DE112013002170T5

DE112013002170T5 - Magnetisches Sensorgerät

Info

Publication number: DE112013002170T5
Application number: DE112013002170.6T
Authority: DE
Inventors: c/o Hitachi Metals Ltd. Kawakami Makoto; c/o Hitachi Metals Ltd. Takaki Yasunori
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2015-01-15
Also published as: US9594130B2; WO2013161773A1; CN104246525B; US20150097560A1; JPWO2013161773A1; CN104246525A; JP6210061B2

Abstract

Ein magnetisches Sensorgerät ist vorgesehen, das geeignet ist, die Intensität des dem magnetischen Sensor bereitgestellten Magnetfeldes zu dämpfen. Ein magnetisches Sensorgerät umfasst ein magnetisches Sensorelement, das die Intensität eines Magnetfeldes in einer vorbestimmten zu erfassenden Achsenrichtung erfasst, und einen Dämpfungskörper eines Magnetfelds, der eine erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds und eine zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds aufweist, wobei jede der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds und der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds eine Oberfläche aufweist, und wobei die Oberflächen einander mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement gegenüberliegen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Sensorgerät, das als ein Stromsensor usw. verwendet werden kann.
Hintergrund der Erfindung
In Bezug auf einen magnetischen Sensor, der für elektronische Geräte wie Mobiltelefone usw. verwendet wird, beschreibt Druckschrift 1 eine Abschirmungstechnologie, die die Einflüsse des durch einen elektronischen Teils innerhalb des elektronischen Gerätes erzeugten Magnetfelds reduziert. In der in Druckschrift 1 beschriebenen Technologie wird die Gesamtheit mit Ausnahme der Elektrodeneinheit durch eine Abschirmungseinheit abgeschirmt, und insbesondere wird eine Abschirmungseinheit verwendet, die in der durch den magnetischen Sensor erfassten Richtung gestreckt ist, um die Einflüsse des externen Magnetfelds durch eine Öffnung der Elektrodeneinheit zu reduzieren.
Druckschrift 2 beschreibt eine Technologie zur Vergrößerung eines Erfassungsbereiches unter der Bedingung, dass kein Magnetfeld vorhanden ist; hierbei bedeckt ein Magnetfluss-Absorber ein MR-Element und vergrößert einen Anteil des Magnetflusses, der zur Erreichung eines Sättigungspunktes P notwendig ist.
Stand der Technik
Druckschriften

Druckschrift 1: Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2009-036579
Druckschrift 2: Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2011-180080

Zusammenfassung der Erfindung
In dem in Druckschrift 1 beschriebenen herkömmlichen magnetischen Sensor wird ein zu erfassendes Magnetfeld innerhalb eines Gehäuses ausgebildet, und daher wird das externe Magnetfeld durch Abschirmung des gesamten Körpers abgeschirmt. Allerdings wird dort nicht beschrieben, dass die Intensität eines dem magnetischen Sensor bereitgestellten Magnetfeldes gedämpft wird, wenn das bereitgestellte Magnetfeld eine vergleichsweise hohe Intensität aufweist. Ferner ist in einem Beispiel der Druckschrift 2 das magnetische Sensorelement durch einen Magnetfluss-Absorber umgeben und bedeckt, um den Erfassungsbereich zu vergrößern, bei der kein Magnetfeld vorhanden ist, so dass die Intensität des Magnetfeldes gedämpft wird.
Angesichts der oben beschriebenen Nachteile ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Sensorgerät bereitzustellen, das geeignet ist, die Intensität des dem magnetischen Sensor bereitgestellten Magnetfeldes zu dämpfen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ein magnetisches Sensorgerät ein magnetisches Sensorelement, das auf einer Oberfläche eines Substrates ausgebildet ist und die Intensität eines Magnetfeldes in einer vorbestimmten zu erfassenden Achsenrichtung erfasst, eine erste und eine zweite Oberfläche, wobei die ersten und zweiten Oberflächen parallel zu der Oberfläche mit dem magnetischen Sensorelement verlaufen, eine erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds, die auf der ersten Oberfläche angeordnet ist und parallel zu der Oberfläche des magnetischen Sensorelements verläuft, wobei die erste Oberfläche eine Oberfläche eines virtuellen Quaders mit einem darin befindlichen magnetischen Sensorelement ist, und eine zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfeldes, die auf der zweiten Oberfläche angeordnet ist, wobei die zweite Oberfläche parallel zu der Oberfläche des magnetischen Sensorelements verläuft und eine Oberfläche des virtuellen rechteckförmigen Parallelepipeds ist, und wobei die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement gegenüberliegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Intensität des dem magnetischen Sensor bereitgestellten Magnetfeldes gedämpft werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Grundrisses eines magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Grundrisses eines anderen magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine erläuternde Ansicht eines magnetischen Sensorelements eines magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Grundrisses eines magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Grundrisses eines anderen magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Grundrisses eines anderen magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Grundrisses eines anderen magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt eine Querschnittsansicht eines anderen magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 zeigt eine erläuternde Ansicht eines Grundrisses eines anderen magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 zeigt eine erläuternde Ansicht eines Grundrisses eines anderen magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
11 zeigt eine erläuternde Ansicht eines Grundrisses eines anderen magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
12 zeigt eine Querschnittsansicht eines magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 zeigt eine Querschnittsansicht eines anderen magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
14 zeigt eine erläuternde Ansicht zur Verwendung eines magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15 zeigt eine erläuternde Ansicht zur anderen Verwendung eines magnetischen Sensorgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
16 zeigt eine erläuternde Ansicht mit einem magnetisches Sensorelement in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
17 zeigt eine Ebenenansicht eines magnetischen Sensorelements in einem anderen magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
18 zeigt eine erläuternde Ansicht einer Spulenanordnung eines magnetischen Sensorelements in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
19 zeigt eine erläuternde Ansicht einer Spulenanordnung eines magnetischen Sensorelements in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
20 zeigt eine erläuternde Ansicht einer Verbindung eines magnetischen Sensorelements in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
21 zeigt eine Querschnittsansicht eines magnetischen Sensorelements in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
22 zeigt eine schematische Schaltungsansicht einer Schaltung eines anderen magnetischen Sensorelements in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
23 zeigt eine schematische Schaltungsansicht einer Schaltung eines anderen magnetischen Sensorelements in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
24 zeigt eine erläuternde Ansicht einer Anordnung einer Dämpfungseinheit eines Magnetfeldes in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
25 zeigt eine erläuternde Ansicht einer anderen Anordnung einer Dämpfungseinheit eines Magnetfelds in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
26 zeigt eine erläuternde Ansicht einer anderen Anordnung einer Dämpfungseinheit eines Magnetfelds in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
27 zeigt eine erläuternde Ansicht eines Einstellungsverfahrens eines Dämpfungswertes in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
28 zeigt eine erläuternde Ansicht einer Einstellung eines Dämpfungswerts in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
29 zeigt eine erläuternde Ansicht einer anderen Einstellung eines Dämpfungswerts in einem magnetischen Sensorgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die Ausführungsbeispiele werden in Bezug auf die Zeichnungen erläutert. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Grundrisses eines magnetischen Sensorgeräts 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines magnetischen Sensorgeräts 1, das im Folgenden Beispiel A1 genannt wird, das ein magnetisches Sensorelement 11 umfasst, das auf einer Oberfläche eines Substrats ausgebildet ist, die Intensität eines Magnetfelds in einer vorbestimmten zu erfassenden Achsenrichtung (Y-Achsenrichtung) erfasst und eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt aufweist. Das magnetische Sensorgerät 1 umfasst ferner eine erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 und eine zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13. Erste und zweite Oberflächen 211, 212 sind virtuell vorgesehen, parallel mit einer Oberfläche 200 des magnetischen Sensorelements 11 zu verlaufen, d. h. mit einer Oberfläche mit einer Normalen, die sich Richtung der positiven X-Achse erstreckt, oder mit der hinteren Oberfläche des magnetischen Sensorelements 11, d. h. mit einer Oberfläche mit einer Normalen, die sich Richtung der negativen X-Achse erstreckt. Die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 ist in der ersten Oberfläche 211 angeordnet und verdeckt in der Draufsicht das magnetische Sensorelement 11, d. h. ausgehend von dem Betrachtungspunkt der positiven Richtung zu der negativen Richtung der X-Achse. Die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 ist in der zweiten Oberfläche 212 angeordnet und liegt der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement 11 gegenüber, d. h. das magnetische Sensorelement 11 ist zwischen der ersten und zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12, 13 angeordnet.
In der Praxis wird die Gesamtheit des magnetischen Sensorgerätes 1 umfassend das magnetische Sensorelement 11 und die ersten und zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13 mit Harz usw. gegossen, das eine geringere magnetische Permeabilität als die ersten und zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13 aufweist. Jedoch wird zur einfacheren Beschreibung das Harz in den Zeichnungen weggelassen und die ersten und zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13 sind als Übertragungsgebilde dargestellt.
Durch die Anordnung der Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds parallel zu der Oberfläche des magnetischen Sensorelements 11, wobei die zu erfassende Achsenrichtung in der Ebene der Oberfläche vorgesehen ist, passiert der Magnetfluss durch das magnetische Sensorelement 11 auch die Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds, die eine vergleichsweise hohe magnetische Permeabilität aufweisen. Dadurch kann die Intensität eines dem magnetischen Sensorelement 11 bereitgestellten Magnetfelds gedämpft werden. Die Gestalt der Dämpfungseinheit eines Magnetfelds ist nicht auf die beschriebene Gestalt beschränkt, sofern die Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds parallel zu der oben beschriebenen Oberfläche des magnetischen Sensorelements 11 angeordnet sind. Insbesondere ist die Gestalt der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 nicht auf die oben in Beispiel A1 beschriebene und in 1 gezeigte Gestalt beschränkt. In 1 können andere Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds in Ebenen 213, 214 angeordnet sein, die Normalen in der Z-Achsenrichtung aufweisen und einander gegenüberliegen, d. h. in der zu der zu erfassenden Achsenrichtung senkrechten Richtung. Des Weiteren können keine Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds in den Ebenen 215, 216 angeordnet sein, die Normalen in der Y-Achsenrichtung, d. h. in der zu erfassenden Achsenrichtung, aufweisen und einander gegenüberliegen.
2(a) und 2(b) zeigen ein zweites Beispiel A2, bei dem das magnetische Sensorgerät 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein plattenähnliches magnetisches Sensorelement 11 umfasst, das auf einer Oberfläche eines Substrats ausgebildet ist und die Intensität eines Magnetfeldes in einer vorbestimmten zu erfassenden Achsenrichtung erfasst. Weiter umfasst das magnetische Sensorelement 11 eine erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12, die eine Oberfläche aufweist, die parallel zu einer Oberfläche des magnetischen Sensorelements 11 verläuft und eine Weite und eine Tiefe aufweist, die dazu geeignet sind, das magnetische Sensorelement 11 in der Draufsicht zu verdecken, und ein Paar von zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b, das der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement gegenüberliegt, wobei das Paar von zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b in einer virtuellen Ebene parallel zu der Oberfläche des magnetischen Sensorelements 11 und in der Draufsicht an gegenüberliegenden Enden in der zu der zu erfassenden Achsenrichtung senkrechten Richtung mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement 11 angeordnet ist. 2(a) zeigt eine perspektivische Ansicht des Grundrisses des magnetischen Sensorelements 11 gemäß der vorliegenden Erfindung. 2(b) ist eine Ebenenansicht des Grundrisses des magnetischen Sensorgeräts 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
In dem Ausführungsbeispiel der 2(a) weist die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 in der Draufsicht eine rechteckförmige Plattenform mit einer Tiefe (Y-Achsenrichtung) von 2.000 μm und einer Weite (Z-Achsenrichtung) von 1.000 μm auf und hat daher eine Tiefe und eine Weite, die dazu geeignet sind, das magnetische Sensorelement 11 zu verdecken. Besonders bevorzugt stimmt die Mitte, d. h. der Schnittpunkt der Diagonalen, der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 mit der Mitte, d. h. der Schnittpunkt der Diagonalen, einer virtuellen rechteckigen Begrenzung des magnetischen Sensorelements 11 überein. Insbesondere ist das magnetische Sensorelement 11 in der Draufsicht in der Mitte der Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 angeordnet. Diesbezüglich kann Beispiel A1 dieselbe Anordnung aufweisen. Durch Übereinstimmen der Mitten kann die größte Dämpfungswirkung mit der kleinsten Anzahl an Einheiten erzielt werden.
In dem Beispiel A2 weist jede der zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b eine rechteckförmige Gestalt mit einer Tiefe (Y-Achsenrichtung) von 2.000 μm und einer Weite (Z-Achsenrichtung) von ungefähr 250 μm auf. Die zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b sind derart angeordnet, dass in der Draufsicht die Positionen der zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b in der Tiefenrichtung (Y-Achsenrichtung) entsprechend der Position der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 in der Tiefenrichtung ausgerichtet sind. Des Weiteren ist die obere Ecke (die obere Seite in der Figur) in der Z-Achsenrichtung der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 in der Draufsicht zu der oberen Ecke (obere Seite in der Figur) in der Z-Achsenrichtung der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13a ausgerichtet. Zusätzlich ist die untere Ecke (die untere Seite in der Figur) in der Z-Achsenrichtung der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 in der Draufsicht zu der unteren Ecke (untere Seite in der Figur) in der Z-Achsenrichtung der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13b ausgerichtet. Das Paar von zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b ist auf der Innenseite der Weite der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 angeordnet.
In den Beispielen A1 und A2 erfasst das magnetische Sensorelement 11 die Intensität eines Magnetfelds in einer vorbestimmten zu erfassenden Achsenrichtung. Das magnetische Sensorelement 11 ist beispielsweise ein SVGMR-Element, d. h. ein Spin Valve Giant Magnetoresistive-Element, wie in 3 gezeigt. 3 zeigt ein plattenförmiges magnetisches Sensorelement umfassend ein SVGMR-Film, der durch Bedampfen einer Grundschicht 112 ausgebildet wird, eine antiferromagnetische Schicht 113, eine feste Schicht 114, eine nicht-magnetische leitende Schicht 115, eine freie Schicht 116 und in dieser Reihenfolge eine Schützschicht 117 in der X-Achsenrichtung auf der Oberfläche P des Substrats 111, wobei die Oberfläche P zur einfacheren Erläuterung in der YZ-Ebene angeordnet ist und parallel zu der Oberfläche 200 des magnetischen Sensorelements 11 verläuft. In dem magnetischen Sensorelement 11, d. h. in dem SVGMR-Element, dreht die Magnetisierungsrichtung der freien Schicht 116 als Reaktion auf das extern bereitgestellte Magnetfeld. Der elektrische Widerstand der nicht-magnetischen leitenden Schicht 115 wird abhängig von dem relativen Winkel zwischen der Magnetisierungsrichtung der freien Schicht 116 und der Magnetisierungsrichtung der festen Schicht 114 geändert.
Insbesondere in diesem magnetischen Sensorelement 11 wird die Größe des dem magnetischen Sensorelements bereitzustellenden Magnetfelds aufgrund der Drehung des Magnetfelds in Richtung der gleichen Ebene innerhalb der Ebene der festen Schicht 114 oder der freien Schicht 116 geändert, wobei die freie Schicht 116 die Ebene parallel zu der Oberfläche P des Substrats 111 darstellt, oder die Größe eines Magnetfelds wird parallel oder antiparallel innerhalb der Richtung der gleichen Ebene geändert und dadurch wird die Magnetisierungsrichtung der freien Schicht 116 gedreht oder umgekehrt gedreht. Daher kann das Magnetfeld erfasst werden. Insbesondere ist die zu erfassende Achsenrichtung des magnetischen Sensorelements 11 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel innerhalb der Ebene der festen Schicht 114 oder der freien Schicht 116 angeordnet. Daher liegt die zu erfassende Achse in der YZ-Ebene und ist in diesem Ausführungsbeispiel die Y-Achsenrichtung.
Das magnetische Sensorelement 11 ist mit Leitungen 120 an den gegenüberliegenden Seiten verbunden und die Leitungen sind mit Anschlüssen 121 verbunden.
Die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 und die zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b können derart ausgestaltet sein, um beispielsweise die folgenden Materialien zu verwenden:

(1) auf Fe-Ne basierendes Legierungsmaterial (Permalloy, 42 Alloy, 45 Alloy usw.)
(2) auf Nanokristall basierendes weichmagnetisches Material, das ausgestaltet ist ein Legierungsmaterial zu verwenden, das durch Hinzufügen von Cu, Nb, Ta, Mo, Zr usw. zu der Grundkomponente von Fe-B oder Fe-Si-B erhalten wird
(3) Amorphe magnetische Materialien einer Fe-Gruppe, einer Co-Gruppe oder ähnliche Materialien
(4) Stahlblech aus Silizium usw.

In jedem der beschriebenen Fälle wird das Ausbilden eines magnetischen Materials mit einer hohen magnetischen Permeabilität bevorzugt. Beispielsweise kann die Dämpfungseinheit durch Walzen eines auf Fe-Ni basierenden Legierungsmaterials ausgebildet werden, um eine Rahmengestalt aufzuweisen, oder durch Beschichten einer Ablagerung eines weichmagnetischen Films, mit einem weichen Ferritsubstrat oder mit einem weichen Ferritblatt ausgebildet werden. Die Dämpfungseinheit kann auch durch Anbringen eines Pulverlacks oder durch Harz-Imprägnation ausgebildet werden. Des Weiteren kann das Substrat des magnetischen Sensorelements durch Verwenden eines Ferritsubstrats usw. anstelle des Si-Substrats als ein Teil der Dämpfungseinheit verwendet werden
In dem Beispiel A2 des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels weist die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 eine Oberfläche parallel zu der Oberfläche 200 des magnetischen Sensorelements 11 aus 1 auf, wobei die Oberfläche 200 parallel zu der Oberfläche P des Substrats 111 in der YZ-Ebene in der Figur verläuft. Die zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b weisen jede eine plattenförmige Gestalt auf und sind in einer virtuellen Ebene angeordnet, die der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement 11 gegenüberliegt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist jede des Paares der zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b eine rechteckförmige Oberfläche mit deren longitudinalen Richtungen in der zu erfassenden Achsenrichtung (Y-Achsenrichtung) des magnetischen Sensorelements 11 auf.
4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Querschnittes eines Dämpfungskörpers eines Magnetfelds gemäß Beispiel A2, der entlang der XZ-Ebene geschnitten ist, um das magnetische Sensorelement 11 aufzuweisen (Querschnitt entlang der Linie IV-IV in 2). Wie unten beschrieben sind in den Beispielen A1 und A2 die Gesamtheit des magnetischen Sensorelements 11 und der ersten und zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13 beispielsweise mit Harz gegossen, wobei die zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13 im Folgenden kollektiv als Dämpfungskörper bezeichnet werden. 4 zeigt zur einfachen Beschreibung den Zustand, bei dem das Harz entfernt wurde.
In dem Ausführungsbeispiel der 4 sind Abstandshalter oder Schutzschichten 15 entsprechend zwischen dem magnetischen Sensorelement 11 und der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 angeordnet als auch zwischen dem magnetischen Sensorelement 11 und der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13. Der Abstandshalter 15 umfasst ein Material mit einer geringeren magnetischen Permeabilität als das der ersten und zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13 und ist so angeordnet, um mit dem Sensorelement in Kontakt zu sein. Die Teile, durch welche die Anschlüsse eingeführt werden, sind durch Nichtleiter ausgebildet, um Kurzschlüsse zu verhindern. Insbesondere kann der Abstandshalter 15 durch ein Si-Substrat ausgebildet sein oder ein Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten umfassen, dessen Differenz zu dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Gießharzes innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt. Des Weiteren kann auch kein Abstandshalter 15 zwischen der auf der Seite des Substrats 111 vorgesehenen Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b und dem magnetischen Sensorelement 11 liegen, wobei anstatt des Abstandshalters 15 die Dicke des Substrats 111 durch die der Dicke des Abstandshalters 15 entsprechende Dicke dicker ausgebildet wird. Wenigstens kann ein Teil des Harzes, des Substrates 111 oder des Abstandshalters 15 in der Draufsicht auf die externe Seite der äußeren Ecke der Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 oder zu der externen Seite der äußeren Ecke des Paares von Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b projiziert werden. Da diese nicht-magnetische Einheiten sind, haben diese keinen Einfluss auf die Dämpfungseigenschaft.
In dem magnetischen Sensorgerät 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Gesamtheit der Einheiten zusätzlich mit einem Harz 16 gegossen werden (5). 5 ist eine schematische Querschnittsansicht des mit Harz gegossenen magnetischen Sensorgeräts 1, welches dieselbe geschnittene Oberfläche wie 4 zeigt. Der mit dem magnetischen Sensorelement 11 verbundene Anschluss 121 ist der Außenseite des Gießharzes zugeführt.
Ungleich dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem die Gesamtheit mit Harz 16 gegossen ist, können wie in dem Ausführungsbeispiel von 6(a) gezeigt, das magnetische Sensorelement 11 und die zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b mit dem Harz 16 gegossen werden, und die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 kann auf der Außenseite des Gusses an einer den zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement 11 gegenüberliegen Position angeordnet sein.
Wie in 6(b) gezeigt, kann nur das magnetische Sensorelement 11 mit dem Harz 16 gegossen sein und die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 und die zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b können an vorbestimmten Positionen auf der Außenseite des Gusses angeordnet sein. In diesen Ausführungsbeispielen, bei denen der Harz 16 als Abstandshalter oder Schutzschicht 15 wirkt, ist der Abstandshalter 15 nicht immer notwendig. In dem Beispiel A1, das ähnlich zu Beispiel A2 ist, können die Abstandshalter 15 zwischen dem magnetischen Sensorelement 11 und den ersten und zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13 angeordnet sein. Alternativ kann auch kein Abstandshalter 15 zwischen der auf der Seite des Substrats 111 vorgesehenen Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und dem magnetischen Sensorelement 11 angeordnet sein und stattdessen kann die Dicke des Substrats 111 dicker hergestellt werden als die Dicke, die der Dicke des Abstandshalters 15 entspricht.
Ein anderes Ausführungsbeispiel (Beispiel B) wird in 7 gezeigt. Das magnetische Sensorgerät 1 dieses Ausführungsbeispiels umfasst ein magnetisches Sensorelement 11, eine erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 und eine zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13, wobei die Oberflächen dieser Dämpfungseinheiten einander mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement 11 gegenüberliegen, und dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 14a, 14b, die in einer Richtung vorgesehen sind, die die ersten und zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds kreuzen oder schneiden.
In diesem Ausführungsbeispiel erfasst das magnetische Sensorelement 11 die Intensität eines Magnetfelds in einer vorbestimmten zu erfassenden Achsenrichtung. Das magnetische Sensorelement 11 kann dasselbe wie das SVGMR-Element (Spin Valve Giant Magnetoresistive-Element) aus 2 sein. Die zu erfassende Achsenrichtung ist auch die Y-Achsenrichtung. Zusätzlich kann die zu erfassende Achsenrichtung die Z-Achsenrichtung sein. In diesem Fall kann nicht nur die Dämpfungswirkung erzielt werden, sondern auch der Einfluss des externen Störmagnetfelds reduziert werden, was zu einer hochpräzisen Messung führt.
Die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12, die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und die dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 14a, 14b können derart ausgestaltet sein, um beispielsweise die folgende Materialien zu verwenden:

In jedem der beschriebenen Fälle wird das Ausbilden eines magnetischen Materials mit einer hohen magnetischen Permeabilität bevorzugt. Beispielsweise kann die Dämpfungseinheit durch Walzen eines auf Fe-Ni basierenden Legierungsmaterials ausgebildet werden, um eine Rahmengestalt aufzuweisen, oder durch Beschichten einer Ablagerung eines weichmagnetischen Films, mit einem weichen Ferritsubstrat oder mit einem weichen Ferritblatt ausgebildet werden. Die Dämpfungseinheit kann auch durch Anbringen eines Pulverlacks oder durch Harz-Imprägnation ausgebildet werden. Des Weiteren kann das Substrat des magnetischen Sensorelements als ein Teil der Dämpfungseinheit durch Verwenden eines Ferritsubstrats usw. anstelle des Si-Substrats verwendet werden
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das im Folgenden auch als Beispiel B1 bezeichnet wird, ist ein Dämpfungskörper eines Magnetfelds vorgesehen, der eine erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12, eine zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und dritte Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 14a, 14b umfasst, wobei die ersten und zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13 entsprechende Oberflächen aufweisen, die einander mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement 11 gegenüberliegen, und die dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 14a, 14b weisen entsprechende gegenüberliegende Oberflächen mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement 11 auf und sind in einer zu der zu erfassenden Achse des magnetischen Sensorelements 11 parallel verlaufenden Richtung angeordnet und kreuzen oder schneiden die ersten und zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13. Wie in 7 gezeigt, weist die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 eine Oberfläche auf, die parallel zu der Oberfläche 200 des magnetischen Sensorelements verläuft, wobei die Oberfläche parallel zu der Oberfläche P des Substrats 111 verläuft (YZ-Ebene in der Figur). Die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 liegt der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement 11 gegenüber und hat eine Oberfläche, die parallel zu der Oberfläche 200 des magnetischen Sensorelements 11 verläuft, wobei die Oberfläche parallel zu der Oberfläche P des Substrats 111 verläuft (YZ-Ebene in der Figur). Des Weiteren sind die dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 14a, 14b mit entsprechend gegenüberliegenden Oberflächen mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement 11 vorgesehen und sind in einer zu der zu erfassenden Achse des magnetischen Sensorelements 11 parallel verlaufenden Richtung angeordnet und schneiden oder kreuzen die ersten und zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13. In dem Ausführungsbeispiel der 7 haben die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12, die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und die dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 14a, 14b im Wesentlichen dieselbe Länge in der Y-Achsenrichtung und sind durch Ausrichten der Positionen in der Y-Achsenrichtung angeordnet. In dem Beispiel B1 ist ein geringer Anteil einer magnetischen Permeabilität wie bei Harz, Abstandshaltern, Löchern usw. mit einer geringeren magnetischen Permeabilität als bei den ersten und zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13 in der zu erfassenden Achsenrichtung des magnetischen Sensorelements 11 vorgesehen.
In dem Beispiel B1 sind die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und die dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14 miteinander verbunden. Insbesondere bilden die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und die dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14 integral einen π-förmigen Dämpfungskörper eines Magnetfelds aus. Die dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14 muss nicht die Oberfläche Q der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 senkrecht kreuzen oder senkrecht schneiden, aber kann schief oder schräg die Oberfläche Q der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 kreuzen oder schneiden. 7 ist eine perspektivische Ansicht des Dämpfungskörpers eines Magnetfelds dieses Ausführungsbeispiels. 8 ist eine Querschnittsansicht, die den Querschnitt des Dämpfungskörpers eines Magnetfelds gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem Schnitt entlang der XZ-Ebene zeigt, um das magnetische Sensorelement 11 zu umfassen (Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII in 7). Wie unten zu Beispiel B1 beschrieben, sind die Gesamtheit des magnetischen Sensorelements 11 und des Dämpfungskörpers eines Magnetfelds durch Harz gegossen, aber in 7 und 8 ist der Gießharz zur einfacheren Beschreibung nicht gezeigt.
Wie in 7 des Beispiels B1 der vorliegenden Erfindung gezeigt, wird ein im Wesentlichen röhrenförmiger Dämpfungskörper eines Magnetfelds durch die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12, die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und durch die dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 14a, 14b ausgebildet. Keine Dämpfungseinheit eines Magnetfelds ist in der zu erfassenden Achsenrichtung (Y-Achsenrichtung) angeordnet und stattdessen wird eine Öffnung als ein Teil mit einer geringen magnetischen Permeabilität ausgebildet, wobei der Teil mit einer geringen magnetischen Permeabilität eine geringere magnetische Permeabilität aufweist als die der Dämpfungseinheit eines Magnetfelds. Dies führt lediglich zu einer so klein wie möglichen Auswirkung auf das Messergebnis des Magnetfelds. Der sich von dem magnetischen Sensorelement 11 erstreckende Anschluss 121 wird zu der Außenseite durch den Teil zwischen der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 und dem π-förmigen Dämpfungskörper eines Magnetfelds zugeführt, d. h. dem integralen Körper der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und der dritten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14 (8). In dem Ausführungsbeispiel von 8 ist des Weiteren ein Abstandshalter 15 zwischen dem magnetischen Sensorelement 11 und dem π-förmigen Dämpfungskörper eines Magnetfelds angeordnet, d. h. dem integralen Körper der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und der dritten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14. Der Abstandshalter 15 ist durch einen Nichtleiter ausgebildet und kann beispielsweise durch ein Si-Substrat oder ein Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten ausgebildet sein, dessen Differenz von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Gießharzes innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt. Der Abstandshalter 15 kann auch nicht vorgesehen sein und anstatt des Abstandshalters 15 kann die Dicke des Substrats 111 dicker gemacht werden als die Dicke, die der Dicke des Abstandshalters 15 entspricht. In dem Beispiel B1 der vorliegenden Erfindung weist die Dämpfungseinheit eines Magnetfelds eine im Wesentlichen röhrenförmige Gestalt auf, aber der äußere Umfang kann diskontinuierlich oder mit Schlitzen vorgesehen sein. In diesem Fall bereitet die Dämpfungseinheit eines Magnetfelds keine komplette Abschirmung und daher kann als zu erfassende Achsenrichtung die Z-Achsenrichtung gesetzt werden. In dieser Struktur kann der Draht der Öffnung zugeführt werden und der Einfluss des externen Störmagnetfelds kann reduziert werden, so dass eine genauere Messung erfolgt.
Zusätzlich zu dem magnetischen Sensorgerät 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Gesamtheit der oben beschriebenen Einheiten mit Harz gegossen werden. Der mit dem magnetischen Sensorelement 11 verbundene Anschluss 121 wird der Außenseite des Gießharzes zugeführt.
In dem Beispiel B1 wird die Weite der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 in der Z-Achsenrichtung weiter sein als die Weite der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 in der Z-Achsenrichtung, so dass die virtuelle Linien L1 und L2 (die Linien erstrecken sich in die Y-Achsenrichtung in 7) auf der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 angeordnet sind, und an denen eine virtuelle Ebene vorgesehen ist, die die dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14 aufweist, wobei die virtuelle Ebene die erste magnetische Dämpfungseinheit 12 kreuzt oder schneidet.
Der Anschluss 121 kann auch zu der Außenseite durch die in die Y-Achsenrichtung ausgebildete Öffnung zugeführt werden und die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 kann integral mit den zweiten und dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13, 14 ausgebildet sein. In diesem Fall bildet der Dämpfungskörper eines Magnetfelds eine ausgehöhlte viereckige Säule aus.
Dieses Ausführungsbeispiel ist nicht auf die genannten Beispiele beschränkt. 9(a) und 9(b) sind eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittsansicht entlang IX(b)-IX(b), die den Umriss eines magnetischen Sensorgeräts gemäß dem Beispiel B2 zeigt, welches ein anderes Beispiel des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist. Beispiel B2 weist im Wesentlichen dieselbe Struktur wie Beispiel B1 auf, aber die Gestalt des Dämpfungskörpers eines Magnetfelds ist anders. Wie in 9 des vorliegenden Ausführungsbeispiels gezeigt, ist in dem Dämpfungskörper eines Magnetfelds die Länge der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 in der zu der zu erfassenden Achsenrichtung des magnetischen Sensorelements 11 senkrechten Richtung länger als die Länge der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 in der zu der zu erfassenden Achsenrichtung des magnetischen Sensorelements 11 senkrechten Richtung.
In dem Beispiel B2 wie in der Querschnittsansicht von 9(b) gezeigt, schneiden oder kreuzen keine der virtuellen Ebenen umfassend die dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14 die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und sind auf der Außenseite der Oberfläche der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 angeordnet. insbesondere sind die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 und die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 mit deren in der Z-Achsenrichtung übereinstimmenden Mitten angeordnet. Der sich von dem magnetischen Sensorelement 11 erstreckende Anschluss 121 wird durch Öffnungen zugeführt, die sich auf gegenüberliegenden Seiten in der Z-Achsenrichtung der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 ausbilden. In diesem Ausführungsbeispiel können die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 und die dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14 integriert sein, um einen im Wesentlichen π-förmigen Dämpfungskörper eines Magnetfelds auszubilden.
In dem Ausführungsbeispiel der 9 sind die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 und die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 mit deren in der Z-Achsenrichtung übereinstimmenden Mitten angeordnet. Allerdings können wie in 10(a) und 10(b) gezeigt zwei zweite Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b verwendet werden und diese zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds können magnetisch mit den entsprechenden dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 14a, 14b verbunden werden, und so magnetisch integriert sein (Beispiel B3). In dieser Struktur bildet die Gesamtheit der ersten, zweiten und dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13, 14 einen integralen Dämpfungskörper eines Magnetfelds und sein Querschnitt entlang X(b)-X(b) auf der ZX-Ebene weist eine im Wesentlichen C-förmige Gestalt wie 10(b) gezeigt auf.
Basierend auf dem Beispiel B3 der 10 kann des Weiteren die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 eine andere Gestalt durch das Entfernen eines Teils innerhalb eines vorbestimmten Bereiches von der Mitte in der Z-Achsenrichtung aufweisen (Beispiel B4). Wie in 11(a) und 11(b) gezeigt, weist Beispiel B4 zwei erste Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12a, 12b auf und zwei zweite Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b. Die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12a, die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13a und die dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14a können magnetisch verbunden und magnetisch integriert sein, während die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12b, die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13b und die dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14b magnetisch verbunden und magnetisch integriert sein können. In dieser Struktur wird ein Dämpfungskörper eines Magnetfelds durch magnetisches Verbinden und durch magnetisches Integrieren der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12a, der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13a und der dritten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14a ausgebildet und ein Dämpfungskörper eines Magnetfelds wird durch magnetisches Verbinden und durch magnetisches Integrieren der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12b, der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13b und der dritten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14b ausgebildet. Wie in 11(b) beschrieben, weist der Querschnitt entlang XI(b)-XI(b) in der ZX-Ebene eine Gestalt auf, in der zwei im Wesentlichen C-förmige Dämpfungskörper eines Magnetfelds M1, M2 C-förmige Öffnungen an den Enden in der Y-Achsenrichtung aufweisen und die zwei in der Z-Achsenrichtung benachbarten C-förmigen Öffnungen eine rechteckige Öffnung definieren. Das magnetische Sensorelement 11 ist zwischen den zwei Dämpfungskörpern eines Magnetfelds M1, M2 angeordnet. In den Beispielen B2, B3 und B4 der 9 bis 11 können die Gesamtheit des magnetischen Sensorelements 11 und der Dämpfungskörper eines Magnetfelds mit Gießharz gegossen sein. In den 9 bis 11 ist das Gießharz zur einfacheren Beschreibung nicht gezeigt. Die Größe des magnetischen Sensorelements 1 relativ zu dem Dämpfungskörper eines Magnetfelds kann größer sein als bei dem Ausführungsbeispiel der 7, so dass das magnetische Sensorelement 11 zwei C-förmige Dämpfungskörper eines Magnetfelds aufweist, die in das magnetische Sensorelement 11 passen.
In Bezug auf das Ausführungsbeispiel der 9 kann, wie in 12 gezeigt, die eine Querschnittsansicht entsprechend zu 9(b) zeigt, im Falle des Gießharzes 16 die Gesamtheit nicht gegossen werden, aber stattdessen können das magnetische Sensorelement 11 und die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 gegossen werden, während der Anschluss 121 des magnetischen Sensorelements 11 der Außenseite zugeführt wird, der Dämpfungskörper eines Magnetfelds durch Integrieren der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 ausgebildet wird und die dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 14a, 14b mit der externen Seite des Gusses befestigt sind. Die dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 14a, 14b können derart ausgebildet sein, dass sie je näher sie zu der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 sind, desto weiter die Weite in der Z-Achsenrichtung ist. Die Dämpfungswirkung kann auch dann erzielt werden, wenn ein Material mit einem schwachen Beugungswiderstand für die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und für die dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 verwendet wird, wie bei einem amorphen Material usw. (12). In diesem Fall kann die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 soweit wie möglich innerhalb der gegossenen Fläche ausgebildet sein.
In Bezug auf Beispiel B1 der 7 und 8 kann ferner wie in 13(a) gezeigt, die Gesamtheit nicht mit dem Harz 16 gegossen sein, aber das magnetische Sensorelement 11, die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und die dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 14 können gegossen sein, während die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 auf der Außenseite des Gusses und bei der Position, die der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 gegenüberliegt, mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement 11 angeordnet ist.
Wie in 13(b) gezeigt, kann nur das magnetische Sensorelement 11 mit dem Harz 16 gegossen sein, während auf der externen Seite des Gusses die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 und die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement 11 angeordnet ist und die dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 14a, 14b in der Z-Achsenrichtung mit dem dazwischenliegenden Sensorelement 11 angeordnet sind. Die dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 14a, 14b können so ausgebildet sein, dass sie je näher sie zu der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 sind, desto weiter die Weite in der Z-Achsenrichtung ist (13(a) und 13(b)). In dem letzteren Fall können nicht immer Abstandshalter 15 notwendig sein.
Das magnetische Sensorgerät 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die oben beschriebenen Komponenten und Eigenschaften und ist in 14 dargestellt. Das magnetische Sensorgerät 1 wird zur Erfassung des durch einen Leiter fließenden Stromwertes verwendet. In 14 ist das magnetische Sensorgerät 1 gemäß dem Beispiel B1 gezeigt, aber das magnetische Sensorgerät 1 kann auch eines aus den Beispielen A1 und A2 und aus den Beispielen B2 bis B4 sein.
Insbesondere wenn das magnetische Sensorgerät 1 zum Erfassen des durch einen Leiter fließenden Stromwertes verwendet wird, ist der Leiter 2 mit seiner zu der Z-Achse ausgerichteten Stromrichtung angeordnet, und das magnetische Sensorgerät 1 ist derart angeordnet, dass die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 zwischen dem Leiter 2 und dem magnetischen Sensorelement 11 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel kann der Leiter 2 ein langer und dünner Metalleiter sein, der gewöhnlich als Sammelleiter bezeichnet wird. Wie in 15a gezeigt, kann der Sammelleiter eine Haarnadel in U-Form aufweisen und der Strom kann in einer Richtung entlang der Z-Achse nahe des magnetischen Sensorgeräts 1 fließen (Vorwärtspfad), und wenn der Sammelleiter an einen anderen Teil zurückgedreht wird, kann der Strom in die andere Richtung entlang der Z-Achse nahe des magnetischen Sensorgerätes 1 fließen (Rückwärtspfad). Wenn dieser Sammelleiter nahe des magnetischen Sensorgeräts 1 ausgehend von dem Betrachtungspunkt, der parallel zu der Z-Achse in 15(a) ist, betrachtet wird, wie in 15(b) gezeigt, sind der Vorwärtspfad und der Rückwärtspfad des Sammelleiters parallel zu einem dazwischenliegenden Abstand in der X-Achsenrichtung angeordnet, d. h. die Positionen in der Y-Achsenrichtung sind ausgerichtet. In 14 und 15 sind weiter die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 zwischen dem Leiter 2 und dem Element 11 angeordnet, aber der Leiter 2 kann zwischen der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 und dem Element 11 angeordnet sein oder zwischen der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 und dem Element 11. Durch Anordnung des Leiters 2 wie oben beschrieben, kann der Einfluss des externen Störmagnetfelds reduziert werden und eine präzisere Messung wird möglich.
Wie in 14 und 15 gezeigt, ist für den Fall, dass die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 näher zu dem Leiter 2 angeordnet ist als der magnetische Sensor 11, d. h. näher zu der Quelle von Magnetfeldern, die Intensität des der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 bereitgestellten Magnetfelds gewöhnlich größer als die Intensität des dem magnetischen Sensor 11 bereitgestellten Magnetfelds. Wenn Volumen, Größen und Dicken verglichen werden, kann die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 entsprechend größer und dicker als die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 ausgebildet sein. Die Zuführungsrichtung des Anschlusses 121 unterscheidet sich bei den 14 und 15 und das bedeutet, dass der Anschluss in jeder Richtung zugeführt werden kann. Mit dieser Struktur präsentiert das magnetische Sensorelement 11 einen Widerstandswert entsprechend der Intensität des in der Nähe erzeugten Magnetfelds, wenn der Strom durch den Leiter 2 fließt.
Der Widerstandswert zwischen den zwei Anschlüssen 121, die der Außenseite des magnetischen Sensorgerätes 1 zugeführt werden, d. h. der der durch das magnetische Sensorelement 11 präsentierte Widerstandswert, kann beispielsweise durch Einsetzen einer Wheatstone-Brücke mit drei Widerständen, die bekannte Widerstandswerte aufweist, und des magnetischen Sensorgeräts 1 erzielt werden, wobei der durch das magnetische Sensorelement 11 des magnetischen Sensorgeräts 1 präsentierte Widerstandswert durch die Brückenschaltung erfasst wird.
Wie in 16(a) und 16(b) konzeptionell gezeigt, weist das magnetische Sensorelement 11 des magnetischen Sensorgeräts 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung einen ringförmigen magnetischen Körper 31 auf, der in einer Ebene ausgebildet ist, und ein Element mit einer magnetoresistiven Wirkung 32, das in der Mitte davon angeordnet ist. Der magnetische Körper 31 ist derart magnetisiert, dass wenn zwei Positionen in peripherischen Richtungen von der Mitte mit einem Versatzwinkel von θ zueinander angeordnet sind, sich die Magnetisierungsrichtungen bei diesen Positionen um 2θ unterscheiden, insbesondere werden die Magnetisierungsrichtungen über die Hälfte des Umfangs um 360 Grad gedreht, wobei in 16 die Magnetisierungsrichtungen durch Pfeile angedeutet sind. Diese Anordnung ist bekannt und wird gewöhnlich als Halbach-Array bezeichnet.
In dem Ausführungsbeispiel der 16(a) ist das Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 ein SVGMR-Element (Spin Valve Giant Magnetoresistive-Element), bei dem die Weitenrichtung die zu erfassende Achsenrichtung ist, welche oben die beschriebene Y-Achsenrichtung ist, wobei die Weitenrichtung die zu der longitudinalen Richtung des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 senkrechte Richtung ist. Das Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 16(a) umfasst eine feste Schicht mit einer Magnetisierungsrichtung, die zu der Weitenrichtung fest ist, wobei die Schicht eine Magnetisierungsrichtung aufweist, die nicht durch das externe Magnetfeld geändert wird. Für die Struktur in 16(a) kann ein Stromsensor des Feedbacktyps verwendet werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der magnetische Körper 31 und das Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 so angeordnet, dass die Weitenrichtung des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 mit der Richtung D (Y-Achsenrichtung in 16(a)) des zu erfassenden Magnetfelds übereinstimmt.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung können, wie in 16(b) gezeigt, der magnetische Körper 31 und das Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 so angeordnet sein, dass die Richtung D (Y-Achsenrichtung) des zu erfassenden Magnetfelds und die Weitenrichtung des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 senkrecht zu der Richtung des Magnetflusses (Z-Achsenrichtung) werden, wobei der Magnetfluss von dem magnetischen Körper 31 dem Element mit der magnetoresistiven Wirkung 22 bereitgestellt wird, und wobei das Element mit der magnetoresistiven Wirkung 22 nahe der Mitte des magnetischen Körpers 31 angeordnet ist, insbesondere mit der Y-Achsenrichtung übereinstimmt. In diesem Fall sind der magnetische Körper 31 und das Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 derart angeordnet, dass die Weitenrichtung des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 senkrecht zu der Richtung des von dem magnetischen Körper 31 zu dem Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 bereitgestellten Magnetflusses wird. Für die Struktur in 16(b) kann ein Stromsensor vom Typ „magnetischer Anteil” verwendet werden.
17 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines magnetischen Sensorelements 11 auf der Basis des Konzepts von 16(a). Das magnetische Sensorelement 11 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist mit einem ringförmigen magnetischen Körper 31 vorgesehen, der eine longitudinale Größe unterschiedlich zu der lateralen Größe aufweist, ein Element mit einer magnetoresistiven Wirkung 32 ist vorgesehen, welches Nahe der Mitte C des magnetischen Körpers 31 angeordnet ist, und Schichten, die entsprechend auf dem magnetischen Körper 31 gestapelt sind, um den magnetischen Körper 31 dazwischen zu halten, und wobei die Schichten entsprechend ein unteres Muster 33a einer Spule 33 und ein oberes Muster 33b der Spule 33 aufweisen. Dieses magnetische Sensorgerät 31 ist dazu geeignet, das Magnetfeld, das extern in die D-Richtung (negative Y-Achsenrichtung) in 17 bereitgestellt wird, zu erfassen.
In diesem Ausführungsbeispiel überlappen sich der magnetische Körper 31, das untere Muster 33a und das obere Muster 33b der Spule 33, und verdecken sich teilweise in der Draufsicht und sind daher nicht einfach zu erkennen. Allerdings zeigt 17 eine Draufsicht mit dem magnetischen Körper 31, dem Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 und der Spule 33, die transparent dargestellt sind.
Der magnetische Körper 31 wird beispielsweise aus einer Eisen-Nickel-Legierung (Permalloy) hergestellt und weist in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Dicke von 1 μm auf, eine Sättigungsmagnetflussdichte Bs von 1,45 T und eine initiale magnetische Permeabilität μi von 2.000. Des Weiteren hat der magnetische Körper 31 einen geschmälerten Teil 100, der in Richtung des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 geschmälert ist, an einer Position, die sich in der Nebenachsenrichtung durch die Mitte C des magnetischen Körpers 31 erstreckt und den magnetischen Körper 31 schneidet oder kreuzt, wobei die Mitte sowohl die Mitte in der Weitenrichtung als auch in der longitudinalen Richtung darstellt. Dabei sind beide Umfänge, der äußere Umfang und der innere Umfang des magnetischen Körpers 31, im Wesentlichen hantelförmig, wobei die Gestalt durch Verbinden zweier Stücke in C-Form ausgebildet ist, die sich durch Anordnen an den gegenüberliegenden Öffnungen ergibt, oder die Form wird durch Verbinden zweier Stücke in 3-Form ausgebildet, die sich einander gegenüberliegen, so dass der obere Teil des oberen Bogens der ”3” mit dem unteren Teil des unteren Bogens der anderen ”3” verbunden wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der innere Umfang des magnetischen Körpers 31 ausgebildet, um symmetrisch in Bezug zu den durch die Mitte C verlaufenden Leitungen und parallel zu der Y-Achse zu sein. Anders als beim geschmälerte Teil 100 wird die Weite w in der Y-Achsenrichtung des inneren Umfangs graduell reduziert, wenn die Entfernung zur Mitte steigt. Teile Ly des magnetischen Körpers 31, welche sich im Wesentlichen parallel zu der Y-Achse erstrecken, sind ausgebildet, um eine weitere Weite als andere Teile zu haben. Dabei kann der magnetische Körper 31 nicht einfach gesättigt werden, wenn ein großes externes Magnetfeld bereitgestellt wird. Beispielsweise kann wenn die Weite von Ly 100 μm beträgt, das externe bereitgestellte Magnetfeld ungefähr 3.182 Nm (40 Oe) betragen, bei 150 μm können ungefähr 3.422 Nm (43 Oe) bereitgestellt werden, und bei 200 μm können ungefähr 3.740 Nm (47 Oe) bereitgestellt werden.
Der geschmälerte Teil 100 des magnetischen Körpers 31 ist getapert, so dass die Weite graduell in Richtung des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 abnimmt. Ferner kann eine Einbuchtung U auf der äußeren Umfangsseite des geschmälerten Teils 100 ausgebildet sein, welches eine Position auf dem äußeren Umfang darstellt, wo eine Leitung, die durch die Mitte verläuft und sich in die Nebenachsenrichtung erstreckt, schneidet oder kreuzt, wobei sich die Einbuchtung zur Mitte C erstreckt, insbesondere in Richtung des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32. Die Spule 33 ist um den magnetischen Körper 31 gewickelt, um Magnetfelder auszubilden, so dass die Richtungen der Magnetfelder verteilt werden, um sich räumlich um 360 Grad in der peripherischen Richtung über die Hälfte des Umfangs des magnetischen Körpers 31 zu drehen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der magnetische Körper 31 so ausgebildet, dass die Weite des magnetischen Körpers 31 an der Position, wo die Leitung, die durch die Mitte C verläuft und sich in die Nebenachsenrichtung erstreckt, schneidet oder kreuzt, schmaler ist als die Weite des magnetischen Körpers 31 an der Position, wo die Leitung, die durch die Mitte C verläuft und sich in die Hauptachsenrichtung erstreckt, schneidet oder kreuzt.
Das Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 ist beispielsweise ein SVGMR-Element mit einer festen Schicht, die in der Weitenrichtung magnetisiert ist, d. h. in der zu der longitudinalen Richtung senkrechten Richtung, und einen Widerstandswert repräsentiert, der der Intensität des Magnetfelds in der Weitenrichtung entspricht. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 so angeordnet, dass die Weitenrichtung (die zu erfassende Achsenrichtung) parallel zu der Y-Achse verläuft.
Die Spule 33 umfasst ein unteres Muster 33a, das auf der Oberfläche angeordnet ist, welche auf der tieferen Seite gestapelt ist als die Oberfläche mit dem magnetischen Körper 31. Ferner umfasst die Spule 33 ein oberes Muster 33b, das auf der Oberfläche angeordnet ist, welche auf der oberen Seite gestapelt ist als die Oberfläche mit dem magnetischen Körper 31. Das untere Muster 33a ist in 18(a) und das obere Muster 33b ist in 18(b) gezeigt. In 18(a) und in 18(b) zeigen Kreisanteile Positionen von Durchgangslöchern an. Durchgangslöcher sind an entsprechenden Positionen auf dem oberen Muster 33b und dem unteren Muster 33a angeordnet, um die entsprechenden Kreisanteile durch die Durchgangslöcher elektrisch zu verbinden. Das untere Muster 33a und das obere Muster 33b sind elektrisch durch rechteckige Pads Q1 bis Q6 verbunden. Wie unten beschrieben, wird die Hauptachsenrichtung des magnetischen Körpers 31 als Z-Achse bezeichnet, wobei in der Figur die Richtung zur Linken die negative Z-Achsenrichtung darstellt, wobei die zu dieser Richtung senkrechte Richtung als Y-Achse bezeichnet wird, und wobei in der Figur die Richtung nach oben die positiven Y-Achsenrichtung darstellt.
Zusätzlich umfassen das untere Muster 33a und das obere Muster 33b Teile, die symmetrisch zur Mitte des ringförmigen magnetischen Körpers 31 sind.
19(a) zeigt einen Teil des unteren Musters 33a, das in 18a gezeigt ist, das ein Teil der positiven Richtungsseite der Y-Achse von den Leitungen ist, die parallel zu der Hauptachse des magnetischen Körpers 31 verlaufen (Leitung entspricht der Symmetrieachse). 19(b) zeigt einen Teil des oberen Musters 33b, das in 18(b) gezeigt ist, das ein Teil der positiven Richtungsseite der Y-Achse von den Leitungen ist, die parallel zu der Hauptachse des magnetischen Körpers 31 verlaufen (Leitung entspricht der Symmetrieachse). Zumindest ein Teil des gewickelten Drahtmusters ist nicht abgedichtet und umfasst einen parallelen Teil L, der parallel zur Z-Achse verläuft, und einen Teil, der schief den parallelen Teil L kreuzt, d. h. ein Teil, der den magnetischen Körper in der peripherischen Richtung kreuzt, so dass diese in einem Winkel innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs geneigt ist, der im Folgenden als einfallender Bereich bezeichnet wird. Insbesondere ist dieses Muster im mittleren Verlauf gebeugt.
Wie in 19(b) gezeigt, ist der gewickelte Draht T1 des unteren Musters 33a in 19(a) von dem Pad Q1 durch das Durchgangsloch H1-H1' mit dem gewickelten Draht T1' des oberen Musters 33b verbunden. Der gewickelte Draht T1' des oberen Musters 33b ist durch das Durchgangsloch H12'-H12 mit dem gewickelte Draht T2 des unteren Musters 33a verbunden.
Der gewickelte Draht T2 umfasst einen einfallenden Bereich S2 und ist durch das Durchgangsloch H2-H2' mit dem gewickelte Draht T2' des unteren Musters 33b verbunden. Dieser gewickelte Draht T2' umfasst auch einen einfallenden Bereich. In der Folge sind die gewickelten Drähte T3, T3', T4, ..., T5' um den magnetischen Körper 31 gewickelt, während die Drähte derart angeordnet sind, um das untere Muster 33a und das obere Muster 33b durch die entsprechenden Durchgangslöcher auszubilden.
Inmitten der gewickelten Drähte T1, T2, ..., T5 und inmitten der gewickelten Drähte T1', T2', ..., T5' gilt in diesem Ausführungsbeispiel, dass je weiter die gewickelten Drähte in die positive oder negative Z-Achsenrichtung angeordnet sind, desto länger der einfallende Bereich S ist. Der Einfallswinkel des einfallenden Bereichs S ist relativ zur Y-Achse konstant und beträgt beispielsweise 20 Grad (70 Grad relativ zu der Z-Achse).
Der gewickelte Draht T6 ist durch das Durchgangsloch H6-H6' mit dem gewickelten Draht T7 des oberen Musters 33b verbunden. Der gewickelte Draht T7' ist durch das Durchgangsloch H7'-H7 mit dem Z-förmigen gewickelten Draht T7 des unteren Musters 33a verbunden. Der gewickelte Draht T7 umfasst zwei einfallende Bereiche S7-1 und S7-2 und einen parallelen Bereich P7. Die Leitung, die sich aus dem einfallenden Bereich S7-1 erstreckt, ist symmetrisch zu den Leitungen, die sich aus dem einfallenden Bereich S7-2 in Bezug auf die Y-Achse erstrecken. Der gewickelte Draht T7 ist durch das Durchgangsloch H17-H17' mit dem π-förmig gewickelten Draht T8' des oberen Musters 33b verbunden. In der Folge sind gewickelte Drähte T8, T9', T9, ..., T11, T12' um den magnetischen Körper 31 gewickelt, während die Drähte derart angeordnet sind, um das untere Muster 33a und das obere Muster 33b durch die entsprechenden Löcher auszubilden. Wenigstens ein Teil (in 19 sind das T8, T9, T8', T9') der gewickelten Drähte T8, T9, ..., T11 und T8', T9', ..., T11' sind entsprechend mit zwei einfallen Bereichen S vorgesehen, um eine Gestalt aufzuweisen, die im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf die Y-Achse ist mit Ausnahme der Kanten von den verbundenen Teilen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die gewickelten Drähte T10, T11, T11', T12' so strukturiert, dass der Anteil der Drähte, die im Wesentlichen parallel zur X-Achse verlaufen, entlang des geschmälerten Bereichs 100 des magnetischen Körpers 31 gewickelt sind. Der gewickelte Draht T12' ist durch das Durchgangsloch H112'-H112 mit dem gewickelten Draht T12 verbunden. Die gewickelten Drähte T12, ..., T16, und T13, ..., T16' weisen im Wesentlichen eine Gestalt auf, die symmetrisch zu der Gestalt der gewickelten Drähte T5, T4, ..., T1, T5', ..., T2' in Bezug auf die Y-Achse ist. Der gewickelte Draht T16 ist durch das Durchgangsloch H116-H116' mit dem gewickelten Draht T17' verbunden und der gewickelte Draht T17' ist durch das Durchgangsloch H117'-H117 mit dem Pad Q2 verbunden.
In dem Ausführungsbeispiel der 18 ist das Pad Q3 mit dem unteren Muster 33a verdrahtet und mit dem einen Ende des Anschlusses mit dem Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 verbunden. Das Pad Q6 ist mit der Schicht verdrahtet, die die Schicht des unteren Musters 33a darstellt und mit dem anderen Ende des Anschlusses mit dem Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 verbunden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 20 wird der Spulenstrom Ic dem Pad Q4 bereitgestellt. Das Pad Q5 ist mit dem Pad Q2 verbunden. Weiter ist das Pad Q1 mit dem gemeinsamen Anschluss (GND) des Spulenstroms Ic verbunden. Die Versorgungsspannung Vcc des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 wird dem Pad Q3 bereitgestellt. Das Pad Q6 definiert einen gemeinsamen Anschluss (GND). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ragen insbesondere sechs mit den Pads Q1, Q4, Q3 und Q6 zu verbindende Anschlüsse aus einem Gehäuse des gegossenen magnetischen Sensorgeräts 1. Der Anschluss, der die Pads Q2 und Q5 verbindet, ist mit der externen Seite des Gehäuses verdrahtet.
Der Spulenstrom Ic, der dem Pad Q4 bereitgestellt wird, fließt durch die Spule 33 und dadurch magnetisiert die Spule 33 den magnetischen Körper 31 derart, dass an Positionen, die voneinander in einem Winkel von θ von der Mitte abweichen, die Magnetisierungsrichtungen sich um 2θ unterscheiden, insbesondere ein Halbach-Array ausbilden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der magnetische Körper 31 in derselben Richtung magnetisiert wie die schmale nach unten weisende Richtung des geschmälerten Bereichs 100, insbesondere in einer zu der Weitenrichtung des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 parallelen Richtung.
21 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer schematischen Querschnittsansicht, die ein Teil des magnetischen Sensorelements 11 aus 17 zeigt, wobei entlang einer Richtung, die parallel zur erfassenden Achsenrichtung verläuft, geschnitten wurde. Für ein einfaches Verständnis zeigt 21 den Grundriss der Anordnung der Spule 33 usw. durch Reduktion der Anzahl von Windungen usw. Das magnetische Sensorelement 11 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in 21 wird wie unten beschrieben hergestellt. Insbesondere ist eine Dämpfungsschicht 42 umfassend zwei Schichten (SiO₂ auf der Substratseite und Al₂O₃ auf der Dämpfungsfilmseite 43) auf dem Substrat 41 ausgebildet und eine gerade Anzahl von Elementen mit der magnetoresistiven Wirkung 32 (SVGMR-Elementfilme) haben jedes eine Weite von 10 μm und sind auf dem Substrat 41 durch Dünnschichttechnologien ausgebildet. Zusätzlich ist der Dämpfungsfilm 43 dicker als der Film mit dem Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32, das auf dem Substrat 41 ausgebildet ist, und des Weiteren ist der magnetische Körper 31 aus Permalloy usw. hergestellt und ein unteres Muster 33a einer Spule 33 ist um den magnetischen Körper 31 gewickelt und auf dem Dämpfungsfilm 22 ausgebildet und ein Harz 44 (Dämpfungskörper) ist zur Versiegelung vorgesehen. Ferner sind Durchgangslöcher H auf dem Harz 44 ausgebildet und Leitungen sind auf dem unteren Muster 33a ausgebildet, so dass die Positionen der Leitungen den Positionen der Durchgangslöcher H entsprechen. Als Nächstes wird ein oberes Muster 33b der Spule 33 ausgebildet, das mit den Leitungen verbunden wird, und das Harz 44 (Dämpfungskörper) ist ferner zur Versiegelung vorgesehen. Ein Pad Q, der leitend mit der Spule 33 verbunden wird, ragt aus dem Harz heraus. Der magnetische Körper 31 ist derart angeordnet, einen Abstand von etwa 2 μm von jedem der gegenüberliegenden Seiten der Magnetflussrichtung des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 aufzuweisen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 auf der Substratseite 41 (untere Schichtseite) des magnetischen Körpers 31 angeordnet und die Teile des magnetischen Körpers 31, die nahe der Mitte C sind, können sich zur unteren Schichtseite in Richtung des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 erstrecken.
Das magnetische Sensorelement 11 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann als magnetische Balanceschaltung verwendet werden. Wie 22 zeigt, wird ein Anschluss in dieser Schaltung, der sich von einem Ende des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 erstreckt, verbunden, um eine DC Versorgungsspannung Vcc aufzuweisen und wird auch mit dem negativen Anschluss (–) eines Komparators 14 verbunden. Der negative Anschluss (–) des Komparators 54 ist auch mit dem Ausgangsanschluss (OUT) verbunden. Ein Anschluss, der sich von dem anderen Ende des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 erstreckt, ist mit dem gemeinsamen Anschluss (GND) verbunden. Der positive Anschluss (+) des Komparators 14 wird mit dem gemeinsamen Anschluss (GND) durch eine Referenzversorgung 55 verbunden. Das Ausgangspotenzial der Referenzversorgung 55 definiert ein Potenzial des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 für den Fall, dass kein Magnetfeld vorhanden ist. Der negative Anschluss (–) des Komparators 54 ist mit Vcc verbunden, aber das Potenzial davon verändert sich (wenn auch geringfügig) abhängig von dem Verbindungswiderstand und dem Widerstandswert des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32.
Der Ausgang des Komparators 54 ist mit dem einen Ende der Spule 33 (Pad Q4) durch eine Wellenformungseinheit 61 und einen Tiefpassfilter (LPF) 62 verbunden. Des Weiteren ist das andere Ende der Spule 33 (Pad Q6) mit dem gemeinsamen Anschluss (GND) durch einen festen Widerstand 56 verbunden.
Die Schaltung des magnetischen Sensorgeräts 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel empfängt einen Spannungssignalausgang von dem Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 durch den Komparator 54, der Wellenformungseinheit 61 und dem Tiefpassfilter LPF 62. Der Ausgang, der durch das Tiefpassfilter LPF 62 empfangen wird, ist ein Spannungssignal, das proportional zu der Differenz zwischen dem Potenzial der Referenzversorgung und dem Potenzial des Spannungssignalausgangs des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 ist.
Wenn das magnetische Sensorgerät 1 nahe eines Leiters angeordnet ist (beispielsweise eines Sammelleiters) durch den ein zu erfassender Strom fließt, variiert der Widerstandswert des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 aufgrund des induzierten Magnetfelds, das durch den zu erfassenden Strom verursacht wird. Daher weist das Ausgangspotenzial von dem Potenzial, bei dem kein Magnetfeld vorhanden ist, ein Offset auf. Wie oben beschrieben, wurde das Potenzial der Referenzversorgung gleich diesem Potenzial gesetzt. Der Ausgang wird durch den Komparator 54 und die Wellenformungseinheit 61 empfangen und das Tiefpassfilter LPF 62 umfasst ein Spannungssignal mit einem Wert, der dem Offset-Wert des Potenzials entspricht. Dieses Spannungssignal zeigt die Intensität des durch den zu erfassenden Strom verursachten induzierten Magnetfelds an, wobei der Strom durch den Sammelleiter fließt.
Dieses Spannungssignal wird dem einen Ende der Spule 33 bereitgestellt, damit ein Strom durch die Spule 33 fließt und dadurch ein Magnetfeld erzeugt wird (löschendes Magnetfeld). Der Magnetfluss, der durch dieses löschende Magnetfeld verursacht wird, und das induzierte Magnetfeld, das durch den zu erfassenden Strom verursacht wird, werden durch den magnetischen Körper 31 dem Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 bereitgestellt. Wenn der Magnetfluss, der das Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 passiert, null wird, d. h. wenn die Ausgangsspannung des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 gleich dem Referenzpotenzial 55 ist, wird ein Spannungssignal V proportional zu dem Wert des durch die Spule 33 fließenden Stromes extrahiert (OUT). Dieses Spannungssignal V wird ein Ausgangssignal, das proportional zu dem Wert des zu erfassenden Stromes ist, d. h. im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zu dem durch den Sammelleiter fließenden Strom.
Das magnetische Sensorelement 11 auf der Basis des Ausführungsbeispiels der 16(b) weist eine Struktur wie die Struktur der Ausführungsbeispiele in 17 bis 20 auf mit Ausnahme, dass das Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 in einer zu der Magnetisierungsrichtung der Spule 33 senkrechten Richtung angeordnet ist, und entsprechend ist die zu erfassende Achsenrichtung parallel oder antiparallel zu der Z-Achse in der 17 bis 20. Die Struktur des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 des magnetischen Sensorelements 11 ist dieselbe wie die Struktur in 21. Die Gestalt des magnetischen Körpers 31 kann sich zwischen dem Stromsensor vom Feedbacktyp und dem Stromsensor vom Typ „magnetischer Anteil” unterscheiden.
23 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer anderen Schaltung, in dem das magnetische Sensorelement 11 auf Basis des Ausführungsbeispiels in 16(a) verwendet wird. Wie 23 zeigt, sind das Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 und bekannte Widerstände R1 bis R3 vorgesehen, um eine Brückenschaltung auszubilden. Inmitten der zwei Paare der Anschlussgruppen, die auf den diagonalen Leitungen der Brückenschaltung angeordnet sind, sind die einem Paar zugeordneten Anschlüsse entsprechend mit der Leistungsquelle Vcc und mit dem gemeinsamen Anschluss GND verbunden. Die Anschlüsse des anderen Paars sind mit den Eingangsanschlüssen des Komparators 54 verbunden. Der Ausgangsanschluss des Komparators 54 ist durch die Spule, die um den magnetischen Körper 31 gewickelt ist, und durch den festen Widerstand 56 mit dem gemeinsamen Anschluss GND verbunden. Der Verbindungspunkt der Spule 33 und des festen Widerstands 56 ist mit dem Ausgangsanschluss OUT verbunden. Das Potenzial des Ausgangsanschlusses OUT des gemeinsamen Anschlusses GND definiert das Ausgangspotenzial V dieser Schaltung.
In der Schaltung dieses Ausführungsbeispiels wird das Ausgangspotenzial des Komparators 54 größer und ein größerer Versorgungsstrom fließt in der Spule 33, der proportional zu der Differenz zwischen dem Verhältnis des Widerstandswerts des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32 relativ zu dem Widerstandswert A1 des bekannten Widerstands und dem Verhältnis des Widerstandswert R2 des bekannten Widerstands relativ zu dem Widerstandswert R3 des bekannten Widerstands ist. Das Potenzial in dem Verhältnis zu dem Ausgangspotenzial des Komparators 54 tritt am Ausgangsanschluss OUT auf. Insbesondere ist das Potenzial V des Ausgangsanschlusses OUT proportional zu der Änderung des Widerstandswerts des Elements mit der magnetoresistiven Wirkung 32, d. h. zur Intensität des Magnetfelds, die dem Element mit der magnetoresistiven Wirkung 32 bereitgestellt wird. Das Potenzial V definiert ein Ausgangssignal in dem Verhältnis zu dem Wert des zu erfassenden Stromes, d. h. in diesem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel dem durch den Sammelleiter fließenden Strom.
Auf diese Weise kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Intensität des dem magnetischen Sensorelements bereitgestellten Magnetfelds gedämpft werden. Dadurch kann verhindert werden, dass das magnetische Sensorelement magnetisch gesättigt wird. Beispielsweise ist, wenn kein Dämpfungskörper eines Magnetfelds vorgesehen ist, bei einem Strom von 1.000 A, der durch den Sammelleiter in dem Ausführungsbeispiel der 14 fließt, ein Magnetfeld mit der Intensität von 400 Oe dem magnetischen Sensorelement 11 bereitgestellt, was zu einer magnetische Sättigung des Elements führt. Auf der anderen Seite wird, wenn ein Dämpfungskörper eines Magnetfelds wie in der Struktur des vorliegenden Ausführungsbeispiels vorliegt, die Intensität des dem magnetischen Sensorelements 11 bereitgestellten Magnetfelds um ±50 Oe gedämpft und dadurch wird eine magnetische Sättigung des Elements verhindert.
Im Allgemeinen gilt innerhalb des Bereiches, in dem das magnetische Sensorelement nicht magnetisch gesättigt wird, dass die Linearität des Ausgangsstromwertes relativ zu der erfassten Intensität des Magnetfelds vergleichsweise hoch ist und je mehr sich dieser Bereich der magnetischen Sättigung nähert, desto geringer wird die Linearität. Insbesondere gilt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, dass das Magnetfeld derart gedämpft werden kann, dass die magnetische Sättigung des Elements verhindert wird, und dadurch kann der Bereich, in dem die Linearität des Ausgangs erhalten wird, ausgeweitet werden. Dieser Bereich umfasst den Bereich, bei dem kein Magnetfeld vorhanden ist.
Das magnetische Sensorelement 11 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der 16(a) und 16(b) und daher die Linearität des Stromwertes relativ zu der erfassten Intensität des Magnetfelds werden verbessert. Dementsprechend kann die Linearität des Ausgangs über einen weiten Bereich erhalten bleiben. Dieser Bereich umfasst den Bereich, bei dem kein Magnetfeld vorhanden ist.
In der oberen Beschreibung sind die ersten, zweiten und dritten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13, 14 ausgebildet, um ein magnetisches Material zu verwenden, das eine hohe magnetische Permeabilität aufweist, wie ein Anschlussrahmen, der eine Legierung wie 45 Alloy usw. verwendet. Insbesondere ist eine Vielzahl von plattenähnlichen magnetischen Materialien parallel angeordnet und mit einem Gießharz imprägniert und erhärtet. In diesem Fall wird die Dämpfungseinheit eines Magnetfelds durch alternierendes Beschichten der Vielzahl der parallel angeordneten plattenähnlichen magnetischen Materialien 301 und des Harzes 302 ausgebildet, wie in 24 durch den Querschnitt in der Weitenrichtung gezeigt.
Die Dämpfungseinheit eines Magnetfelds kann durch Beschichten einer Vielzahl von magnetischen Materialien 301 auf einer Basis 303 unter Verwendung eines Adhäsionsbands 304 ausgebildet werden, und des Weiteren kann ein PET-Film 305 durch das Adhäsionsband 304 angehaftet werden. 25 zeigt in diesem Ausführungsbeispiel den Querschnitt in der Weitenrichtung.
Des Weiteren kann die Dämpfungseinheit eines Magnetfelds durch alternierendes Beschichten eines Polyimid-Harzes 306 und des magnetischen Materials 201 ausgebildet werden. In diesem Fall ist die außenliegende Schicht durch das Polyimid-Harz 306 ausgebildet. 26 zeigt in diesem Ausführungsbeispiel den Querschnitt in der Weitenrichtung.
In den Ausführungsbeispielen der Dämpfungseinheit eines Magnetfelds der 24 bis 26 ist eine plattenähnliche Dämpfungseinheit eines Magnetfelds ausgebildet. In ähnlicher Weise kann eine L-förmige oder ein π-förmige Dämpfungseinheit durch anschließendes Beschichten der Innenseite bei sich vergrößernder Größe erzielt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Gestalt der Dämpfungseinheit eines Magnetfelds durch Einstellen des Dämpfungsanteils der Intensität des Magnetfelds geändert werden. Insbesondere in dem Beispiel A1 kann die Weite (Weite in der Y-Achsenrichtung) der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 kleiner hergestellt werden als die Weite (Weite in der Y-Achsenrichtung) der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12. Wie insbesondere 27 zeigt, weicht die Position des Endes der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 in der negativen Richtungsseite der Y-Achse von der Position des Endes der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 in der negativen Richtungsseite der Y-Achse ab, und zwar um ”a” zur positiven Seite der Y-Achse. Auch die Position des Endes der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 auf der positiven Richtungsseite der Y-Achse weicht von der Position des Endes der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 auf der positiven Richtungsseite der Y-Achse ab, und zwar um ”b” zur negativen Seite der Y-Achse. Insbesondere in dem Ausführungsbeispiel von 27 ist die Weite (Weite in der Y-Achsenrichtung) der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 schmaler als die Weite (Weite in der Y-Achsenrichtung) der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12, und zwar um ”a + b” unter der Bedingung, dass a = b erfüllt oder nicht erfüllt ist.
In Bezug auf Beispiel A1 zeigt 28 ein Verhältnis zwischen der Magnetflussdichte nahe dem magnetischen Sensorelement 11 und dem erfassten Stromwert während die offene Weite W = a + b variiert wird. Wie 28 zeigt, steigt in dem Verhältnis die offene Weite auf 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, ..., zu dem Fall, bei dem die offene Weite 0 mm beträgt (dann haben die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 und die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 dieselbe Weiten). Damit steigt die tatsächliche Magnetflussdichte beim selben erfassten Stromwert exponentiell. Insbesondere durch Vergrößern oder Verringern der offenen Weite kann der Dämpfungsanteil verringert oder vergrößert werden. Der gewünschte Dämpfungsanteil kann durch Einstellen der offenen Weite eingestellt werden.
Zusätzlich kann der Dämpfungsanteil der Intensität des Magnetfelds durch Ändern der Distanz zwischen dem Sammelleiter, durch den der zu erfassende Strom fließt, und dem magnetischen Sensorgerät 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eingestellt werden. Insbesondere wie in 29 gezeigt, wenn die Distanz (Gap) zwischen dem Sammelleiter und dem magnetischen Sensorgerät 1 steigt, steigt die tatsächliche Magnetflussdichte beim selben erfassten Stromwert. Dieser Steigerungsgrad nimmt exponentiell mit steigender Distanz (Gap) ab. Insbesondere ist die Differenz in dem Dämpfungsanteil zwischen dem Fall, bei dem der Gap 1 mm beträgt, und dem Fall, bei dem der Gap 2,5 mm beträgt, kleiner als die Differenz in dem Dämpfungsanteil zwischen dem Fall, bei dem der Gap 2,5 mm beträgt und dem Fall, bei dem der Gap 4 mm beträgt. Allerdings kann durch Vergrößern oder Verringern der Distanz bzw. des Gaps der Dämpfungsanteil verringert oder vergrößert werden. Dadurch kann ein gewünschter Dämpfungswert durch Einstellen des Gaps eingestellt werden.
Dementsprechend kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein gewünschter Dämpfungswert durch Einstellen der offenen Weite und/oder eines Gaps eingestellt werden. Die obere Beschreibung bezieht sich auf das Beispiel A1, aber auch in Beispiel A2 kann die Weite (Y-Achsenrichtungsweite) der zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 13a, 13b entsprechend geregelt werden, um den Dämpfungsanteil einzustellen. In ähnlicher Weise kann in den Beispielen B1, B2, B3 und B4 der Dämpfungsanteil durch Regelung der Weite (Y-Achsenrichtungsweite) der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 13 eingestellt werden.
Wie oben beschrieben, ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das magnetische Sensorelement 11 innerhalb eines Harzgehäuses angeordnet und versiegelt. In diesem Ausführungsbeispiel kann das Harzgehäuse beispielsweise als ein Quader ausgebildet sein, und dessen Mitte kann im Wesentlichen mit der Mitte der Quaderbegrenzung des magnetischen Sensorelements 11 übereinstimmen. Einheiten, die magnetische Körper umfassen, die als Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds wirken, sind auf der Oberfläche des Harzgehäuses befestigt, um die räumlichen Anordnung der oben beschriebenen Beispiele A1, A2, B1, B2, B3 und B4 zu erreichen. Insbesondere ist die Dämpfungseinheit eines Magnetfelds zum Beschichten einer Vielzahl von plattenähnlichen magnetischen Körpern ausgebildet (amorphe magnetische Körper, auf Nanokristall basierendes weichmagnetisches Material, auf Metallstreifen basierendes magnetisches Material usw.) und durch Harz-Imprägnation integriert.

Insbesondere in Bezug auf die oben erwähnten Beispiele A1, A2, B1, B2, B3 und B4 sind Analysen eines Magnetfelds für eine Position des magnetischen Sensorelements mit einer Software zur Magnetfeldanalyse JMAG ausgeführt worden und das Dämpfungsverhältnis der erfassten Intensität des Magnetfelds wurde simuliert. Die nachfolgende Tabelle zeigt ein Verhältnis des Dämpfungsanteils der erfassten Intensität eines Magnetfelds, wobei das Verhältnis ”1” beträgt, wenn keine Dämpfungseinheit eines Magnetfelds vorgesehen ist. Zudem zeigt die Tabelle ein Verhältnis des Dämpfungsanteils der externen Intensität eines Störmagnetfelds (in den X-, Y- und Z-Achsenrichtungen). Bei diesen experimentellen Beispielen beträgt die Distanz vom Sammelleiter zu dem Element 5 mm, die Distanz zwischen den ersten und den zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds 12, 13 beträgt 1 mm und die Dicke jeder Einheit beträgt 500 μm. Die Distanz zwischen dem Sammelleiter zu der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds 12 beträgt 4 mm. Tabelle 1

Modell	Dämpfungsverhältnis der erfassten Intensität eines Magnetfelds	Dämpfungsverhältnis des externen Störmagnetfelds
Modell		X-Richtung	Y-Richtung	Z-Richtung
Beispiel A1	0.02	1.0	0.0005	0.0005
Beispiel A2	0.18	1.0	0.057	0.27
Beispiel B1	0.02	0.0008	0.0003	0.0003
Beispiel B2	0.02	1.0	0.0015	0.0006
Beispiel B3	0.05	0.6	0.07	0.03
Beispiel B4	0.38	0.8	0.35	1.0

Claims

Magnetisches Sensorgerät umfassend ein magnetisches Sensorelement, das auf einer Oberfläche eines Substrates ausgebildet ist und die Intensität eines Magnetfeldes in einer vorbestimmten zu erfassenden Achsenrichtung erfasst, eine erste und eine zweite Oberfläche, wobei die ersten und zweiten Oberflächen parallel zu der Oberfläche mit dem magnetischen Sensorelement verlaufen, eine erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds, die auf der ersten Oberfläche angeordnet ist und die das magnetische Sensorelement in der Draufsicht verdeckt, und eine zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfeldes, die auf der zweiten Oberfläche angeordnet ist und die der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement gegenüberliegt.
Magnetisches Sensorgerät umfassend ein magnetisches Sensorelement, das auf einer Oberfläche eines Substrates ausgebildet ist und die Intensität eines Magnetfeldes in einer vorbestimmten zu erfassenden Achsenrichtung erfasst, eine erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds mit einer Oberfläche, die parallel zu einer Oberfläche des magnetischen Sensorelements verläuft, wobei die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds eine Tiefe und eine Weite aufweist, die dazu geeignet sind, das magnetische Sensorelement in der Draufsicht zu verdecken, und ein Paar von zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds, das der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement gegenüberliegt, wobei das Paar von zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds in der Draufsicht auf gegenüberliegenden Seiten in der zu der erfassenden Achsenrichtung senkrechten Richtung zu der Mitte des dazwischenliegenden magnetischen Sensorelements angeordnet ist.
Magnetisches Sensorgerät nach Anspruch 2, wobei das Paar von zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds in der Draufsicht auf der Innenseite der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds angeordnet ist.
Magnetisches Sensorgerät umfassend ein magnetisches Sensorelement, das auf einer Oberfläche eines Substrates ausgebildet ist und die Intensität eines Magnetfeldes in einer vorbestimmten zu erfassenden Achsenrichtung erfasst, und einen Dämpfungskörper eines Magnetfelds, der eine erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds, eine zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds und eine dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds aufweist, wobei jede der ersten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds und der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds eine Oberfläche aufweist, wobei die Oberflächen einander mit dem dazwischenliegenden magnetischen Sensorelement gegenüberliegen, und der dritten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds, die in einer zu der zu erfassenden Achsenrichtung des magnetischen Sensorelements parallel verlaufenden Richtung vorgesehen ist und die ersten und zweiten magnetischen Sensorelemente kreuzt, wobei in der zu erfassenden Achsenrichtung des magnetischen Sensorgeräts, das magnetische Sensorgerät mit einem geringen Anteil einer magnetischen Permeabilität vorgesehen ist, und wobei der geringe Anteil einer magnetischen Permeabilität eine magnetische Permeabilität umfasst, die geringer ist als die magnetische Permeabilität der ersten und der zweiten Dämpfungseinheiten eines Magnetfelds.
Magnetisches Sensorgerät nach Anspruch 4, wobei die zweite Dämpfungseinheit eines Magnetfelds und die dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds magnetisch integriert sind.
Magnetisches Sensorgerät nach Anspruch 4, wobei die Länge der zweiten Dämpfungseinheit eines Magnetfelds in der zu der erfassenden Achsenrichtung des magnetischen Sensorelements senkrechten Richtung kürzer ist als die Länge der Dämpfungseinheit eines Magnetfelds in der zu der erfassenden Achsenrichtung des magnetischen Sensorelements senkrechten Richtung.
Magnetisches Sensorgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die erste Dämpfungseinheit eines Magnetfelds und die dritte Dämpfungseinheit eines Magnetfelds magnetisch integriert sind.
Magnetisches Sensorgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfassend einen ringförmigen magnetischen Körper, eine Spule, die sich um den magnetischen Körper wickelt und Magnetfelder bereitstellt, so dass die Richtungen der Magnetfelder verteilt sind, um räumlich 360 Grad über die Hälfte des Umfangs in der peripherischen Richtung zu drehen, und ein Element mit einer magnetoresistiven Wirkung, das in der Mitte des ringförmigen magnetischen Körpers angeordnet ist, umfassend eine feste Schicht mit einer in der Richtung des zu erfassenden Magnetfeldes festen Magnetisierungsrichtung, und wobei die zu erfassende Achsenrichtung des magnetischen Sensorelements eine Richtung innerhalb der Ebene der festen Schicht ist und parallel oder antiparallel zu der Richtung verläuft, in der die Magnetisierung fest ist.