KR100780919B1 - 회전검출장치 - Google Patents

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KR100780919B1
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가즈요시 스미야
세이이치로 이시오
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Abstract

본 발명은 자기 회전자의 회전을 검출하기 위한 회전검출장에 관한 것으로서, 자기저항소자를 구비한 센서칩; 및 상기 자기저항소자에 편향(bias)자계를 제공하기 위한 바이어스자석을 포함한다. 상기 자기저항소자는 그 자기저항소자의 저항변화를 기초로 하여 상기 센서칩 가까이에서 자기벡터의 변화를 검출하여, 상기 회전검출장치는 자기 회전자의 회전을 검출한다. 상기 자기벡터의 변화는 상기 편향자계 및 자기 회전자의 회전에 의하여 발생된다. 상기 바이어스자석은 센서칩 주위에 배치되어 상기 자기벡터의 편향각(deflection angle)은 제어가능하게 이루어진다.
회전검출장치, 자기저항소자, 회전자, 감지장치.

Description

회전검출장치 {ROTATION DETECTING APPARATUS}
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전검출장치의 단면도.
도2는 제1실시예에 따른 회전검출장치의 바이어스자석을 나타낸 평면도.
도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 바이어스자석의 개략적인 단면도.
도4a는 제1시뮬레이션(simulation)에 따른 바이어스자석의 평면도.
도4b는 제1실시예에 따른 장치에서 제1시뮬레이션의 바이어스자석의 삼각홈에 대한 개략도.
도4c는 제1시뮬레이션에 따른 바이어스 자석의 측면도.
도5는 제1실시예에 따른 장치에서 제1시뮬레이션를 설명하기 위한 개략도.
도6a는 제1실시예에 따른 장치에서 홈없는 바이어스자석의 자계를 나타낸 사시도.
도6b는 제1실시예에 따른 장치에서 홈있는 바이어스자석의 자계를 나타낸 사시도.
도7a 내지 도7c는 제1실시예에 따른 장치에서, 제1시뮬레이션의 결과를 나타낸 표.
도8은 제1실시예에 따른 장치에서, 제1시뮬레이션에 의한 M-M거리와 자기벡 터의 편향각 사이의 관계를 나타낸 그래프.
도9a 내지 도9e는 제1실시예에 따른 장치에서, 제2시뮬레이션의 바이어스자석의 삼각홈을 나타낸 평면도.
도10은 제1실시예에 따른 장치에서, 제2시뮬레이션의 결과를 나타낸 그래프.
도11은 제1실시예에 따른 장치에서, 제3시뮬레이션에 따른 바이어스자석을 나타낸 사시도.
도12는 제1실시예에 따른 장치에서, 제3시뮬레이션의 결과를 나타낸 표.
도13은 제1실시예의 제1시뮬레이션에 따른 바이어스자석을 나타낸 사시도.
도14는 제1실시예의 제2시뮬레이션에 따른 바이어스자석을 나타낸 사시도.
도15는 제1실시예에 따른 장치에서, 도13 및 도14에 나타낸 바이어스자석의 결과를 나타낸 표.
도16은 제1실시예의 제3시뮬레이션에 따른 바이어스자석의 평면도.
도17은 제1실시예의 비교예에 따른 회전검출장치의 사용에 의한 회전 검출을 나타낸 개략도.
도18은 제1실시예의 비교예에 따른 회전검출장치를 나타낸 단면도.
도19는 본 발명의 제2실시예에 따른 회전검출장치의 바이어스자석과 센서칩을 나타낸 사시도.
도20은 제2실시예의 비교예에 따른 바이어스자석의 자계를 나타낸 사시도.
도21은 제2실시예의 비교예에 따른 바이어스자석의 자계를 나타낸 평면도.
도22는 제2실시예에 따른 바이어스자석의 자계를 나타낸 사시도.
도23은 제2실시예에 따른 바이어스자석의 자계를 나타낸 평면도.
도24는 제2실시예의 비교예와 제2실시예에 의한 공극과 자기벡터의 편향각 사이의 관계를 나타낸 그래프.
도25는 제2실시예에 따른 바이어스자석의 제조장치를 나타낸 평면도.
도26은 도25에서 ⅩⅩⅥ-ⅩⅩⅥ선에 따른 장치의 단면도.
도27은 제2실시예에서, 방향제어 전 자기분말의 방향을 설명하는 단면도.
도28은 제2실시예에서, 방향제어 후 자기분말의 방향을 설명하는 단면도.
도29는 본 발명의 제3실시예에 따른 바이어스자석의 자계를 나타낸 사시도.
도30은 제3실시예에서 바이어스자석의 제조장치를 나타낸 평면도.
도31은 제3실시예에서 방향제어 후 자기분말의 방향을 설명하는 단면도.
도32는 제3실시예의 변형에 따른 바이어스자석의 자기분말을 나타낸 사시도.
도33은 제3실시예의 변형에 따른 바이서싱자석의 제조장치를 나타낸 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 설명
1 : 자기저항소자 2 : 자기저항소자
13 : 바이어스자석 14 : 중공부
17 : 삼각형홈 30 : 케이스부재
40 : 수지케이스
본 발명은 회전검출장치에 관한 것이다. 예를 들어 차량에 장착되는 엔진의 회전 및 일반기계에 구비되는 회전자의 회전검출장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 자기저항소자의 저항값 변화를 이용하여 회전자의 회전모드 검출이 가능한 회전검출장치에 관한 것이다.
종래의 자기저항소자의 저항값의 변화를 이용하여 회전자의 회전모드의 검출이 가능한 회전검출장치로서는 예를들어, 일본공개특허공보 평07-333236호에 기재된 회전검출장치가 공지되어 있다.
이러한 회전검출장치는 자기저항소자(magnetic resistance element) 및 바이어스자석(biasing magnet)을 포함한다. 상기 자기저항소자 및 바이어스자석은 케이스부재에 수용된다. 상기 회전검출장치에서 상기 바이어스자석의 팁(tip)부는 케이스부재의 내측바닥면에 접하고, 자기센서를 포함하는 몰딩부재의 팁부는 케이스 내측바닥에 형성된 돌기부에 접하게 되어 "M-M거리"가 결정되고, 상기 "M-M거리"는 상기 자기저항소자와 바이어스자석 사이의 거리와 일치한다. 다시말해, 상기 회전각검출장치에 있어, 케이스부재의 내측 바닥면에 형성된 돌출부의 돌출된 길이에 따라 회전자와 관계를 갖는 상기 자기벡터의 편향각(deflection angle)은 최적화되고, 즉 회전각검출장치의 감지감도가 최적화된다.
반면에, 상기 M-M거리에 근거하여 회전검출장치를 위한 감지감도에 따른 자 기백터의 편향각이 조절될 수 있지만, 상기 케이스부재에 형성된 돌출부의 돌출길이는 상기 회전검출장치의 감지감도를 조절하기 위해 변화되어야 한다. 결과적으로 상기한 M-M거리는 불가피한 이유로 변화되어야 하고, 상기 거리의 변화는 예를들어, 회전검출모드를 위한 회전자의 형상에 따라 변화되는 경우, 상기 케이스부재 자체도 불가피한 이유로 반드시 변화되어야 한다. 즉, 예를들면 변화된 케이스부재로서 구성요소는 반드시 증가되고, 또한 금속몰드의 총 개수는 이와같이 변화되는 케이스부재를 몰딩하기 위해 불가피하게 증가되어야 한다. 실제의 경우, 단지 상기 M-M거리의 변화시킴으로써, 상기 자기벡터의 편향각을 조절하면 소정의 제한이 야기된다. 즉 회전검출장치에 대한 설계자유도는 낮고, 자기벡터의 편향각을 조절하기 위한 범위는 실제분야에서 제한된다.
본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 높은 감지감도와 높은 설계자유도를 갖는 회전센서를 제공하는데 있다.
자기회전자의 회전을 검출하기 위한 회전검출장치는 자기저항소자를 구비한 센서칩; 및 상기 자기저항소자에 편향 자계를 제공하기 위한 바이어스자석을 포함한다. 상기 바이어스자석 및 센서칩은 일체로 이루어진다. 상기 회전검출장치가 자기 회전자의 회전을 검출하기 위해, 상기 자기저항소자는 그 자기저항소자의 저항변화를 기초로 하여 상기 센서칩 가까이에서 자기벡터의 변화를 검출할 수 있다. 상기 자기벡터의 변화는 상기 편향자계 및 자기 회전자의 회전에 의하여 발생된다. 상기 바이어스자석은 센서칩 주위에 배치되어 상기 자기벡터의 편향각이 제어가능하게 이루어진다.
상기 회전검출장치는 자기벡터의 편향각을 제어할 수 있고, 회전의 검출감도는 향상된다. 또한 자기벡터의 편향각은 바이어스자석의 형상에 의해 제어될 수 있어 설계자유도는 증가된다.
상기 바이어스자석은 홈을 구비한 중공부를 포함하며, 상기 홈은 상기 자기벡터의 편향각의 제어를 제공하기 위한 소정형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 상기 바이어스자석의 중공부는, 상기 센서칩을 수용하고, 한 쌍의 넓은 측면를 갖는 사각형태로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 상기 중공부의 넓은 측면는, 상기 센서칩을 향하고, 상기 자기저항소자가 배치되는 상기 센서칩의 일면과 평행하며, 상기 중공부의 홈는 상기 바이어스자석의 길이방향으로 연장된다.
또한, 자기 회전자의 회전을 검출하기 위한 회전검출장치는 자기저항소자를 구비한 센서칩; 및 상기 자기저항소자에 편향자계를 제공하기 위한 바이어스자석을 포함한다. 상기 바이어스자석이 상기 센서칩 주위에 배치되는 방식으로 상기 바이어스자석과 센서칩은 일체로 이루어진다. 상기 자기저항소자는 그 자기저항소자의 저항변화를 기초로 하여 상기 센서칩 가까이에서 자기벡터의 변화를 검출하여 상기 회전검출장치는 상기 자기 회전자의 회전을 검출한다. 상기 자기벡터의 변화는 상기 편향자계 및 자기 회전자의 회전에 의하여 발생된다. 상기 바이어스자석은 홈를 갖는 중공부를 포함한다. 상기 센서칩은 상기 바이어스자석의 중공부에 수용된다. 상기 홈는 상기 중공부의 내벽에 배치된다.
상기 회전검출장치는 자기벡터의 편향각을 제어할 수 있고, 회전의 검출감도는 향상된다. 또한 상기 자기벡터의 편향각은 바이어스자석의 형상에 의해 제어될 수 있어 설계자유도는 증가된다.
또한, 자기 회전자의 회전을 검출하기 위한 회전검출장치로서, 자기저항소자를 구비한 센서칩; 및 상기 자기저항소자로 편향자계를 제공하기 위한 바이어스자석을 포함한다. 상기 바이어스자석이 상기 센서칩 주위에 배치되는 방식으로 상기 바이어스자석과 센서칩은 일체로 이루어진다. 상기 자기저항소자는 그 자기저항소자의 저항변화를 기초로 하여 상기 센서칩 가까이에서 자기벡터의 변화를 검출하여 상기 회전검출장치는 상기 자기 회전자의 회전을 검출한다. 상기 자기벡터의 변화는 상기 편향자계 및 자기 회전자의 회전에 의하여 발생된다. 상기 바이어스자석은 중공부를 구비한다. 상기 센서칩은 상기 바이어스자석의 중공부에 수용된다. 상기 중공부는 상기 자기저항소자를 향하는 내벽을 구비한다. 상기 바이어스자석은 상기 자기저항소자를 향하는 내벽 가까이에서 그 바이어스자석의 다른 위치의 자기강도보다 낮은 자기강도를 갖는 저 자기강도부를 구비한다.
상기 회전검출장치는 자기벡터의 편향각을 제어할 수 있고, 회전의 검출감도는 향상된다. 또한 상기 자기벡터의 편향각은 바이어스자석의 형상에 의해 제어될 수 있어 설계자유도는 증가된다.
또한, 자기 회전자의 회전을 검출하기 위한 회전검출장치는 자기저항소자를 구비한 센서칩; 및 상기 자기저항소자에 편향자계를 제공하기 위한 바이어스자석을 포함한다. 상기 바이어스자석이 상기 센서칩 주위에 배치되는 방식으로 상기 바이 어스자석과 센서칩은 일체로 이루어진다. 상기 자기저항소자는 그 자기저항소자의 저항변화를 기초로 하여 상기 센서칩 가까이에서 자기벡터의 변화를 검출하여 상기 회전검출장치는 상기 자기 회전자의 회전을 검출한다. 상기 자기벡터의 변화는 상기 편향자계 및 자기 회전자의 회전에 의하여 발생된다. 상기 바이어스자석은 중공부를 포함한다. 상기 센서칩은 상기 바이어스자석의 중공부에 수용된다. 상기 중공부는 상기 자기저항소자를 향하는 내벽을 포함하며, 상기 바이어스자석은, 상기 자기저항소자를 향하지 않는 내벽 가까이에서 그 바이어스자석의 다른 위치의 자기강도보다 높은 자기강도를 갖는 고 자기강도부를 구비한다.
상기 회전검출장치는 자기벡터의 편향각을 제어할 수 있고, 회전의 검출감도는 향상된다. 또한 상기 자기벡터의 편향각은 바이어스자석의 형상에 의해 제어될 수 있어 설계자유도는 증가된다.
(제1실시예)
본 발명자는 본 발명에 따른 제1실시예의 비교예로서 회전검출장치에 대하여 연구를 하여 왔었다. 상기 회전검출장치는 자기저항소자의 저항값 변화를 이용하여 회전을 검출할 수 있다. 도17은 엔진의 크랭크각도센서(crank angle sensor)와 같은 회전검출장치의 평면구조를 나타낸 것이다.
도17에 나타낸 바와 같이, 회전검출장치에서 센서칩(11)은 검출될 대상물에 따른 회전자 "RT"에 대향하여 배치된다. 상기 센서칩(11)은 자기저항소자 MRE1 및 MRE2로 이루어지는 한 쌍의 자기저항소자(1) 및 다른 자기저항소자 MRE3 및 MRE4로 이루어지는 다른 한쌍의 자기저항소자(2)와 함께 장착된다. 따라서 상기 센서칩(11)은 센서칩(11)을 처리하기 위한 프로세스회로와 결합되어 일체로 제조되고, 일체화된 센서칩은 몰딩부재(12)에 의해 일체화된 바디로 몰딩된다. 구체적으로, 상기 회전검출장치는 하기의 구조를 갖는다. 즉, 상기 센서칩(11)은 상기 몰딩부재(12) 내측 리드프레임(미도시)의 일단으로 장착되고, 전원공급단자(T1), 출력단자(T2) 및 GND(ground)단자(T3)와 같은 다양한 단자는 상기 리드프레임의 타단으로 연결된다. 또한, 바이어스자석(13)은 상기 몰딩부재(12)를 둘러싸는 것과 같은 방식으로 상기 센서칩(11) 가까이에 배열된다. 상기 바이어스자석(13)은 바이어스자계를 상기 두 쌍의 자기저항소자(1,2)에 제공한다. 그리고, 상기 바이어스자석(13)은 바이어스자석의 길이방향을 따라 형성된 홈(14)를 갖는 원통형홈으로 형성된다. 상기 몰딩부재(12)는 상기 홈(14)에 수용되는 반면, 상기 바이어스자석(13)은 소정위치로 접착제등을 사용하여 고정된다.
상기한 회전검출장치의 구조에서, 상기 회전자(RT)가 회전될 때, 상기 바이어스자석에 연결되어 발생되는 자기벡터(magnetic vector)의 변화는 각각의 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 저항값이 변화되어 감지되고, 이에 따라 전기적신호가 감지된 저항값 변화에 따라 센서칩(11)로부터 인가된다. 즉, 상기 회전검출장치에서, 하프브리지회로(half bridge circuit)를 구성하는 한 쌍의 자기저항소자(1)의 자기저항소자(MRE1)과 자기저항소자(MRE2) 사이의 중심점에서 전위의 변화, 또한 유사한 하프브리지회로를 구성하는 한 쌍의 자기저항소자(2)의 자기저항소자(MRE1) 과 자기저항소자(MRE2) 사이의 중앙에서의 전위의 변화는 상기 프로세스회로에 공급된다. 상기 프로세스회로에서 다양한 종류의 프로세스장치는 차동증폭장치(differential amplifying operation) 및 이진처리장치(binary processing operation)는 전위변화에 따라 실행되고, 따라서 상기 프로세스전기신호는 출력단자(T2)로 부터 얻어진다.
또한, 특정한 분야에 사용되는 회전자의 회전모드를 검출하기 위한 회전검출장치의 경우, 센서칩(11) 및 그와 같은 것을 몰딩하는 몰딩부재(12)와 바이어스자석(13)은 적합한 케이스부재에 수용된다. 또한, 전체 회전검출장치는 각각의 단자(T1 내지 T3)가 결합된 수지케이스에 저장되고, 상기 수지케이스는 엔진등의 장치에 장착된다. 도18은 전술된 구조를 갖는 회전검출장치가 엔진등의 장치에 장착된 예를 나타낸 것이다.
도18에 나타낸 바와같이, 상기 회전검출장치에서 상기 몰딩부재(12) 및 상기 바이어스자석(13)은 원통형바닥을 갖는 케이스부재(30)에 수용된다. 그리고 상기 몰딩부재(12), 바이어스자석(13) 및 케이스부재(30)는 수지케이스(40)에 일체로 몰딩된다. 상기 수지케이스(40)는 엔진등의 장치에 장착된다. 또한 상기 수지케이스(40)는 그 수지케이스와 전기제어장치 및 이와같은 장치를 배선에 의해 연결하는 연결단자로서의 기능을 한다. 또한, 상기 각각의 단자(T1 내지 T3)는 상기 연결자로서 단자기능을 하는 단자전도부재(terminal conducting member)(50a 내지 50c)에 전기적으로 연결된다. 이러한 단자전도부재(50a 내지 50c)는 일체로 상기 수지케이스(40)의 내부로 구비된다. 따라서 상기 회전검출장치에서 상기 바이어스자석(13) 의 팁부(tip portion)는 상기 케이스부재(30)의 내측바닥면에 접하게 되고, 이에 따라 소위 "M(예를들어,MRE) 내지 M(예를들어,자석) 거리"가 결정되고, 상기 "M-M 거리"는 상기 한 쌍의 자기저항소자(1,2)와 바이어스자석(13)의 거리와 일치한다. 다시말해 상기 회전각검출장치에서, 케이스부재(30)의 내측바닥면에 형성되는 돌출부(31)의 돌출된 길이를 통해 상기 회전자(RF)와의 관계를 포함하는 자기벡터의 검출각이 이용되고, 즉 회전각검출창치의 감도감지가 최적화된다.
다른 한편으로, 비록 상기 회전검출장치를 위한 감도 감지에 따른 자기벡터의 검출각이 상기 "M-M 거리"에 근거하여 적용될 수 있다 하더라도, 상기한 바와 같이 상기 케이스부재(30)에 형성된 돌출부(31)의 돌출된 길이는 상기 회전검출장치의 감도감지를 조절하기 위하여 변화되어야 한다. 결과적으로, 이와같이 상기 M-M 거리는 불가피한 원인에 의해 반드시 변화되고, 상기 거리변화는 예를들어 회전검출모드를 위한 회전자(RF)의 형상에 의해 야기되며, 상기 케이스부재(30) 또한 불가피한 이유로 반드시 변화된다. 이와같이 변화된 케이스부재(30)와 같은 구성요소는 증가되고, 또한 금속 몰드의 총개수는 이와같이 변화된 케이스부재(30)를 몰딩하기 위해 불가피하게 증가된다. 실제적으로 상기 M-M거리의 변화시킴으로써, 상기 자기벡터의 편향각을 조절하면 소정의 제한이 야기된다. 즉 회전검출장치에 대한 설계자유도는 낮고, 자기벡터의 편향각을 조절하기 위한 범위는 실제분야에서 제한된다.
본 발명의 발명자에 의한 실험결과로 하기 사실을 확인할 수 있다. 즉, 상기 자기벡터의 편향각은 센서칩이 저장되는 바이어스자석의 중공부의 단면형상에 따른 회전자의 회전과 함께 변화된다. 또한 상기 자기벡터의 편향각은 즉, 감도를 감지하는 상기 회전검출장치로서 중공부의 단면형상에 따라 매우 향상될 수 있다. 결과적으로 상기 회전검출장치로서 상기한 구조에 따라, 상기 자기저항소자 및 바이어스자석사이의 상대적 위치관계(예를들어, 상기한 "M-M 거리")는 항상 변하는 것은 아니고, 상기 자기저항소자에 영향을 주는 자기벡터의 편향각은 상기 중공부의 단면형상에 의해 조절될 수 있다. 자기벡터의 편향각은 상기한 방법으로 증가될 뿐만 아니라, 회전검출장치의 감도 감지는 쉽게 향상될 수 이다. 또한, 상기 자기벡터의 편향각은 상기 중공부의 단면형상 배열에 의해 기본적으로 조절될 수 있어서, 결국 회전검출장치의 설계 자유도는 매우 향상될 수 있다.
또한 이 경우, 상기 바이어스자석의 중공부 단면형상은 예를들어, 본 발명에 따라 상기 바이어스자석의 중공부의 내측벽에 홈이 형성되는 것으로 유리할 수 있다. 또한 이와 같은 형상은 본 발명의 발명자에 의한 실험으로 확인될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 상기 홈으로서, 예를들어, 상기 바이어스자석의 중공부가 상기 센서칩의 단면형상에 따라 실질적인 사각형상으로 형성된 경우, 상기 홈은 상기 중공부의 각각의 긴 가장자리측(long edge side) 내측벽에 따라 상기 바이어스자석의 길이방향을 따라 연장되는 것이 유리하고, 중공부의 센서칩내의 자기저항소자의 배치된 면에 평행되고, 대향하여 위치된다. 또한, 이 경우 본 발명에 따라 상기 자기벡터의 편향각으로서 대칭적 특징이 유지되는 반면, 상기 홈은 중공부의 각각 긴 가장자리의 내측벽 중앙으로 형성되기 때문에, 자기벡터의 편향각은 쉽게 적용될 수 있고, 쉽게 증가될 수 있다.
예를들어 상기한 홈의 형상에 따라 하기의 형상으로 제공될 수 있다.
(A) 홈의 단면형상은 홈 바닥부가 꼭지점을 갖는 삼각형으로 제공된다.
선택적으로, 본 발명에 따라 상기한 홈의 형상은 하기와 같은 형상으로 제공될 수 있다.
(B) 홈의 단면형상은 홈 바닥부가 원호를 갖는 반원형으로 제공된다. 상기 홈의 단면형상이 삼각형 또는 반원형으로 제공되기 때문에, 상기 바이어스자석이 금속몰드에 의해 몰딩될 때, 상기 금속몰드내에서 자기재료의 유동성으로 홈에 의해 거의 방해를 받지 않을 수 있다. 결과적으로 다른 형상을 갖는 홈으로 제공되는 경우와 비교하여, 보다 좋은 균일성을 갖는 자기재료는 바이어스자석으로서 몰딩될 수 있다. 또한 상기 홈의 형상으로 제공되기 때문에, 자기벡터의 편향각에 대한 조절작업이 쉽고 확실하게 실현될 수 있고, 이는 본 발명의 발명자의 실험에 의해 확인될 수 있다.
도1 내지 도12에 따라 본 발명의 회전검출장치의 제1실시예에 대하여 기술한다.
도1은 제1실시예에 따른 회전검출장치의 전체구조를 나타낸 것이다. 도1에 나타낸 바와 같이, 상기 회전검출장치는 도17에 나타낸 것과 유사하게 배열된다. 즉, 상기 두쌍의 자기저항소자(1,2)가 유사한 형식으로 배열되는 센서칩(11)을 포함하는 몰딩부재(12)와, 두쌍의 자기저항소자(1,2)에 바이어스자기장을 공급하는 바이어스자석(13)은 원통형바닥을 갖는 케이스부재(30)에 수용된다. 상기 케이스부재(30)는 돌출부(31)을 구비한다. 또한, 상기 케이스부재(30)는 수지케이스(40)에 일체바디로 조립된다. 상기 수지케이스(40)는 그 수지케이스와 전기제어장치등의 장치를 배선에 의해 접속하는 접속단자로서의 기능을 하는 방식으로 몰딩된다. 반면에, 상기 각각의 단자(T1 내지 T3)는 전술한 커넥터로서 단자기능을 하는 단자전도부재(50a 내지 50c)에 전기적으로 접속된다. 이러한 단자전도부재(50a 내지 50c)는 일체로 상기 수지케이스(40)의 내부에 조립된다. 그러나, 이와 같은 제1실시예에 따른 상기 바이어스자석(13)은 하기의 형상으로 제조되고, 도2는 바이어스자석의 평면도를 개별적으로 나타낸 것이다. 즉, 상기 바이어스자석(13)의 삼각형홈(17)은 센서칩(11)내의 두 쌍의 자기저항소자(1,2)의 배치된 면에 평행되고, 대향하여 위치되는 각각의 긴 가장자리의 내측벽 중앙으로 형성된다. 상기 각각의 삼각형홈(17)은 단면도에 나타낸 삼각형과 같이 형성된다. 상기 삼각형에서 홈바닥부에 꼭지점이 형성된다. 또한 도1에 나타낸 장치와 같이, 상기 삼각형홈(17)은 상기 바이어스자석(13)의 길이방향을 따라 전체로 연장된다.
도3은 바이어스자석(13)이 도2에 나타낸 Ⅲ-Ⅲ선에 따라 절개한 바이어스자석(13)의 단면구조를 나타낸 사시도이다. 바이어스자석(13)에 형성되는 상기 삼각형호(17)의 내부형상과 중공부(14)의 내부형상은 도면에 나타난다.
다음으로, 상기 삼각형홈(17)이 바이어스자석(13)의 중공부(14)에 형성되기 때문에, 변화되는 자기벡터의 편향각에 대하여 본 발명의 발명자에 의해 구현된 시뮬레이션의 결과가 상세하게 설명된다.
상기 각각 시뮬레이션의 내용은 하기와 같다. 즉 제1시뮬레이션으로서, 상기 바이어스자석(13)에 상기 삼각형홈(17)이 형성되고, 분석은 자기벡터의 편향각에 따라 실행되고, 이 경우 상기한 바와같이 "M-M거리"는 변화된다. 또한 제2시뮬레이션은 삼각형홈(17)의 형상이 변화되는 경우 자기벡터의 편향각을 분석한 것이다. 또한, 제3시뮬레이션은 삼각홈(17)의 길이가 변화되는 경우 상기 자기벡터의 편향각에 따라 분석한 것이다. 유사한 조건, 유사한 결과 및 유사함은 상기 제1시뮬레이션 내지 제3시뮬레이션에 따라 하기와 같이 자세히 기술된다.
(제1시뮬레이션)
첫째로, 상기 제1시뮬레이션에 의한 분석조건에 대하여 기술한다. 도4a 내지 도4c에 나타낸 바와 같이, 분석에 사용된 상기 바이어스자석(13)으로서 하기의 바이어스자석이 사용되었다. 즉, 상기 바이어스자석(13)의 치수가 주어진다. 상기 바이어스자석(13)의 길이는 "13.5mm", 가로폭은 "10.0mm", 세로폭은 "9.0mm" 이고, 바이어스자석(13)에 중공부(14)가 형성되고, 상기 중공부(14)의 가로폭은 "6.5mm", 세로폭은 "2.6mm" 또한, 상기 중공부(hollow portion)(14)에 형성되는 삼각형홈(17)은 도4b에 나타낸 삼각형홈이 사용된다. 즉, 삼각형홈(17)의 치수는 하기와 같다. 삼각형홈(17)의 폭 "X"(소위, 바닥부의 폭)는 "2.0mm", 깊이"Z"는 "0.8mm"이다. 따라서, 상기 바이어스자석을 사용한 분석은 하기의 조건에 따라 실행된다. 즉, 상기 자기벡터의 편향각을 계산하기 위해 요구되는 자기벡터의 개방각을 분석하기 위한 분석점으로 두개의 분석점인 분석점"IVA" 및 다른 분석점"IVB"은 상기 두쌍의 자기저항소자(1, 2)가 실제로 배치되는 위치를 따라 적용된다. 또한 상기 두개의 분석점(IVA,IVB)과 상기 바이어스자기(13)의 가장자리면(13a)에 대향하는 회전자 사이의 거리는 변화되고, 즉 M-M 거리는 변화되고, 각각의 M-M 거리에 따라 나타나는 자기벡터의 편향각을 분석한다.
반면에, 첫번째 분석에서 제공된 회전자(RT)로서, 도5에 나타낸 형상을 가진 회전자"RT"가 사용된다. 따라서, 상기 분석점"IVA" 및 "IVB"에서의 자기벡터의 개방각은 도5의 회전자(RF)가 회전되는 동안, 언덕부(hill portion)의 점"VM" 및 골짜기부(valley portion)의 다른 점"VC"이 상기 회전검출장치의 대향하여 위치될 때 분석된다. 언덕부의 점"VM" 및 골짜기부의 다른 점"VC" 둘다 상기 회전자(RT)의 외부주위에 형성된다. 따라서, 자기벡터의 편향각은 상기 회전검출장치가 점"VC"에 대향하여 위치될 때, 분석점"IVA" 및 "IVB"에서 자기벡터의 개방각과, 상기 회전검출장치가 점"VM"에 대향하여 위치될 때, 분석점"IVA" 및 "IVB"에서 자기벡터의 다른 개방각 사이의 각도차이에 근거하여 계산되는 것으로 추정된다. 또한 도5에 나타낸 바에 따라 회전검출장치의 면에 대향하는 회전자와 상기 회전자(RF)의 언덕부 사이의 거리는 "0.5mm"로 정해지고, 즉 공극"AG"은 0.5mm로 설정된다.
도7a 내지 도7c은 제1시뮬레이션의 결과를 나타낸 것이다. 도7a는 상기 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 바이어스자석(13)으로 부터 얻은 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다. 도7b는 상기 삼각형홈(17)이 형성된 바이어스자석(13)으로 부터 얻은 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다.
도7a 내지 도7b를 통한 시뮬레이션 결과에서 명백하게 알 수 있듯이, 각각의 M-M거리에 대하여, 비록 삼각형홈(17)이 형성된 바이어스자석(13)의 자기감도(magnetic sensitivity)는 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 바이어스자석(13)의 자기감도보다 낮더라도, 홈(17)을 갖는 바이어스자석의 자기벡터의 편향각은 홈이 없는 바이어스자석의 자기벡터의 편향각을 초과한다. 한편, 자기강도를 낮추는 인자는 하기와 같다. 즉, 삼각형홈(17)이 형성된 바이어스자석(13)으로서, 바이어스자석(13)의 체적은 삼각형홈(17)의 체적에 의해 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 바이어스자석(13)에 비하여 작다. 반면에, 자기벡터의 편향각을 증가시키는 인자는 하기와 같다. 즉, 자기강도(자계강도)가 낮아지기 때문에, 상기 자기벡터의 편향성은 증가될 수 있다. 또한 이와 같은 인자들 중 하나로서 하기의 사실이 이해될 수 있다. 즉, 상기 삼각형홈(17)이 바이어스자석(13)에 형성되기 때문에, 바이어스자석(13) 자신으로 부터 발생되는 자속(magnetic fluxes)(자계)의 발생모드는 변화된다. 다시말해, 도6a에 나타낸 바와 같이, 상기 바이어스자석(13)은 삼각형홈(17) 없이 형성되고, 도18에 나타낸 회전검출장치에 제공되고, 회전자(RF)의 회전방향을 따른 자속밀도(magnetic flux density)(도6a에 나타낸 실선화살표)는 회전자(RF)의 회전방향에 직교하는 방향의 자속밀도(도6a에 나타낸 도형화살표)에 비하여 상대적으로 낮아진다. 반대로, 도6b에 나타낸 바와 같이, 바이어스자석(13)은 삼각형홈(17)이 형성되고, 회전자(RF)의 회전방향을 따른 자속밀도((도6b에 나타낸 도형화살표)는 회전자(RF)의 회전방향에 직교하는 방향의 자속밀도(도6b에 나타낸 실선화살표)에 비하여 상대적으로 높아진다. 높은 자속밀도의 결과로서, 자기벡터의 편향각이 증가되는 것은 예측할 수 있다.
또한, 도7a 및 도7b에 나타낸 파선(破線)에 둘러싸인 수치의 비교를 통해 분명해진다. "VM" 점에서의 자기강도로서, 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 바이어스자석의 자기강도는 M-M거리가 "1.3mm"에서 "-14.0mT"가 되고, 반면, 삼각형홈(17)이 형성된 바이어스자석의 자기강도는 M-M거리가 "1.4mm"에서 "-13.9mT"가 되고, 즉 VM 점에서의 자기강도는 실질적으로 서로 같다. 그러나 동일한 경우에서, 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 바이어스자석의 자기벡터의 편향각은 "24.3°"인, 반면, 삼각형홈(17)이 형성된 바이어스자석의 자기벡터의 편향각은 "28.0°"이고, 자기벡터의 편향각이 증가되는 반면, "M-M 거리"에 의해 야기되는 역효과는 완화된다.
또한, 도7c는 도7a 및 도7로 부터 얻어지는 자기강도에 대하여 두 쌍의 자기저항소자(1,2)의 감도가 고려되어지는 시뮬레이션의 결과를 나타낸다. 상기 도7c의 시뮬레이션 결과는 도8에서 그래프로 나타난다. 도8에 나타낸 바와 같이, 삼각형홈(17)이 형성된 바이어스자석(13)에 대한 자기벡터의 편향각은 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 바이어스자석(13)에 대한 자기벡터의 편향각과 비교하여 M-M 거리의 전체에서 증가되어 있다. 예를 들어, 도7c의 파선으로 둘러싸인 수치에 따른 M-M 거리가 "1.3mm"인 경우, 삼각형홈(17)이 형성된 바이어스자석(13)에 대한 자기벡터의 편향각은 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 바이어스자석(13)에 대한 자기벡터의 편향각 보다 약 "1.35" 배 크다. 즉, 상기 바이어스자석(13)의 중공부(14)에 삼각형홈(17)이 형성되기 때문에, 상기 홈 형성은 자기벡터의 편향각을 증가시키기 위한 큰장점을 제공한다.
(제2시뮬레이션)
다음으로 제2시뮬레이션에 대하여 설명한다. 제2시뮬레이션에서는, 중공부(14)에 형성되는 삼각홈(17)으로서, 폭"X", 깊이"Z"가 변화되는 경우, 상기 자기벡터의 편향각에 대한 분석으로 실행된다. 또한 상기 바이어스자석(13)의 다른 형상 들은 상기한 제1시뮬레이션과 같이 이루어지는 것으로 이해될 수 있다.
도9a 내지 도9e는 제2시뮬레이션에 따른 분석대상물로서 삼각형홈의 형상들을 나타낸 것이다. 도9a 내지 도9e에 나타낸 바와 같이, 제2시뮬레이션에서 5가지 샘플"S1" 내지 "S5"는 각각 분석된다. 즉, 샘플"S1" 내지 "S3"로서, 각각 폭"X"는 "0.5mm"; "1.0.mm"; "1.5mm" 이고, 깊이"Z"는 "0.5mm"이다. 또한, 샘플 "S4" 내지 "S5"로서, 적용되는 삼각형홈의 깊이"Z"는 "1.0mm"; "1.5mm"이고, 폭"X"는 "1.0mm"이다. 또한 제2시뮬레이션에서 공극"AG"은 각각 "0.5mm"; "1.0.mm"; "1.5mm"의 3가지 형태로 분석이 실행된다. 그리고 회전자(RF)는 제1시뮬레이션과 같은 형상으로 사용된다. 또한, 상기 분석은 M-M거리가 "1.3"으로 고정된 상태에서 실행된다.
도10은 제2시뮬레이션의 결과를 나타낸 그래프이다. 도10의 그래프는 상기 샘플S1 내지 S5에 대한 자기벡터의 편향각을 분명하게 나타내고, 이에 더하여 비교를 위해 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 바이어스자석에 대한 자기벡터의 편향각을 나타낸다. 도10의 그래프에 나타낸 샘플 S1 내지 S3에 대한 시뮬레이션의 결과로 부터 삼각형홈(17)의 폭"X"이 증가됨에 따라 자기벡터의 편향각이 증가된다는 사실은 분명하다. 또한 도10의 그래프에 나타낸 샘플 S2, S4 및 S5에 대한 시뮬레이션의 결과로 부터 깊이"Z"가 증가됨에 따라 자기벡터의 편향각이 증가된다는 사실은 분명하다. 또한 공극이 "1.5mm"인 경우, 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 바이어스자석에 대한 자기벡터의 편향각에 대하여 각각의 샘플 S1 내지 S5 샘플에 따른 시뮬레이션의 결과로서, 자기벡터의 편향각이 그래프를 통해 공극이 "1.5mm"로 동일할 때 어떻게 증가되는지 알 수 있다. 또한, 상기 샘플 S1 내지 S5에서 삼각형홈(17)의 깊이"Z"가 커지면(깊어지면), 이 경우 삼각형홈(17)의 폭"X"이 커진다(넓어진다)는 것과 비교하여 상기 자기벡터의 편향각은 더욱 커지는 것으로 이해될 수 있다.
(제3시뮬레이션)
다음으로, 제3시뮬레이션에 대하여 설명한다. 제3시뮬레이션에서 바이어스자석(13)의 길이방향 전체로 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 경우로서, 도11에 예시된 바와같이 삼각홈(17)의 길이"L" 가 변화된 경우, 상기 자기벡터에 대한 편향각의 분석된다. 바이어스자석(13)의 다른 형상은 제1시뮬레이션과 동일하게 구현되고, 상기 공극"AG"은 각각 "0.5mm"; "1.0.mm"; "1.5mm"의 3가지 형태로 분석이 실행된다. 회전자(RF)는 제1시뮬레이션과 같은 형상으로 사용되고, 상기 분석은 상기 M-M거리가 "1.3"으로 고정된 상태에서 실행된다.
도12는 제3시뮬레이션의 결과를 나타낸 것이다.
상기 공극"AG"이 각각 "0.5mm"; "1.0.mm"; "1.5mm"인 경우, 길이"L"을 갖는 삼각형홈(17)이 바이어스자석(13)에 형성됨으로써, 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 바이어스자석의 편향각(즉, 예 U1에 나타남)에 비하여 자기벡터의 편향각은 증가된다(예 U2 내지 U5에 나타남)는 것은 도12를 통해 확실히 알 수 있다.
그러나 바이어스자석에 형성된 길이"L"이 소정길이 이상일 경우, 구체적으로 상기 길이"L"가 "6.7mm" 이상일 경우, 바이어스자석에 대한 자기벡터의 편향각으로부터 큰 변화는 볼 수 없다. 상기의 조건으로 부터, 하기와 같은 사실을 알 수 있 다. 즉, 자기벡터의 편향각을 증가시키기 위해, 중공부(14)에 삼각형홈(17)을 형성하기 위하여, 바이어스자석(13)의 회전자 대향면(13a)으로 부터 분리되는 소정의 길이를 갖는 삼각형홈(17)이 중공부(14)에 형성될 경우, 충분히 증가된 자기벡터의 편향각을 얻을 수 있다.
또한, 제3시뮬레이션에서, 중공부(14)의 긴 가장자리의 내측벽으로 하나의 삼각형홈(17)이 형성된 경우로 분석은 실행된다. 다시말해, 도12의 샘플 U6에 나타낸 바와 같이, 상기 중공부의 긴 가장자리의 내측벽에 하나의 삼각형홈(17)이 형성된 경우 자기벡터의 편향각의 증가도는 상기 중공부(14)의 가장자리의 내측벽에 형성된 삼각형홈(17)이 형성된 경우의 자기벡터의 편향각 증가도 보다 적다. 그러나, 하나의 삼각형홈이 형성된 중공부의 자기벡터에 대한 편향각은 상기 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 종래의 바이어스자석(13)(샘플 U1)의 편향각에 비하여 증가된다. 상기 결과로부터 자기벡터의 편향각의 증가시키기 위해, 중공부(14)에 삼각형홈(17)을 형성시키기 위하여 중공부(14)의 내측벽의 하나에 하나의 삼각형홈(17)이 형성되는 구조는 이점이 있다는 것은 분명해진다.
제1 내지 제3시뮬레이션로부터 얻은 결과는 하기와 같이 요약된다;
(a) 바이어스자석(13)의 중공부(14)에 삼각형홈(17)이 형성됨에 따라 자기백터의 편향각은 증가된다.
(b) 삼각형홈(17)의 폭"X"이 넓어지면, 자기벡터의 큰 편향각은 증가된다.
(c) 심각형홈(17)의 깊이"Z"가 깊어지면, 자기벡터의 큰 편향각은 증가된다.
(d) 삼각형홈(17)의 깊이 "Z" 및 넓이 "X"에서, 깊이 "Z"가 보다 깊어지면 상기 자기벡터의 편향각은 더욱증가되는 이점이 있다.
(e) 상기 상각형홈(17) 자신이 바이어스자석(13)의 회전자대향면(13a)으로부터 소정의 길이를 갖는 경우, 자기벡터는 충분히 큰 편향각을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 삼각형홈(17)은 항상 바이어스자석(130)의 전체의 길이로 형성 될 필요는 없다.
(f) 상기 삼각형홈(17)이 상기 중공부(14)의 내측벽에 단지 하나가 형성될 경우, 상기 자기벡터의 편향각은 증가된다.
결과적으로, 적어도 상기 (a) 내지 (d)구조가 적용되는 실시예에 따라, 하기와 같은 효과가 달성된다.
(1) 상기 한 쌍의 자기저항소자(1), 한 쌍의 자기저항소자(2) 및 바이어스자석(13) 사이의 위치관계는 항상 변화되는 것은 아닌 반면, 자기벡터의 편향각은 중공부(14)에 형성된 삼각형홈(17)에 의해 조절될 수 있는 두 쌍의 자기저항소자(1,2) 에 영향을 받는다. 상기 자기 벡터의 편향각은 상기한 방법에 따라 증가될 수 있을 뿐만 아니라, 회전검출장치의 감지감도 증가는 쉽게 구현된다. 또한 상기 자기벡터의 편향각은 중공부(14)에 삼각형홈(17)이 배열됨에 따라 조절될 수 있고, 상기 회전검출장치의 설계자유도는 증가된다.
(2) 상기 대칭적 특징으로 자기벡터의 편향각이 유지되는 반면, 상기 삼각형홈(17)이 중공부의 긴 가장자리 내측벽의 중앙으로 형성되기 때문에, 자기벡터의 편향각은 쉽게 조절되고, 즉 점진적으로 증가될 수 있다.
(3) 단면형상이 삼각형인 상기 삼각형홈(17)이 중공부(14)에 형성되는 홈으 로 제공되기 때문에, 상기 바이어스자기(13)가 금속몰드에 의해 몰딩될 때, 금속 몰딩의 자기재료에 의해 구비되는 유동성은 상기 삼각형홈(17)에 의해 거의 방해받지 않는다. 결과적으로, 다른 형상을 갖는 홈이 제공되는 경우에 비하여 보다 좋은 균일성을 갖는 바이어스자석으로 몰딩될 수 있다.
또한 상기한 상기 회전검출장치의 시뮬레이션는 하기와 같이 변경될 수 있다.
즉, 상기한 시뮬레이션에서, 상기 삼각형홈(17)은 바이어스자석(13)의 길이방향을 따라 전체로 형성된다. 선택적인 시뮬레이션 결과로서 요약된 항목(e)의 내용을 고려하여 볼 때, 상기 삼각형홈(17)은 상기 바이어스자석(13)의 회전자대향면(13a)으로 부터 떨어진 소정길이를 갖는 삼각형홈(17)(상기한 예 6.7mm)으로 형성될 수 있다.
유사하게, 시뮬레이션의 결과로서 요약된 항목(f)의 내용을 고려해 볼 때, 상기 삼각형홈(17)은 상기 바이어스자석(13)의 중공부(14)의 내측벽에 단지 하나로 형성되는 방법으로 선택적으로 형성될 수 있다.
상기한 시뮬레이션의 형태로서, 바이어스자석(13)은 중공부(14)에 삼각형홈(17)이 형성되는 것으로 예시된다. 선택적으로 상기 삼각형홈(17) 대신 도3에 상응하는 도13에 나타낸 바와 같이, 바이어스자석(13)에는 반원형홈(18)이 형성되어 제공되고, 반원형홈(18)의 홈바닥부는 원호로 형성된다. 또한 상기 변형과 유사하게 도3에 상응하는 도14에 나타낸 바와 같이, 바이어스자석(13)에는 사각형홈(20)이 선택적으로 제공되고, 상기 사각형홈(20)의 바닥부는 사각형으로 형성된다. 다른 반원형홈(18)이 제공되는 바이어스자석(13) 또는 사각형홈(20)이 제공되는 바이어스자석(13)에 대한 자기벡터의 편향각의 분석결과는 도15에 의해 설명된다. 도15는 분석결과로서, 반원형홈(18)이 형성된 바이어스자석(13)(샘플 Ⅵ)에 대한 자기벡터의 편향각은 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 바이어스자석(도12의 샘플 U1)에 대한 자기벡터의 편향각에 비하여 증가된다. 또한, 증가된 편향각은 같은 폭"X", 같은 깊이"Z" 및 길이"L"의 삼각형홈(17)이 형성된 바이어스자석(샘플 Ⅴ4)에 비하여 더 크다. 결과적으로, 상기 반원홈(18)이 형성됨으로써, 자기벡터의 편향각은 삼각형홈(17)이 형성된 바이어스자석의 편향각과 같거나 또는 높게 증가된다. 또한 상기 감지 감도는 더욱 증가된다. 또한 상기 반원형홈(18)이 바이어스자석(13)에 제공되는 경우, 상기 바이어스자석에 삼각홈(17)이 제공되는 경우와 유사하게, 바이어스자석(13)이 몰딩된 경우 자기재료의 흐름은 거의 방해되지 않는 장점이 있다. 반면에, 상기 사각형홈(20)이 형성된 바이어스자석(샘플 V2와 V3)에 대한 자기벡터의 편향각은 상기 삼각형홈(17)이 형성되지 않은 바이어스자석(도12의 샘플 U1)에 대한 자기벡터의 회전각에 비하여 증가된다. 따라서, 이 경우, 보다 구체적으로 상기 사각형홈(20)의 깊이 "Z" 는 다른 홈보다 같거나 더 깊게 형성되고, 하기의 사항은 도15에 나타낸 분석결과로 부터 밝혀진다. 즉, 자기벡터의 편향가의 증가하는 각은 삼각형홈(17) 또는 반원홈(18)이 형성된 바이어스자석에 대한 자기벡터의 편향각보다 커지게 된다. 결과적으로, 홈의 형상으로, 상기 삼각형홈(17) 뿐만 아니라, 반원홈(18) 및 사각형홈(20)은 보다 적절하게 제공될 수 있다. 본 발명의 발명자는 제1시뮬레이션 내지 제3구체에의 결과에 대한 요약된 항목(a) 내지 (f)의 내용은 상기 반원홈(18) 및 직사각형홈(20)에 유사하게 제공될 수 있다고 확인 할 수 있다.
상기 실시예에서 바이어스자석(13)은 중공부(14)의 긴 가장자리측 각각의 내부측벽에 형성된 삼각형홈(17)이 하나로 예시된다. 예를들어, 도16에 나타낸 바와같이, 바이어스자석(13)으로서 긴 가장자리의 내부측벽으로 각각 복수개의 삼각형홈(23)(예를들어, 3개의 삼각형홈(22))이 선택적으로 제공될 수 있다. 또한 이와 같이 선택적인 경우에서 본발명의 발명자는 상기 실시예에 유사한 작동효과를 얻을 수 있다고 확실히 할 수 있다.
또한, 상기한 실시예 모드에서 삼각형홈(17)은 중공부(14)의 긴 가장자리의 내측벽 중앙에 형성된다. 또한 상기 실시예에서 삼각형홈(17)은 중공부의 긴 가장자리의 내측벽의 중심으로 형성된다. 그러나, 상기 삼각홈(17)이 형성된 위치는 중공부(14) 내의 위치라면 어디든지 교대로 선택될 수 있다. 이와 같이 다른 형태의 경우, 비록 자기벡터의 편향각으로서 대칭적 특징이 유지될 수 없다 할지라도, 자기벡터의 편향각은 쉽게 조절될 수 있고, 즉 상기 실시예 모드와 유사한 방법으로 점진적으로 증가될 수 있다.
(제2실시예)
본 발명에 따른 회전검출장치의 제2실시예를 기술하기 전에 본 발명의 기본 기술사상는 도19 내지 도21을 통해 설명될 것이다. 쉽게 이해하기 위하여 바이어스자석이 제공되는 일반적인 회전검출장치는 예로서 제공되고, 바이어스자석의 일부를 확대하어 나타낸다. 상기 바이어스자석에서 자계강도는 바이어스자석의 전체주 위에 실질적으로 균일하게 설정된다. 도17 또는 도18에 나타낸 동일한 도면부호는 도19 내지 도21에 나타낸 구성요소와 같거나 또는 유사하게 제공된다.
도19는 회전검출장치의 구성요소로 센서칩(11) 및 바이어스자석(13)의 구조에 대한 확대된 사시도를 나타낸 것이다. 도19에 나타낸 바와같이, 상기 바이어스자석(13)은 중공원통형상으로 형성되고, 중공부(14)에 장착되고, 바이어스자석(13)의 길이방향에 직교하는 방향을 따른 중공부(14)의 단면형상은 사각형 형상이다. 자기저항소자"MRE1" 내지 "MRE4"를 갖는 센서칩(11)은 몰딩부재(12)에 결합되는 중공부(14)에 수용되고, 편향자계는 상기 센서칩(11)에 수용되는 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)에 따른 바이어스자석(13)으로부터 제공된다. 또한 상기 바이어스자석(13)에서 가장자리면(13a)은 N극을 띠는 상기 회전자에 대향되어 위치되고, 반면 다른 가장자리면은 S극을 띠고 가장자리면(13a)에 대향되어 위치된다.
상기 바이어스자석의 확대된 사시도가 제공되rh, 상기 바이어스자석(13)으로부터 발전되는 자계의 상태는 도20에 나타내었다. 편의상 도20에는 중공부(14)의 긴 가장자리측의 자계는 8개의 굵은선으로 나타낸 화살표로 나타태고, 또한 중공부(14)의 짧은 가장자리측의 자계는 2개의 굵은선으로 나타낸 화살표로 나타내었다. 후술되는 자계의 고/저 강도는 두께를 갖는 실선으로 나타내었다. 그러나 상기한 바와 같이 도20에 나타낸 바이어스자석(13)의 자계강도는 그의 전체 주연부에 결쳐 실질적으로 서로 동일하기 때문에 전술한 자계강도는 모두 동일 폭을 갖는 실선으로 나타내었다. 도20에 나타낸 바와 같이, 하나의 바이어스자석(13)에서 하나의 바이어스자석(13)에 의해 발생되는 자계는 N극으로부터 S극으로 향하는 방식과 같이 링형상으로 수렴된다.
그러나, 회전자의 톱니부(tooth portion)가 바이어스자석(13)의 가장자리면(13a)에 대향되어 지나갈 때, 자계가 당겨지는 상태에서 상기 톱니부에서 자기벡터가 발생된다. 즉, 발생되는 자기벡터의 각도변화는 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 저항값 변화에 의해 감지된다.
한편, 상기 회전검출장치에서 회전자가 회전될 때 발생되는 자기벡터의 각변화는 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 저항값 변화에 의해 감지된다. 도20에 나타낸 바이어스자석(13)의 경우, 바이어스자석(13)으로 부터 발생되는 모든 자계는 상기 자기벡터를 발생에 기여할 수 있다. 결과적으로는 특히, 발생되는 자기벡터의 편향각은 상기 중공부(14)의 긴 가장자리측에서 발생되는 자계에 의해 제한된다.도21를 통해 상기 자기벡터의 편향각에 대한 제한에 대하여 자세히 기술한다.
도21은 상기 회전자에 대향되는 가장자리면(13A)이 나타나는 바이어스자석(13)으로부터 발생되는 자계의 상태에 대한 평면도를 나타낸 것이다. 도21에 나타낸 바와 같이, 중공부(14)의 짧은 가장자리의 측 "ⅩⅩⅠA1" 부분 및 "ⅩⅩⅠA2"부분으로부터 발생되는 자계는 회전자의 회전에 의해 쉽게 영향을 받는다. 만약, ⅩⅩⅠA1부분 및 ⅩⅩⅠA2부분으로 부터 발생되는 자계에 주위를 기울인다면, 자기벡터는 쉽게 편향되고, 이는 회전자의 회전에 연결되어 발생되는 자계에 의해 발생된다. 다시말해, 편향각은 보유된 편향각에 의해 넓게 유지된다. 반대로, 중공부(14)의 긴 가장자리의 측 "ⅩⅩⅠB1" 부분 및 "ⅩⅩⅠB2"부분으로부터 발생되는 자계는 회전자의 회전방향과 직교되도록 교차된다. 결과적으로 회전자의 회전에 연 결되어 ⅩⅩⅠB1 부 및 ⅩⅩⅠB2부로 부터 발생되는 자계에 의해 발생되는 자기벡터와 같은 구성요소는 ⅩⅩⅠB1부 및 ⅩⅩⅠB2 회전자의 회전이 방해받는 자계에 의해 발생되는 자기백터의 편향에 쉽게 영향을 준다. 다시말해, 자계의 자계강도가 중공부(14)의 긴 가장자리부의 ⅩⅩⅠB1부 및 ⅩⅩⅠB2로부터 발생되는 자계의 자계강도가 낮아질 수 있다면 상기 자기벡터의 편향각의 증가는 예상될 수 있다.
도22 내지 도24에 본 발명의 제2실시예에 따른 회전검출장치를 나타내고, 상기 회전검출장치는 상기한 기본 기초사상에 근거하여 배치된다. 도22 내지 도24에 나타낸 바와 같이, 제2실시예에 따른 회전검출장치의 구성은 자세히 기술된다. 회전검출장치로서 구조는 기본적으로 상기한 종래의 회전검출장치의 구조와 동일하기 때문에 상기 종래의 회전검출장치에 나타난 동일한 도면부호를 부여하고, 동일 또는 유사한 기능을 갖는 구성요소의 세부적인 설명은 생략한다.
도22는 제1실시예에 따른 회전검출장치에 제공되는 바이어스자석(13)으로부터 발생되는 자계의 상태를 나타낸 것이고, 도20에 상응한 것이다. 도22에 나타낸 바와 같이, 상기 바이어스자석(13)은 원통형으로 형성되고, 중공부(14)를 구비한다. 상기 바이어스자석(13)의 원통형상은 일반적인 바이어스자석의 형상과 완전히 다르지는 않다. 상기 중공부(14)의 단면형상은 바이어스자석(13)의 세로 방향에 직교되는 방향을 따라 실질적인 사각형으로 형성된다. 또한 바이어스자석(13)을 구성하기 위한 재료는 종래의 바이어스자석의 재료와 동일하다. 그러나, 상기 바이어스자석(13)은 자기강도가 실질적으로 동일하게 설정되는 종래의 바이어스자석과 하기와 같은 차이점을 갖는다. 즉, 상기 바이어스자석(13)에서, 중공부(14)에 수용되는 센서칩(11)(도19에 나타남)의 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 전/후방배치면에 대향되어 위치되는 바이어스자석부의 자기강도는 바이어스자석(13)의 가장자리면(13a)으로부터 그의 대향면까지 낮은 자계강도(magnetic field)로 선택적으로 설정된다. 상기 가장자리면(13a)은 회전자에 대향하여 위치된다. 결과적으로 바이어스자석(13)으로부터 발생되는 자계중에서, 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 전후방 배치면에 대향하여 위치되는 바이어스자석부로부터 발생되는 자계는 바이어스자석(13)의 다른부분에서 발생되는 자계에 비하여 가는실선의 화살표로 나타난다.
도23은 바이어스자석(13)으로부터 발생되는 자계 상태를 나타낸 것으로, 상기 회전자에 대향하여 위치되는 가장자리면(13a) 측으로부터 바라본 바이어스자석(13)의 평면이고 도21에 상응한다.
도23에 나타낸 바와 같이, 바이어스자석(13)내의 중공부(14)의 짧은 가장자리측 ⅩⅩⅠA1부 및 ⅩⅩⅠA2로부터 발생되는 자계에 주목해 볼 때, 상기한 바이어스자석(13)(21도에 나타남)과 유사하고, 회전자의 회전에 연결되어 발생되는 자계에 의해 발생되는 자기벡터는 쉽게 편향될 수 있어, 편향각은 확실하게 커지게된다. 한편, 상기 바이어스자석(13)에 있어, 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 저/후방 배치면에 대향하여 위치되는 바이어스자석으로부터 발생되는 자계강도 즉, 중공부(14)의 긴 가장자리측 "ⅩⅩⅠB1"부 및 "ⅩⅩⅠB2"부 로부터 발생되는 자계의 자계강도는 선택적으로 낮은 자계강도가 설정되고, 상기한 바이어스자석(13)과 다르다. 결과적으로 회전자의 회전에 연결되어 "ⅩⅩⅠB1"부 및 "ⅩⅩⅠB2"부로 부터 발생되는 자계에 의해 발생되는 자기벡터는 상기한 바이어스자석(13)으로 부터 발 생되는 자기벡터와 비교하여 쉽게 편향된다. 따라서 회전자의 회전에 따라 "ⅩⅩⅠA1"부 및 "ⅩⅩⅠA2"부로부터 발생되는 자계에 의해 발생되는 상기 자기벡터가 쉽게 편향을 쉽게 차단할 수 있는 자기벡터는 억제된다. 결과적으로, 상기 자기벡터의 성분은 상대적으로 강화되고, 회전자의 회전에 연결되는 바이어스자석(13)으로부터 발생되는 자계에 의해 제공된다.
도24는 회전자의 회전에 따라 바이어스자석(13)으로부터 발생되는 자계로부터 제공되는 자기벡터의 편향각에 따른 시뮬레이션의 결과를 나타낸 것이며, 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 감도를 고려한 것이다. 회전검출장치가 구성될 경우,도18에 나타낸 바와 같이, 도24에 나타낸 공극은 상기 회전검출장치에 대향하는 양 회전자간의 거리로 표현된다. 도면으로부터 알 수 있듯이, 상기 바이어스자석(13)이 제공된 경우 발생되는 자기벡터의 편향각은 실질적인 공극이 제공된 종래의 바이어스자석(13)의 경우에 얻어지는 자기벡터의 편향각에 대한 시뮬레이션의 결과를 초과할 수 있다. 결과적으로 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 전/후방 배치면에 대향하여 위치되는 자계강도는 선택적으로 낮은 자계강도로 설정되기 때문에, 자기벡터의 편향각을 보다 효과적으로 증대시킬 수 있다.
다음으로, 상기 바이어스자석(13)의 제조방법은 도25 내지 도28을 참조로 설명한다.
일반적으로, 바이어스자석이 제조될 때, 자기분말을 포함하는 수지재료의 몰딩된 바디가 형성된다. 그리고, 상기 수지재료의 몰딩바디는 자화된다. 그러나 상기한 바이어스자석(13)은 자기저항소자의 전/후방 배치면에 대향되는 위치의 자계 강도가 선택적으로 낮은 자계강도로 설정되는 것에의해 특징된다. 결과적으로 하기의 몰딩장치에 있어, 상기 몰딩부재에 포함되는 자기분말의 배향성이 서로 각각 다르고, 상기 자계강도는 배향성(orientation mode)의 차이에 따라 설정된다. 이하 몰딩단계를 실행할 수 있는 몰딩장치를 자세히 기술한다.
도25는 상기 몰딩바디를 형성하는 몰딩장치(70)를 나타낸 평면도이다. 도25에 나타낸 바와 같이, 상기 몰딩장치(70)는 바이어스자석(13)의 형상에 따른 공동(cavity)(71)을 갖는 몰딩다이(72)를 포함한다. 또한 상기 몰딩다이(72)는 비자기재료에 의해 제조된다. 또한 상기 몰딩장치(70)는 공동(71)의 상부 및 저부에 설정되는 두개의 통전코일(energizing coil)을 구비한다. 상기 두개의 통전코일(73)은 상기 자기부(ⅩⅩⅠB1 및 ⅩⅩⅠB2)에 대응하는 공동를 제외하고 상기 공동(71)을 커버할 수 있다.
도26는 도25에서 ⅩⅩⅥ-ⅩⅩⅥ를 따라 절개한 몰딩장치의 단면도이다. 도26에 나타낸 바와 같이, 상기 몰딩다이(72)는 상부다이(72a), 하부다이(72b) 및 상기 상부다이(72a)와 하부다이(72b) 사이의 공동(71)에 형성되는 몰딩바디(74)로 이루어진다. 상기 두개의 통전코일(73)은 상기 상부다이(72a) 및 하부다이(72b)에 각각 배열된다.
다음으로, 상기한 방식으로 배열되는 몰딩장치(70)의 제공으로 상기 바이어스자석(13)을 제조하기 위한 방법에 대하여 기술한다.
다시말해, 상기 바이어스자석(13)은 상기 몰딩장치(70)을 제공함에 따라 제조되고, 하기와 같은 제조단계가 실행된다.
(a) 자기분말을 포함하는 수지재료는 상기 몰딩다이(72)의 공동(71)에 주입된다. 상기 수지재료의 주입은 스풀(spool)(미도시)을 통해 실행될 수 있다.
(b) 각각의 통전코일(73)이 공동(71)에 충전된 수지재료의 자기분말에 대한 적합한 자계를 제공하기 위해 전류가 통해질 때, 상기 자기분말의 배향성은 수지분말이 고체화되기 전에 제어된다.
(c) 상기 수지분말이 몰딩바디로 고체화된 후, 상기 몰딩된 바디의 전체부분은 일단 자기소멸(demagnetize)된다.
(d) 따라서, 회전자에 대향하는 몰딩바디의 일부는 "N극"으로 자화되고, 자기장치(미도시)에 의해 상기 몰딩바디의 일부에 대향되는 몰딩바디의 다른 부분은 "S극"으로 자화된다.
이하, 상기 제조단계(b)에 대하여 자세히 기술한다. 도27은 도25에 도시된 ⅩⅩⅦ-ⅩⅩⅦ선을 따라 단면으로 나타낸 몰딩장치(70)에 의해 제어되기 전 상기 자기분말의 배향성을 나타낸 것이다. 또한 도28은 자기분말의 배향성이 제어된 후, 자기분말의 배향성을 나타낸 것이고 도27에 상응한다. 또한 자기분말의 배향성을 쉽게 이해하기 위하여 도27 및 도28에 나타낸 상기 자기분말은 확대하여 나타낸 것이다. 도27은 통전코일(73)에 전류가 공급되기 전의 상태를 나타낸 것으로, 수지재료에 나타나는 자기분말(MP)의 배향성이 배치되지 않은 상태이다. 상기 자기분말의 배향성이 배치되지 않은 상태와 반대로, 도28에 나타낸 바와 같이, 각각의 통전코일(73)에 전류가 가해지면 자계는 각각의 통전코일(73) 둘레에 발생된다. 상기 자기분말(MP)의 배향성은 상기 발전된 자계에 따라 제어된다. 다시말해, 상기 자기분 말(MP)의 배향성은 자기분말(MP)의 입자(particle)가 통전코일(73)에 방향에 따라 구현된다. 결과적으로, 상기 몰딩장치(70)에 의해 제조되는 몰딩바디에서, 자석부 "ⅩⅩⅠB1" 및 "ⅩⅩⅠB2"를 따른 자기분말(MP)의 배향각이 낮아짐에 따라, 몰딩바디내에서의 자기분말(MP)의 배향성은 달라진다. 따라서, 상기 다른 배향성을 갖는 몰딩바디가 상기 제조단계(c) 및 (d) 방법에 의해 자화되기 때문에, 도22 및 도23에 나타낸 자계를 발생하는 상기 바이어스자석(13)은 제조될 수 있다.
그리고, 상기 센서칩(11)은 상기한 제조단계(a) 내지 (d)의 단계에 따라 제조되는 바이어스자석(13)의 중공부(14) 내에 몰딩부재(12)(도19에 나타냄)와 연결되어 수용되고, 다음으로, 상기 수용된 구성요소는 케이스부재에 일체로 조립된다. 결과적으로 도18에 나타낸 상기 회전검출장치는 제조된다.
상기한 제1실시예에서, 하기와 같은 효과를 얻을 수 있다.
(1) 상기 바이어스자석(13)은 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 전/후방 배치면에 대향되는 바이어스자석부(ⅩⅩⅠB1 부, ⅩⅩⅠB2부)의 자기강도가 바이어스자석(13)의 가장자리면(13a)로 부터 낮은 자계강도로 선택적으로 설정되는 방식으로 형성된다. 결과적으로, 자기벡터가 변화되는 면에서의 자계강도는 선택적으로 낮은 자계강도로 설정될 수 있다. 결국, 회전자의 회전에 따라 바이어스자석(13)으로부터 발전되는 바이어스자석에 의해 발생으로 자기벡터의 성분은 상대적으로 강화된다. 다시말해 저기저항소자((MRE1 내지 MRE4) 및 바이어스자석 간의 상관위치관계(M-M 거리)가 항상 변하는 것은 아니고, 저기저항소자((MRE1 내지 MRE4)에 영향을 주는 자기벡터의 편향각은 조절될 수 있으며, 또한 회전검출장치의 감지감도 가 증가된다.
(2) 상기 바이어스자석(13)은 자기분말을 포함하는 수지재료의 몰딩바디로서 형성되고, 자기저항소자((MRE1 내지 MRE4)의 전/후방면에 대향하여 위치되는 부분에 대한 상기 자계강도는 몰딩바디내의 자기분말의 배향모드의 차이에 따라 낮은 자계강도로 선택적으로 설정된다. 결과적으로 상기 자계강도는 상기한 몰딩바디로의 구조를 적절히 이용함으로써 간단히 설정시킬 수 있다. 또한 상기 종래의 자석재료가 직접 사용됨에 따라 제조비용이 절감된다.
(제3실시예)
도29는 본 발명의 제3실시예에 따른 회전검출장치를 나타낸 것으로, 상기 회전검출장치는 전술한 기본적인 기술사상에 기초하여 배치된다. 도29를 참조하여, 제3실시에 따른 회전검출장치의 구성을 상세히 설명한다. 상기 회전검출장치의 구성은 전술한 종래의 회전검출장치의 구성과 기본적으로 동일하기 때문에, 동일하거나 유사한 기능을 갖는 구성요소를 나타내기 위한 도면부호는 종래의 회전검출장치에서 나타낸 도면부호와 동일하게 부여하며, 상세한 설명은 생략한다.
도29는 제1실시예에 따른 회전검출장치에 제공된 바이어스자석(13)으로부터 발생되는 자계상태를 도식화하여 나타낸 것이며, 도20과 상응한다. 도29에 나타낸 바와 같이, 상기 바이어스자석(13)은 중공 원통형상으로 형성되고, 중공부(14)가 제공된다. 상기 바이어스자석(14)의 중공 원통형태는 종래 바이어스자석의 형태와 완전히 다르지 않다. 상기 중공부(14)의 단면형태는 바이어스자석(13)의 길이방향에 직교하는 방향을 따라 실질적으로 사각형태로 이루어진다. 또한 상기 바이어스 자석(13)을 구성하는 재료는 종래의 바이어스자석과 같이 동일재료로 이루어진다. 그러나 상기 바이어스자석(13)은 종래의 바이어스자석과 후술하는 차이점을 갖는다. 다시 말해서, 본 실시예의 바이어스자석에서, 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 전후방 배치면에 대향하게 위치되는 바이어스자석부의 자기강도, 즉 전술한 XXIB1부 및 XXXIB2부(도21 참조)에 대한 자계의 자기강도는 회전자에 대향되게 위치되는 가장자리면(13a)으로부터 상기 센서칩(11)의 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)를 커버하는 위치까지 낮은 자계강도(low magnetic field strength)가 되도록 선택적으로 설정된다. 그 결과, 낮은 자계강도로 선택적으로 설정된 자계강도를 갖는 바이어스자석부로부터 발생된 자계는, 상기 바이어스자석(13)의 다른 부분으로부터 발생된 자계에 비하여, 좁은 실선의 화살표로 나타내어진다.
그러므로, 전술한 바이어스자석(13)과 유사하게, 상기 바이어스자석(13)내 중공부(14)의 짧은 가장자리측에서 XXIA1부분과 XXIX2 부분(도21 참조)으로부터 발생되는 자계를 고려해 볼 때, 회전자의 회전과 함께 발생된 이들 자계에 의하여 제공되는 자기벡터는 쉽게 편향되고, 따라서 그의 편향각은 확실하게 커지게 된다. 이에 반하여, 전술한 가장자리면(13a)로부터 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)를 커버하기 위한 위치 위에서 XXIB1 및 XXIB2 부분으로부터 발생된 자계강도는 전술한 바이어스자석(13)의 자계강도와 다른 자계강도로 선택되어 설정된다. 그 결과 상기 회전자의 회전과 함께 XXIB1 및 XXIB2 부분으로부터 발생된 자계에 의하여 발생된 자기벡터는, 전술한 바이어스자석(13)으로부터 발생된 자기벡터에 비하여 쉽게 편향될 수 있다. 따라서 회전자의 회전에 따라 XXIA1 및 XXIA2 부분으로부터 발생된 전술한 자기벡터의 편향을 쉽게 차단하는 자기벡터는 억제될 수 있다. 그러므로 그 결과, 상기 회전자의 회전에 따라 바이어스자석(13)으로부터 발생된 자계에 의하여 제공되는 자기벡터 성분은 상대적으로 강화된다.
다음으로, 전술한 바이어스(13)의 제조방법을 도30 및 도31을 참조하여 설명한다. 상기 바이어스자석(13)은 기본적으로 전술한 제1실시예에서 설명한 제조방법과 같은 동일한 제조과정에 의하여 제조되고, 이하에서는 차이점에 대해서만 주로 설명한다.
도30은 전술한 바이어스자석(13)을 몰딩(molding)하기 위한 몰딩장치(70)를 나타내고, 도25에 상응한다. 도30에 나타낸 바와 같이, 상기 몰딩장치(70)는 바이어스자석(13)의 형태에 대응하는 공동(cavity)(71)을 갖는 몰딩다이(molding die)(72)를 구비하여 구성된다. 상기 몰딩다이(72)는 비자성재료로 제조된다. 또한 두 세트(set)의 통전코일(energizing coil)(73)은 상기 몰딩다이(72)를 구성하기 위하여 상부몰딩다이(72a)(도31 참조)에 배치되고, 이들 두 통전코일(73)은 전술한 XXIB1 및 XXIB2 자석부에 대응하는 공동부(cavity)를 제외한 공동(71)을 커버한다. 이에 반하여 상기 공동(71)을 커버하는 통전코일(94)은 몰딩다이(72)를 구성하는 하부몰딩다이(72b)(도31 참조)에 배치된다. 그러므로 전술한 자기성분말의 배향성은 이들 통전코일(73, 94)을 동작시킴으로써 제어될 수 있다.
도31은 자기분말의 배향성이 제어된 후 상기 자기성분말의 배향성을 나타내고, 도28에 상응한다. 도31에 나타낸 바와 같이, 각 통전코일(73, 94)에 전류가 흘러 자계가 각 통전코일(73, 94) 주위에서 발생되면, 상기 자기성분말(MP)의 배향성 은 발생된 이들 자계에 대응하여 제어된다. 다시 말해서, 상기 자기성분말의 배향성은 그 자기성분말의 입자들이 각 통전코일(73, 94)로 향하는 방식으로 구현될 수 있다. 그 결과 상기 몰딩장치(70)에 의하여 제조된 몰딩된 바디에서, 전술한 바이어스자석(13)의 가장자리면(13a)으로부터 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)를 커버하기 위한 위에 전술한 XXIB1 및 XXIB2 자석부분에 대응하는 부분의 자기분말(MP)의 배향정도는 작아지게 되어, 상기 몰딩체내에서 자기분말(MP)의 배향형태에 차이가 발생된다. 또한 이러한 다른 배향형태를 갖는 상기 몰딩체가 전술한 제조과정 (c) 및 (d)에 의하여 자화되기 때문에, 도29에 나타낸 전술의 자계를 발생시키는 바이어스자석(13)이 제조될 수 있다.
전술한 제2실시예와 같이, 전술한 제2실시예의 작용효과(1) 및 (2)와 동일한 효과에 더하여 아래와 같은 작용효과를 이룰 수 있다.
(3) 바이어스자석(13)은, 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 전후방 배치면에 대향되게 위치되는 바이어스자석부(전술한 XXIBI 및 XXIB2 부분)의 자기강도는 그 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)를 커버하는 위치에 걸쳐 회전자에 위치되는 바이어스자석(13)의 가장자리면(13a)으로부터 낮은 자계강도로 선택적으로 설정되는 방식으로 형성된다. 그 결과 회전자에 대향되게 위치되는 가장자리면(13a)으로부터 상기 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)를 커버하는 위치까지 형성된 부분을 제외한 부분에 대하여 자기분말의 배향성 제어는, 종래기술과 유사한 제어방식으로 구현될 수 있어, 종래 몰딩다이를 이용함으로써 제조비용의 증가는 방지될 수 있다.
전술한 각 실시예들은 다른 변형으로 구현될 수 있다.
즉, 제2실시예에서, 바이어스자석은, 자기저항소자(MRE1 내지 MER4)의 전후방 배치면에 대향되게 위치되는 바이어스자석부의 자기강도가 낮은 자계강도로 선택적으로 설정되는 방식으로 형성된다. 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 배치면에 대향되게 되는 부분에 대하여 하나의 자계강도만이 낮은 자계강도로 선택적으로 설정될 수 있다. 그 결과 도20에 상응하는 도32에 나타낸 바와 같이, 바이어스자석(130)은, 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 배치면에 대향되게 배치되는 부분으로부터 발생된 자계가 다른 부분의 폭보다 좁은 좁을 갖는 실선으로 나타날 수 있음을 알 수 있다. 그러므로 자기벡터는 전술한 바이어스자석(13)(도21 참조)으로부터 발생된 자기벡터에 비해 쉽게 편향될 수 있고, 이들 자기벡터는 회전자의 회전에 따라 바이어스자석(13)의 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 배치면에 대향되게 위치되는 부분으로부터 발생된 자계로부터 제공된다. 그 결과 자지저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 배치면에 대향되게 위치되는 부분에 대한 하나의 자계강도가 낮은 자계강도로 선택적으로 설정되는 경우에도, 제1실시예의 효과와 유사한 효과를 이룰 수 있다. 상기 바이어스자석(13)이 제조될 때, 도25에 상응하는 도33에 나타낸 바와 같은 몰딩장치(70)가 제공될 수 있다. 다시 말해서, 몰딩장치(70)는 바이어스자석(13)의 형태에 대응하는 공동(71)을 구비한 몰딩다이(72)를 제공함으로써 구성된다. 상기 몰딩다이(72)는 비자기성재료로 제조된다. 또한 상기 몰딩장치(70)는 공동(71)의 상부 및 하부에 두 세트의 통전코일(113)을 제공함으로써 구성된다. 이들 두 통전코일(113)은 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 배치면에 대향되게 위치되는 부분을 제외한 공동(71)을 커버할 수 있다. 상기 몰딩장치(70)를 이용하여 바이어 스자석(13)을 제조하기 위한 방법은 제1실시예의 제조방법과 동일한 방법으로 실행된다. 상기 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 배치면에 대향되게 위치되는 부분에 대한 단지 하나의 자계강도는 낮은 자계강도로 선택적으로 설정되는 방식의 전술한 바이어스자석은 제2실시예의 변형예로서 제공될 수 있다.
전술한 제2실시예에서, 몰딩체에 포함된 자기분말의 배향성은 통전코일(73)을 제공함으로써 제어된다. 또한 영구자석이 제공될 수 있다. 이와 같은 변형된 경우에서, 전술한 실시예와 유사하게, 자기분말의 배향성은 영구자석으로부터 발생된 자계를 이용함으로써 달리 제어될 수 있다. 영구자석은 제2실시예와 관련된 변형예로서 다르게 제공될 수 있다.
전술한 실시예에서, 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 전후방면에 대향되게 위치되는 부분에 대한 자계강도는 낮은 자계강도로 선택적으로 설정된다. 이와 달리 하나의 자계강도가 설정될 경우, 예를 들면 자계설정동작은 자기소멸(demagnetization)을 이용함으로써 실행될 수 있다. 다시 말해서, 종래 몰딩장치와 유사한 몰딩장치를 제공함으로써 실질적으로 균일하게 설정되는 자계강도를 갖는 바이어스자석이 몰딩될 수 있다. 이후 자기저항소자(MRE1 내지 MRE4)의 전후방면에 대향되게 위치되는 부분에 대한 자계강도는 자기소멸장치(미도시)를 제공함으로써 낮은 자계강도로 선택적으로 설정될 수 있다. 또한 이와 같은 변형예에서, 도22 및 도29에서 나타낸 바와 같은 자계를 발생시키는 이와 같은 바이어스자석이 구현될 수 있다.,
전술한 각 실시예는 단면형태가 사각형으로 이루어지는 중공부(14)를 갖는 바이어스자석(13)의 경우를 설명하였다. 이와 달리 다른 형태로 이루어지는 중공부를 갖는 바이어스자석이 이용되더라도, 상기 바이어스자석은 본 발명의 기술사상을 유사하게 구현할 수 있다. 또한 바이어스자석 자체에 있어서, 중공 원통형태로 형성된 바이어스자석이 제공될 뿐만 아니라 다른 형태로 형성된 바이어스자석이 제공될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 자기저항소자를 구비한 센서칩 및 상기 자기저항소자에 편향 자계를 제공하기 위한 바이어스자석을 포함하고, 상기 바이어스자석 및 센서칩은 일체로 이루어지고, 상기 자기저항소자는 그 자기저항소자의 저항변화를 기초로 하여 상기 센서칩 가까이에서 자기벡터의 변화를 검출하여, 상기 회전검출장치는 자기 회전자의 회전을 검출하고, 상기 자기벡터의 변화는 상기 편향자계 및 자기 회전자의 회전에 의하여 발생되며, 상기 바이어스자석은 센서칩 주위에 배치되어 상기 자기벡터의 편향각이 제어가능하게 이루어지는 회전검출장치로서, 자기벡터의 편향각을 제어할 수 있고, 회전의 검출감도는 향상된다. 또한 상기 자기 벡터의 편향각은 바이어스자석의 형상에 의해 제어될 수 있어 설계자유도는 증가되는 회전검출장치를 제공하는 효과를 갖는다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 자기 회전자의 회전을 검출하기 위한 회전검출장치로서,
    자기저항소자를 구비한 센서칩; 및
    홈을 구비한 중공부를 포함하고, 상기 자기저항소자에 편향 자계를 제공하기 위한 바이어스자석을 포함하고,
    상기 바이어스자석 및 센서칩은 일체로 이루어지고,
    상기 자기저항소자는 그 자기저항소자의 저항변화를 기초로 하여 상기 센서칩 가까이에서 자기벡터의 변화를 검출하여, 상기 회전검출장치는 자기 회전자의 회전을 검출하고,
    상기 자기벡터의 변화는 상기 편향자계 및 자기 회전자의 회전에 의하여 발생되며,
    상기 바이어스자석은 센서칩 주위에 배치되어 상기 자기벡터의 편향각이 제어가능하게 이루어지고,
    상기 바이어스자석의 중공부는, 상기 센서칩을 수용하고, 한 쌍의 넓은 측면을 갖는 사각형으로 이루어지고,
    상기 중공부의 넓은 측면은, 상기 센서칩을 향하고, 상기 자기저항소자가 배치되는 상기 센서칩의 일면과 평행하며,
    상기 중공부의 홈은 상기 바이어스자석의 길이방향으로 연장되는
    회전검출장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 홈은 상기 중공부의 넓은 측면의 중앙부에 배치되는
    회전검출장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 홈은 그 홈의 바닥부에 배치되는 정점을 구비한 삼각 단면형태로 이루어지는
    회전검출장치.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 홈은 그 홈의 바닥부에 배치되는 반원 원호를 갖는 반원 단면형태로 이루어지는
    회전검출장치.
  7. 삭제
  8. 자기 회전자의 회전을 검출하기 위한 회전검출장치로서,
    자기저항소자를 구비한 센서칩; 및
    상기 자기저항소자로 편향자계를 제공하기 위한 바이어스자석
    을 포함하고,
    상기 바이어스자석이 상기 센서칩 주위에 배치되는 방식으로 상기 바이어스자석과 센서칩은 일체로 이루어지고,
    상기 자기저항소자는 그 자기저항소자의 저항변화를 기초로 하여 상기 센서칩 가까이에서 자기벡터의 변화를 검출하여 상기 회전검출장치는 상기 자기 회전자의 회전을 검출하고,
    상기 자기벡터의 변화는 상기 편향자계 및 자기 회전자의 회전에 의하여 발생되고,
    상기 바이어스자석은 홈을 갖는 중공부를 포함하고,
    상기 센서칩은 상기 바이어스자석의 중공부에 수용되며,
    상기 홈은 상기 중공부의 내벽에 배치되고,
    상기 바이어스자석의 중공부는 한 쌍의 넓은 측면을 갖는 사각형으로 이루어지고,
    상기 중공부의 넓은 측면은 상기 센서칩을 향하며, 상기 자기저항소자가 배치되는 상기 센서칩의 일면과 평행하며,
    상기 중공부의 홈은 상기 바이어스자석의 길이방향으로 연장되는
    회전검출장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 홈은 상기 중공부의 넓은 측면의 중앙부에 배치되는
    회전검출장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 홈은 그 홈의 바닥부에 배치되는 정점을 구비한 삼각 단면형태로 이루어지는
    회전검출장치.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 홈은 그 홈의 바닥부에 배치되는 반원 원호를 갖는 반원 단면형태로 이루어지는
    회전검출장치.
  12. 자기 회전자의 회전을 검출하기 위한 회전검출장치로서,
    자기저항소자를 구비한 센서칩; 및
    상기 자기저항소자로 편향자계를 제공하기 위한 바이어스자석
    을 포함하고,
    상기 바이어스자석이 상기 센서칩 주위에 배치되는 방식으로 상기 바이어스자석과 센서칩은 일체로 이루어지고,
    상기 자기저항소자는 그 자기저항소자의 저항변화를 기초로 하여 상기 센서 칩 가까이에서 자기벡터의 변화를 검출하여 상기 회전검출장치는 상기 자기 회전자의 회전을 검출하고,
    상기 자기벡터의 변화는 상기 편향자계 및 자기 회전자의 회전에 의하여 발생되고,
    상기 바이어스자석은 중공부를 구비하고,
    상기 센서칩은 상기 바이어스자석의 중공부에 수용되고,
    상기 중공부는 상기 자기저항소자를 향하는 내벽을 구비하며,
    상기 바이어스자석은 상기 자기저항소자를 향하는 내벽 가까이에서 그 바이어스자석의 다른 위치의 자기강도보다 낮은 자기강도를 갖는 저 자기강도부를 구비하는
    회전검출장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 중공부는 상기 자기저항소자를 향하는 다른 내벽을 구비하고,
    상기 바이어스자석은, 상기 자기저항소자를 향하는 다른 내벽 가까이에서 상기 자기저항소자를 향하는 내벽을 제외한 바이어스자석의 다른 위치의 자기강도보다 낮은 자기강도를 갖는 낮은 자기강도부를 구비하는
    회전검출장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 바이어스자석은 자기분말을 포함하는 수지재료로 이루어지며,
    상기 수지재료의 자기분말은 상기 바이어스자석의 자기강도를 제어하기 위하여 소정의 자기 배향성을 구비하는
    회전검출장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 자기저항소자를 향하는 내벽 가까이에서 상기 자기분말의 자기 배향성은 상기 바이어스자석의 다른 위치의 자기 배향성보다 약하게 이루어져, 상기 자기배향성은 상기 자기저항소자를 향하는 내벽 가까이에서 낮은 자기강도를 제공하는
    회전검출장치.
  16. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 바이어스자석은, 상기 자기 회전자를 향하는 일단부와, 상기 일단부에 대향되는 타단부로 이루어지는 두 단부를 구비하고,
    상기 중공부는 상기 일단부로부터 타단부로 관통되며,
    상기 자기저항소자를 향하는 중공부의 내벽 가까이에서의 바이어스자석의 낮 은 자기강도부는 상기 바이어스자석의 일단부로부터 타단부로 연장되는
    회전검출장치.
  17. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 바이어스자석은 상기 자기 회전자를 향하는 일단부를 구비하며,
    상기 자기저항소자를 향하는 중공부의 내벽 가까이에서의 바이어스자석의 낮은 자기강도부는 상기 바이어스자석의 일단부로부터 상기 자기저항소자를 향하는 상기 내벽의 일부분으로 연장되는
    회전검출장치.
  18. 자기 회전자의 회전을 검출하기 위한 회전검출장치로서,
    자기저항소자를 구비한 센서칩; 및
    상기 자기저항소자에 편향자계를 제공하기 위한 바이어스자석
    을 포함하고,
    상기 바이어스자석이 상기 센서칩 주위에 배치되는 방식으로 상기 바이어스자석과 센서칩은 일체로 이루어지고,
    상기 자기저항소자는 그 자기저항소자의 저항변화를 기초로 하여 상기 센서칩 가까이에서 자기벡터의 변화를 검출하여 상기 회전검출장치는 상기 자기 회전자 의 회전을 검출하고,
    상기 자기벡터의 변화는 상기 편향자계 및 자기 회전자의 회전에 의하여 발생되고,
    상기 바이어스자석은 중공부를 포함하고,
    상기 센서칩은 상기 바이어스자석의 중공부에 수용되고,
    상기 중공부는 상기 자기저항소자를 향하는 내벽을 포함하며,
    상기 바이어스자석은, 상기 자기저항소자를 향하지 않는 내벽 가까이에서 그 바이어스자석의 다른 위치의 자기강도보다 높은 자기강도를 갖는 고 자기강도부를 구비하는
    회전검출장치.
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