JPH04216482A - 磁気センサ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアシリンダや油圧シ
リンダ等でシリンダ内部のピストン位置を検出する磁気
センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の磁気センサを示したもの
で、磁気検出素子１は、パターンおよび抵抗が印刷され
たアルミナ基板２に、ワイヤーボンディング工法で結線
してあり、アルミナ基板２上には半導体素子（ＩＣ）３
およびチップコンデンサ４を実装している構成である。 なお、６は外部引出し端子、７は印刷により形成した抵
抗である。

【０００３】また図６は、従来の磁気センサの回路図例
を示したもので、磁気検出素子１とＩＣ３、さらには出
力取り出し段にトランジスタ５を置いた構成である。

【０００４】従来、シリンダ内ピストンの位置検出には
ホール素子や磁気抵抗素子といった磁気検出素子を、シ
リンダチューブの外側に単独もしくはアルミナ基板に実
装した形で取り付け、シリンダ内ピストンが磁気検出素
子近傍の一定範囲に接近したときの磁界検出によりセン
サ出力を発生する構成をとっている。センサ出力発生は
、磁気検出素子に磁界を印加することで生じる抵抗値の
変化を電圧変化に変換し、あらかじめ設定しておいたＩ
Ｃのしきい値レベルとの比較により、オン，オフの決定
をする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成では、磁気センサに外部からノイズが飛び込ん
だ場合、ノイズを正規の信号と判断し、誤動作を起こす
ことになる。また、不意の磁界印加による磁気センサの
誤動作も発生し、機械の暴走，破壊につながり重大事故
の原因になり兼ねない。

【０００６】本発明は、ノイズや不意の磁界印加による
誤動作を起こさないよう正確に信号検出を行う磁気セン
サを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するための手段として、パターン印刷の施された
アルミナ基板上に磁気検出素子を装着するとともに、前
記磁気検出素子の検出した磁気信号を取り込み、電気信
号でかつデジタル化した信号にするためのＩＣなどより
なる検出回路を搭載して、一体型ハイブリッド構成とし
た磁気センサにおいて、前記磁気検出素子の磁界感知方
向にバイアス磁石を取り付け、磁気センサの磁界感知能
力を常に同一方向で、かつバイアス磁石から発生する磁
界よりも強い磁界に対してスイッチング動作がおきるよ
うに回路処理するものである。

【０００８】また、本発明は、同じ磁気センサにおいて
、磁気検出素子の出力電圧と、ＩＣおよび周辺回路の検
出回路で設定した基準電圧との比較で磁気センサのスイ
ッチング動作をオン，オフさせる際、検出回路のＩＣ回
路にヒステリシスをもたせることにより、同じく前記目
的を達成したものである。

【０００９】

【作用】本発明は磁気センサの磁気検出素子に、あらか
じめバイアス磁石より発せられる磁界を印加しておくこ
とにより、予想のつかない不意の磁界印加に対しておこ
る磁気抵抗変化がなくなるため、電圧変動は生じない。 これはそのまま磁気センサの誤動作防止につながる。

【００１０】また本発明は、磁気センサが、磁界を検出
してオン，オフする際、オン，オフときり変わる基準電
圧の付近にヒステリシスを設けておくことにより、ノイ
ズによるスイッチング異常が避けられ、正規のスイッチ
ング動作のみ行わせることができる。さらに磁気抵抗素
子からの出力をブリッジ構成により取り出すことにより
、同相信号除去特性からノイズを除去できる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。

【００１２】図１は磁気センサの構成図で、（ａ）は平
面図、（ｂ）は側面図である。アルミナ基板１１には印
刷による配線パターンが設けてあり、このアルミナ基板
１１の上には、磁気検出素子としての磁気抵抗素子１２
と電気回路処理するためのＩＣチップ１３が位置決めし
た状態で固定され、それぞれが金ワイヤーで配線パター
ンに結線してあり、印刷抵抗，チップコンデンサ１４，
トランジスタ１５を同時搭載してハイブリッド構成をし
、合成樹脂等の非磁性材料からなるケース１６に収容し
てある。アルミナ基板１１を境にして、磁気抵抗素子１
２の反対側には、バイアス磁石１７が取付けられており
、そのバイアス磁界方向は磁気センサの磁界感知方向と
同じになるように設定されている。すなわち、磁気セン
サの磁界感知能力を常に同一方向で、かつバイアス磁界
よりも強い磁界が印加された時にスイッチオンとなる構
造をとっている。１８は外部引出し端子である。

【００１３】図２は磁気センサの回路図を示した図で、
磁気センサは磁気抵抗素子１２で検出した磁界を電圧に
変換して、コンパレータとして働くＩＣチップ１３のし
きい値電圧との比較により、スイッチング動作をおこす
ことになる。このとき外部よりノイズが飛び込むと、本
来磁気センサがオフであるべきときにノイズ電圧の影響
でオンになったり、またオンであるべきときにオフとい
った逆の動作をしてしまう危険がある。そこで、図２の
回路図中で抵抗１９を入れることにより、ＩＣのしきい
値付近にヒステリシスを設けることで、ノイズの影響を
防いでいる。

【００１４】また、磁気抵抗素子１２はブリッジ構成し
てあり同相信号除去特性により、ノイズの影響を防いで
いる。

【００１５】図３は磁気センサをエアシリンダに取り付
けた図で、ステンレス鋼等の非磁性材料からできたエア
シリンダチューブ２１内に、同様に非磁性材料でできた
ピストン２２が移動自由、かつ緊密に挿入されてあり、
ピストン２２の先端には、永久磁石２３が装着してある
。

【００１６】エアシリンダチューブ２１の外周には、磁
気センサ２４が取り付け治具２５によって固定されてい
る。

【００１７】エアシリンダチューブ２１内のピストン２
２が移動することにより、ピストン２２の先端に装着し
てある永久磁石２３も同時に移動し、磁界発生の位置が
変化する。磁気センサ２４内の磁気抵抗素子が磁界を受
けると抵抗値が変化して、磁気抵抗素子の出力電圧が変
わる。この電圧値とＩＣチップの基準電圧（しきい値電
圧）との比較で磁気センサ２４のスイッチング動作を行
わせている。図４に磁気抵抗素子の磁界に対する抵抗値
変化を示している。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、予想のつ
かない不意の磁界印加に対しておこる磁気抵抗変化がな
くなり、電圧変動が生じなく、磁気センサとしての誤動
作を防止することができる。

【００１９】また、ノイズによるスイッチング異常もな
くなり、誤動作防止の効果をより一層高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例による磁気センサを
示す平面図（ｂ）は本発明の一実施例による磁気センサ
を示す側面図

【図２】同磁気センサの回路図

【図３】エアシリンダの構造と実際に磁気センサを取り
付けた状態を示す概略図

【図４】磁気抵抗素子の磁界に対する抵抗値変化を示す
特性図

【図５】従来の磁気センサの一例を示す斜視図

【図６】
従来の磁気センサの回路図

【符号の説明】 １１　　アルミナ基板 １２　　磁気抵抗素子 １３　　ＩＣチップ １４　　チップコンデンサ １５　　トランジスタ １７　　バイアス磁石

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パターン印刷の施されたアルミナ基板上に
   磁気検出素子を装着するとともに、前記磁気検出素子の
   検出した磁気信号を電気信号に変換する検出回路を搭載
   して一体型ハイブリッド構成とし、かつ前記磁気検出素
   子の磁界感知方向にバイアス磁石を取り付けたことを特
   徴とする磁気センサ。
2. 【請求項２】磁気検出素子の出力電圧と、検出回路で設
   定した基準電圧との電圧比較で、磁気センサのスイッチ
   ング動作をオン，オフさせる際、検出回路にヒステリシ
   スをもたせることを特徴とする請求項１記載の磁気セン
   サ。