JPS5866221A - 近接スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はとくに）く−マロイ素子を用いた近接スイッ
チＣ二関する。

従来、鉄−ニッケル合金監：より構成されるノ（−マロ
イ素子はこれに磁界が与えられたとき、その磁界による
異方性磁気抵抗効果を持っていることが知られている。

第１図はこの異方性磁気抵抗効果の特性を示している。

近年、半導体技術の進歩（＝伴ってこのバーマロ゛イを
シリコンウニへ−上に薄膜蒸着したものが発表されてい
る。ところが、パーマロイは温度変化に対して非常に敏
感で、その変化は磁界による変化よ秒はるかＣ：大きい
ので、これをブリッジに組んで使用するのが畳通である
。第２図はパーマロイ素子でブリッジ回路を形成した従
来の回路を示すものである。このブリッジ回路はパーマ
ロイの異方性磁気抵抗効果のため磁界Ｈ１が加わった時
にはパーマロイ素子ｆＬ１お工びＲ３は磁界Ｈ１の彰響
を受けてその抵抗値が減少するが、磁界Ｈ１と平行なパ
ーマロイ素子Ｒ２，Ｒ４は変化しないためブリッジ出力
が得られる。このブリッジ出力対磁束密度のグラフを第
３図に示す、しかし、このグラフから明らかなようにこ
のブリッジ出力はヒステリシスを持っている。今、たと
えば、ターゲットが近接スイッチの十分遠方にある時、
出力は内部磁石Ｉ：バイアスされ点ムであったとする。

そしてターゲットが近づいて点Ｂになったら出力回路が
働くように設定されているとする。このときここに外部
〃・ら内部磁界に対して９０°の傾きを持つ磁界が力１
わると出力は点Ｃの方向へ移動し、この状態で外部磁界
が取り去られた後は点Ａ１へ行き、点Ａにはもどらない
。これはブリッジ出力のドリフトを意味し、感応距離に
大きな影響を与える。またこの工つな外部の磁界は実際
の近接スイッチ使用場所ではモーター、ンレノイド等に
より容易に発生される。

この発明は、このような従来の欠点を解決するだめのも
のである。

まず、このヒステリシスであるが、ブリッジ回路を構成
する各素子のバーマロ１のヒステリシスが避けられない
ものとすると、これがブリッジ出力（：出ないようにシ
なければならない。そこで第２図において、このブリッ
ジ（二外部磁界がＨｌに垂直に加わったとするとパーマ
ロイ素子Ｒ２およびＲ４は磁界の影噛を受けるが、他の
パーマロイ素子ａ１およびに３は受けない。ここ富；ブ
リッジ出力のヒステリシスの原因がある。ここで４つの
素子が全て外部磁界Ｉ：対して同じ影響を受けるよう（
；すると、このヒステリシスがなくなるはずである。全
てが同じように働くためには同じ方向にパーマロイ素子
が配置されなければならない。しかしすべてが同じ向き
に配置されるということは内部磁界の変化も受けないと
いうことになり、したがってブリッジ出力も変化しない
ということになる。

そこでこの発明においては、第４図に示すようにウニ八
−７上に絶縁層８を介して形成された複数ａＯ薄膜パー
マロイ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４をたがいに平行に配
設するとともに、これらの素子によってブリッジ回路を
形成し、かつウェハー７Ｃ：は、ブリッジ回路中、たが
いに対向する１組の辺の２素子Ｒ２，Ｒ４に近接して薄
膜磁石２を形成している。これによってたがいに対向す
る１組の辺のパーマロイ素子Ｒ２，Ｒ４はバイアス磁界
を与えられる。さらにブリッジ回路を形成するパーマロ
イ素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４には、薄膜磁石２とは別
に、全体としてバイアス磁界を与える永久磁石１０がそ
のブリッジ回路に対し、所定の距離だけ近接して設けら
れている。

この動作をｖＪｓ図を参照して説明する。今、たがいに
対向する１組の辺の２素子Ｒ２，Ｒ４（二薄膜磁石２に
よって２０ガウスのバイアスが与えられているものとす
ると、この２素子は点りにあり、非バイアス状態にある
。一方他の１組の辺の２素子Ｒ１，Ｒ３は点Ｅにいる・
、ここでターゲットにより永久磁石１０によるバイアス
磁界すなわち内部磁界に変化を与えると１点りの２素子
Ｒ２゜Ｒ４は点Ｄｌｌ二、また点Ｅの２素子Ｒ１，Ｒ３
は点Ｅ１に動くので、これによってブリッジ出力が得ら
れる。

第６図お工び第８図はこの発明における近接スイッチの
具体的な構造を示すものでケース３（：はキャップ４が
嵌合され、このキャップの端面書＝よって感応面が形成
される。ケース３内には電子回路部品を取付けるプリン
ト回路基板５が収容され、この基板に上記ブリッジ回路
を設けた回路素子１が設けられる。またケース３内Ｃ二
は薄ａｍ石２とは別に１回路素子１に、すなわちブリッ
ジ回路を形成するパーマロイ素子に、全体として磁気バ
イアスを与える内部磁石１０がその回路素子１に対し、
所定の距離だけ近接して設けられている。

この発明は上述のようにウェハー上（＝形成された複数
個の薄膜パーマロイ素子をたがいに平行Ｃ：配設すると
ともに、とｔらの素子によってブリッジ回路を形成し、
かつ上記ウェハーには、上記ブリッジ回路中、たがいに
対向する１組の辺のノく一マ田イ素子に近接して薄膜磁
石を形成し、さら（＝ブリッジ回路を形成するパーマロ
イ素子に、全体としてバイアス磁界を与える永久磁石を
近接して設けているので、パーマロイ素子の磁気抵抗効
果ζ：よるヒステリシスを除失することができる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はパーｉロイの異方性磁気抵抗効果を示す特性図
、第２図は従来の近接スイッチのブリッジを示す図でヒ
）は回路パターン％またｔｃｉ＋は回路図−である、第
３図は第２図におけるブリッジ回路の出力と磁束密度と
の関係を示すグラフ、第４図はこの発明の近接スイッチ
におけるブリッジを示す図で（イ）は半導体構成断面図
、（ロ）は回路パターンおよび（ハ）は回路図である。 第５図は第４図におけるブリッジ回路の動作を説、明す
る図、第６図はこの発明を適用した近接スイッチの正断
面図、第７図は同側断面図である。 １・・・ブリッジ回路素子、２・・・薄膜磁石、３・・
・ケース、４・・・キャップ、５・・・プリント回路基
板、６・・・ターゲット、７・・・ウェハー、８・・・
絶縁層、Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４・・・パーマロイ素子
、１０・・・永久磁石。 特許出願人　　山武八ネウエル株式会社−÷、荀Ｉ東２
冨／Ｌ　　（７：）’ワス）第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウニへ−上に形成された複数個の薄膜ノ（−マロイ素子
   をたがいに平行に配設するとともに、これらの素子によ
   ってブリッジ回路を形成し、かつ上記ウェハーには、上
   記ブリッジ回路中、たがいに対向する１組の辺のパーマ
   ロイ素子Ｃ＝近接して薄膜磁石を形成し、さらに上記ブ
   リッジ回路を形成するパーマロイ素子に全体としてバイ
   アス磁界を与える永久磁石を近接して設けたことを特徴
   とする近接スイッチ。