JPH0639441Y2 - 多チャンネル磁気センサ用マグネット体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、半導体磁気センサに使用される多チャンネル
磁気センサ用マグネット体に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、半導体材料を用いて作られた多チャンネル磁気セ
ンサは、紙幣識別装置や磁気カード検出装置等に多用さ
れつつある。

この様な多チャンネル磁気センサは、第９図に示すよう
に、バイアス磁束印加用のマグネット（永久磁石）１の
一方の磁極面上に１対の磁気抵抗効果素子３を並設した
マグネット体を用いて構成され、これ等磁気抵抗効果素
子３のある程度離れた上を磁気カード等の磁性被検出体
が矢印向きに通過した時、磁気抵抗効果素子３を通る磁
束の磁束密度を交番的に変化させ、１対の磁気抵抗効果
素子の差動出力を信号処理して被検出体の有無を検出す
るものである。

この種の多チャンネル磁気センサにおいて、第10図の様
に一体のバイアス磁束印加用マグネット１のＮ磁極上に
複数対の磁気抵抗効果素子3,3′を並設してマグネット
体を構成すると、１対の磁気抵抗効果素子３′上を矢印
方向に通過する磁性検出体２を隣接の１対の磁気抵抗効
果素子３が検出する誤動作、いわゆるクロストークを生
じやすい。この為、多チャンネル磁気センサのバイアス
磁束印加用マグネットは、複数の磁極を備えたマグネッ
トで構成し、１対の磁気抵抗効果素子を各Ｎ磁極上に並
設してマグネット体を構成する。

上記のバイアス磁束印加用マグネットとして従来から次
の２種の形態が広く知られている。

その第１の形態は、第６図に示すように、一体の磁性材
料４の表面に着磁機５を対向配置し、この着磁機５のヨ
ーク６に巻回されたコイル７に電流を流し、磁性材料４
の表面にＮ極同志を隣合わせて着磁したものからなる。

従来のマグネットの第２の形態は、第８図に示すよう
に、予め着磁されている複数のブロック状のマグネット
８を極性を同じ側にそろえて接着剤等を用いて配列固定
したものからなる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第６図に示す従来の第１の形態のマグネ
ット面に複数対の磁気抵抗効果素子を並設して多チャン
ネル用のマグネット体としたものは、一方側のチャンネ
ルの磁極面と他方側チャンネルの磁極面との隣接部（境
界部）で互いの磁極面から出るバイアス磁界が横に広が
って干渉し、チャンネル間でクロストークが生じ易くな
るという問題がある。

また、従来の第２の形態のマグネットにおいては、隣同
志が同極のため、互いに磁気反発力が生じ、ブロック状
の各マグネット８を整然と配列するのが難しく、配列し
たマグネット８に位置ずれが生じてしまうという問題が
あった。また、この第２の形態のマグネットを使用した
場合には前記第１の形態のマグネットを使用した場合よ
りはクロストークの影響が少なくなるが、まだ隣り合う
チャンネル間のバイアス磁界の分離が十分満足できるま
で達成できず、クロストークの防止の上でさらなる改善
が望まれていた。

本考案は上記従来の問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的は、着磁した各磁極を位置ずれなく
整然としかも密に配列することが可能であって、各チャ
ンネル間にクロストークの影響のない多チャンネル磁気
センサ用マグネット体を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は上記目的を達成するために次のように構成され
ている。すなわち、本考案は、一体の磁性材料の表面に
１個以上のスリット溝が設けられ、このスリット溝によ
って区画された磁性材料の各表面には同一極性の磁極が
着磁され、複数の同一磁極着磁表面に１対ずつ磁気抵抗
効果素子を設置したことを特徴として構成されている。

〔作用〕 上記のように構成されている本考案において、スリット
溝によって区画された磁性材料の各表面に同極の磁極が
着磁されるが、その着磁は一体の磁性材料について行う
のであるから、各着磁される磁極が反発力によってその
配列がずれるということは全く起こり得ず、極めて整然
と多数の磁極を整列着磁することが可能となる。

また、同一磁極面上に設置される１対ずつの各チャンネ
ルの磁気抵抗効果素子に加えられる各チャンネル毎のバ
イアス磁界はスリット溝によって区画されるので、隣り
合うチャンネルのバイアス磁界が横に広がって互いに干
渉することがなく、これにより、クロストークのない高
性能の磁気検出が可能となる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、従来例と同一部材には同一符号を付し、その重複説
明は省略する。第１図乃至第４図には本考案に係る多チ
ャンネル磁気センサ用マグネット体の一構成部材である
マグネットの構成例が示されている。これらの図におい
て、一体形の磁性材料８は長方形に形成されており、そ
の表面10には所定間隔（本実施例では等間隔）に複数の
狭いスリット溝11が設けられ、このスリット溝11によっ
て磁極面12は互いに区画されている。

かかる状態で前記各磁極面12にＮ極の磁極が着磁され
る。すなわち、従来例と同様に、磁性材料８の表面側に
第５図に示す如く、着磁機５が配置され、この配置位置
で、各磁極面12とヨーク６が対向し、また、各スリット
溝11とコイル７が対向する。この対向状態で、コイル７
に所望方向の電流を流すことにより、各磁極面12は同一
極（Ｎ極）に着磁されることになる。

ところで、この各磁極面12に着磁された磁極の磁場の強
さは一般的に一様ではなく、例えば、両端の磁極から垂
直に立ち上がる磁束による磁場の強さは他の磁極よりも
小さいので、それに対応して両端の磁気センサのバイア
ス磁場の強さも小さくなる。このように、各磁極の磁場
の強さが異なる状態で半導体磁気センサのバイアス用マ
グネット等として使用すると、被検出体の正確な検出が
できないという事情がある。

本実施例においては、かかる問題を解決するために、第
１図乃至第４図に示すように、磁性材料８の裏面にマグ
ネットのパーミアンス係数を変えるための磁場調整溝13
を設けている。すなわち、磁場調整溝13の幅、深さ、溝
位置、溝の個数等の条件に応じて磁気回路の路長が変わ
り表面側の磁場の強さを任意に変えることが可能とな
る。したがって実験によりこれらの最適条件を求め、そ
の条件に合った磁場調整溝13を設ければ、表面10側の各
磁極から出る磁束の密度、つまり、磁場の強さを一様に
そろえることが可能となり、この磁場調整溝13を設けた
マグネットを使用すれば、多チャンネル半導体磁気セン
サ等において、被検出体の正確な検出測定が可能とな
る。

本実施例では前記の如く形成されたマグネットの同一Ｎ
極の所望の各磁極面上に１対ずつ磁気抵抗効果素子３が
設置されて目的とする多チャンネル磁気センサ用マグネ
ット体が形成される。

本実施例によれば、一体形の磁性材料８に形成される各
Ｎ極の磁極面12はスリット溝11によって区画されている
ので、各磁極面12からその上に設置されている磁気抵抗
効果素子３に加えられる各チャンネルのバイアス磁界も
スリット溝11によって区画（分離）されることとなる。
すなわち、第13図に示すように、各チャンネルの磁極面
12の境界部においては、各Ｎ極の磁極面12から出るバイ
アス磁界はスリット溝11を通ってＳ極に戻る。このよう
に、各スリット溝11の位置でＳ極に向かう逆向きの磁界
（反転磁界）ができる結果、磁極面12から磁気抵抗効果
素子３を通って垂直に立ち上がるバイアス磁界はスリッ
ト溝11部分の反転磁界により区画されるので、各チャン
ネルのバイアス磁界が横に広がって互いに干渉し合うと
いうことがなく、各チャンネルのバイアス磁界はスリッ
ト溝11により確実に分離され、これにより、クロストー
クのない高性能の磁気検出が可能となる。

なお、上記第１図乃至第４図においては、前記調整溝13
の位置をスリット溝11に対応させて（第１図，第２
図）、あるいは各磁極面12の中間位置（第３図，第４
図）に対応させてそれぞれ設けているが、その配設態様
はこれに限定されず、前記実験等による最適条件に対応
させて区々の態様を採り得るものである。

また、上記実施例では、マグネットを長方体の磁性材料
に形成したが、そのマグネットの形状はこれに限定され
るものでなく、他の任意の形状を採り得る。第11図，第
12図は、溝の形状の異なる別のマグネットを示したもの
で、これらのマグネットを用いる場合も、各磁極面（図
ではＮ極面）上に磁気抵抗効果素子が配設される。

さらに、本考案のマグネット体は既述の如く半導体磁気
センサ用として適用できるが、このマグネット体を第７
図に示すように磁性材料からなる歯車やローター等の回
転体２に対向配置し、これらの回転体２の回転測定を行
う等、他の測定分野にも応用できるものである。この場
合、各磁場調整溝13の形状を変化させれば、マグネット
の長さ方向の磁界モードを必要に応じ任意に設定できる
ことになる。

〔考案の効果〕 本考案は以上説明したように一体の磁性材料に磁極を着
磁形成したものであるから、同極性の磁極を同一側に隣
合わせに形成しても、従来のブロック状のマグネットを
接着配列したときに生じる各磁極の位置ずれの問題は全
く生じることがなく、各磁極を整然と配列することがで
きる。

また、同極の各磁極間にスリット溝が形成されているか
ら、着磁機のコイルに流れる電流を従来より小さくして
も、つまり、コイルの太さを細くしても十分な着磁パワ
ーを確保できるので、磁束密度の高い磁極を形成でき、
そのうえ、各磁極の隣接間隔を小さくして磁極を密に形
成できるという利益が得られる。

さらに、スリット溝による各チャンネルのバイアス磁界
の区画（分離）効果により、各磁極から横方向に漏れる
磁束（磁界）がなくなり、磁極から垂直に立ち上がる磁
束の効果的な磁場集中を達成することが可能である。こ
のことから、スリット溝により区画されたマグネットの
各同一磁極表面に、１対ずつの磁気抵抗効果素子を密に
設置しても、隣接したチャンネル間のいわゆるクロスト
ークがなくなり、高性能の被検出体の検出が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る多チャンネル磁気センサ用マグネ
ット体に使用されるマグネットを示す斜視図、第２図は
第１図の正面図、第３図は本考案のマグネット体に使用
される他のマグネット形態例の斜視図、第４図は第３図
の正面図、第５図は着磁機の着磁状態を示す説明図、第
６図は従来の一体形マグネットの着磁例を示す説明図、
第７図は本実施例のマグネット体を使用した半導体磁気
センサによる回転測定例を示す説明図、第８図は従来の
他のマグネットを示す斜視図、第９図はマグネット体を
使用して構成した半導体磁気センサによる被検出体の検
出例を示す説明図、第10図は多チャンネル磁気センサの
検出態様図、第11図、第12図は溝形状を異にしたマグネ
ット形態例を示す斜視図、第13図は本実施例のスリット
溝によるチャンネル間バイアス磁界の分離効果の説明図
である。 １……マグネット、２……回転体、３……磁気抵抗効果
素子、４……磁性材料、５……着磁機、６……ヨーク、
７……コイル、８……磁性材料、10……表面、11……ス
リット溝、12……磁極面、13……磁場調整溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−132594（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−192408（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−58004（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一体の磁性材料の表面に１個以上のスリッ
   ト溝が設けられ、このスリット溝によって区画された磁
   性材料の各表面には同一極性の磁極が着磁され、複数の
   同一磁極着磁表面に１対ずつ磁気抵抗効果素子を設置し
   たことを特徴とする多チャンネル磁気センサ用マグネッ
   ト体。
2. 【請求項２】磁性材料の裏面には該磁性材料の表面側に
   着磁されている磁極の磁場の強さを均一化させる磁場調
   整溝が形成されていることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の多チャンネル磁気センサ用マグネ
   ット体。