JPH10255236A - 磁気検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感度を向上し容易に被検出対象の運動を検出
すると共に、安価でしかも組み立て作業性を向上する。 【解決手段】 第１の磁性材を有するギア１１に向けて
バイアス磁界を発生する第１のバイアス磁石２５ａと、
このバイアス磁石２５ａに対向してギア１１の運動方向
に配置される磁性材４５とを設け、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磁
気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２を、第１のバイアス
磁石２５ａと磁性材４５との間のバイアス磁界中であっ
てギア１１の運動方向に対して略垂直な面に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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
サの第１の方式を図１５に示す。

【０００４】図１５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。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を形成した絶縁基板１７ａが配置される。

【０００５】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。
バイアス磁界１３の振れ角度θは、ギア１１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１６ａの面内に生ずる振れ角方向の磁界強度の変化
を前記磁気抵抗効果素子１６ａ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１６に示す。図１６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。

【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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】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。

【００１０】ここで、振れ角はバイアス磁石１５の形状
や、ギア１１の形状に依存するが、検出可能な最大エア
ギャップは２mm〜３mm程度であった。このため、検出ギ
ャップを大きくして感度を向上し、容易にギア１１の運
動を検出できると共に、安価でしかも組み立て作業性を
向上した磁気検出装置が望まれていた。

【００１１】本発明は、検出ギャップを大きくして感度
を向上し、容易に被検出対象の運動を検出できると共
に、安価でしかも組み立て作業性を向上した磁気検出装
置を提供することを課題とする。

【００１２】

【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、第１の磁性材を有する被検出対象に向けてバイアス
磁界を発生する磁界発生部と、この磁界発生部に対向し
て前記被検出対象の運動方向に配置される第２の磁性材
と、前記磁界発生部と前記第２の磁性材との間のバイア
ス磁界中にあって前記被検出対象の運動方向に対して略
垂直な面に設置され、前記被検出対象の運動に応じた前
記バイアス磁界の状態変化により抵抗変化を生ずる磁気
抵抗効果素子とを備えることを要旨とする。

【００１３】この発明によれば、磁界発生部に対向して
前記被検出対象の運動方向に第２の磁性材を配置し、前
記磁界発生部と前記第２の磁性材との間のバイアス磁界
中に磁気抵抗効果素子を配置し、かつ、この磁気抵抗効
果素子を前記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、磁界発生部と第２の磁性材との間の空
間では、被検出対象の運動方向にバイアス磁界が発生す
る。

【００１４】そして、被検出対象の運動方向にあるバイ
アス磁界は、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。このため、磁気抵抗効果素子
は、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。

【００１５】このように、磁界発生部と第２の磁性材と
の間に磁気抵抗効果素子を設け、被検出対象の運動方向
に磁界を発生させることで、被検出対象と磁気抵抗効果
素子とのエアギャップに対する磁界変調量の減少が比較
的小さくなる。

【００１６】その結果、エアギャップに対する感度を向
上し、容易に被検出対象の運動を検出することができ
る。また、磁界発生部を１つ使用するのみで済むので、
コストが低減でき、また磁界発生部を配置する際にその
極性を指定する必要がないので、組み立て作業性が向上
する。

【００１７】請求項２の発明において、前記磁気抵抗効
果素子は、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第１の磁気抵抗効果素
子と、この第１の磁気抵抗効果素子に直列に接続される
と共に前記被検出対象に向かう方向に配置されたパター
ンからなる第２の磁気抵抗効果素子とを有することを特
徴とする。

【００１８】この発明によれば、第１の磁気抵抗効果素
子は、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。

【００１９】また、第２の磁気抵抗効果素子は、被検出
対象に向かう方向に配置されたパターンであるので、磁
界の変化に応じた抵抗変化は、第１の磁気抵抗効果素子
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の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果
素子との中点端子からは、第１の磁気抵抗効果素子の抵
抗変化に相当する出力信号を得ることができる。

【００２０】請求項３の発明において、前記磁気抵抗効
果素子は、前記磁界発生部の前記被検出対象側の磁極面
近傍または前記第２の磁性材の被検出対象側の磁性材面
近傍に配置されることを要旨とする。

【００２１】この発明によれば、バイアス磁界の変調の
大きさは、磁界発生部の前記被検出対象側の磁極面近傍
または前記第２の磁性材の被検出対象側の磁性材面近傍
で最大となるため、この位置に磁気抵抗効果素子を配置
することで、大きな抵抗変化が得られることになる。

【００２２】請求項４の発明において、前記磁気抵抗効
果素子は、絶縁基板に実装され、さらに、前記絶縁基板
には他の電子部品が実装されることを要旨とする。

【００２３】すなわち、磁界発生部と第２の磁性材との
間に、磁気抵抗効果素子を有する絶縁基板を挿入できる
ことから、絶縁基板に複数の電子部品を搭載することが
できる。

【００２４】

【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。

【００２５】＜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。このギア１１の真下には、第
１の磁界発生部としての第１のバイアス磁石２５ａ、第
２の磁界発生部としての第２のバイアス磁石２５ｂ、磁
気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２を有する絶縁基板１
７ａが設けられる。

【００２６】この絶縁基板１７ａには、集積回路（Ｉ
Ｃ）１９、抵抗及びコンデンサ２１などの複数の電子部
品が搭載されている。すなわち、第１のバイアス磁石２
５ａと第２のバイアス磁石２５ｂとの間に、磁気抵抗効
果素子１６ａ１，１６ａ２を有する絶縁基板１７ａを挿
入できることから、絶縁基板１７ａに複数の電子部品を
搭載することができる。

【００２７】第１のバイアス磁石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。第２のバイア
ス磁石２５ｂは、第１のバイアス磁石２５ａと対向して
ギア１１の運動方向に配置され、前記磁性材料を有する
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Ｓ極が配置されている。

【００２８】磁気抵抗効果素子１６ａ１は鉛直方向に配
置され、磁気抵抗効果素子１６ａ２は鉛直方向に直交す
る方向に配置される。

【００２９】磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２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。磁
界に対する抵抗変化の様子を図２に示す。

【００３０】電流の方向と磁界方向とのなす角度が９０
゜である場合には、すなわち、磁気抵抗効果素子１６ａ
２は、磁界強度の大きさによって、図２に示すように、
抵抗が変化する。

【００３１】電流の方向と磁界方向とのなす角度が０゜
である場合には、すなわち、磁気抵抗効果素子１６ａ１
は、磁界強度の大きさに関係なく、抵抗が変化しない。
磁気抵抗効果素子１６ａ１の出力は得られないので、温
度補正に用いられる。ここでは、磁気抵抗効果素子１６
ａ２のみの抵抗が変化するので、その出力が用いられ
る。

【００３２】磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２は、
第１のバイアス磁石２５ａと第２のバイアス磁石２５ｂ
との間のバイアス磁界中に設けられ、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
た前記バイアス磁界の状態変化により抵抗変化を生ず
る。

【００３３】ギア１１が回転すると、ギア１１と磁気抵
抗効果素子１６ａ１，１６ａ２との位置関係としては、
図３に示す位置関係と、図４に示す位置関係とがある。

【００３４】図３では、第１のバイアス磁石２５ａのＮ
極とギア１１の山とが対向配置され、かつ、第２のバイ
アス磁石２５ｂのＳ極とギア１１の隣の山とが対向配置
される場合である。図４では、第１のバイアス磁石２５
ａのＮ極と第２のバイアス磁石２５ｂのＳ極との間にギ
ア１１の山が配置される場合である。

【００３５】図３及び図４に示す位置関係において、磁
気抵抗効果素子のＡ点のギア１１に向かう方向の磁界の
大きさＨ１，Ｈ２は、Ｈ１がＨ２よりも大きい。この信
号により正弦波出力が発生する。

【００３６】磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２は、
バイアス磁石２５ａのギア１１側の磁極面近傍であっ
て、磁石間の中心からずらした位置に配置される。

【００３７】このように構成された磁気検出装置によれ
ば、図３に示すように、第１のバイアス磁石２５ａのＮ
極から発生するバイアス磁界は、第１のバイアス磁石２
５ａ内で閉じる経路と、第２のバイアス磁石２５ｂのＳ
極に入る経路がある。

【００３８】そして、いずれの経路においても、ギア１
１の運動により、その経路は変調される。第１のバイア
ス磁石２５ａと、第２のバイアス磁石２５ｂとの間のギ
ア１１側、磁極面近傍におけるバイアス磁界は、ギア１
１の運動方向、つまり、第１のバイアス磁石２５ａのＮ
極から第２のバイアス磁石２５ｂのＳ極に向かう方向に
ある。

【００３９】そのバイアス磁界は、ギア１１の運動によ
り、ギア１１に向かう方向に振れを生ずる。つまり、ギ
ア１１が運動することで、ギア１１に向かう方向のバイ
アス磁界成分が変化することになる。このため、磁気抵
抗効果素子１６ａ２は、ギア１１の運動に応じた前記バ
イアス磁界の状態変化により抵抗変化を生ずる。

【００４０】また、図４に示す状態では、大半のバイア
ス磁界は、第１のバイアス磁石２５ａのＮ極からギア１
１に向かうとともに、第２のバイアス磁石２５ｂのＳ極
からギア１１に向かう。

【００４１】このバイアス磁界中に磁気抵抗効果素子１
６ａ２が配置されるので、磁気抵抗効果素子１６ａ２を
通る図４に示すバイアス磁界は、図３に示すバイアス磁
界よりも大きい。

【００４２】また、磁気抵抗効果素子１６ａ２を第１の
バイアス磁石２５ａと第２のバイアス磁石２５ｂとの間
の中心からずらすことで、バイアス磁界の振れは、大き
くなる。

【００４３】図５に２つのバイアス磁石間の磁界の振れ
のシミュレーション結果を示す。図中において、太線で
示す部分は、図３で示したように、２つのバイアス磁石
２５ａ，２５ｂとギア１１の山とが対向配置された状態
にある場合の磁界の振れである。

【００４４】細線で示す部分は、図４で示したように、
２つのバイアス磁石２５ａ，２５ｂ間にギア１１の山が
配置された状態にある場合の磁界の振れである。

【００４５】図５に示す磁界の振れのシミュレーション
結果からもわかるように、図４に示す位置関係における
磁界の振れの方が図４に示す位置関係における磁界の振
れよりも大きいことがわかる。

【００４６】また、磁気抵抗効果素子１６ａ２を第１の
バイアス磁石２５ａの磁極面側または第２のバイアス磁
石２５ｂの磁極面側により配置した方が、バイアス磁界
の振れは、大きくなることがわかる。

【００４７】このように、第１のバイアス磁石２５ａと
第２のバイアス磁石２５ｂとの間に磁気抵抗効果素子１
６ａを設け、ギア１１の方向にバイアス磁界を発生させ
ることで、エアギャップに対する磁界変調量の減少が比
較的小さくなるので、エアギャップが比較的大きくて
も、磁界の変化状態を検出できる。その結果、エアギャ
ップが大きくして感度を向上し、容易にギア１１の運動
を検出できる。

【００４８】図３及び図４に、磁気抵抗効果素子１６ａ
２上のＡ点における振れ角θを示す。図６に振れ角θと
エアギャップとの関係をシミュレーションした結果を、
実施の形態１の場合（図中Ｑ）と従来の場合（図中Ｐ）
との各々について示す。

【００４９】図６からもわかるように、実施の形態１で
は、エアギャップが大きくなっても、振れ角θの減少が
従来のそれよりも小さい。なお、実施の形態１と従来の
場合の構造の違いは前述した通りである。

【００５０】このように、実施の形態１では、エアギャ
ップを大きくとれることになり、その結果、感度が向上
し、容易にギア１１の運動を検出することができる。

【００５１】＜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。図７に本発明の磁気検
出装置の実施の形態２の構成を示す。

【００５２】実施の形態２では、磁気抵抗効果素子１６
ａ１，１６ａ２の左側面側に、磁気抵抗効果素子１６ａ
１，１６ａ２に臨む側にＮ極が着磁された第１の磁石３
５ａが設けられ、磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２
に臨む右側面側に、磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ
２に臨む側にＳ極が着磁された第２の磁石３５ｂが設け
られる。

【００５３】磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２は、
ギア１１の運動方向に垂直な面に配置し、かつ、ギア１
１に向かう方向の磁石中心位置よりも、ギア側に配置す
る（図８のＡ点部分）。その他の構成は実施の形態１の
構成と同一であるので、同一部分には同一符号を付し説
明する。

【００５４】このように構成された実施の形態２におい
て、図８に示すように、バイアス磁界は第１の磁石３５
ａのＮ極からＳ極に閉じる経路、第２の磁石３５ｂのＮ
極からＳ極に閉じる経路、及び第１の磁石３５ａのＮ極
から第２の磁石３５ｂのＳ極に閉じる経路が形成され
る。

【００５５】すなわち、第１の磁石３５ａと第２の磁石
３５ｂとの間の空間の磁気抵抗効果素子が配置される位
置では、第１の磁石３５ａで発生したバイアス磁界は、
第２の磁石３５ｂに入る。これによって、ギア１１の運
動方向に磁界が発生する。

【００５６】そのバイアス磁界は、ギア１１の運動に応
じて、ギア１１に向かう方向に振れを生ずる。つまり、
ギア１１に向かう方向の磁界成分の強度が変化する。こ
のため、磁気抵抗効果素子１６ａ２は、ギア１１の運動
に応じた前記バイアス磁界の状態変化により抵抗変化を
生ずる。

【００５７】このように、第１の磁石３５ａと第２の磁
石３５ｂとの間に磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２
を設け、ギア１１の運動方向に磁界を発生させること
で、ギア１１と磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２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、エアギャップを比較的大きくても、磁界の変化
状態を検出できる。その結果、エアギャップに対する感
度を向上し、容易にギア１１の運動を検出することがで
きる。

【００５８】また、絶縁基板１７ａには、ＩＣ１９、抵
抗及びコンデンサ２１などの複数の電子部品が搭載され
ている。すなわち、第１の磁石３５ａと第２の磁石３５
ｂとの間に、磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２を有
する絶縁基板１７ａを挿入できることから、絶縁基板１
７ａに複数の電子部品を搭載することができる。

【００５９】＜実施の形態３＞次に、本発明の磁気検出
装置の実施の形態３を説明する。図９に実施の形態３の
磁気検出装置の斜視図を示す。実施の形態３の磁気検出
装置は、ギア１１、第１のバイアス磁石２５ａ、磁性材
４５、磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２を有する絶
縁基板１７ａを備える。

【００６０】すなわち、図１に示す磁気検出装置の第２
のバイアス磁石２５ｂに代えて、第２のバイアス磁石２
５ｂが配置された位置に磁性材４５を配置したことを特
徴とする。なお、図９に示す磁気検出装置のその他の構
成は図１に示す磁気検出装置の構成と同一構成であるの
で、同一部分は同一符号を付して説明する。

【００６１】磁性材４５は、磁性体からなり、この磁性
体には強磁性体、フェリ磁性体、弱磁性体などがある。
実施の形態３の磁性体は透磁率がとくに特に大きい物
質、例えばヨーク材等からなる。また、透磁率がとくに
特に大きい物質としては、鉄、けい素鋼、パーマロイの
ような強磁性体や、フェライトのようなフェリ磁性体な
どが上げられる。磁性体４５は、第１のバイアス磁石２
５ａの磁力線を集束させる効果があり、等価的に第１の
バイアス磁石２５ａと同様なふるまいをする。

【００６２】図９に示す第１のバイアス磁石２５ａは、
Ｎ極をギア１１に近づくように配置し、Ｓ極をギア１１
から離れるように配置している。なお、第１のバイアス
磁石２５ａは、Ｓ極をギア１１に近づくように配置し、
Ｎ極をギア１１から離れるように配置してもよい。

【００６３】図１０に磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６
ａ２の構成図を示す。磁気抵抗効果素子１６ａ２は、ギ
ア１１に向かう方向（磁界Ｈの方向）に対して略垂直な
方向に配置されたパターンからなり、磁気抵抗効果素子
１６ａ１は、磁気抵抗効果素子１６ａ２に直列に接続さ
れると共にギア１１に向かう方向に配置されたパターン
からなる。

【００６４】磁気抵抗効果素子１６ａ２の一端５２ａは
電源５１の＋側に接続され、磁気抵抗効果素子１６ａ１
の一端５２ｃは電源５１の−側に接続され、磁気抵抗効
果素子１６ａ１と磁気抵抗効果素子１６ａ２との中点端
子５２ｂからは、抵抗変化に伴う電圧出力が得られるよ
うになっている。

【００６５】次に、ギア１１が回転した場合、ギア１１
と磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２との位置関係と
しては、図１１に示す位置関係と、図１２に示す位置関
係とがある。

【００６６】図１１では、第１のバイアス磁石２５ａの
Ｎ極とギア１１の山とが対向配置され、かつ、磁性材４
５とギア１１の隣の山とが対向配置される場合である。
図１２では、第１のバイアス磁石２５ａのＮ極と磁性材
４５との間にギア１１の山が配置される場合である。

【００６７】図１１及び図１２に示す位置関係におい
て、磁気抵抗効果素子のＡ点のギア１１に向かう方向の
磁界の大きさＨ３，Ｈ４は、Ｈ３がＨ４よりも大きい。
この信号により正弦波出力が発生する。

【００６８】磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２は、
ギア１１側の第１のバイアス磁石２５ａの磁極面近傍に
配置される。なお、磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ
２は、ギア１１側の磁性材４５の磁性面近傍に配置して
も良く、あるいは、第１のバイアス磁石２５ａと磁性材
４５との真ん中に配置しても良い。

【００６９】このように構成された磁気検出装置によれ
ば、図１１に示すように、第１のバイアス磁石２５ａの
Ｎ極から発生するバイアス磁界は、第１のバイアス磁石
２５ａ内で閉じる経路と、磁性材４５に入る経路があ
る。

【００７０】そして、いずれの経路においても、ギア１
１の運動により、その経路は変調される。第１のバイア
ス磁石２５ａと、磁性材４５との間のギア１１側、磁極
面近傍におけるバイアス磁界は、ギア１１の運動方向、
つまり、第１のバイアス磁石２５ａのＮ極から磁性材４
５に向かう方向にある。

【００７１】そのバイアス磁界は、ギア１１の運動によ
り、ギア１１に向かう方向に振れを生ずる。つまり、ギ
ア１１が運動することで、ギア１１に向かう方向のバイ
アス磁界成分が変化することになる。このため、磁気抵
抗効果素子１６ａ２は、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。

【００７２】また、図１２に示す状態では、大半のバイ
アス磁界は、第１のバイアス磁石２５ａのＮ極からギア
１１に向かうことになり、残りのバイアス磁界は、磁性
材４５に向かう。

【００７３】このバイアス磁界中に磁気抵抗効果素子１
６ａ２が配置されるので、磁気抵抗効果素子１６ａ２を
通る図１２に示すバイアス磁界は、図１１に示すバイア
ス磁界よりも大きい。

【００７４】図１３にギア１１に向かう方向の磁界強度
のギア回転角に対する変化を示す。図１３からもわかる
ように、ギア回転角が０度であるとき、すなわち、図１
２に示す位置関係（図中ではギア中間位置として示し
た。）にあるときには、磁界強度は３０エルステッド
（Ｏｅ）である。

【００７５】また、ギア回転角が約４．５度であると
き、すなわち、図１１に示す位置関係（図中ではギア磁
石対向位置として示した。）にあるときには、磁界強度
は約零Ｏｅである。このように、ギア１１に向かう方向
の磁界強度は図１３に示すように正弦波状に変化する。

【００７６】また、図１０に示すように、磁気抵抗効果
素子１６ａ２は、ギア１１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、ギア１１の運
動に応じてギア１１に向かう方向のバイアス磁界の正弦
波状変化により抵抗が正弦波状に変化を生ずる。

【００７７】磁気抵抗効果素子１６ａ１は、ギア１１に
向かう方向に配置されたパターンであるので、バイアス
磁界の変化に応じた抵抗変化は、磁気抵抗効果素子１６
ａ２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、磁気抵抗効果素子１６ａ１と磁気抵抗効果
素子１６ａ２との中点端子５２ｂからは、磁気抵抗効果
素子１６ａ２の抵抗変化に相当する正弦波出力信号を得
ることができる。

【００７８】また、磁気抵抗効果素子１６ａ２を第１の
バイアス磁石２５ａの磁極面側または磁性材４５の磁極
面側により配置した方が、抵抗変化が大きいので、バイ
アス磁界の振れは、大きくなる。

【００７９】このように、第１のバイアス磁石２５ａと
磁性材４５との間に磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ
２を設け、ギア１１に向かう方向にバイアス磁界を発生
させることで、エアギャップに対する磁界変調量の減少
が比較的小さくなるので、エアギャップが比較的大きく
ても、磁界の変化状態を検出できる。その結果、エアギ
ャップが大きくして感度を向上し、容易にギア１１の運
動を検出することができる。

【００８０】また、実施の形態１の構成に対して、第１
のバイアス磁石２５ａを１つ使用するのみで済むので、
コストが低減できる。また、第１のバイアス磁石２５ａ
を配置する際に、第１のバイアス磁石２５ａと対向する
位置には極性を持たない磁性材４５が配置されているか
ら、ギア１１側にＮ極を配置しても良く、あるいは、ギ
ア側にＳ極を配置しても良く、その極性を指定する必要
がないので、組み立て作業性が向上する。

【００８１】また、絶縁基板１７ａには、ＩＣ１９、抵
抗及びコンデンサ２１などの複数の電子部品が搭載され
ている。すなわち、第１のバイアス磁石２５ａと磁性材
４５との間に、磁気抵抗効果素子１６ａ１，１６ａ２を
有する絶縁基板１７ａを挿入できることから、絶縁基板
１７ａに複数の電子部品を搭載することができる。

【００８２】＜実施の形態４＞次に、本発明の磁気検出
装置の実施の形態４を説明する。図１４に実施の形態４
の磁気検出装置の斜視図を示す。図１４に示す磁気検出
装置は、図７に示す磁気検出装置の第２の磁石３５ｂに
代えて、前記磁性材４５を配置したことを特徴とする。

【００８３】図１４では、第１の磁石３５ａのＮ極を磁
性材４５に対向配置させている。なお、第１の磁石３５
ａのＳ極を磁性材４５に対向配置させてもよい。このよ
うな実施の形態４の磁気検出装置によれば、実施の形態
３の構成と同様な構成をとることから、実施の形態３と
同様な効果が得られる。

【００８４】なお、本発明は実施の形態１乃至実施の形
態４に限定されるものではない。実施の形態１乃至実施
の形態４では、絶縁基板１７ａに磁気抵抗効果素子１６
ａ１，１６ａ２を設けるようにしたが、例えば、絶縁基
板１７ａに磁気抵抗効果素子１６ａ２のみを設けるよう
にしてもよい。

【００８５】また、実施の形態１乃至実施の形態４で
は、縦方向の磁気抵抗効果素子１６ａ１及び横方向の磁
気抵抗効果素子１６ａ２からなるハーフブリッジを用い
た。例えば、縦方向の磁気抵抗効果素子１６ａ１及び横
方向の磁気抵抗効果素子１６ａ２を配置すると共に、縦
方向の磁気抵抗効果素子１６ａ１の下側に横方向の磁気
抵抗効果素子１６ａ２を配置し、かつ、横方向の磁気抵
抗効果素子１６ａ２の下側に縦方向の磁気抵抗効果素子
１６ａ１を配置したフルブリッジを用いるようにしても
よい。

【００８６】

【発明の効果】本発明によれば、磁界発生部に対向して
被検出対象の運動方向に第２の磁性材を配置し、磁界発
生部と第２の磁性材との間のバイアス磁界中に磁気抵抗
効果素子を配置し、磁気抵抗効果素子を被検出対象の運
動方向に対して略垂直な面に配置したので、磁界発生部
と第２の磁性材との間の空間では、被検出対象の運動方
向にバイアス磁界が発生する。

【００８７】被検出対象の運動方向にあるバイアス磁界
は、被検出対象の運動により、被検出対象に向かう方向
に変調されるため、磁気抵抗効果素子は、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。

【００８８】従って、被検出対象と磁気抵抗効果素子と
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
くなるため、エアギャップに対する感度を向上し、容易
に被検出対象の運動を検出できる。また、磁界発生部を
１つ使用するのみで済むので、コストが低減でき、ま
た、磁界発生部を配置する際にその極性を指定する必要
がないので、組み立て作業性が向上する。

【００８９】また、第１の磁気抵抗効果素子を被検出対
象に向かう方向に対して略垂直な方向に配置したので、
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、第２の磁気抵抗効果素子を被検出対
象に向かう方向に配置したので、磁界の変化に応じた抵
抗変化は、第１の磁気抵抗効果素子の抵抗変化と比較し
て非常に小さく、第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気
抵抗効果素子との中点端子から第１の磁気抵抗効果素子
の抵抗変化に相当する出力信号が得られる。

【００９０】また、バイアス磁界の変調の大きさは、磁
界発生部の被検出対象側の磁極面近傍または第２の磁性
材の被検出対象側の磁性材面近傍で最大となるため、こ
の位置に磁気抵抗効果素子を配置することで大きな抵抗
変化が得られる。

【００９１】また、磁界発生部と第２の磁性材との間
に、磁気抵抗効果素子を有する絶縁基板を挿入できるこ
とから絶縁基板に複数の電子部品を搭載することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気検出装置の実施の形態１を示す斜
視図である。

【図２】磁気抵抗効果素子の磁界に対する抵抗変化を示
す図である。

【図３】ギアの隣接する２つの山と２つのバイアス磁石
とが対向配置されたときの実施の形態１の磁気検出装置
の側面図である。

【図４】ギアの１つの山が２つのバイアス磁石の間に配
置されたときの実施の形態１の磁気検出装置の側面図で
ある。

【図５】２つのバイアス磁石間の磁界の振れのシミュレ
ーション結果を示す図である。

【図６】エアギャップと振れ角との関係についての従来
と本発明との比較を示す図である。

【図７】本発明の磁気検出装置の実施の形態２を示す斜
視図である。

【図８】本発明の実施の形態２の磁気検出装置を示す側
面図である。

【図９】本発明の磁気検出装置の実施の形態３を示す斜
視図である。

【図１０】ハーフブリッジの磁気抵抗効果素子を示す構
成図である。

【図１１】ギアの隣接する２つの山と第１のバイアス磁
石及び磁性材とが対向配置されたときの実施の形態３の
磁気検出装置の側面図である。

【図１２】ギアの１つの山が第１のバイアス磁石と磁性
材との間に配置されたときの実施の形態３の磁気検出装
置の側面図である。

【図１３】実施の形態３のギアに向かう方向の磁界強度
のギア回転角に対する変化を示す図である。

【図１４】本発明の磁気検出装置の実施の形態４を示す
斜視図である。

【図１５】従来の磁気検出装置の一例を示す図である。

【図１６】従来の磁気検出装置の他の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１ ギア １３ 磁界方向 １５ バイアス磁石 １６ａ，１６ｂ，１６ａ１，１６ａ２ 磁気抵抗効果素
子 １７ａ，１７ｂ 絶縁基板 １９ ＩＣ ２１ 抵抗・コンデンサ ２５ａ 第１のバイアス磁石 ２５ｂ 第２のバイアス磁石 ３５ａ 第１の磁石 ３５ｂ 第２の磁石 ４５ 磁性材 ５１ 電源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の磁性材を有する被検出対象に向け
   てバイアス磁界を発生する磁界発生部と、 この磁界発生部に対向して前記被検出対象の運動方向に
   配置される第２の磁性材と、 前記磁界発生部と前記第２の磁性材との間のバイアス磁
   界中にあって前記被検出対象の運動方向に対して略垂直
   な面に配置され、前記被検出対象の運動に応じた前記バ
   イアス磁界の状態変化により抵抗変化を生ずる磁気抵抗
   効果素子とを備えることを特徴とする磁気検出装置。
2. 【請求項２】 前記磁気抵抗効果素子は、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
   からなる第１の磁気抵抗効果素子と、この第１の磁気抵
   抗効果素子に直列に接続されると共に前記被検出対象に
   向かう方向に配置されたパターンからなる第２の磁気抵
   抗効果素子とを有することを特徴とする請求項１記載の
   磁気検出装置。
3. 【請求項３】 前記磁気抵抗効果素子は、前記磁界発生
   部の前記被検出対象側の磁極面近傍または前記第２の磁
   性材の被検出対象側の磁性材面近傍に配置されることを
   特徴とする請求項１または請求項２記載の磁気検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記磁気抵抗効果素子は、絶縁基板に実
   装され、さらに、前記絶縁基板には他の電子部品が実装
   されることを特徴とする請求項１または請求項２または
   請求項３記載の磁気検出装置。