JP3065129B2 - 可動強磁性素子検出用装置 - Google Patents

可動強磁性素子検出用装置

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可動強磁性素子を検出
するための装置であって、永久磁石を具え、前記可動素
子から或る距離離間した所で、しかも前記磁石の一方の
磁極面上にセンサが配置され、該センサが磁気抵抗素子
を具える磁気測定ブリッジ装置として構成され、前記セ
ンサの測定方向が前記可動素子の移動方向で、且つ前記
磁石の磁極面に対して平行な方向に延在するようにした
可動強磁性素子検出用装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の装置は、例えば回転速度、又は
アンチロックシステムの速度を記録するのに用いられ
る。磁気ブリッジ装置として構成し得るこのような装置
のセンサは、装置の感度を高めるために、非離調状態
（non-detuned condition)、即ち可動素子が存在しない
定常状態におけるセンサ信号電圧をできるだけなくさな
ければならない。従って、センサにより記録される磁石
の磁極面の定常磁界はセンサに対して対称としなければ
ならないが、これは製造公差があるために実質上達成で
きず、このために不所望なオフセット電圧を生じること
になる。
【０００３】米国特許第4,745,363 号には、ホールセル
と磁石を用いて、回転する歯車の歯を検出する装置が開
示されている。歯車の歯によって磁気的に離調される最
も敏感な平面は磁極面の表面領域にあることからして、
狭い半導体細条から成るホールセルの少なくとも一部を
収納させるために、磁石の磁極面の１つに、歯車の歯の
移動方向に対し横切る方向に溝を設けている。しかし、
溝を設けるにもかかわらず、ホールセルは磁極面の表面
領域を越えて突出してしまい、これは、磁界を集中させ
るための追加の素子を設けるからである。この装置の感
度は、磁石の対称軸にホールセルを位置付ける正確度に
かなり依存しており、その感度は突出しているホールセ
ル及びそれに接続される歯車からの磁極面の比較的大き
な距離によっても悪影響を受ける。
【０００４】トイツ国公開特許第34 26 784A1 号には電
気信号を示すための磁気抵抗センサを具えている装置が
開示されている。このセンサは中央溝を具える磁石を有
し、これは歯車の移動方向に整列し、且つそれに磁気測
定ブリッジ装置を割り当てている。溝は磁石に縁部を形
成するのに役立ち、その結果、本来均質な磁界成分が歯
車の移動方向に対して直角な磁極面の平面内に発生され
る。この磁界成分の磁気離調は測定ブリッジ装置を用い
て検出することができる。測定ブリッジ装置はこの目的
のために、磁極面の中央で、しかもそれから或る距離離
して、それが溝の縁部の一部を覆うように配置する。こ
の装置にでも、オフセット電圧をなくすように位置決め
するのは非常に困難であるから、２つの隣接するブリッ
ジ装置は、発生するオフセット電圧が互いに相殺される
ように設ける。このような複雑な解決法によって測定ブ
リッジ装置のオフセット電圧をなくす位置決め問題を条
件付きで解決することもでき、これは、この目的のため
には、オフセット電圧が同じ値となるようにしなければ
ならないからであるが、これは必ずしもそのようにはな
らない。
【０００５】測定ブリッジ装置を位置決めする別のやり
方は、磁界の対称性を正確に調べ、次にこの調べた磁界
対称個所に測定ブリッジ装置を対称的に取り付ける方法
であるが、この方法も非常に複雑である。
【０００６】別の複雑な方法は、センサ個所の磁界を対
称にするために、磁石を再磁化するやり方である。例え
ば、これには、この場合に必要とされるパルス磁化デバ
イスの磁界中でセンサの位置を変えることができる自動
操作装置を必要とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、磁石
におけるセンサ取付け領域の位置決めを定常状態にて妨
害オフセット電圧に対して、非常に簡単で、しかも非臨
界的な行うことができる冒頭にて述べた種類の検出装置
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、冒頭にて述べ
た可動強磁性素子検出用装置において、前記磁石が、前
記可動素子の移動方向で、且つ前記磁極面に対して垂直
の方向における磁界を対称、且つ平行にして前記センサ
に対するセンサ信号電圧がなくなるセンサ取付け領域を
特定するための少なくとも１つの磁気欠陥部を生成する
手段を具え、且つ前記磁気欠陥部が、少なくとも部分的
な減磁、又は磁気的補償をする細条状領域を有し、該細
条状領域が前記センサに対向している前記磁極面の平面
にて、前記可動素子の移動方向対して直角に延在するよ
うにしたことを特徴とする可動強磁性素子検出用装置。
【０００９】センサの測定方向は、可動素子の移動方向
で、且つ磁石の磁極面に対して平行に延在する。
【００１０】検出すべき可動強磁性素子は軸の周りに回
転する素子とすることができる。
【００１１】本発明の好適例では、センサを磁極面のほ
ぼ中央の取付け領域に配置し、この取付け領域が、少な
くとも1個の磁気欠陥部による影響領域によって可動素
子の移動方向にて特定されるようにする。
【００１２】本発明の好適例では、磁極面におけるほぼ
中央の条溝が磁気欠陥部を構成し、該条溝が可動素子の
移動方向に対して横切る方向に延在し、且つ前記センサ
を前記条溝個所に配置するようにする。
【００１３】本発明の好適例では、可動素子の移動方向
に対して横切る方向で、しかも前記磁極面に従って整列
され、特に電流により作用させて、前記磁極面上に前記
センサ取付け領域を特定するための磁気影響領域を作る
磁気欠陥部を生成するする少なくとも１つの電気導体を
前記磁石の縁部に配置して、磁界の対称化を図るように
する。導体は磁極面に沿って整列させ、且つその影響領
域により磁極面上のセンサ取付け領域の幅を決定する。
【００１４】そのような単一欠陥部により、広い中央領
域における可動素子の移動方向にセンサを予め配置する
ことができ、これは、広い領域で磁界が対称になるから
である。このような領域は、対応する別の導体を配置す
ることによりさらに拡張させるか、又は改善することが
できる。さらに、磁石の中心線の両側の非対称磁界も補
償することができる。導体は磁石の磁界開放通路内に配
置することもできる。
【００１５】本発明の好適例では、導体が、該導体の近
傍に、少なくとも部分的に磁化状態が変わる領域が得ら
れるようにする連続電流によってを作用され、これらの
磁化状態変化領域が前記磁気欠陥部を構成すると共に、
電流が無くても存在し続けるようにする。
【００１６】本発明の特殊な例では、磁気抵抗センサの
安定化のために、可動素子の移動方向に対して直角の平
面内に非対称磁界が与えられるようにする。
【００１７】本発明による装置によれば、外部からの影
響なく、製造時に既に決まる公差により生じるオフセッ
ト電圧及びセンサの動作に及ぼすかなりの悪影響を簡単
になくすか、又は補償することができる。従って、後続
する複雑な評価回路を省くことができる。本発明によれ
ば取付け領域に非臨界的に配置し得る磁気抵抗センサを
磁石の磁極面に、例えば接着及び／又は支持素子によっ
て直接固着することができ、従って、磁気抵抗センサは
磁気離調に最も敏感な平面にて可動素子の動き等を測定
することができる。
【００１８】溝形態の磁気欠陥部を形成すべき場合に
は、平坦な磁気抵抗センサを取付け領域に対応する溝の
個所に、可動素子の移動方向に対して全く非臨界的に配
置することができる。欠陥部を電気導体により形成する
場合には、取付け領域に既に取付けたセンサの補償又は
トリミングを後に行うことができる。センサの取付けが
非常に安価となり、しかも検出すべき素子からの距離が
短くて、磁気ブリッジ装置のゼロ点調整が良好なため、
センサの感度が高くなる。
【００１９】本発明の実施例を図面を参照して詳細に説
明する。
【００２０】
【実施例】図１は永久磁石の形態の磁石11を具えている
本発明による可動強磁性素子検出用装置10を示し、磁石
11は、その磁極面12及び13の一方の磁極面12上における
取付け領域24のほぼ中央に配設したセンサ14を有してい
る。センサ14は素子19を介して磁極面12に接着させる
か、或いはその上に対応する態様で固着させることがで
きる。磁極面12から、或いはセンサ14から或る距離の所
に、矢印Ａの方向に軸25（図２，３）を中心に回転する
可動素子16を破線にて示してある。この素子16は、これ
が矢印により示した磁石11の磁界17を磁気離調させるこ
とができるように、強磁性材料で構成する。素子16は、
例えば回転する歯車の歯、溝、或いはピンとすることが
できる。なお、図面では素子16を一例として、歯15を持
つ歯車として示したに過ぎないことに留意すべきであ
る。
【００２１】図１には示してない磁石11の磁気欠陥部に
より、図面の平面内にあり、且つセンサ14をほぼ通過す
る平面における磁界17が対称で、しかも平行となるよう
にし、これにより磁極面12におけるセンサの取付け領域
24を特定する。センサ14は磁気測定ブリッジ装置として
磁気抵抗的に構成する。このセンサの個々の素子はバー
バー磁極構成のものとする。センサ14は、その測定方向
がセンサ14の個所にて素子16の移動接線方向と一致し、
本来磁石11の磁極面12に対して平行に延在するように整
列させる。
【００２２】図２は溝18により構成した欠陥部を具える
図１による装置10を示している。溝18は磁石11の磁極面
12の中央に設け、且つ図面の平面に向かうように整列さ
せる。溝18により構成した欠陥部により、図面の平面内
にあり、さらに磁石11の中央を横切る平面内における磁
極面12の溝18の個所の磁界17を対称、且つ平行にする。
この個所をセンサの取付け領域24として定めて、この個
所にセンサ14を配置する。このためには、溝18を橋絡す
る非磁性素子19を設ける必要があり、これによりセンサ
14を対応する態様で磁石11に接着させることができる。
このように配置するセンサ14は、これが定常状態にてオ
フセット電圧、又はセンサ信号電圧をもたらさなくなる
ように、可動素子の移動方向に沿って溝幅内であちこち
に動かすことができる。溝幅は、通常の簡単な取付け方
法によりセンサ14を取付け領域24内に半永久的に取付け
ることができるよう選定することができる。
【００２３】図３は電気導体20により構成する磁気欠陥
部を有する図１による装置10を示している。電気導体20
には電流、即ち調整可能な電流を流すことができ、これ
らの導体は、例えば図面の平面に向かうように可動素子
16の移動方向に対して直交する方向で磁石11の縁部に配
置する。一本の導体20のみを設け、この導体を例えば、
磁界の所望な対称性を達成し得るように磁石11の縁部に
配置することもできる。しかし、二本の導体を互いに反
対側に位置させ、且つこれらの導体を磁石11の水平中心
線の上下に配置して、中心線の両側の磁界17の非対称性
を補償できるようにすることも想定し得る。導体20の周
りの磁界の変化を破線21により示してある。これらの磁
界の方向は導体20の電流方向に依存し、これらの磁界も
必要な補償に応じて調整する。従って、図示の矢印22は
一例を示したに過ぎない。なお、導体20を磁石11の磁界
通路内に配置し得ることも勿論である。図面の平面内に
おける磁極面12の中央のセンサ取付け領域24は、導体20
により生じさせる磁気欠陥部により特定される。
【００２４】既に述べたように、数本の導体20を使用
し、これらの導体に補償要件に適った連続電流を流すこ
とができる。しかし、磁石11の減磁、或いは再磁化期間
中に導体20の近傍における磁石11の磁化状態を完全に、
或いは部分的に変化させるために、それ相当の適当な電
流を一度だけ短時間反復的に導体20に流してみることも
勿論想定し得ることである。装置の動作期間中には、導
体20は電流を搬送する必要がなく、これは磁石11の磁気
欠陥部を生じさせた後には導体20を取除くこともできる
からである。
【００２５】磁気欠陥部設けることにより、センサ取付
け領域24における磁界が対称になり、これにより、セン
サ14を例えば磁極面12上に接着素子19によって配置する
ことができ、また、可動素子16の移動方向に対して、定
常状態にてセンサ信号電圧を発生しない別の領域を利用
することもできる。
【００２６】図４は図３の平面図である。導体20をはっ
きり見ることができ、センサ14は丁度磁石11の幅に対し
て中央に位置している。センサ14は素子19により磁石11
に接着する。可動素子16はセンサ14に対向してほぼ対称
的に或る距離離間して配置する。
【００２７】図５はセンサ信号電圧Ｕs （ｘ）の質的変
化を示し、この電圧は、溝18又は導体20により形成する
本発明による磁気欠陥部が存在する場合に、磁石個所に
て可動素子の移動方向Ａに発生されるのであって、この
電圧は非離調状態にてセンサ14の接続線23から取出すこ
とができる。特に、ｘの広い範囲でセンサ信号電圧Ｕs
が定常状態にて零になることを明確に見ることができ
る。この範囲が取付け領域24を特定する。本発明による
と、センサ14をこの領域内に配置する。
【００２８】本発明は上述した例のみに限定されるもの
でなく幾多の変更を加え得ること勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は歯車、磁石及びこの磁石の取付け領域
内のセンサを具える本発明による装置を示す線図であ
る。
【図２】 図２は取付け領域を決定する溝を具える図１
に示したような装置を示す線図である。
【図３】 図３は取付け領域を決定する数本の電気導体
を具える図１に示したような装置を示す線図である。
【図４】 図４は図３の平面図である。
【図５】 図５は検出すべき素子の移動方向におけるセ
ンサ信号電圧の質的変化を参照してのセンサ取付け領域
を示す線図である。
【符号の説明】
10 検出装置 11 磁石 12 磁極面 13 磁極面 14 センサ 15 歯 16 可動強磁性素子 17 磁界 18 溝 19 接着素子 20 電気導体 24 取付け領域 25 軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔ ｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (56)参考文献 特開 平１−173875（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−15113（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−60669（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開3426784（ＤＥ, Ａ１) 米国特許4745363（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開357200（ＥＰ，Ａ ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 3/488 G01D 5/245

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可動強磁性素子(16)を検出するための装
    置であって、永久磁石(11)を具え、前記可動素子(16)か
    ら或る距離離間した所で、しかも前記磁石の一方の磁極
    面(12)上にセンサが配置され、該センサが磁気抵抗素子
    を具える磁気測定ブリッジ装置として構成され、前記セ
    ンサ(14)の測定方向が前記可動素子(16)の移動方向で、
    且つ前記磁石(11)の磁極面(12)に対して平行な方向に延
    在するようにした可動強磁性素子検出用装置において、 前記磁石（11）が、前記可動素子（16）の移動方向
    （Ａ）で、且つ前記磁極面(12)に対して垂直の方向にお
    ける磁界(17)を対称、且つ平行にして前記センサ（14）
    に対するセンサ信号電圧がなくなるセンサ取付け領域
    （24）を特定するための少なくとも１つの磁気欠陥部を
    生成する手段（18, 20）を具え、且つ前記磁気欠陥部
    が、少なくとも部分的な減磁、又は磁気的補償をする細
    条状領域を有し、該細条状領域が前記センサ(14)に対向
    している前記磁極面(12)の平面にて、前記可動素子(16)
    の移動方向(A)に対して直角に延在するようにしたこと
    を特徴とする可動強磁性素子検出用装置。
  2. 【請求項２】 前記センサ（14）が非磁性素子（19）に
    より前記磁石（11）の磁極面（12）上の前記取付け領域
    （24）に固着され、前記可動素子の移動方向（Ａ）にお
    ける前記取付け領域（24）が、少なくとも１つの磁気欠
    陥部による影響領域によって特定され、且つ前記可動素
    子（16）を、軸（25）の周りを回転する素子としたこと
    を特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記磁極面におけるほぼ中央の条溝(18)
    が前記磁気欠陥部を構成し、該条溝が前記可動素子(16)
    の移動方向に対して横切る方向に延在し、且つ前記セン
    サを前記条溝個所に配置するようにしたことを特徴とす
    る請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記可動素子(16)の移動方向（Ａ）に対
    して横切る方向で、しかも前記磁極面（12）に従って整
    列され、特に電流により作用させて、前記磁極面(12)上
    に前記センサ取付け領域(24)を特定するための磁気影響
    領域を作る磁気欠陥部を生成するする少なくとも１つの
    電気導体（20）を前記磁石（11）の縁部に配置して、磁
    界の対称化を図るようにしたことを特徴とする請求項1
    又は２に記載の装置。
  5. 【請求項５】 2本の導体（20）を移動方向（Ａ）に対
    して直交的に、且つ前記磁極面（13）の中央に対称的
    に、前記センサ（14）とは反対側の磁極面（13）に配置
    するように下ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記導体（20）を前記磁石（11）の磁界
    通路内に配置するようにしたことを特徴とする請求項５
    に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記導体（20）が、該導体（20）の近傍
    に、少なくとも部分的に磁化状態が変わる領域が得られ
    るようにする連続電流によってを作用され、これらの磁
    化状態変化領域が前記磁気欠陥部を構成すると共に、電
    流が無くても存在し続けるようにしたことを特徴とする
    請求項６に記載の装置。
JP3178968A 1990-06-26 1991-06-25 可動強磁性素子検出用装置 Expired - Fee Related JP3065129B2 (ja)

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