JPH0712908A - ２つの向かい合った磁石と磁気感応装置を利用した磁気センサー - Google Patents
２つの向かい合った磁石と磁気感応装置を利用した磁気センサーInfo
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- JPH0712908A JPH0712908A JP6065486A JP6548694A JPH0712908A JP H0712908 A JPH0712908 A JP H0712908A JP 6065486 A JP6065486 A JP 6065486A JP 6548694 A JP6548694 A JP 6548694A JP H0712908 A JPH0712908 A JP H0712908A
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- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
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- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/147—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the movement of a third element, the position of Hall device and the source of magnetic field being fixed in respect to each other
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 新規な磁気センサを提供する。
【構成】 磁気センサーには、互いに逆極性になるよう
に配置された２つの永久磁石と、その間に設けられた磁
気感応デバイスとで構成される。
に配置された２つの永久磁石と、その間に設けられた磁
気感応デバイスとで構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気センサーに関する
ものであり、ホール効果デバイスのような磁気感応装置
を間に挟んで互いに逆極性になるように配列された２個
の磁石からなり、その磁石の一方に動く磁性部材を接近
させ、その結果、前記磁石の一方が磁気感応装置と可動
磁性部材の間になるようにされた磁気センサーに関する
ものである。
ものであり、ホール効果デバイスのような磁気感応装置
を間に挟んで互いに逆極性になるように配列された２個
の磁石からなり、その磁石の一方に動く磁性部材を接近
させ、その結果、前記磁石の一方が磁気感応装置と可動
磁性部材の間になるようにされた磁気センサーに関する
ものである。
【０００２】多くの異なるタイプの磁気センサーが当業
者にとって周知である。センサーには、可動ベーン装置
の歯及びノッチ部分で形成されている動いている磁性部
材を検出するものもあり、複数の歯と介在するギャップ
から構成される歯車に連係して用いられることを意図し
たものもある。他の磁気センサは磁化された移動物体又
は移動する永久磁石を検出するものもある。他には、バ
イアス磁界を発生するための永久磁石やバイアス磁界を
歪ませる高透磁率の可動磁性部材と関連したもの藻のあ
る。歪んだ磁界は、ホール効果デバイスのような磁気感
応装置によって検出される。
者にとって周知である。センサーには、可動ベーン装置
の歯及びノッチ部分で形成されている動いている磁性部
材を検出するものもあり、複数の歯と介在するギャップ
から構成される歯車に連係して用いられることを意図し
たものもある。他の磁気センサは磁化された移動物体又
は移動する永久磁石を検出するものもある。他には、バ
イアス磁界を発生するための永久磁石やバイアス磁界を
歪ませる高透磁率の可動磁性部材と関連したもの藻のあ
る。歪んだ磁界は、ホール効果デバイスのような磁気感
応装置によって検出される。
【０００３】１９９２年８月１８日にＳｔｏｌｆｕｓに
対して発行された米国特許第５，１４０，２６２号に
は、中心線が回転部材の回転の中心と交差しないように
配置された歯センサーが開示されている。その歯センサ
ーには、検知すべき回転部材の回転の中心と一致しない
線に沿って配置されたセンサーの中心線が備わってい
る。代わりに、ホール効果素子が配置されたハウジング
の中心線は、回転部材の回転の中心から、ホール効果素
子と回転部材の表面の間の許容可能なギャップを形成す
る寸法範囲の関数として決定される、垂直方向の距離を
あけて位置決めされる。
対して発行された米国特許第５，１４０，２６２号に
は、中心線が回転部材の回転の中心と交差しないように
配置された歯センサーが開示されている。その歯センサ
ーには、検知すべき回転部材の回転の中心と一致しない
線に沿って配置されたセンサーの中心線が備わってい
る。代わりに、ホール効果素子が配置されたハウジング
の中心線は、回転部材の回転の中心から、ホール効果素
子と回転部材の表面の間の許容可能なギャップを形成す
る寸法範囲の関数として決定される、垂直方向の距離を
あけて位置決めされる。
【０００４】１９９２年６月９日にＧａｇｌｉａｒｄｉ
に対して発行された米国特許第５，１２１，２８９号に
は、永久磁石と、ホール効果素子のような磁気感応コン
ポーネントが配置された、カプセル封じ可能なセンサー
・アセンブリが開示されている。センサー・アセンブリ
には、センサー素子及び関連する電気回路を所定の関係
をなすように保持し、同時に、カプセル封じ材料注入ポ
ートから排出路へのカプセル封じ材料の流れを容易にす
るため、順次相互接続される複数の内部キャビティを有
し、その内部キャビティを完全に充填することによっ
て、内部コンポーネントの保持が保証されるようになっ
ている、内部支持コンポーネントを備えた外部ハウジン
グが設けられている。
に対して発行された米国特許第５，１２１，２８９号に
は、永久磁石と、ホール効果素子のような磁気感応コン
ポーネントが配置された、カプセル封じ可能なセンサー
・アセンブリが開示されている。センサー・アセンブリ
には、センサー素子及び関連する電気回路を所定の関係
をなすように保持し、同時に、カプセル封じ材料注入ポ
ートから排出路へのカプセル封じ材料の流れを容易にす
るため、順次相互接続される複数の内部キャビティを有
し、その内部キャビティを完全に充填することによっ
て、内部コンポーネントの保持が保証されるようになっ
ている、内部支持コンポーネントを備えた外部ハウジン
グが設けられている。
【０００５】１９９２年１１月１７日にＡｌｆｏｒｓに
対して発行された米国特許第５，１６４，６６８号に
は、シャフト位置変化に対する感度の低下を示す角位置
センサーが開示されている。その位置センサーには、回
転磁石に近い領域から延びて、磁気感応装置の近くに達
する第１と第２の磁極片が設けられている。磁極片は、
回転磁石と磁気感応装置の間に延びる磁束線を制限す
る、低磁気抵抗の磁気経路を形成する。ここには第１と
第３の磁極片のセグメント間に回転磁石を配置すること
によって、回転磁石の位置変動に対するセンサーの感度
が大幅に低下し、従って、測定システムの信頼度が高ま
ることが記載されている。
対して発行された米国特許第５，１６４，６６８号に
は、シャフト位置変化に対する感度の低下を示す角位置
センサーが開示されている。その位置センサーには、回
転磁石に近い領域から延びて、磁気感応装置の近くに達
する第１と第２の磁極片が設けられている。磁極片は、
回転磁石と磁気感応装置の間に延びる磁束線を制限す
る、低磁気抵抗の磁気経路を形成する。ここには第１と
第３の磁極片のセグメント間に回転磁石を配置すること
によって、回転磁石の位置変動に対するセンサーの感度
が大幅に低下し、従って、測定システムの信頼度が高ま
ることが記載されている。
【０００６】１９９２年１０月２７日にＷｕに対して発
行された米国特許第５，１５９，２６８号には、ホール
効果装置及び整形磁石を備えた回転位置センサーが開示
されている。該装置は、一般に、線形で、整形磁石の角
位置に比例した磁界をホール効果デバイスに加える整形
磁石と協働する、回転位置センサーとして用いるために
設けられている。両方とも、ホール効果素子の電気出力
と整形磁石の回転位置の間において高度の線形性を示
す、２つの代替実施例について解説され、例示されてい
る。代替実施例の一方は、全体に楕円形であり、もう一
方の代替実施例は、全体に鐘状である。これらの代替実
施例は、両方とも、ホール効果素子に加えられる磁界の
強度と整形磁石の回転位置または角位置との間におい
て、高度の線形性を示す。
行された米国特許第５，１５９，２６８号には、ホール
効果装置及び整形磁石を備えた回転位置センサーが開示
されている。該装置は、一般に、線形で、整形磁石の角
位置に比例した磁界をホール効果デバイスに加える整形
磁石と協働する、回転位置センサーとして用いるために
設けられている。両方とも、ホール効果素子の電気出力
と整形磁石の回転位置の間において高度の線形性を示
す、２つの代替実施例について解説され、例示されてい
る。代替実施例の一方は、全体に楕円形であり、もう一
方の代替実施例は、全体に鐘状である。これらの代替実
施例は、両方とも、ホール効果素子に加えられる磁界の
強度と整形磁石の回転位置または角位置との間におい
て、高度の線形性を示す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は新規な磁気セ
ンサを提供することを課題とするものである。
ンサを提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の望ましい形状で
は、北極と南極が共通の軸上に位置し、極性が反対にな
るように配置された２つ永久磁石から構成される。磁石
の間の磁界強度の変化を検出するため、２つの永久磁石
の間に磁気感応デバイスが配置されている。永久磁石及
び磁気感応デバイスは、不連続な部分から構成され、磁
性材である動く物体に近接して配置されている。可動物
体は、複数の磁性歯と、その間のギャップからなる回転
歯車とすることが可能である。代替案として、透磁性の
回転物体は、間にウインドウを備えた複数の歯またはベ
ーンから構成することができる。２つの永久磁石の間の
ギャップは、可動磁性物体の移動に応答して、所定の出
力を発生するように選定される。さらに、ホール効果素
子のような磁気感応素子が永久磁石の間の中点、また
は、一方の磁石よりもう一方の磁石に近い位置に配置す
ることが可能である。さらに、２つの磁石は、磁界強度
がほぼ同じになるように選択することもできるし、ある
いは、代替案として、磁界強度がかなり異なるように選
択することも可能である。当然、明らかなように、磁気
感応素子と磁石の相対位置に関係なく、較正手順時に、
どちらかの永久磁石の磁界強度を変更することも可能で
ある。一般に、まず、一方の磁石が、磁気強度が必要な
磁気強度を超えるように磁化され、次に、磁石間におい
て所望の相対強度が得られるように、選択的に減磁され
る。本発明のこうした適応構成は、本発明の磁気センサ
ーの使用が意図されている特定の用途によって決まる。
は、北極と南極が共通の軸上に位置し、極性が反対にな
るように配置された２つ永久磁石から構成される。磁石
の間の磁界強度の変化を検出するため、２つの永久磁石
の間に磁気感応デバイスが配置されている。永久磁石及
び磁気感応デバイスは、不連続な部分から構成され、磁
性材である動く物体に近接して配置されている。可動物
体は、複数の磁性歯と、その間のギャップからなる回転
歯車とすることが可能である。代替案として、透磁性の
回転物体は、間にウインドウを備えた複数の歯またはベ
ーンから構成することができる。２つの永久磁石の間の
ギャップは、可動磁性物体の移動に応答して、所定の出
力を発生するように選定される。さらに、ホール効果素
子のような磁気感応素子が永久磁石の間の中点、また
は、一方の磁石よりもう一方の磁石に近い位置に配置す
ることが可能である。さらに、２つの磁石は、磁界強度
がほぼ同じになるように選択することもできるし、ある
いは、代替案として、磁界強度がかなり異なるように選
択することも可能である。当然、明らかなように、磁気
感応素子と磁石の相対位置に関係なく、較正手順時に、
どちらかの永久磁石の磁界強度を変更することも可能で
ある。一般に、まず、一方の磁石が、磁気強度が必要な
磁気強度を超えるように磁化され、次に、磁石間におい
て所望の相対強度が得られるように、選択的に減磁され
る。本発明のこうした適応構成は、本発明の磁気センサ
ーの使用が意図されている特定の用途によって決まる。
【０００９】
【実施例】望ましい実施例に関する解説全体を通じて、
同様のコンポーネント及び同様の要素は、同様の参照番
号で識別される。
同様のコンポーネント及び同様の要素は、同様の参照番
号で識別される。
【００１０】図１には、本発明の望ましい実施例に用い
られる永久磁石の配列に関する概略が示されている。第
１の永久磁石１０は、第２の永久磁石１２と逆の極性に
なるように関連づけられている。例えば、第１と第２の
両方の永久磁石は、２つの永久磁石の間の中間点から離
れるように延びている南極を備えていて、その北極が互
いに近接して配置されている。両方の永久磁石１０及び
１２の北極及び南極は、図示のように共通軸１６に沿っ
て配列される。２つのほぼ同じ強度の永久磁石が、図１
に示すように配列される場合、スペース内には、両方の
磁石の磁界強度が互いに等しくなるポイント２０が存在
する。従って、このポイント２０は、両方の磁石によっ
て生じる磁界強度が同じ大きさであるため、スペース内
において磁界強度がほぼゼロになるポイントを表してい
る。図１に示すところでは、このポイントは、第１の永
久磁石１０から距離Ｘ、第２の永久磁石１２から距離Ｙ
の位置にある。両方の永久磁石の磁界強度がほぼ等しい
場合、寸法Ｘは、寸法Ｙにほぼ等しくなる。
られる永久磁石の配列に関する概略が示されている。第
１の永久磁石１０は、第２の永久磁石１２と逆の極性に
なるように関連づけられている。例えば、第１と第２の
両方の永久磁石は、２つの永久磁石の間の中間点から離
れるように延びている南極を備えていて、その北極が互
いに近接して配置されている。両方の永久磁石１０及び
１２の北極及び南極は、図示のように共通軸１６に沿っ
て配列される。２つのほぼ同じ強度の永久磁石が、図１
に示すように配列される場合、スペース内には、両方の
磁石の磁界強度が互いに等しくなるポイント２０が存在
する。従って、このポイント２０は、両方の磁石によっ
て生じる磁界強度が同じ大きさであるため、スペース内
において磁界強度がほぼゼロになるポイントを表してい
る。図１に示すところでは、このポイントは、第１の永
久磁石１０から距離Ｘ、第２の永久磁石１２から距離Ｙ
の位置にある。両方の永久磁石の磁界強度がほぼ等しい
場合、寸法Ｘは、寸法Ｙにほぼ等しくなる。
【００１１】引き続き図１を参照すると、磁性部材２４
が矢印Ｚによって表示された方向に移動すると、第１の
永久磁石１０によって生じる磁束線（図１には示されて
いない）の範囲内に入り込むことになる。第１の永久磁
石１０の磁束線が、可動磁性部材を通って延びる場合、
その磁束線の全経路の一部は、空気に比べて大幅に小さ
い磁気抵抗を備えた磁性部材２４を通るので、第１の永
久磁石の磁界が受ける全磁気抵抗が減少する。第２の永
久磁石１２の磁束線は、空気だけしか通らないので、第
１の永久磁石１０が受ける全磁気抵抗が第２の永久磁石
１２が受ける磁気抵抗に対して減少する。この結果、第
１の永久磁石１０が第２の永久磁石よりも有効に強まる
ことになる。第１の永久磁石が被るこの磁気抵抗の変化
によって、ポイント２０が図１の左に移動するという影
響が生じる。換言すれば、２つの永久磁石間におけるバ
ランスのとれた磁界強度、すなわち、ゼロの磁界強度
は、第１の永久磁石１０よりも第２の永久磁石１２に近
くなる。本質的に、寸法Ｘは増大し、寸法Ｙは減少す
る。２つの永久磁石の間のスペースにおけるポイント２
０に、ホール効果デバイスのような磁気感応デバイスを
配置すると、可動磁性部材２４が第１の永久磁石１０の
南極に近い位置まで移動すると、そのデバイスは、それ
を通る右から左に延びる正味磁気強度にさらされること
になる。
が矢印Ｚによって表示された方向に移動すると、第１の
永久磁石１０によって生じる磁束線（図１には示されて
いない）の範囲内に入り込むことになる。第１の永久磁
石１０の磁束線が、可動磁性部材を通って延びる場合、
その磁束線の全経路の一部は、空気に比べて大幅に小さ
い磁気抵抗を備えた磁性部材２４を通るので、第１の永
久磁石の磁界が受ける全磁気抵抗が減少する。第２の永
久磁石１２の磁束線は、空気だけしか通らないので、第
１の永久磁石１０が受ける全磁気抵抗が第２の永久磁石
１２が受ける磁気抵抗に対して減少する。この結果、第
１の永久磁石１０が第２の永久磁石よりも有効に強まる
ことになる。第１の永久磁石が被るこの磁気抵抗の変化
によって、ポイント２０が図１の左に移動するという影
響が生じる。換言すれば、２つの永久磁石間におけるバ
ランスのとれた磁界強度、すなわち、ゼロの磁界強度
は、第１の永久磁石１０よりも第２の永久磁石１２に近
くなる。本質的に、寸法Ｘは増大し、寸法Ｙは減少す
る。２つの永久磁石の間のスペースにおけるポイント２
０に、ホール効果デバイスのような磁気感応デバイスを
配置すると、可動磁性部材２４が第１の永久磁石１０の
南極に近い位置まで移動すると、そのデバイスは、それ
を通る右から左に延びる正味磁気強度にさらされること
になる。
【００１２】引き続き図１を参照することによって、当
然、明らかなように、この概念による代替実施例には、
第１の永久磁石１０より強い第２の永久磁石１２を組み
込むことが可能である。その場合、可動磁性部材２４が
第１の永久磁石１０の南極の近くになければ、ポイント
２０に配置された磁気感応デバイスは、デバイスの左か
ら右に延びる正味磁界にさらされることになる。次に、
磁性部材２４が、第１の永久磁石１０の南極に近い位置
まで移動すると、磁石間における磁界の弱いポイント
が、右から左に移動するので、第１の永久磁石の有効強
度が増して、磁気感応デバイスに対する正味磁気効果が
減少することになる。もちろん、本発明によれば、多く
の代替構造及び磁界強度の利用が可能である。本発明の
主たる概念は、可動磁性部材２４が第１の永久磁石１０
の南極に近い位置に移動すると、２つの逆極性の永久磁
石間に磁界強度の変化が生じるということである。
然、明らかなように、この概念による代替実施例には、
第１の永久磁石１０より強い第２の永久磁石１２を組み
込むことが可能である。その場合、可動磁性部材２４が
第１の永久磁石１０の南極の近くになければ、ポイント
２０に配置された磁気感応デバイスは、デバイスの左か
ら右に延びる正味磁界にさらされることになる。次に、
磁性部材２４が、第１の永久磁石１０の南極に近い位置
まで移動すると、磁石間における磁界の弱いポイント
が、右から左に移動するので、第１の永久磁石の有効強
度が増して、磁気感応デバイスに対する正味磁気効果が
減少することになる。もちろん、本発明によれば、多く
の代替構造及び磁界強度の利用が可能である。本発明の
主たる概念は、可動磁性部材２４が第１の永久磁石１０
の南極に近い位置に移動すると、２つの逆極性の永久磁
石間に磁界強度の変化が生じるということである。
【００１３】図２には、本発明の実施例の１つが示され
ている。この実施例には、互いに逆極性になるように配
置され、北極と南極のアライメントが共通軸１６上にお
いてとられた、第１と第２の永久磁石が組み込まれてい
る。図２には、一切磁極片を関連づけずに利用する永久
磁石が示されているが、もちろん、第１と第２の永久磁
石に磁極片を関連づけて、２つの永久磁石の磁束線の向
きを直し、スペース内におけるあらかじめ決められた磁
界強度のポイントを図１に関連して述べたやり方で規定
する同等の構造を実現することが可能である。
ている。この実施例には、互いに逆極性になるように配
置され、北極と南極のアライメントが共通軸１６上にお
いてとられた、第１と第２の永久磁石が組み込まれてい
る。図２には、一切磁極片を関連づけずに利用する永久
磁石が示されているが、もちろん、第１と第２の永久磁
石に磁極片を関連づけて、２つの永久磁石の磁束線の向
きを直し、スペース内におけるあらかじめ決められた磁
界強度のポイントを図１に関連して述べたやり方で規定
する同等の構造を実現することが可能である。
【００１４】引き続き図２を参照すると、２つの永久磁
石の間のギャップＧに、磁気感応デバイス３０が配置さ
れている。本発明の解説は、北極が向かい合った永久磁
石に関して行ってきたが、もちろん、同等の構造では、
２つの永久磁石の南極を関連づけて配置することも可能
であり、この場合、南極は、互いに向かい合い、北極
は、磁石間のスペースにおけるポイントから逆方向に向
けられることになる。本発明の望ましい実施例の場合、
磁気感応デバイス３０は、ホール効果素子である。図２
のホール効果素子は、２つの磁石の間のギャップＧにお
けるほぼ中間に配置される。ホール効果素子は、複数の
電子コンポーネントを配置することによって、一般に、
当該技術の熟練者には周知の方法で、ホール効果素子と
電気的に通じるように接続された回路を形成することが
できる基板３４に取り付けられる。また、当然、明らか
なように、磁気感応デバイス３０は、２つの永久磁石の
間における中間点に配置することもできるし、あるい
は、代替案として、一方の磁石よりもう一方の磁石に近
くなるように配置することも可能である。これらの代替
案は、本発明の範囲内において可能であり、ギャップＧ
における磁気感応デバイス３０の特定の位置は、２つの
永久磁石１０及び１２の特定の属性と、センサーによっ
て得られることを意図した結果との関数である。
石の間のギャップＧに、磁気感応デバイス３０が配置さ
れている。本発明の解説は、北極が向かい合った永久磁
石に関して行ってきたが、もちろん、同等の構造では、
２つの永久磁石の南極を関連づけて配置することも可能
であり、この場合、南極は、互いに向かい合い、北極
は、磁石間のスペースにおけるポイントから逆方向に向
けられることになる。本発明の望ましい実施例の場合、
磁気感応デバイス３０は、ホール効果素子である。図２
のホール効果素子は、２つの磁石の間のギャップＧにお
けるほぼ中間に配置される。ホール効果素子は、複数の
電子コンポーネントを配置することによって、一般に、
当該技術の熟練者には周知の方法で、ホール効果素子と
電気的に通じるように接続された回路を形成することが
できる基板３４に取り付けられる。また、当然、明らか
なように、磁気感応デバイス３０は、２つの永久磁石の
間における中間点に配置することもできるし、あるい
は、代替案として、一方の磁石よりもう一方の磁石に近
くなるように配置することも可能である。これらの代替
案は、本発明の範囲内において可能であり、ギャップＧ
における磁気感応デバイス３０の特定の位置は、２つの
永久磁石１０及び１２の特定の属性と、センサーによっ
て得られることを意図した結果との関数である。
【００１５】図２において、回転磁性部材４０は、中心
４４まわりを矢印Ｒで表示の方向に回転するように配置
されている。回転磁性部材４０は、複数の歯を備えてお
り、図２にはそのうちの３つが示されている。例示の３
つの歯５０、５２、及び、５４は、介在するスペース６
０及び６２が図示のように配列されて回転磁性部材４０
の本体から延びている。図２の図解例には、第１の永久
磁石１０の南極に近接して配置された歯５２が示されて
いる。歯５２が、図２に示す位置にある場合、それは、
第１の永久磁石の磁束線内に位置しており、第１の永久
磁石の磁界の一部が、歯５２の磁性材料を通っている。
上述の理由から、第１の永久磁石の磁界が歯５２の透磁
性材料を通ることによって、第１の永久磁石１０の磁界
が受ける全磁気抵抗が減少する。第１の永久磁石１０の
磁束経路の一部におけるこの磁気抵抗の減少によって、
その磁界が受ける全磁気抵抗が減少することになる。上
述の理由から、その磁界の磁気抵抗が減少すると、第１
の永久磁石の磁界強度が有効に増大し、磁石間における
磁界ゼロ・ポイントが図２の左に向かって移動する。こ
の磁界ゼロ・ポイントの移動によって、ホール効果素子
に垂直に通る磁界の大きさまたは方向が変化し、従っ
て、磁気感応デバイス３０の出力信号の大きさまたは符
号が変化する。
４４まわりを矢印Ｒで表示の方向に回転するように配置
されている。回転磁性部材４０は、複数の歯を備えてお
り、図２にはそのうちの３つが示されている。例示の３
つの歯５０、５２、及び、５４は、介在するスペース６
０及び６２が図示のように配列されて回転磁性部材４０
の本体から延びている。図２の図解例には、第１の永久
磁石１０の南極に近接して配置された歯５２が示されて
いる。歯５２が、図２に示す位置にある場合、それは、
第１の永久磁石の磁束線内に位置しており、第１の永久
磁石の磁界の一部が、歯５２の磁性材料を通っている。
上述の理由から、第１の永久磁石の磁界が歯５２の透磁
性材料を通ることによって、第１の永久磁石１０の磁界
が受ける全磁気抵抗が減少する。第１の永久磁石１０の
磁束経路の一部におけるこの磁気抵抗の減少によって、
その磁界が受ける全磁気抵抗が減少することになる。上
述の理由から、その磁界の磁気抵抗が減少すると、第１
の永久磁石の磁界強度が有効に増大し、磁石間における
磁界ゼロ・ポイントが図２の左に向かって移動する。こ
の磁界ゼロ・ポイントの移動によって、ホール効果素子
に垂直に通る磁界の大きさまたは方向が変化し、従っ
て、磁気感応デバイス３０の出力信号の大きさまたは符
号が変化する。
【００１６】磁性部材４０が回転する結果として、歯５
０、５２、及び、５４が、順次第１の永久磁石１０の南
極に近接して通ることになる。回転磁性部材４０の回転
によって生じる、磁気感応デバイス３０に対する影響を
例示するため、いくつかの各位置が、参照文字Ａ、Ｂ、
Ｃ、及び、Ｄによって表されている。参照文字は、図３
に示すように、回転磁性部材４０の位置に対する磁気感
応デバイス３０のホール効果素子によって得られる信号
レベルとの比較を可能にするために付与されている。
０、５２、及び、５４が、順次第１の永久磁石１０の南
極に近接して通ることになる。回転磁性部材４０の回転
によって生じる、磁気感応デバイス３０に対する影響を
例示するため、いくつかの各位置が、参照文字Ａ、Ｂ、
Ｃ、及び、Ｄによって表されている。参照文字は、図３
に示すように、回転磁性部材４０の位置に対する磁気感
応デバイス３０のホール効果素子によって得られる信号
レベルとの比較を可能にするために付与されている。
【００１７】図３の上部の図解を詳細に参照すると、磁
石の磁界強度及び磁気感応デバイスの位置が、双極性信
号を送り出すように選択されている場合、曲線８０は、
磁気感応デバイス３０によって生じる出力信号の強度を
表している。図３の上部におけるグラフ表示の原点は、
歯５が第１の永久磁石１０の南極にすぐ近接して配置さ
れた場合に、磁気感応デバイス３０から出力される信号
の強度を表している。可動磁性部材４０が、矢印Ｒによ
って表された方向に移動するので、間のスペース６０
は、第１の永久磁石１０の南極に近接することになる。
矢印Ａによって表されているように、この磁性部材４０
の移動によって、歯５０が第１の永久磁石の南極に近接
すると、出力信号が、その正の最大値からその最小値ま
で弱まることになる。回転部材は、その中心４４のまわ
りで回転を続けるので、歯５２は、最終的には、第１の
永久磁石１０の南極と近接することになる。この距離
が、参照文字Ｂで表されている。回転部材が、引き続き
回転することによって、歯が、参照文字Ｂによって表さ
れた角距離になると最大信号を、参照文字Ｃによって表
された角距離になると最小信号を、参照文字Ｄによって
表された角距離になるともう１つの最大信号を順次発生
する。図３の上部曲線に示す結果は、第２の永久磁石１
２が、第１の永久磁石１０よりも強くなるように選択さ
れるか、あるいは、磁気感応デバイスが、第１の永久磁
石１０よりも第２の永久磁石１２に近くなるように配置
された場合に、得られるものである。第１と第２の永久
磁石間に有効強度差があるため、第１の永久磁石１０の
強度が、その南極に近い歯の存在によって増大すると、
曲線の最大値で表された出力信号が磁気感応デバイス３
０から生じ、さらに、スペース６０のようなスペース
が、第１の永久磁石１０の南極に近接すると、図３の上
部曲線に示す最大値に等しい出力信号が磁気感応デバイ
ス３０から生じることになる。
石の磁界強度及び磁気感応デバイスの位置が、双極性信
号を送り出すように選択されている場合、曲線８０は、
磁気感応デバイス３０によって生じる出力信号の強度を
表している。図３の上部におけるグラフ表示の原点は、
歯５が第１の永久磁石１０の南極にすぐ近接して配置さ
れた場合に、磁気感応デバイス３０から出力される信号
の強度を表している。可動磁性部材４０が、矢印Ｒによ
って表された方向に移動するので、間のスペース６０
は、第１の永久磁石１０の南極に近接することになる。
矢印Ａによって表されているように、この磁性部材４０
の移動によって、歯５０が第１の永久磁石の南極に近接
すると、出力信号が、その正の最大値からその最小値ま
で弱まることになる。回転部材は、その中心４４のまわ
りで回転を続けるので、歯５２は、最終的には、第１の
永久磁石１０の南極と近接することになる。この距離
が、参照文字Ｂで表されている。回転部材が、引き続き
回転することによって、歯が、参照文字Ｂによって表さ
れた角距離になると最大信号を、参照文字Ｃによって表
された角距離になると最小信号を、参照文字Ｄによって
表された角距離になるともう１つの最大信号を順次発生
する。図３の上部曲線に示す結果は、第２の永久磁石１
２が、第１の永久磁石１０よりも強くなるように選択さ
れるか、あるいは、磁気感応デバイスが、第１の永久磁
石１０よりも第２の永久磁石１２に近くなるように配置
された場合に、得られるものである。第１と第２の永久
磁石間に有効強度差があるため、第１の永久磁石１０の
強度が、その南極に近い歯の存在によって増大すると、
曲線の最大値で表された出力信号が磁気感応デバイス３
０から生じ、さらに、スペース６０のようなスペース
が、第１の永久磁石１０の南極に近接すると、図３の上
部曲線に示す最大値に等しい出力信号が磁気感応デバイ
ス３０から生じることになる。
【００１８】図３の下側の曲線を参照すると、ホール効
果素子と有効強度が異なる２つの磁石を関連づけて用い
ることにより、曲線８４の出力信号Ｓを常に正にとどま
る変動信号が得られるようにしている。上述のように、
磁石間における磁気感応デバイスの特定の位置によっ
て、歯と介在スペースの全ての位置に関する出力信号の
大きさに影響が生じる。さらに、磁気感応デバイスの位
置に関係なく、２つの磁石の相対強度が変化すると、歯
の全ての位置に関する出力信号の大きさが上下する。第
１の永久磁石１０の有効磁界強度が増大すると、その南
極に隣接した歯が近接することによって、図２の右から
左に、磁気感応デバイス３０を垂直に通る磁束線は、磁
界の特定の成分に応じて変動するが、常に正にとどまる
出力信号を送り出すのに十分になる。第１の永久磁石１
０の南極に近接した歯がなければ、磁気感応デバイス３
０のホール効果素子を右から左に垂直に通る磁界強度
は、磁性部材４０が位置Ｂ及びＤにあるときの信号強度
を備えた信号を発生するのに十分ではない。この不十分
さは、信号強度が大幅に低くなる、矢印Ａ及びＣによっ
て識別される、図３の下部の水平軸に沿ったポイントに
おいて顕著である。
果素子と有効強度が異なる２つの磁石を関連づけて用い
ることにより、曲線８４の出力信号Ｓを常に正にとどま
る変動信号が得られるようにしている。上述のように、
磁石間における磁気感応デバイスの特定の位置によっ
て、歯と介在スペースの全ての位置に関する出力信号の
大きさに影響が生じる。さらに、磁気感応デバイスの位
置に関係なく、２つの磁石の相対強度が変化すると、歯
の全ての位置に関する出力信号の大きさが上下する。第
１の永久磁石１０の有効磁界強度が増大すると、その南
極に隣接した歯が近接することによって、図２の右から
左に、磁気感応デバイス３０を垂直に通る磁束線は、磁
界の特定の成分に応じて変動するが、常に正にとどまる
出力信号を送り出すのに十分になる。第１の永久磁石１
０の南極に近接した歯がなければ、磁気感応デバイス３
０のホール効果素子を右から左に垂直に通る磁界強度
は、磁性部材４０が位置Ｂ及びＤにあるときの信号強度
を備えた信号を発生するのに十分ではない。この不十分
さは、信号強度が大幅に低くなる、矢印Ａ及びＣによっ
て識別される、図３の下部の水平軸に沿ったポイントに
おいて顕著である。
【００１９】図２には、本発明の特定の実施例を明らか
にするため、本発明の例示が行われているが、もちろ
ん、多くの代替実施例もその範囲内に含まれる。本発明
に従って作られた磁気センサーは、第１と第２の永久磁
石間における中点に、ホール効果素子または他の磁気感
応デバイスを配置することが可能である。代替実施例の
場合、一方の永久磁石よりもう一方の永久磁石にはるか
に近くなるように、磁気感応デバイスを配置することが
できる。実際、本発明の実施例のいくつかでは、ホール
効果素子を２つの永久磁石の一方に接触させ、もう一方
の永久磁石から間隔をあけて配置することが可能であ
る。さらに、２つの永久磁石は、大幅に異なる磁界強度
になるように、選択することができる。もちろん、図２
には、歯車状の物体４０が示されているが、可動磁性物
体は、回転ポイントまわりで回転する代わりに、第１の
永久磁石の磁極を線形に通過するように変形することが
可能である。歯車状の物体の代わりに、複数のベーン及
びウインドウから構成される、全体がカップ状の回転部
材を利用することが可能である。もちろん、本発明は、
線形に、または、回転してセンサーを通過するのではな
く、センサーに向かって、または、センサーから離れる
ように移動する磁性体の近接を検出するために利用する
ことも可能である。さらに、図２の回転部材の歯は、一
般に、等間隔をあけて配置されるが、歯及び介在ギャッ
プのサイズ及びスペーシングを、両方とも、不規則にす
ることも可能である。
にするため、本発明の例示が行われているが、もちろ
ん、多くの代替実施例もその範囲内に含まれる。本発明
に従って作られた磁気センサーは、第１と第２の永久磁
石間における中点に、ホール効果素子または他の磁気感
応デバイスを配置することが可能である。代替実施例の
場合、一方の永久磁石よりもう一方の永久磁石にはるか
に近くなるように、磁気感応デバイスを配置することが
できる。実際、本発明の実施例のいくつかでは、ホール
効果素子を２つの永久磁石の一方に接触させ、もう一方
の永久磁石から間隔をあけて配置することが可能であ
る。さらに、２つの永久磁石は、大幅に異なる磁界強度
になるように、選択することができる。もちろん、図２
には、歯車状の物体４０が示されているが、可動磁性物
体は、回転ポイントまわりで回転する代わりに、第１の
永久磁石の磁極を線形に通過するように変形することが
可能である。歯車状の物体の代わりに、複数のベーン及
びウインドウから構成される、全体がカップ状の回転部
材を利用することが可能である。もちろん、本発明は、
線形に、または、回転してセンサーを通過するのではな
く、センサーに向かって、または、センサーから離れる
ように移動する磁性体の近接を検出するために利用する
ことも可能である。さらに、図２の回転部材の歯は、一
般に、等間隔をあけて配置されるが、歯及び介在ギャッ
プのサイズ及びスペーシングを、両方とも、不規則にす
ることも可能である。
【図１】 本発明の基本原理を明らかにするために用い
られた概略表現による図である。
られた概略表現による図である。
【図２】 本発明の実施例の１つを示す図である。
【図３】 本発明の永久磁石間に配置された磁気感応デ
バイスから受信する出力信号の２つのグラフ表現による
図である。
バイスから受信する出力信号の２つのグラフ表現による
図である。
１０ 第１の永久磁石、１２ 第２の永久磁石、２
４ 磁性部材、３０ 磁気感応デバイス、３４
基板、４０ 回転磁性部材、５０ 歯、５２
歯、５４ 歯
４ 磁性部材、３０ 磁気感応デバイス、３４
基板、４０ 回転磁性部材、５０ 歯、５２
歯、５４ 歯
Claims (4)
- 【請求項１】 第１の磁軸上で整列した北極と南極を有
する第１の磁石と、第２の磁軸で整列した北極と南極を
有する第２の磁石とを有し、それらの磁石が第１の磁軸
と第２の磁軸が互いに同一線上並び、前記第１の磁石の
前記北極と前記第２の磁石の前記北極が向き合うように
配置され、前記第１と第２の磁石の間のギャップに磁気
感応装置が配置され、その磁気感応装置に対して垂直な
正味磁界強度を表した出力信号を前記磁気感応装置が発
生することを特徴とする磁気センサー。 - 【請求項２】 少なくとも１つの不連続な部分からなる
可動物体が前記第１の磁石に近接して配置され、第１の
磁石が、その可動物体と前記磁気感応装置の間に配置す
るようになることを特徴とする請求項１に記載の磁気セ
ンサー。 - 【請求項３】 互いに逆極性になるように配置され、そ
の北極と南極が共通軸上に配置された第１と第２の磁石
と、 前記第１と第２の磁石の間に配置された磁気感応装置と
から構成され、前記磁気感応装置が、前記磁気感応装置
に対して垂直に加えられる磁界強度を表した出力信号を
発生することを特徴とする磁気センサー。 - 【請求項４】 少なくとも１つの不連続な部分から構成
される可動物体が、前記第１の磁石に近接して配置され
たことを特徴とする請求項３に記載の磁気センサー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US027630 | 1979-04-06 | ||
| US2763093A | 1993-03-10 | 1993-03-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0712908A true JPH0712908A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=21838839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6065486A Withdrawn JPH0712908A (ja) | 1993-03-10 | 1994-03-10 | ２つの向かい合った磁石と磁気感応装置を利用した磁気センサー |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712908A (ja) |
| DE (1) | DE4407759A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008249370A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Canon Electronics Inc | 磁性体検出センサ及び磁性体検出装置 |
| US9222993B2 (en) | 2010-07-30 | 2015-12-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Magnetic substance detection device |
| US9234947B2 (en) | 2010-07-30 | 2016-01-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Magnetic sensor device |
| US9244135B2 (en) | 2011-05-16 | 2016-01-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Magnetic sensor device |
| US9279866B2 (en) | 2012-04-09 | 2016-03-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Magnetic sensor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19826752A1 (de) * | 1998-06-13 | 1999-12-16 | Abb Daimler Benz Transp | Vorrichtung zur Steuerung der Phase und/oder Amplitude von einem hochpoligen Synchronmotor zugeführten Strömen |
-
1994
- 1994-03-08 DE DE19944407759 patent/DE4407759A1/de not_active Withdrawn
- 1994-03-10 JP JP6065486A patent/JPH0712908A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008249370A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Canon Electronics Inc | 磁性体検出センサ及び磁性体検出装置 |
| US9222993B2 (en) | 2010-07-30 | 2015-12-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Magnetic substance detection device |
| US9234947B2 (en) | 2010-07-30 | 2016-01-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Magnetic sensor device |
| US9244135B2 (en) | 2011-05-16 | 2016-01-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Magnetic sensor device |
| US9279866B2 (en) | 2012-04-09 | 2016-03-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Magnetic sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4407759A1 (de) | 1994-09-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |