JPS6329837B2 - - Google Patents
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- JPS6329837B2 JPS6329837B2 JP55123874A JP12387480A JPS6329837B2 JP S6329837 B2 JPS6329837 B2 JP S6329837B2 JP 55123874 A JP55123874 A JP 55123874A JP 12387480 A JP12387480 A JP 12387480A JP S6329837 B2 JPS6329837 B2 JP S6329837B2
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- Japan
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁電変換素子に関し、例えば自動車等
の回転検出機構に用いる素子として極めて有用な
ものである。
の回転検出機構に用いる素子として極めて有用な
ものである。
自動車用の回転検出機構には、従来、光検出素
子やホール素子が用いられていた。ところが、こ
れらの素子に依る検出は、汚れに弱い事、その出
力が非正弦波である事及びこれらの素子が温度に
依る影響を受け易い事といつた欠点を有してい
る。
子やホール素子が用いられていた。ところが、こ
れらの素子に依る検出は、汚れに弱い事、その出
力が非正弦波である事及びこれらの素子が温度に
依る影響を受け易い事といつた欠点を有してい
る。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもの
であつて、例えば自動車等の回転検出機構に用い
て好適な磁電変換素子を提供しようとするもので
ある。
であつて、例えば自動車等の回転検出機構に用い
て好適な磁電変換素子を提供しようとするもので
ある。
以下、本発明を実施例につき図面を参照して説
明する。
明する。
第１図に示すように、本実施例の磁電変換素子
１に於いては、ガラス等から成る基板２の表面第
１の素子部Ａと第２の素子部Ｂとの薄膜が互に近
接して形成されている。各素子部Ａ，Ｂは、Ni
−Coような磁気抵抗効果の異方性を有する、即
ち、磁界の方向に依つて電気抵抗が変化する強磁
性体から成る各々２個の同一パターンの素子３，
４及び５，６を具備している。各素子３〜６は、
複数の互に平行な直線部分から成る主電流通路
７，８，９，１０とこれらを連通する屈曲部１
１，１２，１３，１４とから夫々構成されてい
る。その際、第１の素子部Ａの主電流通路３と４
及び第２の素子部Ｂの主電流通路５と６とが夫々
平行になるように配され、且つ、主電流通路３，
４と主電流通路５，６とが互に直角方向をなすよ
うに構成されている。第１の素子部Ａの素子３と
４とは互に直列に接続され、その接続点に出力端
子１５が設けられている。又、第２の素子部Ｂの
素子５と６もやはり互に直列に接続され、その接
続点に出力端子１６が設けられている。一方、素
子３及び５の他端部からは共通の電流供給端子１
７が引出され、又、素子４及び６の他端部からも
やはり共通の電流供給端子１８が引出されてい
る。このような構成の素子３〜６は、例えばパタ
ーン状に強磁性材料を蒸着するか又は全面に蒸着
した後エツチングして形成することが出来る。
１に於いては、ガラス等から成る基板２の表面第
１の素子部Ａと第２の素子部Ｂとの薄膜が互に近
接して形成されている。各素子部Ａ，Ｂは、Ni
−Coような磁気抵抗効果の異方性を有する、即
ち、磁界の方向に依つて電気抵抗が変化する強磁
性体から成る各々２個の同一パターンの素子３，
４及び５，６を具備している。各素子３〜６は、
複数の互に平行な直線部分から成る主電流通路
７，８，９，１０とこれらを連通する屈曲部１
１，１２，１３，１４とから夫々構成されてい
る。その際、第１の素子部Ａの主電流通路３と４
及び第２の素子部Ｂの主電流通路５と６とが夫々
平行になるように配され、且つ、主電流通路３，
４と主電流通路５，６とが互に直角方向をなすよ
うに構成されている。第１の素子部Ａの素子３と
４とは互に直列に接続され、その接続点に出力端
子１５が設けられている。又、第２の素子部Ｂの
素子５と６もやはり互に直列に接続され、その接
続点に出力端子１６が設けられている。一方、素
子３及び５の他端部からは共通の電流供給端子１
７が引出され、又、素子４及び６の他端部からも
やはり共通の電流供給端子１８が引出されてい
る。このような構成の素子３〜６は、例えばパタ
ーン状に強磁性材料を蒸着するか又は全面に蒸着
した後エツチングして形成することが出来る。
上述のように構成された磁電変換素子１は、図
示の如く、例えば自動車等の検出される回転軸に
関連されたロータ１９の外周部近傍に１mm程度の
クリアランスｄをおいて設けられ、その際、基板
２のパターン面がロータ１９の回転軸に対して
ほゞ直角となるように配される。このロータ１９
の外周部には等間隔の磁極Ｎ，Ｓが交互に着磁さ
れており、磁電変換素子１の素子３と４及び５と
６との間の間隔ｌは、このロータ１９の磁極Ｎと
Ｓとの間隔Ｌの1/2に予め設定されている。
示の如く、例えば自動車等の検出される回転軸に
関連されたロータ１９の外周部近傍に１mm程度の
クリアランスｄをおいて設けられ、その際、基板
２のパターン面がロータ１９の回転軸に対して
ほゞ直角となるように配される。このロータ１９
の外周部には等間隔の磁極Ｎ，Ｓが交互に着磁さ
れており、磁電変換素子１の素子３と４及び５と
６との間の間隔ｌは、このロータ１９の磁極Ｎと
Ｓとの間隔Ｌの1/2に予め設定されている。
この状態でロータ１９が一定方向に回転する
と、第２Ａ図及び第２Ｂ図に示すように、磁極Ｎ
から出てＳに向う磁力線は各主電流通路７〜１０
に対して相対的に垂直方向と水平方向とに交互に
しかも連続的に変化する。この時、第１の素子部
Ａの主電流通路７と８との間及び第２の素子部Ｂ
の主電流通路９と１０との間では夫々磁力線の方
向がほゞ90゜異なることになり、又、主電流通路
７と９との間及び８と１０との間でもやはり90゜
異なつている。そこで、この時、電流供給端子１
７と１８との間に所定の電圧Epを印加しておく
と、出力端子１５，１６からは互に位相が180゜だ
けずれた正弦波出力が得られる。
と、第２Ａ図及び第２Ｂ図に示すように、磁極Ｎ
から出てＳに向う磁力線は各主電流通路７〜１０
に対して相対的に垂直方向と水平方向とに交互に
しかも連続的に変化する。この時、第１の素子部
Ａの主電流通路７と８との間及び第２の素子部Ｂ
の主電流通路９と１０との間では夫々磁力線の方
向がほゞ90゜異なることになり、又、主電流通路
７と９との間及び８と１０との間でもやはり90゜
異なつている。そこで、この時、電流供給端子１
７と１８との間に所定の電圧Epを印加しておく
と、出力端子１５，１６からは互に位相が180゜だ
けずれた正弦波出力が得られる。
このことを、第３図〜第５図を参照して説明す
る。第３図は本実施例の磁電変換素子１の動作原
理図で、電流供給端子１７，１８が電源Epに接続
され、且つ一方の電流端子１８はアースされてお
り、全体として２つの磁電変換回路２０，２１を
構成している。
る。第３図は本実施例の磁電変換素子１の動作原
理図で、電流供給端子１７，１８が電源Epに接続
され、且つ一方の電流端子１８はアースされてお
り、全体として２つの磁電変換回路２０，２１を
構成している。
先ず、磁電変換回路２０について考える。今、
強磁性体３，４を飽和磁化させるに充分な強さの
磁界Ｈを、強磁性体３，４のなす平面に於いて、
強磁性体３の主電流通路７の方向、即ち電流方向
に対して角度θを以つて加えると、強磁性体３，
４の各電気抵抗ρ3，ρ4が変化し、その変化は角度
θにより次式で表わされる。
強磁性体３，４を飽和磁化させるに充分な強さの
磁界Ｈを、強磁性体３，４のなす平面に於いて、
強磁性体３の主電流通路７の方向、即ち電流方向
に対して角度θを以つて加えると、強磁性体３，
４の各電気抵抗ρ3，ρ4が変化し、その変化は角度
θにより次式で表わされる。
ρ3＝ρ⊥sin2θ＋ρcos2θ ……
ρ4＝ρ⊥cos2θ＋ρsin2θ ……
但し、ρ⊥は強磁性体３，４を電流と垂直方向
に飽和磁化したときの強磁性体３，４の電気抵
抗、ρは同じく電流と平行方向に飽和磁化した
ときの強磁性体３，４の電気抵抗である。また出
力端子１５の電圧ｅは、強磁性体３，４が直列接
続であるから、電源電圧をEpとすれば次式で表わ
される。
に飽和磁化したときの強磁性体３，４の電気抵
抗、ρは同じく電流と平行方向に飽和磁化した
ときの強磁性体３，４の電気抵抗である。また出
力端子１５の電圧ｅは、強磁性体３，４が直列接
続であるから、電源電圧をEpとすれば次式で表わ
される。
ｅ＝ρ4／ρ3＋ρ4Ep ……
止に，式を代入して整理すると、
ｅ＝Ep／２−Δρ／２（ρ＋ρ⊥）・cos2θ・Ep…
… （但し、Δρ＝ρ−ρ⊥とする。） となり、この式に於いて右辺第１項は基準電圧
を表し、第２項は変化量Δeを表すものとなり、 Δe＝Δρ／4ρpcos2θ・Ep …… で表わされる。但し2ρp＝ρ＋⊥とし、ρpは消磁
状態の電気抵抗である。従つて、出力端子１５の
電圧ｅは、磁界Ｈの方向により変化し、その出力
変化は、第５図に実線で示すように、0°，180゜で
最小値、90゜，270゜で最大値をとる正弦波形とな
る。
… （但し、Δρ＝ρ−ρ⊥とする。） となり、この式に於いて右辺第１項は基準電圧
を表し、第２項は変化量Δeを表すものとなり、 Δe＝Δρ／4ρpcos2θ・Ep …… で表わされる。但し2ρp＝ρ＋⊥とし、ρpは消磁
状態の電気抵抗である。従つて、出力端子１５の
電圧ｅは、磁界Ｈの方向により変化し、その出力
変化は、第５図に実線で示すように、0°，180゜で
最小値、90゜，270゜で最大値をとる正弦波形とな
る。
一方、磁電変換回路２１について考えると、こ
の回路２１に於ける強磁性体５と６との間の関係
は、上述した磁電変換回路２０に於ける強磁性体
３と４との間の関係を90゜だけ回転させたもので
ある。そこで、上述の式において、θをθ−90゜
と置換えて、出力端子１６の出力e′を、 e′＝Ep／２−Δρ／２（ρ＋⊥） ・cos2（θ−90゜）・Ep …… と求めることが出来、その変化量Δe′は、 Δe′＝Δρ／4ρpcos2（θ−90゜）・Ep …… となる。即ち、出力端子１６の電圧e′は、第５図
に破線で示すように、上記出力端子１５の電圧ｅ
を90゜だけずらせたものとなる。従つて、出力端
子１５と１６との間の電位差E1は、 ΔE1＝Δρ／2ρpcos2θ・Ep …… で表わされる正弦波の形で変化することになり、
その変化量は各出力端子１５，１６に於ける変化
量の２倍になつている。
の回路２１に於ける強磁性体５と６との間の関係
は、上述した磁電変換回路２０に於ける強磁性体
３と４との間の関係を90゜だけ回転させたもので
ある。そこで、上述の式において、θをθ−90゜
と置換えて、出力端子１６の出力e′を、 e′＝Ep／２−Δρ／２（ρ＋⊥） ・cos2（θ−90゜）・Ep …… と求めることが出来、その変化量Δe′は、 Δe′＝Δρ／4ρpcos2（θ−90゜）・Ep …… となる。即ち、出力端子１６の電圧e′は、第５図
に破線で示すように、上記出力端子１５の電圧ｅ
を90゜だけずらせたものとなる。従つて、出力端
子１５と１６との間の電位差E1は、 ΔE1＝Δρ／2ρpcos2θ・Ep …… で表わされる正弦波の形で変化することになり、
その変化量は各出力端子１５，１６に於ける変化
量の２倍になつている。
第４図は本実施例の磁電変換素子１の等価回路
を示すもので、各強磁性体３〜６を可変抵抗と
し、その抵抗値が磁界Ｈの方向に依り変化するも
のとして考えることが出来る。
を示すもので、各強磁性体３〜６を可変抵抗と
し、その抵抗値が磁界Ｈの方向に依り変化するも
のとして考えることが出来る。
今、ロータ１９の周囲にｎ対のＮ，Ｓ極が着磁
されているとすると、このロータ１９が１回転す
る間にθは360゜×ｎだけ変化することになる。そ
こで、ロータ１９の角速度をωとすると、ロータ
１９の１回転に要する時間は360゜／ωであるか
ら、 θ＝nωt …… となる。この式を、前述した式に代入する
と、 ΔE1＝Δρ／2ρpcos2nωt・Ep …… となり、従つて、このΔE1を検出することに依
り、ロータ１９の角速度ωを求めることが出来る
のである。
されているとすると、このロータ１９が１回転す
る間にθは360゜×ｎだけ変化することになる。そ
こで、ロータ１９の角速度をωとすると、ロータ
１９の１回転に要する時間は360゜／ωであるか
ら、 θ＝nωt …… となる。この式を、前述した式に代入する
と、 ΔE1＝Δρ／2ρpcos2nωt・Ep …… となり、従つて、このΔE1を検出することに依
り、ロータ１９の角速度ωを求めることが出来る
のである。
以上、本発明を一実施例につき説明したが、上
記実施例は本発明の技術的思想に基いて種々の変
更が可能である。例えば、電流供給端子１７，１
８は、第１の素子部Ａと第２の素子部Ｂとで別々
に設けられても良い。又、上記実施例に於いて
は、第１の素子部Ａと第２の素子部Ｂとを同一平
面上に形成したが、例えば、これら第１の素子部
Ａと第２の素子部Ｂとを互に積層構造にして形成
しても良い。この場合、磁界の状態に依つては第
１の素子部Ａと第２の素子部Ｂとの相対位置を予
めずらせておいて、磁界との関係を補正すること
も出来る。
記実施例は本発明の技術的思想に基いて種々の変
更が可能である。例えば、電流供給端子１７，１
８は、第１の素子部Ａと第２の素子部Ｂとで別々
に設けられても良い。又、上記実施例に於いて
は、第１の素子部Ａと第２の素子部Ｂとを同一平
面上に形成したが、例えば、これら第１の素子部
Ａと第２の素子部Ｂとを互に積層構造にして形成
しても良い。この場合、磁界の状態に依つては第
１の素子部Ａと第２の素子部Ｂとの相対位置を予
めずらせておいて、磁界との関係を補正すること
も出来る。
以上説明したように、本発明に依る磁電変換素
子に於いては、磁気抵抗効果の異方性を有する強
磁性体から成る４つの主電流通路を設け、これら
４つの主電流通路の内、ロータ等の着磁体に近接
して等距離に配される第１及び第２の主電流通路
を互いに平行で且つ所定の間隔ｌ（ｌ＝1/2・Ｌ、
Ｌ；着磁体の隣接するＮ極及びＳ極の間の距離）
を置いて配すると共に、これら第１及び第２の主
電流通路に対して直角方向の第３及び第４の主電
流通路をやはり互いに所定の間隔ｌを置いて前記
第１及び第２の電流通路の近傍に配している。そ
して第１及び第２の主電流通路を互いに直列接続
して第１の素子部と成し、第３及び第４の主電流
通路を互いに直列接続して第２の素子部としてい
る。そして第１及び第２の主電流通路の接続点と
第３及び第４の主電流通路の接続点との間から出
力電圧を取り出すようにしている。
子に於いては、磁気抵抗効果の異方性を有する強
磁性体から成る４つの主電流通路を設け、これら
４つの主電流通路の内、ロータ等の着磁体に近接
して等距離に配される第１及び第２の主電流通路
を互いに平行で且つ所定の間隔ｌ（ｌ＝1/2・Ｌ、
Ｌ；着磁体の隣接するＮ極及びＳ極の間の距離）
を置いて配すると共に、これら第１及び第２の主
電流通路に対して直角方向の第３及び第４の主電
流通路をやはり互いに所定の間隔ｌを置いて前記
第１及び第２の電流通路の近傍に配している。そ
して第１及び第２の主電流通路を互いに直列接続
して第１の素子部と成し、第３及び第４の主電流
通路を互いに直列接続して第２の素子部としてい
る。そして第１及び第２の主電流通路の接続点と
第３及び第４の主電流通路の接続点との間から出
力電圧を取り出すようにしている。
従つて、本発明に依る磁電変換素子では、各素
子部を構成する互いに平行な主電流通路が、単一
の磁界発生源との位置関係に依らず、磁界に関し
て常に互いに直角の関係になる。しかも、互に位
相が逆の２つの素子部の間の電位差を出力電圧と
している為、比較的大きく且つ安定な正弦波出力
が得られ、しかも、この正弦波出力は、従来のホ
ール素子に依り得られるものの倍の周波数を有し
ている。又、本発明に依る素子は、その製造が非
常に簡単である。この為、本発明に依る磁電変換
素子は、例えば、高出力（対ノイズ性）及び１回
転当りの多数の安定した出力が要求される自動車
用の回転検出機構に用いて非常に有用なものであ
る。
子部を構成する互いに平行な主電流通路が、単一
の磁界発生源との位置関係に依らず、磁界に関し
て常に互いに直角の関係になる。しかも、互に位
相が逆の２つの素子部の間の電位差を出力電圧と
している為、比較的大きく且つ安定な正弦波出力
が得られ、しかも、この正弦波出力は、従来のホ
ール素子に依り得られるものの倍の周波数を有し
ている。又、本発明に依る素子は、その製造が非
常に簡単である。この為、本発明に依る磁電変換
素子は、例えば、高出力（対ノイズ性）及び１回
転当りの多数の安定した出力が要求される自動車
用の回転検出機構に用いて非常に有用なものであ
る。
第１図は本発明の一実施例に依る磁電変換素子
をロータの近傍に配設した状態を示す平面図、第
２Ａ図は上記磁電変換素子の各主電流通路とロー
タからの磁力線との関係を示す慨略平面図、第２
Ｂ図は上記各主電流通路と磁力線との関係を示す
第２Ａ図とは別の状態の概略平面図、第３図は上
記磁電変換素子の動作原理図、第４図は同等価回
路図、第５図は同出力波形図である。 なお図面に用いた符号において、１……磁電変
換素子、７，８，９，１０……主電流通路、１
５，１６……出力端子、Ａ……第１の素子部、Ｂ
……第２の素子部、である。
をロータの近傍に配設した状態を示す平面図、第
２Ａ図は上記磁電変換素子の各主電流通路とロー
タからの磁力線との関係を示す慨略平面図、第２
Ｂ図は上記各主電流通路と磁力線との関係を示す
第２Ａ図とは別の状態の概略平面図、第３図は上
記磁電変換素子の動作原理図、第４図は同等価回
路図、第５図は同出力波形図である。 なお図面に用いた符号において、１……磁電変
換素子、７，８，９，１０……主電流通路、１
５，１６……出力端子、Ａ……第１の素子部、Ｂ
……第２の素子部、である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｎ極及びＳ極が交互に着磁された着磁体が１
つの平面内で移動することに依つて発生する周期
的磁界変化を検出する為の磁電変換素子におい
て、 (a) 磁界の方向に依つて電気抵抗が変化する強磁
性体から成る第１及び第２の主電流通路が同一
平面上に所定の間隔ｌ（ｌ＝1/2・Ｌ、Ｌ；前記
着磁体の隣接するＮ極及びＳ極の間の距離）で
互いに平行に配され、これら第１及び第２の主
電流通路が互いに直列に接続されて、この接続
点に第１の出力端子が設けられると共に、前記
第１及び第２の主電流通路の前記接続点とは反
対側の端部に夫々電流供給端子が設けられてい
る第１の素子部と、 (b) 磁界の方向に依つて電気抵抗が変化する強磁
性体から成り且つ前記第１及び第２の主電流通
路とは直角方向の第３及び第４の主電流通路が
同一平面上に前記所定の間隔ｌで互いに平行に
配され、これら第３及び第４の主電流通路が互
いに直列に接続されて、この接続点に第２の出
力端子が設けられると共に、前記第３及び第４
の主電流通路の前記接続点とは反対側の端部に
夫々電流供給端子が設けられている第２の素子
部と、 を夫々具備し、前記第１の素子部の前記第１及び
第２の主電流通路が前記着磁体から等距離でその
近傍に配されると共に、前記第１及び第２の素子
部が互いに近接して配されて前記第１の出力端子
と前記第２の出力端子との間から出力電圧が取り
出されるように構成された磁電変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55123874A JPS5748282A (en) | 1980-09-06 | 1980-09-06 | Magnetoelectric transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55123874A JPS5748282A (en) | 1980-09-06 | 1980-09-06 | Magnetoelectric transducer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5748282A JPS5748282A (en) | 1982-03-19 |
| JPS6329837B2 true JPS6329837B2 (ja) | 1988-06-15 |
Family
ID=14871505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55123874A Granted JPS5748282A (en) | 1980-09-06 | 1980-09-06 | Magnetoelectric transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5748282A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0341842Y2 (ja) * | 1985-12-17 | 1991-09-03 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55130186A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-08 | Sony Corp | Magnetoelectric transducer |
| JPS5726862B2 (ja) * | 1979-06-15 | 1982-06-07 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5726862U (ja) * | 1980-07-21 | 1982-02-12 |
-
1980
- 1980-09-06 JP JP55123874A patent/JPS5748282A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55130186A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-08 | Sony Corp | Magnetoelectric transducer |
| JPS5726862B2 (ja) * | 1979-06-15 | 1982-06-07 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5748282A (en) | 1982-03-19 |
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