CN104969084A - 磁性传感器装置 - Google Patents

Abstract

磁场生成部配置于为片状且包含磁性分量的被检测物(4)的一个面侧。磁场生成部包括构成第一磁极的第一磁极部和构成与第一磁极相反的第二磁极的第二磁极部。磁体生成部生成与被检测物(4)相交叉的交叉磁场。MR元件(3)配置在第一磁极部和被检测物(4)之间。MR元件(3)根据交叉磁场的传送方向上的分量变化，电阻值发生变化。MR元件(3)的传送方向上的位置是从第一磁极部的传送方向上的中心位置沿传送方向偏移的位置，是第一磁极部的传送方向上的两端之间的位置。

Description

磁性传感器装置

技术领域

本发明涉及对片状的被检测物所包含的磁性分量进行检测的磁性传感器装置。

背景技术

日本专利特开2012-255770号公报(参照专利文献1)公开了包括磁体和磁阻效应元件的磁性传感器装置。该磁体生成与被检测物相交叉的交叉磁场。该磁阻效应元件设置在该磁体和被检测物之间，具有输出端子，将因在交叉磁场内传送的被检测物的磁性分量而产生的交叉磁场的传送方向分量的变化作为电阻值的变化来进行输出。专利文献1中，作为用于生成交叉磁场的结构，记载有如下结构：使磁体夹着被检测部相对地配置的结构和在被检测物的一个面配置磁体而在另一个面相对地配置磁性体的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2012－255770号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1所记载的发明中，具有磁性体的被检测物的两个面需要用于生成交叉磁场的结构，从而具有使磁性传感器装置大型化的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于获得一种小型的磁性传感器装置。

解决技术问题所采用的技术手段

本发明所涉及的磁性传感器装置包括磁场生成部和磁阻效应元件。磁场生成部配置于为片状且包含磁性分量的被检测物的一个面侧。磁场生成部包括构成第一磁极的第一磁极部和构成与第一磁极相反的第二磁极的第二磁极部。磁场生成部利用第一磁极部和第二磁极部生成与被检测物相交叉的交叉磁场。磁阻效应元件配置在第一磁极部和被检测物之间。磁阻效应元件根据因在交叉磁场内沿着与所述一个面平行的传送方向传送被检测物而产生的交叉磁场的传送方向上的分量变化，电阻值发生变化。磁阻效应元件的传送方向上的位置是从第一磁极部的传送方向上的中心位置沿传送方向偏移的位置，是第一磁极部的传送方向上的两端之间的位置。

发明效果

本发明中，磁场生成部配置于包含磁性分量的被检测物的一个面侧。因而，根据本发明，磁场生成部变小，可获得小型的磁性传感器装置。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的磁性传感器装置的结构图。

图2是图1的磁性传感器装置的磁力线分布图。

图3A是表示图1的磁性传感器装置的检测原理的磁力线矢量图(被检测物通过前)。

图3B是表示图1的磁性传感器装置的检测原理的磁力线矢量图(被检测物接近中)。

图3C是表示图1的磁性传感器装置的检测原理的磁力线矢量图(被检测物通过后)。

图4是本发明的实施方式2所涉及的磁性传感器装置的结构图。

图5是图4的磁性传感器装置的磁力线分布图。

图6是本发明的实施方式3所涉及的磁性传感器装置的结构图。

图7是图6的磁性传感器装置的磁轭附近的磁力线分布图。

图8是表示将磁轭和永磁体之间的接触部作为基准(z＝0)、将与磁轭及永磁体远离的方向设为正时的磁通密度的z轴方向的强度变化的图。

图9是本发明的实施方式4所涉及的磁性传感器装置所具备的永磁体部的结构图。

图10是图9的磁性传感器装置的磁力线分布图。

图11表示在将MR元件固定于磁性体金属，同时使MR元件和磁性体金属移动的情况下和在不利用磁性体金属，而仅使MR元件在永磁体所形成的磁场中移动的情况下的传送方向磁通密度的变化的图。

图12是使磁性体金属与永磁体的一个磁极接触配置时的磁性传感器装置的磁力线分布图。

图13是本发明的实施方式5所涉及的磁性传感器装置的结构图。

图14是图13的磁性传感器装置的磁力线分布图。

图15是本发明的实施方式7所涉及的磁性传感器装置的结构图。

图16A是本发明的实施方式8所涉及的磁性传感器装置的结构图(主视图)。

图16B是本发明的实施方式8所涉及的磁性传感器装置的结构图(侧视图)。

图17是详细表示图16A的磁性传感器装置的MR元件的配置的图。

图18是图16A的磁体端部的磁场分布图。

图19是详细表示本发明的实施方式9所涉及的磁性传感器装置的MR元件的配置的图。

图20A是本发明的实施方式10所涉及的磁性传感器装置的结构图(主视图)。

图20B是本发明的实施方式10所涉及的磁性传感器装置的结构图(侧视图)。

图21是本发明的实施方式11所涉及的磁性传感器装置的结构图。

图22是磁性体金属和非磁性体金属的第一接合结构图。

图23A是磁性体金属和非磁性体金属的第二接合结构图(第一立体图)。

图23B是磁性体金属和非磁性体金属的第二接合结构图(第二立体图)。

图24A是磁性体金属和非磁性体金属的第二接合结构图(第一剖视图)。

图24B是磁性体金属和非磁性体金属的第二接合结构图(第二剖视图)。

图25是磁性体金属和非磁性体金属的第三接合结构图。

图26是本发明的实施方式12所涉及的磁性传感器装置的结构图。

具体实施方式

实施方式1

使用附图对本发明的实施方式1进行说明。图1是本发明的实施方式1所涉及的磁性传感器装置的结构图。图1中，永磁体1a、1b是具有沿着被检测物4的传送方向(x轴方向)排列配置的N极S极的永磁体。磁轭2a、2b、2c是铁等磁轭。MR元件3是将磁场的变化作为电阻值的变化来进行输出的磁阻效应元件。被检测物4是印刷有磁性油墨等磁性体的纸币等片状的被检测物。被检测物4例如是形成(印刷)有微小磁性图案的纸片状的印刷介质。磁性传感器装置例如是检测出纸币(具体而言，印刷于纸币的微小磁性图案)的装置。中心轴5是磁性传感器装置的x轴方向的中心轴。也就是说，中心轴5是通过磁性传感器装置的x轴方向的中心(重心)朝垂直方向延伸的轴。另外，x轴是箭头所示的方式，即被检测物4的传送方向。y轴是与x轴和z轴正交的方向，即深度方向。z轴是与x轴和y轴正交的方向，即垂直方向。

永磁体1a、1b设置为以相同的磁极(图1中为N极)与磁轭2b的x轴方向的两侧相接。磁轭2a、2b设置于永磁体1a、1b的x轴方向的外侧(图1中的S极侧)。MR元件3在z轴方向上配置于磁轭2b的附近。也就是说，MR元件3配置为在z轴方向上与磁轭2b稍有间隔。MR元件3配置为从中心轴5向x轴方向(图1中，从中心轴5朝向传送方向输出侧)位移(偏移)。被检测物4在以磁轭2b为基准，在z轴方向上较MR元件3更远离的位置处，沿着x轴方向进行传送。此外，磁轭2a、2b、2c设置为z轴方向的配置有MR元件3的一侧比永磁体1a、1b要突出。即、磁轭2a、2b、2c的MR元件3侧的端部比永磁体1a、1b的MR元件3侧的端部更向MR元件3侧突出。

图2是图1的磁性传感器装置的磁力线分布图。永磁体1a、1b如图1所示那样向x轴方向磁化。从两永磁体1a、1b发出的磁力线9从永磁体1a、1b和磁轭2b的接触面进入磁轭2b，并从磁轭2b的z轴方向(磁轭2b上表面)释放至空气中。磁轭2b设置为在z轴方向的配置有MR元件3的一侧从永磁体1a、1b突出，因此磁力线9会集中于磁轭2b。此外，磁轭2b具有在xz平面中的z轴方向上较长的结构，因此磁力线9进一步集中于磁轭2b的上表面，磁轭2b上表面附近的磁通密度变大。从磁轭2b释放至空气中的磁力线9射入至磁极与磁轭2b的磁极相反的磁轭2a、2c，形成回到永磁体1a、1b的闭环。

箭头6是表示MR元件3的位置(典型的是MR元件3的中心位置)处的磁通矢量(磁通矢量的方向及大小)的箭头。箭头7是表示由箭头6所表示的磁通矢量的垂直方向(z轴方向)分量(磁通矢量的垂直方向分量的方向及大小)的箭头。箭头8是表示磁通矢量的传送方向(x轴方向)分量(磁通矢量的传送方向分量的方向及大小)的箭头。

释放至空气中的磁力线9以向左右扩展的方式进行分布。此外，如图1所示，MR元件3的位置(典型的是MR元件3的中心位置)是从中心轴5稍稍(0.3mm左右)向x轴方向偏移，并与磁轭2b的表面向z轴方向稍稍(0.5mm左右)偏离的位置。因此，图1的MR元件3的位置处，除了较大磁通密度的垂直方向分量以外，还存在较小(稍许)磁通密度的传送方向分量。本发明所假定的MR元件3是具有检测磁通密度的传送方向分量的性质的元件。MR元件3为了最大限度地利用其灵敏度，在传送方向上需要2mT(毫特斯拉)左右的偏置磁场。

接下来对动作进行说明。图2中，在设置有MR元件3的位置处，在存在较大的磁通密度的垂直方向分量的同时，也存在较小的传送方向分量。这是由于，MR元件3设置在与中心轴5稍稍偏离的位置。通过如上所述那样配置MR元件3，能将用于使MR元件3适当进行动作所需的2mT(毫特斯拉)左右的传送方向的偏置磁场提供给MR元件3。

若被检测物4通过上述状态的磁性传感器装置的附近，则磁场分布会发生变化。此时，施加于MR元件3的磁通矢量的方向会稍稍变化。即使该变化较微小，但传送方向分量作为比例发生较大的变化。能利用MR元件3来充分检测该传送方向分量的变化。

利用图2、图3A、图3B、图3C来说明详细的动作。图3A、图3B、图3C是表示本发明的实施方式1的磁性传感器装置的检测原理的磁力线矢量图。图2中，在配置有MR元件3的附近，磁力线9的与传送路径相交叉的交叉磁场即朝向磁轭2b的垂直方向的分量成为主要分量。然而，MR元件3从中心轴5稍稍向x轴方向偏离。因此，如图3A所示，磁力线9从垂直方向(z轴方向)稍许向传送方向(x轴方向)倾斜。于是，该磁场的传送方向(x轴方向)分量作为MR元件3的偏置磁场起作用。

若被检测物4接近，则如图3B所示，磁力线9以被被检测物4吸引的方式向被检测物4倾斜，因此传送方向(x轴方向)的磁通矢量分量(箭头8所示的Bx)变小。若被检测物4远离，则如图3C所示，磁力线9以被被检测物4拉伸的方式向被检测物4倾斜，因此传送方向(x轴方向)的磁通矢量分量(Bx)变大。由此，对x轴方向分量进行磁场感应的MR元件3的电阻值发生变化，因此MR元件3能检测到被检测物4。即，由于被检测物4的通过，传送方向(x轴方向)的磁通矢量分量(Bx)发生变化，因此对x轴方向分量进行磁场感应的MR元件3的电阻值发生变化，MR元件3能检测到被检测物4。图3B、图3C中与磁力线9相交叉的虚线箭头示出了图3A中的磁力线9的位置。

即，由箭头6示出的磁通矢量的变化是由于被检测物4的通过而产生的。因而，通过采用上述结构，能检测到被检测物4的通过。其结果是，能提供一种能读取出由被检测物4所引起的微小的磁场变化的磁性传感器装置。

在制造出在与图1中的纸面垂直的方向(y轴方向、深度方向)上具有某一程度大小(长度)的磁性传感器装置的情况下，需要棱柱形的长永磁体。在上述情况下，由于永磁体的制造方面的理由，有时无法采用1根磁体。在该情况下，将几根永磁体在y轴方向上相连来使用。此时，能将图1所示的磁轭2a、2b、2c作为引导件将永磁体连结在一起，因此具有如下优点：永磁体的组装变得容易，同时能将永磁体接缝处的磁场分布的紊乱抑制在最小限度。

另外，本发明的实施方式1中，对MR元件3从中心轴5向传送方向输出侧位移(偏移)的情况进行了说明，但在MR元件3从中心轴5向传送方向输入侧位移(偏移)的情况下，也能获得同样的作用效果。该情况下，因被检测物4的通过而产生的传送方向(x轴方向)的磁通矢量分量(Bx)的变化与图3A、图3B、图3C相反。也就是说，传送方向(x轴方向)的磁通矢量分量(Bx)以随着被检测物4的接近而变大，因被检测物4的通过而变小的方式变化。

本实施方式中，磁轭2a、永磁体1a、磁轭2b、永磁体1b、磁轭2c沿着传送方向依次重叠，从而构成磁场生成部。该磁场生成部配置在被检测物4的一面侧，因此能实现小型化。另外，磁轭2b(磁轭2b的z轴方向的被检测物4侧的端部)构成第一磁极部，磁轭2a(磁轭2a的z轴方向的被检测物4侧的端部)和磁轭2c(磁轭2c的z轴方向的被检测物4侧的端部)构成第二磁极部。

实施方式2

使用附图对本发明的实施方式2进行说明。图4是本发明的实施方式2所涉及的磁性传感器装置的结构图。如图4所示，磁性传感器装置包括永磁体1和磁轭10。磁轭10是具有侧壁部和底部的箱型形状。因而，磁轭10的xz平面的剖视图呈コ字形(大致U字形)。图4中，对与图1相同或者同等的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。

永磁体1设置为在与被检测物4的传送方向正交的方向(垂直方向、z轴方向)上排列有N极S极的磁极，且磁轭10的z轴方向的底部与一个磁极(图4中为S极)相接。MR元件3在z轴方向上配置于永磁体1的附近。也就是说，MR元件3配置为在z轴方向上与永磁体1稍稍间隔。此外，MR元件3配置为从中心轴5向x轴方向位移(偏移)。被检测物4在以永磁体1为基准、较MR元件3进一步远离z轴方向的位置处，在x轴方向上沿箭头表示的方向进行传送。永磁体1的x轴方向的侧面与磁轭10的侧壁部相间隔。

该情况下，永磁体1在图4的纵方向(z轴方向)上进行磁化。图5是图4所示的磁性传感器装置的磁力线分布图。永磁体1如图4所示那样在z轴方向上进行磁化。从永磁体1发出的磁力线9从永磁体1的z轴方向的一端(永磁体1的上表面、永磁体1的一个磁极)释放至空气中。永磁体1中，磁通密度集中于磁极端部。因而，磁力线9集中于永磁体1的上表面，永磁体1的上表面附近(永磁体1的传送路径侧端部附近)的磁通密度变大。从永磁体1释放至空气中的磁力线9射入磁轭10的侧壁部，通过磁轭10内部回到永磁体1的另一个磁极，从而形成闭环。通过使用上述形状的磁轭10，磁力线9通过空气中的部分变小，因此能获得较大的磁通密度。

通过构成上述的磁性传感器装置，在永磁体1的上表面附近形成与本发明的实施方式1相同的磁场分布。由此，可获得与本发明的实施方式1同样的动作，能检测到被检测物4的通过。

在制造在与图4中的纸面垂直的方向(y轴方向)上具有某一程度大小(长度)的磁性传感器装置的情况下，需要棱柱形的长永磁体。在上述情况下，由于永磁体的制造方面的理由，有时无法采用1根磁体。在该情况下，将几根永磁体在y轴方向上相连来使用。此时，能将图4所示的磁轭10作为引导件将永磁体连结在一起，因此具有如下优点：永磁体的组装变得容易，同时能将永磁体接缝处的磁场分布的紊乱抑制在最小限度。

本实施方式中，在磁轭10的底部放置永磁体1，从而构成磁场生成部。该磁场生成部配置在被检测物4的一面侧，因此能实现小型化。另外，永磁体1的z轴方向的被检测物4侧的端部构成第一磁极部，磁轭10(磁轭10的z轴方向的被检测物4侧的端部)构成第二磁极部。

实施方式3

图6是本发明的实施方式3所涉及的磁性传感器装置的结构图。图6所示的永磁体部是本发明的实施方式2的永磁体1的变形例。如图6所示，在永磁体1的MR元件3侧的磁极(图6中为N极)的上表面配置有磁轭11。磁轭11由铁等磁性体形成，且采用在中心轴5附近具有凹陷部的结构。图6中，对与图4相同或者同等的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。

图7是图6的磁性传感器装置的磁轭11附近的磁力线分布图。永磁体1如图6所示那样在z轴方向上进行磁化。从永磁体1发出的磁力线9从磁轭11的z轴方向的一端(磁轭11的与永磁体1的接触部)进入磁轭11，从磁轭11的z轴方向的另一端(磁轭11的上表面)释放到空气中。此时，获得如下分布：从磁轭11的凹陷部附近释放至空气中的磁力线9一度在z轴方向上聚集后再发散。由此，与磁轭11在z轴方向上隔开间隔的位置(A部)处，磁通密度变大。

图8是表示将磁轭11和永磁体1之间的接触部作为基准(z＝0)、将与磁轭11及永磁体1远离的方向设为正时的磁通密度的z轴方向的强度变化(计算结果)的图。根据图8可知，在超过磁通密度的峰值后，随着与磁轭11及永磁体1相远离，磁通密度的强度变化变小。

由此，通过采用本发明的实施方式3，即使被检测物4通过与MR元件3相间隔的位置，也能将MR元件3感测到的磁场变化的偏差抑制地较小。其结果是，能将由MR元件3获得的电信号的被检测物4和MR元件3之间的距离依赖性抑制地较小。

实施方式4

图9是本发明的实施方式4所涉及的磁性传感器装置所具备的永磁体部的结构图。图9中，磁性体金属21是铁等磁性材料元器件(磁性体金属)。此外，图10是具有图9所示的永磁体部的磁性传感器装置的磁力线分布。对图9、图10中与图4相同或者同等的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。

永磁体1具有在z轴方向上排列的磁极，在z轴方向上与一个磁极(图9中为N极)相间隔地设有磁性体金属21，MR元件3放置于该磁性体金属21上。

永磁体1如图10所示那样在z轴方向上进行磁化。从永磁体1发出的磁力线9一度通过空气中，其中的一些射入磁性体金属21。然后，这些磁力线9再次射出到空气中，此时具有从磁性体金属21的表面垂直地放射至空气中的性质。因而，若在该磁性体金属21的表面附近配置MR元件3，则垂直方向(z轴方向)上较大的磁场被施加至MR元件3，而传送方向(x轴方向)上极小的磁场被施加至MR元件3。应施加于MR元件3的传送方向的磁场的磁通密度小至2mT左右。因而，上述状况对于MR元件而言是很好的情况。

在使用铁板的情况和不使用铁板的情况下，MR元件3位置处的传送方向磁通密度的变化如图11所示。在使用铁板的情况下，将MR元件3固定于磁性体金属21，并同时移动MR元件3和磁性体金属21。另一方面，在不使用铁板的情况下，不利用磁性体金属21，仅MR元件3在永磁体1所形成的磁场中移动。根据图11可知，在将MR元件3固定于磁性体金属21，并同时移动MR元件3和磁性体金属21的情况下，传送方向(x轴方向)的磁通密度的变化较小，易于配置MR元件3。

在采用如上所述结构的磁场中，若被检测物4通过MR元件3附近，则施加于MR元件3的磁通的方向稍稍变化。虽然该变化较微小，但传送方向分量(x轴方向)作为比例发生较大的变化。因此，MR元件3能检测到该变化，因此能提供一种灵敏度优异的磁性传感器装置。

另外，在表示本发明的实施方式4的图9、图10中，磁性体金属21设置为与永磁体1的一个磁极相间隔。本发明中，即使磁性体金属21与永磁体1的一个磁极相接触，也能起到同样的作用效果。

图12是使磁性体金属21与永磁体1的一个磁极接触配置时的磁性传感器装置的磁力线分布图。如图12所示，磁力线9从磁性体金属21的表面垂直地放射到空气中。因而，若在该磁性体金属21的表面附近配置MR元件3，则垂直方向(z轴方向)上较大的磁场被施加至MR元件3，而传送方向(x轴方向)上极小的磁场被施加至MR元件3。也就是说，可获得与以下情况相同的效果：即，磁性体金属21与永磁体1的一个磁极相间隔设置的情况。

本实施方式中，由永磁体1构成磁场生成部。该磁场生成部配置在被检测物4的一面侧，因此能实现小型化。另外，永磁体1的z轴方向上的被检测物4侧的端部构成第一磁极部，永磁体1的z轴方向上的被检测物4的相反侧的端部构成第二磁极部。

实施方式5

图13表示本发明的实施方式5所涉及的磁性传感器装置的永磁体的结构。图13示出本发明的实施方式1的磁性传感器装置的变形例。图13中，磁性体金属21是铁等磁性材料元器件，MR元件3放置于该磁性体金属21上。图14是图13所示的磁性传感器装置的磁力线分布图。对图13、图14中与图1相同或者同等的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。

图14示出该磁性传感器装置的磁场分布。与本发明的实施方式4所说明的相同，在本发明的实施方式5的情况下，磁力线9从磁性体金属21的上侧表面相对于磁性元器件21的表面垂直地放射。因而，若在磁性体金属21的表面附近配置MR元件3，则垂直方向(z轴方向)上较大的磁场被施加至MR元件3，而传送方向(x轴方向)上极小的磁场被施加至MR元件3，能获得与本发明的实施方式4相同的效果。

并且，通过采用上述结构，即使各个永磁体1a、1b产生的磁场较小，在磁轭2b的上侧表面附近，能获得通过合并两个永磁体产生的磁场而得到的磁场，因此可获得较大的磁场。其结果是，能利用廉价的永磁体，能实现低成本化。

另外，在表示本发明的实施方式5的图13、图14中，磁性体金属21设置为与磁轭2b相间隔。本发明中，即使磁性体金属21与磁轭2b相接触，也能起到同样的作用效果。

实施方式6

能够在图9所示的磁性体金属21和永磁体1之间设置图6所示的磁轭11。通过上述结构，相对于本发明的实施方式4进一步具有如下效果：垂直方向(z轴方向)上较大的磁场被施加至MR元件3，而传送方向(x轴方向)上极小的磁场被施加至MR元件3。同样，能在图13所示的磁性体金属21和磁轭2b之间设置图6中的磁轭11。通过上述结构，相对于本发明的实施方式5进一步具有如下效果：垂直方向(z轴方向)上较大的磁场被施加至MR元件3，而传送方向(x轴方向)上极小的磁场被施加至MR元件3。

实施方式7

图15是本发明的实施方式7所涉及的磁性传感器装置的结构图。图15中，非磁性体金属22是从铁等磁性体金属21向被检测物4的传送方向(x轴方向)延伸，并与磁性体金属21形成为一体的铝、铜等非磁性体金属。非磁性体金属22通过由钎焊、焊接等进行的熔融接合、由铆接等进行的机械性接合而与磁性体金属21相接合。IC31是通过粘接等安装于非磁性体金属22，对来自安装于磁性体金属21的MR元件3的输出信号进行信号处理的IC。IC31和MR元件3通过引线32利用引线接合而电连接。图15中，对与图9相同或者同等的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。

为了高效地实施IC31的散热，IC31优选为安装于金属载体。若利用磁性体金属来形成非磁性体金属22，则永磁体1的磁力线9扩张至IC31的金属载体侧，磁力线分布会紊乱。通过利用非磁性体金属22来形成IC31的载体，来自永磁体1的磁力线9会集中于磁性体金属21。因此，成为与本发明的实施方式4同样的磁力线分布，可获得与本发明的实施方式4同样的作用效果。

MR元件3和IC31分别安装于形成为一体的磁性体金属21和非磁性体金属22。因而，如本发明的实施方式4所示，即使调整MR元件3的传送方向的位置，由于MR元件3和IC31同时移动，因此MR元件3和IC31之间的距离不发生变化，起到使品质优异的信号输入至IC31的效果。

实施方式8

图16A、图16B是本发明的实施方式8的磁性传感器装置的结构图。图16A是从y轴方向观察磁性传感器装置时的磁性传感器装置的结构图(主视图)。图16B是从x轴方向观察磁性传感器装置时的磁性传感器装置的结构图(侧视图)。图16A、图16B中，磁轭12是配置在永磁体1的MR元件3的安装侧(图16A、图16B中为N极)的相反侧的磁极侧(图16A、图16B中为S极)的磁轭。对图16A、图16B中与图9相同或者同等的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。

如图16B所示，在与传送方向正交的方向(y轴方向)上排列成线状的多个MR元件3安装于磁性体金属21。磁性体金属21是磁性体，因此作为磁轭来进行动作。磁性体金属21的y轴方向的长度与永磁体1的y轴方向的长度相同，两者y轴方向的端部一致排列。另一方面，磁轭12的y轴方向的长度比永磁体1的y轴方向的长度要短，磁轭12的y轴方向的端部比永磁体1的y轴方向的端部缩进。

图17是详细表示本发明的实施方式8所涉及的磁性传感器装置的MR元件3的配置的图。如图17所示，MR元件3包括检测元件3a、取消元件3b、信号提取端子3c。检测元件3a沿y轴方向延伸，取消元件3b沿x轴方向延伸，检测元件3a和取消元件3b配置为正交。在y轴方向上排列有多个上述重复结构。

偏置磁场是x轴方向的磁场，在施加有适当大小的偏置磁场的状况下，检测元件3a检测出微小的磁场变化，并使电阻值变化。另一方面，即使在施加有偏置磁场的状况下，对于取消元件3b仅在长度方向上施加磁场。因而，取消元件3b无法检测出磁场的变化，也不会使电阻值变化。其结果是，能通过信号提取端子3c的电压发生变化来读取磁场的变化。

然而，若在上述状况下进一步施加y轴方向的磁场，则在具有检测元件3a的灵敏度下降的性质的同时，对取消元件3b施加有偏置磁场。因此，会发生本来不希望发生的变化、即取消元件3b的电阻值的变化，无法获得所希望的动作。

如图16A、图16B所示，通过安装比永磁体1短的磁轭12，磁体端部的磁场分布大致如图18所示。此处，曲线14表示未安装有磁轭12的情况下的By分布，曲线15表示安装有磁轭12的情况下的By分布。虚线16表示永磁体1的端部大致相当于该位置。另外，By表示y轴方向的磁通密度。

通过使用上述磁轭12，能抑制永磁体1的端部附近的By的增大，能使可配置MR元件3的y轴方向的长度增长。反过来讲，可相对于所需的MR元件3的长度使用较短的永磁体1，能使磁性传感器装置小型化。

本实施方式中，磁轭12、永磁体1、磁轭12沿着垂直方向依次重叠来构成磁场生成部。该磁场生成部配置在被检测物4的一面侧，因此能实现小型化。另外，磁轭12(磁轭12的z轴方向的被检测物4侧的端部)构成第一磁极部，磁轭12(磁轭12的z轴方向的被检测物4的相反侧的端部)构成第二磁极部。

实施方式9

作为MR元件3的其他排列方法，具有图19所示的方法。图19是详细表示本发明的实施方式9所涉及的磁性传感器装置的MR元件3的配置的图。如图19所示，MR元件3包括检测元件3a、检测元件3d、信号提取端子3c。在y轴方向上排列有多个上述重复结构。如图19所示，检测元件3a、3d均沿y轴方向延伸并平行配置。在y轴方向上排列有多个上述重复结构。

即使在该情况下，若施加有y轴方向的磁场(By)，则MR元件3的灵敏度下降。因而，即使在该元件配置的情况下，通过如图16所示那样使用比永磁体1要短的磁轭12，能与本发明的实施方式8同样地使磁性传感器装置小型化。

实施方式10

在本发明的实施方式8及9中，示出了为了抑制永磁体1端部处的By的增大，而缩短磁轭12的长度的方法。本发明中，也可以使用如下方法：如图20B所示那样使磁性体金属21的y轴方向的长度比永磁体1的y轴方向的长度要短。图20A、图20B是本发明的实施方式10的磁性传感器装置的结构图。图20A是从y轴方向观察磁性传感器装置时的磁性传感器装置的结构图(主视图)。图20B是从x轴方向观察磁性传感器装置时的磁性传感器装置的结构图(侧视图)。如图20B所示，磁性体金属21的y轴方向的端部从永磁体1的y轴方向的端部缩进。

该情况下的By分布也与图18所示的相同，能抑制永磁体1的y轴方向端部附近的By的增大，能使可配置MR元件3的y轴方向的长度增长。其结果是，能与本发明的实施方式8及9同样地使磁性传感器装置小型化。另外，在该方法中，MR元件3的配置在图17及图19中的任一种情况均能获得同样的效果。

本实施方式中，磁轭12、永磁体1沿着垂直方向重叠而构成磁场生成部。该磁场生成部配置在被检测物4的一面侧，因此能实现小型化。另外，磁轭12(磁轭12的z轴方向的被检测物4侧的端部)构成第一磁极部，永磁体1(永磁体1的z轴方向的被检测物4的相反侧的端部)构成第二磁极部。

实施方式11

本发明的实施方式7中，MR元件3和IC31直接利用引线32电连接。本发明中，若考虑接地或与其他电子元器件的连接等，则希望如图21所示那样经由基板33将MR元件3与IC元件31相连接。图21是本发明的实施方式11所涉及的磁性传感器装置的结构图。图21中，基板33是在表面或内部形成有金属布线图案，且由玻璃环氧等电介质构成的基板。MR元件安装面21a是磁性体金属21的MR元件安装面。磁体接触面21b是磁性体金属21的磁体接触面。IC安装面22a是非磁性体金属22的IC安装面。磁体接触面22b是非磁性体金属22的磁体接触面。图21中，对与图15相同或者同等的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。

如图21所示，基板33安装于磁性体金属21和非磁性体金属22之间的接合部。MR元件3利用引线32并通过引线接合来与基板33的MR元件连接焊盘电连接。IC31利用引线32并通过引线接合来与基板33的IC连接焊盘电连接。基板33的MR元件连接焊盘和IC连接焊盘通过形成于基板33的表面或内部的布线图案，直接或通过电子元器件相连接。由此，MR元件3和IC31经由基板33相连接。

如上所述，基板33安装于磁性体金属21和非磁性体金属22的接合部之上(基板33与MR元件安装面21a和IC安装面22a两者相接)。因此，若MR元件安装面21a和IC安装面22a之间产生阶差，则基板33产生倾斜。于是，进行引线接合时，基板33的位置不稳定，引线接合产生问题。因此，为了进行稳定地引线接合，需要对磁性体金属21和非磁性体金属22进行接合，以使得MR元件安装面21a和IC安装面22a的阶差变小。

此外，在永磁体1和磁性体金属21、非磁性体金属22相接触时，若磁体接触面21b、22b具有z轴方向的阶差，则永磁体1发生倾斜。若永磁体1倾斜，则周围的磁场发生变化。因此，为了使磁场稳定，需要对磁性体金属21和非磁性体金属22进行接合，以使得磁体接触面21b、22b的阶差变小。

图22是克服了以上条件的磁性体金属21和非磁性体金属22的接合结构图。铆接部21c及铆接部22c分别是磁性体金属21及非磁性体金属22的铆接部。

如图22所示，磁性体金属21和非磁性体金属22的厚度相同，通过使对应的铆接部21c和铆接部22c铆接，从而磁性体金属21和非磁性体金属22相结合。此时，不仅对最低限度所需的一个面进行接合，而对磁性体金属21的与xz平面平行的两个面、与yz平面平行的两个面总共四个面全部进行接合，从而能机械性地强化磁性体金属21和非磁性体金属22的接合。

也具有利用非磁性体金属22来对磁性体金属21的向x轴方向及y轴方向的移动进行固定，利用粘接剂来对磁性体金属21的向z轴方向的移动进行抑制的方法。图23A、图23B、图24A及图24B是磁性体金属21和非磁性体金属22的其他接合结构图。图23A、图23B是立体图，图24A、图24B是剖视图。图23A、图23B、图24A及图24B中，阶差21d是磁性体金属21的阶差，阶差22d是非磁性体金属22的阶差，凹陷22g是设置于非磁性体金属22的凹陷。

非磁性体金属22呈在x轴方向上具有规定宽度，且在y轴方向上延伸的开口结构，该开口结构具有阶差22d，使得永磁体1侧的开口变窄。磁性体金属21形成有阶差21d，使得永磁体1侧的截面变窄。

如图23A、图23B、图24A及图24B所示，非磁性体金属22的阶差22d与磁性体金属21的阶差21d相嵌合，从而对向x轴方向及y轴方向的移动进行固定。此时，通过使粘接剂35流入凹陷22g，从而能抑制非磁性体金属22和磁性体金属21向z轴方向脱落。

也具有利用非磁性体金属22来对磁性体金属21的向x轴方向及y轴方向的移动进行固定，利用粘接剂来对磁性体金属21的向z轴方向的移动进行抑制的其他方法。图25是磁性体金属21和非磁性体金属22的其他接合结构图。图25中，突起22e是设置于非磁性体金属22的突起。

非磁性体金属22是在x轴方向上具有规定宽度，在y轴方向上延伸的开口结构通过将磁性体金属21插入该开口结构，使非磁性体金属22的突起22e与磁性体金属21相接触，来对向x轴方向及y轴方向的移动进行固定。此时，非磁性体金属22和磁性体金属21之间，在x轴方向或y轴方向上具有与突起22e的大小相对应的间隙。通过使粘接剂35流入该间隙，使非磁性体金属22和磁性体金属21相接合，从而抑制了非磁性体金属22和磁性体金属21向z轴方向脱落。

实施方式12

图26是本发明的实施方式12所涉及的磁性传感器装置的结构图。图26表示包括收容及保持本发明的实施方式11的磁性传感器装置(图21)的壳体34的磁性传感器装置。另外，壳体34作为磁性电路具有本发明的实施方式2的磁轭10的功能及作用。

如图26所示，壳体34中设有突起34a、34b，突起34a与磁性体金属21的突起抵接面21f相接触，突起34b与非磁性体金属22的突起抵接面22f相接触。通过在y轴方向上至少设有两个突起34a、34b，能在x轴方向上固定磁性体金属21和与该磁性体金属21形成为一体的非磁性体金属22。

为了对施加于MR元件3的来自永磁体1的磁场进行调整，有时在x轴方向上对永磁体1进行位置调整。此时，永磁体1和磁性体金属21相吸引，因此需要进行固定，使得磁性体金属21不会被永磁体1所吸引而移动。通过采用本实施方式，磁性体金属21被机械性固定，因此被坚固地固定，不会被永磁体1的位置调整所吸引。

本发明自然并不局限于上述实施方式所示的结构。即，本发明中，能对上述实施方式施加各种变形。例如，本发明中，能自由地组合上述实施方式1～实施方式12中的结构。

在不脱离本发明的广义实质与范围的情况下，可对本发明提出各种实施方式以及变形。另外，上述实施方式仅用来对本发明进行说明，而不对本发明的范围进行限定。即，本发明的范围由权利要求的范围来表示，而并非由上述实施方式来表示。并且，在权利要求的范围内及与其同等发明意义的范围内实施的各种变形也视为在本发明的范围内。

本申请基于2013年2月7日提出的日本专利申请2013-022380号、2013年6月10日提出的日本专利申请2013-121916号、2013年10月24日提出的日本专利申请2013-221279号。本说明书中参照并引入上述日本专利申请的说明书、权利要求书的范围、及全部附图。

标号说明

1，1a，1b永磁体、2a，2b，2c，10，11，12磁轭、3 MR元件、3a，3d检测元件、3b取消元件、3c信号提取端子、4被检测物、5中心轴、6，7，8箭头、9磁力线、21磁性体金属、21a MR元件安装面、21b，22b磁体接触面、21c，22c铆接部、21d，22d阶差、21f，22f突起抵接面、22非磁性体金属、22a IC安装面、22e，34a，34b突起、22g凹陷、31 IC、32引线、33基板、34壳体、35粘接剂。

Claims (10)

1.一种磁性传感器装置，其特征在于，包括：

磁场生成部，该磁场生成部配置于为片状且包含磁性分量的被检测物的一个面侧,包括构成第一磁极的第一磁极部和构成与所述第一磁极相反的第二磁极的第二磁极部，该磁场生成部利用所述第一磁极部和所述第二磁极部生成与所述被检测物相交叉的交叉磁场；以及

磁阻效应元件，该磁阻效应元件配置在所述第一磁极部和所述被检测物之间，根据因在所述交叉磁场内沿着与所述一个面平行的传送方向传送所述被检测物而产生的所述交叉磁场的所述传送方向上的分量变化，该磁阻效应元件的电阻值发生变化，

所述磁阻效应元件的所述传送方向上的位置是从所述第一磁极部的所述传送方向上的中心位置沿所述传送方向偏移的位置，是所述第一磁极部的所述传送方向上的两端之间的位置。

2.如权利要求1所述的磁性传感器装置，其特征在于，

所述磁场生成部包括：

具备在所述传送方向上排列的第一磁极和第二磁极的第一磁体；具备在所述传送方向上排列的第一磁极和第二磁极的第二磁体；与所述第一磁体所具备的第一磁极和所述第二磁体所具备的第一磁极相抵接的第一磁轭；与所述第一磁体所具备的第二磁极相抵接的第二磁轭；以及与所述第二磁体所具备的第二磁极相抵接的第三磁轭，所述第二磁轭、所述第一磁体、所述第一磁轭、所述第二磁体、所述第三磁轭沿着所述传送方向依次重叠而构成所述磁场生成部，

所述第一磁轭构成所述第一磁极部，

所述第二磁轭和所述第三磁轭构成所述第二磁极部。

3.如权利要求1所述的磁性传感器装置，其特征在于，

所述磁场生成部包括：

磁体，该磁体具备沿与所述一个面正交的方向排列的第一磁极和第二磁极；以及

磁轭，该磁轭包括与所述一个面平行且与所述磁体所具备的第二磁极相抵接的底部、以及与所述传送方向正交且设置于所述底部的所述传送方向上的两端的一对侧壁部，

所述磁体所具备的第一磁极构成所述第一磁极部，

所述一对侧壁部构成所述第二磁极部。

4.如权利要求1所述的磁性传感器装置，其特征在于，

所述磁场生成部包括：

磁体，该磁体具备沿与所述一个面正交的方向排列的第一磁极和第二磁极，

所述磁体所具备的第一磁极构成所述第一磁极部，

所述磁体所具备的第二磁极构成所述第二磁极部。

5.如权利要求1所述的磁性传感器装置，其特征在于，

所述磁场生成部包括：

磁体，该磁体具备沿与所述一个面正交的方向排列的第一磁极和第二磁极；

第一磁轭，该第一磁轭配置为与所述磁体所具备的第一磁极相抵接，该第一磁轭的与所述传送方向正交、与所述一个面平行即深度方向上的两端的位置会与所述磁体的所述深度方向上的两端的位置相同；以及

第二磁轭，该第二磁轭配置为与所述磁体所具备的第二磁极相抵接，该第二磁轭的所述深度方向上的两端的位置比所述磁体的所述深度方向上的两端的位置更靠内侧，

所述第一磁轭构成所述第一磁极部，

所述第二磁轭构成所述第二磁极部。

6.如权利要求1所述的磁性传感器装置，其特征在于，

所述磁场生成部包括：

磁体，该磁体具备沿与所述一个面正交的方向排列的第一磁极和第二磁极；以及

磁轭，该磁轭配置为与所述磁体所具备的第一磁极相抵接，该磁轭的与所述传送方向正交、与所述一个面平行即深度方向上的两端的位置会比所述磁体的所述深度方向上的两端的位置更靠内侧，

所述磁轭构成所述第一磁极部，

所述磁体所具备的第二磁极构成所述第二磁极部。

7.如权利要求1至6的任一项所述的磁性传感器装置，其特征在于，

还包括磁场聚集磁轭，该磁场聚集磁轭放置于所述第一磁极部，在所述被检测部侧的面上具有凹陷部，

所述磁阻效应元件的所述传送方向的位置是所述凹陷部的所述传送方向上的两端之间的位置。

8.如权利要求1至7的任一项所述的磁性传感器装置，其特征在于，

还包括磁性体部，该磁性体部由金属构成，配置在所述第一磁极部和所述磁阻效应元件之间，

所述磁阻效应元件放置于所述磁性体部。

9.如权利要求8所述的磁性传感器装置，其特征在于，

还包括：非磁性体部，该非磁性体部由金属构成，沿所述磁性体部的所述传送方向延伸，并与所述磁性体部相接合；以及

信号处理部，该信号处理部放置于所述非磁性体部，与所述磁阻效应元件电连接。

10.如权利要求3所述的磁性传感器装置，其特征在于，

还包括：磁性体部，该磁性体部由金属构成，配置在所述第一磁极部和所述磁阻效应元件之间；

非磁性体部，该非磁性体部由金属构成，沿所述磁性体部的所述传送方向延伸，并与所述磁性体部相接合；以及

信号处理部，该信号处理部放置于所述非磁性体部，与所述磁阻效应元件电连接，

所述磁阻效应元件放置于所述磁性体部，

所述一对侧壁部中的一个侧壁部的内侧设有从所述传送方向起与所述磁性体部相抵接的突起部，

所述一对侧壁部中的另一个侧壁部的内侧设有从所述传送方向起与所述非磁性体部相抵接的突起部，

通过设置于所述一个侧壁部的突起部和设置于所述另一个侧壁部的突起部，对所述磁性体部和所述非磁性体部进行夹持并固定。