JPH082630Y2 - 磁気感知器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、例えば車両感知器等に用いられる磁気感知
器に関する。

〈従来の技術〉 磁気感知器においては、その磁気検出素子としてGaAs
系やInAs系等のホール素子が用いられている。この種の
ホール素子はその出力値が小さいため、従来、必要に応
じてアンプ等により電気的に増幅して、その増幅後の信
号を感知信号として用いていた。

〈考案が解決しようとする課題〉 ところで、ホール素子等の磁気検出素子においては、
現状ではホワイトノイズあるいは温度ドリフト等による
ノイズの発生を除去できない。このため、検出素子出力
をそのまま電気的に増幅したのではノイズ成分も同様に
増幅されるため、そのノイズ成分による影響が大とな
り、このことが感知動作を阻害する要因となっていた。
特に、微弱な磁気を検出する場合にはノイズ分による影
響は顕著であった。

〈課題を解決するための手段〉 本考案は、上記の従来の問題点を解決すべくなされた
もので、その構成を実施例に対応する第１図、第２図を
参照しつつ説明すると、本考案の磁気感知器は、磁気検
出素子１と、その検出部に磁束を導くための強磁性体製
の収束器２を備えており、その収束器２は略円錐形状で
小面積側端部が円柱形状に加工され、かつ、この円柱部
の端面2aが磁気検出素子１の検出部近傍に配設されてい
ることによって特徴づけられる。

〈作用〉 検出すべき磁気の磁力線は、収束器２の略円錐部にお
いて大面積側から小面積側端部に向かうに従って収束さ
れた後に、これら収束磁力線群の各向きが円柱部におい
て同一の方向に揃えられ直線的な磁力線となって磁気検
出素子１の検出部を通過する。従って、磁気検出素子１
の検出部に導かれる磁力線群は、外部の磁気に対してそ
の単位面積当たりの密度が高くなり、しかも、それぞれ
の向きが互いに同一の方向に揃った状態で磁気検出素子
１の検出部に入ることになる。その結果、磁気検出素子
１の出力信号は、磁気に相当する信号成分のみが増幅さ
れた形の信号となる。

〈実施例〉 本考案の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第１図は本考案実施例の構造を示す図で、収納筒３を
縦に切断して示す正面図であった。また第２図は第１図
のII-II矢視図である。

収納筒３内の中央部に、GaAs系ホール素子等の磁気検
出素子１が配設されている。また、この収納筒３内部に
は、磁気検出素子１を挟んで互いに対向する一対の磁気
収束器２が配設されており、全体として磁気感知器を構
成している。なお磁気検出素子１の出力配線1a等は収納
筒３の壁体を貫通して外部機器（図示せず）等に接続さ
れる。

磁気収束器２はケイ素鋼や純鉄等の強磁性体を略円錐
状に成形したもので、その小面積側端部は円柱形状とな
っている。また、小面積側端面2aと磁気検出素子１の検
出部との隙間は可能な限り狭くしてある。

以上の構造において、磁力線は磁気収束器２の大面積
側端面2bから感知器内部に入り、小面積側端面2aに向か
って進行するにつれ収束される。そして、その収束磁力
線群が磁気検出素子１の検出部を通過する。これによ
り、磁気検出素子１に導かれる磁力線は、外部磁気の単
位面積当たりの密度に対して高くなる。従って磁気検出
素子１の出力は、検出すべき磁気に相応する信号成分の
みが増幅された形の信号となり、この結果、必要とする
磁気検出信号を、素子自体のもつノイズ分による影響を
無視できるレベルまで増幅することが可能となる。

ここで、いずれか一方の磁気収束器２において収束さ
れた磁力線群は小面積側端面2aから出た後に再び拡がろ
うとするが、磁気検出素子１の反対側にも同形状の磁気
収束器２を配設しておくことで、収束磁力線群は、第３
図示すように反対側の収束器２に引き寄せられるため、
磁気検出器１の検出部での磁力線群の拡がりを最小限に
抑えることができる。また、磁気収束器２の小面積側端
部を円柱形状とすることにより、円錐部で収束された磁
力線群はその円柱部において向きが揃い、かつ直線的と
なって磁気検出器１の検出部を通過する。これにより検
出効率がさらに向上する。

以上の本考案実施例において感知器の全長Ｌを100m
m、磁気収束器２の小面積側および大面積側端面2aおよ
び2bの直径をそれぞれｄ＝3.5mm,D＝38mmとし、さらに
一対の磁気収束器２間のギャップＧを1.5mmとして、磁
気の検出を行ったところ、磁気検出素子１のみで同じ磁
気を検出した場合に対して、磁気検出信号のみが15〜20
倍程度増幅されていることが確認できた。また、磁気収
束器２の大面積側端面2bの形状を平面でなく半球状にし
たところ、効果の差異はあまり認められなかった。

なお、以上の実施例において、磁気検出素子１の検出
部と磁気収束器２の小面積側端面2aとの間における隙間
寸法は特に限定されないが、その隙間が狭ければ狭いほ
ど検出効率は高くなる。また、磁気収束器２の小面積側
と大面積側との両者の面積比は、上記の寸法比に限られ
ることなく、その面積比を大きくすればする程、増幅度
を高くすることができる。

また、以上の実施例においては、磁気検出素子１を挟
んで互いに対向する位置にそれぞれ磁気収束器２を設け
ているが、この磁気収束器２の配置は、磁気検出素子１
の片側の位置のみの場合であっても、磁気の検出効率は
少しは悪くはなるものの同様な効果を得ることができ
る。

さらに、本考案においては、使用する磁気検出素子の
種類に係わらず同様の効果を得ることができることは勿
論で、特に磁気検出素子としてGaAs系ホール素子を用い
る場合、この素子は、従来、ノイズ分が大きく微弱な磁
気の検出には適していなかったが、本考案の構成とする
ことによりその微弱な磁気の検出も可能となる。これに
より、従来では微弱な磁気の検出には高価で入手し難い
InAsホール素子を使用せざるを得ないといった制限があ
ったのに対し、本考案によりその制限を解消できる。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案の磁気感知器によれば、
検出すべき磁気の磁力線を収束器の略円錐部で収束した
後に、これら収束磁力線群の各向きを収束器先端の円柱
部において同一の方向に揃えて磁気検出素子に導くよう
に構成したので、磁気に相応する信号成分のみを、検出
素子自体のノイズ成分を無視できるレベルにまで増幅す
ることができ、これにより磁気の検出効率が大幅に向上
する。その結果、ノイズ成分の影響が顕著に現れる微弱
な磁気であってもその検出が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の構成を示す縦断面図、第２図は
第１図のII-II矢視図である。また、第３図は本考案実
施例の作用説明図である。 １……磁気検出素子 ２……磁気収束器 2a……小面積側端面 2b……大面積側端面 ３……収納筒

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気検出素子と、その検出部に磁束を導く
   ための強磁性体製の収束器を備え、その収束器は略円錐
   形状で小面積側端部が円柱形状に加工され、かつ、この
   円柱部の先端面が上記磁気検出素子の検出部近傍に配設
   されてなる磁気感知器。