JP3487452B2 - 磁気検出装置 - Google Patents
磁気検出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、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、前記磁
気検出位置に配置されて前記磁気検出位置における前記
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
子をもつセンサ部と、前記磁気検出位置の磁界を変化さ
せる高透磁性の歯部を有するギヤ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磁電変換素子の磁気検出方
向に平行なｘ方向における互いに反対の位置にて前記ｘ
方向と直角なｙ方向へそれぞれ延設されるとともに前記
磁気検出位置にてほぼｘ方向へ前記バイアス磁界を形成
し、前記ギヤは、前記磁気検出位置に近接しつつ前記ｙ
方向に対して直角に回転することを特徴とする磁気検出
装置である。 【０００７】 好適には、前記磁電変換素子が磁気抵抗
素子とされる。好適には、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。好適には、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。 【０００８】 好適には、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。好適には、前
記磁電変換素子はホール素子である。 【０００９】 【００１０】 【作用及び発明の効果】本発明では、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、両バイアス磁石は、この磁気検出位
置にてほぼｘ方向へのびる磁界を形成する。 【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ているので、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。磁電変換素
子が磁気抵抗素子である場合には、検出すべき磁界の変
化を抵抗値の変化に変換できる。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場合には、配設が
容易となる。 【００１３】 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
着される場合には、配設が更に容易となる。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場合には、感度
（抵抗値変化率）を向上することができる。 【００１４】 【００１５】 【実施例】 （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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。
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。 【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。 【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。 【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。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、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、前記磁
気検出位置に配置されて前記磁気検出位置における前記
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
子をもつセンサ部と、前記磁気検出位置の磁界を変化さ
せる高透磁性の歯部を有するギヤ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磁電変換素子の磁気検出方
向に平行なｘ方向における互いに反対の位置にて前記ｘ
方向と直角なｙ方向へそれぞれ延設されるとともに前記
磁気検出位置にてほぼｘ方向へ前記バイアス磁界を形成
し、前記ギヤは、前記磁気検出位置に近接しつつ前記ｙ
方向に対して直角に回転することを特徴とする磁気検出
装置である。 【０００７】 好適には、前記磁電変換素子が磁気抵抗
素子とされる。好適には、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。好適には、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。 【０００８】 好適には、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。好適には、前
記磁電変換素子はホール素子である。 【０００９】 【００１０】 【作用及び発明の効果】本発明では、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、両バイアス磁石は、この磁気検出位
置にてほぼｘ方向へのびる磁界を形成する。 【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ているので、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。磁電変換素
子が磁気抵抗素子である場合には、検出すべき磁界の変
化を抵抗値の変化に変換できる。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場合には、配設が
容易となる。 【００１３】 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
着される場合には、配設が更に容易となる。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場合には、感度
（抵抗値変化率）を向上することができる。 【００１４】 【００１５】 【実施例】 （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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。
【図面の簡単な説明】
【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【符号の説明】 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。
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。 【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。 【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。 【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。 【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。 【符号の説明】 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。
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
(56)参考文献 特開 平２−208569（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−282481（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−245061（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01P 3/488
G01D 5/245
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【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、前記磁気検出位置に配置されて前記
磁気検出位置における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もつセンサ部と、前記磁
気検出位置の磁界を変化させる高透磁性の歯部を有する
ギヤ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
置を挟んで前記磁電変換素子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ｘ方向と直角な
ｙ方向へそれぞれ延設されるとともに前記磁気検出位置
にてほぼｘ方向へ前記バイアス磁界を形成し、前記ギヤ
は、前記磁気検出位置に近接しつつ前記ｙ方向に対して
直角に回転することを特徴とする磁気検出装置。
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| 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 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH08178937A JPH08178937A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3487452B2 true JP3487452B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=18064078
Family Applications (1)
| 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP5166068B2 (ja) * | 2008-02-26 | 2013-03-21 | 株式会社東海理化電機製作所 | 位置検出装置及びシフトレバー装置 |
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| JP5849914B2 (ja) * | 2012-09-19 | 2016-02-03 | 株式会社デンソー | 電流センサ |
| JP2014199182A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | Tdk株式会社 | 磁気センサシステム |
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| JP2015179042A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | 株式会社デンソー | 電流センサ |
| US9583247B2 (en) * | 2014-05-27 | 2017-02-28 | Allegro Microsystems, Llc | Systems and methods for a magnet with uniform magnetic flux |
| CN109923376A (zh) * | 2016-10-31 | 2019-06-21 | 三菱电机株式会社 | 旋转角度检测装置及旋转角度检测方法 |
-
1994
- 1994-12-19 JP JP31532794A patent/JP3487452B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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