JPH1123724A

JPH1123724A - 強磁性物体通過センサ

Info

Publication number: JPH1123724A
Application number: JP18608597A
Authority: JP
Inventors: Hideto Konno; 秀人今野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 1999-01-29
Also published as: TW360799B

Abstract

(57)【要約】【課題】強磁性球体通過センサの設計的な自由度を向
上させ、外部磁界による誤動作を防止する。【解決手段】スルーホール４を有するホルダー３に、
永久磁石１と、素子面６への水平磁界を検出する水平感
磁素子２を設け、スルーホール４を通過する強磁性球体
５を検出する。感磁素子２は、永久磁石１の磁極面上に
略平行に配置して強磁性物体が存在しない状態で永久磁
石の磁極面方向の磁界分布により飽和状態になるように
磁気バイアスを与え、強磁性物体の通過時の磁界分布の
変化により強磁性物体の通過を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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Ｖ_H状態、強磁性物体の通
過状態ではローレベルＶ_L状態とすることでノイズマー
ジンを向上させている。

【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Ｖ_Hであり、強磁性物体通過時のみローレベルＶ_Lに
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。

【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Ｖ_H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Ｖ_L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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００５４】

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図１１】従来例の金属球検出装置を示す図である。

【符号の説明】

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）

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。