JPH11304414A - 磁気検出装置 - Google Patents
磁気検出装置Info
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- JPH11304414A JPH11304414A JP10110916A JP11091698A JPH11304414A JP H11304414 A JPH11304414 A JP H11304414A JP 10110916 A JP10110916 A JP 10110916A JP 11091698 A JP11091698 A JP 11091698A JP H11304414 A JPH11304414 A JP H11304414A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気検出素子の温度特性を相殺して磁性移動
体の凹凸のエッジ検出精度の温度特性を向上させること
ができるパワーオン機能を備えた磁気検出装置を得る。 【解決手段】 磁界を発生する磁石（２６）と、この磁
石と所定の間隙をもって配置され、磁石によって発生さ
れた磁界を変化させる凹凸を具備した磁性回転体（２
５）と、複数個の磁気検出エレメント（２４ａ，２４
ｂ）からなり、磁性回転体の移動による磁界の変化を検
出する磁気抵抗素子（２４）と、磁性回転体の凹凸によ
る磁界変化を調整する磁性体ガイド（２８）とを備え
る。
体の凹凸のエッジ検出精度の温度特性を向上させること
ができるパワーオン機能を備えた磁気検出装置を得る。 【解決手段】 磁界を発生する磁石（２６）と、この磁
石と所定の間隙をもって配置され、磁石によって発生さ
れた磁界を変化させる凹凸を具備した磁性回転体（２
５）と、複数個の磁気検出エレメント（２４ａ，２４
ｂ）からなり、磁性回転体の移動による磁界の変化を検
出する磁気抵抗素子（２４）と、磁性回転体の凹凸によ
る磁界変化を調整する磁性体ガイド（２８）とを備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、磁性移動体の移
動による磁界の変化を検出する磁気検出装置に関し、特
に電源オン時に磁性移動体の凹凸を検出する機能（以
下、パワーオン機能と云う）を有する磁気検出装置に関
するものである。
動による磁界の変化を検出する磁気検出装置に関し、特
に電源オン時に磁性移動体の凹凸を検出する機能（以
下、パワーオン機能と云う）を有する磁気検出装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁界の変化を検出するために磁気検出素
子（ここでは、磁気抵抗素子を用いて説明するものとす
る。）の感磁面の各端に電極を形成してブリッジを構成
し、このブリッジの対向する２つの電極間に定電圧、定
電流の電源を接続し、磁気検出素子の抵抗値変化を電圧
変化に変換して、この磁気検出素子に作用している磁界
変化を検出する方式がある。
子（ここでは、磁気抵抗素子を用いて説明するものとす
る。）の感磁面の各端に電極を形成してブリッジを構成
し、このブリッジの対向する２つの電極間に定電圧、定
電流の電源を接続し、磁気検出素子の抵抗値変化を電圧
変化に変換して、この磁気検出素子に作用している磁界
変化を検出する方式がある。
【０００３】図９は上述の一般的な磁気検出素子を用い
たセンサの処理回路を示す構成図である。図において、
ホイートストンブリッジ回路１は磁気検出素子または少
なくとも１つ以上の磁気検出素子を含む抵抗ＲＡ、Ｒ
Ｂ、ＲＣ、ＲＤで構成され、そのＲＡ、ＲＢ中点４と、
ＲＣ、ＲＢ中点に差動増幅回路２が接続され、そのＲ
Ａ、ＲＤ中点は電源端子Ｖｃｃに接続され、そのＲＢ、
ＲＣ中点はグランドＧＮＤに接続される。差動増幅回路
２からの差動増幅出力８は次段の比較回路３に供給され
る。ここで、抵抗ＲＡ、ＲＢに与えられる磁界の変化に
より磁気検出素子の抵抗値が変化し、ＲＡ、ＲＢ中点４
の電圧はその磁界変化に応じた変化をし、中点４、５の
電圧は差動増幅回路２により増幅され、比較回路３によ
って“０”または“１”の最終出力９を得るものであ
る。
たセンサの処理回路を示す構成図である。図において、
ホイートストンブリッジ回路１は磁気検出素子または少
なくとも１つ以上の磁気検出素子を含む抵抗ＲＡ、Ｒ
Ｂ、ＲＣ、ＲＤで構成され、そのＲＡ、ＲＢ中点４と、
ＲＣ、ＲＢ中点に差動増幅回路２が接続され、そのＲ
Ａ、ＲＤ中点は電源端子Ｖｃｃに接続され、そのＲＢ、
ＲＣ中点はグランドＧＮＤに接続される。差動増幅回路
２からの差動増幅出力８は次段の比較回路３に供給され
る。ここで、抵抗ＲＡ、ＲＢに与えられる磁界の変化に
より磁気検出素子の抵抗値が変化し、ＲＡ、ＲＢ中点４
の電圧はその磁界変化に応じた変化をし、中点４、５の
電圧は差動増幅回路２により増幅され、比較回路３によ
って“０”または“１”の最終出力９を得るものであ
る。
【０００４】図１０は従来の磁気検出装置を示す構成図
である。図において、この検出装置は、磁界を変化させ
る形状を具備した磁性回転体１０、磁気検出素子１１、
磁気検出エレメント１１ａ、１１ｂ、磁石１３、回転軸
１２を備え、回転軸１２が回転することで磁性回転体１
０も同期して回転する。磁気検出素子１１の磁気検出抵
抗１１ａ，１１ｂのピッチ中心は磁石１３の中心に対
し、所定のオフセットを持たせて配置させている。そこ
で磁性回転体１０が回転することで磁気検出素子１１の
抵抗体１１ａ、１１ｂへの印加磁界が変化し、例えば図
１１のように磁性回転体１０の形状に対応して磁気検出
素子の差動増幅出力８が変化し、図９に示している回路
によって磁性回転体１０の形状に対応した最終出力９の
信号を得ることができる。
である。図において、この検出装置は、磁界を変化させ
る形状を具備した磁性回転体１０、磁気検出素子１１、
磁気検出エレメント１１ａ、１１ｂ、磁石１３、回転軸
１２を備え、回転軸１２が回転することで磁性回転体１
０も同期して回転する。磁気検出素子１１の磁気検出抵
抗１１ａ，１１ｂのピッチ中心は磁石１３の中心に対
し、所定のオフセットを持たせて配置させている。そこ
で磁性回転体１０が回転することで磁気検出素子１１の
抵抗体１１ａ、１１ｂへの印加磁界が変化し、例えば図
１１のように磁性回転体１０の形状に対応して磁気検出
素子の差動増幅出力８が変化し、図９に示している回路
によって磁性回転体１０の形状に対応した最終出力９の
信号を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の検出
装置で用いている磁気回路構成では、以下のような問題
点があった。即ち、磁気検出素子と固定抵抗でブリッジ
を構成した場合に生じる磁気検出素子と固定抵抗の温度
係数差、または磁気検出素子の複数のエレメントにより
ブリッジを構成した場合に生じる各々のエレメントに印
加される磁界差による温度係数差により、図１２に示す
ように印加磁界の変化による室温時差動増幅出力８（Ｒ
ＯＯＭ）、高温時差動増幅出力８（ＨＯＴ）に温度特性
を生じ、磁性回転体の凹凸のエッジ検出精度に大きなズ
レを生じるという問題点があった。
装置で用いている磁気回路構成では、以下のような問題
点があった。即ち、磁気検出素子と固定抵抗でブリッジ
を構成した場合に生じる磁気検出素子と固定抵抗の温度
係数差、または磁気検出素子の複数のエレメントにより
ブリッジを構成した場合に生じる各々のエレメントに印
加される磁界差による温度係数差により、図１２に示す
ように印加磁界の変化による室温時差動増幅出力８（Ｒ
ＯＯＭ）、高温時差動増幅出力８（ＨＯＴ）に温度特性
を生じ、磁性回転体の凹凸のエッジ検出精度に大きなズ
レを生じるという問題点があった。
【０００６】この発明は、磁気検出素子の温度特性を実
質的に相殺して磁性移動体の凹凸のエッジ検出精度の温
度特性を向上させることができるパワーオン機能を備え
た磁気検出装置を得ることを目的とする。
質的に相殺して磁性移動体の凹凸のエッジ検出精度の温
度特性を向上させることができるパワーオン機能を備え
た磁気検出装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係わる
磁気検出装置は、磁界を発生する磁界発生手段と、該磁
界発生手段と所定の間隙をもって配置され、上記磁界発
生手段によって発生された磁界を変化させる凹凸を具備
した磁性移動体と、複数個の磁気検出エレメントからな
り、上記磁性移動体の移動による磁界の変化を検出する
磁気検出素子と、上記磁性移動体の凹凸による磁界変化
を調整する手段とを備えたものである。
磁気検出装置は、磁界を発生する磁界発生手段と、該磁
界発生手段と所定の間隙をもって配置され、上記磁界発
生手段によって発生された磁界を変化させる凹凸を具備
した磁性移動体と、複数個の磁気検出エレメントからな
り、上記磁性移動体の移動による磁界の変化を検出する
磁気検出素子と、上記磁性移動体の凹凸による磁界変化
を調整する手段とを備えたものである。
【０００８】請求項２の発明に係わる磁気検出装置は、
請求項１の発明において、上記磁性移動体の凹部が上記
磁気検出素子と対向状態で、上記複数個の磁気検出エレ
メントに対して第１の所定角度で磁束が鎖交し、上記磁
性移動体の凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、上記
複数個の磁気検出エレメントに対して第２の所定角度で
磁束が鎖交し、上記第１の所定角度と上記第２の所定角
度は、上記複数個の磁気検出エレメントが配置された平
面の垂直方向に対して対称な角度を有するよう上記磁界
発生手段を調整して配置するものである。
請求項１の発明において、上記磁性移動体の凹部が上記
磁気検出素子と対向状態で、上記複数個の磁気検出エレ
メントに対して第１の所定角度で磁束が鎖交し、上記磁
性移動体の凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、上記
複数個の磁気検出エレメントに対して第２の所定角度で
磁束が鎖交し、上記第１の所定角度と上記第２の所定角
度は、上記複数個の磁気検出エレメントが配置された平
面の垂直方向に対して対称な角度を有するよう上記磁界
発生手段を調整して配置するものである。
【０００９】請求項３の発明に係わる磁気検出装置は、
請求項１の発明において、上記磁性移動体の凹部が上記
磁気検出素子と対向状態で、上記複数個の磁気検出エレ
メントに対して第１の所定角度で磁束が鎖交し、上記磁
性移動体の凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、上記
複数個の磁気検出エレメントに対して第２の所定角度で
磁束が鎖交し、上記第１の所定角度と上記第２の所定角
度は、上記複数個の磁気検出エレメントが配置された平
面の垂直方向に対して対称な角度を有するよう上記磁気
検出素子を調整して配置するものである。
請求項１の発明において、上記磁性移動体の凹部が上記
磁気検出素子と対向状態で、上記複数個の磁気検出エレ
メントに対して第１の所定角度で磁束が鎖交し、上記磁
性移動体の凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、上記
複数個の磁気検出エレメントに対して第２の所定角度で
磁束が鎖交し、上記第１の所定角度と上記第２の所定角
度は、上記複数個の磁気検出エレメントが配置された平
面の垂直方向に対して対称な角度を有するよう上記磁気
検出素子を調整して配置するものである。
【００１０】請求項４の発明に係わる磁気検出装置は、
請求項１の発明において、上記磁性移動体の凹部が上記
磁気検出素子と対向状態で、上記複数個の磁気検出エレ
メントに対して第１の所定角度で磁束が鎖交し、上記磁
性移動体の凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、上記
複数個の磁気検出エレメントに対して第２の所定角度で
磁束が鎖交し、上記第１の所定角度と上記第２の所定角
度は、上記複数個の磁気検出エレメントが配置された平
面の垂直方向に対して対称な角度を有するよう磁性体ガ
イドを調整して配置するものである。
請求項１の発明において、上記磁性移動体の凹部が上記
磁気検出素子と対向状態で、上記複数個の磁気検出エレ
メントに対して第１の所定角度で磁束が鎖交し、上記磁
性移動体の凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、上記
複数個の磁気検出エレメントに対して第２の所定角度で
磁束が鎖交し、上記第１の所定角度と上記第２の所定角
度は、上記複数個の磁気検出エレメントが配置された平
面の垂直方向に対して対称な角度を有するよう磁性体ガ
イドを調整して配置するものである。
【００１１】請求項５の発明に係わる磁気検出装置は、
請求項４の発明において、上記磁性体ガイドの調整方向
を上記磁界発生手段の着磁方向としたものである。
請求項４の発明において、上記磁性体ガイドの調整方向
を上記磁界発生手段の着磁方向としたものである。
【００１２】請求項６の発明に係わる磁気検出装置は、
請求項４の発明において、上記磁性体ガイドの調整方向
を上記磁界発生手段の着磁方向に対して垂直の方向とし
たものである。
請求項４の発明において、上記磁性体ガイドの調整方向
を上記磁界発生手段の着磁方向に対して垂直の方向とし
たものである。
【００１３】請求項７の発明に係わる磁気検出装置は、
請求項４の発明において、上記磁性体ガイドの調整方向
を上記磁界発生手段の着磁方向に対して斜めの方向とし
たものである。
請求項４の発明において、上記磁性体ガイドの調整方向
を上記磁界発生手段の着磁方向に対して斜めの方向とし
たものである。
【００１４】請求項８の発明に係わる磁気検出装置は、
請求項４の発明において、上記磁性体ガイドの代わりに
磁性体ボルトを用いたものである。
請求項４の発明において、上記磁性体ガイドの代わりに
磁性体ボルトを用いたものである。
【００１５】請求項９の発明に係わる磁気検出装置は、
請求項１〜４のいずれかの発明において、上記磁気検出
素子としてＧＭＲ素子を用いたものである。
請求項１〜４のいずれかの発明において、上記磁気検出
素子としてＧＭＲ素子を用いたものである。
【００１６】請求項１０の発明に係わる磁気検出装置
は、請求項１〜４のいずれかの発明において、上記磁性
移動体の凹凸と対向配置された上記磁界発生手段の着磁
方向を、上記対向方向とし、該対向方向と平行に上記磁
気検出素子を配置したものである。
は、請求項１〜４のいずれかの発明において、上記磁性
移動体の凹凸と対向配置された上記磁界発生手段の着磁
方向を、上記対向方向とし、該対向方向と平行に上記磁
気検出素子を配置したものである。
【００１７】請求項１１の発明に係わる磁気検出装置
は、請求項１〜１０のいずれかの発明において、上記磁
性移動体を、回転軸に同期して回転する磁性回転体とす
るものである。
は、請求項１〜１０のいずれかの発明において、上記磁
性移動体を、回転軸に同期して回転する磁性回転体とす
るものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図を参照して説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す構
成図である。なお、本実施の形態の処理回路構成は、上
述の図９と同様のものを使用してよく、図１における磁
気検出素子ＲＡ，ＲＢが、本実施の形態で用いる磁気検
出素子に相当するものであり、本実の形態においては磁
気検出素子として磁気抵抗素子を用いて説明する。
図を参照して説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す構
成図である。なお、本実施の形態の処理回路構成は、上
述の図９と同様のものを使用してよく、図１における磁
気検出素子ＲＡ，ＲＢが、本実施の形態で用いる磁気検
出素子に相当するものであり、本実の形態においては磁
気検出素子として磁気抵抗素子を用いて説明する。
【００１９】図１において、磁気検出装置は、磁気抵抗
素子２４と、この磁気抵抗素子２４を実質的に形成し、
ブリッジを構成している磁気検出エレメントとしての磁
気検出抵抗２４ａ，２４ｂと、磁性移動体としての磁性
回転体２５と、磁界発生手段としての磁石２６と、回転
軸２７と、磁性回転体２５の凹凸による磁界変化を調整
する手段としての磁性体ガイド２８とを備える。
素子２４と、この磁気抵抗素子２４を実質的に形成し、
ブリッジを構成している磁気検出エレメントとしての磁
気検出抵抗２４ａ，２４ｂと、磁性移動体としての磁性
回転体２５と、磁界発生手段としての磁石２６と、回転
軸２７と、磁性回転体２５の凹凸による磁界変化を調整
する手段としての磁性体ガイド２８とを備える。
【００２０】磁石２６は磁性回転体２５と対向して配置
され、その対向方向に着磁されている。磁気検出素子と
しては磁石２６の着磁方向に平行に且つ、磁石２６の着
磁方向線上に２対（または１対）の磁気抵抗素子２４が
配置されている。磁性回転体２５は、磁気抵抗素子２４
への印加磁界を変化させる形状を具備したものであり、
回転軸２７の回転に同期して回転するものである。
され、その対向方向に着磁されている。磁気検出素子と
しては磁石２６の着磁方向に平行に且つ、磁石２６の着
磁方向線上に２対（または１対）の磁気抵抗素子２４が
配置されている。磁性回転体２５は、磁気抵抗素子２４
への印加磁界を変化させる形状を具備したものであり、
回転軸２７の回転に同期して回転するものである。
【００２１】図２に本実施の形態の磁気回路での磁気抵
抗素子に印加される磁界ベクトル方向を示す。磁性回転
体２５の凹部が磁気抵抗素子２４と対向状態で、磁気検
出抵抗２４ａ、２４ｂに対して第１の所定角度で磁束が
鎖交し、磁性回転体２５の凸部が磁気抵抗素子２４と対
向状態で、磁気検出抵抗２４ａ、２４ｂに対して第２の
所定角度で磁束が鎖交し、第１の所定角度と第２の所定
角度は、磁気検出抵抗が配置された平面の垂直方向に対
して対称な角度を有するように、磁性体ガイド２８を調
整して配置している。
抗素子に印加される磁界ベクトル方向を示す。磁性回転
体２５の凹部が磁気抵抗素子２４と対向状態で、磁気検
出抵抗２４ａ、２４ｂに対して第１の所定角度で磁束が
鎖交し、磁性回転体２５の凸部が磁気抵抗素子２４と対
向状態で、磁気検出抵抗２４ａ、２４ｂに対して第２の
所定角度で磁束が鎖交し、第１の所定角度と第２の所定
角度は、磁気検出抵抗が配置された平面の垂直方向に対
して対称な角度を有するように、磁性体ガイド２８を調
整して配置している。
【００２２】次に、動作について、図３を参照して説明
する。まず、磁性回転体２５の凹凸による磁界変化によ
り生じる磁気検出抵抗２４ａ、２４ｂの抵抗値変化を、
常温時の抵抗値変化がＲ（ＲＯＯＭ）、高温時の抵抗値
変化がＲ（ＨＯＴ）として表すものとする。図のように
磁性回転体２５の凹部と凸部で、磁気検出抵抗２４ａと
２４ｂに印加される磁界が図２で説明したとおり対称に
変化し、磁気検出抵抗２４ａ、２４ｂの抵抗値も対称に
変化するため、磁気検出抵抗２４ａ、２４ｂの抵抗値が
一致するポイントが常温時においても、高温時において
も存在する。このため、磁気検出抵抗２４ａ、２４ｂに
てブリッジを構成した場合、常温時差動増幅出力８（Ｒ
ＯＯＭ）と高温時差動増幅出力８（ＨＯＴ）がクロスす
る。この差動増幅出力８の温特クロスポイントに比較回
路３の比較レベルＶｒｅｆを設定することにより磁性回
転体２５の凹凸のエッジ精度温度特性を改善でき、磁性
回転体２５の凹凸に対応したパワーオン機能を有する正
確な信号を得られる。
する。まず、磁性回転体２５の凹凸による磁界変化によ
り生じる磁気検出抵抗２４ａ、２４ｂの抵抗値変化を、
常温時の抵抗値変化がＲ（ＲＯＯＭ）、高温時の抵抗値
変化がＲ（ＨＯＴ）として表すものとする。図のように
磁性回転体２５の凹部と凸部で、磁気検出抵抗２４ａと
２４ｂに印加される磁界が図２で説明したとおり対称に
変化し、磁気検出抵抗２４ａ、２４ｂの抵抗値も対称に
変化するため、磁気検出抵抗２４ａ、２４ｂの抵抗値が
一致するポイントが常温時においても、高温時において
も存在する。このため、磁気検出抵抗２４ａ、２４ｂに
てブリッジを構成した場合、常温時差動増幅出力８（Ｒ
ＯＯＭ）と高温時差動増幅出力８（ＨＯＴ）がクロスす
る。この差動増幅出力８の温特クロスポイントに比較回
路３の比較レベルＶｒｅｆを設定することにより磁性回
転体２５の凹凸のエッジ精度温度特性を改善でき、磁性
回転体２５の凹凸に対応したパワーオン機能を有する正
確な信号を得られる。
【００２３】図４は磁気抵抗素子の印加磁界に対する抵
抗変化と抵抗温度係数の関係を示す。図のように磁気抵
抗素子は印加磁界による抵抗値の違いにより抵抗値温度
係数が異なるため１対のエレメントの各々を抵抗値及び
温度係数の一致する磁界変化で動作をさせ、温度特性を
相殺するものである。
抗変化と抵抗温度係数の関係を示す。図のように磁気抵
抗素子は印加磁界による抵抗値の違いにより抵抗値温度
係数が異なるため１対のエレメントの各々を抵抗値及び
温度係数の一致する磁界変化で動作をさせ、温度特性を
相殺するものである。
【００２４】このように、本実施の形態では、磁性回転
体の凹凸に対応した磁界変化により磁気検出素子の１対
の磁気検出エレメントが各々対称に変化するため、１対
の磁気検出エレメントにてブリッジあるいは２対の磁気
検出エレメントでホイートストンブリッジを構成するこ
とにより、磁気検出素子の温度特性を相殺することがで
き、磁性回転体の凹凸のエッジ検出精度の温度特性を向
上させ、パワーオン機能を持たせることができる。ま
た、磁石と磁気検出素子が共に磁性回転体の凹凸と対向
する方向に平行に配置されているため、配線に用いるリ
ードあるいはインサート等の曲げ加工が不要となり、生
産性の向上が計れる。
体の凹凸に対応した磁界変化により磁気検出素子の１対
の磁気検出エレメントが各々対称に変化するため、１対
の磁気検出エレメントにてブリッジあるいは２対の磁気
検出エレメントでホイートストンブリッジを構成するこ
とにより、磁気検出素子の温度特性を相殺することがで
き、磁性回転体の凹凸のエッジ検出精度の温度特性を向
上させ、パワーオン機能を持たせることができる。ま
た、磁石と磁気検出素子が共に磁性回転体の凹凸と対向
する方向に平行に配置されているため、配線に用いるリ
ードあるいはインサート等の曲げ加工が不要となり、生
産性の向上が計れる。
【００２５】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２を示す構成図である。なお、本実施の形態は、実質
的に上述した実施の形態１の図１の磁気抵抗素子２４の
配置された磁石２６を磁性回転体２５に対して９０゜回
転させた場合であり、図５の磁気抵抗素子１４、この磁
気抵抗素子１４を実質的に形成し、ブリッジを構成して
いる磁気検出エレメントとしての磁気検出抵抗１４ａ、
１４ｂ、磁性移動体としての磁性回転体１５、磁界発生
手段としての磁石１６、回転軸１７および磁性回転体１
５の凹凸による磁界変化を調整する手段としての磁性体
ガイド１８は、それぞれ図１の磁気抵抗素子２４、磁気
検出抵抗２４ａ，２４ｂ、磁性回転体２５、磁石２６、
回転軸２７および磁性体ガイド２８に対応するものであ
る。従って、その動作原理および効果については実施の
形態１と同様であるので、その説明を省略する。
態２を示す構成図である。なお、本実施の形態は、実質
的に上述した実施の形態１の図１の磁気抵抗素子２４の
配置された磁石２６を磁性回転体２５に対して９０゜回
転させた場合であり、図５の磁気抵抗素子１４、この磁
気抵抗素子１４を実質的に形成し、ブリッジを構成して
いる磁気検出エレメントとしての磁気検出抵抗１４ａ、
１４ｂ、磁性移動体としての磁性回転体１５、磁界発生
手段としての磁石１６、回転軸１７および磁性回転体１
５の凹凸による磁界変化を調整する手段としての磁性体
ガイド１８は、それぞれ図１の磁気抵抗素子２４、磁気
検出抵抗２４ａ，２４ｂ、磁性回転体２５、磁石２６、
回転軸２７および磁性体ガイド２８に対応するものであ
る。従って、その動作原理および効果については実施の
形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００２６】実施の形態３．図６および図７は、上記実
施の形態１で説明した磁性体ガイド２８による磁気検出
素子への印加磁界調整方法を説明するための図である。
図において、図１および図２と対応する部分には同一符
号を付し、その詳細説明を省略する。上述した実施の形
態１および２におけるような印加磁界調整手段をもたな
い場合、磁石２６と磁気抵抗素子２４の位置バラツキに
より図６に示すように、磁性回転体２５の凹部及び凸部
と磁石２６が対向した場合、磁気抵抗素子２４の第１、
第２の磁気検出エレメント２４ａ，２４ｂに印加される
磁界の鎖交角度が磁気検出エレメント２４ａ，２４ｂが
配置された平面の垂直方向に対して対称な角度をもたな
い場合があるため、上述の第１および第２の鎖交角度を
対称となるように調整する磁性体ガイド２８を備えるも
のである。
施の形態１で説明した磁性体ガイド２８による磁気検出
素子への印加磁界調整方法を説明するための図である。
図において、図１および図２と対応する部分には同一符
号を付し、その詳細説明を省略する。上述した実施の形
態１および２におけるような印加磁界調整手段をもたな
い場合、磁石２６と磁気抵抗素子２４の位置バラツキに
より図６に示すように、磁性回転体２５の凹部及び凸部
と磁石２６が対向した場合、磁気抵抗素子２４の第１、
第２の磁気検出エレメント２４ａ，２４ｂに印加される
磁界の鎖交角度が磁気検出エレメント２４ａ，２４ｂが
配置された平面の垂直方向に対して対称な角度をもたな
い場合があるため、上述の第１および第２の鎖交角度を
対称となるように調整する磁性体ガイド２８を備えるも
のである。
【００２７】図６において、磁気抵抗素子２４を磁石２
６と磁性体ガイド２８（図７参照）で挟みこむ位置に磁
性体ガイド２８を近接させることにより、実施の形態１
の図２で示した第１および第２の鎖交角度を有すること
が出来る。また、磁性体ガイド２８を近接させる方向に
ついては、図７に破線で示すように、磁石２６の着磁方
向に対して平行、垂直あるいは斜めのどの方向において
も調整可能であり、垂直方向に近接させると、第１およ
び第２の鎖交角度が敏感に変化するため、磁石２６と磁
気抵抗素子２４の位置ズレが大きい場合に有効であり、
平行方向に近接させると、垂直方向に比べ第１および第
２の鎖交角度が鈍感に変化するため精度上微調整が必要
な場合に有効である。
６と磁性体ガイド２８（図７参照）で挟みこむ位置に磁
性体ガイド２８を近接させることにより、実施の形態１
の図２で示した第１および第２の鎖交角度を有すること
が出来る。また、磁性体ガイド２８を近接させる方向に
ついては、図７に破線で示すように、磁石２６の着磁方
向に対して平行、垂直あるいは斜めのどの方向において
も調整可能であり、垂直方向に近接させると、第１およ
び第２の鎖交角度が敏感に変化するため、磁石２６と磁
気抵抗素子２４の位置ズレが大きい場合に有効であり、
平行方向に近接させると、垂直方向に比べ第１および第
２の鎖交角度が鈍感に変化するため精度上微調整が必要
な場合に有効である。
【００２８】実施の形態４．図８はこの発明の実施の形
態４を示す構成図である。本実施の形態では、上記実施
の形態１、２および３の磁性体ガイド２８、１８の代わ
りにそれぞれ磁性回転体の凹凸による磁界変化を調整す
る手段としての磁性体ボルト２９、１９を使用するもの
であり、その他の構成要素については、対応する部分に
同一符号を付し、その詳細説明を省略する。なお、処理
回路構成、動作原理については実施の形態１と同様であ
るが、磁性体をボルトで構成することにより、ボルトを
回しながら調整できるので、磁性体ガイドに比し単位長
当たりの調整感度が小さくなり、上述の鎖交磁界の微調
整が可能となり精度向上が可能となる。即ち、本実施の
形態は、実質的に上記実施の形態３の磁性体ガイドを平
行方向に調整する一例であり、磁性体ボルトを平行方向
に移動する場合に比し、その回転方向の移動量は大きい
ため、微調整が可能になる。
態４を示す構成図である。本実施の形態では、上記実施
の形態１、２および３の磁性体ガイド２８、１８の代わ
りにそれぞれ磁性回転体の凹凸による磁界変化を調整す
る手段としての磁性体ボルト２９、１９を使用するもの
であり、その他の構成要素については、対応する部分に
同一符号を付し、その詳細説明を省略する。なお、処理
回路構成、動作原理については実施の形態１と同様であ
るが、磁性体をボルトで構成することにより、ボルトを
回しながら調整できるので、磁性体ガイドに比し単位長
当たりの調整感度が小さくなり、上述の鎖交磁界の微調
整が可能となり精度向上が可能となる。即ち、本実施の
形態は、実質的に上記実施の形態３の磁性体ガイドを平
行方向に調整する一例であり、磁性体ボルトを平行方向
に移動する場合に比し、その回転方向の移動量は大きい
ため、微調整が可能になる。
【００２９】実施の形態５．本実施の形態は、磁気検出
素子としていわゆる巨大磁気抵抗素子（以下、ＧＭＲ素
子と云う）を用いた場合であ。ＧＭＲ素子は、日本応用
磁気学会誌Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．５１９９１，ｐ８１３
〜８２１「人工格子の磁気抵抗効果」に記載されている
数オングストロームから数十オングストロームの厚さの
磁性層と非磁性層とを交互に積層させた積層体、いわゆ
る人工格子膜であり、（Ｆｅ／Ｃｒ）ｎ、（パーマロイ
／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｕ）ｎ、（Ｃｏ／Ｃｕ）ｎが知られて
おり（ｎは積層数）、これは慣用の磁気抵抗素子（以
下、ＭＲ素子と云う）と比較して格段に大きなＭＲ効果
（ＭＲ変化率）を有するとともに、隣り合った磁性層の
磁化の向きの相対角度にのみ依存するので、外部磁界の
向きが電流に対してどのような角度差をもっていても同
じ抵抗値変化が得られる面内感磁の素子である。
素子としていわゆる巨大磁気抵抗素子（以下、ＧＭＲ素
子と云う）を用いた場合であ。ＧＭＲ素子は、日本応用
磁気学会誌Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．５１９９１，ｐ８１３
〜８２１「人工格子の磁気抵抗効果」に記載されている
数オングストロームから数十オングストロームの厚さの
磁性層と非磁性層とを交互に積層させた積層体、いわゆ
る人工格子膜であり、（Ｆｅ／Ｃｒ）ｎ、（パーマロイ
／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｕ）ｎ、（Ｃｏ／Ｃｕ）ｎが知られて
おり（ｎは積層数）、これは慣用の磁気抵抗素子（以
下、ＭＲ素子と云う）と比較して格段に大きなＭＲ効果
（ＭＲ変化率）を有するとともに、隣り合った磁性層の
磁化の向きの相対角度にのみ依存するので、外部磁界の
向きが電流に対してどのような角度差をもっていても同
じ抵抗値変化が得られる面内感磁の素子である。
【００３０】本実施の形態における構成および処理回路
構成は、実質的に実施の形態１と同様であるので、その
説明を省略する。このように、本実施の形態では、ＧＭ
Ｒ素子を使用することにより、ＳＮ比が向上し、回転体
の凹凸に対応した信号をより正確に得ることができる。
構成は、実質的に実施の形態１と同様であるので、その
説明を省略する。このように、本実施の形態では、ＧＭ
Ｒ素子を使用することにより、ＳＮ比が向上し、回転体
の凹凸に対応した信号をより正確に得ることができる。
【００３１】なお、上述の各実施の形態で用いる磁性回
転体は凹凸を具備した直線変位をする磁性体に置き換え
た直線変位検出装置に用いても同様の回路構成および磁
気回路構成で同様の効果が得られることは云うまでもな
い。
転体は凹凸を具備した直線変位をする磁性体に置き換え
た直線変位検出装置に用いても同様の回路構成および磁
気回路構成で同様の効果が得られることは云うまでもな
い。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、磁界を発生する磁界発生手段と、この磁界発生手段
と所定の間隙をもって配置され、磁界発生手段によって
発生された磁界を変化させる凹凸を具備した磁性移動体
と、複数個の磁気検出エレメントからなり、磁性移動体
の移動による磁界の変化を検出する磁気検出素子と、磁
性移動体の凹凸による磁界変化を調整する手段とを備え
たので、磁性移動体の凹凸に対応した信号精度を向上で
きるという効果がある。
ば、磁界を発生する磁界発生手段と、この磁界発生手段
と所定の間隙をもって配置され、磁界発生手段によって
発生された磁界を変化させる凹凸を具備した磁性移動体
と、複数個の磁気検出エレメントからなり、磁性移動体
の移動による磁界の変化を検出する磁気検出素子と、磁
性移動体の凹凸による磁界変化を調整する手段とを備え
たので、磁性移動体の凹凸に対応した信号精度を向上で
きるという効果がある。
【００３３】請求項２の発明によれば、磁性移動体の凹
部が磁気検出素子と対向状態で、複数個の磁気検出エレ
メントに対して第１の所定角度で磁束が鎖交し、磁性移
動体の凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、複数個の
磁気検出エレメントに対して第２の所定角度で磁束が鎖
交し、第１の所定角度と上記第２の所定角度は、複数個
の磁気検出エレメントが配置された平面の垂直方向に対
して対称な角度を有するよう磁界発生手段を調整して配
置するので、磁気検出素子の温度特性を相殺することが
でき、磁性移動体の凹凸のエッジ検出精度の温度特性を
向上させた、パワーオン機能を備える検出装置を得るこ
とができるという効果がある。
部が磁気検出素子と対向状態で、複数個の磁気検出エレ
メントに対して第１の所定角度で磁束が鎖交し、磁性移
動体の凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、複数個の
磁気検出エレメントに対して第２の所定角度で磁束が鎖
交し、第１の所定角度と上記第２の所定角度は、複数個
の磁気検出エレメントが配置された平面の垂直方向に対
して対称な角度を有するよう磁界発生手段を調整して配
置するので、磁気検出素子の温度特性を相殺することが
でき、磁性移動体の凹凸のエッジ検出精度の温度特性を
向上させた、パワーオン機能を備える検出装置を得るこ
とができるという効果がある。
【００３４】請求項３の発明によれば、磁性移動体の凹
部が磁気検出素子と対向状態で、複数個の磁気検出エレ
メントに対して第１の所定角度で磁束が鎖交し、磁性移
動体の凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、複数個の
磁気検出エレメントに対して第２の所定角度で磁束が鎖
交し、第１の所定角度と上記第２の所定角度は、複数個
の磁気検出エレメントが配置された平面の垂直方向に対
して対称な角度を有するよう磁気検出素子を調整して配
置するので、磁気検出素子の温度特性を相殺することが
でき、磁性移動体の凹凸のエッジ検出精度の温度特性を
向上させた、パワーオン機能を備える検出装置を得るこ
とができるという効果がある。
部が磁気検出素子と対向状態で、複数個の磁気検出エレ
メントに対して第１の所定角度で磁束が鎖交し、磁性移
動体の凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、複数個の
磁気検出エレメントに対して第２の所定角度で磁束が鎖
交し、第１の所定角度と上記第２の所定角度は、複数個
の磁気検出エレメントが配置された平面の垂直方向に対
して対称な角度を有するよう磁気検出素子を調整して配
置するので、磁気検出素子の温度特性を相殺することが
でき、磁性移動体の凹凸のエッジ検出精度の温度特性を
向上させた、パワーオン機能を備える検出装置を得るこ
とができるという効果がある。
【００３５】請求項４の発明によれば、磁性移動体の凹
部が磁気検出素子と対向状態で、複数個の磁気検出エレ
メントに対して第１の所定角度で磁束が鎖交し、磁性移
動体の凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、複数個の
磁気検出エレメントに対して第２の所定角度で磁束が鎖
交し、第１の所定角度と上記第２の所定角度は、複数個
の磁気検出エレメントが配置された平面の垂直方向に対
して対称な角度を有するよう磁性体ガイドを調整して配
置するので、磁気検出素子の温度特性を相殺することが
でき、磁性移動体の凹凸のエッジ検出精度の温度特性を
向上させた、パワーオン機能を備える検出装置を得るこ
とができるという効果がある。
部が磁気検出素子と対向状態で、複数個の磁気検出エレ
メントに対して第１の所定角度で磁束が鎖交し、磁性移
動体の凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、複数個の
磁気検出エレメントに対して第２の所定角度で磁束が鎖
交し、第１の所定角度と上記第２の所定角度は、複数個
の磁気検出エレメントが配置された平面の垂直方向に対
して対称な角度を有するよう磁性体ガイドを調整して配
置するので、磁気検出素子の温度特性を相殺することが
でき、磁性移動体の凹凸のエッジ検出精度の温度特性を
向上させた、パワーオン機能を備える検出装置を得るこ
とができるという効果がある。
【００３６】請求項５の発明によれば、磁性体ガイドの
調整方向を磁界発生手段の着磁方向としたので、平行方
向に近接させると、垂直方向に比べ第１および第２の鎖
交角度が鈍感に変化するため精度上微調整が必要な場合
に有効であるという効果がある。
調整方向を磁界発生手段の着磁方向としたので、平行方
向に近接させると、垂直方向に比べ第１および第２の鎖
交角度が鈍感に変化するため精度上微調整が必要な場合
に有効であるという効果がある。
【００３７】請求項６の発明によれば、磁性体ガイドの
調整方向を磁界発生手段の着磁方向に対して垂直の方向
としたので、垂直方向に近接させると、第１および第２
の鎖交角度が敏感に変化するため、磁界発生手段と磁気
抵抗素子の位置ズレが大きい場合に有効であるという効
果がある。
調整方向を磁界発生手段の着磁方向に対して垂直の方向
としたので、垂直方向に近接させると、第１および第２
の鎖交角度が敏感に変化するため、磁界発生手段と磁気
抵抗素子の位置ズレが大きい場合に有効であるという効
果がある。
【００３８】請求項７の発明によれば、磁性体ガイドの
調整方向を磁界発生手段の着磁方向に対して斜めの方向
としたので、精度上微調整が必要な場合で、しかも、磁
界発生手段と磁気抵抗素子の位置ズレが大きい場合にも
有効であるという効果がある。
調整方向を磁界発生手段の着磁方向に対して斜めの方向
としたので、精度上微調整が必要な場合で、しかも、磁
界発生手段と磁気抵抗素子の位置ズレが大きい場合にも
有効であるという効果がある。
【００３９】請求項８の発明によれば、磁性体ガイドの
代わりに磁性体ボルトを用いたので、磁性体ガイドに比
し単位長当たりの感度が大きくなり、鎖交磁界の微調整
が可能となり精度向上が可能となるという効果がある。
代わりに磁性体ボルトを用いたので、磁性体ガイドに比
し単位長当たりの感度が大きくなり、鎖交磁界の微調整
が可能となり精度向上が可能となるという効果がある。
【００４０】請求項９の発明によれば、磁気検出素子と
してＧＭＲ素子を用いたので、ＳＮ比が向上し、磁性移
動体の凹凸に対応した信号をより正確に得ることができ
るという効果がある。
してＧＭＲ素子を用いたので、ＳＮ比が向上し、磁性移
動体の凹凸に対応した信号をより正確に得ることができ
るという効果がある。
【００４１】請求項１０の発明によれば、磁性移動体の
凹凸と対向配置された磁界発生手段の着磁方向を、対向
方向とし、この対向方向と平行に磁気検出素子を配置し
たので、磁性移動体の凹凸に対応した信号精度を向上す
ることが出来ると共に、配線に用いるリードあるいはイ
ンサート等の曲げ加工が不要となり、生産性の向上が計
れるという効果がある。
凹凸と対向配置された磁界発生手段の着磁方向を、対向
方向とし、この対向方向と平行に磁気検出素子を配置し
たので、磁性移動体の凹凸に対応した信号精度を向上す
ることが出来ると共に、配線に用いるリードあるいはイ
ンサート等の曲げ加工が不要となり、生産性の向上が計
れるという効果がある。
【００４２】請求項１１の発明によれば、磁性移動体
を、回転軸に同期して回転する磁性回転体とするので、
磁性回転体の回転による磁界の変化を確実に検出できる
という効果がある。
を、回転軸に同期して回転する磁性回転体とするので、
磁性回転体の回転による磁界の変化を確実に検出できる
という効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１を示す構成図であ
る。
る。
【図２】 この発明の実施の形態１の磁界ベクトル変化
を示す図である。
を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１の出力信号を示す図
である。
である。
【図４】 この発明の実施の形態１の作用を示す図であ
る。
る。
【図５】 この発明の実施の形態２を示す構成図であ
る。
る。
【図６】 この発明の実施の形態３の磁界ベクトル変化
を示す図である。
を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態３の磁界ベクトル変化
を示す図である。
を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態４を示す構成図であ
る。
る。
【図９】 慣用の磁気検出素子を用いたセンサの処理回
路を示す構成図である。
路を示す構成図である。
【図１０】 従来の磁気検出装置を示す構成図である。
【図１１】 従来の磁気検出装置の出力信号を示す図で
ある。
ある。
【図１２】 従来の磁気検出装置の出力信号を示す図で
ある。
ある。
１５，２５ 磁性回転体、１４，２４ 磁気抵抗素
子、１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ 磁気検出抵
抗、１６，２６ 磁石、１７，２７ 回転軸。
子、１４ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ 磁気検出抵
抗、１６，２６ 磁石、１７，２７ 回転軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名田 拓嗣 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 磁界を発生する磁界発生手段と、 該磁界発生手段と所定の間隙をもって配置され、上記磁
界発生手段によって発生された磁界を変化させる凹凸を
具備した磁性移動体と、 複数個の磁気検出エレメントからなり、上記磁性移動体
の移動による磁界の変化を検出する磁気検出素子と、 上記磁性移動体の凹凸による磁界変化を調整する手段と
を備えたことを特徴とする磁気検出装置。 - 【請求項２】 上記磁性移動体の凹部が上記磁気検出素
子と対向状態で、上記複数個の磁気検出エレメントに対
して第１の所定角度で磁束が鎖交し、上記磁性移動体の
凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、上記複数個の磁
気検出エレメントに対して第２の所定角度で磁束が鎖交
し、上記第１の所定角度と上記第２の所定角度は、上記
複数個の磁気検出エレメントが配置された平面の垂直方
向に対して対称な角度を有するよう上記磁界発生手段を
調整して配置することを特徴とする請求項１記載の磁気
検出装置。 - 【請求項３】 上記磁性移動体の凹部が上記磁気検出素
子と対向状態で、上記複数個の磁気検出エレメントに対
して第１の所定角度で磁束が鎖交し、上記磁性移動体の
凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、上記複数個の磁
気検出エレメントに対して第２の所定角度で磁束が鎖交
し、上記第１の所定角度と上記第２の所定角度は、上記
複数個の磁気検出エレメントが配置された平面の垂直方
向に対して対称な角度を有するよう上記磁気検出素子を
調整して配置することを特徴とする請求項１記載の磁気
検出装置。 - 【請求項４】 上記磁性移動体の凹部が上記磁気検出素
子と対向状態で、上記複数個の磁気検出エレメントに対
して第１の所定角度で磁束が鎖交し、上記磁性移動体の
凸部が上記磁気検出素子と対向状態で、上記複数個の磁
気検出エレメントに対して第２の所定角度で磁束が鎖交
し、上記第１の所定角度と上記第２の所定角度は、上記
複数個の磁気検出エレメントが配置された平面の垂直方
向に対して対称な角度を有するよう磁性体ガイドを調整
して配置することを特徴とする請求項１記載の磁気検出
装置。 - 【請求項５】 上記磁性体ガイドの調整方向を上記磁界
発生手段の着磁方向としたことを特徴とする請求項４記
載の磁気検出装置。 - 【請求項６】 上記磁性体ガイドの調整方向を上記磁界
発生手段の着磁方向に対して垂直の方向としたことを特
徴とする請求項４記載の磁気検出装置。 - 【請求項７】 上記磁性体ガイドの調整方向を上記磁界
発生手段の着磁方向に対して斜めの方向としたことを特
徴とする請求項４記載の磁気検出装置。 - 【請求項８】 上記磁性体ガイドの代わりに磁性体ボル
トを用いたことを特徴とする請求項４記載の磁気検出装
置。 - 【請求項９】 上記磁気検出素子としてＧＭＲ素子を用
いたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
磁気検出装置。 - 【請求項１０】 上記磁性移動体の凹凸と対向配置され
た上記磁界発生手段の着磁方向を、上記対向方向とし、
該対向方向と平行に上記磁気検出素子を配置したことを
特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の磁気検出装
置。 - 【請求項１１】 上記磁性移動体は、回転軸に同期して
回転する磁性回転体であることを特徴とする請求項１〜
１０のいずれかに記載の磁気検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10110916A JPH11304414A (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | 磁気検出装置 |
| US09/162,887 US6194893B1 (en) | 1998-04-21 | 1998-09-30 | Magnetic detector for detecting movement of a magnetic member |
| DE19850677A DE19850677C2 (de) | 1998-04-21 | 1998-11-03 | Magnetfelddetektor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10110916A JPH11304414A (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | 磁気検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11304414A true JPH11304414A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14547893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10110916A Pending JPH11304414A (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | 磁気検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6194893B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11304414A (ja) |
| DE (1) | DE19850677C2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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