JPH04318986A - 磁気センサ装置 - 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、磁石内蔵型のホール素
子を用いた磁気センサ装置にかかり、特にその出力特性
の改善に関する。

【０００２】

【考案の背景】磁場に感応して出力電圧が変化する磁気
センサ装置は、計測機器，産業用工作機器，民生機器，
輸送機器，建設機器等の分野において、無接点スイッチ
，ポテンショメータなどの非接触ボリューム，磁気スケ
ール，モータ等の回転制御手段などとして広く利用され
ている。

【０００３】たとえば、可変抵抗器の分野では、近年耐
寿命性が重視されてきており、抵抗体に接触することな
く抵抗変化が生ずる非接触型ポテンショメータの要求が
高い。また、産業用ロボットの分野のみならず民生機器
の分野においてもメカトロニクス化が進み、アナログ式
サーボ要素や位置決め用のスケールとして、位置検出や
変位検出を非接触にて行う磁気センサ装置が機器そのも
のの信頼性の点から重要になりつつある。

【０００４】ところで、非接触式センサの分野では、各
用途に合わせてセンサそのものを設計していくという方
式が主流である。このため、汎用性に乏しく、高コスト
になる。特に、磁気センサ装置の場合、感磁部に外部か
らの磁界を作用させて抵抗変化を生じさせる方式である
ため、どうしても外部磁界を発生させるための永久磁石
等が必要となる。また、センサ素子に強磁性薄膜抵抗素
子や半導体磁気抵抗効果素子を使用しているため、素子
の価格が高くなるとともに、リニア出力を得るために構
造が複雑になって形状も大きくなる。

【０００５】従って、永久磁石の設置位置が制約されて
種々の局面に対応できず、個々の応用に合わせてシステ
ム全体を設計しなおさなくてはならなくなる場合もある
。このような理由により、特に民生用の分野には、ほと
んどといってよいほど利用されていない。

【０００６】そこで、センサ部分はあまり変更を行うこ
となく、また外部に磁界発生源がなくても自己のバイア
ス磁界量が外部の磁性材料等に応じて変化する汎用性を
重視した非接触でより低コストの磁気センサ装置が要望
されるに至っている。これに応えるものとして、磁石を
ホール素子に内蔵した磁気センサ装置が提案されている
。ホール効果を利用して磁気検出を行うホール素子は、
他の磁気センサと比較しても極めて安価であり、生産実
績もあるので、これを利用すれば安定した磁気センサ装
置を得ることができる。また、磁石を内蔵すれば、外部
に磁石を設ける必要もない。

【０００７】ところが、このような磁石内蔵型ホール素
子に対しても、通常の電子部品と同様に出力特性の改善
が要望されており、これが実現されると取り付け精度に
余裕ができるなどの利点が得られる。

【０００８】

【従来の技術】従来の磁石内蔵型ホール素子を利用した
磁気センサ装置としては、たとえば図１１に示すものが
ある。同図中（Ａ）は動作時の斜視図，（Ｂ）はその側
面図である。これらの図において、磁気センサ装置９０
０には、ホール素子９０２の他に磁石９０４が内蔵され
ている。ホール素子９０２の感磁部９０６は、たとえば
１００μｍ角程度の大きさであり、そ）の近傍乃至１ｍ
ｍ程度の範囲内が検出領域となっている。

【０００９】ここで、検出対象のアーム９０８が矢印Ｆ
９００方向にホール素子中心９１０を横切って移動した
とすると、磁石９０４の磁力線が矢印Ｆ９０２のように
アーム９０８の方向に収束して、センサ出力変化は図５
（Ｂ）に示すように変化する。この図に示すように、ア
ーム９０８が感磁部９０６からＬ＝０．５ｍｍ離れると
、出力は７０〜８０％も変動する。すなわち、わずかな
位置変化によって急峻な出力変動が生ずる。しかし、位
置検出などを行う場合には、かかる出力特性を緩やかに
そしてリニアにする必要がある。このためには、ホール
素子９０２の感磁部９０６を大きくする方法が考えられ
るが、ホール素子の生産面でコスト高を招くなどの不都
合がある。そこで、アーム９０８がてこ式となるように
設計し、アーム９０８の変動が磁気センサ装置９００の
設置位置では微小な変動となるように設計が行われてい
る。

【００１０】次に、図１２には、回転体を検出する例が
示されている。同図中（Ａ）には平面が示されており、
（Ｂ）は側面の断面が示されている。これらの図におい
て、磁気センサ装置９２０は、磁石内蔵型のホール素子
９２２，ヨーク９２４を各々有しており、非磁性のハウ
ジング９２６上の所要位置に設置されている。ハウジン
グ９２６には、図示しない回転検出対象に接続される軸
９２８が回転自在に設けられており、この軸９２８には
、渦巻ヨークが設けられている。

【００１１】渦巻ヨーク９３０は、その半径Ｒが次式に
従って変化している。 　　　　　　　　ｘ＝［ｒ０−（ｒ０−ｒ１）・θ／３
６０］・ｃｏｓθ　　　　　　　　ｙ＝［ｒ０−（ｒ０
−ｒ１）・θ／３６０］・ｓｉｎθ　　……（１）　　
　　　　　　　Ｒ＝（ｘ２＋ｙ２）１／２　　　（０≦
θ≦３６０）ただし、ｘ，ｙは渦巻ヨーク９３０の中心
を原点として定義された座標であり、ｘ軸からの角度が
θのときの半径をＲとしている。θ＝０°のときの最大
半径がｒ０，θ＝３６０°のときの最小半径がｒ１であ
る。

【００１２】このような渦巻ヨーク９３０の角度θと半
径Ｒとの関係は、図１３（Ａ）に示すように比例関係（
比例ヨーク）にある。このため、渦巻ヨーク９３０が回
転したときの磁気センサ装置９２０と渦巻ヨーク９３０
との変化の関係は、上述した図１１の場合と同様になり
、出力変化特性は図１３（Ｂ）に示すようにほぼ同様の
変化となる。すなわち、角度θの変化に対して、磁気セ
ンサ出力は放物線的に減少する初期急峻性を示すように
なる。

【００１３】なお、ヨーク９２４は、ホール素子９２０
に対する磁界集中度を高めるためのものである。このヨ
ーク９２４により、それがない場合と比較して、渦巻き
ヨーク９３０が回転したときのホール素子出力変移量が
約１０〜２０％向上する。

【００１４】次に、図１４には、同様に回転体に対する
他の従来例が示されている。同図（Ａ）は平面図であり
、同図（Ｂ）は側面図である。これらの図において、回
転軸９４０に設けられたロータ９４０上には、スパイラ
ル状のヨーク９４４が設けられている。そして、適宜位
置に、磁気バイアス用の磁石９４６を有する磁気抵抗素
子９４８が設けられており、これによってヨーク９４４
の回転の検出が行われるようになっている。

【００１５】図１５もほぼ同様の従来例であり、軸９５
０に設けられた円筒状のロータ９５２上にヘリカル状の
ヨーク９５４が設けられている。そして、適宜位置に、
磁気バイアス用の磁石９５６を有する磁気抵抗素子９５
８が配置されており、これによってヨーク９５４の回転
の検出が行われるようになっている。これらの例では、
ヨーク９４４，９５４の１回転当り１回のセンサ出力ピ
ークが生ずる。出力直線領域は、図１４のもので約３０
０度である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来技術では、次のような不都合がある。 （１）図１１，図１２に示した従来例では、出力特性が
急峻である。このため、磁気センサ装置の設置条件が厳
しくなり、高い設置精度が要求される。従って、アセン
ブリに手数がかかるようになり、コスト的にも好ましく
ない。また、磁気スケールとして使用する場合などは、
検出対象の変位に対してセンサ出力がリニアに変化する
ことが必要である。

【００１７】（２）次に、図１４や図１５に示した従来
例では、ヨーク９４４，９５４が鉄などの磁性材を使用
して機械加工により形成されている。このため、小型化
や低価格化が図りにくいという不都合がある。また、ヨ
ーク９４４，９５４をロータ９４２，９５２に設置する
ときに位置のバラツキが生じ易く、更にそのヨーク９４
４，９５４に対する磁気抵抗素子９４８，９５８の位置
バラツキも重複するようになる。このため、精度よい検
出を行うためにアセンブリに非常に手数がかかるように
なる。また、形状も大きくなる。

【００１８】これに対し、１８０度の角度で１ピークを
出力する磁気抵抗素子を利用したものがある。この場合
は、磁石が回転軸に設置され、その磁界が磁気抵抗素子
によって検出される。この場合、多少小型となるが出力
がリニアになる範囲が９０度程度と小さくなってしまう
。また、センサ素子に磁気抵抗素子を使用するため、構
造が簡単となるほどにはコストは低減されない。

【００１９】本発明は、これらの点に着目したもので、
出力特性を良好に改善し、出力の向上，出力変化や範囲
の変更を行って、アセンブリを簡略化，汎用性の拡大を
図ることができる磁気センサ装置を提供することを、そ
の目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の１つは、ホール
素子に磁石を設置して対象物の磁気検出を行う磁気セン
サ装置において、前記ホール素子と対象物との間に、頂
点を有する磁性材料によって形成されたベースを配置す
るとともに、その厚み，その頂点のホール素子に対する
位置，頂点の角度を、必要とされるホール素子の出力特
性に応じて設定したことを特徴とする。主要な態様によ
れば、前記ホール素子及びベースに相当する窓がフォト
エッチングプロセスにより形成されたマスクを有し、こ
のマスクに対してホール素子及びベースが位置決めされ
る。

【００２１】他の発明は、回転角度に応じて変化する半
径を有する対象物の回転状態をホール素子に磁石を設置
して検出する磁気センサ装置において、前記ホール素子
の対象物と反対側に、対象物の回転円周に沿って対向ヨ
ークを設けたことを特徴とする。更に他の発明は、ホー
ル素子に磁石を設置して対象物の磁気検出を行う磁気セ
ンサ装置において、前記対象物の形状を、必要とされる
ホール素子の出力特性に応じて設定したことを特徴とす
る。

【００２２】

【作用】本発明によれば、ベース，渦巻ヨークの形状が
工夫され、また、対向ヨークが設けられるので、ホール
素子の出力特性が改善され、センサ装置の取り付け精度
に余裕ができる。また、ホール素子の出力特性が調整可
能となり、急峻な出力変化が欲しい場合，ストロークを
多くしたい場合など特性の使い分けが可能となる。また
、フォトエッチングプロセスによってマスクを形成し、
これによって、各部の位置決めが行なわれるので、ホー
ル素子とベースとの位置精度は良好となる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明による磁気センサ装置の実施例
について、添付図面を参照しながら説明する。 ＜実施例１＞最初に、図１乃至図５を参照しながら、本
発明の実施例１について説明する。図１には、実施例１
の構成が示されており、同図中（Ａ）は平面図，（Ｂ）
は測定時の側面図である。これらの図において、磁気セ
ンサ装置１０内には、ホール素子１２の他に磁気バイア
ス用の磁石１４が設けられている。ホール素子１２の感
磁部１６は、たとえば１００μｍ角程度の大きさであり
、その一部を覆うように、ベース１８が設けられている
。このベース１８は、鉄などの磁性材料によって形成さ
れている。ベース１８は、頂点２０を有する扇形状とな
っており、頂点２０がホール素子１２のほぼ中心に位置
するように配置されている。

【００２４】次に、図２を参照しながら、以上のような
ベース１８のホール素子１２に対する精度のよい位置決
め手法について説明する。まず、同図（Ａ）に示すよう
に、非磁性体によって形成されたマスク３０に、同図（
Ｂ）に示すベース１８用の窓３２と、ホール素子１２用
の窓３４を、フォトエッチング法などを利用して精度良
く作成する。フォトエッチング法によれば、数十μｍ程
度の精度を簡便に得ることができる。

【００２５】なお、マスク３０の厚みｔＡはたとえば約
２００μｍである。また、ベース１８としてはＳＵＳ４
３０などの磁性材料が用いられており、その厚みｔＢは
たとえば５０μｍである。

【００２６】マスク３０には、窓３４を利用してホール
素子１２が取り付けられ、このホール素子１２にリード
端子３６が取り付けられる。次に、磁石１４とともに全
体が樹脂により一体モールド成形される。その後、マス
ク３０の窓３２にベース１８が位置決めされて取り付け
られ、同図（Ｃ）に示すように磁気センサ装置１０が完
成する。マスク３０を使用することにより、ホール素子
１２とベース１８との位置関係は良好な精度となる。

【００２７】次に、以上のような実施例１の概略の作用
について説明すると、磁気センサ装置１０の磁石１４か
ら発生した磁力線は、ホール素子１２を貫いてまずベー
ス１８に収束する。特に、ベース１８における頂点２０
には、その先鋭度の関係から磁力線が集中するようにな
る。これによって、ホール素子１０の感磁部１６付近に
磁界が集中するようになる。

【００２８】他方、ベース１８には、たとえば５０〜１
００μｍ程度の磁気ギャップを有する位置に被検出対象
（図示せず）に接合された鉄などの磁性材料によるアー
ム２２が対向しており、これが磁気回路の一部を形成す
るようになる。すなわち、磁石１４を出た磁力線は、ホ
ール素子１２，ベース１８，アーム２２を各々透過して
再び磁石１４に戻ることになる。

【００２９】この状態で、その先端がホール素子１２の
差動出力絶対値が最大出力を与える位置Ｐ１０にあるア
ーム２２を、矢印Ｆ１０方向に移動させるようにする。 なお、ホール素子１２の感磁部中心Ｐ１２よりもアーム
２２が多少感磁部１６を覆うときにホール素子１２の出
力が最大となる。他方、ベース１８が５０μｍ程度であ
れば一般にアーム２２はそれよりも厚いため、磁気収束
効果も大きい。このため、磁束は、アーム２２の移動と
ともにホール素子１２の感磁部１６からアーム２２の方
に集中するようになる。これにより、アーム２２の移動
に対応してホール素子１２の出力が変動することになる
。別言すれば、ホール素子１２の出力からアーム２２，
ひいてはそれに接合されている検出対象の移動状態が検
出されることになる。

【００３０】この場合において、矢印Ｆ１０方向に移動
するアーム２２の移動距離とホール素子１２の作動出力
変化量ΔＶとの関係は、図３に示すようになる。なお、
ベース１８の頂点の角度φは９０度，その厚みは５０μ
ｍである。まず、感磁部中心位置Ｐ１２にベース１８の
頂点２０が位置するときは、同図（Ａ）に示すようにホ
ール素子出力が変化する。次に、上述した最大出力位置
Ｐ１０にベース１８の頂点２０が位置するときは、同図
（Ｂ）に示すようにホール素子出力が変化する。次に、
位置Ｐ１２と反対側の位置Ｐ１４にベース１８の頂点２
０が位置するときは、同図（Ｃ）に示すようにホール素
子出力が変化する。なお、ベース１８がない従来の場合
は、図５（Ｂ）に示した通りである。

【００３１】次に、これらのグラフを比較検討する。ま
ず、図３（Ａ）と図５（Ｂ）を比較すると、図３（Ａ）
の方が全体として変化量ΔＶが大きく、明らかにベース
１８の影響を受けていることが分かる。次に、図３（Ａ
），（Ｂ）を比較すると、（Ａ）の方は相対的にグラフ
が凹状，（Ｂ）の方は相対的にグラフが凸状となってい
る。また、同図（Ｃ）では、距離が小さいときは凸状，
距離が大きいときは凹状となっている。これらの点から
、ベース１８の頂点２０の位置を適宜設定することによ
って、ホール素子１２の出力特性を調整することが可能
となることが分かる。

【００３２】次に、ベース１８の頂点２０の位置をＰ１
０に固定し、頂点２０の頂角φを変化させた場合のホー
ル素子１２の出力変化が図４に示されている。同図中（
Ａ）はφ＝３０度，（Ｂ）はφ＝９０度，（Ｃ）はφ＝
１５０度，（Ｄ）はφ＝１４０度である。これらのグラ
フを比較すると、頂角φを鈍角化して頂点２０への磁界
集中の度合いを緩やかにすると出力変化も緩やかとなり
、アーム２２の移動ストロークの広い範囲でホール素子
１２の出力が変動するようになることが分かる。同図（
Ｃ）の場合、その効果が効き過ぎたため逆にグラフが凸
状となっている。また、頂角φが約１４０度に設定され
た（Ｄ）では、広い範囲にわたってほぼリニアな出力特
性となっている。

【００３３】なお、この図４（Ｄ）と同一の条件で、ベ
ース１８の厚みを２０μｍとした場合の出力特性が図５
（Ａ）に示されている。これによれば、ベース１８の厚
みが小さいと、出力特性は同図（Ｂ）に示す従来の場合
に近似するようになり、特性曲線の調整効果は低くなっ
ている。この結果から、ベース１８の厚みも出力特性曲
線の調整に寄与することが分かる。以上の結果から、図
５（Ｂ）に示したホール素子１２の出力特性は、ベース
１８の配置位置，頂角φの大きさ，その厚みにより、必
要に応じて調整することが可能となる。

【００３４】本実施例の具体例を示すと、ホール素子１
２として日本ビクター（株）社製の「ＶＨＧ６０１シリ
ーズ」を使用した従来構成の磁気センサ装置では、出力
特性が略リニアであると見なすことができる領域が０．
５ｍｍ程度であった。しかし、それに上述したベース１
８を設けた磁気センサ装置では、リニア領域が約２ｍｍ
となり、従来と比較して４倍に拡大された。

【００３５】以上のように、本実施例によれば、ベース
を設けることによって出力特性が改善されるので、磁石
内蔵型ホール素子の位置精度やアーム設計に余裕ができ
、アセンブリコストの低減が実現できる。また、出力特
性の調整が可能となり、急峻な出力変化が欲しい場合，
ストロークを多くしたい場合など特性の使い分けが可能
となり、磁気センサ装置の汎用性が向上する。

【００３６】＜実施例２＞次に、図６及び図７を参照し
ながら、本発明の実施例２について説明する。この実施
例は、図１２に示した従来例に本発明を適用したもので
あり、図６にその構成が示されている。同図中（Ａ）は
平面図，（Ｂ）は側面の断面図である。これらの図にお
いて、磁気センサ装置５０は、磁石内蔵型のホール素子
５２を有しており、非磁性のハウジング５４上の所要位
置に設置されている。ハウジング５４には、図示しない
回転検出対象に接続される回転軸５６が設けられており
、この回転軸５６には、渦巻ヨーク５８が設けられてい
る。渦巻ヨーク５８は、回転軸５６の矢印Ｆ５０方向の
回転に伴って矢印Ｆ５２方向に回転するようになってい
る。

【００３７】更に、ホール素子５２と渦巻ヨーク５８は
、ギャップＧをもって配置されている。また、ホール素
子５２の渦巻ヨーク５８に対する反対側には、鉄などの
磁性材料によってディスク状ないしリング状に形成され
た対向ヨーク６０が、回転軸５６を中心として対称に設
けられている。

【００３８】次に、本実施例の作用について説明する。 図７には、一般的なホール素子７０，アーム７２，ヨー
ク７４の関係が示されている。同図（Ａ）では、アーム
７２の移動方向Ｆ７０に沿うようにヨーク７４が延設さ
れている。同図（Ｂ）では、アーム７２の移動方向Ｆ７
０と直交する方向にヨーク７４が延設されている。同図
（Ｃ）では、アーム７２の移動方向Ｆ７０と逆の方向に
ヨーク７４が延設されている。

【００３９】これらの場合を比較すると、アーム７２と
ヨーク７４の重なり具合が大きい場合ほど、アーム７２
の移動によるホール素子７０の出力変動量は大きくなる
。すなわち、出力変動はＡ＞Ｂ＞Ｃの順となり、約１０
％ずつ変化する。これは、アーム７２とヨーク７４の間
で磁気回路を構成し易いものほど出力が高められるため
であり、ホール素子７０の磁石（図示せず）から供給さ
れた磁力線ないし磁束が効率よくヨーク７４を流れてア
ーム７２に移りホール素子７０を貫くことが出力向上に
つながる。なお、同図（Ｃ）の場合は、図１２の従来例
の場合と比較してほとんど出力差がない。従って、ヨー
クは、アームとできるだけ多く対向するように設定する
ことが望ましい。

【００４０】他方、本実施例では、図６に示すようにリ
ング状に対向ヨーク６０が設けられている。このため、
渦巻ヨーク５８がいずれの回転位置にあっても、効率の
良い磁気回路を構成することができ、ホール素子５２の
出力は良好に向上することになる。この実施例では、図
１２の従来例と比較して、約１５〜２５％ほどホール素
子５２の出力が向上する。

【００４１】なお、ハウジング５４を磁性材料によって
構成し、ハウジング５４そのものが磁気回路の一部を構
成する形態としてもよい。また、回転軸５６を磁性材料
によって構成することで、更に磁気回路をより閉じたも
のとし、あるいは磁気抵抗を低減したものとするように
してもよい。更に、対向ヨークをホール素子の周辺にの
み設けるようにしてもよい。

【００４２】＜実施例３＞次に、図８及び図９を参照し
ながら、本発明の実施例３について説明する。この実施
例も、図１２の従来例に本発明を適用したものである。 なお、前記実施例２と同様又は相当する構成部分には、
同一の符号を用いる。上述したように、比例渦巻ヨーク
（図１３（Ａ）参照）としたときのホール素子出力は、
図１３（Ｂ）に示したように急峻に変化するものとなる
。これに対し、本実施例では、角度θに対する半径変化
量△ｒ（θ）が２次元的に補正されており、これによっ
て渦巻ヨークが回転した場合のホール素子出力変化が直
線的となるように工夫されている。

【００４３】すなわち、図１３（Ｂ）（あるいは図５（
Ｂ））の出力変化特性から、角度θに対するホール素子
出力変化が直線になるような渦巻ヨークの半径Ｒを類推
し、次のような（２）式に示す一般式として、図８（Ａ
）に示す渦巻ヨーク８０の半径変化量△ｒ（θ）が設定
されている。同図（Ｂ）には、ホール素子５２から見た
渦巻ヨーク８０の半径Ｒが座標ｘ，ｙ上に示されている
。 　　　　　　　　ｘ＝［ｒ０−△ｒ（θ）］ｘ・ｃｏｓ
θ　　　　　　　　ｙ＝［ｒ０−△ｒ（θ）］ｘ・ｓｉ
ｎθ　　　　　　　　　　　　　　　　……（２）　　
　　　　　　Ｒ（θ）＝（ｘ２＋ｙ２）１／２

【００４
４】ただし、Ｒ（θ）は角度θのときの渦巻ヨーク８０
の半径である。具体的には、図９（Ａ）に示すような角
度θと半径Ｒとの関係となっている。同図中、領域θＡ
では、渦巻ヨーク８０の頂点８２に磁束が極端に強く集
中する。このため、その影響を和らげるように半径変化
量△ｒ（θ）が設定されている。次に、領域θＣ，θＤ
では、逆の関係となるように半径変化量△ｒ（θ）が設
定されている。本実施例では、渦巻ヨーク８０の１回転
に対してホール素子５２の出力に１ピークが得られるタ
イプのポテンションメータとなっており、領域θＡ〜θ
Ｃまで約３４０度の測定角度域となっている。

【００４５】図９（Ｂ）には、本実施例におけるホール
素子５２の出力特性が示されている。同図の角度θは、
ホール素子５２の出力が最大となる角度，すなわち渦巻
ヨーク８０の頂点８２の位置を基準としている。これに
よれば、頂点８２の近傍では、多少出力波形が乱れるが
、約１０度回転した位置とすることにより安定化する。 そして、その後、θ＝３４０度程度までリニアに出力が
変化する。そして、その後、再び頂点８２の影響をうけ
るようになる。この例では、ホール素子出力の略直線範
囲は約３３０度となり、簡単な構造で非接触式のポテン
ショメータを構成することができる。なお、渦巻ヨーク
８０の半径Ｒを変更すれば、その１回転について複数の
ホール素子ピーク出力が得られる非接触式ポテンショメ
ータを構成することも可能である。

【００４６】このような渦巻ヨーク８０を形成する具体
的な方法としては、フォトエッチングの手法が利用され
る。渦巻ヨーク８０は、その厚みが約５０μｍ以上であ
ればホール素子５２の有する出力変動の約７０％以上を
引き出すことができる。このため、薄板状に渦巻ヨーク
８０を構成することができる。たとえば、厚さは、０．
０５〜０．５ｍｍ程度に設定される。

【００４７】具体的には、ＳＵＳ４３０などの磁性材料
を厚み２００μｍ程度の薄板に加工し、これにレジスト
塗布，マスクによるパターンニング，フォトエッチング
による加工を行って所望の形状の得る。この方法によれ
ば、数十μｍ以内の加工精度が得られる。また、一般の
機械加工と比較して、大量に安く精度のよい渦巻ヨーク
が供給可能である。また、この方法によれば、回転軸５
６用の穴加工も同時に行なうことができる。このため、
軸中心と渦巻ヨーク周端とのバラツキも効果的に抑制さ
れる。更に、渦巻ヨーク８０の薄板化は、磁気センサ装
置そのものの小型化にもなる。

【００４８】以上のように、本実施例によれば、渦巻ヨ
ークの半径を変更することによって回転対象に対するホ
ール素子出力特性の直線性を高めることができる。また
、渦巻ヨークをフォトエッチングによって形成すること
により、複雑な形状を精度よく得ることができる。なお
、渦巻ヨークの半径を変更して、より急峻なホール素子
出力を得るようにすることも可能である。

【００４９】＜実施例４＞次に、図１０を参照しながら
、本発明の実施例４について説明する。この実施例は、
前記実施例を図１１の従来例に適用したもので、（２）
式における角度変化を距離変化として対応させて薄板状
のヨーク９０が形成されている。すなわち、、ヨーク９
０の幅のＬ９０の部分は、長さＬ９２方向に対して図９
（Ａ）のように変化している。

【００５０】このようなヨーク９０は、ホール素子（図
示せず）に対して矢印Ｆ９０方向に従来例のように直線
移動する。ヨーク９０の頂点９２にホール素子の出力ピ
ークを設定するようにすれば、ヨーク９０の移動に伴っ
てホール素子の出力は略直線的に変化するようになる。 これによって、直線変移の非接触式ポテンショメータを
構成することができる。同様にして、ヨーク９０をフォ
トエッチング法で作成することが可能であり、小型・価
格低減化を図ることができる。

【００５１】＜他の実施例＞なお、本発明は、何ら上記
実施例に限定されるものではなく、たとえば各部の形状
，寸法など同様の作用を奏するように種々設計変更可能
であり、それらのものも含まれる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による磁気
センサ装置によれば、次のような効果がある。 （１）所定形状のベースやヨークの設置によってホール
素子の出力特性が改善され、センサ装置の取り付け精度
に余裕ができてアセンブリコストの低減を図ることがで
きる。また、それらの形状や取り付け位置などによって
ホール素子の出力特性の調整が可能となり、急峻な出力
変化が欲しい場合，ストロークを多くしたい場合など特
性の使い分けが可能となり、磁気センサ装置の汎用性が
向上する。（２）また、フォトエッチングプロセスによ
ってマスクを形成し、これによって、各部の位置決めを
行うこととしたので、ホール素子とベースとの位置精度
は良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気センサ装置の実施例１を示す
構成図である。

【図２】実施例１の組み立て例を示す説明図である。

【図３】実施例１のベース頂点位置変化に伴うホール素
子出力変化を示すグラフである。

【図４】実施例１のベース頂点角度変化に伴うホール素
子出力変化を示すグラフである。

【図５】実施例１のベース厚み変化及び従来例のホール
素子出力変化を示すグラフである。

【図６】本発明の実施例２を示す構成図である。

【図７】実施例２の作用を示す説明図である。

【図８】本発明の実施例３を示す構成図である。

【図９】実施例３の作用を示すグラフである。

【図１０】本発明の実施例４を示す構成図である。

【図１１】従来例を示す説明図である。

【図１２】従来例を示す説明図である。

【図１３】図１２の従来例の作用を示すグラフである。

【図１４】従来例を示す説明図である。

【図１５】従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０，５０…磁気センサ装置、１２，５２，７０…ホー
ル素子、１４…磁石、１６…感磁部、１８…ベース、２
０，８２，９２…頂点、２２，７２…アーム（対象物）
、３０…マスク、３２，３４…窓、３６…リード端子、
５４…ハウジング、５６…回転軸、５８，８０…渦巻ヨ
ーク（対象物）、６０…対向ヨーク、７４…ヨーク、９
０…ヨーク（対象物）、Ｆ１０…移動方向、Ｆ５０，Ｆ
５２…回転方向、Ｇ…ギャップ、Ｌ９０…長さ、Ｌ９２
…幅、Ｐ１０，Ｐ１２，Ｐ１４…位置、ｔＡ，ｔＢ…厚
み、φ，θ…角度。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ホール素子に磁石を設置して対象物の
   磁気検出を行う磁気センサ装置において、前記ホール素
   子と対象物との間に、頂点を有する磁性材料によって形
   成されたベースを配置するとともに、その厚み，その頂
   点のホール素子に対する位置，頂点の角度を、必要とさ
   れるホール素子の出力特性に応じて設定したことを特徴
   とする磁気センサ装置。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の磁気センサ装置におい
   て、前記ホール素子及びベースに相当する窓がフォトエ
   ッチングプロセスにより形成されたマスクを有し、この
   マスクに対してホール素子及びベースが位置決めされた
   ことを特徴とする磁気センサ装置。
3. 【請求項３】　　回転角度に応じて変化する半径を有す
   る対象物の回転状態をホール素子に磁石を設置して検出
   する磁気センサ装置において、前記ホール素子の対象物
   と反対側に、対象物の回転円周に沿って対向ヨークを設
   けたことを特徴とする磁気センサ装置。
4. 【請求項４】　　ホール素子に磁石を設置して対象物の
   磁気検出を行う磁気センサ装置において、前記対象物の
   形状を、必要とされるホール素子の出力特性に応じて設
   定したことを特徴とする磁気センサ装置。