JPH0355228Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、磁気センサに関し、さらに詳しくは
ホール素子を用いて被検出物体の回転方向の角変
位または直線方向の移動量などを検出する磁気セ
ンサに関する。

背景技術 従来からのホール素子を用いた静止形磁気セン
サは、電力付勢されたホール素子に磁性体から成
る被検出物体を近付け、生じた渦電流によつてホ
ール素子の磁界が変化する原理を利用して、被検
出物体の回転方向の角変位量などを磁気的に検出
している。

このような先行技術では温度変化に依存して、
ホール素子の特性が変化し、また分解能が良くな
いなど、磁気センサの性能や信頼性が低下するこ
ととなる。

目 的 本考案の目的は、上述の技術的課題を解決し、
温度特性が補償させるようにした磁気センサを提
供することである。

考案の構成 本考案は、常磁性体または反磁性体から成る有
底筒体２の底部２ａに透孔６を形成し、筒体２内
に底部２ａ側から第１ホール素子、永久磁石片お
よび第２ホール素子とを、この底部２ａから遠去
かる方向でこの順序で配置し、 前記永久磁石片は第１ホール素子および第２ホ
ール素子の配置方向に磁化されており、 第１ホール素子および第２ホール素子ならびに
一対のインピーダンス素子によつてブリツジを構
成し、第１ホール素子および第２ホール素子はブ
リツジの隣接する２辺に配置し、 前記インピーダンス素子と第１ホール素子との
接続点と、もう一つのインピーダンス素子と第２
ホール素子との接続点との間の各出力を、演算増
幅器１８の反転端子および非反転端子に与え、 この演算増幅器１８の出力を、微分コンデンサ
１９を介して、比較回路２０に与え、この比較回
路２０は、前記微分コンデンサ１９の出力を、分
圧抵抗Ｒ６，Ｒ７によつて予め定められた基準レ
ベルと比較し、 比較回路２０の出力によつて、スイツチング素
子２４，２５をスイツチング動作させることを特
徴とする磁気センサである。

実施例 第１図は本考案に従う磁気センサ１の断面図で
あり、第２図は第１図の左側面図である。磁気セ
ンサ１は、基本的にはハウジング２内に収納され
る第１ホール素子３と、永久磁石片４と、第２ホ
ール素子５とを含む。ハウジング２は有底筒状に
形成されており、その底部２ａには透孔６が形成
される。このハウジング２は、分解能を良くする
ための常磁性体材料から成る。ハウジング２内に
は底部２ａ側から透孔６に臨む第１ホール素子３
と、永久磁石片４と、第２ホール素子５とが、底
部２ａから遠去かる方向（第１図の右方）に、こ
の順序で配置される。永久磁石片４の磁極は、第
１ホール素子３側をＮとし、第２ホール素子５側
をＳとして磁化される。第２ホール素子５の側方
（第１図の右方）には、第１ホール素子３および
第２ホール素子５からそれぞれ導出される電気信
号を処理するための処理回路７が設けられてお
り、処理回路７の電源端子８，９および出力端子
１０，１１はハウジング２外に配置されている。
ハウジング２内には合成樹脂１２が充填され、こ
れによつて第１ホール素子３、永久磁石片４、第
２ホール素子５および処理回路７がハウジング２
内に保持される。このハウジング２の外部に接近
する被検出物体１３は、強磁性体、常磁性体およ
び反磁性体の磁性材料から成り、着磁しないもの
であつてもよい。

以下磁気センサ１の動作状態について説明す
る。永久磁石片４から出た磁束は、直流電源（図
示せず）が接続された第１ホール素子３を通過し
て、透孔６を介して近接する被検出物体１３に流
れる。被検出物体１３に磁束が生じると、渦電流
が生じ、これによつて電力付勢された第１ホール
素子３の磁界が変化する。一方永久磁石片４の第
１ホール素子３とは反対側に配置された第２ホー
ル素子５の磁界は一定であり、この第１ホール素
子３と第２ホール素子５との磁界の差を、処理回
路７によつて読取る。

第３図は、処理回路７の一実施例の電気回路図
である。一対のインピーダンス素子、たとえば抵
抗Ｒ１，Ｒ２と、隣接する２辺に配置される第１
ホール素子３と、第２ホール素子５とによつて、
ブリツジ１４が構成されており、このブリツジ１
４によつて第１ホール素子３と、第２ホール素子
５との温度特性が補償される。抵抗Ｒ１と第１ホ
ール素子３との接続点１５と、抵抗Ｒ２と第２ホ
ール素子５との接続点１６との間の出力は、ライ
ンｌ１，ｌ２を介して増幅回路１７の反転端子お
よび非反転端子に与えられる。増幅回路１７はラ
インｌ１に接続される抵抗Ｒ３と、ラインｌ２に
接続される抵抗Ｒ４と、抵抗Ｒ３，Ｒ４に接続さ
れる演算増幅器１８と、負帰還用の抵抗Ｒ５とか
ら成り、ブリツジ１４からの出力は増幅回路１７
において増幅され、ラインｌ３を介して比較回路
２０の反転端子に与えられる。ラインｌ３の分岐
ラインｌ７にはアナログ信号を取り出すための端
子３０が接続されており、このアナログ信号を読
み取ることによつてたとえば被検出物体１３の回
転角度位置を検出することができる。またライン
ｌ３には、微分コンデンサ１９が介在されてお
り、この微分コンデンサ１９によつて出力信号の
良好な立上りが達成される。比較回路２０の非反
転端子にはラインｌ４を介して分圧抵抗Ｒ６，Ｒ
７が接続される。この分圧抵抗Ｒ６，Ｒ７によつ
て予め定められた基準レベルを示す信号が、非反
転端子に入力され、比較回路２０を構成する演算
比較器２１において増幅回路１７からの出力信号
と比較される。比較回路２０はラインｌ３に接続
される抵抗Ｒ８と、ラインｌ４に接続される抵抗
Ｒ９と、抵抗Ｒ８，Ｒ９に接続される演算比較器
２１と、負帰還用の抵抗Ｒ１０とから成り、この
比較回路２０からの出力は、ラインｌ５、分岐ラ
インｌ６を介して出力回路２２，２３に与えられ
る。

出力回路２２は抵抗Ｒ１１を介してラインｌ５
に接続され、出力回路２３は抵抗Ｒ１２を介して
ラインｌ６に接続される。出力回路２２は、
NPN形トランジスタ２４を含み、NPN形トラン
ジスタ２４のコレクタ側には抵抗Ｒ１３を介して
電源端子８が接続され、エミツタ側は接地され
る。また出力回路２３はPNP形トランジスタ２
５を含み、エミツタ側には抵抗Ｒ１４を介して電
源端子９が接続され、コレクタ側は接地される。
比較回路２０からの出力信号がハイレベルである
とき、NPN形トランジスタ２４が導通され、こ
のため接地電位はローレベルとなり、出力端子１
０から導出される。このときPNP形トランジス
タ２５は遮断されており、このため接地電位はハ
イレベルとなり、出力端子１１から導出される。
これに退位して比較回路２０からの出力信号がロ
ーレベルであるとき、NPN形トランジスタ２４
は遮断され、このため接地電位はハイレベルとな
り、出力端子１０から導出される。このとき
PNP形トランジスタ２５は遮断され、このため
接地電位はローレベルとなり、出力端子１１から
導出される。このように比較回路２０でレベル弁
別された出力信号を出力回路２２，２３において
反転して導出することによつて、磁気センサ１に
よる被検出物体１３を磁気的に検出することがで
きる。また第１ホール素子３と第２ホール素子５
と、抵抗Ｒ１，Ｒ２とによつてブリツジ１４を構
成することによつて、本来温度変化によつて影響
を受け易いホール素子の温度による出力変動が互
いに相殺されて温度変化に強いものとすることが
できる。これによつて第１ホール素子３と第２ホ
ール素子５との温度特性が補償されるとともに分
解能が向上し、したがつて磁気センサ１の性能お
よび信頼性の向上を図ることができる。さらにハ
ウジング２の底部２ａに透孔６を形成し、この透
孔６に第１ホール素子３を臨ませたことによつ
て、永久磁石片４からの磁束密度を高めることが
でき、これによつて磁気センサ１の検出機能が充
分に発揮されることとなる。

前述の実施例ではハウジング２の材料に常磁性
体材料を用いたけれども、強磁性体材料以外のも
の、すなわち反磁性体または非磁性体から成る材
料を用いてハウジング２を構成するようにしても
よい。

本考案に従う磁気センサは、被検出物体の回転
方向の角変位量や直線方向の移動量などを磁気的
に検出するために用いられるだけでなく、広範囲
な技術分野についても実施されることができる。

効 果 以上のように本考案によれば、有底筒体の底部
に透孔を形成したことによつて分解能を向上させ
ることができる。また第１ホール素子と、第２ホ
ール素子との間に永久磁石片を介在するととも
に、第１ホール素子と第２ホール素子と一対のイ
ンピーダンス素子とによつてブリツジを構成した
ことによつて、第１ホール素子と第２ホール素子
との温度特性が補償され、このため磁気センサの
性能および信頼性の向上を図ることができる。

さらに本考案によれば、インピーダンス素子と
第１ホール素子との接続点と、もう一つのインピ
ーダンス素子と第２ホール素子との接続点との間
の各出力を、演算増幅器１８の反転端子および非
反転端子に与えることによつて増幅し、その後微
分コンデンサ１９を介して比較回路２０に与える
ようにしたので、これによつて比較回路には立上
りが良好な信号が与えられ、比較回路２０におけ
る基準レベルとのレベル弁別動作を正確に行うこ
とができ、検出感度の向上を図ることができる。
これによつて被検出物体１３の移動速度もまた検
出することが可能となるという優れた効果が達成
される。この基準レベルは、分圧抵抗Ｒ６，Ｒ７
によつて設定され、したがつて分圧抵抗Ｒ６，Ｒ
７を変化して基準レベルを調整することが可能で
あり、被検出物体１３の磁界の強さだけでなく、
その移動速度の検出可能なレベルを容易に調整す
ることができる。

さらに本考案によれば、比較回路２０の出力を
スイツチング素子２４，２５に与えてスイツチン
グ動作させるので、比較回路２０によるレベル弁
別動作をスイツチング出力として外部で広範囲に
用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に従う磁気センサ１の断面図、
第２図は第１図の左側面図、第３図は処理回路７
の一実施例を示す電気回路図である。 １……磁気センサ、３……第１ホール素子、４
……永久磁石片、５……第２ホール素子、６……
透孔、１４……ブリツジ、１５，１６……接続
点、１７……増幅回路、２０……比較回路、２
２，２３……出力回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 常磁性体または反磁性体から成る有底筒体２の
   底部２ａに透孔６を形成し、筒体２内に底部２ａ
   側から第１ホール素子、永久磁石片および第２ホ
   ール素子とを、この底部２ａから遠去かる方向で
   この順序で配置し、 前記永久磁石片は第１ホール素子および第２ホ
   ール素子の配置方向に磁化されており、 第１ホール素子および第２ホール素子ならびに
   一対のインピーダンス素子によつてブリツジを構
   成し、第１ホール素子および第２ホール素子はブ
   リツジの隣接する２辺に配置し、 前記インピーダンス素子と第１ホール素子との
   接続点と、もう一つのインピーダンス素子と第２
   ホール素子との接続点との間の各出力を、演算増
   幅器１８の反転端子および非反転端子に与え、 この演算増幅器１８の出力を、微分コンデンサ
   １９を介して、比較回路２０に与え、この比較回
   路２０は、前記微分コンデンサ１９の出力を、分
   圧抵抗Ｒ６，Ｒ７によつて予め定められた基準レ
   ベルと比較し、 比較回路２０の出力によつて、スイツチング素
   子２４，２５をスイツチング動作させることを特
   徴とする磁気センサ。