JPH085647A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JPH085647A JPH085647A JP13578394A JP13578394A JPH085647A JP H085647 A JPH085647 A JP H085647A JP 13578394 A JP13578394 A JP 13578394A JP 13578394 A JP13578394 A JP 13578394A JP H085647 A JPH085647 A JP H085647A
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Abstract
体の運動を検出できる位置検出装置を提供する。 【構成】 磁気センサ1はキャップ3と、バイアス磁石
4と、磁気抵抗素子21が設けられたセンシング部2か
ら構成されており、対向するギア5の回転を検出する。
また、バイアス磁石4には突起部10が設けられてお
り、この突起部の上の12付近に磁性を有するゴミが付
着し、磁気抵抗素子21上におけるバイアス磁界変化に
影響を及ぼさず、従って良好なギアの回転検出ができ
る。
Description
電変換素子の出力にて検出するようにした位置検出装置
に関し
車輪の回転に伴い回転するギアの回転を検出する回転
(位置)検出装置として、図3に示すものが用いられる
傾向にある。これは、車輪の回転に伴って回転するギア
5とそれと対向するように配置された磁気センサ1とか
ら構成されている。センサ1はキャップ3と、バイアス
磁石4と、磁気抵抗素子(以下,MRE)21を形成し
たセンサチップ22を有するセンシング部2から構成さ
れている。そしてこれは、ギア5の回転に伴うバイアス
磁石4の磁界変化をセンシング部2にて感知することで
ギア5の回転を検出するものである。尚、23はリード
フレームである。
示すような回転検出装置を例えば自動車等の環境の悪い
状況下にて使用される車速センサ等に用いられた場合に
は、鉄粉等の磁性体異物40がギア5に対向するセンシ
ング部2の表面に付着し、バイアス磁石4の磁束が磁性
体異物40にある程度固定される。特に磁性体異物40
がMRE21の真上に付着すると磁性体異物40に磁束
が集中してしまい、MRE21上におけるギア5の回転
に伴って変化するはずの磁界があまり変化しなくなった
り、センサ出力に乱れが生じ、誤検出や精度低下等の不
具合が発生する。特にギア歯ピッチが微細な多パルスセ
ンサの場合は磁性体異物の付着の影響は大きく、多パル
ス・高精度化の大きな課題となっている。
体異物が付着しても良好に非検出体の運動を検出できる
位置検出装置を提供することを目的とする。
出装置は、磁性材料を有する被検出対象と、前記被検出
対象に向けてバイアス磁界を発生させるバイアス磁石
と、前記被検出対象と前記バイアス磁石との間に設けら
れるとともに、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とを備え、前記被検出対象の運動
に応じたバイアス磁界の変化を前記磁電変換素子により
検出することで前記被検出対象の位置変化を検出するよ
うにした位置検出装置において、この位置検出装置は前
記磁電変換素子と被検出対象との間に感磁面を有し、前
記磁電変換素子周辺の前記感磁面から前記被検出対象に
印加されるバイアス磁界強度H1 が前記磁電変換素子上
の前記感磁面から前記被検出対象に印加されるバイアス
磁界強度H2 よりも大きいことを特徴としている。
電変換素子周辺の前記感磁面から前記被検出対象に印加
されるバイアス磁界強度H1 を発生するダミーバイアス
手段を有するとともに該ダミーバイアス手段は前記磁電
変換素子の周りを囲むように配置されることを特徴とし
ている。請求項3に記載の位置検出装置は、磁性材料を
有する被検出対象と、前記被検出対象と前記バイアス磁
石との間に設けられるとともに、前記被検出対象に向け
てバイアス磁界を発生させるバイアス磁石と、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と
を備え、前記被検出対象の運動に応じたバイアス磁界の
変化を前記磁電変換素子により検出することで前記被検
出対象の位置変化を検出するようにした位置検出装置に
おいて、前記被検出対象の運動に応じて前記磁電変換素
子上およびその周辺における前記バイアス磁界の磁束密
度が増加減少を繰り返すものであって、前記磁電変換素
子上の前記感磁面において前記被検出対象に向けられる
前記バイアス磁束密度が最大となるときの最大磁界強度
Hm2が、前記磁電変換素子の周辺の前記感磁面における
最大磁界強度Hm1よりも小さくなることを特徴としてい
る。
求項1乃至3のいずれかに記載の位置検出装置におい
て、前記バイアス磁石は中空構造をなし、前記磁電変換
素子は前記バイアス磁石にて中空状態に該磁電変換素子
が前記バイアス磁石から突出するように保持されるもの
であって、前記磁電変換素子が突出した程度に前記バイ
アス磁石は前記磁電変換素子の周辺には該バイアス磁石
と一体の突出領域を有していることを特徴としている。
位置検出装置においては、上記構成において、前記磁電
変換素子周辺の前記感磁面から前記被検出対象に印加さ
れるバイアス磁界強度H1 が前記磁電変換素子上の前記
感磁面から前記被検出対象に印加されるバイアス磁界強
度H2 よりも大きくされているため、磁性体異物は前記
磁電変換素子周辺に付着するようになる。
磁界は前記磁性体異物の影響を受けることなく、前記被
検出対象の運動に応じて変化することとなり、良好に被
検出対象の運動を検出できる。請求項3に記載の位置検
出装置においては、前記被検出対象の運動に応じて前記
磁電変換素子上およびその周辺における前記バイアス磁
界の磁束密度が増加減少を繰り返すものであって、前記
磁電変換素子上の前記感磁面において前記被検出対象に
向けられる前記バイアス磁束密度が最大となるときの最
大磁界強度Hm2が、前記磁電変換素子の周辺の前記感磁
面における最大磁界強度Hm1よりも小さくなるなってい
るため、磁性体異物は前記磁電変換素子の周辺のセンシ
ング部に付着するようになる。従って、磁電変換素子上
におけるバイアス磁界は前記磁性体異物の影響を受ける
ことなく、前記被検出対象の運動に応じて変化すること
となり、良好に被検出対象の運動を検出できる。
構成において、磁電変換素子が中空状のバイアス磁石か
ら突出していてもその周辺において、前記バイアス磁石
が突出領域を有している。従って、磁性体異物はこの突
出領域に付着することになり、磁電変換素子の磁界変化
の検出に影響を及ぼさない。これにより良好に被検出対
象の運動を検出できる。
する。図1に本発明の位置検出装置の一実施例をしめ
す。図1には、車輪等の回転に伴って回転するギア5と
それと対向するように配置されたセンサ1が示されてお
り、磁気センサ1は感磁面31を有するキャップ3と、
バイアス磁石4と、磁気抵抗素子(以下,MRE)21
が設けられたセンシング部2から構成されている。そし
てこれは、ギア5の回転に伴うバイアス磁石4の磁界変
化をセンシング部2にて感知することでギア5の回転を
検出するものである。
属ケース(例えばSUS304)からなっており、MR
E21を外部電磁波からシールドするようにしている。
MRE21は強磁性磁気抵抗薄膜素子であり、例えばN
i−Co,Ni−Fe等の強磁性体から構成されSi基
板等の基板22上に所定のパターンに形成されている。
また基板22にはMRE21からの信号を増幅し、それ
を2値化する信号処理回路が形成されている。基板22
はリードフレーム23上に搭載され、基板22およびリ
ードフレーム23はモールド樹脂24によりモールディ
ングされている。ただしリードフレーム23の一部は外
部との電気的接続を行うための端子がモールド樹脂24
から露出している。図1における3本の端子は、例えば
電源端子、接地端子、出力端子である。
ング部2がほぼ中央に、かつ丁度MRE21が中空部か
ら突出するように挿入されている。また、MREのパタ
ーンの配置された基板22はギア4の回転軸にほぼ垂直
な面と平行となるように配置されている。これは、ギア
5と磁気センサ1とのエアギャップ管理が困難な場合に
おいて、エアギャップが近すぎることによるセンサ出力
の波形割れと呼ばれる現象の対策において有効な配置方
法である(特開平3−195970号公報参照)。また
バイアス磁石4は円柱状体を成し、ギア5に対向する面
においてその周辺に渡って突起部10を有しており、こ
の突起部10はセンシング部2の突き出し量に相当する
大きさを有している。すなわち、キャップ3にてセンシ
ング部2が位置決めされた際に丁度MRE21が中空部
から突出するような大きさを有している。
は、ギア5に対向するキャップ3の感磁面31におい
て、MRE21上のキャップ3上よりも突起部10上の
キャップ3上の方が相対的に磁界が強まっている。従っ
て有する磁性体異物は図中12に示す領域に付着するこ
とになり、MRE21上にはほとんど存在しない。又、
MRE21上の感磁面31に磁性体異物が付着しても、
ギア5の回転に伴い、磁界方向が変化するため、自動的
に異物も感磁面31の外周部へ移動するため、MRE2
1への影響をなくすことができる。これによりMRE2
1上ではギア5の回転に伴いバイアス磁石4のバイアス
磁界は磁性体異物に影響されることなく良好に変化する
ため、MRE21はギア5の回転を良好に検出できるこ
とになる。
REをバイアス磁石の中空部から突出するように配置す
ることが必要である。従って、その位置決めには高い精
度が必要となるが、このように磁石に突起部を設けキャ
ップを設けて、そのキャップに接するようにセンシング
部を挿入することにより位置決めを容易にしている。図
2に他の例を示す。
と、図1のものはモールド樹脂24によりモールディン
グされた部分自体がバイアス磁石4に挿入されたもので
あり、それに対し図2のものはモールディングされた部
分はバイアス磁石4のギア5に対向する側の表面に配置
され、端子部のみがバイアス磁石4の中空部を通るよう
に配置されている。また、基板22においてギア5の回
転軸に垂直な面に対して略垂直な面にMRE21が配置
されている。
磁石の突起部10により、図1に示す磁気センサと同様
な効果を有する。図4に突起部10を有する磁石とそう
でない磁石によるギア5に対向するキャップ3上のバイ
アス磁石の磁束密度の違いを示す。MRE21が配置さ
れる位置を磁石の中心位置とし、磁石の大きさは半径8
mmの円柱形状のものを用いた。突起部10は円周沿い
の6mmから8mm付近に形成されている。また、今回
の実験ではフェライト系プラスティック磁石を用いた。
突起部10を有する磁石の特性を実線で、そうでないも
のを点線で示す。
示すが、突起部10のある磁石では突起部10付近で
0.2kGから0.7kGへと急激に磁束密度が増える
ことが分かる。このように、突起部10によって磁束密
度、すなわち磁界がMRE21の配置される磁石中心位
置よりも強くなっていることが分かる。次に、図5
(a),(c),(e)および(b),(d),(f)
に3種類の突起部を有する磁石のギア5に対向する表面
およびA−A,B−B,C−C断面図を示す。
れる磁石同様なMRE21の配置のものであり、(e)
図に示すものは図2に示されるものと同様なMRE21
の配置のものである。(a)図に示すように突起部10
は(c)図のように全周にわたって形成されていなくて
も良く、部分的であってもよい。(e)図においても同
様のことがいえる。また、N,S極が反対であってもよ
い。
ト系プラスティック磁石を用いたがこれに限るものでは
ない。バイアス磁石は図5に示されるような円柱形でな
くてもよく、例えば四角柱であってもよい。また、特に
中空構造でなくても良い。また、ギアに対向する面は必
ずしも平面でなくても良く、ギア5の運動による磁界強
度がMREの配置される位置よりも強いものであれば良
い。
検出対象が回転するギアであるならば、ギアの歯に磁束
が集中するようになる。よって、ギアの歯がMREの真
上に来るときがMRE上における磁界強度H0 は最強に
なる。従って、このときにMREの周辺の磁界強度がそ
の磁界強度H0 よりも強ければ、常にMREの周辺の方
が磁界強度が強いこととなり、磁性を有する磁性体異
物、例えば砂鉄等は必ずMREの周辺部に付着すること
になり、MRE上の磁界変化にほとんど影響を及ぼすこ
とはない。
状態のときにMREの配置される位置の感磁面31の磁
束密度よりも大きい磁束密度を有する領域がギアに対向
する感磁面31面内にあれば良いことになる。あるい
は、ギアの歯が感磁面にもっとも近づく際がその部分に
おいて磁束密度は最大となり、磁界強度は最大となる。
従って、ギアの歯がMREの配置される位置の真上に来
る際にMRE上の感磁面の磁界強度は最大となるが、こ
のときの磁界強度よりもMREの周辺部の感磁面におけ
る最大磁界強度の方が大きければ、磁性異物はMREの
周辺部の感磁面に付着するようになる。
ては、実施例中の突起部でなくてもよく、例えばMRE
を配置する部分の磁石と、その周辺に配置する磁石とを
別部品とし、周辺に配置する磁石の強度をMREを配置
する部分の磁石よりも強くするようにしてもよい。ま
た、突起部は別の磁石であってもよい。また、磁気抵抗
素子としては、強磁性磁気抵抗薄膜素子には限らず、H
ALL素子や半導体かなる磁気抵抗素子等であってもよ
い。
図2に示す磁気センサの全体の断面図を示す。コネクタ
6にバイアス磁石4が接着剤等により固定され、キャッ
プ3はかしめによりコネクタ6に固定されている。ま
た、コネクタ6にはキャップ3とバイアス磁石の突起部
10により形成される空間を気密にするためにOリング
65が設けられており、コネクタ6とキャップ3とによ
り挟持されている。また、リードフレーム端子23はコ
ネクタ端子61とはんだ等により接続されている。コネ
クタ端子61はその一端がコネクタ6から突出し、他の
コネクタと接続可能になっている。尚、62はこの磁気
センサを車体等に固定するための固定用ブッシュであ
り、63はその取り付け穴である。それぞれ(b)図は
A矢指図である。
断面図である。
断面図である。
面図である。 (b)(a)図A矢指図である。
面図である。 (b)(a)図A矢指図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 磁性材料を有する被検出対象と、 前記被検出対象に向けてバイアス磁界を発生させるバイ
アス磁石と、 前記被検出対象と前記バイアス磁石との間に設けられる
とともに、前記バイアス磁界の変化を電気的変化に変換
する磁電変換素子とを備え、前記被検出対象の運動に応
じたバイアス磁界の変化を前記磁電変換素子により検出
することで前記被検出対象の位置変化を検出するように
した位置検出装置において、 この位置検出装置は前記磁電変換素子と被検出対象との
間に感磁面を有し、前記磁電変換素子周辺の前記感磁面
から前記被検出対象に印加されるバイアス磁界強度H1
が前記磁電変換素子上の前記感磁面から前記被検出対象
に印加されるバイアス磁界強度H2 よりも大きいことを
特徴とする位置検出装置。 - 【請求項2】 前記磁電変換素子周辺から前記被検出対
象に印加される前記バイアス磁界強度H1 を発生するダ
ミーバイアス手段を有するとともに該ダミーバイアス手
段は前記磁電変換素子の周りを囲むように配置されるこ
とを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。 - 【請求項3】 磁性材料を有する被検出対象と、 前記被検出対象に向けてバイアス磁界を発生させるバイ
アス磁石と、 前記被検出対象と前記バイアス磁石との間に設けられる
とともに、前記バイアス磁界の変化を電気的変化に変換
する磁電変換素子とを備え、前記被検出対象の運動に応
じたバイアス磁界の変化を前記磁電変換素子により検出
することで前記被検出対象の位置変化を検出するように
した位置検出装置において、 前記被検出対象の運動に応じて前記磁電変換素子上およ
びその周辺における前記バイアス磁界の磁束密度が増加
減少を繰り返すものであって、前記磁電変換素子上の前
記感磁面において前記被検出対象に向けられる前記バイ
アス磁束密度が最大となるときの最大磁界強度Hm2が、
前記磁電変換素子の周辺の前記感磁面における最大磁界
強度Hm1よりも小さくなることを特徴とする位置検出装
置。 - 【請求項4】 前記バイアス磁石は中空構造をなし、前
記磁電変換素子は前記バイアス磁石にて中空状態に該磁
電変換素子が前記バイアス磁石から突出するように保持
されるものであって、前記磁電変換素子が突出した程度
に前記バイアス磁石は前記磁電変換素子の周辺には該バ
イアス磁石と一体の突出領域を有していることを特徴と
する請求項1乃至3のいずれかに記載の位置検出装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13578394A JP3427489B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 位置検出装置 |
US08/407,999 US5637995A (en) | 1992-12-09 | 1995-03-21 | Magnetic detection device having a magnet including a stepped portion for eliminating turbulence at the MR sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13578394A JP3427489B2 (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | 位置検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH085647A true JPH085647A (ja) | 1996-01-12 |
JP3427489B2 JP3427489B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=15159749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13578394A Expired - Lifetime JP3427489B2 (ja) | 1992-12-09 | 1994-06-17 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3427489B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007147461A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Denso Corp | 磁気センサ |
JP2011196965A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-10-06 | Denso Corp | 磁気センサ |
JP2014032138A (ja) * | 2012-08-06 | 2014-02-20 | Tokai Rika Co Ltd | 磁気センサ装置 |
JP2014102182A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Tokai Rika Co Ltd | 磁気センサ |
JP2016057182A (ja) * | 2014-09-10 | 2016-04-21 | 住友電装株式会社 | 車輪速センサ |
JP2019120542A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社東海理化電機製作所 | 磁気センサ装置及び磁性体 |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP13578394A patent/JP3427489B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007147461A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Denso Corp | 磁気センサ |
JP4561613B2 (ja) * | 2005-11-28 | 2010-10-13 | 株式会社デンソー | 磁気センサ |
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JP2019120542A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社東海理化電機製作所 | 磁気センサ装置及び磁性体 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3427489B2 (ja) | 2003-07-14 |
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