JPH0396287A - 非接触ポジションセンサ - Google Patents

非接触ポジションセンサ

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Publication number
JPH0396287A
JPH0396287A JP1234024A JP23402489A JPH0396287A JP H0396287 A JPH0396287 A JP H0396287A JP 1234024 A JP1234024 A JP 1234024A JP 23402489 A JP23402489 A JP 23402489A JP H0396287 A JPH0396287 A JP H0396287A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
magnetic field
elements
permanent magnet
insulating substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1234024A
Other languages
English (en)
Inventor
Akitaka Maruyama
晃敬 丸山
Toshikazu Matsushita
松下 利和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP1234024A priority Critical patent/JPH0396287A/ja
Publication of JPH0396287A publication Critical patent/JPH0396287A/ja
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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、強磁性磁気抵抗素子を用いた非接触ポジショ
ンセンサに関する. [従来の技術] 従来より、センサの長寿命化、ならびに出力ノイズの低
減などの要求により、強磁性磁気抵抗素子(以下MR素
子と言う)を用いた非接触ポジションセンサが提案され
ている. 例えば、特閘昭63−190392号公報に開示された
非接触ポジションセンサは、第6図に示すように、絶縁
基板10G上に形成された環状体を或すMR素子101
と、このMR素子101に磁界を印加する永久磁石10
2とを備え、その永久磁石102が回転軸(図示しない
)と一体に回転可能に設けられている. MR素子101は、開口部を有する環状体を戒し、その
開口部の両端には、電源電圧が印加される電極端子10
3 、104が設けられ、中間点には、出力を取り出す
出力端子105が設けられている.永久磁石102は、
回転軸の軸方向に着磁され、その着磁中心がMR素子1
01の配列パターンに沿って回転するように、回転軸か
ら偏心した位置に取り付けられている. 従って、永久磁石102の回転移動に伴って、MR素子
101に作用する磁界が変化するため、MR素子101
の抵抗値が連続的に変化する.この抵抗値変化を、例え
ば、電圧変化として出力することにより、回転軸の回転
角度に比例した出力を得ることができる. [発明が解決しようとする課題] しかるに、上述の非接触ポジションセンサでは、絶縁基
板100上に形戒されたMR素子101が環状体を呈す
るため、出力を取り出す中間点より電極端子103側と
、中間点より電極端子104側との抵抗値差を大きく取
ることができない.従って、回転角度変化に対する出力
変化率が小さくなる課題を有していた. 本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的
は、出力変化率を大きく取ることのできる非接触ポジシ
ョンセンサを提供することにある.[課題を解決するた
めの千段] 本発明は上記目的を達威するために、回転自在に支持さ
れた回転軸と、該回転軸より偏心した位置で前記回転軸
と一体に回転可能に設けられ、且つ軸方向に指向して着
磁された磁界発生手段と、該磁界発生手段から軸方向に
所定の間隔を隔てた位置で、軸方向と直交して設けられ
た絶縁基板と、該絶縁基板上で、前記回転軸からの径方
向の距離が等しく、且つ平行に配列された一対の強磁性
磁気抵抗素子とを備え、前記回転軸から前記強磁性磁気
抵抗素子までの距離と前記回転軸から前記磁界発生手段
の着磁中心位置までの距離とが等しく設定されたことを
技術的手段とする. [作用] 上記構成よりなる本発明は、磁界発生手段の回転移動に
伴って強磁性磁気抵抗素子に作用する磁界が連続的に変
化する.強磁性磁気抵抗素子は、電流が磁化に平行な場
合と垂直な場合とで抵抗率に相違があることから、磁界
発生手段の回転位置によって、一方の強磁性磁気抵抗素
子と他方の強磁性磁気抵抗素子とで抵抗値差が生じる.
例えば、磁界発生手段が一方の強磁性磁気抵抗素子側に
位置する場合には、一方の強磁性磁気抵抗素子には垂直
方向の磁界が印加され、他方の強磁性磁気抵抗素子には
、絶縁基板と平行で、且つ、素子を流れる電流と直角方
向の磁界が印加される.従って、垂直方向の磁界が印加
される一方の強磁性磁気抵抗素子では抵抗値変化がほと
んどなく、電流と直角方向の磁界が印加される他方の強
磁性磁気抵抗素子では抵抗値が減少する. 磁界発生手段が他方の強磁性磁気抵抗素゛子側に位置す
る場合には、上記の場合と逆に、一方の強磁性磁気抵抗
素子には電流と直角方向の磁界が印加されて抵抗値が減
少し、他方の強磁性磁気抵抗素子には垂直方向の磁界が
印加されて抵抗値変化がほとんどない. これらの結果、磁界発生手段の回転移動に伴って、両素
子の抵抗値差が連続的に変化する.[発明の効果] 本発明によれば、一対の強磁性磁気抵抗素子を平行に配
列したことから、一方の強磁性磁気抵抗素子(または他
方の強磁性磁気抵抗素子〉が垂直方向の磁界を受ける場
合に、その一方の強磁性磁気抵抗素子(または他方の強
磁性磁気抵抗素子)と他方の強磁性磁気抵抗素子(また
は一方の強磁性磁気抵抗素子〉との抵抗値差が、従来の
環状体を呈するMR素子の場合と比較して大きくなる.
従って、磁界発生手段の回転移動に伴って連続的に変化
する抵抗値変化を、例えば、電圧変化として出力した場
合には、回転角度変化に対する出力変化率を従来より大
きく取ることができる.[実施例] 次に、本発明の非接触ポジションセンサを図面に示す一
実施例に基づき説明する. 第1図は強磁性磁気抵抗素子〈以下MR素子と言う〉の
配列パターンを示す平面図である.本実施例の非接触ポ
ジションセンサ1は、第3図に示すように、絶縁基板2
上に形戒された一対のMR素子3、4と、該MR素子3
、4に磁界を与える角柱形状の永久磁石5(本発明の磁
界発生手段)とを備え、その永久磁石5が回転軸6と一
体に回転可能に設けられ゛Cいる.なお、第3図は非接
触ポジションセンサ1の断面図である.MR素子3、4
は、Ni−FeあるいはN i −Goなどの薄膜によ
り長方形状に形戒され、第1図に示すように、絶縁基板
2上に平行に配列されている. MR素子3、4のそれぞれの・一端は、電源電圧VCC
が印加される電極端子1、および接地端子8に接続され
、それぞれの他端は、出力voutを取り出すための共
通の出力端子9に接続されている.回転軸6は、軸受1
0を介してハウジング11に回転自在に支持されている
. MR素子3、4を形成した絶縁基板2は、第3図に示す
ように、回転軸6の軸方向と直交するように、支持板1
2を介してハウジング11内に支持されている. 絶縁基板2上に形成される1対のMR素子3、4は、回
転軸6の中心線から径方向に等距離の位置に設けられて
いる. 永久磁石5は、第2図(第1図のA−A断面図)に示す
ように、回転軸6の上端部に固着された円盤状の台座1
3に取り付けられ、回転軸6の軸方向に指向して着磁さ
れている. この永久磁石5は、回転軸6の中心より偏心した位置に
取り付けられており、回転軸6から永久磁石5の着磁中
心までの距離(第2図中1で示す)と、回転軸6からM
R素子3およびMR素子4までの距離とが等しくなるよ
うに設定されている.従って、MR素子3、4に対して
永久磁石5が第2図に示す位置にある時、つまり、永久
磁石5の着磁中心がMR素子3の真下に位置する場合に
、永久磁石5からMR素子3に作用する磁界は、絶縁基
板2に対して垂直方向に印加される。また、MR素子4
に作用する磁界は、絶縁基板2に対してほぼ平行で、且
つ電流の流れる方向に対して直交する方向に印加される
. また、永久磁石5が回転移動して、永久磁石5の着磁中
心がMR素子4の真下に位置する場合には、永久磁石5
からMR素子3に作用する磁界は、絶縁基板2に対して
ほぼ平行で、且つ電流の流れる方向に対して直交する方
向に印加され、MR素子4に作用する磁界は、絶縁基板
2に対して垂直方向に印加される. IVTR素子3、4は、パターン面(MR素子を含む平
面)と垂直方向の磁界を受けた場合には、抵抗値に変化
はなく一定値となるが、電流方向に対して、MR素子3
、4と同一平面内で直角方向の磁界を受けると抵抗値が
減少し、飽和磁界強度以上では、その抵抗値の減少幅が
一定となる.従って、本実施例では、MR素子3、4に
印加される磁界強度の絶対値を、MR素子3、4の飽和
磁界強度以上とする. 次に、本実施例の非接触ボジシヲンセンサ1の作用を説
明する. 今、永久磁石5の着磁中心がMR素子3の真下に位置す
る時(第2図に示す位置)、MR素子3には垂直方向の
磁界が印加されるため、MR素子3の抵抗値は変化なく
一定であるが、MR素子4には、MR素子4と同一平面
内で直角方向の磁界を受けるため、抵抗値が減少する. 従って、MR素子3の抵抗値とMR素子4の抵抗値との
比によって決定される電源電圧VCCの分圧値としての
出力値は最小となる. また、永久磁石5の着磁中心がMR素子4の真下に位置
する時には、MR素子4には垂直方向の磁界が印加され
、MR素子3にはMR素子3と同一平面内で直角方向の
磁界が印加される.従って、上記の場合とは逆に、MR
素子3の抵抗値が減少して、MR素子4の抵抗値は変化
がないため出力値は最大となる. この結果、永久磁石5の回転移動に伴って、MR素子3
およびMR素子4に印加される磁界が連続的に変化する
ため、その回転角度に対する出力値は、第4図の実線で
示すように、回転角度変化に対して直線的に変化する。
なお、第4図に示す出力特性において、回転角度O d
cgは、永久磁石5の着磁中心がMR素子3の真下に位
置する時である.また、第4図の破線で示すグラフは、
MR素子が環状体′に形威された従来のポジションセン
サの出力特性を示す.上述したように、本実施例では、
MR素子3とMR素子4とを平行に配列したことにより
、例えば、永久磁石5がMrt素子3(またはMR素子
4)の真下に位置する時、MR素子3(またはMR素子
4)には、MR素子3(またはMR素子4)の抵抗値を
減少させる電流と直角方向の戒分を含んだ磁界を印加す
ることなく、その抵抗値に変化のない垂直成分だけの磁
界を印加することができる.従って、MR素子が環状体
で形戒された従来のポジションセンサと比較して、MR
素子3とMR素子4との抵抗値差の最大絶対値を大きく
取ることができるため、第4図に示したように、回転角
度変化に対する出力値の変化率を大きくすることができ
る. 第5胴に本発明の第2実施例を示す. 本実施例は、MR素子3、4の高いインピーダンスを必
要とする場合の応用例を示すもので、第5図に示すよう
に、MR素子3、4を多重に配列したものである.
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明の第1実施例を示すもので
、第1図はMR素子の配列パターンを示す平面図、第2
図は第1図のA−A断面図、第3図は非接触ポジション
センサの断面図、第4図は非接触ポジションセンサの出
力特性を示すグラフ、第5図は本発明の第2実施例を示
すもので、MR素子の配列パターンを示す平面図である
.第6図は従来技術によるMR素子の配列パターンを示
す平面図である. 図中 1・・・非接触ポジションセンサ 2・・・絶縁基板 3・・・MR素子(強磁性磁気抵抗素子〉4・・・MR
素子(強磁性磁気抵抗素子)5・・・永久磁石(磁界発
生手段) 6・・・回転軸

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)(a)回転自在に支持された回転軸と、(b)該回
    転軸より偏心した位置で前記回転軸と一体に回転可能に
    設けられ、且つ軸方向に指向して着磁された磁界発生手
    段と、 (c)該磁界発生手段から軸方向に所定の間隔を隔てた
    位置で、軸方向と直交して設けられた絶縁基板と、 (d)該絶縁基板上で、前記回転軸からの径方向の距離
    が等しく、且つ平行に配列された一対の強磁性磁気抵抗
    素子とを備え、 前記回転軸から前記強磁性磁気抵抗素子までの距離と前
    記回転軸から前記磁界発生手段の着磁中心位置までの距
    離とが等しく設定されたことを特徴とする非接触ポジシ
    ョンセンサ。
JP1234024A 1989-09-08 1989-09-08 非接触ポジションセンサ Pending JPH0396287A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1234024A JPH0396287A (ja) 1989-09-08 1989-09-08 非接触ポジションセンサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1234024A JPH0396287A (ja) 1989-09-08 1989-09-08 非接触ポジションセンサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0396287A true JPH0396287A (ja) 1991-04-22

Family

ID=16964364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1234024A Pending JPH0396287A (ja) 1989-09-08 1989-09-08 非接触ポジションセンサ

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JP (1) JPH0396287A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5559433A (en) * 1993-02-04 1996-09-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Magnetic sensor device including apparatus for aligning a magnetoresistance element and a circuit board and a method of manufacturing the magnetoresistive device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5559433A (en) * 1993-02-04 1996-09-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Magnetic sensor device including apparatus for aligning a magnetoresistance element and a circuit board and a method of manufacturing the magnetoresistive device

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