KR100567728B1

KR100567728B1 - 자기식 검출기

Info

Publication number: KR100567728B1
Application number: KR1020007008170A
Authority: KR
Inventors: 오카와다쿠야; 센다리로
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1999-01-04
Publication date: 2006-04-04
Also published as: KR20010034405A; DE69903921T2; EP1052474B1; EP1052474A4; CN1295664A; JPH11211409A; US6356074B1; WO1999039157A1; DE69903921D1; CN1174215C; JP3941082B2; EP1052474A1

Abstract

이동 자계용 자석(3)의 자계 변화를 검출하는 자기저항소자를 사용한 자기식 검출기에 있어서, 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)을 장착하기 위한 위치 결정 지그를 사용하지 않고 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)을 장착할 수 있고, 또한 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)의 오장착을 방지하며, 프린트 기판(4)의 부품 설치 밀도를 향상시켜, 자기검출기의 품질의 향상과 소형화를 꾀하는 것을 목적으로 한다.

따라서, 자기저항소자의 검출부(1l 내지 14)의 형상 치수와 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)의 형상 치수를 동일하게 하고, 자기저항소자를 장착하는 프린트 기판(4)에는, 자기저항소자의 검출부(1l 내지 14)와 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)을 동시에 위치 결정하기 위한 위치결정부(41)를 설치한다.

Description

자기식 검출기{Magnetoresistive detector}

본 발명은, 자기저항소자를 사용한 자기식 검출기에 있어서, 자기저항소자와 바이어스자계용 자석의 장착 구조에 관한 것이다.

종래의 자기식 검출기는, 도 6의 검출기구부와 도 8의 검출회로를 조합하여 구성되어 있다.

도 6은, 1 회전당 1 펄스의 구형파 신호이며, 또한, 회전 방향을 검출하기 위해 90도 위상차의 2신호를 얻을 수 있는 자기식 검출기의 검출기구부의 사시도이다. 프린트 기판(4)의 표면에 바이어스 자계용 자석(2)을 고정하고, 프린트 기판(4)의 이면에 자기저항소자(11 내지 14)(점선으로 표시)를 고정하고 있다. 이동자계용 자석(3)은, 자기저항소자(11 내지 14)에 대향하여 회전하는 검출기구로 되어 있다.

도 7은 각 부품의 장착위치의 관계를 나타낸 단면도이다.

15는, 자기저항소자(11 내지 14)의 리드부이다.

도 7에 있어서, 이동자계용 자석(3)과 자기저항소자(11 내지 14)는, 소정의 갭을 가지고 대향되어 있고, 4개의 자기저항소자의 리드부(15)는, 프린트 기판(4)을 사용한 장착 부품에 납땜으로 고정되어 있다. 프린트 기판(4)을 끼운 반대면에는, 환상의 바이어스 자계용 자석(2)이 고정되어 있다. 환상의 바이어스 자계용 자석(2)은, 자기저항소자(11 내지 14)에 필요한 바이어스 자계를 부여함으로써, 도 8의 검출회로에서 1 회전에 1 펄스의 구형파 신호(72, 73)를 얻을 수 있는 구성으로 되어 있다. 1 펄스의 구형파 신호(72, 73)는, 구형파 신호가 서로 전기적으로 90도의 위상차가 있고, 이 위상차를 검출함으로써 회전 방향을 검출할 수 있다.

도 8은, 검출회로(7)의 회로 구성을 나타낸 그림이다.

이동자계용 자석(3)이 회전함으로써 발생하는 자계의 변화를, 대향된 4개의 자기저항소자(11 내지 14)에서 검출하고, 검출회로(7)에서 구형파 신호(72, 73)를 얻는 구성이다. R은 저항, VR은 가변 저항을 나타내고 있다. 71은 자기저항소자(11 내지 14)의 신호를 구형파로 파형 정형하기 위한 연산증폭기이다.

도 8은 회전 방향도 검출할 수 있는 구성으로 되어 있으므로, 검출 회로(7)를 2그룹 사용하고 있다.

자기저항소자의 양단에 전압을 인가하고, 이동자계용 자석(3)의 회전에 의해 변화한 자계의 변화와 바이어스 자계용 자석(2)의 자기변화의 벡터합을 자기저항소자로 검출하고, 자기저항소자의 중점단자(B)에 발생하는 검출신호전압을 연산증폭기(71)로 파형 정형하여 구형파 신호(72, 73)를 얻고 있다.

또한, 외부 잡음, 전압 변동, 온도 변화에 대한 영향을 배제할 목적으로, 180도 위상차의 전기 신호를 얻을 수 있는 자기저항소자(11)와 자기저항소자(13), 자기저항소자(12)와 자기저항소자(14)를 조합하여, 각 자기저항소자가 검출한 차신호를 파형 정형하는 회로 구성으로 되어 있다.

도 9는, 자기저항소자의 내부 구성의 상세를 나타낸 도면이다.

자기저항소자(11 내지 14)는, 수지로 정형된 자기저항소자의 검출부(1lA, 12A, 13A, 14A)와 자기저항소자의 리드부(15)로 구성되어 있다. 자기저항소자 본체는, 2그룹의 빗살형상의 자기 저항 패턴으로 구성된 칩(10)을 사용하고, C1은 칩(10)의 중심을 나타내고 있다. A, B, C는 자기저항소자의 리드부(15)의 단자번호명이고, 단자 B로부터 검출신호가 출력된다.

도 10은, 자기저항소자(11 내지 14)와 환상의 바이어스 자계용 자석(2)의 위치 관계를 나타낸 도면이다.

자기저항소자의 검출부(1lA 내지 14A)의 칩(10)의 중심(C1)과 환상의 바이어스 자계용 자석(2)의 N극과 S극의 경계부가 일치하도록 위치 결정되어 있다. 환상의 바이어스 자계용 자석(2)은, 프린트 기판(4)을 끼운 반대면에 자기저항소자(11 내지 14)와 동일한 원주상에 고정되어 있다.

도 11은, 종래예에 사용하고 있는 이동자계용 자석(3)의 N극과 S극의 자극 구성을 나타내는 평면도이다. 자기저항소자는, N극과 S극의 자기경계부에서 자기의 변화를 검출하는 성질이 있으므로, 바이어스자계용 자석을 사용하지 않으면 1 회전에 2 펄스의 구형파 신호를 검출하게 된다.

따라서, 1 회전에 1 펄스를 얻기 위해서는, 도 11에 도시한 회전측의 이동자계용 자석(3)의 자극 구성과 도 10에 도시한 고정측의 바이어스자계용 자석(2)의 자극 구성을 채용하고, 이 조합에 의한 자기변화의 벡터합을 자기저항소자로 검출함으로써, 1 회전에 1 펄스의 구형파 신호(72, 73)를 얻을 수 있는 구성으로 되어 있 다.

그런데, 종래의 기술에서는, 환상의 바이어스 자계용 자석(2)을 프린트 기판(4)을 끼운 반대면에 동일 원주상에서, 또한 자기저항소자의 칩(l0)의 중심(C1)과 위치 결정하여 고정하기 위해서는, 환상의 바이어스 자계용 자석(2)이 원주방향에 위치 결정 기능이 없고, 더구나, 환상의 바이어스 자계용 자석(2)의 자극 위치가 육안으로는 보이지 않기 때문에, 위치 결정 지그(미도시)를 이용하여 장착할 필요가 있었다.

또한, 환상의 바이어스 자계용 자석(2) 때문에, 자기저항소자(11 내지 14)가 배치되어 있지 않은 프린트 기판(4)의 반대면의 동일 원주상에 다른 부품을 실장할 수 없고, 부품설치밀도가 저하되고, 프린트 기판의 외형 치수가 커져 자기식 검출기를 소형화할 수 없는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은, 위치 결정 지그를 사용하지 않고 바이어스 자계용 자석(2)을 장착할 수 있고, 또한 바이어스 자계용 자석(2)의 장착 미스를 방지하며, 프린트 기판의 부품 설치 밀도를 향상시킴으로써, 검출기의 품질의 향상과 소형화를 목적으로 한 자기식 검출기를 얻는 것이다.

상기 문제를 해결하기 위해 본 발명은, 프린트기판과, 자기저항소자와, 바이어스자계용 자석과, 상기 자기저항소자로 검출한 신호를 파형 정형하기 위한 검출회로로 구성된 자기식 검출기에 있어서,
상기 바이어스 자계용 자석이 상기 자기저항소자와 동일 치수로서, 상기 자기저항소자에 중첩하여 고정됨과 동시에, 상기 프린트 기판에는 상기 자기저항소자를 위치결정하여 고정하기 위한 상기 자기저항소자와 거의 같은 치수의 구멍이 배치되어 있다.
또한, 상기 바이어스 자계용 자석은 2종류로서, 상기 2종의 바이패스 자계용 자석의 외형은 서로 다르며, 상기 프린트 기판의 상기 구멍의 외형은 상기 2종의 바이패스 자계용 자석의 외형에 대응된 2종이 있고, 상기 바이어스 자계용 자석의 표면에 자극의 경계를 인식하기 위한 표시선이 새겨져 있다.

삭제

도 1은 본 발명의 자기식 검출기의 검출기구부의 사시도이고,

도 2는 본 발명의 검출부의 각 부품의 위치관계를 나타낸 단면도이고,

도 3은 본 발명의 프린트 기판에 배치한 위치결정부의 형상의 상세를 도시한 도면이고,

도 4는 본 발명의 자기저항소자와 바이어스 자계용 자석의 장착 상태를 도시한 도면이고,

도 5는 다른 실시예의 자기저항소자와 바이어스 자계용 자석의 장착 상태를 도시한 도면이다.

도 6은 종래의 자기식 검출기의 검출기구부의 사시도이고,

도 7은 종래의 검출부의 각 부품의 위치관계를 나타낸 단면도이고,

도 8은 종래의 검출회로를 도시한 도면이고,

도 9는 종래의 자기저항소자의 내부 구성의 상세를 나타낸 도면이고,

도 10은 종래의 자기저항소자와 환상의 바이어스 자계용 자석의 장착 상태를 도시한 도면이고,

도 11은 이동 자계용 자석의 형상과 착자 상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 본 실시예의 자기검출기는, 도 1의 검출기구부와 도 8의 종래예와 동일한 검출회로로 구성되어 있다.

도 1은, 본 발명의 자기저항소자와 바이어스 자계용 자석의 장착 구성의 실시예를 나타내는 검출기구부의 사시도이다.

자기저항소자(11 내지 14)를 장착하기 위한 장착 부품으로는, 프린트 기판(4)을 사용하고 있다.

종래의 바이어스 자계용 자석(2)을 분할하고, 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)을 각각 자기저항소자의 검출부(1lA 내지 14A) 상에 고정한 상태를 나타내고 있다.

도 2는 실시예의 각 부품의 위치 관계를 나타낸 단면도이다.

프린트 기판(4)에 자기저항소자의 검출부(1lA 내지 14A)와, 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)을 동시에 장착하기 위한 위치결정부(41)(프린트 기판(4)에 천공된 구멍부)를 4군데 배치하고, 자기저항소자의 검출부(1lA 내지 14A)와 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)을 장착한 상태를 나타낸 도면이다.

환상의 이동 자계용 자석(3)과 자기저항소자(11 내지 14)는 대향되어 있고, 4개의 자기저항소자의 검출부(1lA 내지 14A)를 프린트 기판(4)의 위치 결정부(41)에 삽입하고, 자기저항소자의 각 리드부(15)는, 프린트 기판(4)에 납땜으로 고정하고 있다.

자기저항소자(11 내지 14)와 이동 자계용 자석(3)의 관계 및 구성은, 종래예 와 동일하다. 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)의 형상 치수는, 자기저항소자의 검출부(1lA 내지 14A)의 형상 치수와 동일하다.

프린트 기판(4)의 위치결정부(41)에 자기저항소자의 검출부(1lA 내지 14A)를 삽입하고, 자기저항소자의 각 리드부(15)를 납땜에 의해 고정한 후, 자기저항소자의 검출부(1lA 내지 14A)의 이면에 접착제를 도포하고, 위치결정부(41)를 이용하여 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)을 접착 고정하면 바이어스 자계용 자석의 장착은 완료된다.

바이어스 자계용 자석(21 내지 24)의 N극과 S극의 자극경계선과 자기저항소자(11 내지 14)의 중점부(C1)가 일치하도록 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)이 미리 착자되어 있으므로, 기계적인 위치 결정만으로 자기저항소자(11 내지 14)에 적절한 바이어스 자계를 줄 수 있다.

위치결정부(41)의 치수는, 자기저항소자의 검출부(1lA 내지 14A)의 형상 치수 및 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)의 형상 치수와 거의 동일하고, 자기저항소자의 검출부(1lA 내지 14A)와 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)을 매끄럽게 삽입할 수 있는 치수를 채용하고 있다.

바이어스 자계용 자석(21 내지 24)을 자기저항소자의 검출부(1lA 내지 14A)와 동일 치수로 한 결과, 환상의 바이어스 자계용 자석(2)이 없어지고, 프린트 기판(4)에 실장 부품을 효율적으로 장착할 수 있다.

도 3은 실시예에 사용한 프린트 기판(4)의 위치결정부(41)의 형상의 상세를 나타낸 도면이다. 자기저항소자의 검출부(1lA 내지 14A)와 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)의 위치결정부품으로서 프린트 기판(4)에 설치한 위치결정부(41)를 사용하고 있다.

도 4는 본 실시예의 자기저항소자(11 내지 14)와 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)의 장착 관계를 나타내는 도면이다. 바이어스 자계용 자석(21,22, 23, 24)의 N 극과 S 극의 자극경계선이, 프린트 기판(4)의 이면에 있는 자기저항소자(11 내지 14)(리드부만 점선으로 표시)의 중점부(C1)에 일치하도록 배치되어 있다.

다른 실시예를 도 5에 도시하였다. 본 실시예의 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)을 자기저항소자(11 내지 14)상에 부착시키는 경우, 바이어스 자계용 자석(21 내지 24)의 일부에 볼록부(115)를 설치하고, 외형의 형상을 변화시킨 예이다.

도 4에 도시한 바와 같이 바이어스 자계용 자석의 착자상태는, 바이어스 자계용 자석(21, 23)과 바이어스 자계용 자석(22, 24)의 두 종류가 필요하다.

바이어스 자계용 자석(21 내지 24)의 외형 형상이 직사각형이고 자기저항소자(11 내지 14)상에 장착되는 경우, 착자 상태를 육안으로 판별할 수 없으므로 오장착의 가능성이 있다.

따라서, 도 5의 바이어스 자계용 자석(111 내지 114)과 같이 외형 형상을 변화시킴으로써 오장착을 방지하고, 또한 자석의 일면에 자극의 N 극과 S 극의 경계에 인식선(116)에 의한 표시를 함으로써 판별이 명확해지고, 확실하게 바이어스 자계용 자석(111 내지 114)을 장착할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 자기저항소자를 장착하기 위한 장 착부품에는, 자기저항소자와 바이어스 자계용 자석을 동시에 위치 결정하기 위한 위치결정부를 배치함으로써, 종래의 위치 결정 지그에 의한 장착이 불필요해지고, 장착 시간이 감소된다.

또한, 지금까지 환상의 바이어스 자계용 자석에 의해 장착이 불가능하였던 프린트 기판부에 다른 부품을 장착할 수 있고, 프린트 기판의 부품실장율이 향상되며, 그 결과 프린트 기판의 외형 치수가 작아지고, 검출기가 소형화되는 효과가 발생한다.

바이어스 자계용 자석의 형상 치수를 자기저항소자의 형상치수와 동일한 치수로 함으로써, 바이어스 자계용 자석도 소형화되고, 바이어스 자계용 자석의 원가도 절감된다.

또한, 바이어스 자계용 자석의 일부에 볼록부 등의 오장착 방지부를 설치함과 동시에, 바이어스 자계용 자석의 일면에 자극의 N 극과 S 극의 자극경계를 나타내는 표시를 하여 바이어스 자계용 자석을 고정함으로써, 바이어스 자계용 자석의 오장착이 없어지고, 품질이 향상되는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명의 실시예로서, 회전형 자기검출기에 대하여 설명하였지만, 자기저항소자와 바이어스 자계용 자석을 동시에 위치 결정하는 구조는, 회전형 자기검출기에 한정되는 것이 아니라, 직선형 자기검출기에도 적용할 수 있음은 설명할 필요도 없다.

본 발명은, 자기저항소자를 사용한 자기식 검출기, 특히 자기식 검출기의 자 기저항소자와 바이어스 자계용 자석을 간단하고도 고정밀도로 장착할 수 있는 구조로서 유용하다.

Claims

검출부(11A, 12A, 13A, 14A) 및 리드부(15)로 구성된 자기저항소자(11, 12, 13, 14)와,

바이어스 자계용 자석(21, 22, 23, 24)과,

이동자계용 자석(3)과,

상기 자기저항소자를 장착하기 위한 프린트 기판(4)과,

상기 자기저항소자로 검출한 신호를 파형 성형하기 위한 검출회로로 구성된 자기식 검출기에 있어서,

상기 프린트 기판(4)에는 상기 자기저항소자의 검출부(11A, 12A, 13A, 14A)와, 상기 바이어스 자계용 자석(21, 22, 23, 24)을 동시에 장착하기 위한 구멍부를 형성한 위치결정부(41)가 4군데 배치되어 있고,

상기 바이어스 자계용 자석(21, 22, 23, 24)이 각각 상기 자기저항소자의 검출부(11A, 12A, 13A, 14A) 위에 고정되며,

상기 이동자계용 자석(3)과 상기 자기저항소자(11, 12, 13, 14)는 소정의 갭을 두고 대향하여 배치되고,

상기 바이어스 자계용 자석(21, 22, 23, 24)에 오장착 방지부를 구성하는 볼록부(115)가 마련됨과 동시에, 자극의 경계를 인식하기 위한 표식이 되어 있는 것을 특징으로 하는 자기식 검출기.
제 1 항에 있어서,

상기 바이어스 자계용 자석(21, 22, 23, 24)의 형상 치수는 상기 자기저항소자의 검출부(11A, 12A, 13A, 14A)의 형상 치수와 동일함을 특징으로 하는 자기식 검출기.
제 1 항에 있어서,

상기 이동 자계용 자석(3)은 상기 자기저항소자(11, 12, 13, 14)에 대향하여 회전하는 검출기구를 구성하는 것을 특징으로 하는 자기식 검출기.
제 1항에 있어서,

상기 이동 자계용 자석(3)은 상기 자기저항소자(11, 12, 13, 14)에 대향하여 직선형으로 이동하는 검출기구를 구성하는 것을 특징으로 하는 자기식 검출기.