JP2016045005A - Position detection sensor - Google Patents

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文人 小池
Fumito Koike
文人 小池
一郎 徳永
Ichiro Tokunaga
一郎 徳永
由季子 安田
Yukiko Yasuda
由季子 安田
幸治 西村
Koji Nishimura
幸治 西村
奥村 博文
Hirobumi Okumura
博文 奥村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detection sensor capable of reducing decline of detection accuracy even if a fitting position has positional deviation.SOLUTION: A position detection sensor has a detector 3 for detecting a moving position of a moving body MB, and the detector 3 has a plurality of detection elements (13, 23). The plurality of detection elements (13, 23) are arranged in parallel in a direction along a moving direction (direction of movement MD) of the moving body MB. At least two of output signals from the plurality of detection elements (13, 23) are selected, and the position of the moving body MB is detected from the at least two output signals.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、動体の移動位置を検出するための位置検出センサに関する。   The present invention relates to a position detection sensor for detecting a moving position of a moving body.

アクチュエータ等の動体が備えられた各種機器において、この動体の移動位置を検出して各種機器における動きを知りたいと云う要望が様々な場面で生じている。例えば、内燃機関のバルブやピストンの動きを知るために、各種位置検出センサが利用されている。   In various devices equipped with a moving body such as an actuator, there is a demand in various scenes to detect the movement position of the moving body and know the movement in the various devices. For example, various position detection sensors are used to know the movement of a valve or piston of an internal combustion engine.

このような従来例として、特許文献1(従来例)では、磁性体である動体の移動を検出する検出装置900が提案されている。図10は、従来例の検出装置900を説明する構成図であって、図10(a)は、その側面図であり、図10(b)はその斜視図である。   As such a conventional example, Patent Document 1 (conventional example) proposes a detection apparatus 900 that detects the movement of a moving body that is a magnetic body. 10A and 10B are configuration diagrams for explaining a conventional detection device 900, in which FIG. 10A is a side view thereof and FIG. 10B is a perspective view thereof.

図10に示す検出装置900は、回転軸901と、回転軸901と同期して回転する磁性体回転体(磁界変化付与手段)902と、この磁性体回転体902と所定の間隙を持って配置された巨大磁気抵抗素子910と、巨大磁気抵抗素子910に磁界を与える磁石(磁界発生手段)904と、から構成されている。また、磁性体回転体902には、図10(b)に示すように、少なくとも1つ以上の凹凸を具備し、巨大磁気抵抗素子910には、図10(b)に示すように、感磁パターンとしての磁気抵抗パターン910aと感磁面910bとを備えている。   A detection apparatus 900 shown in FIG. 10 is arranged with a rotating shaft 901, a magnetic rotating body (magnetic field change applying means) 902 that rotates in synchronization with the rotating shaft 901, and a predetermined gap from the magnetic rotating body 902. The giant magnetoresistive element 910 and a magnet (magnetic field generating means) 904 that applies a magnetic field to the giant magnetoresistive element 910 are configured. Further, as shown in FIG. 10B, the magnetic rotating body 902 has at least one unevenness, and the giant magnetoresistive element 910 has a magnetosensitive property as shown in FIG. 10B. A magnetoresistive pattern 910a and a magnetosensitive surface 910b are provided as patterns.

そして、磁性体回転体902が回転することで、巨大磁気抵抗素子910の感磁面910bに対する磁界が変化し、磁気抵抗パターン910aの抵抗値が変化するように構成されている。この抵抗値変化を検出することにより、磁性体回転体902である動体の所定の位置(角度)を検出できるとしている。   When the magnetic rotator 902 rotates, the magnetic field with respect to the magnetosensitive surface 910b of the giant magnetoresistive element 910 changes, and the resistance value of the magnetoresistive pattern 910a changes. By detecting this change in resistance value, a predetermined position (angle) of the moving body that is the magnetic body rotating body 902 can be detected.

特開平9−311135号公報JP-A-9-311135

しかしながら、従来例の検出装置900における巨大磁気抵抗素子910を磁性体回転体902と所定の間隙を持って配置する際に、磁性体回転体902の凸凹(図10(b)を参照)の位置と、巨大磁気抵抗素子910の感磁面910bと、の間での相対的な位置ズレが必ず生じてしまう。このような場合、位置ズレにより、巨大磁気抵抗素子910からの初期位置での出力値が所定値に対して変動してしまうことがあり、精度良く位置を検出することが難しいという課題があった。   However, when the giant magnetoresistive element 910 in the detection device 900 of the conventional example is arranged with a predetermined gap from the magnetic rotator 902, the position of the unevenness of the magnetic rotator 902 (see FIG. 10B). As a result, a relative displacement between the magnetosensitive surface 910b of the giant magnetoresistive element 910 is necessarily generated. In such a case, there is a problem that the output value at the initial position from the giant magnetoresistive element 910 may fluctuate with respect to a predetermined value due to positional deviation, and it is difficult to detect the position with high accuracy. .

本発明は、上述した課題を解決するもので、取付け位置に位置ズレがあっても検出精度の低下を低減できる位置検出センサを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a position detection sensor that can reduce a decrease in detection accuracy even if the mounting position is misaligned.

この課題を解決するために、本発明の位置検出センサは、動体が動いた位置を検出するための検出部を有した位置検出センサにおいて、前記検出部が複数の検出素子を有し、該複数の検出素子が前記動体が動く方向に沿う方向に並設して配置されており、前記複数の検出素子からの出力信号を少なくとも2つ選択して、前記少なくとも2つの出力信号から前記動体の位置を検出することを特徴としている。   In order to solve this problem, a position detection sensor of the present invention is a position detection sensor having a detection unit for detecting a position where a moving body has moved, wherein the detection unit includes a plurality of detection elements, Are arranged in parallel in a direction along which the moving body moves, and at least two output signals from the plurality of detection elements are selected, and the position of the moving body is determined from the at least two output signals. It is characterized by detecting.

これによれば、本発明の位置検出センサは、動体に対して位置検出センサの取付け位置に位置ズレがあったととしても、位置ズレに対応して適切な検出素子からの出力信号を選択し、その検出素子の出力信号で動体の位置を検出することができる。このことにより、検出精度の低下を低減することができる。   According to this, the position detection sensor of the present invention selects an output signal from an appropriate detection element corresponding to the position shift, even if the position detection sensor has a position shift with respect to the moving object. The position of the moving body can be detected from the output signal of the detection element. As a result, a decrease in detection accuracy can be reduced.

また、本発明の位置検出センサは、前記複数の検出素子が前記動体の動きに伴う磁界の変化を検知する複数の磁気抵抗効果素子であり、前記複数の磁気抵抗効果素子が、前記動体が動く方向に沿う第1方向に感度軸が向いている第1磁気抵抗効果素子と、前記第1方向と逆向きの第2方向に感度軸が向いている第2磁気抵抗効果素子と、を有し、前記第1磁気抵抗効果素子が複数個並設した第1検出素子群と、前記第2磁気抵抗効果素子が複数個並設した第2検出素子群と、を形成し、前記第1検出素子群と前記第2検出素子群とが、前記動体が動く方向に沿う方向に並設して配置されていることを特徴としている。   In the position detection sensor of the present invention, the plurality of detection elements are a plurality of magnetoresistive effect elements that detect a change in a magnetic field accompanying the movement of the moving body, and the plurality of magnetoresistive effect elements move the moving body. A first magnetoresistive element whose sensitivity axis is in a first direction along the direction, and a second magnetoresistive element whose sensitivity axis is in a second direction opposite to the first direction. Forming a first detection element group in which a plurality of the first magnetoresistance effect elements are arranged side by side and a second detection element group in which a plurality of the second magnetoresistance effect elements are arranged side by side; The group and the second detection element group are arranged side by side in a direction along the moving direction of the moving body.

これによれば、動体が動く方向に沿う第1方向に感度軸が向いている第1磁気抵抗効果素子と、第1方向と逆向きの第2方向に感度軸が向いている第2磁気抵抗効果素子と、を有しているので、第1磁気抵抗効果素子からの出力信号と第2磁気抵抗効果素子からの出力信号とは、動体の動きに対して逆の挙動の出力信号となり、これらの出力信号から判断することで、検出精度の向上を図ることができる。更に、第1磁気抵抗効果素子が複数個並設した第1検出素子群と第2磁気抵抗効果素子が複数個並設した第2検出素子群とが、動体が動く方向に沿う方向に並設して配置されているので、位置検出センサの取付け位置に僅かな位置ズレがあったととしても、第1検出素子群からの出力信号及び第2検出素子群からの出力信号から選択して動体の位置を検出することで、検出精度の低下をより低減することができる。   According to this, the first magnetoresistive element whose sensitivity axis is oriented in the first direction along the moving direction of the moving body, and the second magnetoresistive whose sensitivity axis is oriented in the second direction opposite to the first direction. Therefore, the output signal from the first magnetoresistive effect element and the output signal from the second magnetoresistive effect element are output signals having behaviors opposite to the movement of the moving object. Therefore, the detection accuracy can be improved. Further, a first detection element group in which a plurality of first magnetoresistive elements are arranged in parallel and a second detection element group in which a plurality of second magnetoresistive elements are arranged in parallel are arranged in a direction along the moving direction of the moving body. Therefore, even if there is a slight misalignment in the mounting position of the position detection sensor, it is selected from the output signal from the first detection element group and the output signal from the second detection element group. By detecting the position, a decrease in detection accuracy can be further reduced.

また、本発明の位置検出センサは、前記第1方向及び前記第2方向と直交する方向に磁界を印加するバイアス磁石を有し、前記バイアス磁石による磁界の磁気的な境界位置が前記第1検出素子群と前記第2検出素子群とがそれぞれ配置される領域の境界位置と一致するように、前記バイアス磁石が配置されていることを特徴としている。   In addition, the position detection sensor of the present invention includes a bias magnet that applies a magnetic field in a direction orthogonal to the first direction and the second direction, and a magnetic boundary position of the magnetic field by the bias magnet is detected in the first detection. The bias magnet is arranged so as to coincide with a boundary position of a region where the element group and the second detection element group are respectively arranged.

これによれば、第1磁気抵抗効果素子及び第2磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加するバイアス磁石を設けたので、外部磁界による第1磁気抵抗効果素子及び第2磁気抵抗効果素子への悪影響を低減することができる。更に、このバイアス磁石の磁気的な境界位置が第1検出素子群と第2検出素子群との境界位置と一致するようにしたので、第1検出素子群及び第2検出に対して等分にバイアス磁界を印加することができる。これらのことより、検出精度を向上させることができる。   According to this, since the bias magnet for applying a bias magnetic field to the first magnetoresistive effect element and the second magnetoresistive effect element is provided, adverse effects on the first magnetoresistive effect element and the second magnetoresistive effect element due to the external magnetic field are provided. Can be reduced. Further, since the magnetic boundary position of the bias magnet coincides with the boundary position between the first detection element group and the second detection element group, it is equally divided with respect to the first detection element group and the second detection. A bias magnetic field can be applied. From these things, detection accuracy can be improved.

また、本発明の位置検出センサは、前記少なくとも2つ選択された出力信号の内の1つは前記第1磁気抵抗効果素子で、他の1つは前記第2磁気抵抗効果素子であり、前記少なくとも2つ選択された出力信号に対応する前記第1磁気抵抗効果素子及び前記第2磁気抵抗効果素子によりブリッジ回路を形成していることを特徴としている。   In the position detection sensor of the present invention, one of the at least two selected output signals is the first magnetoresistive element, and the other is the second magnetoresistive element, A bridge circuit is formed by the first magnetoresistive effect element and the second magnetoresistive effect element corresponding to at least two selected output signals.

これによれば、ブリッジ回路を形成しているので、中間の出力信号を利用することができ、しかも感度軸の向きが異なる第1磁気抵抗効果素子及び第2磁気抵抗効果素子を用いているので、出力変化がより大きなものとなる。このことにより、検出精度をより向上させることができる。   According to this, since the bridge circuit is formed, an intermediate output signal can be used, and the first magnetoresistive effect element and the second magnetoresistive effect element having different sensitivity axes are used. , The output change becomes larger. As a result, the detection accuracy can be further improved.

また、本発明の位置検出センサは、前記検出部には、前記複数の検出素子の前記出力信号が入力される制御部を有し、前記制御部が、前記複数の検出素子からの前記出力信号のそれぞれの出力値を比較して、前記少なくとも2つの検出素子からの出力信号を選択することを特徴としている。   In the position detection sensor of the present invention, the detection unit includes a control unit to which the output signals of the plurality of detection elements are input, and the control unit outputs the output signals from the plurality of detection elements. The output values from the at least two detection elements are selected by comparing the respective output values.

これによれば、動体と検出部とが位置する状況に対応して、最適な検出素子を選択することができる。このことにより、検出精度をより一層向上させることができる。   According to this, it is possible to select an optimal detection element corresponding to the situation where the moving body and the detection unit are located. Thereby, detection accuracy can be further improved.

本発明の位置検出センサは、動体に対して位置検出センサの取付け位置に位置ズレがあったととしても、位置ズレに対応して適切な検出素子からの出力信号を選択し、その検出素子の出力信号で動体の位置を検出することができる。このことにより、検出精度の低下を低減することができる。   The position detection sensor of the present invention selects an output signal from an appropriate detection element corresponding to the position shift, and outputs the detection element even if there is a position shift in the mounting position of the position detection sensor with respect to the moving object. The position of the moving object can be detected by the signal. As a result, a decrease in detection accuracy can be reduced.

本発明の第1実施形態の位置検出センサを説明する図であって、位置検出センサが検出対象の動体に対応して配設された状態を示す斜視図である。It is a figure explaining the position detection sensor of 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is a perspective view which shows the state by which the position detection sensor was arrange | positioned corresponding to the moving body of a detection target. 本発明の第1実施形態の位置検出センサを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the position detection sensor of a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態の位置検出センサを説明する分解斜視図である。It is a disassembled perspective view explaining the position detection sensor of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の位置検出センサを説明する図であって、検出部の平面図である。It is a figure explaining the position detection sensor of 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is a top view of a detection part. 本発明の第1実施形態の位置検出センサを説明する図であって、検出素子の平面図である。It is a figure explaining the position detection sensor of 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is a top view of a detection element. 本発明の第1実施形態の位置検出センサを説明する図であって、図5に示す検出素子の部分におけるバイアス磁石の磁界を示した模式図である。It is a figure explaining the position detection sensor of 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is the schematic diagram which showed the magnetic field of the bias magnet in the part of the detection element shown in FIG. 本発明の第1実施形態の位置検出センサを説明する図であって、複数の検出素子を用いたブリッジ回路の一例を示した回路図である。It is a figure explaining a position detection sensor of a 1st embodiment of the present invention, and is a circuit diagram showing an example of a bridge circuit using a plurality of detection elements. 本発明の第1実施形態に係わる位置検出センサの検出方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the detection method of the position detection sensor concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の位置検出センサにおける出力例を示したグラフである。It is the graph which showed the example of an output in the position detection sensor of 1st Embodiment of this invention. 従来例の検出装置を説明する構成図であって、図10(a)は、その側面図であり、図10(b)はその斜視図である。It is a block diagram explaining the detection apparatus of a prior art example, Comprising: Fig.10 (a) is the side view, FIG.10 (b) is the perspective view.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態の位置検出センサ101を説明する図であって、位置検出センサ101が検出対象の動体MBに対応して配設された状態を示す斜視図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram for explaining a position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and is a perspective view showing a state in which the position detection sensor 101 is arranged corresponding to a moving object MB to be detected.

先ず、本発明の第1実施形態の位置検出センサ101は、図1に示すように、動体MBに近接して配設されて使用される。なお、図示はしていないが、位置検出センサ101の動体MBに対応しての配設は、例えば位置検出センサ101が固定された外部機器を動体MBに対して適切な位置に固定することで、容易に達成できる。   First, as shown in FIG. 1, the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention is disposed and used in the vicinity of the moving body MB. Although not shown, the position detection sensor 101 is arranged corresponding to the moving body MB by, for example, fixing an external device to which the position detection sensor 101 is fixed at an appropriate position with respect to the moving body MB. Can be achieved easily.

また、本発明の第1実施形態の位置検出センサ101が用いられた動体MBは、鉄等の軟磁性体を加工しており、図1に示すように、円板形状をした回転体である。また、動体MBの外周は、凹凸が規則的に設けられた櫛歯形状を有しており、この凹凸部分が移動(回転)することで、後述するバイアス磁石7による磁界が変化するようになる。そして、この磁界の変化を位置検出センサ101が検出し、動体MBがどの程度動いたかを特定する位置、つまり回転による回転角度等が検出できるように構成されている。なお、図1に示すように、動体MBが動く方向(つまり回転方向)は、時計回りとして説明する。以下、動体MBが動く方向を移動方向MDとして記述する。   The moving body MB using the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention is a rotating body having a disk shape, as shown in FIG. 1, which is made of a soft magnetic material such as iron. . Further, the outer periphery of the moving body MB has a comb-teeth shape in which irregularities are regularly provided. When the irregularities move (rotate), the magnetic field by the bias magnet 7 to be described later changes. . The position detection sensor 101 detects the change in the magnetic field, and the position for specifying how much the moving body MB has moved, that is, the rotation angle due to the rotation, and the like can be detected. In addition, as shown in FIG. 1, the direction (namely, rotation direction) which the moving body MB moves is demonstrated as clockwise. Hereinafter, the direction in which the moving body MB moves is described as the moving direction MD.

次に、本発明の第1実施形態の位置検出センサ101について詳しく説明する。図2は、本発明の第1実施形態の位置検出センサ101を説明する斜視図である。図3は、本発明の第1実施形態の位置検出センサ101を説明する分解斜視図である。図4は、検出部3を示した平面図である。図5は、検出部3における複数の検出素子を示した平面図である。図6は、図5に示す検出素子の部分におけるバイアス磁石7の磁界を示した模式図である。図6中の太い2点鎖線は、磁界の流れRMを模式化したものである。図7は、複数の検出素子を用いたブリッジ回路BC1の一例を示した回路図である。   Next, the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 2 is a perspective view illustrating the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view showing the detection unit 3. FIG. 5 is a plan view showing a plurality of detection elements in the detection unit 3. FIG. 6 is a schematic diagram showing the magnetic field of the bias magnet 7 in the detection element portion shown in FIG. The thick two-dot chain line in FIG. 6 is a schematic representation of the magnetic field flow RM. FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of the bridge circuit BC1 using a plurality of detection elements.

本発明の第1実施形態の位置検出センサ101は、図2に示すような外観を呈し、図3に示すように、動体MBが動いた位置を検出する検出部3と、磁界を印加するバイアス磁石7と、を有して構成されている。他に、第1実施形態の位置検出センサ101には、検出部3及びバイアス磁石7を収納するケース部材C1材及びカバー部材C2と、検出部3から信号を取り出すための配線部材H8と、を備えている。   The position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention has an appearance as shown in FIG. 2, and as shown in FIG. 3, a detection unit 3 that detects the position where the moving body MB has moved, and a bias that applies a magnetic field. And a magnet 7. In addition, the position detection sensor 101 of the first embodiment includes a case member C1 material and a cover member C2 that house the detection unit 3 and the bias magnet 7, and a wiring member H8 for taking out a signal from the detection unit 3. I have.

先ず、位置検出センサ101の検出部3は、図4に示すように、複数の検出素子を有した検知部K3と、複数の検出素子の出力信号が入力される制御部S3と、を有して構成されている。その際には、動体MBと検知部K3とが対向するように配設されている。他に、検出部3は、検知部K3及び制御部S3が搭載された回路基板P3と、制御部S3と電気的に接続されたリード端子R3と、を備えている。そして、検知部K3、制御部S3及び回路基板P3が合成樹脂により、パッケージングされている。   First, as shown in FIG. 4, the detection unit 3 of the position detection sensor 101 includes a detection unit K3 having a plurality of detection elements, and a control unit S3 to which output signals from the plurality of detection elements are input. Configured. In that case, the moving body MB and the detection unit K3 are arranged to face each other. In addition, the detection unit 3 includes a circuit board P3 on which the detection unit K3 and the control unit S3 are mounted, and a lead terminal R3 electrically connected to the control unit S3. And the detection part K3, control part S3, and the circuit board P3 are packaged with the synthetic resin.

検出部3の検知部K3は、検出素子として、動体MBの動きに伴う磁界の変化を検知する磁気抵抗効果素子を用いており、図5に示すように、シリコンの基板93上に、第1方向DR1に感度軸が向いている第1磁気抵抗効果素子13と、第1方向DR1と逆向きの第2方向DR2に感度軸が向いている第2磁気抵抗効果素子23と、を複数個(図5ではそれぞれ8個)有して構成されている。そして、長方形のパターンの第1磁気抵抗効果素子13が8個並設した第1検出素子群G13と、長方形のパターンの第2磁気抵抗効果素子23が8個並設した第2検出素子群G23と、を形成している。なお、第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23の数は、8個に限らず、適宜選択される。   The detection unit K3 of the detection unit 3 uses, as the detection element, a magnetoresistive effect element that detects a change in the magnetic field accompanying the movement of the moving body MB. As shown in FIG. A plurality of first magnetoresistive elements 13 whose sensitivity axes are oriented in the direction DR1 and second magnetoresistive elements 23 whose sensitivity axes are oriented in the second direction DR2 opposite to the first direction DR1 ( In FIG. 5, each has eight). A first detection element group G13 in which eight rectangular-shaped first magnetoresistive elements 13 are arranged in parallel, and a second detection element group G23 in which eight rectangular-patterned second magnetoresistive elements 23 are arranged in parallel. And form. In addition, the number of the 1st magnetoresistive effect element 13 and the 2nd magnetoresistive effect element 23 is not restricted to eight, It selects suitably.

また、本発明の第1実施形態では、図5に示すように、第1磁気抵抗効果素子13の感度軸の向きである第1方向DR1と、動体MBが動く方向(移動方向MD)と、を一致させ、第1検出素子群G13と第2検出素子群G23とが、移動方向MDに沿う方向に並設して配置している。なお、動体MBの凹凸部分が動く方向(移動方向MD)が時計回りに回転する回転方向であるが、検知部K3と比較して動体MBが充分大きいので、移動方向MDと第1方向DR1及び第2方向DR2とは、ほぼ平行になっているといえる。   In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, the first direction DR1 which is the direction of the sensitivity axis of the first magnetoresistive effect element 13, the direction in which the moving body MB moves (moving direction MD), The first detection element group G13 and the second detection element group G23 are arranged side by side in the direction along the movement direction MD. The moving direction (moving direction MD) of the moving object MB moves in the clockwise direction. However, since the moving object MB is sufficiently larger than the detection unit K3, the moving direction MD and the first direction DR1 and It can be said that it is substantially parallel to the second direction DR2.

また、検知部K3には、図5に示すように、第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23の両端側に設けられた第1端子部13T及び第2端子部23Tを備えており、この第1端子部13T及び第2端子部23Tは、図示はしていないが、ボンディングワイヤと回路基板P3の配線とで、制御部S3と電気的に接続されている。   Further, as shown in FIG. 5, the detection portion K3 includes a first terminal portion 13T and a second terminal portion 23T provided on both ends of the first magnetoresistance effect element 13 and the second magnetoresistance effect element 23. Although not shown, the first terminal portion 13T and the second terminal portion 23T are electrically connected to the control unit S3 by bonding wires and wiring of the circuit board P3.

また、検知部K3の磁気抵抗効果素子(検出素子)は、巨大磁気抵抗効果(GMR、Giant Magneto-Resistance Effect)素子を用いており、詳細な図示はしないが、シリコンの基板93上に、Ni(ニッケル)Fe(鉄)Cr(クロム)合金或いはCr等で形成されたシード層を介して、磁化方向がある方向にピン止めされた固定磁性層、Cu(銅)等の非磁性材料層、磁化方向が外部磁界の方向に回転するフリー磁性層、Ta(タンタル)等のカバー層の順に積層して形成している。また、各層の成膜には、例えばスパッタリング成膜法が用いられている。   Further, the magnetoresistive effect element (detection element) of the detection unit K3 uses a giant magnetoresistive effect (GMR) element, and although not shown in detail, a Ni substrate 93 is formed on a silicon substrate 93. (Nickel) Fe (iron) Cr (chromium) alloy or pinned magnetic layer pinned in a certain direction through a seed layer made of Cr, non-magnetic material layer such as Cu (copper), A free magnetic layer whose magnetization direction rotates in the direction of the external magnetic field and a cover layer such as Ta (tantalum) are laminated in this order. Further, for example, a sputtering film forming method is used for forming each layer.

検出部3の制御部S3は、集積回路(IC、Integrated Circuit)を用いて構成されており、第1端子部13T及び第2端子部23Tを介して、検出素子である第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23の出力信号が入力されている。そして、制御部S3は、複数の第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23からの出力信号のそれぞれの出力値を比較して、第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23からの出力信号をそれぞれ1つずつ少なくとも2つ選択するようにしている。これにより、動体MBと検出部3とが位置する状況に対応して、最適な検出素子(第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23)を選択することができる。   The control unit S3 of the detection unit 3 is configured using an integrated circuit (IC), and a first magnetoresistive effect element which is a detection element via the first terminal unit 13T and the second terminal unit 23T. 13 and the output signal of the 2nd magnetoresistive effect element 23 are input. Then, the control unit S3 compares the output values of the output signals from the plurality of first magnetoresistive elements 13 and the second magnetoresistive elements 23, and compares the first magnetoresistive elements 13 and the second magnetoresistive elements. At least two output signals from the effect element 23 are selected one by one. Thereby, the optimal detection element (the 1st magnetoresistive effect element 13 and the 2nd magnetoresistive effect element 23) can be selected corresponding to the condition where the moving body MB and the detection part 3 are located.

また、本発明の第1実施形態では、例えば、図7に示すように、4つの検出素子を選択して、ブリッジ回路BC1を形成し、これらの出力信号から動体MBの位置を検出するようにしている。具体的には、ブリッジ回路BC1は、図7に示すように、第1方向DR1に感度軸を有する第1磁気抵抗効果素子13b及び第1磁気抵抗効果素子13cと、第2方向DR2に感度軸を有する第2磁気抵抗効果素子23b及び第2磁気抵抗効果素子23cと、から構成されている。そして、第1磁気抵抗効果素子13bと第2磁気抵抗効果素子23bとを第1接続部CS1で接続し、第1磁気抵抗効果素子13cと第2磁気抵抗効果素子23cとを第2接続部CS2接続し、第2磁気抵抗効果素子23b及び第1磁気抵抗効果素子13c側をドライブ(図中に示すVdd)に接続し、第1磁気抵抗効果素子13b及び第2磁気抵抗効果素子23c側をグランド(図中に示すGND)に接続して、ブリッジ回路BC1を完成させている。これにより、第1接続部CS1及び第2接続部CS2からの出力信号(図中に示すS1及びS2)を利用することができ、しかも感度軸の向きが異なる第1磁気抵抗効果素子(13b、13c)及び第2磁気抵抗効果素子(23b、23c)を用いているので、出力変化をより大きくとることができる。   In the first embodiment of the present invention, for example, as shown in FIG. 7, four detection elements are selected to form a bridge circuit BC1, and the position of the moving object MB is detected from these output signals. ing. Specifically, as shown in FIG. 7, the bridge circuit BC1 includes a first magnetoresistance effect element 13b and a first magnetoresistance effect element 13c having a sensitivity axis in the first direction DR1, and a sensitivity axis in the second direction DR2. And the second magnetoresistive effect element 23b and the second magnetoresistive effect element 23c. The first magnetoresistive effect element 13b and the second magnetoresistive effect element 23b are connected by the first connection part CS1, and the first magnetoresistive effect element 13c and the second magnetoresistive effect element 23c are connected by the second connection part CS2. The second magnetoresistive effect element 23b and the first magnetoresistive effect element 13c side are connected to a drive (Vdd shown in the figure), and the first magnetoresistive effect element 13b and the second magnetoresistive effect element 23c side are grounded. Connected to (GND shown in the figure), the bridge circuit BC1 is completed. Thereby, the output signals (S1 and S2 shown in the drawing) from the first connection part CS1 and the second connection part CS2 can be used, and the first magnetoresistive effect elements (13b, 13c) and the second magnetoresistive effect element (23b, 23c) are used, the output change can be made larger.

また、制御部S3は、複数の第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23からの出力信号のそれぞれの出力値を比較して、いずれかの第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23を選択しているので、例えば、入手した出力値をオフセットして扱ったり、出力信号の周期(例えば正側の比率を長くする等)を変えたりすることができる。これにより、状況に応じた適切な検出をさせることができる。   In addition, the control unit S3 compares the output values of the output signals from the plurality of first magnetoresistive effect elements 13 and the second magnetoresistive effect elements 23, and the first magnetoresistive effect element 13 and the first magnetoresistive effect element 13 Since the two magnetoresistive effect elements 23 are selected, for example, the obtained output value can be handled by offsetting, or the cycle of the output signal (for example, increasing the positive ratio) can be changed. Thereby, suitable detection according to a situation can be made.

検出部3の回路基板P3は、一般的に用いられているプリント配線板(printed wiring board)を用いている。また、検出部3のリード端子R3は、金属性の薄板を切断加工し、ニッケル等のめっきを施したものを利用している。   The circuit board P3 of the detection unit 3 uses a commonly used printed wiring board. Moreover, the lead terminal R3 of the detection unit 3 uses a metal thin plate cut and plated with nickel or the like.

次に、位置検出センサ101のバイアス磁石7は、図3に示すように、円筒形状を有しており、図示はしないが、図3に示す穴部7hに検出部3が挿通され、検出部3の周囲を覆うように配設される。そして、バイアス磁石7は、図6に示すように、第1磁気抵抗効果素子13の第1方向DR1及び第2磁気抵抗効果素子23の第2方向DR2と直交する方向に磁界を印加するように、着滋されている。これにより、動体MB側に永久磁石(例えば動体MBに永久磁石を用いる)を設けず、加工のし易い鉄等の軟磁性体を用いることができる。更に、バイアス磁石7が検出部3の周囲を覆うように配設されているので、外部磁界による第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23への悪影響を低減することができる。   Next, as shown in FIG. 3, the bias magnet 7 of the position detection sensor 101 has a cylindrical shape. Although not shown, the detection unit 3 is inserted into the hole 7h shown in FIG. 3 is arranged so as to cover the periphery of 3. The bias magnet 7 applies a magnetic field in a direction orthogonal to the first direction DR1 of the first magnetoresistive element 13 and the second direction DR2 of the second magnetoresistive element 23, as shown in FIG. , Have been dressed. Thereby, a permanent magnet (for example, a permanent magnet is used for the moving body MB) is not provided on the moving body MB side, and a soft magnetic body such as iron that can be easily processed can be used. Furthermore, since the bias magnet 7 is disposed so as to cover the periphery of the detection unit 3, adverse effects on the first magnetoresistive effect element 13 and the second magnetoresistive effect element 23 due to the external magnetic field can be reduced.

また、バイアス磁石7は、図6に示すように、第1検出素子群G13が配置される領域AAと、第2検出素子群G23が配置される領域BBと、の境界位置AIBが、バイアス磁石7による磁界の磁気的な境界位置MISと一致するようにそれぞれが配置されている。これにより、第1検出素子群G13及び第2検出素子群G23に対して等分にバイアス磁界を印加することができ、第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23から正確な出力値の差分を得ることができる。ここでいう磁気的な境界位置MISとは、バイアス磁石7の穴部7hの中心位置近傍を示しており、例えば、第1検出素子群G13及び第2検出素子群G23が存在する平面を切り出した際には、磁界の向きが左右に分かれる中間の位置を磁気的な境界位置MISとしている。なお、詳細な図示はしていないが、配線部材H8にホルダを設け、ホルダをバイアス磁石7の穴部7hに嵌合させることにより、穴部7hの中心位置に検出部3が配置されるようにしている。   In addition, as shown in FIG. 6, the bias magnet 7 has a bias magnet whose boundary position AIB between the area AA where the first detection element group G13 is arranged and the area BB where the second detection element group G23 is arranged. 7 are arranged so as to coincide with the magnetic boundary position MIS of the magnetic field by 7. Thereby, a bias magnetic field can be equally applied to the first detection element group G13 and the second detection element group G23, and an accurate output can be obtained from the first magnetoresistance effect element 13 and the second magnetoresistance effect element 23. The difference between values can be obtained. The magnetic boundary position MIS here indicates the vicinity of the center position of the hole 7h of the bias magnet 7, and for example, a plane on which the first detection element group G13 and the second detection element group G23 exist is cut out. In this case, an intermediate position where the direction of the magnetic field is divided into left and right is set as a magnetic boundary position MIS. Although not shown in detail, by providing a holder on the wiring member H8 and fitting the holder into the hole 7h of the bias magnet 7, the detection unit 3 is arranged at the center of the hole 7h. I have to.

次に、位置検出センサ101のケース部材C1及びカバー部材C2は、ABS樹脂(ABS、acrylonitrile butadiene styrene copolymer)等の合成樹脂を射出成形して作製されており、図1ないし図3に示すように、箱状の形状を有して、検出部3及びバイアス磁石7を収容部C12s(図3を参照)に収納している。   Next, the case member C1 and the cover member C2 of the position detection sensor 101 are made by injection molding synthetic resin such as ABS resin (ABS, acrylonitrile butadiene styrene copolymer), as shown in FIGS. The detector 3 and the bias magnet 7 are housed in the housing C12s (see FIG. 3).

最後に、位置検出センサ101の配線部材H8は、絶縁性の被覆材が被せられた線材を用いており、図3に示すように、一端側が検出部3のリード端子R3と接続されている。また、配線部材H8の他端側は、図示していないが、位置検出センサ101が使用される外部機器と接続されている。   Finally, the wiring member H8 of the position detection sensor 101 uses a wire covered with an insulating covering material, and one end side is connected to the lead terminal R3 of the detection unit 3 as shown in FIG. The other end of the wiring member H8 is connected to an external device that uses the position detection sensor 101, although not shown.

次に、本発明の第1実施形態に係わる位置検出センサ101の検出方法及び結果の一例について、図7ないし図9を用いて説明する。図8は、本発明の第1実施形態に係わる位置検出センサ101の検出方法を説明する模式図であって、図8(a)は、検出部3の検知部K3が動体MBの凸部Mtaと正対している状態(P1)を示し、図8(b)は、動体MBが図8(a)の状態から少し移動(回転)した状態(P2)を示し、図8(c)は、更に動体MBが移動して検知部K3が動体MBの凹部Muaと正対している状態(P3)を示し、図8(d)は、動体MBが図8(c)の状態から少し移動(回転)した状態(P4)を示し、図8(e)は、更に動体MBが移動して検知部K3が動体MBの凸部Mtbと正対している状態(P5)を示している。図9は、本発明の第1実施形態の位置検出センサ101における結果の出力例を示したグラフである。図9の縦軸は、図7に示す第1接続部CS1及び第2接続部CS2からの出力信号(電圧)を示し、横軸は、動体MBが動いた距離を示している。また、図9中の出力値V1及び出力値V2は、図7に示すS1及びS2に対応し、図9中のPD1ないしPD5は、図8に示すP1からP5に変化する状態に対応している。   Next, an example of the detection method and result of the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a detection method of the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 8A shows a detection unit K3 of the detection unit 3 having a convex portion Mta of the moving body MB. 8 (b) shows a state (P2) in which the moving body MB has moved (rotated) slightly from the state of FIG. 8 (a), and FIG. 8 (c) Further, the moving body MB moves and the detection unit K3 faces the concave portion Mua of the moving body MB (P3), and FIG. 8D shows the moving body MB slightly moved (rotated) from the state of FIG. 8E shows a state (P5) in which the moving body MB further moves and the detection unit K3 faces the convex portion Mtb of the moving body MB. FIG. 9 is a graph showing an output example of the result in the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention. The vertical axis in FIG. 9 indicates output signals (voltages) from the first connection part CS1 and the second connection part CS2 shown in FIG. 7, and the horizontal axis indicates the distance that the moving object MB has moved. Further, the output value V1 and the output value V2 in FIG. 9 correspond to S1 and S2 shown in FIG. 7, and PD1 to PD5 in FIG. 9 correspond to the state changing from P1 to P5 shown in FIG. Yes.

本発明の第1実施形態の位置検出センサ101において、先ず、図8(a)に示す状態(P1)では、バイアス磁石7による磁界の方向と、図7に示す第1磁気抵抗効果素子13(13b、13c)の第1方向DR1及び第2磁気抵抗効果素子23(23b、23c)の第2方向DR2と、が直交するので(図6を参照)、第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23が受ける磁界に異差が生じない。その結果、その際の出力値は、図9に示すように、出力値V1及び出力値V2ともに中点VM(図9に示すPD1の位置)となり、同じ値を示すようになる。逆に言えば、本発明の第1実施形態では、同じ値となるように、8個の第1磁気抵抗効果素子13から第1磁気抵抗効果素子13b及び第1磁気抵抗効果素子13cを適宜選択し、8個の第2磁気抵抗効果素子23から第2磁気抵抗効果素子23b及び第2磁気抵抗効果素子23cを適宜選択している。このように、複数(第1実施形態では16個)の検出素子(第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23)の出力信号の内、少なくとも2つ(第1実施形態では4個)を適宜選択することにより、位置検出センサ101の取付け位置に位置ズレがあったととしても、位置ズレに対応した出力信号で判断し、適切な検出素子を選択することができる。なお、云うまでもないが、位置検出センサ101の取付け位置によって、適切な検出素子はその都度選択されている。   In the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, first, in the state (P1) shown in FIG. 8A, the direction of the magnetic field by the bias magnet 7 and the first magnetoresistive effect element 13 ( 13b, 13c) and the second direction DR2 of the second magnetoresistance effect element 23 (23b, 23c) are orthogonal to each other (see FIG. 6), the first magnetoresistance effect element 13 and the second magnetoresistance effect element 13 There is no difference in the magnetic field received by the magnetoresistive element 23. As a result, as shown in FIG. 9, the output value at that time is the midpoint VM (the position of PD1 shown in FIG. 9) for both the output value V1 and the output value V2, and shows the same value. Conversely, in the first embodiment of the present invention, the first magnetoresistive effect element 13b and the first magnetoresistive effect element 13c are appropriately selected from the eight first magnetoresistive effect elements 13 so as to have the same value. The second magnetoresistive effect element 23b and the second magnetoresistive effect element 23c are appropriately selected from the eight second magnetoresistive effect elements 23. Thus, at least two (4 in the first embodiment) output signals of a plurality (16 in the first embodiment) of the detection elements (first magnetoresistive element 13 and second magnetoresistive element 23) are output. By selecting an appropriate number, it is possible to determine an output signal corresponding to the position shift and select an appropriate detection element even if there is a position shift at the mounting position of the position detection sensor 101. Needless to say, an appropriate detection element is selected each time depending on the mounting position of the position detection sensor 101.

次に、動体MBの凸部Mtaが図8(a)に示す状態(P1)から移動方向MDに移動して図8(b)に示す状態(P2)になると、バイアス磁石7による磁界の方向が移動方向MDに移動した凸部Mta側に偏ることとなる。このため、第1磁気抵抗効果素子13(13b、13c)が受ける第1方向DR1の磁界の強度が増加し、逆に、第2磁気抵抗効果素子23(23b、23c)が受ける第2方向DR2の磁界の強度が減少するようになる。そして、第1磁気抵抗効果素子13(13b、13c)の抵抗値が減少し、一方、第2磁気抵抗効果素子23(23b、23c)の抵抗値が増大するようになる。その結果、その際の出力値は、図9に示すように、出力値V1が中点VMより減少し、出力値V2が中点VMより増大するようになり、ある位置(図9に示すPD2)で、出力値V1が最小となり、出力値V2が最大となる。   Next, when the convex portion Mta of the moving body MB moves from the state (P1) shown in FIG. 8A in the movement direction MD to the state (P2) shown in FIG. 8B, the direction of the magnetic field by the bias magnet 7 Will be biased toward the convex portion Mta moved in the movement direction MD. For this reason, the strength of the magnetic field in the first direction DR1 received by the first magnetoresistance effect element 13 (13b, 13c) is increased, and conversely, the second direction DR2 received by the second magnetoresistance effect element 23 (23b, 23c). The strength of the magnetic field is reduced. Then, the resistance value of the first magnetoresistance effect element 13 (13b, 13c) decreases, while the resistance value of the second magnetoresistance effect element 23 (23b, 23c) increases. As a result, as shown in FIG. 9, the output value V1 decreases from the midpoint VM and the output value V2 increases from the midpoint VM as shown in FIG. ), The output value V1 is minimized and the output value V2 is maximized.

更に、動体MBの凸部Mtaが移動方向MDに移動すると、第1磁気抵抗効果素子13(13b、13c)が受ける第1方向DR1の磁界の強度が逆に減少し、一方、第2磁気抵抗効果素子23(23b、23c)が受ける第2方向DR2の磁界の強度が増大するようになる。そして、図8(c)に示す状態(P3)になると、検知部K3が動体MBの凹部Muaと正対するので、バイアス磁石7による磁界の影響が、第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23ともに、同じようになる。その結果、その際の出力値は、図9に示すように、出力値V1及び出力値V2ともに中点VM(図9に示すPD3の位置)となり、同じ値を示すようになる。   Further, when the convex portion Mta of the moving body MB moves in the movement direction MD, the strength of the magnetic field in the first direction DR1 received by the first magnetoresistive effect element 13 (13b, 13c) decreases conversely, while the second magnetoresistance The intensity of the magnetic field in the second direction DR2 received by the effect element 23 (23b, 23c) is increased. In the state (P3) shown in FIG. 8C, the detection unit K3 faces the concave portion Mua of the moving body MB, so that the influence of the magnetic field by the bias magnet 7 causes the first magnetoresistive element 13 and the second magnetic element The same applies to both the resistive effect elements 23. As a result, as shown in FIG. 9, the output value at that time is the middle point VM (position of PD3 shown in FIG. 9) for both the output value V1 and the output value V2, and shows the same value.

更に、動体MBの凸部Mtaが図8(c)に示す状態(P3)から移動方向MDに移動して図8(d)に示す状態(P4)になると、バイアス磁石7による磁界の方向が移動してきた凸部Mtb側に偏ることとなる。このため、第1磁気抵抗効果素子13(13b、13c)が受ける第1方向DR1の磁界の強度が更に減少し、逆に、第2磁気抵抗効果素子23(23b、23c)が受ける第2方向DR2の磁界の強度が増大するようになる。そして、第1磁気抵抗効果素子13(13b、13c)の抵抗値が増大し、一方、第2磁気抵抗効果素子23(23b、23c)の抵抗値が減少するようになる。その結果、その際の出力値は、図9に示すように、出力値V1が中点VMより増大し、出力値V2が中点VMより減少するようになり、ある位置(図9に示すPD4)で、出力値V1が最大となり、出力値V2が最小となる。   Furthermore, when the convex portion Mta of the moving body MB moves from the state (P3) shown in FIG. 8C in the movement direction MD to the state (P4) shown in FIG. 8D, the direction of the magnetic field by the bias magnet 7 changes. It will be biased toward the convex portion Mtb that has moved. For this reason, the intensity of the magnetic field in the first direction DR1 received by the first magnetoresistive element 13 (13b, 13c) is further reduced, and conversely, the second direction received by the second magnetoresistive element 23 (23b, 23c). The strength of the DR2 magnetic field increases. Then, the resistance value of the first magnetoresistance effect element 13 (13b, 13c) increases, while the resistance value of the second magnetoresistance effect element 23 (23b, 23c) decreases. As a result, as shown in FIG. 9, the output value V1 increases from the midpoint VM and the output value V2 decreases from the midpoint VM as shown in FIG. ), The output value V1 is maximized and the output value V2 is minimized.

最後に、動体MBの凸部Mtaが移動方向MDに移動すると、第1磁気抵抗効果素子13(13b、13c)が受ける第1方向DR1の磁界の強度が逆に増大し、一方、第2磁気抵抗効果素子23(23b、23c)が受ける第2方向DR2の磁界の強度が減少するようになる。そして、図8(e)に示す状態(P5)になると、検知部K3が動体MBの凸部Mtbと正対し、バイアス磁石7による磁界の影響が、第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23ともに、同じようになる。その結果、その際の出力値は、図9に示すように、出力値V1及び出力値V2ともに中点VM(図9に示すPD5の位置)となり、同じ値を示すようになる。   Finally, when the convex portion Mta of the moving body MB moves in the movement direction MD, the strength of the magnetic field in the first direction DR1 received by the first magnetoresistance effect element 13 (13b, 13c) increases conversely, while the second magnetic field The strength of the magnetic field in the second direction DR2 received by the resistance effect element 23 (23b, 23c) decreases. In the state (P5) shown in FIG. 8 (e), the detection unit K3 faces the convex portion Mtb of the moving body MB, and the influence of the magnetic field by the bias magnet 7 causes the first magnetoresistive element 13 and the second magnetic element. The same applies to both the resistive effect elements 23. As a result, as shown in FIG. 9, the output value at that time is the middle point VM (position of PD5 shown in FIG. 9) for both the output value V1 and the output value V2, and shows the same value.

本発明の第1実施形態の位置検出センサ101では、このようにして得られた出力値V1及び出力値V2を用いて、動体MBの位置を検出するための出力値としている。これにより、動体MBが動く方向(移動方向MD)に沿う第1方向DR1に感度軸が向いている第1磁気抵抗効果素子13と、第1方向DR1と逆向きの第2方向DR2に感度軸が向いている第2磁気抵抗効果素子23と、を有しているので、第1磁気抵抗効果素子13からの出力信号と第2磁気抵抗効果素子23からの逆の挙動の出力信号とを用いることとなる。このため、より大きな出力値の差分で動体MBの位置を検出することができ、検出精度の向上を図ることができる。   In the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, the output value V1 and the output value V2 obtained in this way are used as output values for detecting the position of the moving object MB. Thus, the first magnetoresistance effect element 13 whose sensitivity axis is oriented in the first direction DR1 along the moving direction (movement direction MD) of the moving body MB, and the sensitivity axis in the second direction DR2 opposite to the first direction DR1. Therefore, the output signal from the first magnetoresistive effect element 13 and the output signal having the opposite behavior from the second magnetoresistive effect element 23 are used. It will be. For this reason, the position of the moving object MB can be detected with a larger difference between output values, and the detection accuracy can be improved.

更に、本発明の第1実施形態の位置検出センサ101では、第1磁気抵抗効果素子13が複数個並設した第1検出素子群G13から2つ(第1磁気抵抗効果素子13b及び第1磁気抵抗効果素子13c)、第2磁気抵抗効果素子23が複数個並設した第2検出素子群G23から2つ(第2磁気抵抗効果素子23b及び第2磁気抵抗効果素子23c)、適切に選択して、動体MBの位置を検出している。このため、位置検出センサ101の取付け位置に僅かな位置ズレがあったととしても、的確に動体MBの位置を検出することができる。   Furthermore, in the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, the first detection element group G13 includes a plurality of the first magnetoresistance effect elements 13 arranged side by side (the first magnetoresistance effect element 13b and the first magnetic resistance effect element 13). Two of the second detection element group G23 (second magnetoresistance effect element 23b and second magnetoresistance effect element 23c) are appropriately selected from the resistance effect element 13c) and the second magnetoresistance effect element 23 arranged in parallel. Thus, the position of the moving object MB is detected. For this reason, even if there is a slight positional deviation in the mounting position of the position detection sensor 101, the position of the moving body MB can be accurately detected.

以上のように構成された本発明の第1実施形態の位置検出センサ101における、効果について、以下に纏めて説明する。   The effects of the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be collectively described below.

本発明の第1実施形態の位置検出センサ101は、複数の検出素子の出力信号の内、少なくとも2つを適宜選択することにより、動体MBに対して位置検出センサ101の取付け位置に位置ズレがあったととしても、位置ズレに対応して適切な検出素子からの出力信号を選択し、その検出素子の出力信号で動体MBの位置を検出することができる。このことにより、検出精度の低下を低減することができる。   In the position detection sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, the position displacement of the position detection sensor 101 with respect to the moving object MB is shifted by appropriately selecting at least two of the output signals of the plurality of detection elements. Even if there is, it is possible to select an output signal from an appropriate detection element corresponding to the positional deviation, and to detect the position of the moving body MB by using the output signal of the detection element. As a result, a decrease in detection accuracy can be reduced.

また、動体MBが動く方向(移動方向MD)に沿う第1方向DR1に感度軸が向いている第1磁気抵抗効果素子13と、第1方向DR1と逆向きの第2方向DR2に感度軸が向いている第2磁気抵抗効果素子23と、を有しているので、第1磁気抵抗効果素子13からの出力信号と第2磁気抵抗効果素子23からの出力信号とは、動体MBの動きに対して逆の挙動の出力信号となる。このため、これらの出力信号から判断することで、検出精度の向上を図ることができる。   The sensitivity axis is in the first magnetoresistance effect element 13 whose sensitivity axis is in the first direction DR1 along the moving direction (movement direction MD), and in the second direction DR2 opposite to the first direction DR1. The output signal from the first magnetoresistive effect element 13 and the output signal from the second magnetoresistive effect element 23 are caused by the movement of the moving body MB. On the other hand, the output signal has the opposite behavior. For this reason, it is possible to improve detection accuracy by judging from these output signals.

更に、第1磁気抵抗効果素子13が複数個並設した第1検出素子群G13と第2磁気抵抗効果素子23が複数個並設した第2検出素子群G23とが、動体MBが動く方向(移動方向MD)に沿う方向に並設して配置されているので、位置検出センサ101の取付け位置に僅かな位置ズレがあったととしても、第1検出素子群G13からの出力信号及び第2検出素子群G23からの出力信号から選択して動体MBの位置を検出することができる。このため、検出精度の低下をより低減することができる。   Furthermore, the first detection element group G13 in which a plurality of first magnetoresistance effect elements 13 are arranged in parallel and the second detection element group G23 in which a plurality of second magnetoresistance effect elements 23 are arranged in parallel move in the direction in which the moving body MB moves ( Since the position detection sensor 101 is slightly attached to the mounting position of the position detection sensor 101, the output signal from the first detection element group G13 and the second detection are detected. The position of the moving object MB can be detected by selecting from the output signal from the element group G23. For this reason, the fall of detection accuracy can be reduced more.

また、第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23にバイアス磁界を印加するバイアス磁石7を設けたので、外部磁界による第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23への悪影響を低減することができる。更に、このバイアス磁石7の磁気的な境界位置MISが第1検出素子群G13と第2検出素子群G23との境界位置AIBと一致するようにしたので、第1検出素子群G13及び第2検出素子群G23に対して等分にバイアス磁界を印加することができる。これらのことより、検出精度を向上させることができる。   In addition, since the bias magnet 7 for applying a bias magnetic field to the first magnetoresistive effect element 13 and the second magnetoresistive effect element 23 is provided, the first magnetoresistive effect element 13 and the second magnetoresistive effect element 23 caused by an external magnetic field are provided. The adverse effect of can be reduced. Further, since the magnetic boundary position MIS of the bias magnet 7 coincides with the boundary position AIB between the first detection element group G13 and the second detection element group G23, the first detection element group G13 and the second detection element group are detected. A bias magnetic field can be equally applied to the element group G23. From these things, detection accuracy can be improved.

また、ブリッジ回路BC1を形成しているので、中間の出力信号を利用することができ、しかも感度軸の向きが異なる第1磁気抵抗効果素子13及び第2磁気抵抗効果素子23を用いているので、出力変化がより大きなものとなる。このことにより、検出精度をより向上させることができる。   Further, since the bridge circuit BC1 is formed, an intermediate output signal can be used, and the first magnetoresistive element 13 and the second magnetoresistive element 23 having different sensitivity axes are used. , The output change becomes larger. As a result, the detection accuracy can be further improved.

また、制御部S3が複数の検出素子からの出力信号のそれぞれの出力値を比較して、少なくとも2つの検出素子からの出力信号を選択するので、動体MBと検出部3とが位置する状況に対応して、最適な検出素子を選択することができる。このことにより、検出精度をより一層向上させることができる。   Further, the control unit S3 compares the output values of the output signals from the plurality of detection elements and selects the output signals from at least two detection elements, so that the moving body MB and the detection unit 3 are located. Correspondingly, an optimal detection element can be selected. Thereby, detection accuracy can be further improved.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, it can deform | transform and implement as follows, These embodiments also belong to the technical scope of this invention.

<変形例1>
上記第1実施形態では、検知部K3と制御部S3とを回路基板P3に搭載して合成樹脂でパッケージングして検出部3として構成したが、この構成に限らず、例えば外部機器側に制御部S3を設けた構成でも良い。
<Modification 1>
In the first embodiment, the detection unit K3 and the control unit S3 are mounted on the circuit board P3 and packaged with a synthetic resin to form the detection unit 3. However, the present invention is not limited to this configuration. A configuration in which the part S3 is provided may be used.

<変形例2>
上記第1実施形態では、好適にバイアス磁石7を用いたが、バイアス磁石7を用いない構成でも良い。その際には、動体MB側に永久磁石等を設け、動体MBの移動に伴って磁界が変化する機能を有していることが必要である。
<Modification 2>
In the first embodiment, the bias magnet 7 is preferably used. However, a configuration in which the bias magnet 7 is not used may be used. In that case, it is necessary to provide a permanent magnet or the like on the moving body MB side and to have a function of changing the magnetic field as the moving body MB moves.

<変形例3>
上記第1実施形態では、第1磁気抵抗効果素子13b及び第1磁気抵抗効果素子13cと第2磁気抵抗効果素子23b及び第2磁気抵抗効果素子23cとで、ブリッジ回路BC1(フルブリッジ回路)を構成したが、これに限るものではない。例えば、第1磁気抵抗効果素子13と第2磁気抵抗効果素子23の2つを選択し、ハーフブリッジ回路を用いても良い。また、例えば、第1磁気抵抗効果素子13と第2磁気抵抗効果素子23とをそれぞれ4つを選択し、フルブリッジ回路を2つ用いても良い。フルブリッジ回路を2つ用いると、より正確な動体MBの位置を検出することができる。
<Modification 3>
In the first embodiment, the first magnetoresistive effect element 13b, the first magnetoresistive effect element 13c, the second magnetoresistive effect element 23b, and the second magnetoresistive effect element 23c constitute the bridge circuit BC1 (full bridge circuit). Although configured, the present invention is not limited to this. For example, the first magnetoresistive effect element 13 and the second magnetoresistive effect element 23 may be selected and a half bridge circuit may be used. Further, for example, four first magnetoresistive elements 13 and two second magnetoresistive elements 23 may be selected, and two full bridge circuits may be used. If two full bridge circuits are used, a more accurate position of the moving object MB can be detected.

<変形例4>
上記第1実施形態では、検出素子として磁気抵抗効果素子を好適に用いたが、他に、ホール素子等であっても良い。また、磁気抵抗効果素子として、巨大磁気抵抗効果素子(GMR素子)を用いたが、他に、AMR(Anisotropic Magneto Resistive)素子、TMR(Tunnel Magneto Resistive)素子等であっても良い。
<Modification 4>
In the first embodiment, a magnetoresistive effect element is suitably used as the detection element, but a Hall element or the like may be used instead. In addition, a giant magnetoresistive element (GMR element) is used as the magnetoresistive element, but an AMR (Anisotropic Magneto Resistive) element, a TMR (Tunnel Magneto Resistive) element, or the like may be used.

<変形例5>
上記第1実施形態では、動体MBとして回転体を用いたが、これに限るものではなく、例えば直線移動する動体であっても良い。
<Modification 5>
In the first embodiment, the rotating body is used as the moving body MB. However, the rotating body is not limited to this, and may be a moving body that moves linearly, for example.

本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the object of the present invention.

3 検出部
13、13b、13c 第1磁気抵抗効果素子
G13 第1検出素子群
23、23b、23c 第2磁気抵抗効果素子
G23 第2検出素子群
S3 制御部
7 バイアス磁石
MB 動体
BC1 ブリッジ回路
AA 領域(第1検出素子群が配置される領域)
BB 領域(第2検出素子群が配置される領域)
AIB 境界位置(領域の境界位置)
MIS 境界位置(磁気的な境界位置)
DR1 第1方向
DR2 第2方向
MD 移動方向(動体が動く方向)
101 位置検出センサ
3 detection unit 13, 13b, 13c first magnetoresistance effect element G13 first detection element group 23, 23b, 23c second magnetoresistance effect element G23 second detection element group S3 control unit 7 bias magnet MB moving body BC1 bridge circuit AA area (Area where the first detection element group is arranged)
BB region (region where the second detection element group is arranged)
AIB boundary position (area boundary position)
MIS boundary position (magnetic boundary position)
DR1 First direction DR2 Second direction MD Movement direction (direction in which the moving object moves)
101 Position detection sensor

Claims (5)

動体が動いた位置を検出するための検出部を有した位置検出センサにおいて、
前記検出部は、複数の検出素子を有し、
該複数の検出素子は、前記動体が動く方向に沿う方向に並設して配置されており、
前記複数の検出素子からの出力信号を少なくとも2つ選択して、前記少なくとも2つの出力信号から前記動体の位置を検出することを特徴とする位置検出センサ。
In the position detection sensor having a detection unit for detecting the position where the moving body has moved,
The detection unit has a plurality of detection elements,
The plurality of detection elements are arranged side by side in a direction along the moving direction of the moving body,
A position detection sensor, wherein at least two output signals from the plurality of detection elements are selected, and the position of the moving body is detected from the at least two output signals.
前記複数の検出素子は、前記動体の動きに伴う磁界の変化を検知する複数の磁気抵抗効果素子であり、
前記複数の磁気抵抗効果素子は、前記動体が動く方向に沿う第1方向に感度軸が向いている第1磁気抵抗効果素子と、前記第1方向と逆向きの第2方向に感度軸が向いている第2磁気抵抗効果素子と、を有し、
前記第1磁気抵抗効果素子が複数個並設した第1検出素子群と、前記第2磁気抵抗効果素子が複数個並設した第2検出素子群と、を形成し、
前記第1検出素子群と前記第2検出素子群とが、前記動体が動く方向に沿う方向に並設して配置されていることを特徴とする請求項1に記載の位置検出センサ。
The plurality of detection elements are a plurality of magnetoresistance effect elements that detect a change in a magnetic field accompanying the movement of the moving body,
The plurality of magnetoresistive elements have a first magnetoresistive element whose sensitivity axis is oriented in a first direction along the moving direction of the moving body, and a sensitivity axis is oriented in a second direction opposite to the first direction. A second magnetoresistive effect element,
Forming a first detection element group in which a plurality of the first magnetoresistance effect elements are arranged in parallel, and a second detection element group in which a plurality of the second magnetoresistance effect elements are arranged in parallel;
The position detection sensor according to claim 1, wherein the first detection element group and the second detection element group are arranged side by side in a direction along a moving direction of the moving body.
前記第1方向及び前記第2方向と直交する方向に磁界を印加するバイアス磁石を有し、
前記バイアス磁石による磁界の磁気的な境界位置が前記第1検出素子群と前記第2検出素子群とがそれぞれ配置される領域の境界位置と一致するように、前記バイアス磁石が配置されていることを特徴とする請求項2に記載の位置検出センサ。
A bias magnet that applies a magnetic field in a direction perpendicular to the first direction and the second direction;
The bias magnet is arranged so that the magnetic boundary position of the magnetic field by the bias magnet coincides with the boundary position of the region where the first detection element group and the second detection element group are respectively arranged. The position detection sensor according to claim 2.
前記少なくとも2つ選択された出力信号の内の1つは前記第1磁気抵抗効果素子で、他の1つは前記第2磁気抵抗効果素子であり、
前記少なくとも2つ選択された出力信号に対応する前記第1磁気抵抗効果素子及び前記第2磁気抵抗効果素子によりブリッジ回路を形成していることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の位置検出センサ。
One of the at least two selected output signals is the first magnetoresistive element, and the other is the second magnetoresistive element,
4. The bridge circuit is formed by the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element corresponding to the at least two selected output signals. 5. Position detection sensor.
前記検出部には、前記複数の検出素子の前記出力信号が入力される制御部を有し、
前記制御部は、前記複数の検出素子からの前記出力信号のそれぞれの出力値を比較して、前記少なくとも2つの検出素子からの出力信号を選択することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の位置検出センサ。
The detection unit includes a control unit to which the output signals of the plurality of detection elements are input,
5. The control unit compares output values of the output signals from the plurality of detection elements, and selects output signals from the at least two detection elements. The position detection sensor according to any one of the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020071028A (en) * 2018-10-29 2020-05-07 大銀微系統股▲分▼有限公司 Grid encoder and grid encoder device

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