JP2020073905A - Magnetic sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は磁気センサに関し、特に、磁気検出素子に磁束を集めるための磁性体を備えた磁気センサに関する。 The present invention relates to a magnetic sensor, and more particularly to a magnetic sensor including a magnetic body for collecting magnetic flux in a magnetic detection element.
磁気抵抗素子などを用いた磁気センサは、電流計や磁気エンコーダなどに広く用いられている。磁気センサには、磁気検出素子に磁束を集めるための磁性体が設けられることがあり、この場合、磁性体は磁気検出素子に対してオフセットして配置される(特許文献1及び2参照)。これにより、磁性体によって磁束の方向が磁化固定方向に曲げられることから、高感度な検出を行うことが可能となる。 Magnetic sensors using magnetoresistive elements and the like are widely used in ammeters, magnetic encoders, and the like. The magnetic sensor may be provided with a magnetic body for collecting magnetic flux in the magnetic detection element. In this case, the magnetic body is arranged offset from the magnetic detection element (see Patent Documents 1 and 2). As a result, the direction of the magnetic flux is bent by the magnetic body to the fixed magnetization direction, which enables highly sensitive detection.
しかしながら、特許文献1及び2に記載された磁気センサでは、磁気検出素子の大部分が磁性体から露出していることから、ノイズとなる環境磁界の影響を受けやすいという問題があった。 However, the magnetic sensors described in Patent Documents 1 and 2 have a problem in that most of the magnetic detection elements are exposed from the magnetic body, and thus are susceptible to the environmental magnetic field that becomes noise.
したがって、本発明は、環境磁界の影響を受けにくい磁気センサを提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a magnetic sensor that is not easily affected by an environmental magnetic field.
本発明による磁気センサは、第1の平面に位置する少なくとも第1の磁気検出素子を含む複数の磁気検出素子と、前記第1の平面と平行な第2の平面に設けられた磁性体とを備え、前記磁性体は、前記第2の平面との間に第1の空間を形成する第1の本体部と、前記第2の平面に固定された第1の脚部とを含み、前記第1の磁気検出素子は、前記第1の本体部に覆われていることを特徴とする。 A magnetic sensor according to the present invention includes a plurality of magnetic detection elements including at least a first magnetic detection element located on a first plane, and a magnetic body provided on a second plane parallel to the first plane. The magnetic body includes a first body portion forming a first space between the magnetic body and the second plane, and a first leg portion fixed to the second plane. The first magnetic detection element is characterized in that it is covered with the first main body.
本発明によれば、検出すべき磁界が第1の脚部に集められる一方、第1の磁気検出素子が第1の本体部に覆われていることから、第1の本体部を介してノイズとなる環境磁界をバイパスさせることができる。これにより、環境磁界の影響を低減することが可能となる。ここで、磁性体は、軟磁性材料からなるものであることが好ましい。 According to the present invention, while the magnetic field to be detected is collected in the first leg portion, while the first magnetic detection element is covered by the first main body portion, noise is generated via the first main body portion. The environmental magnetic field can be bypassed. This makes it possible to reduce the influence of the environmental magnetic field. Here, the magnetic body is preferably made of a soft magnetic material.
本発明において、前記複数の磁気検出素子は前記第1の本体部に覆われた第2の磁気検出素子をさらに含み、前記磁性体は、前記第1の本体部に対して突出し、前記第2の平面に固定された第2の脚部をさらに含み、前記第1の本体部は前記第1の脚部と前記第2の脚部の間に位置し、前記第1の磁気検出素子は前記第1の脚部側にオフセットして配置され、前記第2の磁気検出素子は前記第2の脚部側にオフセットして配置されていることが好ましい。これによれば、第1及び第2の脚部に集められた磁界がそれぞれ第1及び第2の磁気検出素子に与えられることから、差動信号を得ることが可能となる。しかも、第1及び第2の磁気検出素子が平面視で第1及び第2の脚部に挟まれるとともに、第1の本体部に覆われることから、第1の空間への環境磁界の侵入が効果的に阻止される。これにより、環境磁界の影響をより低減することが可能となる。 In the present invention, the plurality of magnetic detection elements further include a second magnetic detection element covered by the first main body portion, the magnetic body protruding from the first main body portion, the second magnetic detection element, Further comprising a second leg portion fixed to the plane of the first body, the first body portion is located between the first leg portion and the second leg portion, and the first magnetic detection element is the It is preferable that the second magnetic detection element is arranged offset to the first leg side, and the second magnetic detection element is arranged offset to the second leg side. According to this, since the magnetic fields collected in the first and second legs are applied to the first and second magnetic detection elements, respectively, it is possible to obtain a differential signal. Moreover, since the first and second magnetic detection elements are sandwiched between the first and second legs in plan view and covered by the first main body, the invasion of the environmental magnetic field into the first space is prevented. Effectively blocked. This makes it possible to further reduce the influence of the environmental magnetic field.
この場合、前記第1及び第2の平面と交差し、且つ、前記第1及び第2の脚部を横断する方向における前記第1の空間の断面形状が多角形であっても構わないし、前記第1及び第2の平面と交差し、且つ、前記第1及び第2の脚部を横断する方向における前記第1の本体部の底面が曲線部分を有していても構わない。 In this case, the cross-sectional shape of the first space in the direction intersecting the first and second planes and crossing the first and second legs may be polygonal. The bottom surface of the first main body portion in the direction intersecting the first and second planes and crossing the first and second legs may have a curved portion.
本発明において、前記複数の磁気検出素子は第2の磁気検出素子をさらに含み、前記磁性体は前記第2の平面との間に第2の空間を形成する第2の本体部をさらに含み、前記第1の脚部は前記第1の本体部と前記第2の本体部の間に位置し、前記第2の磁気検出素子は前記第2の本体部に覆われていることもまた好ましい。この場合も、第1及び第2の磁気検出素子によって差動信号を得ることが可能となる。 In the present invention, the plurality of magnetic detection elements further include a second magnetic detection element, and the magnetic body further includes a second body portion that forms a second space between the magnetic body and the second plane, It is also preferable that the first leg portion is located between the first main body portion and the second main body portion, and the second magnetic detection element is covered by the second main body portion. Also in this case, it is possible to obtain a differential signal by the first and second magnetic detection elements.
この場合、前記磁性体は前記第2の平面に固定された第2及び第3の脚部をさらに含み、前記第1の本体部は前記第1の脚部と前記第2の脚部の間に位置し、前記第2の本体部は前記第1の脚部と前記第3の脚部の間に位置し、前記第1及び第2の磁気検出素子はいずれも前記第1の脚部側にオフセットして配置されていることが好ましい。これによれば、第1の磁気検出素子が平面視で第1及び第2の脚部に挟まれ、第2の磁気検出素子が平面視で第1及び第3の脚部に挟まれることから、環境磁界の影響をより低減することが可能となる。 In this case, the magnetic body further includes second and third leg portions fixed to the second plane, and the first body portion is provided between the first leg portion and the second leg portion. And the second body portion is located between the first leg portion and the third leg portion, and the first and second magnetic detection elements are both on the first leg portion side. It is preferable that they are arranged offset from each other. According to this, the first magnetic detection element is sandwiched between the first and second legs in the plan view, and the second magnetic detection element is sandwiched between the first and third legs in the plan view. It is possible to further reduce the influence of the environmental magnetic field.
本発明において、前記第1の磁気検出素子は、前記第1の脚部と重ならない位置に配置されていることが好ましい。これによれば、第1の磁気検出素子に第1の平面と平行な磁界成分をより多く印加することが可能となる。 In the present invention, it is preferable that the first magnetic detection element is arranged at a position where it does not overlap with the first leg portion. According to this, it becomes possible to apply more magnetic field components parallel to the first plane to the first magnetic detection element.
本発明において、前記複数の磁気検出素子は前記第1及び第2平面と平行な第1の方向を磁化固定方向とし、前記第1及び第2の平面と平行であり、且つ、前記磁化固定方向と交差する第2の方向における前記磁性体の長さは、前記第2の方向における前記複数の磁気検出素子のそれぞれの長さよりも長いことが好ましい。これによれば、第2の方向におけるより広い領域に亘って磁化固定方向と平行な磁界が得られることから、磁気センサの磁気検出感度をより高めることが可能となる。 In the present invention, each of the plurality of magnetic detection elements has a first direction parallel to the first and second planes as a magnetization fixed direction, is parallel to the first and second planes, and has the magnetization fixed direction. The length of the magnetic body in the second direction intersecting with is preferably longer than the length of each of the plurality of magnetic detection elements in the second direction. According to this, a magnetic field parallel to the magnetization fixed direction is obtained over a wider area in the second direction, so that it is possible to further enhance the magnetic detection sensitivity of the magnetic sensor.
本発明において、前記複数の磁気検出素子は、いずれも前記磁性体に覆われていることが好ましい。これによれば、検出すべき磁界が各磁気検出素子に効率的に与えられるとともに、各磁気検出素子を環境磁界から効果的に遮蔽することが可能となる。 In the present invention, it is preferable that all of the plurality of magnetic detection elements are covered with the magnetic body. According to this, the magnetic field to be detected can be efficiently given to each magnetic detection element, and each magnetic detection element can be effectively shielded from the environmental magnetic field.
本発明によれば、環境磁界の影響を低減することが可能な磁気センサを提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a magnetic sensor capable of reducing the influence of the environmental magnetic field.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態による磁気センサ10Aの外観を示す略斜視図である。また、図2は磁気センサ10Aの断面図であり、図3は磁気センサ10Aの上面図である。特に、図2は、図3に示すA−A線に沿った断面を示している。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the outer appearance of a
図1〜図3に示すように、本実施形態による磁気センサ10Aは、センサチップ20と、センサチップ20に固定された磁性体30Aを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
センサチップ20は、略直方体形状を有する基板21を備え、基板21の素子形成面21aには4つの磁気検出素子MR1〜MR4が形成されている。素子形成面21aはxy面からなり、第1の平面P1の一部を構成する。素子形成面21aは絶縁膜22によって覆われており、その表面は、第1の平面P1と平行な第2の平面P2を構成する。センサチップ20の作製方法としては、集合基板に多数のセンサチップ20を同時に形成し、これらを分離することによって多数個取りする方法が一般的であるが、本発明がこれに限定されるものではなく、個々のセンサチップ20を別個に作製しても構わない。
The
磁気検出素子MR1〜MR4は、磁束密度によって物理特性の変化する素子であれば特に限定されないが、本実施形態においては、磁界の向きに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗効果素子(MR素子)が用いられる。磁気検出素子MR1〜MR4の磁化固定方向は、図2及び図3の矢印Bが示す第1の方向(x方向におけるプラス側)に全て揃えられている。 The magnetic detection elements MR1 to MR4 are not particularly limited as long as they are elements whose physical characteristics change according to the magnetic flux density, but in the present embodiment, magnetoresistive effect elements (MR elements) whose electric resistance changes according to the direction of the magnetic field. Is used. The magnetization fixed directions of the magnetic detection elements MR1 to MR4 are all aligned with the first direction (the positive side in the x direction) indicated by the arrow B in FIGS. 2 and 3.
磁性体30Aは、フェライトなど透磁率の高い軟磁性材料からなるブロックであり、第2の平面P2に載置されている。磁性体30Aは、第1の本体部51と、第1の本体部51に対して突出した第1及び第2の脚部41,42とを備えている。第1の脚部41は、第2の平面P2に位置する搭載領域23に固定された部分であり、第2の脚部42は、第2の平面P2に位置する搭載領域24に固定された部分である。第1及び第2の脚部41,42の固定は、接着剤などを用いて行うことができる。搭載領域23のx方向におけるプラス側には、磁気検出素子MR1,MR3が配置されている。また、搭載領域24のx方向におけるマイナス側には、磁気検出素子MR2,MR4が配置されている。
The
第1の本体部51は、第1の脚部41と第2の脚部42の間に位置しており、その底面51bは第2の平面P2から所定の距離Hだけ離間している。これにより、第2の平面P2と第1の本体部51との間には、第1の空間61が形成される。第1の本体部51は、平面視で(z方向から見て)第1の空間61を介して磁気検出素子MR1〜MR4を覆っている。このうち、磁気検出素子MR1,MR3は第1の脚部41側にオフセットして配置され、磁気検出素子MR2,MR4は第2の脚部42側にオフセットして配置されている。つまり、磁気検出素子MR1,MR3は磁性体30Aのx方向における中心よりもx方向におけるマイナス側に配置され、磁気検出素子MR2,MR4は磁性体30Aのx方向における中心よりもx方向におけるプラス側に配置される。尚、磁気検出素子MR1,MR3は第2の方向であるy方向に配列され、磁気検出素子MR2,MR4もy方向に配列されている。また、磁気検出素子MR1,MR2は第1の方向であるx方向に配列され、磁気検出素子MR3,MR4もx方向に配列されている。
The first
ここで、磁気検出素子MR1〜MR4は、全体が第1の本体部51に覆われる位置に配置することが好ましい。換言すれば、磁気検出素子MR1〜MR4の一部が平面視で第1の脚部41又は第2の脚部42と重ならない位置に配置することが好ましい。これは、磁気検出素子MR1〜MR4の一部が平面視で第1の脚部41又は第2の脚部42と重なると、磁気検出素子MR1〜MR4に与えられる磁界のx方向成分が少なくなるため、その分、検出感度が低下するからである。
Here, the magnetic detection elements MR1 to MR4 are preferably arranged at positions where the entire magnetic detection elements MR1 to MR4 are covered with the first
図4に示すように、磁性体30Aはz方向の磁束φzを集め、その半分を第1の脚部41に分配し、残りの半分を第2の脚部42に分配する役割を果たす。第1の脚部41に分配された磁束の一部は、x方向におけるプラス側に曲げられて磁気検出素子MR1,MR3に印加される。また、第2の脚部42に分配された磁束の一部は、x方向におけるマイナス側に曲げられて磁気検出素子MR2,MR4に印加される。これにより、磁気検出素子MR1,MR3と磁気検出素子MR2,MR4には、互いに逆方向の磁束が与えられることになる。上述の通り、磁気検出素子MR1〜MR4の磁化固定方向は、矢印Bが示すxプラス方向に向けられていることから、磁束のx方向における成分に対して感度を持つことになる。
As shown in FIG. 4, the
一方、図5に示すように、x方向の磁束φxは、第1の脚部41又は第2の脚部42に吸い込まれ、第1の本体部51へと導かれる。図5に示す例では、第2の脚部42に吸い込まれた磁束φxは、第1の本体部51を介して第1の脚部41から放出されている。これにより、第1の空間61には磁束φxがほとんど侵入せず、したがって磁束φxが磁気検出素子MR1〜MR4に与える影響は非常に小さくなる。このように、磁性体30Aは、x方向の磁束φxを磁気検出素子MR1〜MR4から遠ざけ、バイパスさせる機能を有していることから、ノイズである環境磁界の影響が大幅に低減される。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the magnetic flux φx in the x direction is sucked into the
ここで、各磁気検出素子MR1〜MR4のy方向における長さをw0とし、磁性体30Aのy方向における幅をw1とした場合、
w0<w1
であることが好ましい。これにより、磁性体30Aによってx方向に曲げられた磁束が磁気検出素子MR1〜MR4のy方向におけるより広い領域に与えられる。つまり、y方向におけるより広い領域に亘ってx方向の磁界成分が得られることから、磁気検出感度が高められる。しかも、ノイズである環境磁界に対しては、磁性体30Aによるシールド効果がy方向により広くなることから、環境磁界の影響がより効果的に低減される。
Here, when the length in the y direction of each magnetic detection element MR1 to MR4 is w0 and the width in the y direction of the
w0 <w1
Is preferred. As a result, the magnetic flux bent in the x direction by the
磁性体30Aのz方向における高さについては特に限定されないが、z方向における高さをより高くすることによって、z方向の磁束の選択性を高めることができる。本実施形態においては、磁性体30Aの底面が2つの脚部41,42を備え、これら脚部41,42が第2の平面P2に固定されることから、磁性体30Aのz方向における高さを高くしても比較的安定して支持できるという利点を有している。
The height of the
図6は、磁気検出素子MR1〜MR4の接続関係を説明するための回路図である。 FIG. 6 is a circuit diagram for explaining the connection relationship between the magnetic detection elements MR1 to MR4.
図6に示す例では定電圧源71が用いられ、その両端間には、磁気検出素子MR1,MR2がこの順に直列に接続されるとともに、磁気検出素子MR4,MR3がこの順に直列に接続される。そして、磁気検出素子MR1,MR2の接続点C1と、磁気検出素子MR4,MR3の接続点C2との間に電圧検出回路72が接続され、これによって接続点C1,C2間に現れる出力電圧のレベルが検出される。
In the example shown in FIG. 6, a
そして、磁気検出素子MR1,MR3は平面視で第1の脚部41側にオフセットして配置され、磁気検出素子MR2,MR4は平面視で第2の脚部42側にオフセットして配置されていることから、磁気検出素子MR1〜MR4は差動ブリッジ回路を構成し、磁束密度に応じた磁気検出素子MR1〜MR4の電気抵抗の変化を高感度に検出することが可能となる。
The magnetic detection elements MR1 and MR3 are arranged offset to the
具体的には、磁性体30Aに吸い寄せられたz方向の磁束φzは、センサチップ20の搭載領域23,24に分配された後、x方向の両側を回って磁束の発生源に戻る。この時、磁気検出素子MR1〜MR4は、全て同一の磁化固定方向を有していることから、搭載領域23からみてx方向におけるプラス側に位置する磁気検出素子MR1,MR3の抵抗変化量と、搭載領域24からみてx方向におけるマイナス側に位置する磁気検出素子MR2,MR4の抵抗変化量との間には差が生じる。この差は、図6に示した差動ブリッジ回路によって2倍に増幅され、電圧検出回路72によって検出される。
Specifically, the magnetic flux φz in the z direction attracted to the
そして、本実施形態による磁気センサ10Aは、図5を用いて説明したように、ノイズであるx方向の磁束φxが磁性体30Aを通過し、磁気検出素子MR1〜MR4には磁束φxがほとんど印加されない。つまり、磁性体30Aは、x方向の磁束φxに対する遮蔽効果をもたらすことから、環境磁界の影響を大幅に低減することが可能となる。
Further, in the
また、磁性体30Aは、平面視でx方向における両側に脚部41,42を有している一方、平面視でy方向における両側には対応する脚部が設けられていない。これは、磁気検出素子MR1〜MR4がx方向の磁束に対して感度を有する素子であることから、平面視で脚部41,42に対してx方向に隣接して配置する必要がある一方、y方向における両側にそのような脚部を設けると、検出すべきz方向の磁束φzが当該脚部に流れ込み、検出すべき磁界成分が減少してしまうからである。このような理由から、磁性体30Aにはy方向における両側に脚部を設けない方が好ましい。換言すれば、第1の空間61は、y方向における両側が開放されていることが好ましい。
Further, the
尚、上述した磁気センサ10Aでは、第1の空間61のxz断面が四角形であったが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、図7に示す第1の変形例による磁気センサ10A1のように、第1の本体部51の底面51bが傾斜した磁性体30A1を用い、これにより第1の空間61のxz断面を三角形としても構わない。金型を用いて磁性体30A1を成形する際、型から磁性体30A1を取り出しやすくなるという利点がある。尚、第1の空間61のxz断面は、三角形や四角形以外の多角形であっても構わない。
In the
また、図8に示す第2の変形例による磁気センサ10A2のように、第1の本体部51の底面51bを円弧状や弓状などに湾曲させることによって曲線部分を形成しても構わない。これによれば、金型を用いて磁性体30A2を成形する際、型から磁性体30A2をよりいっそう取り出しやすくなる。この場合、底面51bの全体を曲線状としても構わないし、一部を直線状とし、残りの部分を曲線状としても構わない。
Further, as the
<第2の実施形態>
図9は、本発明の第2の実施形態による磁気センサ10Bの外観を示す略斜視図である。また、図10は磁気センサ10Bの断面図であり、図11は磁気センサ10Bの上面図である。特に、図10は、図11に示すA−A線に沿った断面を示している。
<Second Embodiment>
FIG. 9 is a schematic perspective view showing the outer appearance of the
図9〜図11に示すように、本実施形態による磁気センサ10Bは、磁性体30Aの代わりに形状の異なる磁性体30Bが用いられている点において、第1の実施形態による磁気センサ10Aとは相違している。その他の構成については、第1の実施形態による磁気センサ10Aと基本的に同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIGS. 9 to 11, the
磁性体30Bは、第1の脚部41と、第1及び第2の本体部51,52を有している。第1の脚部41は、第2の平面P2に位置する搭載領域25に固定された部分であり、第1の本体部51と第2の本体部52の間に位置している。搭載領域25のx方向におけるマイナス側には磁気検出素子MR1,MR3が配置され、x方向におけるプラス側には磁気検出素子MR2,MR4が配置されている。
The
第1の本体部51は、第1の脚部41のx方向におけるプラス側に設けられており、その底面51bは第2の平面P2から所定の距離Hだけ離間している。これにより、第2の平面P2と第1の本体部51との間には、第1の空間61が形成される。第1の本体部51は、平面視で第1の空間61を介して磁気検出素子MR2,MR4を覆っている。磁気検出素子MR2,MR4は、第1の脚部41に沿ってy方向に配列されている。
The first
第2の本体部52は、第1の脚部41のx方向におけるマイナス側に設けられており、その底面52bは第2の平面P2から所定の距離Hだけ離間している。これにより、第2の平面P2と第2の本体部52との間には、第2の空間62が形成される。第2の本体部52は、平面視で第2の空間62を介して磁気検出素子MR1,MR3を覆っている。磁気検出素子MR1,MR3は、第1の脚部41に沿ってy方向に配列されている。
The
図12に示すように、磁性体30Bはz方向の磁束φzを第1の脚部41に集め、その一部をx方向におけるマイナス側に曲げて磁気検出素子MR1,MR3側に放出し、他の一部をx方向におけるプラス側に曲げて磁気検出素子MR2,MR4側に放出する役割を果たす。これにより、磁気検出素子MR1,MR3と磁気検出素子MR2,MR4には、互いに逆方向の磁束が与えられることから、z方向の磁束φzの強度を検出することが可能となる。
As shown in FIG. 12, the
一方、図13に示すように、感磁方向であるx方向の磁束φxは、第1の本体部51及び第2の本体部52の一方から他方へと伝達する。これにより、第1の空間61や第2の空間62に侵入する磁束φxが低減されることから、磁束φxが磁気検出素子MR1〜MR4に与える影響が小さくなる。
On the other hand, as shown in FIG. 13, the magnetic flux φx in the x direction, which is the magnetic sensitive direction, is transmitted from one of the first
但し、第1の実施形態とは異なり、第1の空間61や第2の空間62がx方向に閉じておらず、x方向における一方が開放されていることから、x方向の磁束φxをバイパスさせる機能は若干低下する。しかしながら、本実施形態においては、磁性体30Bのx方向におけるサイズをより小型化しやすいという利点を有している。また、磁性体30Bは、z方向の磁束φzを第1の脚部41に集中させることから、第1の実施形態よりも得られる信号レベルが高くなるという利点も有している。
However, unlike the first embodiment, since the
<第3の実施形態>
図14は、本発明の第3の実施形態による磁気センサ10Cの外観を示す略斜視図である。また、図15は磁気センサ10Cの断面図であり、図16は磁気センサ10Cの上面図である。特に、図15は、図16に示すA−A線に沿った断面を示している。
<Third Embodiment>
FIG. 14 is a schematic perspective view showing the external appearance of the
図14〜図16に示すように、本実施形態による磁気センサ10Cは、磁性体30A,30Bの代わりに形状の異なる磁性体30Cが用いられている点において、第1及び第2の実施形態による磁気センサ10A,10Bとは相違している。その他の構成については、第1及び第2の実施形態による磁気センサ10A、10Bと基本的に同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIGS. 14 to 16, the
磁性体30Cは、第1〜第3の脚部41〜43と、第1及び第2の本体部51,52を有している。第1〜第3の脚部41〜43は、第2の平面P2に位置する搭載領域25〜27にそれぞれ固定された部分である。搭載領域25のx方向におけるマイナス側には磁気検出素子MR1,MR3が配置され、x方向におけるプラス側には磁気検出素子MR2,MR4が配置されている。
The
第1の本体部51は、第1の脚部41と第2の脚部42の間に位置しており、その底面51bは第2の平面P2から所定の距離Hだけ離間している。これにより、第2の平面P2と第1の本体部51との間には、第1の空間61が形成される。第1の本体部51は、平面視で第1の空間61を介して磁気検出素子MR2,MR4を覆っている。磁気検出素子MR2,MR4は、第1の脚部41に沿ってy方向に配列されている。
The first
第2の本体部52は、第1の脚部41と第3の脚部43の間に位置しており、その底面52bは第2の平面P2から所定の距離Hだけ離間している。これにより、第2の平面P2と第2の本体部52との間には、第2の空間62が形成される。第2の本体部52は、平面視で第2の空間62を介して磁気検出素子MR1,MR3を覆っている。磁気検出素子MR1,MR3は、第1の脚部41に沿ってy方向に配列されている。
The
図17に示すように、磁性体30Cはz方向の磁束φzを集め、その一部を第1の脚部41に誘導する。第1の脚部41を通過した磁束の一部は、x方向におけるマイナス側に曲げられて磁気検出素子MR1,MR3側に放出され、他の一部はx方向におけるプラス側に曲げられて磁気検出素子MR2,MR4側に放出される。これにより、磁気検出素子MR1,MR3と磁気検出素子MR2,MR4には、互いに逆方向の磁束が与えられることから、z方向の磁束φzの強度を検出することが可能となる。
As shown in FIG. 17, the
一方、図18に示すように、感磁方向であるx方向の磁束φxは、第1の脚部41又は第3の脚部43に吸い込まれ、第1又は第2の本体部51,52へと導かれる。図18に示す例では、第2の脚部42に吸い込まれた磁束φxは、第1の本体部51、第1の脚部41、第2の本体部52を介して、第3の脚部43から放出されている。これにより、第1及び第2の空間61,62には磁束φxがほとんど侵入せず、したがって磁束φxが磁気検出素子MR1〜MR4に与える影響は非常に小さくなる。このように、磁性体30Cは、x方向の磁束φxを磁気検出素子MR1〜MR4から遠ざけ、バイパスさせる機能を有していることから、ノイズである環境磁界の影響が大幅に低減される。
On the other hand, as shown in FIG. 18, the magnetic flux φx in the x direction, which is the magnetic sensitive direction, is sucked into the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. It goes without saying that it is included in the range.
例えば、上記の実施形態では、磁気検出素子として4つの磁気抵抗素子(MR素子)を用いているが、磁気検出素子の種類や数については特に限定されるものではない。 For example, in the above embodiment, four magnetic resistance elements (MR elements) are used as magnetic detection elements, but the type and number of magnetic detection elements are not particularly limited.
また、上記の各実施形態においては、磁気検出素子MR1〜MR4が形成される第1の平面P1と磁性体30A〜30Cが固定される第2の平面P2のz方向における位置が互いに相違しているが、これらを同一平面に形成しても構わない。つまり、磁性体30A〜30Cを第1の平面P1に固定しても構わない。
In each of the above-described embodiments, the first plane P1 on which the magnetic detection elements MR1 to MR4 are formed and the second plane P2 on which the
さらに、第1及び第2の空間61,62は、完全な空洞であることは必須でなく、第1及び第2の空間61,62に非磁性体が充填されていても構わない。
Furthermore, the first and
10A〜10C,10A1,10A2 磁気センサ
20 センサチップ
21 基板
21a 素子形成面
22 絶縁膜
23〜27 搭載領域
30A〜30C,30A1,30A2 磁性体
41 第1の脚部
42 第2の脚部
43 第3の脚部
51 第1の本体部
51b 第1の本体部の底面
52 第2の本体部
52b 第2の本体部の底面
61 第1の空間
62 第2の空間
71 定電圧源
72 電圧検出回路
C1,C2 接続点
MR1〜MR4 磁気検出素子
P1 第1の平面
P2 第2の平面
φx x方向の磁束
φz z方向の磁束
1OA - 1OC,
Claims (6)
前記第1及び第2の磁気検出素子は、前記第1の方向に配列され、
前記磁性体は、前記第1及び第2の方向と交差する第3の方向から見て、前記第1及び第2の磁気検出素子の間に位置し、且つ、前記第1及び第2の磁気検出素子と重ならない第1の部分と、前記第3の方向から見て前記第1の磁気検出素子と重なる第2の部分と、前記第3の方向から見て前記第2の磁気検出素子と重なる第3の部分とを含み、
前記磁性体の前記第1の部分の底面は、前記磁性体の前記第2及び第3の部分の底面よりも、前記第3の方向における位置が前記第1及び第2の磁気検出素子に近く、
前記第1の磁気検出素子と前記磁性体の前記第2の部分の前記第3の方向における距離は一定であり、
前記第2の磁気検出素子と前記磁性体の前記第3の部分の前記第3の方向における距離は一定であることを特徴とする磁気センサ。 A first direction is a magnetization fixed direction, and a first and a second magnetic detection element having a second direction intersecting the first direction as a longitudinal direction, and a magnetic body,
The first and second magnetic detection elements are arranged in the first direction,
The magnetic body is located between the first and second magnetic detection elements when viewed from a third direction that intersects the first and second directions, and the first and second magnetic A first portion that does not overlap with the detection element, a second portion that overlaps with the first magnetic detection element when viewed from the third direction, and a second magnetic detection element when viewed from the third direction Including a third portion that overlaps,
The bottom surface of the first portion of the magnetic body is closer to the first and second magnetic detection elements in the third direction than the bottom surfaces of the second and third portions of the magnetic body. ,
The distance between the first magnetic detection element and the second portion of the magnetic body in the third direction is constant,
A magnetic sensor, wherein a distance between the second magnetic detection element and the third portion of the magnetic body in the third direction is constant.
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