JPH0750161B2

JPH0750161B2 - 磁気センサ

Info

Publication number: JPH0750161B2
Application number: JP62175540A
Authority: JP
Inventors: 肇加藤
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 1987-07-13
Filing date: 1987-07-13
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPS6418079A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は磁気センサに関する。

〔従来の技術とその問題点〕

一般に、ブラシレスモータ、アクチュエータ等の回転部
の回転速度及び回転位置等を検出するセンサとしては、
ホール素子等の半導体磁電変換素子を使用した磁気セン
サを使用する場合があり、この場合、第８図に示す様
に、磁気センサｈは扁平の正方形状の基板ａに、略十字
状のホール素子のペレットｂが付設されてなり、該基板
ａの４辺から連設されるリード線ｃに、該ペレットｂが
連結線ｄを介して連結されている。そして、この磁気セ
ンサｈは、ペレットｂに磁界が直交状に入射したときに
感度が最良となるものである。

しかして、この磁気センサｈは、第９図に示す様に、外
周面ｅに、Ｎ極・Ｓ極が多数着磁されてなるマグネット
部ｆを形成した回転体ｇの該マグネット部ｆの近傍に配
設され、該マグネット部ｆの磁界を検出するものであ
る。しかし、この場合、第９図の実線で示す様に、該マ
グネット部ｆとセンサｈのペレットｂとが平行に相対面
していれば、磁界はペレットｂに直角に入射しその磁界
の検出感度は最良となっているが、仮想線の如く、回転
体ｇ又はこのセンサｈが傾き、マグネット部ｆとペレッ
トｂとが平行でなくなった場合、その磁界の検出感度は
不良となり、回転速度又は回転位置等の正確な検出が不
能となる。

ところで、２個のホール素子を二次元的に配置した磁気
センサとしては、実開昭56−138381号に記載の磁気検出
装置があるが、この場合、２個のホール素子を90度に配
置し、樹脂によりモールドするものであって、２個のホ
ール素子の位置関係を固定しようとするものである。

しかしながら、２個のホール素子の位置関係が高精度に
固定されたとしても、この磁気検出装置と被検出対象と
の位置関係がくずれた場合、該被検出対象の回転速度等
を感度よく測定することができない。

そこで、本発明では、従来のこのような問題点を解決し
て、回転体と平行状態がくずれた場合も、常に、正確に
回転体の回転速度又は回転位置等を検出することができ
る磁気センサを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る磁気センサは、相互に直交する３平面のう
ちの３平面又は２平面上に、半導体磁電変換素子のペレ
ットの一枚又は複数枚が積層されてなる磁界検出部を設
けると共に、各磁界検出部に入射した磁界の検出値を合
成して一の磁界検出部に磁界が直角に入射しないときに
直角に入射したときと略同一の感度となるように、該磁
界検出部のうちの一つを被検出対象の磁極面に対し略平
行に対向させて近接配置したものである。

〔作用〕

上述の如く構成すれば、磁界検出部は相互に直交する３
平面のうちの３平面又は２平面上に設けられ、かつ、磁
界検出部のうちの一つが被検出対象の磁極面に対し略平
行に対面するように配置されているので、磁極面に対面
している一の磁界検出部に磁界が直角に入射しないとき
には、各磁界検出部に入射した磁界を、合成して、感度
を高めることができる。また、複数枚のペレットが積層
されてなる磁界検出部の場合、その検出部は高出力とな
る。

〔実施例〕

以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を詳説する。

第１図は本発明に係る磁気センサ１を示し、この磁気セ
ンサ１は、半導体磁電変換素子（例えばホール素子等）
のペレット２からなる磁界検出部３を、相互に直交する
３平面上に設けられてなる。即ち、立方体状の基板４の
底面12と２つの側面13,14とに、十字状とされた一枚の
ペレット２が付設され、図例の如く、x,y軸で形成され
る第１平面15と、y,z軸で形成される第２平面16と、z,x
軸で形成される第３平面17と、に夫々磁界検出部３が形
成される。

また、この基板４には、各検出部３が対応するリード線
（図示省略）が接続され、各検出部３の端部５…が該リ
ード線に接続されている。

しかして、この磁気センサ１は、第２図に示す様に、外
周面７に検出用マグネット部８を備えた回転体６の軸心
ｏ廻りの回転速度及び回転位置等を検出するために使用
され、該マグネット部８の近傍に配置される。即ち、こ
の回転体６は、図例では、ブラシレスモータ等のロータ
を示し、また、このロータは、第３図に示す様に、円環
状のロータマグネット９と、該ロータマグネット９を保
持するロータホルダ10と、を備え、該ロータホルダ10の
外周垂下片部11に、Ｎ極・Ｓ極が交互に円周等ピッチに
着磁されたマグネットを取付け、上記検出用マグネット
部８を形成している。この場合、第２平面16上に配設さ
れた検出部３が、被検出対象の磁極面に対し略平行に対
面している。即ち、被検出対象が回転体６であり、磁極
面が検出用マグネット部８外面である。

従って、磁界検出部３は第４図Ｉに配設されることにな
り、第４図IIに示す様に、第１平面15と直交する方向
（つまり、ｚ軸方向）の磁界B₁と、第２平面16と直交す
る方向（つまり、ｘ軸方向）の磁界B₂と、第３平面17と
直交する方向（つまり、ｙ軸方向）の磁界B₃と、を最良
の感度としている。

しかして、上述の如く構成されれば、回転体６及び／又
は磁気センサ１が傾いて、マグネット部８と、マグネッ
ト部８に平行状態にて対面していた検出部３と、の平行
状態がくずれた場合、一つの検出部３（つまり、第２平
面16上の検出部３）に、磁界が直角に入射していたの
が、直角に入射しなくなり、その検出部３の感度が悪く
なる。しかし、上述の平行状態がくずれたことにより、
他の一つ又は二つの検出部３に磁界が入射することにな
るので、磁界が入射する二つ又は三つの検出部３の検出
値を合成すれば、上述の平行状態と同様な感度を得るこ
とができる。

第５図〜第７図は、検出部３が、相互に直交する３平面
のうちの２平面上に設けられた場合を示し、第５図Ｉに
示す場合は、検出部３が第１・第２平面15,16上に配設
され、第５図IIに示す様に第１平面15に直交する方向の
磁界B₁と、第２平面16に直交する方向の磁界B₂と、を最
良の感度としている。また、第６図Ｉに示す場合は、検
出部３が第１・第３平面15,17上に配設され、第６図II
に示す様に、第１平面15に直交する方向の磁界B₁と、第
３平面17に直交する方向の磁界B₃と、を最良の感度とし
ている。さらに、第７図Ｉの場合は、検出部３が第２・
第３平面16,17上に配設され、第７図IIに示す様に、第
２平面16に直交する方向の磁界B₂と、第３平面17に直交
する方向の磁界B₃と、を最良の感度としている。

従って、第５図〜第７図に示すように検出部３が配設さ
れた磁気センサ１を、第２図に示す如き回転体６の回転
速度及び回転位置の検出に使用した場合において、回転
体６又はこのセンサ１が傾き、回転体６のマグネット部
８と、該マグネット部８に平行であった検出部３と、が
平行でなくなったときも、上述の第１図に示す磁気セン
サの場合と同様、他の検出部３の検出値の合成にて良好
の感度を得ることができる。

しかして、上述の実施例では、磁界検出部３は夫々ペレ
ット２が一枚からなるが、ペレット２を複数枚積層して
形成するも好ましく、複数枚を積層すれば、この検出部
３は高出力となり、より正確に回転体６の回転速度等を
検出することができる。

また、この磁気センサ１の使用用途としては、外周面７
に検出用マグネット部８を有する回転体６に限らないの
は勿論であり、例えば、マグネット部８が外周面７寄り
の上面又は下面に設けられた回転体６の検出用であって
もよい。この場合、勿論、センサ１は、該マグネット部
８に対応して、該回転体６の上面又は下面側に設けられ
る。さらに、実施例では、ロータマグネット９とは別に
検出用マグネット部８を設けているが、該検出用マグネ
ット部８を別途設けずに、ロータマグネット９の着磁部
をもって検出用マグネットとするも好ましい。

また、この磁気センサ１を、ガウスメータに使用して、
二次元又は三次元の磁束密度の測定用とするも好まし
く、さらには、磁界分布の分析器として使用するも好ま
しい。

なお、この磁気センサ１を、増幅器等と同一のパッケー
ジ内に封入してワンチップIC化するも好ましい。

〔発明の効果〕

本発明は上述の如く構成されているので、次に記載する
効果を奏する。

被検出対象の磁極面に対し略平行に近接配置された磁界
検出部３に、磁界が直角に入射しない場合、つまり、被
検出対象である回転体６とこの磁気センサとの平行状態
がくずれた場合、他の一つ又は二つの磁界検出部３にも
磁界が入射し、これにより、各磁界検出部３の検出値を
合成して、被検出対象の回転速度及び回転位置を測定す
ることができる。従って、被検出対象と磁気センサとの
平行状態がくずれた場合にも、被検出対象の回転速度等
を確実に測定することができる。勿論、平行状態がくず
れていない場合、磁極面に対して略平行に近接配置され
た磁界検出部３に磁界が直角に入射し、この検出部３に
よって被検出対象の回転速度等を確実に（感度よく）測
定することができる。

また、磁界検出部３が複数枚のペレットを積層してなる
ものでは、各検出部３の出力は高出力となり、より正確
に被検出対象の回転速度等を検出することができる。

さらに、この磁気センサを、被検出対象に対して高精度
に組付ける必要がないので、その組付け作業が容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す拡大斜視図、第２図は
使用状態を示す簡略斜視図、第３図は第２図の要部拡大
断面図、第４図Ｉは磁界検出部の配置状態を示す簡略斜
視図、第４図IIはその磁界の方向を示す説明図、第５図
Ｉは磁界検出部の他の配置状態を示す簡略斜視図、第５
図IIはその磁界の方向を示す説明図、第６図Ｉは磁界検
出部の別の配置状態を示す簡略斜視図、第６図IIはその
磁界の方向を示す説明図、第７図Ｉは磁界検出部のさら
に別の配置状態を示す簡略斜視図、第７図IIはその磁界
の方向を示す説明図である。第８図は従来例を示す拡大
斜視図、第９図はその使用状態を示す簡略斜視図であ
る。２……ペレット、３……磁界検出部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相互に直交する３平面のうちの３平面又は
２平面上に、半導体磁電変換素子のペレット２の一枚又
は複数枚が積層されてなる磁界検出部３…を設けると共
に、各磁界検出部３…に入射した磁界の検出値を合成し
て一の磁界検出部３に磁界が直角に入射しないときに直
角に入射したときと略同一の感度となるように、該磁界
検出部３…のうちの一つを被検出対象の磁極面に対し略
平行に対向させて近接配置したことを特徴とする磁気セ
ンサ。