JPH10197545A - 磁気検出装置 - Google Patents
磁気検出装置Info
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- JPH10197545A JPH10197545A JP9003181A JP318197A JPH10197545A JP H10197545 A JPH10197545 A JP H10197545A JP 9003181 A JP9003181 A JP 9003181A JP 318197 A JP318197 A JP 318197A JP H10197545 A JPH10197545 A JP H10197545A
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- magnetoresistive
- magnetic field
- gear
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化かつ高感度を得る磁気検出装置を提供
する。 【解決手段】 磁性材料を有するギア11に向けて磁界
を発生するバイアス磁石25aと、このバイアス磁石に
対向配置されるとともにバイアス磁石のギア側の磁極面
近傍に配置されかつギアの運動方向に対して略垂直な面
に配置され、ギアの運動に応じた磁界の変化により抵抗
変化を生ずる磁気抵抗効果素子18とを備えることで、
ギアの運動方向のバイアス磁界がギアの運動によりギア
に向かう方向に変調され、バイアス磁界の変調の大きさ
は、バイアス磁石のギア側の磁極面近傍で最大となるた
め、高感度が得られ1つの磁石により小型化できる。
する。 【解決手段】 磁性材料を有するギア11に向けて磁界
を発生するバイアス磁石25aと、このバイアス磁石に
対向配置されるとともにバイアス磁石のギア側の磁極面
近傍に配置されかつギアの運動方向に対して略垂直な面
に配置され、ギアの運動に応じた磁界の変化により抵抗
変化を生ずる磁気抵抗効果素子18とを備えることで、
ギアの運動方向のバイアス磁界がギアの運動によりギア
に向かう方向に変調され、バイアス磁界の変調の大きさ
は、バイアス磁石のギア側の磁極面近傍で最大となるた
め、高感度が得られ1つの磁石により小型化できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
の抵抗変化を利用して被検出対象の移動,回転等を検出
する高感度な磁気検出装置に関する。
の抵抗変化を利用して被検出対象の移動,回転等を検出
する高感度な磁気検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気センサは、バイアス磁石を有し、磁
気抵抗効果素子の抵抗変化を利用して磁性体からなる被
検出対象の移動,回転等を検出するものであり、小型で
あることから、広く利用されている。
気抵抗効果素子の抵抗変化を利用して磁性体からなる被
検出対象の移動,回転等を検出するものであり、小型で
あることから、広く利用されている。
【0003】この種の従来の磁気センサの公知技術とし
て、例えば、特開平3−195970に記載されたもの
がある。特開平3−195970に記載された磁気セン
サの方式を図14に示す。図14に示す磁気センサに
は、磁性材料からなる被検出対象としてのギア11に向
けてバイアス磁界13を発生するバイアス磁石15が設
けられる。
て、例えば、特開平3−195970に記載されたもの
がある。特開平3−195970に記載された磁気セン
サの方式を図14に示す。図14に示す磁気センサに
は、磁性材料からなる被検出対象としてのギア11に向
けてバイアス磁界13を発生するバイアス磁石15が設
けられる。
【0004】このバイアス磁界13の方向に垂直な面に
磁気抵抗効果素子16a,16bを形成した絶縁基板1
7aが配置される。バイアス磁石15から発生したバイ
アス磁界の磁力線は、ギア11の山と谷で周期的に変調
され、ギア11の歯の相対位置に応じて正弦波状に変化
する。
磁気抵抗効果素子16a,16bを形成した絶縁基板1
7aが配置される。バイアス磁石15から発生したバイ
アス磁界の磁力線は、ギア11の山と谷で周期的に変調
され、ギア11の歯の相対位置に応じて正弦波状に変化
する。
【0005】バイアス磁界13の振れ角度θは、ギア1
1の移動に伴って変化する。この磁界角度の変化による
磁気抵抗効果素子16bの面内に生ずる振れ角方向の磁
界強度の変化を磁気抵抗効果素子16bの抵抗変化とし
て検出し、ギア11の運動を検出している。
1の移動に伴って変化する。この磁界角度の変化による
磁気抵抗効果素子16bの面内に生ずる振れ角方向の磁
界強度の変化を磁気抵抗効果素子16bの抵抗変化とし
て検出し、ギア11の運動を検出している。
【0006】また、特開平3−195970に記載され
た磁気センサの第2の方式を図15に示す。図15に示
すように、絶縁基板17bに設けられた磁気抵抗効果素
子16bは、バイアス磁界方向13と、ギア11の運動
方向との2方向を有する面に配置される。
た磁気センサの第2の方式を図15に示す。図15に示
すように、絶縁基板17bに設けられた磁気抵抗効果素
子16bは、バイアス磁界方向13と、ギア11の運動
方向との2方向を有する面に配置される。
【0007】この方式は、磁界の振れによる磁界方向
と、磁気抵抗効果素子16bを流れる電流の方向とのな
す角度が変化することを利用し、ギア11の運動によっ
て生ずるバイアス磁界13の状態変化に応じて磁気抵抗
効果素子16bの抵抗が変化する。
と、磁気抵抗効果素子16bを流れる電流の方向とのな
す角度が変化することを利用し、ギア11の運動によっ
て生ずるバイアス磁界13の状態変化に応じて磁気抵抗
効果素子16bの抵抗が変化する。
【0008】このように、前述した磁気センサの第1の
方式及び第2の方式にあっても、バイアス磁界13の方
向は、ギア11に向かう方向にあり、ギア11の運動に
応じて、バイアス磁界13の方向が、ギア11の運動方
向に振れることを利用している。
方式及び第2の方式にあっても、バイアス磁界13の方
向は、ギア11に向かう方向にあり、ギア11の運動に
応じて、バイアス磁界13の方向が、ギア11の運動方
向に振れることを利用している。
【0009】しかしながら、従来の磁気センサの構成に
あっては、ギア11と磁気抵抗効果素子16a,16b
との間のエアギャップが大きくなるにつれて、振れ角
は、急激に小さくなるため、感度が低下する。
あっては、ギア11と磁気抵抗効果素子16a,16b
との間のエアギャップが大きくなるにつれて、振れ角
は、急激に小さくなるため、感度が低下する。
【0010】この感度の低下を改善したものとして、本
出願人は未公知の特願平8−172499号の磁気検出
装置を出願している。この未公知の磁気検出装置を図1
6に示す。
出願人は未公知の特願平8−172499号の磁気検出
装置を出願している。この未公知の磁気検出装置を図1
6に示す。
【0011】図16において、第1の磁石25a及び第
2の磁石25bはギア11に向けてバイアス磁界を発生
する。第2の磁石25bは、互いに異極を対向させて第
1の磁石25aと対向配置されると共にギア11の運動
方向に配置される。
2の磁石25bはギア11に向けてバイアス磁界を発生
する。第2の磁石25bは、互いに異極を対向させて第
1の磁石25aと対向配置されると共にギア11の運動
方向に配置される。
【0012】磁気抵抗効果素子16は、第1の磁石25
aと第2の磁石25bとの間のバイアス磁界中にありギ
ア11の運動方向に対して略垂直な面に配置され、ギア
11の運動に応じたバイアス磁界の状態変化により抵抗
変化を生ずる。
aと第2の磁石25bとの間のバイアス磁界中にありギ
ア11の運動方向に対して略垂直な面に配置され、ギア
11の運動に応じたバイアス磁界の状態変化により抵抗
変化を生ずる。
【0013】磁気抵抗効果素子16は、図17に示すよ
うに、磁気抵抗効果素子16aに磁気抵抗効果素子16
bが直列に接続される。磁気抵抗効果素子16aはギア
11に向かう方向Xに垂直な方向に配置され、磁気抵抗
効果素子16bはギア11に向かう方向Xに配置され
る。
うに、磁気抵抗効果素子16aに磁気抵抗効果素子16
bが直列に接続される。磁気抵抗効果素子16aはギア
11に向かう方向Xに垂直な方向に配置され、磁気抵抗
効果素子16bはギア11に向かう方向Xに配置され
る。
【0014】このような磁気検出装置によれば、図18
に示すように、第1の磁石25aと第2の磁石25bと
の間の空間では、ギア11の運動方向にバイアス磁界が
発生する。ギア11の運動方向にあるバイアス磁界は、
ギア11の運動により、ギア11に向かう方向Xに振れ
角度θだけ振れて変調される。
に示すように、第1の磁石25aと第2の磁石25bと
の間の空間では、ギア11の運動方向にバイアス磁界が
発生する。ギア11の運動方向にあるバイアス磁界は、
ギア11の運動により、ギア11に向かう方向Xに振れ
角度θだけ振れて変調される。
【0015】このため、ギア11に向かう方向Xに垂直
な方向に配置された磁気抵抗効果素子16aは、ギア1
1の運動に応じたバイアス磁界の状態変化により抵抗変
化を生ずる。従って、ギア11と磁気抵抗効果素子(M
RE)16aとのエアギャップに対する磁界変調量の減
少が比較的小さくなり、エアギャップに対する感度を向
上できる。
な方向に配置された磁気抵抗効果素子16aは、ギア1
1の運動に応じたバイアス磁界の状態変化により抵抗変
化を生ずる。従って、ギア11と磁気抵抗効果素子(M
RE)16aとのエアギャップに対する磁界変調量の減
少が比較的小さくなり、エアギャップに対する感度を向
上できる。
【0016】また、図16に示す磁気検出装置を小型化
することが望ましいが、この磁気検出装置を小型化する
ためには磁石25a,25bをギアの運動方向に対して
薄くし、かつ、2つの磁石25a,25bの間隔を小さ
くする必要がある。
することが望ましいが、この磁気検出装置を小型化する
ためには磁石25a,25bをギアの運動方向に対して
薄くし、かつ、2つの磁石25a,25bの間隔を小さ
くする必要がある。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁石2
5a,25bを薄くすると、十分な磁界強度が確保でき
なくなり、また、磁石間隔を小さくすると、磁界変化量
が小さくなる。このため、センサの感度が大幅に低下し
てしまう。
5a,25bを薄くすると、十分な磁界強度が確保でき
なくなり、また、磁石間隔を小さくすると、磁界変化量
が小さくなる。このため、センサの感度が大幅に低下し
てしまう。
【0018】例えば、2mm厚の2つの磁石の間隔を4
mmとした場合には、図19の○印で示すように検出ギ
ャップ0〜3mmに対して感度が約64mV〜約7mV
に変化する。また、1mm厚の2つの磁石の間隔を2m
mとした場合には、図19の×印で示すように検出ギャ
ップ0.5〜2mmに対して感度が約40mV〜約5m
Vに変化する。その結果、図14乃至図16に示す磁気
検出装置を小型化することができなかった。
mmとした場合には、図19の○印で示すように検出ギ
ャップ0〜3mmに対して感度が約64mV〜約7mV
に変化する。また、1mm厚の2つの磁石の間隔を2m
mとした場合には、図19の×印で示すように検出ギャ
ップ0.5〜2mmに対して感度が約40mV〜約5m
Vに変化する。その結果、図14乃至図16に示す磁気
検出装置を小型化することができなかった。
【0019】また、磁界Hの強度は方向Xの位置に強く
依存する。このため、バイアス磁界中に磁気抵抗効果素
子16を配置すると、同一の磁気抵抗効果素子16aの
中で、場所により磁気動作点に差が生ずる。磁気抵抗効
果素子16aは図20に示すように、磁界強度により抵
抗が変化する。
依存する。このため、バイアス磁界中に磁気抵抗効果素
子16を配置すると、同一の磁気抵抗効果素子16aの
中で、場所により磁気動作点に差が生ずる。磁気抵抗効
果素子16aは図20に示すように、磁界強度により抵
抗が変化する。
【0020】そして、ギア11の移動により、磁界が動
作点を中心として所定の範囲で変化するため、抵抗値も
これに応じて変化する。例えば、ギア11に近い側のM
RE1、A点にあるMREA、ギア11から遠い側のM
REnのそれぞれの動作点は図20に示すようになる。
作点を中心として所定の範囲で変化するため、抵抗値も
これに応じて変化する。例えば、ギア11に近い側のM
RE1、A点にあるMREA、ギア11から遠い側のM
REnのそれぞれの動作点は図20に示すようになる。
【0021】同一振れ幅を持つ磁界強度変化に対する抵
抗値の変化は、MRE1が一番小さく、MREAが中程
度であり、MREnが一番大きいので、図21に示すよ
うになる。磁気抵抗効果素子16aの抵抗変化はMRE
1〜MREnの合成であり、図22に示すような波形と
なる。この波形には歪みが生じており、これによって安
定したセンサ出力が得られないという問題があった。
抗値の変化は、MRE1が一番小さく、MREAが中程
度であり、MREnが一番大きいので、図21に示すよ
うになる。磁気抵抗効果素子16aの抵抗変化はMRE
1〜MREnの合成であり、図22に示すような波形と
なる。この波形には歪みが生じており、これによって安
定したセンサ出力が得られないという問題があった。
【0022】本発明は、小型かつ高感度を得ると共に、
波形歪みのない安定したセンサ出力を得ることのできる
磁気検出装置を提供することを課題とする。
波形歪みのない安定したセンサ出力を得ることのできる
磁気検出装置を提供することを課題とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の手段を採用した。請求項1の発明
は、磁性材料を有する被検出対象に向けて磁界を発生す
るバイアス磁石と、このバイアス磁石に対向配置される
とともにバイアス磁石の前記被検出対象側の磁極面近傍
に配置されかつ被検出対象の運動方向に対して略垂直な
面に配置され、被検出対象の運動に応じた磁界の変化に
より抵抗変化を生ずる磁気抵抗手段とを備えることを要
旨とする。
決するために以下の手段を採用した。請求項1の発明
は、磁性材料を有する被検出対象に向けて磁界を発生す
るバイアス磁石と、このバイアス磁石に対向配置される
とともにバイアス磁石の前記被検出対象側の磁極面近傍
に配置されかつ被検出対象の運動方向に対して略垂直な
面に配置され、被検出対象の運動に応じた磁界の変化に
より抵抗変化を生ずる磁気抵抗手段とを備えることを要
旨とする。
【0024】この発明によれば、バイアス磁石により被
検出対象に向かうバイアス磁界が発生すると共に被検出
対象の運動方向にバイアス磁界が発生し、磁気抵抗手段
をバイアス磁石に対向配置するとともにバイアス磁石の
前記被検出対象側の磁極面近傍に配置しかつ被検出対象
の運動方向に対して略垂直な面に配置すると、被検出対
象の運動方向にあるバイアス磁界は、磁気抵抗手段を貫
き、被検出対象の運動により被検出対象に向かう方向に
変調される。
検出対象に向かうバイアス磁界が発生すると共に被検出
対象の運動方向にバイアス磁界が発生し、磁気抵抗手段
をバイアス磁石に対向配置するとともにバイアス磁石の
前記被検出対象側の磁極面近傍に配置しかつ被検出対象
の運動方向に対して略垂直な面に配置すると、被検出対
象の運動方向にあるバイアス磁界は、磁気抵抗手段を貫
き、被検出対象の運動により被検出対象に向かう方向に
変調される。
【0025】また、バイアス磁界の変調の大きさは、バ
イアス磁石の前記被検出対象側の磁極面近傍で最大とな
るため、この位置に磁気抵抗手段を配置することで、大
きな抵抗変化が得られ、高感度を得ることができると共
に、1つの磁石のみを用いるから磁気検出装置を小型化
できる。
イアス磁石の前記被検出対象側の磁極面近傍で最大とな
るため、この位置に磁気抵抗手段を配置することで、大
きな抵抗変化が得られ、高感度を得ることができると共
に、1つの磁石のみを用いるから磁気検出装置を小型化
できる。
【0026】請求項2の発明のように、前記磁気抵抗手
段は、被検出対象に向かう方向に対して略垂直な方向に
配置されたパターンからなる微小磁気抵抗手段を被検出
対象に向かう方向に沿って複数個並設して直列に接続
し、複数個の微小磁気抵抗手段の被検出対象に向かう方
向の幅サイズを、各微小磁気抵抗手段の前記略垂直な方
向のパターンサイズよりも所定サイズ短くした第1の磁
気抵抗手段であることを要旨とする。
段は、被検出対象に向かう方向に対して略垂直な方向に
配置されたパターンからなる微小磁気抵抗手段を被検出
対象に向かう方向に沿って複数個並設して直列に接続
し、複数個の微小磁気抵抗手段の被検出対象に向かう方
向の幅サイズを、各微小磁気抵抗手段の前記略垂直な方
向のパターンサイズよりも所定サイズ短くした第1の磁
気抵抗手段であることを要旨とする。
【0027】この発明によれば、各微小磁気抵抗手段
は、被検出対象に向かう方向に対して略垂直な方向に配
置されたパターンであるので、被検出対象の運動に応じ
たバイアス磁界の状態変化により抵抗変化を生ずる。
は、被検出対象に向かう方向に対して略垂直な方向に配
置されたパターンであるので、被検出対象の運動に応じ
たバイアス磁界の状態変化により抵抗変化を生ずる。
【0028】また、複数個の微小磁気抵抗手段の被検出
対象に向かう方向の幅サイズを、各微小磁気抵抗手段の
前記垂直な方向のパターンサイズよりも所定サイズ短く
したので、微小磁気抵抗手段相互間の距離がさらに短く
なるから、被検出対象に向かう方向の磁界のばらつきが
少なくなり、磁界強度に対する各微小磁気抵抗手段の各
抵抗値の差が小さくなる。
対象に向かう方向の幅サイズを、各微小磁気抵抗手段の
前記垂直な方向のパターンサイズよりも所定サイズ短く
したので、微小磁気抵抗手段相互間の距離がさらに短く
なるから、被検出対象に向かう方向の磁界のばらつきが
少なくなり、磁界強度に対する各微小磁気抵抗手段の各
抵抗値の差が小さくなる。
【0029】すなわち、各微小磁気抵抗手段の動作点の
差を小さくできるから、各微小磁気抵抗手段相互間の抵
抗変化も差が小さく、しかもほぼ同一波形であって波形
歪みのない正弦波形となる。従って、各微小磁気抵抗手
段の各抵抗値の波形を合成した合成抵抗値の波形は、波
形歪みのない正弦波形となるので、波形歪みのない安定
したセンサ出力が得られる。
差を小さくできるから、各微小磁気抵抗手段相互間の抵
抗変化も差が小さく、しかもほぼ同一波形であって波形
歪みのない正弦波形となる。従って、各微小磁気抵抗手
段の各抵抗値の波形を合成した合成抵抗値の波形は、波
形歪みのない正弦波形となるので、波形歪みのない安定
したセンサ出力が得られる。
【0030】請求項3の発明のように、前記第1の磁気
抵抗手段に直列に接続されかつ前記バイアス磁石の前記
被検出対象側の磁極面近傍に配置された第2の磁気抵抗
手段を備え、この第2の磁気抵抗手段は、被検出対象に
向かう方向に配置された略前記幅サイズのパターンから
なる微小磁気抵抗手段を前記略垂直な方向に沿って複数
個並設してなることを要旨とする。
抵抗手段に直列に接続されかつ前記バイアス磁石の前記
被検出対象側の磁極面近傍に配置された第2の磁気抵抗
手段を備え、この第2の磁気抵抗手段は、被検出対象に
向かう方向に配置された略前記幅サイズのパターンから
なる微小磁気抵抗手段を前記略垂直な方向に沿って複数
個並設してなることを要旨とする。
【0031】この発明によれば、第2の磁気抵抗手段
は、被検出対象に向かう方向に配置された短いパターン
からなる微小磁気抵抗手段を前記略垂直な方向に沿って
複数個並設してなるので、磁界の変化に応じた抵抗変化
は、第1の磁気抵抗手段の抵抗変化と比較して非常に小
さく、ほぼ一定の抵抗値となり、第1の磁気抵抗手段と
第2の磁気抵抗手段との中点端子からは、第1の磁気抵
抗手段の抵抗変化に相当する出力信号を得ることができ
る。
は、被検出対象に向かう方向に配置された短いパターン
からなる微小磁気抵抗手段を前記略垂直な方向に沿って
複数個並設してなるので、磁界の変化に応じた抵抗変化
は、第1の磁気抵抗手段の抵抗変化と比較して非常に小
さく、ほぼ一定の抵抗値となり、第1の磁気抵抗手段と
第2の磁気抵抗手段との中点端子からは、第1の磁気抵
抗手段の抵抗変化に相当する出力信号を得ることができ
る。
【0032】請求項4の発明は、前記第2の磁気抵抗手
段に接続されると共に前記略垂直な方向に沿って配置さ
れかつ前記バイアス磁石の前記被検出対象側の磁極面近
傍に配置され前記第1の磁気抵抗手段と同一構成をなす
第3の磁気抵抗手段と、この第3の磁気抵抗手段及び前
記第1の磁気抵抗手段に接続されると共に前記略垂直な
方向に沿って配置され前記バイアス磁石の前記被検出対
象側の磁極面近傍に配置され前記第2の磁気抵抗手段と
同一構成をなす第4の磁気抵抗手段とを備えることを要
旨とする。
段に接続されると共に前記略垂直な方向に沿って配置さ
れかつ前記バイアス磁石の前記被検出対象側の磁極面近
傍に配置され前記第1の磁気抵抗手段と同一構成をなす
第3の磁気抵抗手段と、この第3の磁気抵抗手段及び前
記第1の磁気抵抗手段に接続されると共に前記略垂直な
方向に沿って配置され前記バイアス磁石の前記被検出対
象側の磁極面近傍に配置され前記第2の磁気抵抗手段と
同一構成をなす第4の磁気抵抗手段とを備えることを要
旨とする。
【0033】この発明によれば、第1の磁気抵抗手段乃
至第4の磁気抵抗手段が前記略垂直な方向に沿って配置
されるので、第1の磁気抵抗手段乃至第4の磁気抵抗手
段の被検出対象に向かう方向のサイズが比較的小さくな
る。このため、各磁気抵抗手段の各中点電位の位相差が
180゜となるため、中点電位差は高いセンサ出力とな
る。
至第4の磁気抵抗手段が前記略垂直な方向に沿って配置
されるので、第1の磁気抵抗手段乃至第4の磁気抵抗手
段の被検出対象に向かう方向のサイズが比較的小さくな
る。このため、各磁気抵抗手段の各中点電位の位相差が
180゜となるため、中点電位差は高いセンサ出力とな
る。
【0034】
【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気検出装置の実
施の形態を図面を参照して説明する。図1に本発明の磁
気検出装置の実施の形態1の斜視図を示す。
施の形態を図面を参照して説明する。図1に本発明の磁
気検出装置の実施の形態1の斜視図を示す。
【0035】<実施の形態1>図1に示す磁気検出装置
は、磁気センサであり、回転運動を行なう被検出対象と
してのギア11を設ける。ギア11の右側には、バイア
ス磁石25a、磁気抵抗効果素子18が設けられる。
は、磁気センサであり、回転運動を行なう被検出対象と
してのギア11を設ける。ギア11の右側には、バイア
ス磁石25a、磁気抵抗効果素子18が設けられる。
【0036】バイアス磁石25aは、磁性材料を有する
ギア11に向けてバイアス磁界を発生するもので、ギア
11側にN極が配置されている。
ギア11に向けてバイアス磁界を発生するもので、ギア
11側にN極が配置されている。
【0037】磁気抵抗効果素子18は、磁気抵抗効果素
子18aと磁気抵抗効果素子18bとからなり、バイア
ス磁石25aに対向配置されるとともにバイアス磁石2
5aのギア11側の磁極面近傍に配置されかつギア11
の運動方向に対して垂直な面に設置され、ギア11の運
動に応じたバイアス磁界の状態変化により抵抗変化を生
ずる。
子18aと磁気抵抗効果素子18bとからなり、バイア
ス磁石25aに対向配置されるとともにバイアス磁石2
5aのギア11側の磁極面近傍に配置されかつギア11
の運動方向に対して垂直な面に設置され、ギア11の運
動に応じたバイアス磁界の状態変化により抵抗変化を生
ずる。
【0038】図2にバイアス磁石25aの磁力線分布を
示す。バイアス磁石25aの磁力線、すなわち、バイア
ス磁界はN極からギア11に向かう磁界、N極からギア
11の運動方向への磁界、N極からS極に向かう磁界か
らなる。
示す。バイアス磁石25aの磁力線、すなわち、バイア
ス磁界はN極からギア11に向かう磁界、N極からギア
11の運動方向への磁界、N極からS極に向かう磁界か
らなる。
【0039】このギア11の運動方向のバイアス磁界中
であってかつバイアス磁石25aのギア11側の磁極面
近傍位置Bに前述した磁気抵抗効果素子18を配置す
る。なお、ギア11の運動方向のバイアス磁界は、バイ
アス磁石25aの磁極面から離れるに従って徐々に小さ
くなるようになっている。
であってかつバイアス磁石25aのギア11側の磁極面
近傍位置Bに前述した磁気抵抗効果素子18を配置す
る。なお、ギア11の運動方向のバイアス磁界は、バイ
アス磁石25aの磁極面から離れるに従って徐々に小さ
くなるようになっている。
【0040】図3に磁気抵抗効果素子18及びバイアス
磁石25aを実装した実際の磁気検出装置(磁気セン
サ)の断面図を示す。図3において、外形横サイズが5
mmで肉厚が0.5mmの外装ケース12内の中央部に
は例えば0.5mm厚の絶縁基板20が設けられてお
り、この絶縁基板20には、集積回路(IC)、抵抗及
びコンデンサなどの複数の電子部品21が搭載されてい
る。
磁石25aを実装した実際の磁気検出装置(磁気セン
サ)の断面図を示す。図3において、外形横サイズが5
mmで肉厚が0.5mmの外装ケース12内の中央部に
は例えば0.5mm厚の絶縁基板20が設けられてお
り、この絶縁基板20には、集積回路(IC)、抵抗及
びコンデンサなどの複数の電子部品21が搭載されてい
る。
【0041】外装ケース12の左側面部と絶縁基板20
との間には例えば2mm厚のバイアス磁石25aが配置
され、外装ケース12の右側面部と絶縁基板20との間
には例えば、0.5mm厚の磁気抵抗効果素子18が配
置される。
との間には例えば2mm厚のバイアス磁石25aが配置
され、外装ケース12の右側面部と絶縁基板20との間
には例えば、0.5mm厚の磁気抵抗効果素子18が配
置される。
【0042】図4に前記磁気抵抗効果素子18の構成を
示す。磁気抵抗効果素子18は、磁気抵抗効果素子18
aに磁気抵抗効果素子18bが接続されている。磁気抵
抗効果素子18aは、垂直方向(ギア11に向かう方向
Xに対して垂直な方向)に細長く配置された3つのパタ
ーンからなる微小磁気抵抗手段としてのMRE1,MR
E2,MRE3が直列に接続され、電源が供給される端
子aを有する。
示す。磁気抵抗効果素子18は、磁気抵抗効果素子18
aに磁気抵抗効果素子18bが接続されている。磁気抵
抗効果素子18aは、垂直方向(ギア11に向かう方向
Xに対して垂直な方向)に細長く配置された3つのパタ
ーンからなる微小磁気抵抗手段としてのMRE1,MR
E2,MRE3が直列に接続され、電源が供給される端
子aを有する。
【0043】MRE1からMRE3までのX方向の距離
は十分に小さくなっている。磁気抵抗効果素子18aの
パターンのサイズは、MRE1からMRE3までのX方
向のサイズの例えば、数倍乃至数十倍の範囲内である。
は十分に小さくなっている。磁気抵抗効果素子18aの
パターンのサイズは、MRE1からMRE3までのX方
向のサイズの例えば、数倍乃至数十倍の範囲内である。
【0044】磁気抵抗効果素子18bは、水平方向(ギ
ア11に向かう方向X)に短長のパターンからなるMR
ESを約10個〜20個配置し、各々のMRESが直列
に接続されており、接地端子cを有する。中点端子bか
らセンサ出力を得るようになっている。短長のパターン
のサイズはMRE1からMRE3までのX方向のサイズ
よりも僅かに大きい。
ア11に向かう方向X)に短長のパターンからなるMR
ESを約10個〜20個配置し、各々のMRESが直列
に接続されており、接地端子cを有する。中点端子bか
らセンサ出力を得るようになっている。短長のパターン
のサイズはMRE1からMRE3までのX方向のサイズ
よりも僅かに大きい。
【0045】磁気抵抗効果素子18aは、ギア11に向
かう方向Xに対して垂直な方向に配置され、磁気抵抗効
果素子18bはギア11に向かう方向Xに配置される。
磁気抵抗効果素子18a,18bは、その磁気抵抗効果
素子を流れる電流の方向と磁界方向とのなす角度と、磁
界強度とによって抵抗が変化する。
かう方向Xに対して垂直な方向に配置され、磁気抵抗効
果素子18bはギア11に向かう方向Xに配置される。
磁気抵抗効果素子18a,18bは、その磁気抵抗効果
素子を流れる電流の方向と磁界方向とのなす角度と、磁
界強度とによって抵抗が変化する。
【0046】電流の方向と磁界方向とのなす角度が90
゜である場合、すなわち、磁気抵抗効果素子18aは、
ギア11に向かう方向Xの磁界強度の大きさによって抵
抗が変化する。
゜である場合、すなわち、磁気抵抗効果素子18aは、
ギア11に向かう方向Xの磁界強度の大きさによって抵
抗が変化する。
【0047】電流の方向と磁界方向とのなす角度が0゜
である場合、すなわち、磁気抵抗効果素子18bは、磁
界強度の大きさに関係なく、抵抗が変化しない。ここで
は、磁気抵抗効果素子18aのみの抵抗が変化するの
で、その出力が用いられる。
である場合、すなわち、磁気抵抗効果素子18bは、磁
界強度の大きさに関係なく、抵抗が変化しない。ここで
は、磁気抵抗効果素子18aのみの抵抗が変化するの
で、その出力が用いられる。
【0048】このように構成された磁気検出装置によれ
ば、バイアス磁石25aによりギア11に向かうバイア
ス磁界が発生すると共にギア11の運動方向にバイアス
磁界が発生する。
ば、バイアス磁石25aによりギア11に向かうバイア
ス磁界が発生すると共にギア11の運動方向にバイアス
磁界が発生する。
【0049】また、磁気抵抗効果素子18をバイアス磁
石25aに対向配置するとともにバイアス磁石25aの
ギア11側の磁極面近傍に配置しかつギア11の運動方
向に対して略垂直な面に配置したので、ギアの運動方向
にあるバイアス磁界は、磁気抵抗効果素子18を貫き、
ギア11の運動によりギア11に向かう方向Xに変調さ
れる(振れを生ずる。)。つまり、ギア11が運動する
ことで、ギア11に向かう方向Xのバイアス磁界成分が
変化する。
石25aに対向配置するとともにバイアス磁石25aの
ギア11側の磁極面近傍に配置しかつギア11の運動方
向に対して略垂直な面に配置したので、ギアの運動方向
にあるバイアス磁界は、磁気抵抗効果素子18を貫き、
ギア11の運動によりギア11に向かう方向Xに変調さ
れる(振れを生ずる。)。つまり、ギア11が運動する
ことで、ギア11に向かう方向Xのバイアス磁界成分が
変化する。
【0050】このとき、磁気抵抗効果素子18aのMR
E1〜MRE3は、ギア11の運動方向に略垂直な面
(つまり、両方の磁石25a,25bの磁石面に平行な
面)であって、ギア11に向かう方向Xに対して垂直な
方向Yに配置されている。すなわち、電流の方向と磁界
方向とのなす角度が略90゜であるから、磁気抵抗効果
素子18aは、ギア11の運動に応じて、ギア11に向
かう方向Xの磁界強度の変化によって抵抗が変化する。
E1〜MRE3は、ギア11の運動方向に略垂直な面
(つまり、両方の磁石25a,25bの磁石面に平行な
面)であって、ギア11に向かう方向Xに対して垂直な
方向Yに配置されている。すなわち、電流の方向と磁界
方向とのなす角度が略90゜であるから、磁気抵抗効果
素子18aは、ギア11の運動に応じて、ギア11に向
かう方向Xの磁界強度の変化によって抵抗が変化する。
【0051】また、そのバイアス磁界の変調の大きさ
(ギア11の運動による磁界の変化量)は、バイアス磁
石25aのギア11側の磁極面近傍で最大となるため、
この位置に磁気抵抗効果素子18を配置することで、大
きな抵抗変化が得られ、高感度を得ることができる。
(ギア11の運動による磁界の変化量)は、バイアス磁
石25aのギア11側の磁極面近傍で最大となるため、
この位置に磁気抵抗効果素子18を配置することで、大
きな抵抗変化が得られ、高感度を得ることができる。
【0052】図5に検出ギャップに対する磁気抵抗効果
素子の感度を示す。図5において、△印で示す部分は、
磁気抵抗効果素子18の方向Xの寸法が30μmであ
り、検出ギャップが2mmのときに感度は約23mVと
なり、検出ギャップが0.5mmのときに感度は約70
mVとなる。
素子の感度を示す。図5において、△印で示す部分は、
磁気抵抗効果素子18の方向Xの寸法が30μmであ
り、検出ギャップが2mmのときに感度は約23mVと
なり、検出ギャップが0.5mmのときに感度は約70
mVとなる。
【0053】一方、図19の従来の磁気検出装置では、
×印で示すように検出ギャップが2mmのときに感度が
約5mVとなり、検出ギャップが0.5mmのときに感
度は約42mVとなり、実施の形態1の方が感度がかな
り高くなる。
×印で示すように検出ギャップが2mmのときに感度が
約5mVとなり、検出ギャップが0.5mmのときに感
度は約42mVとなり、実施の形態1の方が感度がかな
り高くなる。
【0054】○印で示す部分は、磁気抵抗効果素子18
の方向Xの寸法が90μmであり、検出ギャップが2m
mのときに感度は約12mVとなる。一方、図19の従
来の磁気検出装置では、×印で示すように検出ギャップ
が2mmのときに感度が約5mVであり、実施の形態1
の方が感度が高い。×印で示す部分は、磁気抵抗効果素
子18の方向Xの寸法が300μmであり、検出ギャッ
プが2mmのときに感度は約6mVとなる。
の方向Xの寸法が90μmであり、検出ギャップが2m
mのときに感度は約12mVとなる。一方、図19の従
来の磁気検出装置では、×印で示すように検出ギャップ
が2mmのときに感度が約5mVであり、実施の形態1
の方が感度が高い。×印で示す部分は、磁気抵抗効果素
子18の方向Xの寸法が300μmであり、検出ギャッ
プが2mmのときに感度は約6mVとなる。
【0055】以上のことから、磁気抵抗効果素子18a
方向Xの寸法が小さい方が感度が高いことがわかる。こ
のように、検出ギャップに対する感度を向上し、感度の
バイアス磁石25aの間隔依存性をなくすことができ
る。
方向Xの寸法が小さい方が感度が高いことがわかる。こ
のように、検出ギャップに対する感度を向上し、感度の
バイアス磁石25aの間隔依存性をなくすことができ
る。
【0056】また、1つのバイアス磁石25aのみを用
いるから磁気検出装置を小型化できる。例えば、図3に
示す磁気センサでは、外装ケース12内にバイアス磁石
25a、絶縁基板20、磁気抵抗効果素子18及び信号
処理回路を構成する複数の電子部品21を実装しても、
外装ケース12の外形横サイズが5mmとなり、従来に
ない小型なセンサを実現することができる。また、1つ
のバイアス磁石25aを用いることで、磁石厚を大きく
確保でき、磁界強度を稼ぐことができる。
いるから磁気検出装置を小型化できる。例えば、図3に
示す磁気センサでは、外装ケース12内にバイアス磁石
25a、絶縁基板20、磁気抵抗効果素子18及び信号
処理回路を構成する複数の電子部品21を実装しても、
外装ケース12の外形横サイズが5mmとなり、従来に
ない小型なセンサを実現することができる。また、1つ
のバイアス磁石25aを用いることで、磁石厚を大きく
確保でき、磁界強度を稼ぐことができる。
【0057】また、図2からもわかるように、バイアス
磁界は発散していて、このバイアス磁界中に磁気抵抗効
果素子18が配置される。このため、磁気抵抗効果素子
18が感知する磁界は磁気抵抗効果素子の面内の場所に
より違いが生ずる。このことは感度の低下や波形歪みの
原因となるため、均一磁界中に磁気抵抗効果素子18を
配置するのが好ましい。
磁界は発散していて、このバイアス磁界中に磁気抵抗効
果素子18が配置される。このため、磁気抵抗効果素子
18が感知する磁界は磁気抵抗効果素子の面内の場所に
より違いが生ずる。このことは感度の低下や波形歪みの
原因となるため、均一磁界中に磁気抵抗効果素子18を
配置するのが好ましい。
【0058】ギア11に向かう方向Xに対して垂直な方
向Yのバイアス磁界の発散量は、通常のバイアス磁石2
5aでは、方向Xのバイアス磁界の発散量と比較して無
視できる程度の値である。また、方向Xのバイアス磁界
を検出しているため、この方向Xの磁気抵抗効果素子1
8aが受けるバイアス磁界のばらつきを押さえる必要が
ある。
向Yのバイアス磁界の発散量は、通常のバイアス磁石2
5aでは、方向Xのバイアス磁界の発散量と比較して無
視できる程度の値である。また、方向Xのバイアス磁界
を検出しているため、この方向Xの磁気抵抗効果素子1
8aが受けるバイアス磁界のばらつきを押さえる必要が
ある。
【0059】そこで、磁気抵抗効果素子18aのMRE
1〜MRE3を、細長く配置されたパターンとし、MR
E1からMRE3までの方向Xの距離を方向Yの距離に
対して十分に小さくすることで、X方向の磁界の分布を
非常に小さくできる。このため、図6に示すように、磁
界強度に対するMRE1,MRE2,MRE3の各抵抗
値の差は小さくなる。
1〜MRE3を、細長く配置されたパターンとし、MR
E1からMRE3までの方向Xの距離を方向Yの距離に
対して十分に小さくすることで、X方向の磁界の分布を
非常に小さくできる。このため、図6に示すように、磁
界強度に対するMRE1,MRE2,MRE3の各抵抗
値の差は小さくなる。
【0060】すなわち、磁気抵抗効果素子18a内の動
作点の差を小さくすることができる。従って、MRE
1,MRE2,MRE3の各動作点を中心として、磁界
が所定の範囲で変化した場合、そのときの時間に対する
抵抗変化も、図7に示すように、MRE1,MRE2,
MRE3の間で差が小さく、しかもほぼ同一波形であっ
て波形歪みのない正弦波形となる。
作点の差を小さくすることができる。従って、MRE
1,MRE2,MRE3の各動作点を中心として、磁界
が所定の範囲で変化した場合、そのときの時間に対する
抵抗変化も、図7に示すように、MRE1,MRE2,
MRE3の間で差が小さく、しかもほぼ同一波形であっ
て波形歪みのない正弦波形となる。
【0061】そして、MRE1,MRE2,MRE3の
各抵抗値の波形を合成した合成抵抗値の波形は、図8に
示すように波形歪みのない正弦波形となる。この合成抵
抗値が磁気抵抗効果素子18aの抵抗値であり、この抵
抗値の変化によりセンサ出力が得られるから、波形歪み
のない安定したセンサ出力を得ることができる。また、
ギア11に向かう方向Xに対して垂直な方向のバイアス
磁界の変動は小さいため、この方向にパターンを長くし
た影響は小さい。
各抵抗値の波形を合成した合成抵抗値の波形は、図8に
示すように波形歪みのない正弦波形となる。この合成抵
抗値が磁気抵抗効果素子18aの抵抗値であり、この抵
抗値の変化によりセンサ出力が得られるから、波形歪み
のない安定したセンサ出力を得ることができる。また、
ギア11に向かう方向Xに対して垂直な方向のバイアス
磁界の変動は小さいため、この方向にパターンを長くし
た影響は小さい。
【0062】なお、実施の形態1では、磁気抵抗効果素
子18を、磁気抵抗効果素子18aと磁気抵抗効果素子
18bとで構成したが、例えば、磁気抵抗効果素子18
aのみを用いても良い。すなわち、ギア11の運動に応
じた磁界変化に対する抵抗変化は磁気抵抗効果素子18
aのみで決定されているからである。
子18を、磁気抵抗効果素子18aと磁気抵抗効果素子
18bとで構成したが、例えば、磁気抵抗効果素子18
aのみを用いても良い。すなわち、ギア11の運動に応
じた磁界変化に対する抵抗変化は磁気抵抗効果素子18
aのみで決定されているからである。
【0063】また、磁気抵抗効果素子18aのパターン
とギア11に向かう方向Xとの角度を90゜としたが、
その角度は90゜近傍、例えば80゜であってもよい。
とギア11に向かう方向Xとの角度を90゜としたが、
その角度は90゜近傍、例えば80゜であってもよい。
【0064】<実施の形態2>次に、本発明の磁気検出
装置の実施の形態2を説明する。実施の形態1では、垂
直方向の磁気抵抗効果素子18aと水平方向の磁気抵抗
効果素子18bとからなるハーフブリッジ型の磁気抵抗
効果素子18を用いた。
装置の実施の形態2を説明する。実施の形態1では、垂
直方向の磁気抵抗効果素子18aと水平方向の磁気抵抗
効果素子18bとからなるハーフブリッジ型の磁気抵抗
効果素子18を用いた。
【0065】実施の形態2では、ハーフブリッジ型の磁
気抵抗効果素子18を2つ用いたフルブリッジ型の磁気
抵抗効果素子を説明する。まず、図9に従来のフルブリ
ッジ型の磁気抵抗効果素子の構成を示す。
気抵抗効果素子18を2つ用いたフルブリッジ型の磁気
抵抗効果素子を説明する。まず、図9に従来のフルブリ
ッジ型の磁気抵抗効果素子の構成を示す。
【0066】図9に示すフルブリッジ型の磁気抵抗効果
素子において、垂直パターンからなる磁気抵抗効果素子
16a1の一端とY方向に配置された水平パターンから
なる磁気抵抗効果素子16b1の一端とが中点端子aに
接続される。磁気抵抗効果素子16b1の他端とX方向
に配置された垂直パターンからなる磁気抵抗効果素子1
6a2の一端とが中点端子dに接続される。
素子において、垂直パターンからなる磁気抵抗効果素子
16a1の一端とY方向に配置された水平パターンから
なる磁気抵抗効果素子16b1の一端とが中点端子aに
接続される。磁気抵抗効果素子16b1の他端とX方向
に配置された垂直パターンからなる磁気抵抗効果素子1
6a2の一端とが中点端子dに接続される。
【0067】磁気抵抗効果素子16a2の他端とY方向
に配置された水平パターンからなる磁気抵抗効果素子1
6b2の一端とが中点端子bに接続される。磁気抵抗効
果素子16b2の他端と磁気抵抗効果素子16a1の他
端とが中点端子cに接続される。
に配置された水平パターンからなる磁気抵抗効果素子1
6b2の一端とが中点端子bに接続される。磁気抵抗効
果素子16b2の他端と磁気抵抗効果素子16a1の他
端とが中点端子cに接続される。
【0068】このようなフルブリッジの磁気抵抗効果素
子の中点端子aから中点電位Vaを取り出し、中点端子
bから中点電位Vbを取り出すと、図10に示すように
なってしまう。
子の中点端子aから中点電位Vaを取り出し、中点端子
bから中点電位Vbを取り出すと、図10に示すように
なってしまう。
【0069】このようなフルブリッジの磁気抵抗効果素
子では、4つの磁気抵抗効果素子16a1〜16a2が
X方向にかなり長いサイズで配置されるため、前述した
センサ出力の波形歪みの問題に加えて、各中点端子の中
点電位の位相差が180゜からずれてしまう。
子では、4つの磁気抵抗効果素子16a1〜16a2が
X方向にかなり長いサイズで配置されるため、前述した
センサ出力の波形歪みの問題に加えて、各中点端子の中
点電位の位相差が180゜からずれてしまう。
【0070】そこで、実施の形態2では、各中点端子の
中点電位の位相差を180゜にするために、図11に示
すフルブリッジ型の磁気抵抗効果素子とした。図11に
示すフルブリッジ型の磁気抵抗効果素子において、垂直
パターンからなる磁気抵抗効果素子18a1の一端とY
方向に配置された水平パターンからなる磁気抵抗効果素
子18b1の一端とが中点端子aに接続される。
中点電位の位相差を180゜にするために、図11に示
すフルブリッジ型の磁気抵抗効果素子とした。図11に
示すフルブリッジ型の磁気抵抗効果素子において、垂直
パターンからなる磁気抵抗効果素子18a1の一端とY
方向に配置された水平パターンからなる磁気抵抗効果素
子18b1の一端とが中点端子aに接続される。
【0071】磁気抵抗効果素子18b1の他端とY方向
に配置された垂直パターンからなる磁気抵抗効果素子1
8a2の一端とが中点端子dに接続される。磁気抵抗効
果素子18a2の他端とY方向に配置された水平パター
ンからなる磁気抵抗効果素子18b2の一端とが中点端
子bに接続される。磁気抵抗効果素子18b2の他端と
磁気抵抗効果素子18a1の他端とが中点端子cに接続
される。
に配置された垂直パターンからなる磁気抵抗効果素子1
8a2の一端とが中点端子dに接続される。磁気抵抗効
果素子18a2の他端とY方向に配置された水平パター
ンからなる磁気抵抗効果素子18b2の一端とが中点端
子bに接続される。磁気抵抗効果素子18b2の他端と
磁気抵抗効果素子18a1の他端とが中点端子cに接続
される。
【0072】磁気抵抗効果素子18a1,18a2は、
図4に示した磁気抵抗効果素子18aと同一構成であ
り、磁気抵抗効果素子18b1,18b2は、図4に示
した磁気抵抗効果素子18bと同一構成である。また、
4つの磁気抵抗効果素子18a1,18a2,18b
1,18b2は、バイアス磁石25aの前記ギア11側
の磁極面近傍に配置される。
図4に示した磁気抵抗効果素子18aと同一構成であ
り、磁気抵抗効果素子18b1,18b2は、図4に示
した磁気抵抗効果素子18bと同一構成である。また、
4つの磁気抵抗効果素子18a1,18a2,18b
1,18b2は、バイアス磁石25aの前記ギア11側
の磁極面近傍に配置される。
【0073】このようなフルブリッジの磁気抵抗効果素
子の中点端子aから中点電位Vaを取り出し、中点端子
bから中点電位Vbを取り出すと、図12に示すような
波形になる。
子の中点端子aから中点電位Vaを取り出し、中点端子
bから中点電位Vbを取り出すと、図12に示すような
波形になる。
【0074】すなわち、図11に示すフルブリッジの磁
気抵抗効果素子では、4つの磁気抵抗効果素子18a1
〜18b2がX方向に短い長いサイズで配置されるた
め、センサ出力の波形歪みをなくすことができると共
に、各中点端子の中点電位の位相差が180゜となる。
気抵抗効果素子では、4つの磁気抵抗効果素子18a1
〜18b2がX方向に短い長いサイズで配置されるた
め、センサ出力の波形歪みをなくすことができると共
に、各中点端子の中点電位の位相差が180゜となる。
【0075】ここで、中点端子aの中点電位Vaから中
点端子bの中点電位Vbを差し引いた中点電位差の時間
に対する変化を図13に示す。従来例では、図10に示
すように、中点電位Vaと中点電位Vbとの位相差が1
80゜からずれているため、図13に示すように、中点
電位差が比較的小さい。このため、センサ出力が小さか
った。
点端子bの中点電位Vbを差し引いた中点電位差の時間
に対する変化を図13に示す。従来例では、図10に示
すように、中点電位Vaと中点電位Vbとの位相差が1
80゜からずれているため、図13に示すように、中点
電位差が比較的小さい。このため、センサ出力が小さか
った。
【0076】一方、本発明では、図12に示すように、
中点電位Vaと中点電位Vbとの位相差が180゜であ
るから、図13に示すように、中点電位差が比較的大き
い。従って、図11に示す磁気抵抗効果素子を用いれ
ば、波形歪みがなく、しかも、高いセンサ出力を得るこ
とができる。
中点電位Vaと中点電位Vbとの位相差が180゜であ
るから、図13に示すように、中点電位差が比較的大き
い。従って、図11に示す磁気抵抗効果素子を用いれ
ば、波形歪みがなく、しかも、高いセンサ出力を得るこ
とができる。
【0077】なお、フルブリッジ型の磁気抵抗効果素子
を絶縁基板20に実装すると共に、その絶縁基板20に
実施の形態1で説明した電子部品21等を実装するよう
にしてもよい。
を絶縁基板20に実装すると共に、その絶縁基板20に
実施の形態1で説明した電子部品21等を実装するよう
にしてもよい。
【0078】
【発明の効果】本発明によれば、磁気抵抗手段をバイア
ス磁石に対向配置するとともにバイアス磁石の被検出対
象側の磁極面近傍に配置しかつ被検出対象の運動方向に
対して略垂直な面に配置したので、被検出対象の運動方
向にあるバイアス磁界は、磁気抵抗手段を貫き、被検出
対象の運動により被検出対象に向かう方向に変調され
る。バイアス磁界の変調の大きさは、バイアス磁石の被
検出対象側の磁極面近傍で最大となるため、この位置に
磁気抵抗手段を配置したことで、大きな抵抗変化が得ら
れ、高感度を得ることができ、1つの磁石のみを用いる
から磁気検出装置を小型化できる。
ス磁石に対向配置するとともにバイアス磁石の被検出対
象側の磁極面近傍に配置しかつ被検出対象の運動方向に
対して略垂直な面に配置したので、被検出対象の運動方
向にあるバイアス磁界は、磁気抵抗手段を貫き、被検出
対象の運動により被検出対象に向かう方向に変調され
る。バイアス磁界の変調の大きさは、バイアス磁石の被
検出対象側の磁極面近傍で最大となるため、この位置に
磁気抵抗手段を配置したことで、大きな抵抗変化が得ら
れ、高感度を得ることができ、1つの磁石のみを用いる
から磁気検出装置を小型化できる。
【0079】また、第1の磁気抵抗手段の各微小磁気抵
抗手段は、被検出対象に向かう方向に対して略垂直な方
向に配置されたパターンであるので、被検出対象の運動
に応じたバイアス磁界の状態変化により抵抗変化を生
じ、複数個の微小磁気抵抗手段の被検出対象に向かう方
向の幅サイズを、各微小磁気抵抗手段の前記垂直な方向
のパターンサイズよりも所定サイズ短くしたので、被検
出対象に向かう方向の磁界のばらつきが少なくなり、磁
界強度に対する各微小磁気抵抗手段の各抵抗値の差が小
さくなる。従って、波形歪みのない正弦波形となるの
で、波形歪みのない安定したセンサ出力が得られる。
抗手段は、被検出対象に向かう方向に対して略垂直な方
向に配置されたパターンであるので、被検出対象の運動
に応じたバイアス磁界の状態変化により抵抗変化を生
じ、複数個の微小磁気抵抗手段の被検出対象に向かう方
向の幅サイズを、各微小磁気抵抗手段の前記垂直な方向
のパターンサイズよりも所定サイズ短くしたので、被検
出対象に向かう方向の磁界のばらつきが少なくなり、磁
界強度に対する各微小磁気抵抗手段の各抵抗値の差が小
さくなる。従って、波形歪みのない正弦波形となるの
で、波形歪みのない安定したセンサ出力が得られる。
【0080】また、第2の磁気抵抗手段は、被検出対象
に向かう方向に配置された短いパターンからなる微小磁
気抵抗手段を前記略垂直な方向に沿って複数個並設して
なるので、磁界の変化に応じた抵抗変化は、第1の磁気
抵抗手段の抵抗変化と比較して非常に小さく、ほぼ一定
の抵抗値となり、第1の磁気抵抗手段と第2の磁気抵抗
手段との中点端子からは、第1の磁気抵抗手段の抵抗変
化に相当する出力信号を得ることができる。
に向かう方向に配置された短いパターンからなる微小磁
気抵抗手段を前記略垂直な方向に沿って複数個並設して
なるので、磁界の変化に応じた抵抗変化は、第1の磁気
抵抗手段の抵抗変化と比較して非常に小さく、ほぼ一定
の抵抗値となり、第1の磁気抵抗手段と第2の磁気抵抗
手段との中点端子からは、第1の磁気抵抗手段の抵抗変
化に相当する出力信号を得ることができる。
【0081】また、第1の磁気抵抗手段乃至第4の磁気
抵抗手段を前記略垂直な方向に沿って配置したので、第
1の磁気抵抗手段乃至第4の磁気抵抗手段の被検出対象
に向かう方向のサイズが比較的小さくなるため、各磁気
抵抗手段の各中点電位の位相差が180゜となり、中点
電位差は高いセンサ出力となる。
抵抗手段を前記略垂直な方向に沿って配置したので、第
1の磁気抵抗手段乃至第4の磁気抵抗手段の被検出対象
に向かう方向のサイズが比較的小さくなるため、各磁気
抵抗手段の各中点電位の位相差が180゜となり、中点
電位差は高いセンサ出力となる。
【図1】本発明の磁気検出装置の実施の形態1の斜視図
である。
である。
【図2】実施の形態1のバイアス磁石の磁力線分布を示
す図である。
す図である。
【図3】実施の形態1のバイアス磁石及び磁気抵抗効果
素子を実装した磁気検出装置を示す断面図である。
素子を実装した磁気検出装置を示す断面図である。
【図4】実施の形態1の磁気抵抗効果素子を示す構成図
である。
である。
【図5】実施の形態1において検出ギャップに対する感
度を示す図である。
度を示す図である。
【図6】MRE1乃至MRE3の磁気動作点を示す図で
ある。
ある。
【図7】MRE1乃至MRE3の各々の抵抗値の変化を
示す図である。
示す図である。
【図8】MRE1乃至MRE3の合成抵抗値の変化を示
す図である。
す図である。
【図9】従来のフルブリッジ型の磁気抵抗効果素子を示
す構成図である。
す構成図である。
【図10】従来のフルブリッジ型の磁気抵抗効果素子の
中点端子における中点電位の波形を示す図である。
中点端子における中点電位の波形を示す図である。
【図11】実施の形態2のフルブリッジ型の磁気抵抗効
果素子を示す構成図である。
果素子を示す構成図である。
【図12】実施の形態2のフルブリッジ型の磁気抵抗効
果素子の中点端子における中点電位の波形を示す図であ
る。
果素子の中点端子における中点電位の波形を示す図であ
る。
【図13】従来のフルブリッジ型の磁気抵抗効果素子の
中点電位差と実施の形態2のフルブリッジ型の磁気抵抗
効果素子の中点電位差との比較を示す図である。
中点電位差と実施の形態2のフルブリッジ型の磁気抵抗
効果素子の中点電位差との比較を示す図である。
【図14】従来の磁気検出装置の一例の斜視図である。
【図15】従来の磁気検出装置の他の一例の斜視図であ
る。
る。
【図16】他の磁気検出装置の斜視図である。
【図17】前記他の磁気検出装置に用いられる磁気抵抗
効果素子を示す構成図である。
効果素子を示す構成図である。
【図18】前記他の磁気検出装置の磁界の振れ角を示す
図である。
図である。
【図19】前記他の磁気検出装置において2つの磁石を
薄くしかつ磁石間隔を小さくしたときにおける検出ギャ
ップに対する感度を示す図である。
薄くしかつ磁石間隔を小さくしたときにおける検出ギャ
ップに対する感度を示す図である。
【図20】図17に示す磁気抵抗効果素子の各MREの
磁気動作点を示す図である。
磁気動作点を示す図である。
【図21】図17に示す各MREに対応する各々の抵抗
値の変化を示す図である。
値の変化を示す図である。
【図22】図17に示す各MREに対応する各抵抗値を
合成した合成抵抗値の変化を示す図である。
合成した合成抵抗値の変化を示す図である。
11 ギア 12 外装ケース 13 磁界方向 15 バイアス磁石 16a,16b,18a,18b 磁気抵抗効果素子 19 IC 20 絶縁基板 21 電子部品 25a バイアス磁石
Claims (4)
- 【請求項1】 磁性材料を有する被検出対象に向けて磁
界を発生するバイアス磁石と、 このバイアス磁石に対向配置されるとともにバイアス磁
石の前記被検出対象側の磁極面近傍に配置されかつ被検
出対象の運動方向に対して略垂直な面に配置され、被検
出対象の運動に応じた磁界の変化により抵抗変化を生ず
る磁気抵抗手段と、を備えることを特徴とする磁気検出
装置。 - 【請求項2】 前記磁気抵抗手段は、被検出対象に向か
う方向に対して略垂直な方向に配置されたパターンから
なる微小磁気抵抗手段を被検出対象に向かう方向に沿っ
て複数個並設して直列に接続し、複数個の微小磁気抵抗
手段の被検出対象に向かう方向の幅サイズを、各微小磁
気抵抗手段の前記略垂直な方向のパターンサイズよりも
所定サイズ短くした第1の磁気抵抗手段であることを特
徴とする請求項1記載の磁気検出装置。 - 【請求項3】 前記第1の磁気抵抗手段に直列に接続さ
れかつ前記バイアス磁石の前記被検出対象側の磁極面近
傍に配置された第2の磁気抵抗手段を備え、この第2の
磁気抵抗手段は、被検出対象に向かう方向に配置された
略前記幅サイズのパターンからなる微小磁気抵抗手段を
前記略垂直な方向に沿って複数個並設してなることを特
徴とする請求項2記載の磁気検出装置。 - 【請求項4】 前記第2の磁気抵抗手段に接続されると
共に前記略垂直な方向に沿って配置されかつ前記バイア
ス磁石の前記被検出対象側の磁極面近傍に配置され前記
第1の磁気抵抗手段と同一構成をなす第3の磁気抵抗手
段と、 この第3の磁気抵抗手段及び前記第1の磁気抵抗手段に
接続されると共に前記略垂直な方向に沿って配置され前
記バイアス磁石の前記被検出対象側の磁極面近傍に配置
され前記第2の磁気抵抗手段と同一構成をなす第4の磁
気抵抗手段と、を備えることを特徴とする請求項3記載
の磁気検出装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9003181A JPH10197545A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 磁気検出装置 |
DE19800444A DE19800444B4 (de) | 1997-01-10 | 1998-01-08 | Magnetisches Erfassungsgerät |
US09/004,853 US6066947A (en) | 1997-01-10 | 1998-01-09 | Magnetic detection device having a plurality of first and second magnetoresistive elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9003181A JPH10197545A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 磁気検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10197545A true JPH10197545A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11550228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9003181A Pending JPH10197545A (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 磁気検出装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6066947A (ja) |
JP (1) | JPH10197545A (ja) |
DE (1) | DE19800444B4 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10227807A (ja) * | 1997-02-18 | 1998-08-25 | Toyota Motor Corp | 回転センサ |
JP2016217932A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 株式会社デンソー | 回転検出装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE515182C2 (sv) * | 1998-06-18 | 2001-06-25 | Rso Corp | Metod och system för fjärrdetektering av föremål |
FR2830621B1 (fr) * | 2001-10-09 | 2004-05-28 | Commissariat Energie Atomique | Structure pour capteur et capteur de champ magnetique |
DE10158053A1 (de) * | 2001-11-27 | 2003-06-05 | Philips Intellectual Property | Sensoranordnung |
US7425824B2 (en) | 2005-05-20 | 2008-09-16 | Honeywell International Inc. | Magnetoresistive sensor |
FR2902890B1 (fr) * | 2006-06-22 | 2008-11-07 | Commissariat Energie Atomique | Procede et systeme pour ajuster la sensibilite d'un capteur magnetoresistif |
CN100458843C (zh) * | 2006-08-11 | 2009-02-04 | 潘柯 | 串联输出的编码计数装置 |
US8797024B2 (en) | 2011-02-01 | 2014-08-05 | Infineon Technologies Ag | Sensor |
JP2012251843A (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Alps Electric Co Ltd | 磁石及び前記磁石を用いた磁気検出装置 |
CN106443050A (zh) * | 2015-08-11 | 2017-02-22 | 贵州雅光电子科技股份有限公司 | 一种基于amr磁阻开关芯片的转速计及其制作方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2974349B2 (ja) * | 1989-12-25 | 1999-11-10 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 磁気検出装置 |
DE4303403C2 (de) * | 1992-02-05 | 1996-03-28 | Mitsubishi Electric Corp | Linear-Verschiebungsdetektor |
JP3089828B2 (ja) * | 1992-05-27 | 2000-09-18 | 株式会社村田製作所 | 強磁性磁気抵抗素子 |
US5477143A (en) * | 1994-01-11 | 1995-12-19 | Honeywell Inc. | Sensor with magnetoresistors disposed on a plane which is parallel to and displaced from the magnetic axis of a permanent magnet |
-
1997
- 1997-01-10 JP JP9003181A patent/JPH10197545A/ja active Pending
-
1998
- 1998-01-08 DE DE19800444A patent/DE19800444B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-09 US US09/004,853 patent/US6066947A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10227807A (ja) * | 1997-02-18 | 1998-08-25 | Toyota Motor Corp | 回転センサ |
JP2016217932A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 株式会社デンソー | 回転検出装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19800444A1 (de) | 1998-07-23 |
DE19800444B4 (de) | 2005-06-30 |
US6066947A (en) | 2000-05-23 |
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