JP7070020B2

JP7070020B2 - 磁路形成部材及びこれを用いた磁気センサ

Info

Publication number: JP7070020B2
Application number: JP2018081056A
Authority: JP
Inventors: 秀一大川; 承彬林
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2022-05-18
Anticipated expiration: 2038-04-20
Also published as: JP2019190890A

Description

本発明は、センサ基板に磁束を集めるための磁路形成部材及びこれを用いた磁気センサに関する。

磁気センサには、感磁素子が形成されたセンサ基板の他に、感磁素子に磁束を集めるための磁路形成部材が用いられることがある。例えば、特許文献１の図５に記載された磁気センサは、センサ基板（３０）の素子形成面を覆う磁路形成部材（４０）と、センサ基板（３０）の両側面及び裏面を覆う磁路形成部材（６０）を有している。また、特許文献１の図６に記載された磁気センサは、センサ基板（３０）の素子形成面を覆う磁路形成部材（４０）と、センサ基板（３０）の一方の側面を覆う磁路形成部材（７１）と、センサ基板（３０）の他方の側面を覆う磁路形成部材（７２）とを有している。

国際公開第２０１７／０８２０１１号パンフレット

しかしながら、特許文献１に記載された磁気センサは、複数の磁路形成部材が互いに別部材であることから、製造時においては、センサ基板に対して複数の磁路形成部材をそれぞれアライメントする必要がある。このため、製造工程が複雑になるばかりでなく、アライメント精度を確保することが容易ではなかった。

したがって、本発明の目的は、アライメント精度を高めることが容易な磁路形成部材を提供することである。

また、本発明の他の目的は、アライメント精度を高めることが容易な磁路形成部材を用いた磁気センサを提供することである。

本発明による磁路形成部材は、非磁性材料からなる素体と、素体の表面に形成された第１及び第２の磁性膜とを備え、第１の磁性膜の第１の方向における端部と、第２の磁性膜の第１の方向における端部の間に磁気ギャップが形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、磁路となる第１及び第２の磁性膜が同じ素体の表面に形成されていることから、第１の磁性膜と第２の磁性膜の相対的な位置関係が固定される。このため、磁路形成部材とセンサ基板のアライメントを行うだけで、センサ基板と第１及び第２の磁性膜を同時にアライメントすることが可能となる。これによりアライメント精度が高まることから、結果として磁気センサの感度を向上させることが可能となる。

本発明において、素体は、磁気ギャップを通過する磁束を受けるセンサ基板の少なくとも一部を収容するための切り欠き部を有していても構わない。そして、本発明による磁気センサは、上述した磁路形成部材と、感磁素子を有するセンサ基板とを備え、センサ基板は、磁気ギャップを通過する磁束が感磁素子に印加されるよう、切り欠き部に収容されることを特徴とする。これによれば、センサ基板を切り欠き部内においてアライメントすることにより、磁気センサを作製することができる。これにより、磁路形成部材に対してセンサ基板をアライメントするだけで、感磁素子と第１及び第２の磁性膜のアライメントを正しく行うことが可能となる。

本発明において、磁気ギャップは、切り欠き部の内壁に位置するものであっても構わない。これによれば、磁気ギャップが形成された切り欠き部の内壁と、センサ基板の素子形成面が向かい合うよう、センサ基板を配置することにより、磁気センサを作製することが可能となる。

本発明において、素体は、第１の方向を長手方向とする第１の表面を有し、第１の表面は、切り欠き部によって第１及び第２の部分に分断され、第１の磁性膜は、第１の表面の第１の部分に形成され、第２の磁性膜は、第１の表面の第２の部分と、切り欠き部の内壁の一部に形成されていても構わない。これによれば、磁気ギャップの間隔を十分に狭くすることができることから、磁束の漏洩を抑制することが可能となる。

本発明において、第１の磁性膜は、切り欠き部の内壁の別の一部にさらに形成されていても構わない。これによれば、磁気ギャップを切り欠き部の内壁の任意の位置に形成することが可能となる。

本発明において、素体は、第１の方向における両端部を構成する第２及び第３の表面をさらに有し、第１の磁性膜は、第２の表面にさらに形成され、第２の磁性膜は、第３の表面にさらに形成されていても構わない。これによれば、第１の方向の磁束を効率よく集磁することが可能となる。

本発明による磁気センサは、第１の切り欠き部を有する第１の素体と、第１の素体の表面に形成された第１及び第２の磁性膜とを有し、第１の磁性膜と第２の磁性膜との間に第１の磁気ギャップが形成される第１の磁路形成部材と、第２の切り欠き部を有する第２の素体と、第２の素体の表面に形成された第３及び第４の磁性膜とを有し、第３の磁性膜と第４の磁性膜との間に第２の磁気ギャップが形成される第２の磁路形成部材と、第１及び第２の感磁素子を有するセンサ基板とを備え、第１及び第２の磁路形成部材は、第１の磁性膜と第３の磁性膜が互いに向かい合い、第２の磁性膜と第４の磁性膜が互いに向かい合い、第１の切り欠き部と第２の切り欠き部が互いに向かい合うよう配置され、センサ基板は、第１の磁気ギャップを通過する磁束が第１の感磁素子に印加され、第２の磁気ギャップを通過する磁束が第２の感磁素子に印加されるよう、第１及び第２の切り欠き部に収容されることを特徴とする。

本発明によれば、２つの磁路形成部材とセンサ基板を組み合わせることによって、磁気センサを作製することが可能となる。しかも、第１の磁路形成部材と第２の磁路形成部材を互いに同一形状とすれば、２つの磁路形成部材を単に重ねるだけで第１～第４の磁性膜間におけるアライメントが完了することから、第１及び第２の切り欠き部内においてセンサ基板をアライメントするだけで、所望の特性を有する磁気センサを作製することが可能となる。

本発明において、第１の磁性膜と第３の磁性膜が互いに接し、第２の磁性膜と第４の磁性膜が互いに接していても構わない。これによれば、第１の磁性膜と第３の磁性膜が実質的に一つの磁路として機能し、第２の磁性膜と第４の磁性膜が実質的に一つの磁路として機能することになる。

本発明において、第１の素体は、第１の方向を長手方向とする第１の表面を有し、第２の素体は、第１の方向を長手方向とする第２の表面を有し、第１の表面は、第１の切り欠き部によって第１及び第２の部分に分断され、第２の表面は、第２の切り欠き部によって第３及び第４の部分に分断され、第１の磁性膜は、第１の表面の第１の部分に形成され、第２の磁性膜は、第１の表面の第２の部分と、第１の切り欠き部の内壁の一部に形成され、第３の磁性膜は、第２の表面の第３の部分に形成され、第４の磁性膜は、第２の表面の第４の部分と、第２の切り欠き部の内壁の一部に形成されていても構わない。これによれば、第１及び第２の切り欠き部内に第１及び第２のギャップが形成されることから、第１及び第２の感磁素子に効率よく磁束を印加することが可能となる。

本発明において、第１の磁性膜は、第１の切り欠き部の内壁の別の一部にさらに形成され、第３の磁性膜は、第２の切り欠き部の内壁の別の一部にさらに形成されていても構わない。これによれば、第１及び第２の磁気ギャップを第１及び第２の切り欠き部の内壁の任意の位置に形成することが可能となる。

本発明において、第１の素体は、第１の方向における両端部を構成する第３及び第４の表面をさらに有し、第２の素体は、第１の方向における両端部を構成する第５及び第６の表面をさらに有し、第１の磁性膜は、第３の表面にさらに形成され、第２の磁性膜は、第４の表面にさらに形成され、第３の磁性膜は、第５の表面にさらに形成され、第４の磁性膜は、第６の表面にさらに形成されていても構わない。これによれば、第１の方向の磁束を効率よく集磁し、第１及び第２の感磁素子に印加することが可能となる。

このように、本発明による磁路形成部材は、磁路となる第１の磁性膜と第２の磁性膜の相対的な位置関係が固定されていることから、第１の磁性膜と第２の磁性膜のアライメントが不要である。したがって、本発明による磁路形成部材を用いれば、アライメントが容易な磁気センサを提供することが可能となる。これによりアライメント精度が高まることから、結果として磁気センサの感度を向上させることが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態による磁路形成部材１Ａの外観を示す略斜視図である。図２（ａ）は、２つの磁路形成部材１Ａ，１Ｂを組み合わせた状態を示す側面図であり、図２（ｂ）は切り欠き部にセンサ基板２０を収容することによって構成された磁気センサ１の側面図である。図３は、磁路形成部材１Ａ，１Ｂとセンサ基板２０の位置関係を説明するための図であり、（ａ）は透過斜視図、（ｂ）は側面図である。図４は、磁路形成部材１Ａ，１Ｂとセンサ基板２０の位置関係を説明するための図であり、（ａ）は分解透過斜視図、図４（ｂ）は分解側面図である。図５は、センサ基板２０をｚ方向から見た略上面図である。図６は、感磁素子Ｒ１～Ｒ４の接続関係を説明するための回路図である。図７は、本発明の第２の実施形態による磁気センサ２の構成を示す略側面図である。図８は、センサ基板５０をｚ方向から見た略上面図である。図９は、感磁素子Ｒ１，Ｒ２の接続関係を説明するための回路図である。図１０は、変形例によるセンサ基板５０の略上面図である。図１１は、感磁素子Ｒ１と固定抵抗Ｒ０の接続関係を説明するための回路図である。図１２は、本発明の第３の実施形態による磁気センサ３の構成を示す略側面図である。図１３は、本発明の第４の実施形態による磁気センサ４の構成を示す略側面図である。

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。

＜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路形成部材１Ａの外観を示す略斜視図である。

図１に示すように、本実施形態による磁路形成部材１Ａは、樹脂などの非磁性材料からなる素体１０Ａと、素体１０Ａの表面に形成された第１及び第２の磁性膜１１Ａ，１２Ａとを備えている。素体１０Ａは、ｚ方向を長手方向とする略四角柱形状を有しており、ｚ方向における略中央部に切り欠き部１ａが設けられている。切り欠き部１ａは、素体１０Ａのｙｚ表面をｚ方向に分断するよう設けられており、分断されたｙｚ表面の一方に磁性膜１１Ａが形成され、他方に磁性膜１２Ａが形成されている。

磁性膜１１Ａ，１２Ａは、ＮｉＦｅ、ＮｉＣｏなどの軟磁性金属材料からなる膜であり、素体１０Ａの表面にめっきにより形成される。或いは、軟磁性金属材料からなる金属箔又はバルクシートを素体１０Ａの表面に貼り付けることによって、磁性膜１１Ａ，１２Ａを構成しても構わない。また、磁性膜１１Ａ，１２Ａは、軟磁性薄膜シートを貼り付けたものであっても構わないし、複数の磁性体膜が積層されたものであっても構わない。

磁性膜１１Ａは、素体１０Ａのｙｚ表面に形成された第１の部分１１Ａ_１と、切り欠き部１ａの内壁を構成する一方のｘｙ面に形成された第２の部分１１Ａ_２と、素体１０Ａのｚ方向における一方の端部に位置するｘｙ表面に形成された第３の部分１１Ａ_３とを含み、これらが一体的に形成されている。

磁性膜１２Ａは、素体１０Ａのｙｚ表面に形成された第１の部分１２Ａ_１と、切り欠き部１ａの内壁を構成する一方のｘｙ面に形成された第２の部分１２Ａ_２と、切り欠き部１ａの内壁を構成するｙｚ面に形成された第３の部分１２Ａ_３と、切り欠き部１ａの内壁を構成する他方のｘｙ面に形成された第４の部分１２Ａ_４と、素体１０Ａのｚ方向における他方の端部に位置するｘｙ表面に形成された第５の部分１２Ａ_５とを含み、これらが一体的に形成されている。

そして、磁性膜１１Ａのｚ方向における端部である第２の部分１１Ａ_２と、磁性膜１２Ａのｚ方向における端部である第２の部分１２Ａ_２は、ｘ方向を幅方向とする磁気ギャップＧＡを構成する。このような構成により、ｚ方向の外部磁界が存在すると、磁気ギャップＧＡを介して第１及び第２の磁性膜１１Ａ，１２Ａにはｚ方向に磁束が流れることになる。磁性膜１１Ａの第３の部分１１Ａ_３や磁性膜１２Ａの第５の部分１２Ａ_５は、ｚ方向の外部磁界を効率よく集磁するために設けられている。尚、磁性膜１１Ａに第２の部分１１Ａ_２を設けることは必須でなく、磁性膜１１Ａの第１の部分１１Ａ_１の端部と、磁性膜１２Ａの第２の部分１２Ａ_２によって磁気ギャップＧＡを構成しても構わない。

図２（ａ）は、２つの磁路形成部材１Ａ，１Ｂを組み合わせた状態を示す側面図であり、図２（ｂ）は切り欠き部にセンサ基板２０を収容することによって構成された磁気センサ１の側面図である。磁路形成部材１Ｂは、磁路形成部材１Ａと同じ形状を有しているが、両者を区別するために異なる符号を付している。また、図３及び図４は、磁路形成部材１Ａ，１Ｂとセンサ基板２０の位置関係を説明するための図であり、図３（ａ）は透過斜視図、図３（ｂ）は側面図、図４（ａ）は分解透過斜視図、図４（ｂ）は分解側面図である。

図２（ａ）に示すように、２つの磁路形成部材１Ａ，１Ｂは、磁性膜１１Ａの第１の部分１１Ａ_１と磁性膜１１Ｂの第１の部分１１Ｂ_１が互いに向かい合い、磁性膜１２Ａの第１の部分１２Ａ_１と磁性膜１２Ｂの第１の部分１２Ｂ_１が互いに向かい合うよう、組み合わせられる。磁路形成部材１Ａ，１Ｂは、接着剤などを用いて互いに接着しても構わないが、向かい合う磁性膜（１１Ａ_１と１１Ｂ_１、１２Ａ_１と１２Ｂ_１）は互いに接触していることが好ましい。これによれば、磁性膜１１Ａの第１の部分１１Ａ_１と磁性膜１１Ｂの第１の部分１１Ｂ_１が実質的に単一の磁路を構成し、磁性膜１２Ａの第１の部分１２Ａ_１と磁性膜１２Ｂの第１の部分１２Ｂ_１が実質的に単一の磁路を構成する。

２つの磁路形成部材１Ａ，１Ｂを組み合わせると、切り欠き部１ａと切り欠き部１ｂが一体化し、空洞が形成される。そして、図２（ｂ）に示すように、この空洞内にセンサ基板２０を配置することにより、磁気センサ１が構成される。

図３及び図４に示すように、センサ基板２０は略直方体形状を有するチップ部品であり、ｘｙ面を構成する素子形成面２０ａには４つの感磁素子Ｒ１～Ｒ４が形成されている。感磁素子Ｒ１～Ｒ４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、磁界の向きに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素子であることが好ましい。そして、切り欠き部１ａ，１ｂからなる空洞内にセンサ基板２０が配置されると、磁路形成部材１Ａの磁気ギャップＧＡに感磁素子Ｒ１，Ｒ３が位置し、磁路形成部材１Ｂの磁気ギャップＧＢに感磁素子Ｒ２，Ｒ４が位置する。

図５は、センサ基板２０をｚ方向から見た略上面図である。

図５に示すように、センサ基板２０の素子形成面２０ａ上には、感磁素子Ｒ１～Ｒ４の他に、磁性体層３１～３３が形成されている。磁性体層３１は、平面視で素子形成面２０ａ上の略中央に位置し、そのｘ方向における両側に磁性体層３２，３３が配置される。特に限定されるものではないが、磁性体層３１～３３としては、樹脂材料に磁性フィラーが分散された複合磁性材料からなる膜であっても構わないし、ニッケル又はパーマロイなどの軟磁性材料からなる薄膜もしくは箔であっても構わないし、フェライトなどからなる薄膜又はバルクシートであっても構わない。後述する磁性体層３４～３７についても同様の材料を用いることができる。

磁性体層３１と磁性体層３２は、磁気ギャップＧ１，Ｇ３を介して互いに対向し、磁性体層３１と磁性体層３３は、磁気ギャップＧ２，Ｇ４を介して互いに対向している。そして、磁気ギャップＧ１～Ｇ４にはそれぞれｙ方向に延在する感磁素子Ｒ１～Ｒ４が配置されている。本実施形態においては、感磁素子Ｒ１～Ｒ４の感度方向（固定磁化方向）は、図５の矢印Ｐが示す方向（ｘ方向におけるプラス側）に全て揃えられている。磁気ギャップＧ１～Ｇ４の幅方向についてはｘ方向である必要はなく、ｚ方向であっても構わないし、ｘ方向成分及びｚ方向成分を有する斜め方向であっても構わない。さらに、感磁素子Ｒ１～Ｒ４が厳密にギャップＧ１～Ｇ４間に位置している必要はなく、ギャップの存在によって形成される磁路上に位置していれば足りる。

磁性体層３１は、磁性膜１１Ａの第２の部分１１Ａ_２と磁性膜１１Ｂの第２の部分１１Ｂ_２によって覆われる。また、磁性体層３２は磁性膜１２Ａの第２の部分１２Ａ_２に覆われ、磁性体層３３は磁性膜１２Ｂの第２の部分１２Ｂ_２に覆われる。このため、磁性膜１１Ａの第１の部分１１Ａ_１と磁性膜１１Ｂの第１の部分１１Ｂ_１を介して磁性体層３１に磁束が印加されると、磁気ギャップＧ１～Ｇ４を介して磁束が均等に分配され、磁気ギャップＧ１～Ｇ４を通過する磁束の一部が感磁素子Ｒ１～Ｒ４に印加される。磁気ギャップＧ１，Ｇ３を通過した磁束は、磁性体層３２を介して、磁性膜１２Ａの第２、第３、第４、第１、第５の部分１２Ａ_２、１２Ａ_３、１２Ａ_４、１２Ａ_１、１２Ａ_５へと流れ、磁気ギャップＧ２，Ｇ４を通過した磁束は、磁性体層３３を介して、磁性膜１２Ｂの第２、第３、第４、第１、第５の部分１２Ｂ_２、１２Ｂ_３、１２Ｂ_４、１２Ｂ_１、１２Ｂ_５へと流れる。

図６は、感磁素子Ｒ１～Ｒ４の接続関係を説明するための回路図である。

図６に示すように、感磁素子Ｒ１，Ｒ２は端子電極４１，４４間に直列に接続されるとともに、感磁素子Ｒ３，Ｒ４は端子電極４１，４４間に直列に接続される。端子電極４１はグランド電位ＧＮＤが供給される端子であり、端子電極４４は電源電位Ｖｄｄが供給される端子である。そして、感磁素子Ｒ３，Ｒ４の接続点は端子電極４２に接続され、感磁素子Ｒ１，Ｒ２の接続点は端子電極４３に接続される。このようなフルブリッジ接続により、端子電極４３に現れる電位Ｖａと端子電極４２に現れる電位Ｖｂを参照することにより、磁束密度に応じた感磁素子Ｒ１～Ｒ４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。

具体的には、磁性膜１１Ａの第１の部分１１Ａ_１及び磁性膜１１Ｂの第１の部分１１Ｂ_１を介して磁束が印加されると、感磁素子Ｒ１～Ｒ４が全て同一の磁化固定方向を有していることから、磁性体層３１の左側に位置する感磁素子Ｒ１，Ｒ３の抵抗変化量と、磁性体層３１の右側に位置する感磁素子Ｒ２，Ｒ４の抵抗変化量との間には差が生じる。この差は、図５に示したフルブリッジ回路によって２倍に増幅され、端子電極４２，４３に現れる。したがって、端子電極４２，４３に現れる電位Ｖａ，Ｖｂの差を検出することによって、磁束密度を測定することが可能となる。

このように、本実施形態による磁路形成部材１Ａ，１Ｂを組み合わせ、切り欠き部１ａ，１ｂからなる空洞内にセンサ基板２０を配置すれば、ｚ方向の外部磁場に対して指向性を有する磁気センサが構成される。そして、磁路形成部材１Ａの素体１０Ａの表面には磁性膜１１Ａ，１２Ａが形成され、磁路形成部材１Ｂの素体１０Ｂの表面には磁性膜１１Ｂ，１２Ｂが形成されていることから、磁性膜１１Ａと磁性膜１２Ａの相対的な位置関係が固定され、磁性膜１１Ｂと磁性膜１２Ｂの相対的な位置関係が固定される。しかも、磁路形成部材１Ａ，１Ｂは互いに同じ形状を有していることから、単に両者を重ねるだけで、正しくアライメントされる。つまり、切り欠き部１ａ，１ｂからなる空洞内に配置するセンサ基板２０を磁路形成部材１Ａ，１Ｂに対して正しくアライメントするだけで、感磁素子Ｒ１～Ｒ４と磁性膜１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの位置関係が決まることから、アライメント精度を容易に高めることが可能となる。これによりアライメント精度が高まることから、結果としてセンサの感度を向上させることが可能となる。

＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の第２の実施形態による磁気センサ２の構成を示す略側面図である。

図７に示すように、本実施形態による磁気センサ２は、磁路形成部材１Ｃとセンサ基板５０の組み合わせによって構成される。磁路形成部材１Ｃの構成は、第１の実施形態において説明した磁路形成部材１Ａ，１Ｂとほぼ同様であり、切り欠き部１ｃを有する素体１０Ｃと、素体１０Ｃの表面に形成された第１及び第２の磁性膜１１Ｃ，１２Ｃからなる。

磁性膜１１Ｃは、素体１０Ｃのｙｚ表面に形成された第１の部分１１Ｃ_１と、切り欠き部１ｃの内壁を構成する一方のｘｙ面に形成された第２の部分１１Ｃ_２とを含み、これらが一体的に形成されている。磁性膜１２Ｃは、素体１０Ｃのｙｚ表面に形成された第１の部分１２Ｃ_１と、切り欠き部１ｃの内壁を構成する一方のｘｙ面に形成された第２の部分１２Ｃ_２と、切り欠き部１ｃの内壁を構成するｙｚ面に形成された第３の部分１２Ｃ_３と、切り欠き部１ｃの内壁を構成する他方のｘｙ面に形成された第４の部分１２Ｃ_４とを含み、これらが一体的に形成されている。本実施形態が例示するように、本発明において素体１０Ｃのｚ方向における端部に位置するｘｙ表面に磁性膜１１Ｃ，１２Ｃを形成することは必須でない。

図８は、センサ基板５０をｚ方向から見た略上面図である。

図８に示すように、センサ基板５０の素子形成面５０ａには、２つの感磁素子Ｒ１，Ｒ２と磁性体層３４，３５が形成されており、感磁素子Ｒ１，Ｒ２からみてｘ方向における一方側（左側）に位置する磁性体層３４は磁性膜１１Ｃの第２の部分１１Ｃ_２で覆われ、感磁素子Ｒ１，Ｒ２からみてｘ方向における他方側（右側）に位置する磁性体層３５は磁性膜１２Ｃの第２の部分１２Ｃ_２で覆われる。磁性膜１１Ｃの第２の部分１１Ｃ_２に覆われる磁性体層３４と磁性膜１２Ｃの第２の部分１２Ｃ_２に覆われる磁性体層３５は磁気ギャップＧを構成し、この磁気ギャップＧによって構成される磁路上に感磁素子Ｒ１，Ｒ２が配置される。本実施形態においては、感磁素子Ｒ１の感度方向（固定磁化方向）は図８の矢印Ｐ_１が示す方向（ｘ方向におけるプラス側）であり、感磁素子Ｒ２の感度方向（固定磁化方向）は図８の矢印Ｐ_２が示す方向（ｘ方向におけるマイナス側）である。

図９は、感磁素子Ｒ１，Ｒ２の接続関係を説明するための回路図である。

図９に示すように、感磁素子Ｒ１，Ｒ２は端子電極４１，４４間に直列に接続され、その接続点は端子電極４３に接続される。上述の通り、感磁素子Ｒ１と感磁素子Ｒ２は感度方向が互いに１８０°相違していることから、図９に示す回路はハーフブリッジ接続を構成する。したがって、端子電極４３に現れる電位Ｖａを参照することにより、磁束密度に応じた感磁素子Ｒ１，Ｒ２の電気抵抗の変化を検出することが可能となる。

図１０は、変形例によるセンサ基板５０の略上面図である。図１０に示す変形例によるセンサ基板５０は、素子形成面５０ａに１つの感磁素子Ｒ１と磁性体層３６，３７が形成されおり、感磁素子Ｒ１からみてｘ方向における一方側（左側）に位置する磁性体層３６は磁性膜１１Ｃの第２の部分１１Ｃ_２で覆われ、感磁素子Ｒ１からみてｘ方向における他方側（右側）に位置する磁性体層３７は磁性膜１２Ｃの第２の部分１２Ｃ_２で覆われる。磁性膜１１Ｃの第２の部分１１Ｃ_２に覆われる磁性体層３６と磁性膜１２Ｃの第２の部分１２Ｃ_２に覆われる磁性体層３７は磁気ギャップＧを構成し、この磁気ギャップＧによって構成される磁路上に感磁素子Ｒ１が配置される。このようなセンサ基板５０を用いる場合、図１１に示す回路図のように、端子電極４１，４４間に固定抵抗Ｒ０と感磁素子Ｒ１を直列に接続し、両者の接続点を端子電極４５に接続すればよい。これにより、端子電極４５に現れる電位Ｖｃを参照することにより、磁束密度に応じた感磁素子Ｒ１の電気抵抗の変化を検出することが可能となる。

本実施形態が例示するように、本発明による磁気センサが２つの磁路形成部材を備えていることは必須でなく、１つの磁路形成部材とセンサ基板によって磁気センサを構成しても構わない。

＜第３の実施形態＞
図１２は、本発明の第３の実施形態による磁気センサ３の構成を示す略側面図である。

図１２に示すように、本実施形態による磁気センサ３は、磁路形成部材１Ｄとセンサ基板５０の組み合わせによって構成される。磁路形成部材１Ｄは、切り欠き部１ｄを有する素体１０Ｄと、素体１０Ｄの表面に形成された第１及び第２の磁性膜１１Ｄ，１２Ｄからなる。本実施形態においては、第１及び第２の磁性膜１１Ｄ，１２Ｄが形成された素体１０Ｄの表面は平坦であり、切り欠き部１ｄは当該平面から見てｚ方向に埋め込まれた位置に形成されている。そして、磁性膜１１Ｄ，１２Ｄによって形成される磁気ギャップＧとセンサ基板５０の素子形成面５０ａに設けられた感磁素子がｚ方向に重なるよう、切り欠き部１ｄにセンサ基板５０を埋め込めば、この磁気ギャップＧを通過する磁束が感磁素子に印加される。

本実施形態が例示するように、本発明において、切り欠き部が第１及び第２の磁性膜を分断することは必須でなく、第１及び第２の磁性膜が形成された表面が平坦であっても構わない。

＜第４の実施形態＞
図１３は、本発明の第４の実施形態による磁気センサ４の構成を示す略側面図である。

図１３に示すように、本実施形態による磁気センサ４は、磁路形成部材１Ｅとセンサ基板５０の組み合わせによって構成される。磁路形成部材１Ｅは、切り欠き部を持たない素体１０Ｅと、素体１０Ｅの表面に形成された第１及び第２の磁性膜１１Ｅ，１２Ｅからなる。第３の実施形態と同様、本実施形態においては、第１及び第２の磁性膜１１Ｅ，１２Ｅが形成された素体１０Ｅの表面は平坦であり、磁性膜１１Ｅ，１２Ｅによって形成される磁気ギャップＧとセンサ基板５０に設けられた感磁素子がｚ方向に重なるよう、素体１０Ｅの表面にセンサ基板５０が搭載される。

本実施形態が例示するように、本発明において、素体に切り欠き部を設けることは必須でなく、素体の表面にセンサ基板を搭載しても構わない。

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。

１，２，３，４磁気センサ
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ磁路形成部材
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ切り欠き部
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ素体
１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ，１１Ｃ，１２Ｃ，１１Ｄ，１２Ｄ，１１Ｅ，１２Ｅ磁性膜
２０センサ基板
２０ａ素子形成面
３１～３７磁性体層
４１～４５端子電極
５０センサ基板
５０ａ素子形成面
Ｇ，Ｇ１～Ｇ４，ＧＡ，ＧＢ磁気ギャップ
Ｒ０固定抵抗
Ｒ１～Ｒ４感磁素子

Claims

非磁性材料からなる素体と、
前記素体の表面に形成された第１及び第２の磁性膜と、を備え、
前記第１の磁性膜の第１の方向における端部と、前記第２の磁性膜の前記第１の方向における端部の間に磁気ギャップが形成されており、
前記素体は、前記磁気ギャップを通過する磁束を受けるセンサ基板の少なくとも一部を収容するための切り欠き部を有することを特徴とする磁路形成部材。
前記磁気ギャップは、前記切り欠き部の内壁に位置することを特徴とする請求項１に記載の磁路形成部材。
前記素体は、前記第１の方向を長手方向とする第１の表面を有し、
前記第１の表面は、前記切り欠き部によって第１及び第２の部分に分断され、
前記第１の磁性膜は、前記第１の表面の前記第１の部分に形成され、
前記第２の磁性膜は、前記第１の表面の前記第２の部分と、前記切り欠き部の前記内壁の一部に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の磁路形成部材。
前記第１の磁性膜は、前記切り欠き部の前記内壁の別の一部にさらに形成されていることを特徴とする請求項３に記載の磁路形成部材。
前記素体は、前記第１の方向における両端部を構成する第２及び第３の表面をさらに有し、
前記第１の磁性膜は、前記第２の表面にさらに形成され、
前記第２の磁性膜は、前記第３の表面にさらに形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の磁路形成部材。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の磁路形成部材と、感磁素子を有するセンサ基板とを備え、
前記センサ基板は、前記磁気ギャップを通過する磁束が前記感磁素子に印加されるよう、前記切り欠き部に収容されることを特徴とする磁気センサ。
第１の切り欠き部を有する第１の素体と、前記第１の素体の表面に形成された第１及び第２の磁性膜とを有し、前記第１の磁性膜と前記第２の磁性膜との間に第１の磁気ギャップが形成される第１の磁路形成部材と、
第２の切り欠き部を有する第２の素体と、前記第２の素体の表面に形成された第３及び第４の磁性膜とを有し、前記第３の磁性膜と前記第４の磁性膜との間に第２の磁気ギャップが形成される第２の磁路形成部材と、
第１及び第２の感磁素子を有するセンサ基板と、を備え、
前記第１及び第２の磁路形成部材は、前記第１の磁性膜と前記第３の磁性膜が互いに向かい合い、前記第２の磁性膜と前記第４の磁性膜が互いに向かい合い、前記第１の切り欠き部と前記第２の切り欠き部が互いに向かい合うよう配置され、
前記センサ基板は、前記第１の磁気ギャップを通過する磁束が前記第１の感磁素子に印加され、前記第２の磁気ギャップを通過する磁束が前記第２の感磁素子に印加されるよう、前記第１及び第２の切り欠き部に収容されることを特徴とする磁気センサ。
前記第１の磁性膜と前記第３の磁性膜が互いに接し、前記第２の磁性膜と前記第４の磁性膜が互いに接していることを特徴とする請求項７に記載の磁気センサ。
前記第１の素体は、第１の方向を長手方向とする第１の表面を有し、
前記第２の素体は、前記第１の方向を長手方向とする第２の表面を有し、
前記第１の表面は、前記第１の切り欠き部によって第１及び第２の部分に分断され、
前記第２の表面は、前記第２の切り欠き部によって第３及び第４の部分に分断され、
前記第１の磁性膜は、前記第１の表面の前記第１の部分に形成され、
前記第２の磁性膜は、前記第１の表面の前記第２の部分と、前記第１の切り欠き部の内壁の一部に形成され、
前記第３の磁性膜は、前記第２の表面の前記第３の部分に形成され、
前記第４の磁性膜は、前記第２の表面の前記第４の部分と、前記第２の切り欠き部の内壁の一部に形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の磁気センサ。
前記第１の磁性膜は、前記第１の切り欠き部の前記内壁の別の一部にさらに形成され、
前記第３の磁性膜は、前記第２の切り欠き部の前記内壁の別の一部にさらに形成されていることを特徴とする請求項９に記載の磁気センサ。
前記第１の素体は、前記第１の方向における両端部を構成する第３及び第４の表面をさらに有し、
前記第２の素体は、前記第１の方向における両端部を構成する第５及び第６の表面をさらに有し、
前記第１の磁性膜は、前記第３の表面にさらに形成され、
前記第２の磁性膜は、前記第４の表面にさらに形成され、
前記第３の磁性膜は、前記第５の表面にさらに形成され、
前記第４の磁性膜は、前記第６の表面にさらに形成されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の磁気センサ。