JPH109808A - 磁気センサ - Google Patents

磁気センサ

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Publication number
JPH109808A
JPH109808A JP16205796A JP16205796A JPH109808A JP H109808 A JPH109808 A JP H109808A JP 16205796 A JP16205796 A JP 16205796A JP 16205796 A JP16205796 A JP 16205796A JP H109808 A JPH109808 A JP H109808A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
magnetoresistive element
displacement
rotator
magnetic sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP16205796A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiro Yokoya
昌広 横谷
Hideki Umemoto
英樹 梅元
Naoki Hiraoka
直樹 平岡
Wataru Fukui
渉 福井
Yutaka Ohashi
豊 大橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP16205796A priority Critical patent/JPH109808A/ja
Publication of JPH109808A publication Critical patent/JPH109808A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、大きな角度範囲にわたって信頼
性の高い被検出体の回転角度を検出することができる。 【解決手段】 この発明の磁気センサは、磁石25と、
この磁石25により印加される磁束の密度に応じた電圧
を出力する磁気抵抗素子24と、回転角度を検出すべき
検出回転体26に接続されるとともに回転に伴う磁石2
5との空間距離変化により磁気抵抗素子24に印加され
る磁束密度を変化させる磁性体からなる回転体27とを
備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばハンドル
の回転角度を検出する磁気センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8は従来の磁気センサの側面図であ
り、磁気センサは、センサ本体1と、このセンサ本体1
に連設されたコネクタ2とを有している。センサ本体1
は、ケース3と、このケース3内に収納された回路基板
4と、この回路基板4に取り付けられた磁気抵抗素子5
と、ケース3を貫通しているとともに軸受け9により回
転自在に支持された回転シャフト8と、この回転シャフ
ト8の先端部に取り付けられ磁気抵抗素子5に磁界を印
加する磁石10とを備えている。コネクタ2は、回路基
板4に電気的に接続された端子6と、この端子6の端部
を露出して埋設した絶縁樹脂製のコネクタ本体7とを有
している。
【0003】この磁気センサは、回転シャフト8が回転
角度の被検出体である検出回転体11に連結され、検出
回転体11の回転により回転シャフト8が所定の角度回
転し、磁石10も所定の角度回転する。円板形状の磁石
10は、磁気抵抗素子5に飽和磁界を印加しているが、
この磁石10の回転により、磁気抵抗素子5に印加され
る飽和磁界角度が変化し、この磁界角度の変化を磁気抵
抗素子5は電圧の変化として出力する。磁気抵抗素子5
で発生した電圧の変化は、回路基板4で電気的に処理さ
れ、この後この電気信号はコネクタ2の端子6を介して
コンピュータユニット(図示せず)に送られ、検出回転
体11の回転角度が検出される。
【0004】図9は磁石10の回転角度θ1のときに磁
気抵抗素子5に飽和磁界角度θ2で印加される様子を示
す図、図10は磁石10の回転角度θ1と磁気抵抗素子
5に印加される飽和磁界角度θ2との関係を示す関係
図、図11は磁石10の回転角度θ1と磁気抵抗素子5
の出力電圧との関係を示す関係図であり、例えば磁石1
0の回転角度θ1がゼロのとき、図10から磁気抵抗素
子5に印加される飽和磁界角度θ2はゼロであり、図1
1から磁気抵抗素子5の出力電圧は(V1+V2)/2で
あることが分かる。また、磁石10の回転角度θ1が9
0°のとき、図10から磁気抵抗素子5に印加される磁
界角度θ2は90°であり、図11から磁気抵抗素子5
の出力電圧は(V1+V2)/2であることが分かる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の磁気センサにお
いては、図11から分かるように、回転角度θ1が約―
60°のときに磁気抵抗素子5の出力値が最低で、約+
60°のときに磁気抵抗素子5の出力値が最高となり、
また回転角度θ1が―45°〜+45°の範囲では回転
角度θ1と磁気抵抗素子5の出力電圧との関係が直線関
係にあることから、その範囲内では信頼性の高い検出回
転体11の回転角度を磁気抵抗素子5で検出することが
できるものの、検出回転体11の回転検出角度範囲は小
さいといった問題点があった。
【0006】また、従来の磁気センサにおいては、検出
回転体11と磁石10との間に回転シャフト8が介在し
ており、検出回転体11に対する回転シャフト8の偏心
回転を防止するために軸受け9がケース3に取り付けら
れており、長期にわたって使用したときには軸受け9が
摩耗してしまい、磁気センサの寿命が短いといった問題
点もあった。
【0007】この発明は、かかる問題点を解決すること
を課題とするものであって、例えば大きな回転角度範囲
にわたって信頼性の高い被検出体の回転角度を検出する
ことができるとともに、長期にわたって使用できる磁気
センサを得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の磁気センサ
は、磁石と、この磁石により印加される磁束の密度に応
じた電圧を出力する磁気抵抗素子と、変位量を検出すべ
き被検出体に接続されるとともに変位に伴う磁石との間
の空間距離変化により磁気抵抗素子に印加される磁束の
密度を変化させる磁性体からなる変位体とを備えたもの
である。
【0009】また、磁石、磁気抵抗素子および変位体を
同一直線上に配設したものである。
【0010】また、変位体は、回転変位する回転体であ
り、この回転体の回転角度とこの回転角度に対応して出
力される磁気抵抗素子の電圧値との関係が直線関係にな
るような曲面部を有する形状になっているものである。
【0011】また、変位体は、直線変位する移動体であ
り、この移動体の直線移動量と、移動体と磁石との間の
空間距離との関係が直線関係になるような斜面部を有す
る形状になっているものである。
【0012】また、変位体は、被検出体に直接取り付け
られるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.図1はこの発明の一実施の形態を示す磁
気センサの断面図、図2は図1の要部平面図であり、磁
気センサは、センサ本体20と、このセンサ本体20に
連設されたコネクタ21とを有している。センサ本体2
0は、ケース22と、このケース22内に収納された回
路基板23と、この回路基板23に取り付けられた磁気
抵抗素子24と、回路基板23に取り付けられ磁気抵抗
素子24に飽和磁界以下の磁界を印加する磁石25と、
回転角度の被検出体である検出回転体26の先端部に直
接取り付けられる強磁性体材料からなる変位体である回
転体27とを備えている。この回転体27は図2から分
かるように矢印Aの矢印方向に半径が徐々に拡大する曲
面部27aを有している。また、磁石25、磁気抵抗素
子24および回転体体27は同一直線上に配設されてい
る。コネクタ21は、回路基板23に電気的に接続され
た端子28と、この端子28の端部を露出して埋設した
絶縁樹脂製のコネクタ本体29とを有している。
【0014】この磁気センサでは、回転体27を検出回
転体26に直線取り付け、検出回転体26の回転により
回転体27が図2の矢印Aの矢印方向に回転する。一
方、磁気抵抗素子24には磁石25から飽和磁界以下の
磁界が印加しているが、回転体27の回転により、磁石
25と磁性体である回転体27との間の空間距離が変化
し、その結果、磁気抵抗素子24に印加される磁石25
からの磁束密度が変化する。磁気抵抗素子24では磁束
密度の変化に応じて抵抗値が変化し、その抵抗変化を電
圧として出力する。この磁気抵抗素子24から出力され
る電圧は、回路基板23で増幅され、この後この電気信
号はコネクタ21の端子28を介してコンピュータユニ
ット(図示せず)に送られ、検出回転体26の回転角度
が検出される。
【0015】この実施の形態では、図3に示すような関
係、つまり回転体27の回転角度と磁気抵抗素子24の
出力電圧との関係が直線になるように、回転体27は曲
面部27aを有する形状になっている。この回転体27
の形状は次の手順で求められる。図4は、同一線上に回
転体、磁気抵抗素子および磁石が配置されたときの、回
転体と磁石との間の距離Lと、回転体と磁石との間に配
置された磁気抵抗素子の出力との関係を示す関係図であ
り、この図4から空間距離Lが大きくなる程、即ち磁石
から回転体が離れるに従って磁気抵抗素子からの出力電
圧の値が大きくなることが分かる。この図4から磁気抵
抗素子の使用出力範囲を設定し、その範囲内の各磁気抵
抗素子の出力電圧V0、V1、V2、V3‥‥Vnに応じた
回転体と磁石との間の距離X0,X1,X2,X3‥‥Xn
を得る。次に、回転体の回転角度と磁気抵抗素子の出力
との関係が図3に示す直線関係になるように、各磁気抵
抗素子の出力電圧V0、V1、V2、V3‥‥Vnに対応し
た回転体の回転角度θ1、θ2、θ3‥‥θnを求める。そ
の後、図5に示すように、回転角度θ0のときの回転体
の半径R0(Y−X0)を求める。なお、Yは回転体の中
心と磁石の側面との距離である。同様にして、回転角度
θ1で回転体の半径R1(Y−X1)、回転角度θ2で回転
体の半径R2(Y−X2)、‥‥‥回転角度θnで回転体
の半径Rn(Y−Xn)を求める。そして、回転体の半径
0、R1、R2、R3‥‥‥‥Rnの各先端を結ぶことに
より、図5に示す滑らかな曲線形状の曲面部27aを有
する回転体27が得られる。
【0016】図6はこの回転体27における回転角度と
磁気抵抗素子24の出力電圧との関係を示す図であり、
この実施の形態では回転体27の回転角度が略0°〜2
70°の大きな範囲で回転体27の回転角度と磁気抵抗
素子24の出力電圧との関係が直線になっており、この
大きな範囲において信頼性の高い検出回転体26の回転
角度を検出することができる。
【0017】また、従来例では、検出回転体11に対す
る回転シャフト8の偏心回転を防止するために、軸受け
9がケース3に取り付けられており、軸受け9の摩耗が
磁気センサの寿命に悪影響を与えていたが、この実施の
形態では検出回転体26に回転体27が直接取り付けら
れており、軸受け9を必要とした回転シャフト8を削除
したことにより、従来必要とした軸受けは不要となり、
軸受けの摩耗により磁気センサの寿命が短くなるような
ことはない。
【0018】実施の形態2.図7はこの発明の他の実施
の形態を示す磁気センサの断面図であり、この実施の形
態では直線変位する被検出体である検出移動体31の移
動量を検出するために検出移動体31に移動体32が取
り付けられる点が実施の形態1と異なるだけで、他の構
成は実施の形態1と同じである。
【0019】この移動体32は、強磁性体材料から構成
されているとともに、端部に斜面部32aを有する平板
形状である。この斜面部32aは、移動体32の直線移
動量と、移動体32と磁石25との間の空間距離Mとの
関係が直線関係になるように構成されており、矢印Bの
矢印方向に移動体32が直線変位すると磁石25と移動
体32との空間距離Mが小さくなり、その結果磁気抵抗
素子24に印加される磁石25からの磁束密度が変化す
る。磁気抵抗素子24では磁束密度の変化に応じて抵抗
値が変化し、その抵抗変化を電圧として出力する。この
磁気抵抗素子24から出力される電圧は、回路基板23
で増幅され、この後この電気信号はコネクタ21の端子
28を介してコンピュータユニット(図示せず)に送ら
れ、検出移動体31の直線移動量が検出される。なお、
斜面部32aの傾斜角度θを小さくすればそれだけ検出
移動体31の大きな移動量について検出することができ
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の磁気セ
ンサによれば、磁気抵抗素子に印加する磁束の密度に応
じて出力される電圧から被検出体の変位量を検出するよ
うになっており、例えば回転変位を検出する場合、磁気
抵抗素子に印加する飽和磁界の角度に応じて出力される
電圧から被検出体の回転角度を検出する従来例のものと
比較して、被検出体の検出することができる回転角度範
囲が拡大する。
【0021】また、磁石、磁気抵抗素子および変位体を
同一直線上に配設したときには、磁気抵抗素子に印加さ
れる磁界角度は一定となり、信頼性の高い被検出体の変
位量を検出することができる。
【0022】また、変位体として、回転角度とこの回転
角度に対応して出力される磁気抵抗素子の電圧値との関
係が直線関係になるような曲面部を有する形状の回転体
を用いたときには、信頼性の高い被検出体の回転角度を
得ることができる。
【0023】また、変位体として、直線移動量と、移動
体と磁石との間の空間距離との関係が直線関係になるよ
うな斜面部を有する形状の移動体を用いたときには、例
えば斜面部の傾斜角度を小さくすることによって、被検
出体の検出することができる移動量の範囲を大きくする
ことができる。
【0024】また、変位体を被検出体に直接取り付けた
ときには、従来必要とした軸受けは不要となり、軸受け
の摩耗により磁気センサの寿命が短くなるようなことは
ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施の形態を示す磁気センサの
断面図である。
【図2】 図1の要部平面図である。
【図3】 変位体の回転角度と磁気抵抗素子の出力との
関係図である。
【図4】 同一線上に変位体、磁気抵抗素子および磁石
が配置されたときの、変位体と磁石との間の距離Lと、
磁気抵抗素子の出力との関係図である。
【図5】 変位体の形状を求める説明図である。
【図6】 図1の変位体の回転角度と磁気抵抗素子の出
力との関係図である。
【図7】 この発明の他の実施の形態を示す磁気センサ
の断面図である。
【図8】 従来の磁気センサの断面図である。
【図9】 磁石の回転角度θ1のときに磁気抵抗素子に
磁界角度θ2で印加される様子を示す図である。
【図10】 磁石の回転角度θ1と磁気抵抗素子に印加
される磁界角度θ2との関係を示す関係図である。
【図11】 磁石の回転角度θ1と磁気抵抗素子の出力
電圧との関係を示す関係図である。
【符号の説明】
20 センサ本体、23 回路基板、24 磁気抵抗素
子、25 磁石、26検出回転体、27 回転体(変位
体)、27a 曲面部、32 移動体(変位体)、32
a 斜面部。
フロントページの続き (72)発明者 福井 渉 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大橋 豊 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁石と、この磁石により印加される磁束
    の密度に応じた電圧を出力する磁気抵抗素子と、変位量
    を検出すべき被検出体に接続されるとともに変位に伴う
    前記磁石との間の空間距離変化により前記磁気抵抗素子
    に印加される前記磁束の密度を変化させる磁性体からな
    る変位体とを備えた磁気センサ。
  2. 【請求項2】 磁石、磁気抵抗素子および変位体が同一
    直線上に配設されている請求項1記載の磁気センサ。
  3. 【請求項3】 変位体は、回転変位する回転体であり、
    この回転体の回転角度とこの回転角度に対応して出力さ
    れる磁気抵抗素子の電圧値との関係が直線関係になるよ
    うな曲面部を有する形状になっている請求項1または請
    求項2記載の磁気センサ。
  4. 【請求項4】 変位体は、直線変位する移動体であり、
    この移動体の直線移動量と、移動体と磁石との間の空間
    距離との関係が直線関係になるような斜面部を有する形
    状になっている請求項1または請求項2記載の磁気セン
    サ。
  5. 【請求項5】 変位体は、被検出体に直接取り付けられ
    る請求項1ないし請求項4の何れかに記載の磁気セン
    サ。
JP16205796A 1996-06-21 1996-06-21 磁気センサ Pending JPH109808A (ja)

Priority Applications (1)

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JP16205796A JPH109808A (ja) 1996-06-21 1996-06-21 磁気センサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16205796A JPH109808A (ja) 1996-06-21 1996-06-21 磁気センサ

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JPH109808A true JPH109808A (ja) 1998-01-16

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ID=15747282

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JP16205796A Pending JPH109808A (ja) 1996-06-21 1996-06-21 磁気センサ

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JP (1) JPH109808A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304805A (ja) * 2000-04-25 2001-10-31 Tokai Rika Co Ltd 回転角度検出装置
JP2006502381A (ja) * 2002-10-07 2006-01-19 ムービング マグネット テクノロジーズ (ソシエテ アノニム) 可変リラクタンス位置センサ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304805A (ja) * 2000-04-25 2001-10-31 Tokai Rika Co Ltd 回転角度検出装置
JP2006502381A (ja) * 2002-10-07 2006-01-19 ムービング マグネット テクノロジーズ (ソシエテ アノニム) 可変リラクタンス位置センサ

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