JP3067278B2 - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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- JP3067278B2 JP3067278B2 JP3156481A JP15648191A JP3067278B2 JP 3067278 B2 JP3067278 B2 JP 3067278B2 JP 3156481 A JP3156481 A JP 3156481A JP 15648191 A JP15648191 A JP 15648191A JP 3067278 B2 JP3067278 B2 JP 3067278B2
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- magnetic sensor
- piston head
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- magnetic
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果を有する
強磁性体からなる磁気センサに関するものである。
強磁性体からなる磁気センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、強磁性体からなる磁気センサの構
造は補償側及び感知側の電流通路がそれぞれジグザグ状
に延び、かつ互いに直交するように配列されたものが主
流であった。
造は補償側及び感知側の電流通路がそれぞれジグザグ状
に延び、かつ互いに直交するように配列されたものが主
流であった。
【０００３】以下図面を参照しながら、上述した従来の
磁気センサの構造と用途の一例について説明する。
磁気センサの構造と用途の一例について説明する。
【０００４】図３は磁気抵抗効果の原理説明図、図４は
磁気抵抗エレメントに入射する磁場強度（角度）と電気
抵抗値の関係図、図５は従来の磁気センサの平面図、図
６はその応用の一例であるエアーシリンダーのピストン
ヘッド位置検出の説明図、図７は図６のピストンヘッド
位置と出力の関係図である。図６において、１１は磁
石、１２はシリンダーチューブ、１３はピストン、１４
はセンサである。磁気抵抗効果とは、図３に示すように
薄膜面内において矢印方向に電流ｉが流れている時、磁
場Ｈをθ（ｉとＨのなす角度）の角度で印加すると、θ
に依存した電気抵抗変化が起こるというものである。一
般にθ＝０°の時エレメントの電気抵抗値は最大とな
り、θ＝９０°の時最小となる。これは以下の（数１）
で表されるＶoigt-Ｔhomsonの式で表すことができる。
磁気抵抗エレメントに入射する磁場強度（角度）と電気
抵抗値の関係図、図５は従来の磁気センサの平面図、図
６はその応用の一例であるエアーシリンダーのピストン
ヘッド位置検出の説明図、図７は図６のピストンヘッド
位置と出力の関係図である。図６において、１１は磁
石、１２はシリンダーチューブ、１３はピストン、１４
はセンサである。磁気抵抗効果とは、図３に示すように
薄膜面内において矢印方向に電流ｉが流れている時、磁
場Ｈをθ（ｉとＨのなす角度）の角度で印加すると、θ
に依存した電気抵抗変化が起こるというものである。一
般にθ＝０°の時エレメントの電気抵抗値は最大とな
り、θ＝９０°の時最小となる。これは以下の（数１）
で表されるＶoigt-Ｔhomsonの式で表すことができる。
【０００５】
【数１】
【０００６】また、sinθ＝Ｈ／Ｈｓ（Ｈｓ：エレメン
ト飽和磁場）とおくと磁場強度の変数として電気抵抗値
を表すことができる。磁場強度と抵抗値の関係を図４に
示す。このセンサを例えば図６に示したようにエアーシ
リンダーに取り付けピストンヘッドの位置を検知する用
途においては、ピストンヘッドに取り付けられた磁石か
らの漏れ磁束量に応じたセンサの抵抗値が得られ、それ
に伴う出力量より位置を決定していた。そして図７に示
したようなピストンヘッド移動距離と出力の関係が得ら
れ、なお、出力値は以下の（数２）により求めることが
できる。
ト飽和磁場）とおくと磁場強度の変数として電気抵抗値
を表すことができる。磁場強度と抵抗値の関係を図４に
示す。このセンサを例えば図６に示したようにエアーシ
リンダーに取り付けピストンヘッドの位置を検知する用
途においては、ピストンヘッドに取り付けられた磁石か
らの漏れ磁束量に応じたセンサの抵抗値が得られ、それ
に伴う出力量より位置を決定していた。そして図７に示
したようなピストンヘッド移動距離と出力の関係が得ら
れ、なお、出力値は以下の（数２）により求めることが
できる。
【０００７】
【数２】
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、エアーシリンダーのピストンヘッド位
置検出用に用いた場合、図７のような出力波形になり、
ピストンヘッド位置にのみ依存した出力の得られる範囲
が狭い（検出範囲が狭い）ので、それを広くしたという
課題を有していた。これは磁気センサの出力に対する補
償側のエレメントの抵抗変化の寄与が大きいことが起因
すると考えられる。
ような構成では、エアーシリンダーのピストンヘッド位
置検出用に用いた場合、図７のような出力波形になり、
ピストンヘッド位置にのみ依存した出力の得られる範囲
が狭い（検出範囲が狭い）ので、それを広くしたという
課題を有していた。これは磁気センサの出力に対する補
償側のエレメントの抵抗変化の寄与が大きいことが起因
すると考えられる。
【０００９】本発明は、ピストンヘッド位置検知等に利
用した場合に検出範囲を広くする磁気センサを実現する
ことを目的とする。
用した場合に検出範囲を広くする磁気センサを実現する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気センサは、磁気抵抗効果を有する強磁
性体からなり、ジグザグ形状の補償側エレメントパター
ンと感知側エレメントパターンとを互いに直交するよう
に直列に接続し、その接続点に出力端子を設けるととも
に、両エレメントパターンの他端側にそれぞれ電流供給
端子を設け、前記補償側エレメントパターンを囲むよう
に透磁率の高い材料で磁束バイパスパターンを形成して
なるものである。
に、本発明の磁気センサは、磁気抵抗効果を有する強磁
性体からなり、ジグザグ形状の補償側エレメントパター
ンと感知側エレメントパターンとを互いに直交するよう
に直列に接続し、その接続点に出力端子を設けるととも
に、両エレメントパターンの他端側にそれぞれ電流供給
端子を設け、前記補償側エレメントパターンを囲むよう
に透磁率の高い材料で磁束バイパスパターンを形成して
なるものである。
【００１１】
【作用】 本発明によれば、補償側パターンエレメントを
透磁率の高い材料で囲み、磁束をパイパスさせるパター
ンを備えているため、あらゆる方向からの磁界に対して
補償側エレメントに入ってくる磁束が減り、補償側エレ
メントの抵抗値変化は抑えられ、磁気センサの出力に対
する補償側エレメントパターンの抵抗変化の寄与は小さ
くなる。これにより、本発明の磁気センサをエアーシリ
ンダーのピストンヘッドの位置検出に用いた場合、ピス
トンヘッド位置検出範囲を広くすることができる。
透磁率の高い材料で囲み、磁束をパイパスさせるパター
ンを備えているため、あらゆる方向からの磁界に対して
補償側エレメントに入ってくる磁束が減り、補償側エレ
メントの抵抗値変化は抑えられ、磁気センサの出力に対
する補償側エレメントパターンの抵抗変化の寄与は小さ
くなる。これにより、本発明の磁気センサをエアーシリ
ンダーのピストンヘッドの位置検出に用いた場合、ピス
トンヘッド位置検出範囲を広くすることができる。
【００１２】
【実施例】 以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１３】本発明の一実施例における磁気センサは、
図１のように補償側及び感知側エレメントパターン１，
２を、その電流通路がそれぞれジグザグ状に延び、かつ
互いに直交するように配列している。また補償側エレメ
ントパターン１を囲むように透磁率の高い磁性材料で磁
束バイパスパターン６を備えている。補償側，感知側両
エレメントパターン１，２は磁気抵抗効果を有する強磁
性体からなり、互いに直列に接続され、その接続点に出
力端子５が設けられ、そして、前記両エレメントパター
ンの他端側にそれぞれ電流供給端子３，４が設けられて
いる。
図１のように補償側及び感知側エレメントパターン１，
２を、その電流通路がそれぞれジグザグ状に延び、かつ
互いに直交するように配列している。また補償側エレメ
ントパターン１を囲むように透磁率の高い磁性材料で磁
束バイパスパターン６を備えている。補償側，感知側両
エレメントパターン１，２は磁気抵抗効果を有する強磁
性体からなり、互いに直列に接続され、その接続点に出
力端子５が設けられ、そして、前記両エレメントパター
ンの他端側にそれぞれ電流供給端子３，４が設けられて
いる。
【００１４】以上のように構成された磁気センサについ
て、以下図面を用いて動作を説明するとともに、従来例
との違いを明らかにする。補償側エレメントパターン１
を囲むように磁束バイパスパターン６が形成されている
が、この磁束バイパスパターン６により補償側エレメン
トパターン１に入ってくる磁束は積極的に側路され、補
償側エレメントパターン１の抵抗値変化を抑える効果を
有する。従って、出力に対する補償側エレメントパター
ン１の寄与は小さくなり、感知側エレメントパターン２
の抵抗値変化が大きく出力に寄与してくる。
て、以下図面を用いて動作を説明するとともに、従来例
との違いを明らかにする。補償側エレメントパターン１
を囲むように磁束バイパスパターン６が形成されている
が、この磁束バイパスパターン６により補償側エレメン
トパターン１に入ってくる磁束は積極的に側路され、補
償側エレメントパターン１の抵抗値変化を抑える効果を
有する。従って、出力に対する補償側エレメントパター
ン１の寄与は小さくなり、感知側エレメントパターン２
の抵抗値変化が大きく出力に寄与してくる。
【００１５】このように構成された磁気センサをピスト
ンヘッド位置検出に用いると図２に示すようなピストン
ヘッド位置と出力電圧値の関係が得られる。これを従来
例の図７と比較すれば、出力波形の違いと検出範囲が広
くなっていることがよくわかる。
ンヘッド位置検出に用いると図２に示すようなピストン
ヘッド位置と出力電圧値の関係が得られる。これを従来
例の図７と比較すれば、出力波形の違いと検出範囲が広
くなっていることがよくわかる。
【００１６】以上のように本発明の一実施例によれば、
出力波形の裾野を広げることができたことによって、ピ
ストンヘッド位置の検出範囲を広げることができた。
出力波形の裾野を広げることができたことによって、ピ
ストンヘッド位置の検出範囲を広げることができた。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、バイパス
パターンを設けることによって、補償側エレメントパタ
ーンに入ってくる磁束を抑えられ、出力に対する補償側
エレメントパターンの抵抗値変化の寄与を小さくするこ
とが実現でき、ピストンヘッド位置検出に用いると、出
力波形の裾野を広げることができたことによって、ピス
トンヘッド位置の検出範囲を広げることができる。
パターンを設けることによって、補償側エレメントパタ
ーンに入ってくる磁束を抑えられ、出力に対する補償側
エレメントパターンの抵抗値変化の寄与を小さくするこ
とが実現でき、ピストンヘッド位置検出に用いると、出
力波形の裾野を広げることができたことによって、ピス
トンヘッド位置の検出範囲を広げることができる。
【図１】本発明の実施例における磁気センサの構成図
【図２】
同磁気センサをピストンヘッド位置検出に応用
した場合のピストンヘッド位置と出力電圧の関係図
した場合のピストンヘッド位置と出力電圧の関係図
【図３】
磁気抵抗効果を用いた磁気センサの原理図
【図４】
磁気センサのエレメントパターンに入射する磁
場強度（角度）と電気抵抗値の関係図
場強度（角度）と電気抵抗値の関係図
【図５】
従来の磁気センサの平面図
【図６】
磁気センサの応用の一例であるエアーシリンダ
ーのピストンヘッド位置検出の説明図
ーのピストンヘッド位置検出の説明図
【図７】
従来の磁気センサをピストンヘッド位置検出に
応用した場合のピストンヘッド位置と出力電圧の関係図
応用した場合のピストンヘッド位置と出力電圧の関係図
１ 補償側エレメントパターン ２ 感知側エレメントパターン ３，４ 電流供給端子 ５ 出力端子 ６ 磁束バイパスパターン１１ 磁石 １２ シリンダーチューブ １３ ピストン １４ センサ
Claims (1)
- 【請求項１】 磁気抵抗効果を有する強磁性体からなりジ
グザグ形状の補償側エレメントパターンと感知側エレメ
ントパターンとを互いに直交するように直列に接続し、
その接続点に出力端子を設けるとともに、両エレメント
パターンの他端側にそれぞれ電流供給端子を設け、前記
補償側エレメントパターンを囲むように透磁率の高い材
料で磁束バイパスパターンを形成してなる磁気センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156481A JP3067278B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3156481A JP3067278B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 磁気センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH057030A JPH057030A (ja) | 1993-01-14 |
| JP3067278B2 true JP3067278B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=15628703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3156481A Expired - Fee Related JP3067278B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | 磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3067278B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008229372A (ja) * | 2003-03-10 | 2008-10-02 | Adidas Internatl Marketing Bv | インテリジェント履物装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2964062B2 (ja) * | 1994-08-31 | 1999-10-18 | 帝国通信工業株式会社 | 微小位置変化量検出器 |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP3156481A patent/JP3067278B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008229372A (ja) * | 2003-03-10 | 2008-10-02 | Adidas Internatl Marketing Bv | インテリジェント履物装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH057030A (ja) | 1993-01-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |