に、基板7と、前記基板7のスルーホール
4側の面に素子面を略平行に取り付けた該素子面に対す
る水平方向の磁界を検出する感磁素子2と、前記基板7
のスルーホール4と反対側の面に磁極面を略平行に取り
付けた永久磁石1とを一体化して備える強磁性物体セン
サブロックを設けた構成を採用している。
The holder portion 3 is provided with a groove 8 extending from the vicinity of the through hole 4 to the end of the holder, and the substrate 7 is provided near the through hole 4 of the groove 8 on the side of the through hole 4 of the substrate 7. A magneto-sensitive element 2 having an element surface substantially parallel to the surface and detecting a magnetic field in a horizontal direction with respect to the element surface;
A ferromagnetic object sensor block provided integrally with a permanent magnet 1 having a magnetic pole surface mounted substantially parallel to the surface opposite to the through hole 4 is adopted.

【0044】本実施例では、被検出物体の強磁性球体と
して直径11mmの球体、磁石は表面磁束密度3,00
0〜4,000ガウスの永久磁石を用いる。空間ギャッ
プが0.5〜1.0mmの位置に表面磁界を感知する感
磁素子(磁界検知センサ)として、基本的には図6の構
成を持つMRSM76あるいはMRSS95(NEC
製)を使用し、素子面(図6(b)の11〜14に示す
磁気抵抗素子部)とスルーホールは完全には面対向せ
ず、前記角度αとして90°以外の適宜の角度になるよ
うにしている。ここで90°を除外する理由は、90°
の場合には強磁性物体の通過/非通過に間の感磁素子の
出力の差がもっとも小さくなるためである。
In this embodiment, a sphere having a diameter of 11 mm and a magnet having a surface magnetic flux density of 3,000
A permanent magnet of 0 to 4,000 gauss is used. As a magnetic sensing element (magnetic field detection sensor) for sensing a surface magnetic field at a position where a space gap is 0.5 to 1.0 mm, an MRSM76 or MRSS95 (NEC) having the configuration of FIG.
And the through-hole does not completely face the element surface (the magnetoresistive element portions 11 to 14 in FIG. 6B), and the angle α is an appropriate angle other than 90 °. Like that. The reason for excluding 90 ° here is 90 °
In this case, the difference in output of the magneto-sensitive element between the passage and non-passage of the ferromagnetic object is minimized.

【0045】図8(a)は、図6に示されるような感磁
素子の集積化MRセンサを用いた磁界−出力特性を示す
図である。図8(a)では磁界強度を規格化して表示し
ているが、集積化MRセンサは、通常、数十ガウスとい
う小さな磁界で動作する。しかし、本実施例のように永
久磁石と接近配置とすることにより、常時、感磁素子に
対する磁気バイアスを与えることになり、本来検出すべ
き磁界ではない外部からのノイズ的な磁界に対して応答
することがないようにその閾値を高めるこが可能であ
る。つまり、図8(c)の配置構成で感磁素子2に対す
る磁気バイアスを与えることにより、感磁素子単体のヒ
ステリシス特性の図8(a)の閾値(H1、H2)から図
8(b)の閾値(H1’、H2’)に変更し、強磁性物体
の非通過状態ではハイレベルVH状態、強磁性物体の通
過状態ではローレベルVL状態とすることでノイズマー
ジンを向上させている。
FIG. 8A is a diagram showing a magnetic field-output characteristic using an integrated MR sensor of a magnetic sensing element as shown in FIG. In FIG. 8A, the magnetic field strength is normalized and displayed, but the integrated MR sensor normally operates with a small magnetic field of tens of gauss. However, by arranging the magnetic sensor close to the permanent magnet as in the present embodiment, a magnetic bias is always applied to the magneto-sensitive element, so that it responds to an external noise magnetic field which is not a magnetic field to be detected originally. It is possible to increase the threshold so as not to do so. That is, by applying a magnetic bias to the magneto-sensitive element 2 in the arrangement shown in FIG. 8C, the hysteresis characteristic of the magneto-sensitive element alone can be changed from the threshold values (H 1 , H 2 ) in FIG. ) Thresholds (H 1 ′, H 2 ′) to improve the noise margin by setting the high level V H state when the ferromagnetic object is not passing and the low level V L state when the ferromagnetic object is passing. Let me.

【0046】図8(c)、(d)は、外部磁界発生源5
0に対する感磁素子への影響を説明する図であり、たと
えば、同図(d)のような構成に感磁素子2を永久磁石
1と組み合わせた場合は、強磁性物体がスルーホール部
を通過しない状態でも外部からの図8(a)のH2以上
の磁界に対し感磁素子1は動作し、強磁性物体の通過と
誤検出するのに対し、本実施例の配置構成の図8(c)
によれば、感磁素子背面近傍に永久磁石を配置すること
によって、おおよそH2’=5*H2の程度に外部磁界に
対する感度を改善することができ、誤検出動作を防止す
ることができるようになる。なお、本実施例では磁性物
体の存在しない初期状態においてあらかじめ永久磁石1
により強磁界を与えているため出力電圧レベルはハイレ
ベルVHであり、強磁性物体通過時のみローレベルVL
なるが、論理レベルが反転するだけで回路設計上問題は
ない。
FIGS. 8C and 8D show external magnetic field sources 5.
FIG. 4 is a diagram for explaining the effect of the magneto-sensitive element on the magneto-sensitive element with respect to 0. For example, when the magneto-sensitive element 2 is combined with the permanent magnet 1 in the configuration shown in FIG. H sensitive element 1 to 2 or more field operates, whereas the erroneously detected as passing ferromagnetic object, Figure 8 of the arrangement of this embodiment of FIG. 8 from the outside even without this (a) ( c)
According to this, by arranging a permanent magnet near the back of the magneto-sensitive element, the sensitivity to an external magnetic field can be improved to about H 2 ′ = 5 * H 2 , and erroneous detection operation can be prevented. Become like In this embodiment, in the initial state where no magnetic object is present, the permanent magnet 1
The output voltage level for giving a strong magnetic field is at a high level V H, but only to a low level V L when ferromagnetic objects passing, not only on the circuit design problems logic level is inverted.

【0047】図9は、本実施例の強磁性物体通過センサ
の出力波形及び信号処理例を示すものである。感磁素子
1の出力は、強磁性物体が存在しない場合はバイアス用
永久磁石1の磁界によってハイレベルVHに固定されて
いる。また、強磁性物体が通過すると磁力線の方向に変
化し水平磁界感磁素子が動作してその通過時のみ出力電
圧をローレベルVLに変化する。この感磁素子のディジ
タル出力はカウンタIC等の計数回路等により積算処理
を行い、表示部に表示される。
FIG. 9 shows an output waveform and an example of signal processing of the ferromagnetic object passage sensor according to this embodiment. The output of the magneto-sensitive element 1 is fixed at a high level V H by the magnetic field of the biasing permanent magnet 1 when no ferromagnetic object is present. Further, when a ferromagnetic object passes, the direction changes in the direction of the line of magnetic force, the horizontal magnetic field sensing element operates, and the output voltage changes to the low level VL only during the passage. The digital output of the magneto-sensitive element is integrated by a counting circuit such as a counter IC or the like, and is displayed on a display unit.

【0048】図10は、永久磁石の磁極面の形状を平面
及び曲面として形成した場合のそれぞれの磁力線の分布
の変化を示す図である。スルーホール及び永久磁石の配
置関係、永久磁石の磁化強度等によっては、強磁性物体
がスルーホールを通過時において永久磁石に吸着される
虞があるので、これを防止するように配慮することが必
要な場合がある。特に、永久磁石が非常に強力、かつ、
構造設計的に永久磁石とスルーホールの位置が非常に近
い場合には、図9(b)のように永久磁石1の磁極面を
凸形状(球面状又は円筒側面状)とすることにより、強
磁性物体が永久磁石の磁力により引かれスルーホール部
の通過が阻害されることを防ぐ効果がある。
FIG. 10 is a diagram showing changes in the distribution of the lines of magnetic force when the shape of the magnetic pole surface of the permanent magnet is formed as a flat surface and a curved surface. Depending on the arrangement of the through hole and the permanent magnet, the magnetization strength of the permanent magnet, and the like, the ferromagnetic object may be attracted to the permanent magnet when passing through the through hole. It is necessary to take measures to prevent this. It may be. In particular, the permanent magnet is very strong and
When the position of the permanent magnet is very close to that of the through hole due to the structural design, the magnetic pole surface of the permanent magnet 1 is made convex (spherical or cylindrical side) as shown in FIG. This has the effect of preventing the magnetic object from being pulled by the magnetic force of the permanent magnet and hindering passage through the through-hole portion.

【0049】前述の実施の形態においては、強磁性物体
として球体を示して説明したが、被検出強磁性物体は必
ずしも球体である必要はなく、永久磁石単独の磁界分布
及び永久磁石とこれにより磁極が生じた強磁性物体の磁
界分布が前述のような傾向に発生するものであるのであ
れば、これを分析、測定することによりどのような形状
の強磁性物体でも上述の構成および原理に基づき本発明
の強磁性物体通過センサを構成することができる。
In the above-described embodiment, a sphere is described as the ferromagnetic object. However, the detected ferromagnetic object does not necessarily have to be a sphere, but the magnetic field distribution of the permanent magnet alone and the permanent magnet and the magnetic pole If the magnetic field distribution of the ferromagnetic object in which the magnetic field occurs has the above-mentioned tendency, the ferromagnetic object of any shape can be analyzed and measured based on the above-described configuration and principle. The ferromagnetic object passage sensor according to the invention can be configured.

【0050】また、水平磁界の感磁素子として、実施例
ではAMR効果を有する素子のみを挙げたが、GMR
(Giant Magneto Resistance:巨大磁気抵抗)およびC
MR(Colossal Magneto Resistance:巨大磁気抵抗)
効果を有する素子を使用することも可能である。
In the embodiment, only the element having the AMR effect has been described as the magneto-sensitive element of the horizontal magnetic field.
(Giant Magneto Resistance) and C
MR (Colossal Magneto Resistance)
It is also possible to use an element having an effect.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明の強磁性物体通過センサによれ
ば、感磁素子の素子面に対し水平(素子面)方向の磁界
検出型素子を用いることにより、感磁素子の配置上の制
限が少なくなるから、強磁性球体の通過位置等に対する
感磁素子の配置位置の許容範囲を広げることができ、設
計マージンを格段に拡大することができる。
According to the sensor for passing a ferromagnetic object of the present invention, the use of the magnetic field detecting element in the direction (element surface) horizontal to the element surface of the magneto-sensitive element restricts the arrangement of the magneto-sensitive element. Since the number is reduced, the permissible range of the arrangement position of the magneto-sensitive element with respect to the passage position of the ferromagnetic sphere or the like can be widened, and the design margin can be significantly increased.

【0052】また、微小磁界に対し高感度を示す水平感
磁型の素子を用い、さらに永久磁石の単独の磁界成分
と、永久磁石と強磁性物体が作り出す磁界成分とを検出
磁界として利用するものであるから、永久磁石、スルー
ホール及び感磁素子の取り付けマージン、選択の幅を広
げることが可能である。
Further, a horizontal magneto-sensitive element exhibiting high sensitivity to a minute magnetic field is used, and a single magnetic field component of a permanent magnet and a magnetic field component generated by the permanent magnet and a ferromagnetic object are used as a detection magnetic field. Therefore, it is possible to widen a mounting margin and a selection range of the permanent magnet, the through hole, and the magneto-sensitive element.

【0053】特に、感磁素子に近接して永久磁石を配置
し感磁素子に磁界バイアスを与える構成を採用している
ので、外部からのノイズ的乃至意図的な磁界の印加に対
する誤動作が防止できる。
In particular, since a permanent magnet is arranged close to the magneto-sensitive element and a magnetic field bias is applied to the magneto-sensitive element, a malfunction due to noise or intentional application of a magnetic field from the outside can be prevented. .

【0054】[0054]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の強磁性物体通過センサの一実施の形態
を示す上面図である。
FIG. 1 is a top view showing an embodiment of a ferromagnetic object passage sensor according to the present invention.

【図2】強磁性球体の有無とそれにともない永久磁石が
つくりだす磁力線の向きの変化を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the presence or absence of a ferromagnetic sphere and a change in the direction of magnetic field lines created by a permanent magnet with the presence of the ferromagnetic sphere.

【図3】永久磁石と強磁性球体との間の磁力線の分布を
計算により算出した例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example in which the distribution of lines of magnetic force between a permanent magnet and a ferromagnetic sphere is calculated.

【図4】本発明の強磁性物体通過センサの他の実施の形
態を示す上面図である。
FIG. 4 is a top view showing another embodiment of the ferromagnetic object passage sensor according to the present invention.

【図5】感磁素子の磁界強度に対する出力特性を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing output characteristics with respect to the magnetic field intensity of the magneto-sensitive element.

【図6】集積回路基盤上に形成された集積化感磁素子の
モールド封止後の斜視図及び集積回路の等価回路例を示
す図である。
FIG. 6 is a perspective view of the integrated magnetic sensing element formed on the integrated circuit board after mold sealing and a diagram showing an example of an equivalent circuit of the integrated circuit.

【図7】本発明の一実施例を示す上面図及び斜め側面図
である。
FIG. 7 is a top view and an oblique side view showing one embodiment of the present invention.

【図8】水平磁界感磁素子と永久磁石との異なる配置関
係と外部磁界に対する感度比較を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a different arrangement relationship between a horizontal magnetic field sensing element and a permanent magnet and a comparison of sensitivity to an external magnetic field.

【図9】本発明の強磁性物体通過センサの出力波形と信
号処理を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an output waveform and signal processing of the ferromagnetic object passage sensor according to the present invention.

【図10】永久磁石の磁極面の形態と強磁性球体との間
に生じる磁力線分布を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a distribution of lines of magnetic force generated between a form of a magnetic pole surface of a permanent magnet and a ferromagnetic sphere.

【図11】従来例の金属球検出装置を示す図である。FIG. 11 is a view showing a conventional metal ball detecting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、10、70 永久磁石 2 水平磁界感磁素子 3、30 スルーホール部を有するホルダ 4、40 スルーホール 6 素子面 7 基板 8 溝 9 磁力線 5、50 強磁性球体 11〜14 ブリッジ回路を構成する感磁素子 15 コンパレータ 16 帰還抵抗 17、19 電源端子 18 出力端子 20 水平磁界感磁素子 60 垂直磁界感磁素子(ホール素子) 1, 10, 70 Permanent magnet 2 Horizontal magnetic field sensing element 3, 30 Holder with through hole 4, 40 Through hole 6 Element surface 7 Substrate 8 Groove 9 Line of magnetic force 5, 50 Ferromagnetic sphere 11 to 14 Bridge circuit Magnetic sensing element 15 Comparator 16 Feedback resistor 17, 19 Power supply terminal 18 Output terminal 20 Horizontal magnetic sensing element 60 Vertical magnetic sensing element (Hall element)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 永久磁石と感磁素子とにより強磁性物体
の通過を検出する強磁性物体通過センサにおいて、 前記感磁素子は、素子面に対して水平方向の磁界を検出
する素子とし、永久磁石とその近傍を通過する強磁性物
体との間の永久磁石の磁極面に平行方向に略一致する方
向の磁界分布を検出するように前記永久磁石、感磁素子
及び強磁性物体の通過部を配設することを特徴とする強
磁性物体通過センサ。
1. A ferromagnetic object passage sensor for detecting passage of a ferromagnetic object by a permanent magnet and a magneto-sensitive element, wherein the magneto-sensitive element is an element for detecting a magnetic field in a horizontal direction with respect to an element surface, The passing portion of the permanent magnet, the magnetic sensing element and the ferromagnetic object so as to detect a magnetic field distribution in a direction substantially coincident with a direction parallel to the magnetic pole surface of the permanent magnet between the magnet and the ferromagnetic object passing therethrough. A ferromagnetic object passage sensor, which is provided.
【請求項2】 感磁素子の素子面の中心と通過する強磁
性物体の中心点を通る直線は、前記感磁素子の素子面と
のなす角が90°以下であることを特徴とする請求項1
記載の強磁性物体通過センサ。
2. A straight line passing through the center of the element surface of the magneto-sensitive element and the center point of the passing ferromagnetic object has an angle of 90 ° or less with the element surface of the magneto-sensitive element. Item 1
The sensor for passing a ferromagnetic object according to claim 1.
【請求項3】 基板と、前記基板の一方の面に素子面を
略平行に取り付けた前記素子面に対する水平方向の磁界
を検出する感磁素子と、前記基板の他方の面に磁極面を
略平行に取り付けた永久磁石とを備えることを特徴とす
る強磁性物体通過センサ。
3. A substrate, a magneto-sensitive element for detecting a magnetic field in a horizontal direction with respect to the element surface, the element surface being attached to one surface of the substrate in substantially parallel, and a magnetic pole surface being substantially provided on the other surface of the substrate. A ferromagnetic object passage sensor, comprising: a permanent magnet mounted in parallel.
【請求項4】 前記永久磁石と前記感磁素子とは、前記
永久磁石の磁極面の中心と前記感磁素子の素子面の中心
とが一致しないように位置することを特徴とする請求項
3記載の強磁性物体通過センサ。
4. The permanent magnet and the magneto-sensitive element are positioned such that the center of the pole face of the permanent magnet does not coincide with the center of the element surface of the magneto-sensitive element. The sensor for passing a ferromagnetic object according to claim 1.
【請求項5】 前記永久磁石は、表面磁束密度が3,0
00ガウス以上の強磁石であることを特徴とする請求項
1、2、3又は4記載の強磁性物体通過センサ。
5. The permanent magnet has a surface magnetic flux density of 3,0.
5. The ferromagnetic object passage sensor according to claim 1, wherein the sensor is a strong magnet of at least 00 Gauss.
【請求項6】 前記感磁素子は、Ni−Fe、Ni−C
o又はNi−Fe−Coのいずれかの薄膜により形成さ
れることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載
の強磁性物体通過センサ。
6. The magnetic sensing element is made of Ni—Fe, Ni—C.
The ferromagnetic object passage sensor according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the sensor is formed of a thin film of either o or Ni-Fe-Co.
【請求項7】 前記感磁素子は、Ni−Fe、Ni−C
o又はNi−Fe−Coのいずれかの薄膜を半導体集積
回路のシリコン基盤上に形成され、感磁素子と半導体集
積回路とが電気的に接続されて集積化感磁素子として構
成されることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5
記載の強磁性物体通過センサ。
7. The magnetic sensing element may be composed of Ni—Fe, Ni—C
A thin film of either o or Ni-Fe-Co is formed on a silicon substrate of a semiconductor integrated circuit, and the magneto-sensitive element and the semiconductor integrated circuit are electrically connected to be configured as an integrated magneto-sensitive element. The method according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
The sensor for passing a ferromagnetic object according to claim 1.
JP18608597A 1997-06-27 1997-06-27 Sensor for ferromagnetic object transit Pending JPH1123724A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18608597A JPH1123724A (en) 1997-06-27 1997-06-27 Sensor for ferromagnetic object transit
TW087108582A TW360799B (en) 1997-06-27 1998-05-29 A sensor for detecting a ferromagnetic object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18608597A JPH1123724A (en) 1997-06-27 1997-06-27 Sensor for ferromagnetic object transit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1123724A true JPH1123724A (en) 1999-01-29

Family

ID=16182120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18608597A Pending JPH1123724A (en) 1997-06-27 1997-06-27 Sensor for ferromagnetic object transit

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH1123724A (en)
TW (1) TW360799B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009109304A (en) * 2007-10-30 2009-05-21 Uchihashi Estec Co Ltd Magnetic substance detection method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009109304A (en) * 2007-10-30 2009-05-21 Uchihashi Estec Co Ltd Magnetic substance detection method

Also Published As

Publication number Publication date
TW360799B (en) 1999-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7112957B2 (en) GMR sensor with flux concentrators
JP6276283B2 (en) Magnetic currency verification head
US6630821B2 (en) Magnetic detection device for detecting moving direction of a toothed magnetic movable body
US6169396B1 (en) Sensing device for detecting change in an applied magnetic field achieving high accuracy by improved configuration
CN1924603B (en) Magnetic field detection apparatus and method of adjusting the same
US7705586B2 (en) Magnetic sensor for input devices
US6900713B2 (en) Magnetic switch capable of instantaneous switching of an output signal and magnetic sensor
US8129988B2 (en) Method and system for adjusting the sensitivity of a magnetoresistive sensor
JPH10221114A (en) Detector
JPH11304415A (en) Magnetic detector
EP3531153B1 (en) Spin valve with bias alignment
US20060145690A1 (en) Current sensor
US20100001723A1 (en) Bridge type sensor with tunable characteristic
JP4508058B2 (en) Magnetic field detection device and manufacturing method thereof
JPH10233146A (en) Ferromagnet passage sensor
CN110837066B (en) Magnetic field sensing device
US6169647B1 (en) Giant magnetoresistive sensor having weakly pinned ferromagnetic layer
KR19990087016A (en) Magnetic Detection Device_
US6714389B1 (en) Digital magnetoresistive sensor with bias
US7019607B2 (en) Precision non-contact digital switch
JPH1123724A (en) Sensor for ferromagnetic object transit
JPH1167034A (en) Sensor for detecting passing of ferromagnetic article
CN223624299U (en) Splitters, new energy vehicles and their energy storage devices
JP4773066B2 (en) Gear sensor
JP2000028395A (en) Magnetic detector