JPH03282277A - 磁気検出素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、強磁性体の電気抵抗が磁界の影響を受けて変
化する強磁性磁気電気抵抗効果を利用して磁気を検出す
る磁気検出素子に関するものである。

［従来の技術］ 従来の磁気検出素子（１）は、第２５図に示すように、
非磁性体の基板（２）の表面上に、磁界検出用の抵抗体
（３）（以下、検出抵抗体と略す）と、温度補償用の抵
抗体（４）（以下、補償抵抗体と略す）と、入力端子（
５）（６）と出力端子（７）とが形成されている。

検出抵抗体（３）は、磁界の強さで電気抵抗が変化する
強磁性磁気電気抵抗材料による多数の平行な短冊部（８
）が直列に結合され、この短冊部（８）の各々は幅がＷ
、長さが１に形成されている。また補償抵抗体（４）は
、前記検出抵抗体（３）の短冊部（８）と同長、同幅、
同本数の短冊部（９）が直列に結合され、この短冊部（
９）の方向は前記短冊部（８）に対して直角方向に向け
て形成され、前記抵抗体（３）の一方の端部とこの抵抗
体（４）の一方の端部が結合されている。

前記入力端子（５）（６）は、電気良導体により形成さ
れ、前記抵抗体（３）（４）の他方の端部にそれぞれ結
合されている。

前記出力端子（７）は、電気良導体により形成され、前
記抵抗体（３）と（４）との結合点に結合されている。

この磁気検出素子（１）は、例えば第２６図に示すよう
な近接スイッチ（１０）として用いられる。この近接ス
イッチ（１０）は、磁気検出素子（１）と信号処理回路
（１１）が実装された回路基板（１２）が樹脂などで成
形された筐体（１３）に組み込まれ、入出力信号ケーブ
ル（１４）が取付けられている。なお、磁気検出素子（
１）と回路基板（１２）の配線は金線（１５）で電気的
に結合されている。

この近接スイッチ（１０）の回路図を第２７図に示す。

この回路は、電源Ｅ。が磁気検出素子（１）の入力端子
（５）（６）に結合され、この磁気検出素子（１）と並
列に抵抗（１６）と可変抵抗（１７）の直列回路が接続
されて、検出抵抗体（３）および補償抵抗体（４）の結
合点（出力端子）（７）と、抵抗（１６）および可変抵
抗（１７）の結合点（１８）が差動増幅器（１９）に入
力されてホイートストーンブリッジ（以下ブリッジと略
す）が形成されている。さらに、差動増幅器（１９）の
出力ｖＡはしきい値がｖＴのコンパレータ（２０）に入
力されている。

この近接スイッチ（１０）は、磁界のない状態で可変抵
抗（１７）を調節して差動増幅器（１９）の出力ｖＡが
Ｏとなるように、すなわち前記ブリッジが平衡するよう
に調節し、例えば第２８図に示すように、小型ピストン
シリンダ（２１）のピストン位置検出スイッチとしてシ
リンダ（２２）の外側にバンド（２３）などで、抵抗体
（３）（４）が目的の検出位置Ｏに来るように固定され
る。

第２８図のピストンシリンダ（２１）の構成を簡単に説
明しておくと、シリンダ（２２）の内部にピストン（２
４）が隙間なく摺動自在に嵌入し、このピストン（２４
）にはリング状の磁石（２５）が組み込まれており、さ
らに、このピストン（２４）はロンド（２６）によ゛っ
てピストンシリンダ（２１）外部の駆動装置（図示せず
）に連結されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の磁気検出素子（１）を用いた上述の構成の近接ス
イッチ（１０）において、磁石（２５）の位置に対する
差動増幅器（１９）の出力ｖＡは、第２９図（ａ）に示
すように、検出位置Ｏの中心にある鋭い正のピークＰ１
と、その両側の大きな負のピークＰ２と、さらに、その
両件側の小さな正のピークＰ１を有する形となる。コン
パレータ（２０）のしきい値■７を中心のピークＰ１の
２分の１とすると、コンパレータ（２０）の出力■。が
オンとなる領域（以下、作動領域と略す）Ｌは第２９図
（ｂ）に示すように、中心の約２．５ｍｍ程度しか得ら
れない。このため、近接スイッチ（１０）を極めて正確
な位置に取付けなければピストン（２４）を検出できず
、位置調整に多大な労力を要していた。

差動増幅器（１９）の出力■６が検出位置○の中心以外
にピークを有するのは以下の理由によるものである。

第２８図において、ピストン（２４）に組み込まれた磁
石（２５）が磁気検出素子（１）に接近すると、この磁
石（２５）が発生する略円弧状の磁界Ｈ，ｌは、第３０
図（ａ）に示すように、磁気検出素子（１）を通過する
。このとき、検出抵抗体（３）と補償抵抗体（４）は、
第３０図（ｂ）の説明図に示すように、それぞれの短冊
部（８）（９）の長手方向に対して直角方向の磁束成分
Ｈｘ、Ｈｙがそれぞれ検出抵抗体（３）および補償抵抗
体（４）の抵抗値に影響を与え、第３１図の静特性に示
すように、その抵抗値Ｒが減少する。

検出抵抗体（３）および補償抵抗体（４）が差動増幅器
（１９）の出力ｖＡに与える影響を個別に分解すると、
補償抵抗体（４）の出力は、第３２図（ａ）に示すよう
に、検出位置Ｏの中心の両側に大きな負のピークＰ２′
を有しており、このピークは第２９図（ａ）の負のピー
クＰ２　と略一致している。検出抵抗体（３）の出力は
第３２図（ｂ）に示すように、検出位！Ｏの中心に正の
ピークＰ１′と、外側に小さな正のピークＰ、′を有し
ており、この中心のピークＰ工′は第２９図（ａ）の中
心のピークＰ１より若干太い。第２９図（ａ）の中心の
ピークＰ１が、第３２図（ｂ）の中心のピークＰ工′よ
り細くなるのは、第３２図（ｂ）の中心のピークＰ□′
が第３２図（ａ）の２個の負のピークＰ２′によって生
ずる検出位置Ｏの中心の山と合成され、その分が削られ
るからである。その結果、コンパレータ（２０）の作動
領域りを狭めている。

また、前記補償抵抗体（４）の出力である第３２図（ａ
）の２個の負のピークＰ２′によって削られる分を捕え
る以上に前記検出抵抗体（３）の出力である第３２図（
ｂ）の中心ピークＰ工′を太くできないのは、第３０図
（ａ）（ｂ）の説明図に示すように磁界ＨＭは略円弧状
のため、磁石（２５）が検出位置Ｏの中心に位置すると
きはＨ，＝）（Ｍとなるが、磁石（２５）が検出位置Ｏ
の中心より僅かに移動しただけでＨｚ　＜＜Ｈ，となる
からである。そのため。

コンパレータ（２０）の作動領域りを広く確保すること
は難しい。

補償抵抗体（４）は、単にブリッジを構成する抵抗の１
つとして捉えれば、磁界の影響を受けないことが望まし
く、Ｔｉなどのような非磁性体金属を用いることも考え
られる。ところが、補償抵抗体（４）は検出抵抗体（３
）と対をなして温度補償に用いられているため、抵抗率
の温度係数が検出抵抗体（３）と等しいものでなければ
ならず、今のところこのような非磁性体金属素材はなく
、またこのような素材に近いものがあったとしても、補
償抵抗体（４）と検出抵抗体（３）を別々に形成しなけ
ればならず、製造工程が増すという問題がある。

また、磁石（２５）の＃Ｄを広くすれば磁界Ｈ，は横向
きの略楕円状に近づくため、検出位置○の前後で検出抵
抗体（４）に直交する磁束成分が増し、ＨＸ＝Ｈイ、Ｈ
ＹχＯとなる領域を広く得ることができ、コンパレータ
（２０）の作動領域を広げることはできる。しかし、逆
にピストン（２４）の動作範囲を狭めたり、摩擦抵抗が
より大きくなることによりピストン（２４）の動作速度
を低下させるため、磁石（２５）の＠Ｄをあまり広くす
ることはできない。

また、さらに、コンパレータ（２０）のしきい値Ｖ１を
下げれば、第２９図（ｂ）に示すコンパレータ（２０）
の作動領域りを広げることはできるが、第２９図（ａ）
に示す外側の正のピークＰ、の影響を受けるため、しき
い値■７を下げることはあまり望ましくない。

本発明の目的は、上記のような欠点がなく、充分に広い
作動領域を有する近接スイッチ用の磁気検出素子を提供
するものである。

「課題を解決するための手段］ 本発明は以上のような問題点を解決するためになされた
もので、強磁性磁気電気抵抗材料により電流通路となる
複数の細長い短冊部を折り返し配置して、これら短冊部
を直列に結合した磁気検出用と温度補償用の各抵抗体を
絶縁性基板上に形成し、これら磁気検出用と温度補償用
の抵抗体を直列に結合した磁気検出素子において、 これら磁気検出用と温度補償用の抵抗体を構成するそれ
ぞれの短冊部を流れる電流の平均的方向が互いに略直角
となるように配置し、前記温度補償用の抵抗体は前記磁
気検出用の抵抗体の磁気電気抵抗変化率より小さいもの
を用いてなるものである。

具体的には温度補償用の抵抗体の短冊部の幅を。

前記検出用の抵抗体の短冊部の幅より狭く形成して、こ
の温度補償用の抵抗体の磁気電気抵抗変化率を小さくし
てなるものである。

また、他の手段として、磁気検出用の抵抗体の両端の短
冊部のなす角度θがＯａ〈θ≦１２５゜の範囲の略扇状
に配置し、この磁気検出用の抵抗体の磁気電気抵抗変化
率を大きくしてなるものである。

［作用コ 検出用の抵抗体の短冊部より、温度補償用の抵抗体の短
冊部の幅を狭めて面積を小さくすることにより、これら
の抵抗体を同一の磁界中に置いた場合、検出用の抵抗体
の抵抗変化より、温度補償用の抵抗体の抵抗変化の方が
小さくなり、磁界の影響による抵抗変化がないことが望
ましい温度補償用の強磁性磁気抵抗体の磁気抵抗特性が
従来より理想に近い特性となる。

また、検出用の抵抗体の一部ないし全部の短冊部間に角
度をつけて抵抗体を略扇状にすることにより１円弧状の
磁界の作用を効率良く受け、検出位置を中心とした所望
の範囲内では、より多くの磁界の影響を受けることが望
ましい検出用の強磁性磁気抵抗体の磁気抵抗特性が従来
より理想に近い特性となる。

［実施例］ 本発明の第１実施例を第１図ないし第８図に基づいて説
明する。

第１図において、（ｌａ）はガラス基板（２）の表面上
に検出抵抗体（３ａ）、補償抵抗体（４ａ）、入力端子
（５）（６）および出力端子（７）が形成された磁気検
出素子である。

検出抵抗体（３ａ）は、強磁性磁気電気抵抗材料である
Ｎｉ−Ｆｅ合金で複数の平行な短冊部（８）を形成し、
この短冊部（８）を直列に結合して形成され、この短冊
部（８）は約１０００人の厚さで１８μｍの＠ＷＡに設
定されている。補償抵抗体（４ａ）は、前記検出抵抗体
（３ａ）の短冊部（８）に対して直角方向に向けられた
複数の短冊部（９）で形成され、この短冊部（９）はＮ
ｉ−Ｆｅ合金により、約１０００人の厚さ、６μｍの幅
ＷＢで、かつ、この補償抵抗体（４ａ）と前記検出抵抗
体（３ａ）の抵抗値が略等しくなる長さＩＢに形成され
、この面積が前記検出抵抗（３ａ）よりも小さくされて
いる。この補償抵抗体（４ａ）の一方の端部と前記検出
抵抗体（３ａ）の一方の端部は結合され、この結合点に
接続して前記出力端子（７）が電気良導体により形成さ
れている。前記入力端子（５）（６）は、電気良導体に
より形成され、前記検出抵抗体（３ａ）および補償抵抗
体（４ａ）の他方の端部にそれぞれ結合されている。

つぎに上記磁気検出素子（１ａ）の製造工程を簡単に説
明する。

■清浄なガラス基板（２）の表面上に、強磁性磁気電気
抵抗材料であるＮｉＦｅ合金を約１０００人の厚さの薄
膜に真空蒸着する。

■フォトエツチングにより、検出抵抗体（３ａ）および
補償抵抗体（４ａ）以外の部分の薄膜を除去し、短冊部
（８）および短冊部（９）がそれぞれ連結した検出抵抗
体（３ａ）および補償抵抗体（４ａ）を形成する。

■検出抵抗体（３ａ）および補償抵抗体（４ａ）を形成
した上に、電気良導体であるＡ１を１．５μｍの厚さに
真空蒸着する。

■再び、フォトエツチングにより、入力端子（５）（６
）と出力端子（７）以外の部分のＡ１を除去する。

以上の構成において、検出抵抗体（３ａ）および補償抵
抗体（４ａ）の磁界に対する静特性は、それぞれ第２図
に示すように、低磁界では検出抵抗体（３ａ）の静特性
Ｒ３より補償抵抗体（４ａ）の静特性Ｒ４の方が小さい
抵抗変化を示すものとなる。

以上の磁気検出素子（１ａ）を、第３図および第４図に
示すように、この磁気検出素子（１ａ）以外は従来例と
同じ構成の近接スイッチ（１０ａ）に組み込む。

そして、第５図に示すように、この近接スイッチ（１０
ａ）をピストンシリンダ（２１）に取付けたとき。

補償抵抗体（４ａ）および検出抵抗体（３ａ）が差動増
幅器（１９）の出力ｖＡに与える影響を個別に分解した
出力特性を第８図（ａ　）（ｂ　）に示す。

検出抵抗体（３ａ）の出力特性は第７図（ｂ）に示すよ
うに、補償抵抗体（４ａ）をこの補償抵抗体（４ａ）と
等しい抵抗値を有する抵抗器（４ｒ）に置き換えた回路
（但し、温度係数は無視し、一定温度の条件の下）で測
定し、補償抵抗体（４ａ）の出力特性もまた同様、第７
図（ａ）に示すように、検出抵抗体（３ａ）をこの検出
抵抗体（３ａ）と等しい抵抗値を有する抵抗器（３ｒ）
に置き換えた回路で測定した。

この結果検出抵抗体（３ａ）の特性は、第８図（ｂ）に
示すように、検出位置Ｏの中心に従来の磁気検出素子（
１）の特性（第３２図（ｂ））より太いピークＰ□′と
、外側のピークＰ、′を有する。

補償抵抗体（４ａ）の特性は、第８図（ａ）に示すよう
に、検出位置○の中心の両側にごく小さい負のピークＰ
２′を有し、差動増幅器（１９）の出力特性は、第６図
（ａ）に示すように、第８図（ａ　）（ｂ　）の前記検
出抵抗体（３ａ）と補償抵抗体（４ａ）の特性を合成し
たものとなり、コンパレータ（２０）のしきい値■工を
差動増幅器（１９）の出力■９の検出位置Ｏの中心のピ
ークＰ１の２分の１とすると、コンパレータ（２０）の
出力Ｖ。がオンとなる作動領域Ｌ□は、第６図（ｂ）に
示すように約５１となる。

つぎに１本発明の第２実施例を第９図ないし第１２図に
基づいて説明する。

第９図に示す磁気検出素子（１ｂ）は、１枚の基板（２
）上に第１実施例と同様の検出抵抗体および補償抵抗体
（３ｂｌ）（４ｂｉ）と（３ｂ、）（４ｂｚ）を２組、
並列に接続して形成し、入力端子（５）（６’）を共通
とし、出力端子（７，）（７□）を別々に設けたもので
ある。

この磁気検出素子（１ｂ）の短冊部（８□）（８２）は
１６μｍの幅ＷＡに設定され、短冊部（９，）（９□）
は８μｍの幅Ｗ、に設定されている。

これら短冊部（８□）（８□）（９，）（９□）の長さ
ＩＡ、ＩＩｌは、検出抵抗体（３ｂ１）と補償抵抗体（
４ｂ工）との抵抗値および検出抵抗体（３ｂ２）と補償
抵抗体（４ｂ２）との抵抗値がそれぞれ略等しくなるよ
うに設定され、短冊部（８１）（８□）（９□）（９□
）は、ＳｉＯの保護膜（２７）で被覆されている。

また入力端子（５）（６）および出力端子（７□）（７
□）はＣｕ−５ｎ合金により形成されている。

以上の磁気検出素子（ｌｂ）は、第１０図に示すような
近接スイッチ（１０ｂ　）に、検出および補償抵抗体（
３ｂ工）（３ｂ２）（４ｂ工）（４ｂ、）が回路基板（
１２）側に伏せられて組み込まれている。第１０図にお
いて（１１）は信号処理回路である。

近接スイッチ（１０ｂ　”）の回路は、第１１図に示す
ように検出抵抗体（３ｂｉ）および補償抵抗体（４ｂ工
）の結合点（出力端子）（７１）と、抵抗（１６□）お
よび可変抵抗（１７□）の結合点が差動増幅器（１９□
）に入力されて第１のブリッジが構成され、同様に検出
抵抗体（３ｂ、）、補償抵抗体（４ｂｚ）、抵抗（１６
□）、可変抵抗（１７□）および差動増幅器（１９□）
により、第２のブリッジが構成され、これらのブリッジ
は入力端子（５）（６）を介してともに電源Ｅ０　に結
合されている。前記差動ｌｌｊ幅器（１９，）（１９，
）（７）　出力ｖＡ４、■６□は、それぞれの出力Ｖ　
Ａｔ、■６□の正の最大のピークＰ１の２分の１のしき
い値のコンパレータ（２０，）（２０，）に入力されて
いる。これらのコンパレータ（２０、）（２０２）の出
力■。０、■。２は、一方でＦＯＲ（Ｅ　ｘｃｌｕｓｉ
ｖｅｏ　Ｒ）回路（２９）を介してＶｓとして出力され
、他方でＡＮＤ回路（３０）を介してＶｃとして出力さ
れる。

以上の構成の近接スイッチ（１０ｂ　）を第１実施例同
様のピストンシリンダ（２１）に取り付けたときの各素
子の出力を第１２図（、）〜（ｆ）に示す。

差動増幅器（１９□）（１９，）の出力■６０、ｖＡ□
は第１２図（ａ）（ｂ）に示すように、第６図（ａ）の
第１実施例の差動増幅器（１９）の出力ｖＡと略同しで
あるが、抵抗体（３ｂ、）（４ｂ１）と抵抗体（３ｂ２
）　（４ｂ２）のピッチ分（Ｑ、８ｍｍ）だけ、中心位
置が左右にずれており、第１２図（ｃ）（ｄ）に示すよ
うにコンパレータ（２０□）（２０□）の出力Ｖ。０．
Ｖ、２も同様にずれてそれぞれ約４．６ｍｍの作動領域
Ｌ２およびり、となる。

ＡＮＤ回路（３０）の出力ＶＣは、第１２図（ｃ）（ｄ
）の論理積であるから、第１２図（ｅ）に示すように、
検出位置Ｏを中心とした約３．８ｍｍの作動領域Ｌ４と
なる５ ＦＯＲ回路（２９）の出力Ｖｓは、第１２図（ｃ）（ｄ
）の排他的論理和であるから第１２図（ｆ）に示すよう
に、前記ＡＮＤ回路（３０）の作動領域Ｌ４の両側に０
．８ｍｍの作動領域り、を生ずる。

以上の構成では、ＡＮＤ回路（３０）の出力Ｖｃはピス
トン（２４）が検出位ＭＯを中心とした３、８ｍｍの作
動領域Ｌ４の範囲内にあることを示し、ＥＯＲ回路（２
９）の出力Ｖｓは作動領域Ｌ４には達してはいないが、
この作動領域Ｌ４の近傍０．８ｍｎ＋以内の作動領域り
、の範囲にあることを示す信号となる。

本発明の第３実施例を第１３図ないし第２０図に基づい
て説明する。

第１３図において、（１ｃ）はガラス基板（２）の表面
上に検出抵抗体（３ｃ）　、補償抵抗体（４ｃ）、入力
端子（５）（６）および出力端子（７）が形成された磁
気検出素子である。

検出抵抗体（３ｃ）は、強磁性磁気電気抵抗材料である
Ｎｉ−Ｆｅ合金で複数の短冊部（８Ｊ）と短冊部（８Ｋ
）が各々平行に形成され、これら短冊部（８Ｊ）と短冊
部（８Ｋ）との間の角度θが６０＠に設定され、これら
の短冊部（８Ｊ）および（８Ｋ）が直列に結合されてい
る。そして、この検出抵抗体（３ｃ）は全体として略扇
状に形成され、これらの短冊部（８Ｊ）　（８Ｋ）は約
８００人の厚さで１８μｍの幅ＷＡに設定されている。

補償抵抗体（４ｃ）は、前記検出抵抗体（３ｃ）の短冊
部（８Ｊ）　（８Ｋ）の平均方向に対して直角方向に向
けられた複数の並行な短冊部（９）を直列に結合し、全
体として略長方形に形成されている。この短冊部（９）
はＮ　ｉ　−Ｆ　ｅ合金により、約８００人の厚さ、６
μｍの幅Ｗ！ｌで、かつ、この補償抵抗体（４Ｃ）と前
記検出抵抗体（３Ｃ）の抵抗値が略等しくなる長さＩＢ
に形成され、この面積が前記検出抵抗（３Ｃ）よりも小
さくされている。

この補償抵抗体（４Ｃ）の一方の端部と前記検出抵抗体
（３ｃ）の一方の端部は結合され、この結合点に接続し
て前記出力端子（７）が電気良導体により形成されてい
る。前記入力端子（５）（６）は、電気良導体により形
成され、前記検出抵抗体（３Ｃ）および補償抵抗体（４
ｃ）の他方の端部にそれぞれ結合されている。

以上の構成において、検出抵抗体（３ｃ）および補償抵
抗体（４ｃ）の磁界に対する静特性は、それぞれ第１４
図に示すように低磁界では検出抵抗体（３Ｃ）の静特性
Ｒ３より補償抵抗体（４Ｃ）の静特性Ｒ４の方が小さい
抵抗変化を示すものとなる。

以上の磁気検出素子（ＩＣ）を、第１５図および第１６
図に示すように、この磁気検出素子（ＩＣ）以外は従来
例と同じ構成の近接スイッチ（ｌｏｃ）に組み込む。こ
の近接スイッチ（ｔＯＣ）を第１実施例同様にピストン
シリンダ（２１）に取付けたとき、補償抵抗体（４ｃ）
および検出抵抗体（３Ｃ）が差動増幅器（１９）の出力
■６に与える影響を個別に分解した出力特性を第１７図
（ａ）（ｂ）に示す。補償抵抗体（４Ｃ）の出力特性は
第７図（ａ）の第１実施例と略同様に、検出抵抗体（３
Ｃ）をこの検出抵抗体（３Ｃ）と等しい抵抗値を有する
抵抗器（３ｒ）に置き換えた回路で測定し、検出抵抗体
（３ｃ）の出力特性もまた同様、第７図（ｂ）の第１実
施例と略同様に、補償抵抗体（４Ｃ）を°この検出抵抗
体（４Ｃ）と等しい抵抗値を有する抵抗器（４ｒ）に置
き換えた回路で測定した。

この結果、検出抵抗体（３ｃ）の特性は第１７図（ｂ）
に示すように、検出位置○の中心の先端がわずかに凹ん
ではいるが従来の磁気検出素子（１）の特性（第３２図
（ｂ））より太いピークＰ　、　／を有する。

補償抵抗体（４ｃ）の特性は第１７図（ａ）に示すよう
に、検出位置○の中心の両側にごく小さい負のピークｐ
％を有し、差動増幅器（１９）の出力特性は、第１８図
（ａ）に示すように、第１７図（ａ）（ｂ）の補償抵抗
体（４ｃ）と前記検出抵抗体（３ｃ）の特性を合成した
ものとなり、コンパレータ（２０）のしきい値■工を差
動増幅器（１９）の出力■６の検出位置Ｏの中心の値Ｐ
工の２分の１とすると、コンパレータ（２０）の出力■
。がオンとなる作動領域Ｌ６は、第１８図（ｂ）に示す
ように約７ｍｍとなる。

第１３図において、検出抵抗体（３ｃ）の短冊部（８Ｊ
）と短冊部（８Ｋ）とのなす角度θを１°〜９０゜まで
変化させたときのコンパレータ（２０）の作動領域Ｌ６
と実使用の可否をつぎの表１に示す。

第１３図において角度θが８０°以上になると、検出抵
抗体（３ｃ）の特性は第１９図に示すように。

検出位置○の中心の値Ｐ工′が大幅に下がるとともに両
側に大きなピークＰ４′を有するようになり、二の特性
と第１７図（ａ）に示す補償抵抗体（４Ｃ）の特性との
合成である差動増幅器（１９）の出力特性は、第２０図
（ａ）に示すように２個のピークＰ４を有する。このた
め、コンパレータ（２０）のしきい値Ｖアを差動増幅器
（１９）の出力ｖＡの検出位置Ｏの中心となる値Ｐ１の
２分の１とすると基準電位であるＯｖとの差がほとんど
なくなり、しきい値ｖＴをピークＰ４の２分の１とする
と第２０図（ｂ）に示すようにコンパレータ（２０）の
出力ｖ０がオンとなる作動領域Ｌ！’が２個に分裂して
、検出位置○を定めることができにくくなる。

したがって１本発明の第３実施例においては、検出抵抗
体（３ｃ）の短冊部（８Ｊ）と短冊部（８Ｋ）とでなす
角度θはＯ°≦θ≦７５°の範囲が適当である。

つぎに１本発明の第４実施例を第２１図ないし第２４図
に基づいて説明する。

第２１図に示す磁気検出素子（Ｉｄ）は、基板（２）上
に第３実施例と同様の補償抵抗体（４ｄ）と、複数の短
冊部（８）のそれぞれの間に角度を持たせ、全体として
略扇状に形成された検出抵抗体（３ｄ）とを接続して形
成し、入力端子（５）（６）および出方端子（７）を設
けたものである。検出抵抗体（３ｄ）の右端の短冊部（
８）と左端の短冊部（８）とでなす角度θは９０’　に
設定されている。

この磁気検出素子（１ｄ）の短冊部（８）は１６μｍの
幅ＷＡに、短冊部（９）は６μｍの幅ｗＢに設定され、
これら短冊部（８）（９）の長さＬＡ、ＩＢは検出抵抗
体（３ｄ）と補償抵抗体（４ｄ）との抵抗値がそれぞれ
略等しくなるように設定され、短冊部（８）（９）はＳ
ｉＯの保護膜（２７）で被覆され、さらにエポキシ樹脂
の防湿膜（２８）で被覆されている。

また、入力端子（５）（６）および出方端子（７）はＣ
ｕ　　Ｎ　１合金により形成されている。

以上の磁気検出素子（１ｄ）は、第２２図に示すような
近接スイッチ（１０ｄ）に、検出および補償抵抗体（３
ｄ）　（４ｄ）が回路基板（１２）側に伏せられて組み
込まれる。

以上の構成の近接スイッチ（１０ｄ）を、第１実施例と
同様のピストンシリンダ（２１）の取り付けたときの出
力を第２３図（ａ）（ｂ）に示す。

差動増幅器（１９）の出力は、第２３図（ａ）に示すよ
うに、検出位置Ｏを中心として従来の磁気検出素子（１
）より太いピークＰ□　を有し、コンパレータ（２０）
の出力■。がオンとなる差動領域Ｌ７は、第２３図（ｂ
）に示すように約６．５ｍｍとなる６第２１図において
、検出抵抗体（３ｄ）の複数の短冊部（８）間に持たせ
た角度を変え、右端の短冊部（８）と左端の短冊部（８
）とでなす角度θを１°〜１３５’　まで変化させたと
きのコンパレータ（２ｏ）の差動領域Ｌ７と実使用の可
否を表２に示す。

第２１図において角度θが１３ｏ°以上になると、検出
抵抗体（３ｄ）の特性は第２４図に示すように、検出位
置Ｏの中心の値Ｐ□′が大幅に下がるとともに両側に大
きなピークＰ４を有するようになり、第２０図（ａ）（
ｂ）に示す第３実施例と同様に検出位置○を定めること
ができにくくなる。

したがって１本発明の第４実施例においては、検出抵抗
体（３ｄ）の右端の短冊部（８）と左端の短冊部（８）
とでなす角度θは、ｏ’　＜θ≦１２５”の範囲が適当
である。

以上の第３および第４実施例では、ガラス基板（２）上
に１組の検出用と温度補償用の抵抗体（３ｃ）（４ｃ）
または（３ｄ）（４ｄ）が形成されているが、第２実施
例のように１枚のガラス基板上に、２組の検出用と温度
補償用の抵抗体（３ｃ）　（４ｃ）または（３ｄ）　（
４ｄ）を並列に接続して形成し入力端子（５）（６）を
共通とすることもできる。

以上の各実施例では、温度補償用の抵抗体（４ａ）（４
ｂ□）　（４ｂ２）　（４ｃ）　（４ｄ）を略方形とし
たが、本発明はこれに限られるものではなく、短冊部（
９）が並行であれば、例えば、台形状などであってもよ
い。

以上の各実施例では、絶縁性基板としてガラス基板（２
）を用いているが、本発明はこれに限られるものではな
く、例えば、表面が酸化されたＳｉ基板など絶縁性を有
するものであればよい。

以上の各実施例では、強磁性磁気電気抵抗材料として、
ＮｉＦｅ合金を用いたが、本発明はこれに限られるもの
ではなく、例えば、Ｎ　ｉ　−Ｃ。

合金などのような強磁性磁気電気抵抗材料であればよい
。

以上の実施例では、磁気検出素子を近接スイッチとして
ピストンシリンダのピストン位置検出に用いた例を説明
したが１本発明はこれに限られるものではなく、強磁性
磁気電気抵抗材料の検出用の抵抗体と温度補償用の抵抗
体を有する磁気検出素子であればよい。

［発明の効果コ 本発明は以上のように構成したので、温度補償用の抵抗
体と磁気検出用の抵抗体を１回の工程で形成できるよう
に同一の強磁性磁気電気抵抗材料で形成したにもかかわ
らず、温度補償用の抵抗体が受ける磁界の影響を減らす
とともに磁気検出用の抵抗体が受ける磁界の範囲を充分
に広くシ、磁気の検出領域を大幅に広げることができ、
検出ミスのない高い信頼性を有する近接スイッチを提供
でき、また、近接スイッチの取付調整も極めて容易にな
るという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図は磁気検出素子の平面図、第２図は第１図の磁
気検出素子の検出抵抗体と補償抵抗体の磁気電気抵抗変
化特性図、第３図は第１図の磁気検出素子を組み込んだ
近接スイッチの１部切り欠いた平面図、第４図は第３図
の近接スイッチの回路図、第５図は第３図の近接スイッ
チをピストンシリンダに固定した例を示す断面図、第６
図（ａ）は第３図の近接スイッチの差動増幅器の出力特
性図、第６図（ｂ）は第３図の近接スイッチのコンパレ
ータの出力特性図、第７図（ａ）は補償抵抗体の特性を
得るための回路の回路図、第７図（ｂ）は検出抵抗体の
特性を得るための回路の回路図、第８図（ａ）は第１図
の磁気検出素子の補償抵抗体の分解出力特性図、第８図
（ｂ）は第１図の磁気検出素子の検出抵抗体の分解出力
特性図である。 第９図ないし第１２図は本発明の第２実施例を示すもの
で、第９図は磁気検出素子の平面図、第１０図は第９図
の磁気検出素子を組み込んだ近接スイッチの１部切り欠
いた平面図、第１１図は第１０図の近接スイッチの回路
図、第１２図（ａ）〜（ｆ）は第１０図の近接スイッチ
の各素子の出力特性図である。 第１３図ないし第２０図は本発明の第３実施例を示すも
ので、第１３図は磁気検出素子の平面図、第１４図は第
１３図の磁気検出素子の検出抵抗体と補償抵抗体の磁気
電気抵抗変化特性図、第１５図は第１３図の磁気検出素
子を組み込んだ近接スイッチの１部切り欠いた平面図、
第１６図は第１５図の近接スイッチの回路図、第１７図
（ａ）は第１３図の磁気検出素子の補償抵抗体の分解出
力特性図、第１７図（ｂ）は第１３図の磁気検出素子の
検出抵抗体の分解出力特性図、第１８図（ａ）は第１５
図の近接スイッチの差動増幅器の出力特性図。 第１８図（ｂ）は第１５図の近接スイッチのコンパレー
タの出力特性図、第１９図はθ＝８０°のときの検出抵
抗体の分解出力特性図、第２０図（ａ）はθ＝８０°の
ときの差動増幅器の出力特性図、第２０図（ｂ）はθ＝
８０６のときのコンパレータの出力特性図である。 第２１図ないし第２４図は本発明の第４実施例を示すも
ので、第２１図は磁気検出素子の平面図、第２２図は第
２１図の磁気検出素子を組み込んだ近接スイッチの１部
切り欠いた平面図、第２３図（ａ）は第２２図の近接ス
イッチの差動増幅器の出力特性図、第２３図（ｂ）は第
２２図の近接スイッチのコンパレータの出力特性図、第
２４図はθ＝１３０°のときの検出抵抗体の分解出力特
性図である。 第２５図ないし第３２図は従来例を示すもので、第２５
図は従来の磁気検出素子の平面図、第２６図は第２５図
の磁気検出素子を組み込んだ近接スイッチの１部切り欠
いた平面図、第２７図は第２６図の近接スイッチの回路
図、第２８図は第２６図の近接スイッチをピストンシリ
ンダに固定した例を示す断面図、第２９図（ａ）は第２
６図の近接スイッチの差動増幅器の出力特性図、第２９
図（ｂ）は第２６図の近接スイッチのコンパレータの出
力特性図、第３０図（ａ）（ｂ）は磁気検出素子が磁界
の中に置かれたときの説明図、第３１図は第２５図の磁
気検出素子の検出抵抗体と補償抵抗体の磁気電気抵抗変
化特性図、第３２図（ａ）は第２５図の磁気検出素子の
補償抵抗体の分解出力特性図、第３２図（ｂ）は第２５
図の磁気検出素子の検出抵抗体の分解出力特性図である
。 （ｌａ）　（ｌｂ）　（ｌｃ）　（ｌｄ）−磁気検、出
素子、（２）＝一基板、（３ａ）（３ｂ、）（３ｂ２）
（３ｃ）（３ｄ）−磁界検出用の抵抗体。 （４ａ）　（４ｂ、　）　（４ｂ２）　（４ｃ）　（４
ｄ）　・・・温度補償用の抵抗体、（５）（６）・・入
力端子、　（７）（７，）（７□）・・・出力端子、（
８）（８□）（８□）（８Ｊ）　（８Ｋ）　（９）（９
□）（９□）・・・短冊部。 （１０ａ　）（１０ｂ　）（１０ｃ　）（１０ｄ　）−
近接スイッチ、（１１）・・・信号処理回路、　（１２
）・・・回路基板、（１３）・・・筐体、（１４）・・
・入出力信号ケーブル、（１５）・・金線、（１６）（
１６□）（１６□）・・・抵抗、（１７）　（１７□）
（１７□）・・・可変抵抗。 （１９）（１９，）（１９□）・・・差動増幅器、（２
０）　（２０□）（２０□）・・・コンパレータ、（２
１）・小型ピストンシリンダ、（２２）・・・シリンダ
、　（２３）・バンド、（２４）・・・ピストン、（２
５）・・・磁石、（２６）・・ロンド、（２７）・・・
保護膜、　（２８）・・・防湿膜、　（２９）　−Ｅ　
ＯＲ（Ｅ　ｘｃｌｕｓｉｖｅｏ　Ｒ）回路、（３０）・
・・ＡＮＤ回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）強磁性磁気電気抵抗材料により電流通路となる複
   数の細長い短冊部を折り返し配置して、これら短冊部を
   直列に結合した磁気検出用と温度補償用の各抵抗体を絶
   縁性基板上に形成し、これら磁気検出用と温度補償用の
   抵抗体を直列に結合した磁気検出素子において、 これら磁気検出用と温度補償用の抵抗体を構成するそれ
   ぞれの短冊部を流れる電流の平均方向が互いに略直角と
   なるように配置し、前記温度補償用の抵抗体は前記磁気
   検出用の抵抗体の磁気電気抵抗変化率より小さいものを
   用いてなることを特徴とする磁気検出素子。
2. （２）温度補償用の抵抗体の短冊部の幅を、前記検出用
   の抵抗体の短冊部の幅より狭く形成して、この温度補償
   用の抵抗体の磁気電気抵抗変化率を小さくしてなること
   を特徴とする請求項（１）記載の磁気検出素子。
3. （３）検出用の抵抗体と温度補償用の抵抗体の無磁界状
   態での抵抗値が略等しくなるように、補償用抵抗体の長
   さを設定してなる請求項（２）記載の磁気検出素子。
4. （４）磁気検出用の抵抗体は両端の短冊部のなす角度θ
   が、０°＜θ≦１２５°の範囲の略扇状に配置してなる
   ことを特徴とする請求項（１）記載の磁気検出素子。