JPH02176586A - 磁界測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、強磁性体磁気抵抗素子を用いて移動磁極から
の磁界をａｌ定するための磁界ハ１定方法に関する。

（従来の技術） 強磁性体磁気抵抗素子を用いた磁界測定方法の一例を第
６図乃至第８図に示す。第７図は差動形の強磁性体磁気
抵抗素子１を示しており、チップ２上に薄膜状の強磁性
体を蛇行状に形成して成る第１の電流通路３及び第２の
電流通路４を、これらの長尺部が互いに直交するように
して構成されている。また、各電流通路３，４は直列接
続されており、その共通接続点に出力端子５が形成され
ていると共に、各電流通路３，４の端部に入力端子６，
７が夫々形成されている。そして、入力端子６，７及び
出力端子５にリード端子１ａ（第６図参照）を接続した
状態でチップ２全体を樹脂でモールドすることにより磁
気抵抗素子１が完成されている。また、第８図に示す強
磁性体磁気抵抗素子８は、上記も３成のチップ２を混成
集積回路基板９上に配置した状態で各端子５，６．７と
基板９上の端子間とをボンディングワイヤにより接続す
ると共に、基板９全体をチップ２を含んだ状態で樹脂で
モールドすることにより完成されている。

上記各磁気抵抗素子１，８はチップ２の表面が感磁面と
されており、その感磁面の面方向に鎖交する磁界を検出
するようになっている。

そして、第６図に示す円筒磁石１０の回転を磁気抵抗素
子１を用いてハ１定する場合は、その円筒磁石８の外周
面に対して、磁気抵抗素子１をこれの感磁面が垂直方向
となるように配置して測定する。この場合、円筒磁石８
の外周面には磁極たるＮ極１０ａ及びＳ極１０ｂが交互
に着磁されており、Ｎ極１８ａの磁極中心からはこの磁
極表面と垂直方向となる方向に向かう磁界が発生してい
るから、第６図に示すように磁気抵抗素子１を配置した
状態ではこれの感磁面の面方向に磁界が鎖交し、これに
より入力端子６．７間に電流を流した状態では出力端子
５と例えば入力端子６との間から磁界の向きに応じた電
圧が出力され、以てＮ極１８ａ及びＳ極１８ｂの接近ひ
いては円筒磁石１０の回転を検出することができる。ま
た、磁気抵抗素子８を用いて測定する場合も、それの感
磁面の面方向が第６図に示すように円筒磁石１０の外周
面に対して垂直方向となるように配置して行なう。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記各磁気抵抗素子１．８を用いて円筒磁石
１０の回転を測定する場合に、磁気抵抗素子１．８の感
磁面の面方向を磁極表面に対して垂直方向となるように
配置する必要があり、このため、磁石１０の周囲に十分
なスペースがない場合は、磁気抵抗素子１，８を配置ず
、ることができず測定が困難になるという欠点がある。

また、チップ２上の各電流通路３．４の形成位置或は基
板９上のチップ２の配置位置によっては磁気抵抗素子１
．８の感磁面位置が磁極１０ａ、１０ｂから離れてしま
い、このため感磁面に磁極からの磁界が十分に鎖交しな
くなって良好な検出感度を得られないことがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、磁極の周囲に十分な配設スペースを確保することがで
きない場合であっても、検出感度を維持しながら磁石か
らの磁界をΔＩＩＩ定することができる磁界測定方法を
提（共することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、基板上に強磁性体を配設して成る強磁性体磁
気抵抗素子を用いて移動磁極からの磁界を測定する磁界
測定方法において、前記磁気抵抗素子を、それの感磁面
が前記磁極表面と対面すると共に磁極中心となる位置か
らその磁極の移動方向と直交する方向に所定距離偏位さ
せて配置したものである。

ま、た、強磁性体磁気抵抗素子を、その感磁面が磁極中
心からの偏位方向に向かうに従って磁極表面から離間す
る傾斜状に配置し、この配置状態で上記感磁面の磁極表
面に対する傾斜角度が１°から４５°の範囲に設定する
ようにしてもよい。

（作用） 磁極からの磁界はこの磁極中心から放射状に発せられて
おり、その磁界は磁極中心から偏位する程磁極表面に沿
うようになる。従って、強磁性体磁気抵抗素子を、磁極
中心となる位置からこの磁極の移動方向と直交する方向
に所定距離偏位させて配置した場合は、この感磁面を鎖
交する磁界が感磁面の面方向に有効に作用し、これによ
り磁界を測定することができる。従って、磁気抵抗素子
を磁極面と対面させて配置した状態で磁極からの磁界を
測定することができる。

また、磁気抵抗素子を磁極表面に対して傾斜状に配置し
た場合は、その感磁面の面方向を磁界方向に極カ一致さ
せることができるから、検出感度の向上を期待できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第１図乃至第本図を参
照して説明する。

第２図において、１１は差動形の強磁性体磁気抵抗素子
で、チップ１２上には強磁性体により蛇行状に形成され
た第１の電流通路１３及び第２の電流通路１４がその長
尺部を互いに直交させて配設されている。これら各電流
通路１３．１４は直列接続されており、その共通接続点
に出力端子１５が形成されていると共に、各電流通路１
３．１４の端部に入力端子１６．１７が夫々形成されて
いる。そして、各端子１５，１６．１７にリード端子１
１ａ（第１図参照）をはんだ付けした状態で、チップ１
２全体を樹脂でモールドすることにより、磁気抵抗素子
１１が完成されている。ここで、各電流通路１３．．１
４を形成している磁性体は、これに流れる電流と鎖交磁
界の方向とによってその抵抗値が変化する特性を有して
おり、その特性を利用して感磁面（第１．第２の電流通
路１３１４が形成された而）の面方向に鎖交する磁界の
方向を出力端子１５からの出力電圧に基づいて測定する
ことができる。

第３図において、１８は円筒磁石で、これの外周面には
磁極たるＮ極１８ａ及びＳ極１８ｂが交互に管磁されて
いる。また、この円筒磁石１８は一点鎖線で示す軸を中
心として回転するように設けら・れており、これの回転
によりＮ極１８ａ及びＳ極１８ｂが回転移動するように
なっている。

さて、円筒磁石１８の回転を検出するには、第１図に示
すように磁気抵抗素子１１の感磁面を、円筒磁石１８の
外周面に対面させると共にＮ極１８ａ及びＳ極１８ｂの
磁極中心から円筒磁石１１の回転軸に沿った方向即ちＮ
極１８ａ及びＳ極１８ｂの移動方向と直交する方向に所
定距離偏位させた位置（例えば第４図に（Ａ）で示す位
置）に配置する。ここで、Ｎ極１８ａから発せられた６
Ｉ！ｉ。

界は第３図に示すように両側に隣接するＳ極１８ｂに放
射状態で向かっており、特にその磁界の進行方向は、第
４図に示すように磁極中心ではその磁極表面に対して垂
直方向であるのに対して、磁極中心から円筒磁石１１の
回転軸に沿った方向に偏位した位置では磁極表面に沿う
ように傾いており、しかもその傾斜角度は磁極中心から
偏位する程小さくなっている。従って、第１図に示す位
置に配設した磁気抵抗素子１１にあっては、これに鎖交
する磁界がその感磁面の面方向に沿った方向に有効に作
用するようになる。この結果、磁気抵抗素子１１は、こ
れに鎖交する磁界のうちその感磁面の面方向である図示
上下方向の磁界成分を検出し得、以て磁気抵抗素子１１
の感磁面に鎖交する磁界ひいてはＮ極１８ａ若しくはＳ
極１８ｂの接近状態を検出することができる。

ここで、出願人は、磁気抵抗素子１１を円筒磁石１８の
外周側に対面状態で位置させたときに、磁気抵抗素子１
１の出力端子１５から出力される電圧をδｐ１定した。

この場合、円筒磁石１８としては直径１６關、高さ７　
ｍのものを用いると共に、磁極表面に対して磁気抵抗素
子１１の感磁面を垂直配置させてＪｌｌｌ定した場合（
従来の測定方法）の出力電圧を基準電圧とし、その基準
電圧に対する測定電圧の電圧割合いでもって検出感度を
求めるようにした。実験の結果、磁気抵抗索子１１を第
４図にＣＢ）で示す位置つまりＮ極１８ａ若しくはＳ極
１８ｂの磁界中心に感磁面の中心が対面するように位置
させたときは、出力端子１５からの電圧は極めて小さい
。即ち、磁極からの磁界は磁気抵抗素子１１の各電流通
路１３．１４に流れる電流に対して垂直方向に鎖交する
から、各電流通路１３．１４の抵抗値が変化することは
なく、これによりＬ１１力端子電圧は出力されないので
ある。

次に、磁気抵抗素子１１を（Ａ）で示す位置つまり円筒
磁石１８の端部位置にえＩ応させた位置で測定した場合
は、出力端子１５からの出力電圧は基準電圧の９０％で
あった。即ち、磁気抵抗素子１１が磁極中心から所定方
向偏位された位置では、上述したようにその感磁面には
磁極からの磁界が略凹方向に鎖交することになり、以て
感磁面に磁界が有効に作用して大きな出力を得ることが
できるのである。また、磁気抵抗素子１１を（ｃ）に示
す位置つまり円筒磁石の端部から図示上方に３園■偏位
させたときは、出力電圧は基準電圧の６０２６であった
。即ち、磁気抵抗素子１１が磁極から離れ過ぎてしまっ
て磁界が感は面に有効に鎖交しなくなり、このため大き
な出力電圧を得ることができないのである。

次に、磁気抵抗素子１１をその感磁面が磁極中心からの
ｆｌｉｉｌ　（Ｍ方向に向かうに従って磁極表面から離
間する傾斜状に配置した状態で出力電圧を測定した（第
５図に（Ｄ）位置で示す）。実験の結果、傾斜角度が１
°から４５°の範囲の所定角度に傾けることにより出力
電圧を基１ｆｆｉ圧に略一致させることができた。即ち
、磁気抵抗素子１１を傾けることにより、磁界方向に対
して感磁面の面方向を極カ一致し古、以て磁界方向を有
効に検出することができるのである。

要するに、上記磁界測定方法によれば、磁気抵抗素子１
１を円筒磁石１８の磁極表面に対面させると共に、その
磁気抵抗素子１１を磁極の中心に対応する位置から円筒
磁石１８の回転軸に沿った方向即ち磁極の移動方向と直
交する方向に所定距離偏位させて、磁極からの磁界方向
に磁気抵抗素子１１の感磁面の面方向を一致させるよう
にしたので、磁気抵抗素子１１を円筒磁石１８の磁極面
に対面状態で位置させながら磁極からの磁界方向を検出
することができる。従って、磁気抵抗素子を磁石の磁極
表面に対して垂直に位置させなければならない従来のハ
１定方法と違って、磁気抵抗素子１１を円筒磁石１８の
磁極表面に対して対面状態で配置し得、以て円筒磁石１
８の外周面側に十分なスペースを確保することができな
い場合であっても、磁気抵抗素子１１により円筒磁石１
８の磁極からの磁界を検出することができる。

さらに、上記実施例の場合、磁気抵抗素子１１を対面状
態から傾斜させることにより、磁気抵抗素子１１の感磁
面の面方向を磁界方向に極カ一致させることができるか
ら、磁気抵抗素子１１の検出感度を従来の検出方法によ
る検出感度から低下させることなく磁極表面に対面させ
ることができる。

加えて、上記測定方法によれば、磁気抵抗素子１１の感
磁面位置つまり第１．第２の電流通路１３．１４を、チ
ップ１２の端部に配置する必要はなくチップ１２上の中
央に配置させるようにしてもよいから°、その設計の自
由度を大きくすることができる。また、感磁面が形成さ
れたチップ１２を混成集積回路°基板上に配置させるこ
とにより措成される磁気抵抗素子においても、そのチッ
プをｕ板の端部に配置する必要がないからその設計の自
由度を大きくすることが期待できる。

［発明の効果］ 以上の記述から明らかなように、請求項１記載の磁界測
定方法によれば、磁気抵抗素子を、それの感磁面が前記
磁極表面と対面すると共に磁極中心となる位置からその
磁極の移動方向と直交する方向に所定距離偏位させて配
置することにより、磁気抵抗素子の感磁面を磁極と対面
状態で配置した上で、その磁気抵抗素子により磁極から
の磁界を測定できるようにしたから、磁極の周囲に十分
な配設スペースを確保することができない場合であって
も、検出感度を維持させながら磁石からの磁界を測定す
ることができるという優れた効果を奏する。

また、請求項２の磁界測定方法によれば、強磁性体磁気
抵抗素子を、その感磁面が磁極中心からの偏位方向に向
かうに従って磁極表面から離間する傾斜状に配置すると
共に、この配置状態で上記感磁面の磁極表面に対する傾
斜角度を１°から４５°の範囲に設定するようにしたの
で、感磁面の面方向を磁界方向に極カ一致させ得、以て
検出感度を低下させることなく磁気抵抗素子を磁極に対
面させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は測定状態で示すＦ１筒磁石の斜視図、第２図は磁
気抵抗素子の平面図、第３図は円筒磁石からの磁界分布
を示す円筒磁石、第４図及び第５図は測定状態で示す円
筒磁石の縦断面図である。 また、第６図乃至第８図は従来例を示しており、第６図
は第１図相当図、第７図及び第８図は磁気抵抗素子の平
面図である。 図中、１１は強磁性体磁気抵抗素子、１８は円筒磁石、
１８ａはＮ極（磁極）、１８ｂはＳ極（磁極）である。 出願人　　株式会社東海理化電機製作所第 図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に強磁性体を配設して成る強磁性体磁気抵抗
   素子を用いて移動磁極からの磁界を測定する磁界測定方
   法において、前記磁気抵抗素子を、それの感磁面が前記
   磁極表面と対面すると共に磁極中心となる位置からその
   磁極の移動方向と直交する方向に所定距離偏位させて配
   置したことを特徴とする磁界測定方法。 ２、強磁性体磁気抵抗素子は、その感磁面が磁極中心か
   らの偏位方向に向かうに従って磁極表面から離間する傾
   斜状に配置され、この配置状態で上記感磁面の磁極表面
   に対する傾斜角度が１°から４５°の範囲に設定されて
   いることを特徴とする請求項１記載の磁界測定方法。