JP2001194182A - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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- JP2001194182A JP2001194182A JP2000001872A JP2000001872A JP2001194182A JP 2001194182 A JP2001194182 A JP 2001194182A JP 2000001872 A JP2000001872 A JP 2000001872A JP 2000001872 A JP2000001872 A JP 2000001872A JP 2001194182 A JP2001194182 A JP 2001194182A
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- field generating
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 より小型化、スリム化、高性能化、高信頼性
化、低コスト化を図ることができる磁気センサを提供す
ること。 【解決手段】 磁気センサは、大バルクハウゼンジャン
プを起こしうる磁性素子と、磁性素子に関連して配置さ
れた検出手段と、磁性素子の近傍に配置されて該磁性素
子に対して所定の極性の磁界を作用させる第１の磁界発
生手段と、磁性素子の少なくとも一端に近接しうる位置
に配置され該近接位置にあるとき該磁性素子に対して前
記所定の極性とは反対極性の磁界を作用させる第２の磁
界発生手段とを備え、磁性素子と第２の磁界発生手段と
は、第１の磁界発生手段の周りにおいて相対的に回転移
動しうるものとされていて、磁性素子がセット状態とリ
セット状態とに交互に切り換えられるようにしたことを
特徴とする。
化、低コスト化を図ることができる磁気センサを提供す
ること。 【解決手段】 磁気センサは、大バルクハウゼンジャン
プを起こしうる磁性素子と、磁性素子に関連して配置さ
れた検出手段と、磁性素子の近傍に配置されて該磁性素
子に対して所定の極性の磁界を作用させる第１の磁界発
生手段と、磁性素子の少なくとも一端に近接しうる位置
に配置され該近接位置にあるとき該磁性素子に対して前
記所定の極性とは反対極性の磁界を作用させる第２の磁
界発生手段とを備え、磁性素子と第２の磁界発生手段と
は、第１の磁界発生手段の周りにおいて相対的に回転移
動しうるものとされていて、磁性素子がセット状態とリ
セット状態とに交互に切り換えられるようにしたことを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対象物の存在や挙
動等、特に対象物の回転移動を検出するための磁気セン
サに関するものであり、より詳細には大バルクハウゼン
ジャンプ現象を利用した磁気センサに関するものであ
る。
動等、特に対象物の回転移動を検出するための磁気セン
サに関するものであり、より詳細には大バルクハウゼン
ジャンプ現象を利用した磁気センサに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】大バルクハウゼンジャンプ現象を起こし
うる素子、特にワイヤ状素子を用いた回転検知用の磁気
センサについては、幾つかのものが提案されているが、
その代表的な構成例は、添付図面の図７に略示するよう
なものである。
うる素子、特にワイヤ状素子を用いた回転検知用の磁気
センサについては、幾つかのものが提案されているが、
その代表的な構成例は、添付図面の図７に略示するよう
なものである。
【０００３】この従来の構成例においては、図７に示さ
れるように、大バルクハウゼンジャンプを起こしうるワ
イヤ状磁性素子１０の周りに検出コイル１１を巻回して
なる検出素子を備える。大バルクハウゼンジャンプ現象
を起こすためには、ワイヤ状磁性素子１０に交番磁界を
作用させる必要があることから、被検出物体に接続され
る回転中心軸２１を有するドラム状基体２０に、極性を
交互に変えた永久磁石３１から３６を等間隔に並べて配
置し、ドラム状基体２０の回転につれて、永久磁石３１
から３６がワイヤ状磁性素子１０の近傍を順次通過して
いくような構成としている。
れるように、大バルクハウゼンジャンプを起こしうるワ
イヤ状磁性素子１０の周りに検出コイル１１を巻回して
なる検出素子を備える。大バルクハウゼンジャンプ現象
を起こすためには、ワイヤ状磁性素子１０に交番磁界を
作用させる必要があることから、被検出物体に接続され
る回転中心軸２１を有するドラム状基体２０に、極性を
交互に変えた永久磁石３１から３６を等間隔に並べて配
置し、ドラム状基体２０の回転につれて、永久磁石３１
から３６がワイヤ状磁性素子１０の近傍を順次通過して
いくような構成としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来構成にあっては、ドラム状基体２０の直径寸法が大き
くなり、小型化には限界があった。また、ワイヤ状磁性
素子１０の磁化の配向を揃えるためにも作用する磁界
は、より強い方が好ましいが、これを強くするには隣接
する磁界との間で磁気回路を形成させないようにするた
め両者間に十分な距離を置く必要があり、ドラム状基体
２０の小型化は一層困難である。
来構成にあっては、ドラム状基体２０の直径寸法が大き
くなり、小型化には限界があった。また、ワイヤ状磁性
素子１０の磁化の配向を揃えるためにも作用する磁界
は、より強い方が好ましいが、これを強くするには隣接
する磁界との間で磁気回路を形成させないようにするた
め両者間に十分な距離を置く必要があり、ドラム状基体
２０の小型化は一層困難である。
【０００５】ドラム状基体２０の小型化が困難であるた
め、ドラム状基体２０自身の質量によるイナーシャを軽
減することができず、また、特にイナーシャの軽減につ
いて重要なスリム化も構造上極めて困難である。これら
のことから、当然に、コストもかさむものとなると共
に、大きさやコストの割に性能は低いものとなってしま
っていた。
め、ドラム状基体２０自身の質量によるイナーシャを軽
減することができず、また、特にイナーシャの軽減につ
いて重要なスリム化も構造上極めて困難である。これら
のことから、当然に、コストもかさむものとなると共
に、大きさやコストの割に性能は低いものとなってしま
っていた。
【０００６】さらにまた、検出分解能を上げるため、ド
ラム状基体２０の周りに複数個のワイヤ状磁性素子１０
を配置する場合には、これらワイヤ状磁性素子１０を含
めた全体の外形寸法が更に大きくなり、小型化の要求に
応えうるものとはならない。
ラム状基体２０の周りに複数個のワイヤ状磁性素子１０
を配置する場合には、これらワイヤ状磁性素子１０を含
めた全体の外形寸法が更に大きくなり、小型化の要求に
応えうるものとはならない。
【０００７】本発明の目的は、前述したような従来技術
の問題点を解消しうるような磁気センサを提供すること
である。
の問題点を解消しうるような磁気センサを提供すること
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの観点によ
れば、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性素子
と、該磁性素子に関連して配置された検出手段と、前記
磁性素子の近傍に配置されて該磁性素子に対して所定の
極性の磁界を作用させる第１の磁界発生手段と、前記磁
性素子の少なくとも一端に近接しうる位置に配置され該
近接位置にあるとき該磁性素子に対して前記所定の極性
とは反対極性の磁界を作用させる第２の磁界発生手段と
を備えており、前記磁性素子と前記第２の磁界発生手段
とは、前記第１の磁界発生手段の周りにおいて相対的に
回転移動しうるものとされていて、前記磁性素子がセッ
ト状態とリセット状態とに交互に切り換えられるように
したことを特徴とする磁気センサが提供される。
れば、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性素子
と、該磁性素子に関連して配置された検出手段と、前記
磁性素子の近傍に配置されて該磁性素子に対して所定の
極性の磁界を作用させる第１の磁界発生手段と、前記磁
性素子の少なくとも一端に近接しうる位置に配置され該
近接位置にあるとき該磁性素子に対して前記所定の極性
とは反対極性の磁界を作用させる第２の磁界発生手段と
を備えており、前記磁性素子と前記第２の磁界発生手段
とは、前記第１の磁界発生手段の周りにおいて相対的に
回転移動しうるものとされていて、前記磁性素子がセッ
ト状態とリセット状態とに交互に切り換えられるように
したことを特徴とする磁気センサが提供される。
【０００９】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
磁性素子は、固定位置とされ、前記第２の磁界発生手段
は、前記第１の磁界発生手段の周りにおいて回転させら
れる。
磁性素子は、固定位置とされ、前記第２の磁界発生手段
は、前記第１の磁界発生手段の周りにおいて回転させら
れる。
【００１０】本発明の別の実施の形態によれば、前記磁
性素子は、前記第１の磁界発生手段のまわりにおいて回
転させられ、前記第２の磁界発生手段は、固定位置とさ
れている。
性素子は、前記第１の磁界発生手段のまわりにおいて回
転させられ、前記第２の磁界発生手段は、固定位置とさ
れている。
【００１１】本発明の別の観点によれば、大バルクハウ
ゼンジャンプを起こしうる磁性素子と、該磁性素子に関
連して配置された検出手段と、前記磁性素子の近傍に配
置されて該磁性素子に対して所定の極性の磁界を作用さ
せる第１の磁界発生手段と、前記磁性素子の少なくとも
一端に近接しうる位置に配置され該近接位置にあるとき
該磁性素子に対して前記所定の極性とは反対極性の磁界
を作用させる第２の磁界発生手段とを備えており、前記
磁性素子と前記第２の磁界発生手段とは、ある回転中心
軸の周りにおいて相対的に回転移動しうるものとされて
おり、前記第１の磁界発生手段は、前記回転中心軸に対
して若干ずれた位置に配置され且つ前記磁性素子との間
で前記回転中心軸の周りに関して相対的に移動しうるも
のとされており、前記磁性素子がセット状態とリセット
状態とに交互に切り換えられるようにしたことを特徴と
する磁気センサが提供される。
ゼンジャンプを起こしうる磁性素子と、該磁性素子に関
連して配置された検出手段と、前記磁性素子の近傍に配
置されて該磁性素子に対して所定の極性の磁界を作用さ
せる第１の磁界発生手段と、前記磁性素子の少なくとも
一端に近接しうる位置に配置され該近接位置にあるとき
該磁性素子に対して前記所定の極性とは反対極性の磁界
を作用させる第２の磁界発生手段とを備えており、前記
磁性素子と前記第２の磁界発生手段とは、ある回転中心
軸の周りにおいて相対的に回転移動しうるものとされて
おり、前記第１の磁界発生手段は、前記回転中心軸に対
して若干ずれた位置に配置され且つ前記磁性素子との間
で前記回転中心軸の周りに関して相対的に移動しうるも
のとされており、前記磁性素子がセット状態とリセット
状態とに交互に切り換えられるようにしたことを特徴と
する磁気センサが提供される。
【００１２】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
磁性素子は、固定位置とされ、前記第２の磁界発生手段
は、前記回転中心軸のまわりにおいて回転させられる。
磁性素子は、固定位置とされ、前記第２の磁界発生手段
は、前記回転中心軸のまわりにおいて回転させられる。
【００１３】本発明の別の実施の形態によれば、前記磁
性素子は、前記回転中心軸のまわりにおいて回転させら
れ、前記第２の磁界発生手段は、固定位置とされてい
る。
性素子は、前記回転中心軸のまわりにおいて回転させら
れ、前記第２の磁界発生手段は、固定位置とされてい
る。
【００１４】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記第１の磁界発生手段は、前記第２の磁界発生手段と共
に前記回転中心軸のまわりに回転させられる。
記第１の磁界発生手段は、前記第２の磁界発生手段と共
に前記回転中心軸のまわりに回転させられる。
【００１５】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記第１の磁界発生手段は、前記磁性素子をセット状態と
するセット磁界を発生し、前記第２の磁界発生手段は、
前記磁性素子をリセット状態とするリセット磁界を発生
する。
記第１の磁界発生手段は、前記磁性素子をセット状態と
するセット磁界を発生し、前記第２の磁界発生手段は、
前記磁性素子をリセット状態とするリセット磁界を発生
する。
【００１６】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記第１の磁界発生手段は、前記磁性素子をリセット状態
とするリセット磁界を発生し、前記第２の磁界発生手段
は、前記磁性素子をセット状態とするセット磁界を発生
する。
記第１の磁界発生手段は、前記磁性素子をリセット状態
とするリセット磁界を発生し、前記第２の磁界発生手段
は、前記磁性素子をセット状態とするセット磁界を発生
する。
【００１７】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記磁性素子は、前記第１の磁界発生手段のまわりに間隔
をおいて複数個設けられている。
記磁性素子は、前記第１の磁界発生手段のまわりに間隔
をおいて複数個設けられている。
【００１８】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記第２の磁界発生手段は、前記第１の磁界発生手段のま
わりに間隔をおいて複数個設けられている。
記第２の磁界発生手段は、前記第１の磁界発生手段のま
わりに間隔をおいて複数個設けられている。
【００１９】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記第２の磁界発生手段は、前記磁性素子の両端に近接し
うる位置に配置されている。
記第２の磁界発生手段は、前記磁性素子の両端に近接し
うる位置に配置されている。
【００２０】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記第１の磁界発生手段および第２の磁界発生手段は、永
久磁石である。
記第１の磁界発生手段および第２の磁界発生手段は、永
久磁石である。
【００２１】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記第２の磁界発生手段は、前記磁性素子の一端に近接し
うる位置に配置される永久磁石と、前記磁性素子の他端
に近接しうる位置に配置される磁性体部材とからなる。
記第２の磁界発生手段は、前記磁性素子の一端に近接し
うる位置に配置される永久磁石と、前記磁性素子の他端
に近接しうる位置に配置される磁性体部材とからなる。
【００２２】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記第１の磁界発生手段は、被検出物体に接続される回転
軸に設けられた永久磁石からなり、前記第２の磁界発生
手段は、前記回転軸に接続されたアームに支持された永
久磁石からなる。
記第１の磁界発生手段は、被検出物体に接続される回転
軸に設けられた永久磁石からなり、前記第２の磁界発生
手段は、前記回転軸に接続されたアームに支持された永
久磁石からなる。
【００２３】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記第１の磁界発生手段は、被検出物体に接続される回転
軸を磁化してなる永久磁石からなり、前記第２の磁界発
生手段は、前記回転軸に接続されたアームに支持された
永久磁石からなる。
記第１の磁界発生手段は、被検出物体に接続される回転
軸を磁化してなる永久磁石からなり、前記第２の磁界発
生手段は、前記回転軸に接続されたアームに支持された
永久磁石からなる。
【００２４】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記磁性素子は、ワイヤ状素子である。
記磁性素子は、ワイヤ状素子である。
【００２５】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記検出手段は、前記磁性素子の周りに巻回された検出コ
イルを備える。
記検出手段は、前記磁性素子の周りに巻回された検出コ
イルを備える。
【００２６】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記磁性素子は、膜状素子である。
記磁性素子は、膜状素子である。
【００２７】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記磁性素子は、板状素子である。
記磁性素子は、板状素子である。
【００２８】本発明の更に別の実施の形態によれば、前
記検出手段は、前記磁性素子の近傍に配置された平面状
検出コイルを備える。
記検出手段は、前記磁性素子の近傍に配置された平面状
検出コイルを備える。
【００２９】
【発明の実施の形態】次に、添付図面の図１から図６に
基づいて、本発明の実施の形態および実施例について本
発明をより詳細に説明する。
基づいて、本発明の実施の形態および実施例について本
発明をより詳細に説明する。
【００３０】本発明の種々な実施の形態および実施例に
ついて説明する前に、本発明において使用する”大バル
クハウゼンジャンプを起こしうる磁性素子”（以下、単
に磁性素子という）について概略説明しておく。先ず、
一般的に知られているワイヤ状の複合磁性素子を例とし
て、その構造と挙動について説明する。強磁性体を線引
きして細いワイヤにしたものは、その合金組成とともに
独特な磁気的性質を持つ。この強磁性体ワイヤにひねり
応力を加えると、ワイヤの外周部付近ほど多くひねら
れ、中心部ほどひねられ方は少なくなり、このため外周
部と中心部では磁気特性が異なることとなる。この状態
を残留させる加工を施すと、外周部と中心部で磁気特性
の異なる強磁性体の磁気ワイヤができる。そして、外周
部の磁気特性は、比較的小さな磁界によってその磁化方
向を変える。これに対して、中心部は、外周部よりも大
きな磁界によってその磁化方向を変える。すなわち、一
本の磁気ワイヤの中に比較的磁化され易い磁気特性を持
つ外周部と、磁化されにくい中心部という２種類の異な
った磁気特性を持つ複合磁性体が形成されている。この
複合磁気ワイヤは、一軸異方性である。ここでは、外周
部をソフト層、中心部をハード層と呼び、このような複
合磁気ワイヤを、ワイヤ状の複合磁性素子と称する。
ついて説明する前に、本発明において使用する”大バル
クハウゼンジャンプを起こしうる磁性素子”（以下、単
に磁性素子という）について概略説明しておく。先ず、
一般的に知られているワイヤ状の複合磁性素子を例とし
て、その構造と挙動について説明する。強磁性体を線引
きして細いワイヤにしたものは、その合金組成とともに
独特な磁気的性質を持つ。この強磁性体ワイヤにひねり
応力を加えると、ワイヤの外周部付近ほど多くひねら
れ、中心部ほどひねられ方は少なくなり、このため外周
部と中心部では磁気特性が異なることとなる。この状態
を残留させる加工を施すと、外周部と中心部で磁気特性
の異なる強磁性体の磁気ワイヤができる。そして、外周
部の磁気特性は、比較的小さな磁界によってその磁化方
向を変える。これに対して、中心部は、外周部よりも大
きな磁界によってその磁化方向を変える。すなわち、一
本の磁気ワイヤの中に比較的磁化され易い磁気特性を持
つ外周部と、磁化されにくい中心部という２種類の異な
った磁気特性を持つ複合磁性体が形成されている。この
複合磁気ワイヤは、一軸異方性である。ここでは、外周
部をソフト層、中心部をハード層と呼び、このような複
合磁気ワイヤを、ワイヤ状の複合磁性素子と称する。
【００３１】この複合磁気ワイヤのハード層およびソフ
ト層は、初期的には、どのような方向に磁化されている
か定まっておらず、バラバラな磁化状態にある。この複
合磁気ワイヤの長手方向、つまり軸線方向と平行に、ハ
ード層の磁化方向を反転させるのに十分な外部磁界をか
けると、ソフト層は、当然のこと、ハード層も磁化され
同じ磁化方向にそろう。次に、ソフト層だけを磁化でき
るような外部磁界を、前とは逆方向にかける。その結
果、複合磁気ワイヤのソフト層とハード層とでは磁化さ
れている方向が逆であるという磁化状態ができる。一軸
異方性であるから、この状態で外部磁界を取り去っても
ソフト層の磁化方向は、ハード層の磁化に押えられてい
て磁化状態は安定している。このときの外部磁界をセッ
ト磁界と呼ぶ。次に、セット磁界と反対方向の外部磁界
をかけてこの磁界を増加させる。外部磁界の強さがある
臨界強度を越すと、ソフト層の磁化方向は急激に反転す
る。この磁界を、臨界磁界と呼ぶ。このときの反転現象
は、雪崩をうつような状態でソフト層の磁壁が移動して
一瞬のうちに磁化反転が起きる。この結果、ソフト層と
ハード層の磁化方向は同じとなり最初の状態に戻る。外
部磁界は臨界磁界よりも大きな磁界をかけておく。この
磁界を、リセット磁界と呼ぶ。この雪崩をうつように磁
化状態が反転する現象を大バルクハウゼンジャンプとい
う。磁化反転の速度は、この大バルクハウゼンジャンプ
のみに依存していて外部磁界には無関係である。
ト層は、初期的には、どのような方向に磁化されている
か定まっておらず、バラバラな磁化状態にある。この複
合磁気ワイヤの長手方向、つまり軸線方向と平行に、ハ
ード層の磁化方向を反転させるのに十分な外部磁界をか
けると、ソフト層は、当然のこと、ハード層も磁化され
同じ磁化方向にそろう。次に、ソフト層だけを磁化でき
るような外部磁界を、前とは逆方向にかける。その結
果、複合磁気ワイヤのソフト層とハード層とでは磁化さ
れている方向が逆であるという磁化状態ができる。一軸
異方性であるから、この状態で外部磁界を取り去っても
ソフト層の磁化方向は、ハード層の磁化に押えられてい
て磁化状態は安定している。このときの外部磁界をセッ
ト磁界と呼ぶ。次に、セット磁界と反対方向の外部磁界
をかけてこの磁界を増加させる。外部磁界の強さがある
臨界強度を越すと、ソフト層の磁化方向は急激に反転す
る。この磁界を、臨界磁界と呼ぶ。このときの反転現象
は、雪崩をうつような状態でソフト層の磁壁が移動して
一瞬のうちに磁化反転が起きる。この結果、ソフト層と
ハード層の磁化方向は同じとなり最初の状態に戻る。外
部磁界は臨界磁界よりも大きな磁界をかけておく。この
磁界を、リセット磁界と呼ぶ。この雪崩をうつように磁
化状態が反転する現象を大バルクハウゼンジャンプとい
う。磁化反転の速度は、この大バルクハウゼンジャンプ
のみに依存していて外部磁界には無関係である。
【００３２】”大バルクハウゼンジャンプを起こしうる
磁性素子”について、ワイヤ状の磁性素子を例に挙げて
説明してきたのであるが、本発明においては、このよう
なワイヤ状の磁性素子に限らず、同様の挙動を示す他の
種々な磁性素子を使用できるものである。また、前述し
た磁性素子は、ハード層とソフト層とを有するものであ
ったが、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性素
子としては、このようなハード層とソフト層との複合層
を有していないような磁性素子でも可能である。例え
ば、特開平４−２１８９０５号公報に開示されているよ
うな薄膜形成技術を使用することにより、薄膜状の磁性
体を形成し、これを薄膜状の磁性素子として使用するこ
ともできる。また、この磁性素子は、厚膜状でも板状で
もよい。さらにまた、ワイヤー状磁性素子にも、例え
ば、アモルファス、ウィーガンド等いくつかの種類があ
る。したがって、ここでいう”大バルクハウゼンジャン
プを起こしうる磁性素子”は、前述したような挙動を示
す種々な磁性素子のすべてを含むものである。
磁性素子”について、ワイヤ状の磁性素子を例に挙げて
説明してきたのであるが、本発明においては、このよう
なワイヤ状の磁性素子に限らず、同様の挙動を示す他の
種々な磁性素子を使用できるものである。また、前述し
た磁性素子は、ハード層とソフト層とを有するものであ
ったが、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性素
子としては、このようなハード層とソフト層との複合層
を有していないような磁性素子でも可能である。例え
ば、特開平４−２１８９０５号公報に開示されているよ
うな薄膜形成技術を使用することにより、薄膜状の磁性
体を形成し、これを薄膜状の磁性素子として使用するこ
ともできる。また、この磁性素子は、厚膜状でも板状で
もよい。さらにまた、ワイヤー状磁性素子にも、例え
ば、アモルファス、ウィーガンド等いくつかの種類があ
る。したがって、ここでいう”大バルクハウゼンジャン
プを起こしうる磁性素子”は、前述したような挙動を示
す種々な磁性素子のすべてを含むものである。
【００３３】次に、本発明の一実施例としての磁気セン
サの構成および動作について説明する。図１は、この実
施例の磁気センサの構成を概略的に示しており、図２
は、図１の磁気センサの具体的構造を略示する斜視図で
ある。これら図１および図２に示されるように、この実
施例の磁気センサは、例えば、自動車等のパワーウイン
ドウ等の動きを制御するためのモータ等の出力軸に接続
されて、この出力軸の回転につれて回転しうるものとさ
れた回転中心軸１を備える。この回転中心軸１は、プラ
スチック材料で形成されてもよいし、永久磁石化しうる
磁気材料で形成されてもよい。この磁気センサは、回転
中心軸１に同中心的に取り付けられた第１の磁界発生手
段としての棒状の永久磁石２を備える。回転中心軸１が
プラスチック材料にて、成形されるような場合には、こ
の棒状永久磁石２は、その成形時に、そのプラスチック
回転中心軸１内に埋設されるようにモールド成形される
とよい。一方、回転中心軸１を磁気材料で形成するよう
な場合には、この回転中心軸１を磁化することによっ
て、棒状永久磁石２を与えるようにすることもできる。
サの構成および動作について説明する。図１は、この実
施例の磁気センサの構成を概略的に示しており、図２
は、図１の磁気センサの具体的構造を略示する斜視図で
ある。これら図１および図２に示されるように、この実
施例の磁気センサは、例えば、自動車等のパワーウイン
ドウ等の動きを制御するためのモータ等の出力軸に接続
されて、この出力軸の回転につれて回転しうるものとさ
れた回転中心軸１を備える。この回転中心軸１は、プラ
スチック材料で形成されてもよいし、永久磁石化しうる
磁気材料で形成されてもよい。この磁気センサは、回転
中心軸１に同中心的に取り付けられた第１の磁界発生手
段としての棒状の永久磁石２を備える。回転中心軸１が
プラスチック材料にて、成形されるような場合には、こ
の棒状永久磁石２は、その成形時に、そのプラスチック
回転中心軸１内に埋設されるようにモールド成形される
とよい。一方、回転中心軸１を磁気材料で形成するよう
な場合には、この回転中心軸１を磁化することによっ
て、棒状永久磁石２を与えるようにすることもできる。
【００３４】さらに、この磁気センサは、回転中心軸１
の上下間隔を置いて設けられた１対のアーム３に支持さ
れた第２の磁界発生手段としての１対の円板状永久磁石
４を備える。これら円板状永久磁石４もまた、回転中心
軸１およびアーム３がプラスチック材料等で一体成形す
る際に、アーム３内に埋設されるようにしてもよい。
の上下間隔を置いて設けられた１対のアーム３に支持さ
れた第２の磁界発生手段としての１対の円板状永久磁石
４を備える。これら円板状永久磁石４もまた、回転中心
軸１およびアーム３がプラスチック材料等で一体成形す
る際に、アーム３内に埋設されるようにしてもよい。
【００３５】さらに、この磁気センサは、回転中心軸１
に設けられた棒状永久磁石２の近傍であって且つ１対の
円板状永久磁石４の間に挟まれるうるような位置に配置
されたワイヤ状磁性素子６を備えている。このワイヤ状
磁性素子６には、検出手段としてのピックアップコイル
５が巻回されている。この実施例では、ワイヤ状磁性素
子６は、固定位置に配置されている。しかし、本発明
は、これに限定されず、回転中心軸１を回転させずに、
すなわち、永久磁石４を固定位置とし、ワイヤ状磁性素
子６が被検出物体の動きにつれて、永久磁石２の周りで
且つ１対の永久磁石４の間を通過するように回転させら
れるようにしてもよいものである。
に設けられた棒状永久磁石２の近傍であって且つ１対の
円板状永久磁石４の間に挟まれるうるような位置に配置
されたワイヤ状磁性素子６を備えている。このワイヤ状
磁性素子６には、検出手段としてのピックアップコイル
５が巻回されている。この実施例では、ワイヤ状磁性素
子６は、固定位置に配置されている。しかし、本発明
は、これに限定されず、回転中心軸１を回転させずに、
すなわち、永久磁石４を固定位置とし、ワイヤ状磁性素
子６が被検出物体の動きにつれて、永久磁石２の周りで
且つ１対の永久磁石４の間を通過するように回転させら
れるようにしてもよいものである。
【００３６】この実施例では、第１の磁界発生手段とし
ての永久磁石２は、ワイヤ状磁性素子６に対して大バル
クハウゼンジャンプ現象が起きる反対方向のセット磁界
を及ぼすような極性とされており、第２の磁界発生手段
としての永久磁石４は、ワイヤ状磁性素子６に対して大
バルクハウゼンジャンプ現象が起きる方向のリセット磁
界を及ぼすような極性とされている。しかし、本発明
は、これに限定されず、永久磁石２がリセット磁界を及
ぼし、永久磁石４がセット磁界を及ぼすようにしてもよ
いものである。このように、セット、リセットを入れ替
えた場合には、ピックアップコイル５を通して発生され
るパルスの発生タイミングが異なってくる。
ての永久磁石２は、ワイヤ状磁性素子６に対して大バル
クハウゼンジャンプ現象が起きる反対方向のセット磁界
を及ぼすような極性とされており、第２の磁界発生手段
としての永久磁石４は、ワイヤ状磁性素子６に対して大
バルクハウゼンジャンプ現象が起きる方向のリセット磁
界を及ぼすような極性とされている。しかし、本発明
は、これに限定されず、永久磁石２がリセット磁界を及
ぼし、永久磁石４がセット磁界を及ぼすようにしてもよ
いものである。このように、セット、リセットを入れ替
えた場合には、ピックアップコイル５を通して発生され
るパルスの発生タイミングが異なってくる。
【００３７】次に、前述したような構成を有する実施例
の磁気センサの動作について説明する。セット磁界を及
ぼす棒状永久磁石２とワイヤ状磁性素子６との距離は常
に一定であり、ワイヤ状磁性素子６には、セット磁界が
常時作用している。回転中心軸１が被検出物体の回転と
共に回転するとき、円板状永久磁石４がワイヤ状磁性素
子６の上下両端を近接通過する毎に、リセット磁界が周
期的または非周期的にワイヤ状磁性素子６に作用するこ
とになる。したがって、ワイヤ状磁性素子６には、回転
中心軸１の回転に伴い、セット磁界とリセット磁界とが
交互に作用させられ、リセット磁界の作用するタイミン
グで、磁性素子６に大バルクハウゼンジャンプが生じ
て、ピックアップコイル５を通してパルスが発生される
ことになる。したがって、これらパルスの発生タイミン
グにより、被検出物体の回転速度、回転数、回転位置な
どを感知することができる。
の磁気センサの動作について説明する。セット磁界を及
ぼす棒状永久磁石２とワイヤ状磁性素子６との距離は常
に一定であり、ワイヤ状磁性素子６には、セット磁界が
常時作用している。回転中心軸１が被検出物体の回転と
共に回転するとき、円板状永久磁石４がワイヤ状磁性素
子６の上下両端を近接通過する毎に、リセット磁界が周
期的または非周期的にワイヤ状磁性素子６に作用するこ
とになる。したがって、ワイヤ状磁性素子６には、回転
中心軸１の回転に伴い、セット磁界とリセット磁界とが
交互に作用させられ、リセット磁界の作用するタイミン
グで、磁性素子６に大バルクハウゼンジャンプが生じ
て、ピックアップコイル５を通してパルスが発生される
ことになる。したがって、これらパルスの発生タイミン
グにより、被検出物体の回転速度、回転数、回転位置な
どを感知することができる。
【００３８】図３は、本発明の別の実施例の磁気センサ
の構成を略示する図２と同様の図である。図３の実施例
の磁気センサは、ピックアップコイル５を巻回したワイ
ヤ状磁性素子６の複数個（この例では、３個）を、回転
中心軸１、すなわち、棒状永久磁石２の周りに間隔を置
いて配置している以外は、図１および図２の実施例の磁
気センサと同じである。
の構成を略示する図２と同様の図である。図３の実施例
の磁気センサは、ピックアップコイル５を巻回したワイ
ヤ状磁性素子６の複数個（この例では、３個）を、回転
中心軸１、すなわち、棒状永久磁石２の周りに間隔を置
いて配置している以外は、図１および図２の実施例の磁
気センサと同じである。
【００３９】このようにワイヤ状磁性素子を複数個配置
することにより、磁気センサの外径を増すことなく、検
出分解能を上げることができる。この実施例では、ワイ
ヤ状磁性素子を複数個設けるようにしたのであるが、ワ
イヤ状磁性素子は、１個として、円板状永久磁石４の対
を、回転中心軸１の周りに複数対間隔をおいて設けるよ
うにしても同様の効果を得ることができる。
することにより、磁気センサの外径を増すことなく、検
出分解能を上げることができる。この実施例では、ワイ
ヤ状磁性素子を複数個設けるようにしたのであるが、ワ
イヤ状磁性素子は、１個として、円板状永久磁石４の対
を、回転中心軸１の周りに複数対間隔をおいて設けるよ
うにしても同様の効果を得ることができる。
【００４０】さらにまた、前述した実施例では、第２の
磁界発生手段としての円板状永久磁石４が、ワイヤ状磁
性素子６の上下端を近接通過しうるように、上下１対と
したのであるが、本発明は、これに限定されない。例え
ば、ワイヤ状磁性素子６の長さが比較的に短いような場
合には、第２の磁界発生手段としての円板状永久磁石４
は、ワイヤ状磁性素子の上端または下端に対してのみ設
けるようにしてもよいし、円板状永久磁石を複数個配列
する場合には、上端および下端に対して交互に配置する
ようにしてもよい。さらにまた、第２の磁界発生手段
は、ワイヤ状磁性素子６の一端に対する円板状永久磁石
と、ワイヤ状磁性素子の他端に対する円板状磁性体部材
とで構成するようにすることもできる。
磁界発生手段としての円板状永久磁石４が、ワイヤ状磁
性素子６の上下端を近接通過しうるように、上下１対と
したのであるが、本発明は、これに限定されない。例え
ば、ワイヤ状磁性素子６の長さが比較的に短いような場
合には、第２の磁界発生手段としての円板状永久磁石４
は、ワイヤ状磁性素子の上端または下端に対してのみ設
けるようにしてもよいし、円板状永久磁石を複数個配列
する場合には、上端および下端に対して交互に配置する
ようにしてもよい。さらにまた、第２の磁界発生手段
は、ワイヤ状磁性素子６の一端に対する円板状永久磁石
と、ワイヤ状磁性素子の他端に対する円板状磁性体部材
とで構成するようにすることもできる。
【００４１】図４は、本発明の別の実施例としての磁気
センサの構成を示すための概略立面図および平面図を上
下に並べて示す図である。この図４の実施例は、回転中
心軸１に第１の磁界発生手段としての棒状の永久磁石２
を、前述の実施例の如くこの回転中心軸１の同中心的に
取り付けるのでなく、この回転中心軸１に対して若干ず
れた位置、すなわち、オフセット位置に取り付けるよう
にしたものである。この点以外の諸構成においては、前
述した実施例と同様であるので、繰り返し詳述しない。
センサの構成を示すための概略立面図および平面図を上
下に並べて示す図である。この図４の実施例は、回転中
心軸１に第１の磁界発生手段としての棒状の永久磁石２
を、前述の実施例の如くこの回転中心軸１の同中心的に
取り付けるのでなく、この回転中心軸１に対して若干ず
れた位置、すなわち、オフセット位置に取り付けるよう
にしたものである。この点以外の諸構成においては、前
述した実施例と同様であるので、繰り返し詳述しない。
【００４２】図４の実施例において、永久磁石２が回転
中心軸１と共に回転する場合には、例えば、永久磁石２
によって発生されるセット磁界とワイヤー状の磁性素子
６との距離は常に一定ではなく、回転中心軸１の回転に
伴い変化する。このような構成とすることにより、セッ
ト磁界２がワイヤー状の磁性素子６に接近した際にセッ
ト磁界２を作用させることができ、より確実に安定した
セット磁界をワイヤー状の磁性素子６に作用させること
ができる。
中心軸１と共に回転する場合には、例えば、永久磁石２
によって発生されるセット磁界とワイヤー状の磁性素子
６との距離は常に一定ではなく、回転中心軸１の回転に
伴い変化する。このような構成とすることにより、セッ
ト磁界２がワイヤー状の磁性素子６に接近した際にセッ
ト磁界２を作用させることができ、より確実に安定した
セット磁界をワイヤー状の磁性素子６に作用させること
ができる。
【００４３】回転中心軸１に永久磁石２を設ける方法と
しては、図４のようなハメコミの他、接着等種々な方法
が考えられる。また、前述したと同様に、回転中心軸１
をオフセット的に磁化することによって設けることも考
えられる。
しては、図４のようなハメコミの他、接着等種々な方法
が考えられる。また、前述したと同様に、回転中心軸１
をオフセット的に磁化することによって設けることも考
えられる。
【００４４】また、複数の第２の磁界発生手段４を備え
る場合には、図５および図６に概略平面図にて示すよう
に、第１の磁界発生手段としての永久磁石２をそれらの
間の位置に複数個設けることもできる。
る場合には、図５および図６に概略平面図にて示すよう
に、第１の磁界発生手段としての永久磁石２をそれらの
間の位置に複数個設けることもできる。
【００４５】さらにまた、前述した実施例では、磁性素
子６として、ワイヤ状磁性素子を使用したのであるが、
前述したように、本発明は、これに限らず、種々な形の
磁性素子を使用することができ、例えば、薄膜状、厚膜
状または板状の磁性素子を使用することもできる。この
ように、磁性素子として薄膜状、厚膜状または板状の磁
性素子を使用した場合には、ピックアップコイル５も平
面コイルとすることも考えられる。さらにまた、前述し
たような磁性素子に代えて、単層の磁性素子を使用する
こともできる。
子６として、ワイヤ状磁性素子を使用したのであるが、
前述したように、本発明は、これに限らず、種々な形の
磁性素子を使用することができ、例えば、薄膜状、厚膜
状または板状の磁性素子を使用することもできる。この
ように、磁性素子として薄膜状、厚膜状または板状の磁
性素子を使用した場合には、ピックアップコイル５も平
面コイルとすることも考えられる。さらにまた、前述し
たような磁性素子に代えて、単層の磁性素子を使用する
こともできる。
【００４６】なお、前述した実施例においては、磁界発
生手段としての磁石は、永久磁石としたのであるが、こ
れは、電磁石など、他の同様の手段に置き換えることが
できる。さらにまた、検出手段は、コイルとしたのであ
るが、これは、ホール素子、ＭＲ素子、共振回路等、他
の同様の手段に置き換えることができる。
生手段としての磁石は、永久磁石としたのであるが、こ
れは、電磁石など、他の同様の手段に置き換えることが
できる。さらにまた、検出手段は、コイルとしたのであ
るが、これは、ホール素子、ＭＲ素子、共振回路等、他
の同様の手段に置き換えることができる。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、中心軸に第１の磁界発
生手段を配置し、中心軸の周りに第２の磁界発生手段を
配置し、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性素
子を中心軸の周りでしかも第２の磁界発生手段の外周内
に配置したので、極めて小型化、スリム化することがで
きる。
生手段を配置し、中心軸の周りに第２の磁界発生手段を
配置し、大バルクハウゼンジャンプを起こしうる磁性素
子を中心軸の周りでしかも第２の磁界発生手段の外周内
に配置したので、極めて小型化、スリム化することがで
きる。
【００４８】磁性素子に沿う形で安定したセットまたは
リセット磁界を作用させることができ、また、セット磁
界とリセット磁界との間で磁気回路が形成されず互いの
干渉がなく磁気エネルギーロスがないため、磁界を有効
に利用でき、したがって、高性能、高信頼性、高安定性
のある磁気センサとすることができる。
リセット磁界を作用させることができ、また、セット磁
界とリセット磁界との間で磁気回路が形成されず互いの
干渉がなく磁気エネルギーロスがないため、磁界を有効
に利用でき、したがって、高性能、高信頼性、高安定性
のある磁気センサとすることができる。
【００４９】複数のリセットまたはセット磁界を近接し
て設けるようにしても、磁界同士はすべて同じ磁化方向
なので互いに磁気回路を形成することがなく、したがっ
て、複数のリセットまたはセット磁界を配列することに
より、問題なく容易に検出分解能を上げることができ
る。
て設けるようにしても、磁界同士はすべて同じ磁化方向
なので互いに磁気回路を形成することがなく、したがっ
て、複数のリセットまたはセット磁界を配列することに
より、問題なく容易に検出分解能を上げることができ
る。
【００５０】磁界発生手段として小型の磁石を使用する
ことが可能であるので、小型で非常に安価な磁気センサ
とすることができる。
ことが可能であるので、小型で非常に安価な磁気センサ
とすることができる。
【図１】本発明の一実施例としての磁気センサの構成を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図２】図１の磁気センサの具体的構造を略示する斜視
図である。
図である。
【図３】本発明の別の実施例としての磁気センサの構造
を略示する斜視図である。
を略示する斜視図である。
【図４】本発明の別の実施例としての磁気センサの構成
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図５】本発明の更に別の実施例を示す概略平面図であ
る。
る。
【図６】本発明の更に別の実施例を示す概略平面図であ
る。
る。
【図７】従来の磁気センサの構成例を示す概略斜視図で
ある。
ある。
１ 回転中心軸 ２ 棒状永久磁石 ３ アーム ４ 円板状永久磁石 ５ ピックアップコイル ６ ワイヤ状磁性素子
フロントページの続き (72)発明者 安部 正規 神奈川県横浜市港北区新横浜２丁目６番23 号 株式会社ヒロセチェリープレシジョン 内 (72)発明者 小山 昌二 神奈川県横浜市港北区新横浜２丁目６番23 号 株式会社ヒロセチェリープレシジョン 内 Ｆターム(参考） 2F077 AA49 JJ01 JJ06 JJ23 NN06 NN18 PP13 VV02 VV31 2G017 AA01 AB07 AD28
Claims (21)
- 【請求項１】 大バルクハウゼンジャンプを起こしうる
磁性素子と、該磁性素子に関連して配置された検出手段
と、前記磁性素子の近傍に配置されて該磁性素子に対し
て所定の極性の磁界を作用させる第１の磁界発生手段
と、前記磁性素子の少なくとも一端に近接しうる位置に
配置され該近接位置にあるとき該磁性素子に対して前記
所定の極性とは反対極性の磁界を作用させる第２の磁界
発生手段とを備えており、前記磁性素子と前記第２の磁
界発生手段とは、前記第１の磁界発生手段の周りにおい
て相対的に回転移動しうるものとされていて、前記磁性
素子がセット状態とリセット状態とに交互に切り換えら
れるようにしたことを特徴とする磁気センサ。 - 【請求項２】 大バルクハウゼンジャンプを起こしうる
磁性素子と、該磁性素子に関連して配置された検出手段
と、前記磁性素子の近傍に配置されて該磁性素子に対し
て所定の極性の磁界を作用させる第１の磁界発生手段
と、前記磁性素子の少なくとも一端に近接しうる位置に
配置され該近接位置にあるとき該磁性素子に対して前記
所定の極性とは反対極性の磁界を作用させる第２の磁界
発生手段とを備えており、前記磁性素子と前記第２の磁
界発生手段とは、ある回転中心軸の周りにおいて相対的
に回転移動しうるものとされており、前記第１の磁界発
生手段は、前記回転中心軸に対して若干ずれた位置に配
置され且つ前記磁性素子との間で前記回転中心軸の周り
に関して相対的に移動しうるものとされており、前記磁
性素子がセット状態とリセット状態とに交互に切り換え
られるようにしたことを特徴とする磁気センサ。 - 【請求項３】 前記磁性素子は、固定位置とされ、前記
第２の磁界発生手段は、前記第１の磁界発生手段の周り
において回転させられる請求項１記載の磁気センサ。 - 【請求項４】 前記磁性素子は、前記第１の磁界発生手
段のまわりにおいて回転させられ、前記第２の磁界発生
手段は、固定位置とされている請求項１記載の磁気セン
サ。 - 【請求項５】 前記磁性素子は、固定位置とされ、前記
第２の磁界発生手段は、前記回転中心軸のまわりにおい
て回転させられる請求項２記載の磁気センサ。 - 【請求項６】 前記磁性素子は、前記回転中心軸のまわ
りにおいて回転させられ、前記第２の磁界発生手段は、
固定位置とされている請求項２記載の磁気センサ。 - 【請求項７】 前記第１の磁界発生手段は、前記第２の
磁界発生手段と共に前記回転中心軸のまわりに回転させ
られる請求項５記載の磁気センサ。 - 【請求項８】 前記第１の磁界発生手段は、前記磁性素
子をセット状態とするセット磁界を発生し、前記第２の
磁界発生手段は、前記磁性素子をリセット状態とするリ
セット磁界を発生する請求項１から７のうちのいずれか
１項に記載の磁気センサ。 - 【請求項９】 前記第１の磁界発生手段は、前記磁性素
子をリセット状態とするリセット磁界を発生し、前記第
２の磁界発生手段は、前記磁性素子をセット状態とする
セット磁界を発生する請求項１から７のうちのいずれか
１項に記載の磁気センサ。 - 【請求項１０】 前記磁性素子は、前記第１の磁界発生
手段のまわりに間隔をおいて複数個設けられている請求
項１から９のうちのいずれか１項に記載の磁気センサ。 - 【請求項１１】 前記第２の磁界発生手段は、前記第１
の磁界発生手段のまわりに間隔をおいて複数個設けられ
ている請求項１から１０のうちのいずれか１項に記載の
磁気センサ。 - 【請求項１２】 前記第２の磁界発生手段は、前記磁性
素子の両端に近接しうる位置に配置されている請求項１
から１１のうちのいずれか１項に記載の磁気センサ。 - 【請求項１３】 前記第１の磁界発生手段および第２の
磁界発生手段は、永久磁石である請求項１から１２のう
ちのいずれか１項に記載の磁気センサ。 - 【請求項１４】 前記第２の磁界発生手段は、前記磁性
素子の一端に近接しうる位置に配置される永久磁石と、
前記磁性素子の他端に近接しうる位置に配置される磁性
体部材とからなる請求項１２記載の磁気センサ。 - 【請求項１５】 前記第１の磁界発生手段は、被検出物
体に接続される回転軸に設けられた永久磁石からなり、
前記第２の磁界発生手段は、前記回転軸に接続されたア
ームに支持された永久磁石からなる請求項３から１４の
うちのいずれか１項に記載の磁気センサ。 - 【請求項１６】 前記第１の磁界発生手段は、被検出物
体に接続される回転軸を磁化してなる永久磁石からな
り、前記第２の磁界発生手段は、前記回転軸に接続され
たアームに支持された永久磁石からなる請求項３から１
４のうちのいずれか１項に記載の磁気センサ。 - 【請求項１７】 前記磁性素子は、ワイヤ状素子である
請求項１から１６のうちのいずれか１項に記載の磁気セ
ンサ。 - 【請求項１８】 前記検出手段は、前記磁性素子の周り
に巻回された検出コイルを備える請求項１から１７のう
ちのいずれか１項に記載の磁気センサ。 - 【請求項１９】 前記磁性素子は、膜状素子である請求
項１から１６のうちのいずれか１項に記載の磁気セン
サ。 - 【請求項２０】 前記磁性素子は、板状素子である請求
項１から１６のうちのいずれか１項に記載の磁気セン
サ。 - 【請求項２１】 前記検出手段は、前記磁性素子の近傍
に配置された平面状検出コイルを備える請求項１９また
は２０記載の磁気センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000001872A JP4415158B2 (ja) | 2000-01-07 | 2000-01-07 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000001872A JP4415158B2 (ja) | 2000-01-07 | 2000-01-07 | 磁気センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001194182A true JP2001194182A (ja) | 2001-07-19 |
| JP4415158B2 JP4415158B2 (ja) | 2010-02-17 |
Family
ID=18531051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000001872A Expired - Lifetime JP4415158B2 (ja) | 2000-01-07 | 2000-01-07 | 磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4415158B2 (ja) |
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| JP2009162730A (ja) * | 2008-01-10 | 2009-07-23 | Nsk Ltd | 回転角検出装置 |
| US20110192087A1 (en) * | 2007-12-17 | 2011-08-11 | Mabuchi Motor Co. Ltd. | Pulse signal generating apparatus, rotating machine, control apparatus, and power window control apparatus |
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| JPWO2018097110A1 (ja) | 2016-11-28 | 2019-10-17 | 日本電産株式会社 | 発電素子、およびスマートキー |
-
2000
- 2000-01-07 JP JP2000001872A patent/JP4415158B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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