JP2005241564A - 磁気記憶センサ - Google Patents

Abstract

【課題】極めてシンプルな構造で移動位置を記憶することができ、しかも、停電時に移動があっても移動位置を記憶することが可能な磁気記憶センサの提供を目的とする。
【解決手段】直線往復移動する磁石Ｍを検出対象とし、磁気検出素子２０と磁性材料１０とを備えた磁気記憶センサを設ける。磁石Ｍの磁界方向を記憶させる磁性材料１０を平面略コ字状に形成する。該磁性材料１０の両端から平行に突出する一対の突起部１１と該突起部１１間に配される検知部１２とを設ける。各突起部１１の端部に夫々磁気検出素子を設ける。検出対象とする磁石Ｍを検知部１２の長手方向に沿って非接触状態で移動せしめる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気記憶センサに係り、往復動作における対象物の移動位置を検出するのに好適な磁気記憶センサに関する。

従来のラッチ回路やラッチングリレーを使用した近接スイッチは、電源を切った後で以前の検出状態を再現できないという欠点があった。その為、リードスイッチのヒステリシスを応用した磁気記憶スイッチや、磁気抵抗素子にバイアス磁石及び磁性片を組み合せたものがある。リードスイッチのヒステリシスを応用した磁気記憶スイッチも磁気抵抗素子にバイアス磁石を組み合せたものも、バイアス磁石を素子近傍に設置して使用する。

特許文献１の磁気センサ素子は、強磁性薄膜磁気抵抗パターンをブリッジ接続加工した磁気抵抗素子と、該磁気抵抗素子上に、前記磁気抵抗パターンの何れにも角度略４５度の向きに磁界が印加されるべく取りつけたバイアス磁石と、前記磁気抵抗素子の側方に近接して、前記バイアス磁石の磁極方向と略直交する方向に、保磁力１０００〜３０００Ａ／ｍの磁性材料を配置した構成である。この構成により、従来のラッチ回路のような部品を必要とせず、電源ＯＦＦ後も再投入時には、以前の検出状態を再現できるとしている。
特開２００３−１３０９３３号公報

特許文献１に記載された磁気センサ素子は、前述の如く、磁気検出素子と固定されたバイアス磁石と磁性材料とを具備し、移動するマグネットを検出対象とし、該マグネットの磁界方向を磁性材料に記憶させるものである。そこで、特許文献１では、磁気抵抗パターンに対して角度略４５度の向きに磁界が印加されるようにバイアス磁石を取り付ける構成になっている。しかしながら、このバイアス磁石には、磁力や着磁向きのバラツキがあるため、磁気抵抗パターンに対して角度略４５度の向きに磁界が印加されるようにバイアス磁石を取り付ける作業において、バイアス磁石の磁力調整を行う必要がある。この為、製造工程が極めて複雑になり、製造コストが高くなる不都合があった。しかも、この磁力調整が正確でなければ、センサの感度にもバラツキが生じる虞がある。

そこで本発明は、上述の課題を解消すべく創出されたもので、極めてシンプルな構造で移動位置を記憶することができ、しかも、電源ＯＦＦ後や停電時に移動があっても移動位置を記憶することが可能な磁気記憶センサの提供を目的とする。

上述の目的を達成すべく本発明の第１の手段は、直線往復移動する磁石Ｍを検出対象とし、磁気検出素子２０と磁性材料１０とを備えた磁気記憶センサにおいて、磁石Ｍの磁界方向を記憶させる磁性材料１０を平面略コ字状に形成し、該磁性材料１０の両端から平行に突出する一対の突起部１１と該突起部１１間に配される検知部１２とを設け、各突起部１１の端部に夫々磁気検出素子を設け、検出対象とする磁石Ｍを検知部１２の長手方向に沿って非接触状態で移動せしめることにある。

第２の手段において、前記磁気検出素子２０は、ホール素子又はＭＩ素子を使用し、各磁気検出素子２０に磁性材料１０から検出した値を増幅する増幅手段３０を設けると共に、各磁気検出素子２０の値を比較して磁石Ｍの位置を判定する比較手段４０と、該比較手段４０にて判定された位置を出力する出力手段５０及び判定位置を表示する表示手段６０とを備えている。

第３の手段として、前記磁性材料１０にＳＫ鋼を使用し、該磁性材料１０と前記磁気検出素子２０として用いるホール素子との間に高透磁率のバックヨークを設けたことを課題解消のための手段とする。

本発明磁気記憶センサによると、ＳＫ鋼を使用した磁性材料１０を平面略コ字状に設けたことにより、直線往復移動する磁石Ｍの位置を判定するのに適した磁界を記憶させることが可能になったものである。

本発明の請求項１により、磁石Ｍの磁界方向を記憶させる磁性材料１０を平面略コ字状に形成し、該磁性材料１０の両端から平行に突出する一対の突起部１１に夫々磁気検出素子を配したことで、検出対象とする磁石Ｍの移動位置が、各磁気検出素子２０に特徴的な値となって検出することが可能になった。この結果、極めてシンプルな構造で移動位置を記憶することができると共に、部品点数が少ないことで、本発明センサに影響を与える要因のバラツキが少なくなり安定した検出ができる。しかも、磁性材料１０に記憶される値は、電源ＯＦＦ後や停電時に移動があっても変化するので、停電後の移動位置を記憶することも可能になっている。

また、請求項２により、前記磁気検出素子２０は、ホール素子又はＭＩ素子を使用し、増幅手段３０、比較手段４０、出力手段５０、表示手段６０といった従来の装置を利用できる構成であるから、極めて安価に提供できる。

更に、請求項３により、磁性材料１０にＳＫ鋼を使用し、該磁性材料１０と前記磁気検出素子２０として用いるホール素子との間に高透磁率のバックヨークを設けることで、磁気検出素子２０の感度を上げることができる。

このように本発明によると、極めてシンプルな構造で電源を切った後でも被検出物の移動位置を記憶することができ、しかも、電源ＯＦＦ後や停電時に被検出物が移動しても移動した位置を記憶することが可能になるものである。

本発明磁気記憶センサにおける最良の形態は、磁石Ｍの磁界方向を記憶させるＳＫ鋼製の磁性材料１０を平面略コ字状に形成し、該磁性材料１０の両端から平行に突出する一対の突起部１１と該突起部１１間に配される検知部１２とを設け、各突起部１１の端部に夫々磁気検出素子としてホール素子を設け、検出対象とする磁石Ｍを検知部１２の長手方向に沿って非接触状態で移動せしめることで、当初の目的を達成する。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。本発明の主要構成は、直線往復移動する磁石Ｍを検出対象とする磁気検出素子２０と、磁性材料１０とからなる極めてシンプルな構成である。

磁性材料１０は、磁石Ｍの磁界方向を記憶させる材質で、この実施例では炭素工具鋼鋼材として用いられている安価なＳＫ鋼を磁性材料１０として使用する。略板状の磁性材料１０を平面略コ字状に形成し、該磁性材料１０の両端から平行に突出する一対の突起部１１を設ける。更に、この突起部１１の間に検知部１２を設けている。そして、検出対象とする磁石Ｍを検知部１２の長手方向に沿って非接触状態で移動せしめるものである。

磁気検出素子２０は、平行に並んだ突起部１１の先端に設けるもので、ホール素子又はＭＩ素子を使用する。実施例ではホール素子を使用している。そして、略コ字形に形成したＳＫ鋼製磁性材料１０のそばを往復する磁石Ｍの移動に伴なって、磁性材料１０の磁化状態が変化し、この変化した値を磁気検出素子２０が検知するものである。

表１は、図１に記載した磁石ＭがＡからＢに移動した際に、各磁気検出素子２０が検出した値を示している。すなわち、磁石Ｍが移動すると、各ホール素子１、２は、異なった値を示す。ホール素子１は、磁石ＭがＡ側にある場合に出力電圧−10mvを示し、Ｂ側に移動すると20mv付近まで出力電圧が上がる。一方、ホール素子２は、磁石ＭがＡ側にある場合に、出力電圧は20mv付近を示し、Ｂ側に移動すると0mv付近まで出力電圧が下がっていることがわかる。

このように、各ホール素子が検知する値を比較することで、磁石Ｍの位置が特定できる。しかも、磁性材料１０は、通電状態の有無にかかわらず、往復する磁石Ｍの移動に伴なって、磁性材料１０の磁化状態が変化し、この磁化状態を記憶しているので、装置の電源を切った後でも以前の検出状態を再現することができる。また、停電時に磁石Ｍが移動しても、磁性材料１０の磁化状態の変化を磁性材料１０自体が記憶するものである。

図示例では、ホール素子を使用した各磁気検出素子２０に、磁性材料１０から検出した値を増幅する増幅器等の増幅手段３０を設けている。更に、各磁気検出素子２０の値をコンパレータ等で比較し、磁石Ｍの位置を判定する比較手段４０を備えている。このように、比較手段４０にて判定された位置情報は、信号やデータ等として出力手段５０から出力される。また、必要により、比較手段４０にて判定された位置を表示手段６０にて表示するものである。

本発明では、鋼材として極めて一般的なＳＫ鋼等の磁性材料１０と、安価なホール素子又はＭＩ素子からなる磁気検出素子２０とを利用した極めてシンプルな構成を成している。磁性材料１０はＳＫ鋼以外の安価な磁性材料を使用することも可能である。このような本発明において、磁性材料１０の磁気検出感度を上げるには、磁性材料１０とホール素子との間に、パーマロイ等の高透磁率のバックヨークを設けるものである。

尚、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内における種々の設計変更は自由に行えるものである。

本発明の位置実施例を示す概略図である。

符号の説明

Ｍ 磁石
１０ 磁性材料
１１ 突起部
１２ 検知部
２０ 磁気検出素子
３０ 増幅手段
４０ 比較手段
５０ 出力手段
６０ 表示手段

Claims (3)

1. 直線往復移動する磁石を検出対象とし、磁気検出素子と磁性材料とを備えた磁気記憶センサにおいて、磁石の磁界方向を記憶させる磁性材料を平面略コ字状に形成し、該磁性材料の両端から平行に突出する一対の突起部と該突起部間に配される検知部とを設け、各突起部の端部に夫々磁気検出素子を設け、検出対象とする磁石を検知部の長手方向に沿って非接触状態で移動せしめることを特徴とする磁気記憶センサ。
2. 前記磁気検出素子は、ホール素子又はＭＩ素子を使用し、各磁気検出素子に磁性材料から検出した値を増幅する増幅手段を設けると共に、各磁気検出素子の値を比較して磁石の位置を判定する比較手段と、該比較手段にて判定された位置を出力する出力手段及び判定位置を表示する表示手段とを備えた請求項１記載の磁気記憶センサ。
3. 前記磁性材料はＳＫ鋼を使用し、該磁性材料と前記磁気検出素子として用いるホール素子との間に高透磁率のバックヨークを設けた請求項１又は２記載の磁気記憶センサ。
   

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