WO2015022864A1 - 磁気センサ - Google Patents

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WO2015022864A1
WO2015022864A1 PCT/JP2014/070171 JP2014070171W WO2015022864A1 WO 2015022864 A1 WO2015022864 A1 WO 2015022864A1 JP 2014070171 W JP2014070171 W JP 2014070171W WO 2015022864 A1 WO2015022864 A1 WO 2015022864A1
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WO
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magnet
magnetoresistive element
magnetic sensor
magnetic
magnet part
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PCT/JP2014/070171
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English (en)
French (fr)
Inventor
保 南谷
耕二 新村
大輔 濱口
Original Assignee
株式会社村田製作所
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic sensor, and more particularly to a magnetic sensor for detecting magnetic information such as a magnetic pattern provided on a detection target.
  • Patent Document 1 discloses a long magnetic sensor including a magnetoresistive element.
  • the long magnetic sensor disclosed in Patent Document 1 includes a case (holder), a magnetoresistive element, a substantially rectangular parallelepiped magnet, a terminal, and a cover.
  • the case has a plurality of recesses on the top and bottom surfaces, a magnetoresistive element is disposed in each of the plurality of recesses on the top surface of the case, and a magnet is disposed in each of the plurality of recesses on the bottom surface of the case. For this reason, the case has a function of holding the magnetoresistive element and the magnet.
  • the magnetoresistive element is disposed so as to be positioned above the magnet, and the magnetoresistive element is connected to the terminal via the lead frame.
  • the cover is slidably fixed to the case so as to cover the upper surface of the case.
  • the magnetoresistive element is protected by a cover.
  • a detected object such as a bill passes over the cover along a moving direction that is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic sensor.
  • the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element changes depending on the magnetic pattern of the detected object, and the resistance value of the magnetoresistive element changes, so that the magnetic pattern of the detected object can be detected.
  • the magnetoresistive element detects a change in magnetic flux density applied along the normal direction (for example, the vertical direction) of its functional surface, but the magnetoresistive element is changed depending on the distance between the magnetoresistive element and the detected object.
  • the magnetic flux density of the applied magnetic field changes. Specifically, when the distance between the magnetoresistive element and the object to be detected increases, the magnetic pattern along the normal direction applied to the magnetoresistive element by the magnetic pattern when the magnetic pattern of the object to be detected passes. Magnetic flux density is reduced.
  • the change in the magnetic flux density is smaller than when the distance between the magnetoresistive element and the detected object is small.
  • the output of the magnetic sensor is reduced. Considering only the output of the magnetic sensor, it is preferable that the distance between the magnetoresistive element and the object to be detected is small.
  • the positions of the plurality of magnetoresistive elements are arranged in a straight line, so that the detected object and the cover are covered by a conveying roller that conveys the detected object along the moving direction. And the gap can be adjusted.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic sensor capable of suppressing variations in the output of the magnetic sensor.
  • a magnetic sensor includes a magnetoresistive element having a functional surface substantially parallel to the moving direction of the detected object, and at least a part of the magnetoresistive element on the opposite side of the region where the detected object moves. And a magnet part for applying a magnetic field to the magnetoresistive element.
  • the magnetic flux density of the magnetic field applied to the magnetoresistive element by the magnet unit is the normal direction of the functional surface and the functional surface. It is smaller than the magnetic flux density of the magnetic field applied from a direction not parallel to any of the parallel directions.
  • the magnet unit preferably includes a first magnet unit and a second magnet unit, and the first magnet unit, the magnetoresistive element, and the second magnet unit include: It is preferable to arrange in this order along the moving direction of the detected object.
  • each of the first magnet unit and the second magnet unit has a first magnetic pole having the same polarity on the region side where the detection target moves, and the region side where the detection target moves It is preferable to have a second magnetic pole opposite in polarity to the first magnetic pole.
  • the magnet portion faces the magnetoresistive element along the normal direction of the functional surface between the first magnet portion and the second magnet portion. It is preferable to further include a third magnet portion disposed in the.
  • the first surface located on the side of the third magnet portion where the detected body moves is the region side where the detected body of the first magnet portion and the second magnet portion moves. It is preferable that the detection object is located farther away from the region in which the detected object moves along the normal direction of the functional surface than the first surface located at the position.
  • the first magnet part, the second magnet part, and the third magnet part are preferably separated and independent from each other.
  • the first magnet part, the second magnet part, and the third magnet part are connected to each other by the third magnet part. By doing so, it is preferable that they are integrally formed.
  • the magnetic sensor according to the present invention further includes a case that has a recess that opens toward a region in which the detected object moves, and that accommodates the magnetoresistive element in the recess.
  • the case is preferably constituted by a plastic magnet including the first magnet part, the second magnet part, and the third magnet part.
  • the third magnet portion defines a bottom surface portion of the concave portion, and the first magnet portion and the second magnet portion stand from both ends of the bottom surface portion aligned in the moving direction of the detected object. It is preferable to prescribe
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a magnetic sensor according to Modification 4.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a magnetic sensor according to Modification 4.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of a magnetic sensor according to Modification 5.
  • FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG. It is sectional drawing along the longitudinal direction of the magnetic sensor shown in FIG. It is a figure which shows the output characteristic of the magnetic sensor shown in FIG. It is sectional drawing along the longitudinal direction of the magnetic sensor in the form 1 of a comparison. It is a figure which shows the output characteristic of the magnetic sensor in the form 1 of a comparison. It is sectional drawing along the longitudinal direction of the magnetic sensor in the form 2 of a comparison. It is a figure which shows the output characteristic of the magnetic sensor in the comparative form 2. It is the schematic of the magnetic sensor which concerns on the modification 6.
  • FIG. It is a figure which shows the external shape of the magnet used for the verification experiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the positional relationship of the magnetoresistive element with which the magnetic sensor based on Example 1 using the magnet shown in FIG. 13 is equipped, and a magnet.
  • FIG. 13 It is a figure which shows the positional relationship of the magnetoresistive element with which the magnetic sensor based on Example 2 using the magnet shown in FIG. 13 is equipped, and a magnet.
  • FIG. It is a figure which shows the external shape of the magnet used for the verification experiment 2.
  • FIG. It is a figure explaining the parameter which influences the result of the verification experiment.
  • An experiment when the length d along the height direction between the surface of the third magnet portion shown in FIG. 20 and the first surface of the first magnet portion and the first surface of the second magnet portion is changed.
  • FIG. 20 It is a figure which shows the experimental result at the time of changing the length G along the height direction between the 1st surface of the 1st magnet part shown in FIG. 20, and the 2nd magnet part, and the lower surface of a magnetoresistive element. . It is a figure which shows transition of the magnetic flux density change rate based on the result shown in FIG. It is a figure which shows the external shape of the magnet used for the verification experiment 3. FIG. It is a figure which shows the 1st example of the magnet used for the verification experiment 3. FIG. It is a top view of the magnetoresistive element shown in FIG. It is a figure which shows the equivalent circuit of the magnetoresistive element shown in FIG.
  • FIG. It is a figure which shows the waveform of the output voltage signal of a magnetic sensor provided with the magnetoresistive element shown in FIG. It is a figure which shows the result of the verification experiment 3 at the time of using the magnetic sensor which concerns on Example 3o comprised by the magnet shown in FIG. 28, and the magnetic sensor in the comparative example 2.
  • FIG. It is a figure which shows transition of the output voltage attenuation factor based on the result shown in FIG.
  • FIG. It is a figure which shows the waveform of the output voltage signal of the magnetic sensor in the comparative example 2 at the time of changing the length along the height direction between a to-be-detected body and a cover.
  • FIG. 28 It is a figure which shows the waveform of the output voltage signal of the magnetic sensor which concerns on Example 3o comprised by the magnet shown in FIG. 28 at the time of changing the length along the height direction between a to-be-detected body and a cover. . It is a figure which shows the 2nd example of the magnet used for the verification experiment 3. FIG. It is a figure which shows the result of the verification experiment 3 at the time of using the magnetic sensor which concerns on Example 3o comprised by the magnet shown in FIG. 28, and the magnetic sensor which concerns on Example 3p comprised by the magnet shown in FIG. It is a figure which shows transition of the output voltage attenuation factor based on the result shown in FIG.
  • FIG. 43 is a plan view of the magnetoresistive element shown in FIGS. 41 and 42.
  • FIG. 43 It is a figure which shows the equivalent circuit of the magnetoresistive element shown to FIG. 41 and FIG.
  • FIG. 41 It is a figure which shows the waveform of the output voltage signal of a magnetic sensor provided with the magnetoresistive element shown in FIG. 41 and FIG. It is a figure which shows the result of the verification experiment 4 at the time of using the magnetic sensor which concerns on Example 4, 5 comprised by the magnet shown to FIG. 41 and FIG. 42, and the magnetic sensor in the comparative example 3.
  • FIG. It is a figure which shows transition of the output voltage attenuation factor based on the result shown in FIG.
  • FIG. 41 shows the waveform of the output voltage signal of the magnetic sensor which concerns on Example 5 comprised by the magnet shown in FIG. 41 at the time of changing the length along the height direction between a to-be-detected body and a cover. .
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a magnetic sensor according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of the magnetoresistive elements and magnets included in the magnetic sensor shown in FIG. With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the magnetic sensor 1 which concerns on this Embodiment is demonstrated.
  • the magnetic sensor 1 includes a cover 10, a case (holder) 20, a sealing resin 30, a first magnet unit 40a, a second magnet unit 40b, a terminal 50, and a lead frame 60. , And a magnetoresistive element 70.
  • the case 20 has recesses 21 and 22 provided on the lower surface side (the side opposite to the region side on which the detected object moves) and a recess 23 provided on the upper surface side (the region side on which the detected object moves).
  • the concave portion 21 and the concave portion 22 are provided side by side along a moving direction (X-axis direction) of a detection target to be described later in a state of being separated from each other.
  • a partition wall 24 is provided between the recess 21 and the recess 22.
  • the concave portions 21 and 22 have flat portions 21a and 22a parallel to the moving direction of the detection target, and the flat portion 21a and the flat portion 22a are substantially located on the same plane.
  • the recess 23 is provided so as to face at least the partition wall 24. Moreover, the recessed part 23 has the plane part 23a substantially parallel to the moving direction of a to-be-detected body.
  • a first magnet part 40 a and a second magnet part 40 b having a substantially rectangular solid shape are arranged.
  • the 1st magnet part 40a has the 1st surface 41a which is a surface located in the movement field side (Z-axis positive direction side) of a detected object.
  • the 2nd magnet part 40b has the 1st surface 41b which is a surface located in the movement field side (Z-axis positive direction side) of a detected object.
  • the first surface 41a of the first magnet unit 40a and the first surface 41b of the second magnet unit 40b are located on substantially the same plane.
  • the first magnet part 40 a and the second magnet part 40 b are sealed in the recesses 21 and 22 by the sealing resin 30.
  • the magnetoresistive element 70 is disposed on the flat surface portion 23a of the recess 23 so as to be positioned above the partition wall portion 24 (Z-axis positive direction). Thereby, the magnetoresistive element 70 has the functional surface 70a parallel to the moving direction of the detected object.
  • the functional surface 70a is a surface where a magnetoresistive effect occurs.
  • the magnetoresistive element 70 is connected to a terminal 50 inserted into a terminal hole provided in the case 20 via a lead frame 60.
  • the magnetoresistive element 70 is a semiconductor magnetoresistive element manufactured by forming an InSb film on a silicon substrate, for example.
  • the cover 10 has claw portions that engage with engagement grooves (not shown) provided along the longitudinal direction (Y-axis direction) on both sides of the case 20, and is slidably fixed to the case 20.
  • the cover 10 covers the surface of the case 20 and the recess 23.
  • the magnetoresistive element 70 is protected by the cover 10.
  • the area where the detection target moves refers to an area above the cover 10. Accordingly, the region in which the detection target moves is located above the magnetoresistive element 70, the first surface 41a of the first magnet unit 40a, and the first surface 41b of the second magnet unit 40b.
  • the first magnet part 40a and the second magnet part 40b and the magnetoresistive element 70 when attention is paid to the arrangement of the first magnet part 40a and the second magnet part 40b and the magnetoresistive element 70, the first magnet part 40a and the second magnet part 40b are The first magnet part 40a, the magnetoresistive element 70, and the second magnet part 40b are arranged in this order along the moving direction of the detected object, while being arranged on the opposite side of the region where the detected object moves. Yes.
  • the first magnet portion 40a and the second magnet portion 40b have first magnetic poles having the same polarity on the region side where the detection body moves, and the first magnetic portion 40a and the second magnet portion 40b have the first magnetic pole on the opposite side to the region side where the detection body moves.
  • Each has a second magnetic pole opposite to the polarity.
  • the first magnetic pole in the first magnet part 40a and the second magnet part 40b may be an N pole, and the second magnetic pole may be an S pole, or vice versa.
  • the first magnet unit 40 a and the second magnet unit 40 b apply a magnetic field to the magnetoresistive element 70.
  • Part of the lines of magnetic force emerging from the N pole which is the first magnetic pole of the first magnet part 40a and the second magnet part 40b, penetrates from above to below the magnetoresistive element 70, and the first magnet part 40a and the second magnet part 40b. And enters the S pole, which is the second magnetic pole of the first magnet portion 40a and the second magnet portion 40b. Accordingly, the magnetic flux penetrates from the upper side to the lower side of the magnetoresistive element 70.
  • a part of the magnetic field lines is formed in a loop shape between the N pole and the S pole.
  • the magnetic flux density of the loop-shaped magnetic flux penetrating the magnetoresistive element 70 is increased.
  • the loop-shaped magnetic flux is curved so as to approach the detection target, so that the magnetic flux of the normal direction component of the functional surface 70a of the magnetoresistive element 70 increases.
  • the magnetic sensor 1 can detect the magnetic pattern of the detected object by changing the resistance value of the magnetoresistive element 70. .
  • the magnet part since the magnet part is not arranged so as to face the magnetoresistive element 70 along the normal direction of the magnetoresistive element 70, the first magnet part The magnetic flux density applied to the magnetoresistive element 70 along the normal direction by the 40a and the second magnet part 40b is not in either the normal direction or the direction parallel to the functional surface 70a of the magnetoresistive element 70. It becomes smaller than the magnetic flux density of the magnetic field applied to the magnetoresistive element 70 from the parallel direction. Thereby, even when the distance between the magnetoresistive element 70 and the detected object is increased, the attenuation of the magnetic flux density along the normal direction applied to the magnetoresistive element 70 is reduced.
  • the change of the magnetic flux density in the normal direction applied to the magnetoresistive element 70 based on the distance between the magnetoresistive element 70 and the detected object can be suppressed, and the output of the magnetic sensor 1 itself can be reduced. It can suppress becoming small.
  • the magnetic flux density applied along the normal direction of the functional surface 70a of the magnetoresistive element 70 is configured to be smaller than the magnetic flux density applied from a direction non-parallel to both the normal direction of the functional surface 70a and the direction parallel to the functional surface 70a.
  • the distance between the detected object and the magnetoresistive element varies, variations in the output of the magnetic sensor can be suppressed.
  • it since it can convey, without pressing a to-be-detected body against the cover 10, abrasion of a cover can be prevented.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an arrangement of magnetoresistive elements and magnets included in the magnetic sensor according to the first modification. A magnetic sensor according to Modification 1 will be described with reference to FIG.
  • the magnetic sensor according to the present modification is different in that it further includes a third magnet portion 40c when compared with the magnetic sensor according to the embodiment.
  • the third magnet part 40c faces the magnetoresistive element 70 along the normal direction of the functional surface 70a of the magnetoresistive element 70 between the first magnet part 40a and the second magnet part 40b.
  • the 3rd magnet part 40c has the 1st surface 41c which is a surface located in the movement field side (Z-axis positive direction side) of a detected object.
  • the first surface 41c of the third magnet part 40c is a moving region of the detected object relative to the first surfaces 41a and 41b located on the moving region side of the detected object in the first magnet unit 40a and the second magnet unit 40b. Away from.
  • the first surface 41c of the third magnet part 40c is on the lower side (Z-axis negative direction side) than the first surface 41a of the first magnet part 40a and the first surface 41b of the second magnet part 40b.
  • the third magnet part 40c is disposed so as to be in contact with the first magnet part 40a and the second magnet part 40b.
  • the first magnet unit 40a, the second magnet unit 40b, and the third magnet unit 40c each have a first magnetic pole having the same polarity on the moving region side of the detected object, and are opposite to the moving region side of the detected object. Each has a second magnetic pole opposite to the polarity of the first magnetic pole. For example, let the 1st magnetic pole in the 1st magnet part 40a, the 2nd magnet part 40b, and the 3rd magnet part 40c be a north pole, and let the 2nd magnetic pole be a south pole.
  • the first magnet unit 40a, the second magnet unit 40b, and the third magnet unit 40c apply a magnetic field to the magnetoresistive element 70.
  • the first magnet unit 40a and the second magnet Part of the lines of magnetic force emitted from the N pole which is the first magnetic pole of the part 40b and the third magnet part 40c, penetrates from below to the top of the magnetoresistive element 70 and is located in the first magnet part 40a side or second It passes through a region located on the magnet part 40b side and enters the S pole, which is the second magnetic pole of the first magnet part 40a, the second magnet part 40b, and the third magnet part 40c.
  • a part of the magnetic field lines is formed in a loop shape between the N pole and the S pole.
  • the other part of the lines of magnetic force emitted from the N pole which is the first magnetic pole of the first magnet part 40a, the second magnet part 40b, and the third magnet part 40c, is the functional surface 70a of the magnetoresistive element 70.
  • the magnetoresistive element 70 is penetrated along the normal direction.
  • the first surface 41c of the third magnet part 40c is a moving region of the detection object more than the first surface 41a of the first magnet part 40a and the first surface 41b of the second magnet part 40b. Since the first detection unit 40a, the second magnet unit 40b, and the third magnet unit 40c move the detected object in the normal direction of the functional surface 70a when the detected object moves along the moving direction.
  • the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element along the first magnet part 40a, the second magnet part 40b, and the third magnet part from a direction not parallel to either the normal direction or the direction parallel to the functional surface 70a. It becomes smaller than the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element 70 by 40c. As a result, even when the distance between the magnetoresistive element 70 and the object to be detected is increased, the attenuation of the magnetic flux density along the normal direction applied to the magnetoresistive element 70 is reduced.
  • the magnetic sensor according to this modification example is in the normal direction of the functional surface 70a applied to the magnetoresistive element 70 based on the distance between the magnetoresistive element 70 and the detection target.
  • the change of the magnetic flux density along can be suppressed.
  • the magnetic sensor according to the present modification has substantially the same effect as the magnetic sensor 1 according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an arrangement of magnetoresistive elements and magnets included in the magnetic sensor according to the second modification. A magnetic sensor according to this modification will be described with reference to FIG.
  • the magnetic sensor according to this modification is different in the shape of the magnet portion 40d.
  • the magnet unit 40d included in the magnetic sensor according to the present modification includes a third magnet unit 40c that connects the first magnet unit 40a and the second magnet unit 40b, and is configured integrally with these. Has been.
  • the 3rd magnet part 40c is arrange
  • the first surface 41c located on the region side where the detection body of the third magnet portion 40c moves is the first surface 41a located on the region side where the detection body of the first magnet portion 40a and the second magnet portion 40b moves. , 41b is farther from the region where the detection body moves. That is, the first surface 41c of the third magnet part 40c is on the lower side (Z-axis negative direction side) than the first surface 41a of the first magnet part 40a and the first surface 41b of the second magnet part 40b. To position.
  • the magnet part 40d has a substantially rectangular parallelepiped shape in which a groove part along the longitudinal direction (Y-axis direction) is formed on the upper surface on the region side where the detection body moves.
  • the groove is defined by the first surface 41c of the third magnet portion 40c and the side surfaces 42a and 42b inside the first magnet portion 40a and the second magnet portion 40b.
  • the magnet part 40d integrally formed by the first magnet part 40a, the second magnet part 40b, and the third magnet part 40c has, for example, an N pole as a first magnetic pole on the region side where the detection body moves, and has a magnetoresistance
  • An S pole as a second magnetic pole is provided on the side opposite to the element 70.
  • the distribution of the lines of magnetic force in the magnetic sensor according to the present modification is substantially the same as the distribution of the lines of magnetic force in the magnetic sensor according to Modification 1 described above.
  • the applied magnetic flux density is the magnetic flux applied by the first magnet unit 40a, the second magnet unit 40b, and the third magnet unit 40c from a direction that is not parallel to either the normal direction or the direction parallel to the functional surface 70a. It becomes smaller than the density.
  • the attenuation of the magnetic flux density along the normal direction of the functional surface 70a applied to the magnetoresistive element 70 is small. Become.
  • the magnetic sensor according to this modification example is in the normal direction of the functional surface 70a applied to the magnetoresistive element 70 based on the distance between the magnetoresistive element 70 and the detection target.
  • the change of the magnetic flux density along can be suppressed.
  • the magnetic sensor according to the present modification has substantially the same effect as the magnetic sensor 1 according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of magnetoresistive elements and magnets provided in the magnetic sensor according to the third modification. With reference to FIG. 5, the magnetic sensor according to the present modification will be described.
  • the magnetic sensor according to this modification is different in the shape of the magnet portion 40e.
  • the magnet portion 40e included in the magnetic sensor according to the present modification has a substantially semi-cylindrical shape in which a semi-cylindrical groove portion is formed along the longitudinal direction (Y-axis direction).
  • the magnet part 40e has the 3rd magnet part 40c arrange
  • the groove part is defined by the inner peripheral surfaces of the first magnet part 40a, the second magnet part 40b, and the third magnet part 40c.
  • the groove portion is curved so that the length along the normal direction of the functional surface 70a from the groove portion to the magnetoresistive element 70 becomes closer to both ends from the center of the groove portion.
  • the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element along the normal direction of the functional surface 70a by the magnet unit 40e is the normal line.
  • the magnetic flux density is smaller than the magnetic flux density applied by the magnet portion 40e from a direction not parallel to either the direction or the direction parallel to the functional surface 70a.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a magnetic sensor according to Modification 4. With reference to FIG. 6, a magnetic sensor 1A according to this modification will be described.
  • the magnetic sensor 1A according to the present modified example is provided in the case 20A side by side along the moving direction of the detected object.
  • the difference is that the first magnet part 40a and the second magnet part 40b are accommodated in the first magnet part accommodating part 25 and the second magnet part accommodating part 26 without being sealed by the sealing resin.
  • the magnetoresistive element 70 is connected to the terminal 50A located on the second magnet part 40b side via the lead frame 60A.
  • the magnetic sensor according to this modification is The magnetic sensor 1 according to the embodiment has substantially the same effect.
  • FIG. 7 is a schematic view of a magnetic sensor according to Modification 5.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG. 9A and 9B are cross-sectional views and output characteristics along the longitudinal direction of the magnetic sensor shown in FIG. A magnetic sensor 1B according to this modification will be described with reference to FIGS. 7 to 9B.
  • the magnetic sensor 1B according to the present modification is different from the magnetic sensor 1 according to the embodiment in that the case 80 itself is made of a plastic magnet.
  • the magnetic sensor 1B includes a cover 10, a case 80, a terminal 50, a lead frame (not shown), and a magnetoresistive element 70.
  • the case 80 has a recess 83 that opens toward a region where the detection target moves.
  • the recess 83 is provided along the longitudinal direction (Y-axis direction).
  • the magnetoresistive element 70 is disposed in the recess 83.
  • the magnetoresistive element 70 is connected to terminals 50 inserted in terminal holes provided at both ends in the longitudinal direction of the case 80 via lead frames (not shown).
  • the cover 10 has claw portions that engage with engagement grooves (not shown) provided along the longitudinal direction (Y-axis direction) on both sides of the case 80, and is slidably fixed to the case 80. Cover 10 covers the surface of case 80 and recess 83. The magnetoresistive element 70 is protected by the cover 10.
  • the case 80 Since the case 80 is composed of a plastic magnet, as shown in FIG. 8, the case 80 has a first magnet portion 40a, a second magnet portion 40b, and a third magnet portion 40c around the recess 83.
  • the concave portion 83 includes a first side surface portion 83a and a second side surface portion 83b that are erected from both ends of the bottom surface portion 83c aligned in the moving direction of the detection target, and a bottom surface portion 83c.
  • the magnetoresistive element 70 is placed on the bottom surface portion 83c. In such a state, the case 80 is arranged such that at least a part of the case 80 is located on the opposite side to the region where the detection target moves with respect to the magnetoresistive element 70.
  • the third magnet portion 40c defines the bottom surface portion 83c of the recess 83, and the first magnet portion 40a and the second magnet portion 40b define the first side surface portion 83a and the second side surface portion 83b.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the magnetic sensor shown in FIG.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating output characteristics of the magnetic sensor illustrated in FIG. 7.
  • a plurality of magnetoresistive elements 70 are separated from each other on the bottom surface portion 83c of the concave portion 83 extending continuously along the longitudinal direction. Arranged.
  • the first surface 41c located on the moving region side of the detection object of the third magnet unit 40c is the first magnet unit 40a and The first surface 41a, 41b located on the moving region side of the detection object of the second magnet unit 40b is separated from the movement region of the detection object along the normal direction. For this reason, when the detected object moves along the moving direction, the magnetoresistive element 70 is moved along the normal direction of the functional surface 70a by the first magnet unit 40a, the second magnet unit 40b, and the third magnet unit 40c.
  • the magnetic sensor 1B according to the present modification has substantially the same effect as the magnetic sensor 1 according to the embodiment. Further, in the magnetic sensor 1B according to the present modification, since there is no gap between the magnets, fluctuations in output due to the gap between the magnets can be suppressed.
  • FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views and output characteristics along the longitudinal direction of the magnetic sensor according to Comparative Embodiment 1.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the magnetic sensor in Comparative Embodiment 1
  • FIG. 10B is a diagram showing the output characteristics of the magnetic sensor in Comparative Embodiment 1.
  • the case 20 is not formed of a plastic magnet when compared with the magnetic sensor 1B according to the modification 5.
  • the difference is that the magnetoresistive element 70 and the magnet 40 are arranged.
  • a plurality of magnets are arranged apart from each other along the longitudinal direction (Y-axis direction), and above the magnet 40 (Z-axis positive).
  • the plurality of magnetoresistive elements 70 are arranged apart from each other along the longitudinal direction (Y-axis direction). Further, at least one of the plurality of magnetoresistive elements 70 is disposed so as to straddle the gap between the adjacent magnets 40 above (in the positive Z-axis direction).
  • the output sensitivity is partially reduced in the gap between the adjacent magnetoresistive elements 70, and the gap between the adjacent magnets 40 is arranged so as to straddle the gap.
  • the output of the magnetoresistive element 70 is reduced.
  • FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views and output characteristics along the longitudinal direction of the magnetic sensor according to Comparative Example 2.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view along the longitudinal direction of the magnetic sensor in the comparative form 2
  • FIG. 11B is a diagram showing the output characteristics of the magnetic sensor in the comparative form 2.
  • the case 20 is not formed of a plastic magnet when compared with the magnetic sensor 1B according to the modified example 5.
  • the difference is that the magnetoresistive element 70 and the magnet 40 are arranged.
  • the plurality of magnets 40 are arranged apart from each other along the longitudinal direction (Y-axis direction), and above the magnet 40 (Z-axis).
  • a plurality of magnetoresistive elements are arranged apart from each other along the longitudinal direction (Y-axis direction).
  • the gap between at least one adjacent magnetoresistive element 70 is located above the gap between adjacent magnets 40 (Z-axis positive direction).
  • the output in the gap between the adjacent magnetoresistive elements 70 located above the gap between the adjacent magnets 40 is the same as that of the gap between the adjacent magnets 40.
  • the output is further lower than the output in the gap between the adjacent magnetoresistive elements 70 not located above.
  • the modified example 5 in which the case 80 is made of a plastic magnet will be described.
  • the magnetic sensor 1 ⁇ / b> B output fluctuation due to the gap between the magnets can be suppressed in the output characteristics as described above.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of a magnetic sensor according to Modification 6. With reference to FIG. 12, a magnetic sensor 1C according to the present modification will be described.
  • the magnetic sensor 1C according to the present modification is different from the magnetic sensor 1B according to the modification 5 in the arrangement of the terminals 50, and the other configurations are substantially the same.
  • the terminals 50 are arranged side by side along the moving direction of the detected object so as to sandwich the magnetoresistive element 70 therebetween.
  • the magnetoresistive element 70 is connected to the terminal 50 via the lead frame 60.
  • the case 80 is made of a plastic magnet, and the magnetoresistive element 70 is disposed in the concave portion 83 provided on the upper surface side along the longitudinal direction.
  • the surface of the three magnet part located on the moving region side of the detected object is in the normal direction of the functional surface of the magnetoresistive element than the surface of the first magnet part and the second magnet part located on the moving region side of the detected object. The distance from the moving region of the detected object along the line is as follows. For this reason, the magnetic sensor 1C according to the present modification can obtain substantially the same effect as the magnetic sensor 1B according to the modification 5.
  • FIG. 13 is a diagram showing the outer shape of the magnet used in the verification experiment 1.
  • FIG. 14 and 15 are diagrams showing the positional relationship between the magnetoresistive element and the magnet provided in the magnetic sensor according to the first embodiment and the magnetic sensor according to the second embodiment when the magnet shown in FIG. 13 is used.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an arrangement of magnetoresistive elements and magnets included in the magnetic sensor in Comparative Example 1. With reference to FIG. 13 to FIG. 16, the conditions of the magnetoresistive element and the magnet that were simulated as the verification experiment 1 will be described.
  • a magnet having a substantially rectangular parallelepiped shape was used as the magnet 40 used in the verification experiment 1.
  • length A along the transversal direction (X-axis direction) of a magnetic sensor shall be 2.9 mm
  • length B along the longitudinal direction (Y-axis direction) of a magnetic sensor is set to 12.2.
  • the length C along the height direction (Z-axis direction) of the magnetic sensor was 6.5 mm.
  • Example 1 the magnetic sensor according to the embodiment is prepared. Specifically, two magnets are arranged along the moving direction of the detection target, and two magnets are arranged.
  • positioning the magnetoresistive element 70 above the clearance gap between 40 was prepared.
  • Each of the two magnets 40 arranged side by side was designated as a first magnet part 40a and a second magnet part 40b, and the distance t between them was 1.6 mm.
  • Example 2 a magnetic sensor according to Modification 1 is prepared. Specifically, three magnets 40 are arranged along the moving direction (X-axis direction) of the detection target. A magnetic sensor configured by arranging the magnetoresistive elements 70 above the magnet 40 positioned at the center (in the positive direction of the Z axis) was prepared.
  • Each of the three magnets 40 arranged as a first magnet portion 40a, a second magnet portion 40b, and a third magnet portion 40c.
  • the length E along the height direction between the first surface 41c of the third magnet part 40c and the lower surface 70b of the magnetoresistive element 70 was set to 0.5 mm.
  • a magnetic sensor configured by disposing a magnetoresistive element 70 above the first surface 41 of the magnet 40 was prepared.
  • FIG. 17 is a diagram showing the results of the verification experiment 1. The result of the verification experiment 1 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 18 is a diagram showing the transition of the magnetic flux density change rate based on the result shown in FIG. With reference to FIG. 18, the transition of the magnetic flux density change rate based on the result shown in FIG. 17 will be described.
  • the rate of change in magnetic flux density refers to the ratio of magnetic flux density when GAP occupies a predetermined value when GAP is 0 mm, and the magnetic flux density when GAP is 0 mm is 100%. .
  • Example 1 the magnetic flux density along the normal direction of the functional surface 70a applied to the magnetic element resistance when the GAP is approximately 1.2 mm is approximately compared with the case where the GAP is 0 mm. 10% smaller.
  • Example 2 the magnetic flux density along the normal direction applied to the magnetic element resistance when GAP is approximately 1.2 mm is approximately 5% smaller than that when GAP is 0 mm. became.
  • the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element along the normal direction of the functional surface 70a by the first magnet unit 40a and the second magnet unit 40b is the normal direction and function of the functional surface 70a.
  • the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element along the normal direction by the 40b and the third magnet portion 40c is from a direction that is not parallel to both the normal direction of the functional surface 70a and the direction parallel to the functional surface 70a. It can be said that it has been confirmed that the magnetic resistance is smaller than the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element 70 by the first magnet part 40a, the second magnet part 40b, and the third magnet part 40c.
  • FIG. 19 is a diagram showing the outer shape of the magnet used in the verification experiment 2.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining parameters affecting the result of the verification experiment 2.
  • FIG. 19 and FIG. 20 With reference to FIG. 19 and FIG. 20, the conditions of the magnetoresistive element and the magnet which performed simulation as this verification experiment are demonstrated.
  • a substantially rectangular parallelepiped magnet portion 40d having a groove portion formed in the longitudinal direction (Y-axis direction) on the upper surface was used as a magnet used in the verification experiment 2.
  • the magnet part 40d has the 3rd magnet part 40c which connects the 1st magnet part 40a and the 2nd magnet part 40b, and is comprised integrally by these.
  • length B along the longitudinal direction of a magnetic sensor shall be 12.9 mm, and the bottom face part of the groove part from the bottom face 43d of the magnet part 40d (1st surface 41c of the 3rd magnet part 40c)
  • the length C along the height direction (Z-axis direction) of the magnetic sensor was 5 mm.
  • the length (first axis) of the first surface 41a of the first magnet unit 40a and the first surface 41b of the second magnet unit 40b along the short direction (X-axis direction) of the magnetic sensor Width of magnet part and second magnet part) W and length (width of third magnet part) P along the short direction (X-axis direction) of the magnetic sensor of first surface 41c of third magnet part 40c
  • the height direction (Z-axis direction) of the magnetic sensor between the first surface 41a of the first magnet part 40a, the first surface 41b of the second magnet part 40b, and the first surface 41c of the third magnet part 40c.
  • FIG. 21 is a diagram showing experimental results when the width P of the third magnet portion and the width W of the first magnet portion and the second magnet portion shown in FIG. 20 are changed. With reference to FIG. 21, the experimental results when the width P of the third magnet portion and the width W of the first magnet portion and the second magnet portion are changed will be described.
  • the width P of the third magnet portion was changed from 1 to 3 mm, and the width W of the first magnet portion and the second magnet portion was changed from 2 to 3 mm.
  • the magnetic sensor according to Example 3f was used. At this time, the length G was set to 0 mm, and the length d was set to 1 mm.
  • FIG. 22 is a diagram showing the transition of the magnetic flux density change rate based on the result shown in FIG. With reference to FIG. 22, the transition of the magnetic flux density change rate based on the result shown in FIG. 17 will be described.
  • the magnetic flux density along the normal direction of the functional surface of the functional surface 70a applied to the magnetic element resistance when GAP is approximately 1.2 mm is the magnetic flux density when GAP is 0 mm. In comparison, it varied by approximately 5%.
  • the object to be detected is reduced. It is considered that the change in magnetic flux density along the normal direction of the functional surface 70a applied to the magnetoresistive element 70 can be reduced by approaching the magnetic pattern it has.
  • FIG. 23 is a diagram showing an experimental result when the length d along the height direction between the surface of the third magnet portion and the surfaces of the first magnet portion and the second magnet portion shown in FIG. 20 is changed. It is. Referring to FIG. 23, the experimental results when the length d along the height direction between the surface of the third magnet portion and the surfaces of the first magnet portion and the second magnet portion shown in FIG. 20 is changed. Will be described.
  • FIG. 24 is a diagram showing the transition of the magnetic flux density change rate based on the result shown in FIG. With reference to FIG. 24, the transition of the magnetic flux density change rate based on the result shown in FIG. 23 will be described.
  • Example 3h the rate of change in magnetic flux density slightly changed as GAP increased.
  • Comparative Example 1 the degree of change in magnetic flux density was suppressed.
  • Comparative Example 1 the magnetic flux density along the normal direction of the functional surface 70a applied to the magnetoresistive element when the GAP is approximately 1.5 mm is the magnetic flux density when the GAP is 0 mm.
  • the magnetic flux density fluctuated about 37% in Example 3h, which changed the most.
  • the magnetic flux density in the normal direction of the functional surface 70a applied to the magnetoresistive element when the GAP is approximately 1.2 mm is approximately 5 as compared with the magnetic flux density when the GAP is 0 mm. % Fluctuated.
  • Example 3c Comparing Example 3c with Examples 3g and 3h, between the first surface 41c of the third magnet part 40c and the first surfaces 41a and 41b of the first magnet part 40a and the second magnet part 40b
  • the magnetic flux density changes along the normal direction of the functional surface 70a applied to the magnetoresistive element 70 when the magnetic pattern of the detected object approaches. It is considered that it can be made smaller.
  • FIG. 25 is a diagram showing experimental results when the length G along the height direction between the surfaces of the first magnet part and the second magnet part shown in FIG. 20 and the lower surface of the magnetoresistive element is changed. is there. Referring to FIG. 25, the length G along the height direction between the first surfaces 41a and 41b of the first magnet portion 40a and the second magnet portion 40b and the lower surface 70b of the magnetoresistive element 70 is changed. The experimental results will be explained.
  • the magnetic sensor according to Example 3i to Example 3m in which the length G was changed in the range of ⁇ 0.5 mm to 1.0 mm was used.
  • the length d was set to 0.5 mm.
  • the case where the length G is ⁇ 0.5 mm indicates a state in which the lower surface 70b of the magnetoresistive element 70 is at a position lower by 0.5 mm than the first surfaces 41a and 41b.
  • An example is shown in which at least a part of the magnet portion 40d is positioned on the opposite side to the region where the detection target moves with respect to the magnetoresistive element 70.
  • FIG. 26 is a diagram showing the transition of the magnetic flux density change rate based on the result shown in FIG. With reference to FIG. 26, the transition of the magnetic flux density change rate based on the result shown in FIG. 25 will be described.
  • Example 3i, 3l, and 3m the rate of change in magnetic flux density slightly changed as GAP increased.
  • the comparative example shown in FIG. When compared with 1, the degree of change in magnetic flux density was suppressed.
  • the magnetic flux density along the normal direction of the functional surface 70a applied to the magnetoresistive element when the GAP is approximately 1.2 mm is the magnetic flux density when the GAP is 0 mm.
  • Example 3i which changed the largest, the magnetic flux density fluctuated by approximately 20%, while it varied by approximately 30%.
  • the magnetic flux density along the normal direction of the functional surface 70a applied to the magnetoresistive element when the GAP is approximately 1.2 mm is compared with the magnetic flux density when the GAP is 0 mm. Almost did not fluctuate.
  • the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element along the normal direction of the functional surface 70a by the first magnet unit 40a, the second magnet unit 40b, and the third magnet unit 40c is the above method.
  • the magnetic flux density is smaller than the magnetic flux density applied by the first magnet unit 40a, the second magnet unit 40b, and the third magnet unit 40c from a direction that is not parallel to either the linear direction or the direction parallel to the functional surface 70a.
  • FIG. 27 is a diagram showing the outer shape of the magnet used in the verification experiment 3.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a first example of a magnet used in the verification experiment 3. With reference to FIG. 27 and FIG. 28, the conditions of the magnetoresistive element and the magnet used in this verification experiment will be described.
  • a magnet 40o having a substantially rectangular parallelepiped shape having a groove formed along the longitudinal direction (Y-axis direction) on the upper surface was used as a magnet used for the magnetic sensor according to Example 3o.
  • the magnet 40o has the 3rd magnet part 40c arrange
  • length B along the longitudinal direction of a magnetic sensor shall be 15 mm, and the 1st surface 41a of the 1st magnet part 40a and the 1st of the 2nd magnet part 40b from the bottom face 43d of the magnet 40o are used.
  • the length C along the height direction (Z-axis direction) of the magnetic sensor up to the surface 41b was 5 mm.
  • the width P of the third magnet portion 40c is 2 mm
  • the width W of the first magnet portion 40a and the second magnet portion 40b is 2 mm
  • the first magnet portion 40a The length along the height direction (Z-axis direction) of the magnetic sensor between the first surface 41a and the first surface 41b of the second magnet portion 40b and the first surface 41c of the third magnet portion 40c. d is 0.3 mm, along the height direction of the magnetic sensor between the first surface 41a of the first magnet portion 40a and the first surface 41b of the second magnet portion 40b and the lower surface 70b of the magnetoresistive element 70A.
  • the length G was set to 0 mm.
  • FIG. 29 is a plan view of the magnetoresistive element shown in FIG. 30 is a diagram showing an equivalent circuit of the magnetoresistive element shown in FIG.
  • FIG. 31 is a diagram showing a waveform of an output voltage signal of the magnetic sensor including the magnetoresistive element shown in FIG.
  • the magnetoresistive element 70A used in this verification experiment will be described with reference to FIGS.
  • the magnetoresistive element 70 ⁇ / b> A includes a first magnetic sensing part MR ⁇ b> 1, a second magnetic sensing part MR ⁇ b> 2, a voltage input electrode 791 corresponding to the voltage input terminal Vin, and a ground terminal on the silicon substrate 71.
  • a ground connection electrode 792 corresponding to GND and a voltage output electrode 793 corresponding to the voltage output terminal Vout are formed.
  • the voltage input electrode 791 and the ground connection electrode 792 are arranged on one end side in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the silicon substrate 71 so as to be aligned along the moving direction (X-axis direction) of the detection target. .
  • the voltage output electrode 793 is disposed on the other end side in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the silicon substrate 71 so as to face the voltage input electrode 791 and the ground connection electrode 792.
  • the voltage input electrode 791 is connected to one end of the voltage output electrode 793 via the second magnetic sensing part MR2, and the ground connection electrode 792 is connected to the voltage output electrode via the first magnetic sensing part MR1. 793 is connected to the other end side.
  • the second magnetosensitive part MR2 is composed of a magnetoresistive layer 730 made of InSb formed in a meander shape and short-circuit electrodes 751, 752, 753, 754, and 755 made of a conductor formed on the magnetoresistive layer 730. It is configured.
  • the magnetoresistive layers 731, 732, 733, and 734 are exposed at portions where the short-circuit electrodes 751, 752, 753, 754, and 755 are not formed in the second magnetosensitive portion MR 2.
  • the first magnetosensitive part MR1 is formed in a meander shape so as to enter the gap between the magnetoresistive layer 732 and the magnetoresistive layer 733 and the gap between the magnetoresistive layer 734 and the voltage output electrode 793.
  • a plurality of short-circuit electrodes 746, 747, 748, 749 are formed apart from each other along the moving direction (X-axis direction) of the detection target.
  • the magnetoresistive layers 721, 722, 723, and 724 are exposed at portions where the short-circuit electrodes 741, 742, 743, 744, 745, 746, 747, 748, and 749 are not formed in the first magnetosensitive portion MR1. .
  • the sensitivity of the magnetosensitive part to the magnetic field is determined by the pattern of the short-circuit electrode formed on the magnetoresistive layer.
  • Sensitivity to a magnetic field means a resistance value that changes in accordance with the magnetic flux density that passes through the magnetic sensing part.
  • the sensitivity value increases as the resistance value changes greatly when the magnetic flux density changes by a predetermined amount.
  • the second magnetosensitive part MR2 is configured with more exposed portions of the magnetoresistive layer than the first magnetosensitive part MR1, the second magnetosensitive part MR2 is more than the first magnetosensitive part MR1. Low sensitivity.
  • the output voltage signal of the magnetic sensor according to Example 3o including the magnetoresistive element 70A has a waveform having only one peak generated by the passage of the detected object, and the detected object is accurately displayed. Can be detected.
  • a magnetic sensor having a magnetoresistive element and a magnet having the arrangement relationship shown in FIG. 16 and having the same configuration as the magnetoresistive element 70A was prepared as a magnetic sensor in Comparative Example 2.
  • the output voltage of the magnetic sensor according to Example 3o and the magnetic sensor in Comparative Example 2 when the detected object passed was measured.
  • the length along the height direction (Z-axis direction) between the object to be detected and the upper surface of the cover of the magnetic sensor is defined as a detection gap, and the detection gap is 0 mm, 0.085 mm, 0.17 mm, 0.255 mm. , 0.425 mm, 0.595 mm, and 0.85 mm.
  • the length along the height direction (Z-axis direction) from the functional surface of the magnetoresistive element 70A to the upper surface of the cover was set to 0.3 mm.
  • FIG. 32 is a diagram showing the results of a verification experiment 3 when the magnetic sensor according to Example 3o configured by the magnet shown in FIG. 28 and the magnetic sensor in Comparative Example 2 are used.
  • FIG. 33 is a diagram showing the transition of the output voltage attenuation rate based on the result shown in FIG.
  • the output voltage attenuation rate refers to the ratio of the output voltage when the detection gap occupies a predetermined value when the detection gap is 0 mm, and the output voltage when the detection gap is 0 mm. 100%.
  • the output voltage of the magnetic sensor according to Example 3o and the magnetic sensor in Comparative Example 2 will be described.
  • Example 3o when compared with Comparative Example 2, the attenuation of the output voltage was suppressed even when the detection gap was increased.
  • FIG. 34 is a diagram showing a waveform of the output voltage signal of the magnetic sensor in Comparative Example 2 when the length along the height direction between the detection target and the cover is changed.
  • FIG. 35 shows the waveform of the output voltage signal of the magnetic sensor according to Example 3o constituted by the magnet shown in FIG. 28 when the length along the height direction between the detected object and the cover is changed.
  • FIG. 36 is a diagram showing a second example of the magnet used in the verification experiment 3.
  • FIG. 36 With reference to FIG. 36, the other conditions of the magnetoresistive element and the magnet used in this verification experiment will be described.
  • the magnet 40p used in the magnetic sensor according to Example 3p has the first surface 41a and the second surface of the first magnet part 40a when compared with the magnet 40o of Example 3o shown in FIG.
  • the length d along the height direction (Z-axis direction) of the magnetic sensor between the first surface 41b of the magnet part 40b and the first surface 41c of the third magnet part 40c is 1.0 mm.
  • the difference is that the functional surface 70a of the magnetoresistive element 70 is located on the same plane as the first surface 41a and the first surface 41b.
  • FIG. 37 is a diagram illustrating a result of the verification experiment 3 in which the magnetic sensor according to Example 3o configured by the magnet illustrated in FIG. 28 and the magnetic sensor according to Example 3p configured by the magnet illustrated in FIG. 36 are used. It is.
  • FIG. 38 is a diagram showing the relationship of the output voltage attenuation rate based on the result shown in FIG.
  • Example 3p when compared with Example 3o, the attenuation of the output voltage was suppressed even when the detection gap was increased.
  • FIG. 39 shows the waveform of the output voltage signal of the magnetic sensor according to Example 3p configured by the magnet shown in FIG. 36 when the length along the height direction between the detected object and the cover is changed.
  • the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element along the normal direction of the functional surface 70a by the first magnet unit 40a, the second magnet unit 40b, and the third magnet unit 40c is From the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element by the first magnet unit 40a, the second magnet unit 40b, and the third magnet unit 40c from a direction not parallel to either the normal direction or the direction parallel to the functional surface 70a. It can be said that it was confirmed that the variation in the output of the magnetic sensor can be suppressed even in the case where the distance between the magnetoresistive element and the object to be detected varies in the magnetic sensor having a configuration of reducing the magnetic sensor.
  • FIG. 40 is a diagram showing the outer shape of the magnet used in verification experiment 4.
  • FIG. 41 is a diagram illustrating a first example of a magnet used in the verification experiment 4.
  • FIG. 42 is a diagram illustrating a second example of the magnet used in the verification experiment 4. The conditions of the magnetoresistive element and the magnet used in this verification experiment will be described with reference to FIGS.
  • a magnet having a substantially rectangular parallelepiped shape was used as a magnet used in this verification experiment.
  • the length A along the short direction (X-axis direction in FIG. 1) of the magnetic sensor is 2.9 mm
  • the length B along the longitudinal direction of the magnetic sensor is 12.9 mm
  • the length C along the height direction of the magnetic sensor was set to 6.5 mm.
  • Example 4 the magnetic sensor according to the embodiment is prepared. Specifically, two magnets are arranged along the moving direction of the detection target and two magnets are arranged.
  • the two magnets arranged side by side were designated as a first magnet part 40a and a second magnet part 40b, and the distance t between them was 1.6 mm.
  • Example 5 a magnetic sensor according to Modification 1 is prepared. Specifically, three magnets described above are arranged along the moving direction of the detection target, and the magnetic sensor is positioned at the center. The magnetic sensor comprised by arrange
  • Each of the three magnets arranged as a first magnet part 40a, a second magnet part 40b, and a third magnet part 40c.
  • the thickness d was 1 mm.
  • the length E along the height direction between the first surface 41c of the third magnet part 40c and the lower surface 70b of the magnetoresistive element 70 was set to 0.5 mm.
  • FIG. 43 is a plan view of the magnetoresistive element shown in FIGS. 41 and 42.
  • FIG. 44 is a diagram showing an equivalent circuit of the magnetoresistive element shown in FIGS. 41 and 42.
  • FIG. 45 is a diagram showing a waveform of an output voltage signal of the magnetic sensor including the magnetoresistive element shown in FIGS. 41 and 42.
  • FIG. The magnetoresistive element 70B used in this verification experiment will be described with reference to FIGS.
  • the magnetoresistive element 70B has a voltage input electrode 791 corresponding to the third magnetic sensing part MR3, the fourth magnetic sensing part MR4, and the voltage input terminal Vin on the functional surface of the silicon substrate 71.
  • the ground connection electrode 792 corresponding to the ground terminal GND and the voltage output electrode 793 corresponding to the voltage output terminal Vout are formed.
  • the configurations of the third magnetic sensing part MR3 and the fourth magnetic sensing part MR4 are different.
  • the fourth magnetosensitive portion MR4 includes a magnetoresistive layer 730A formed linearly along the longitudinal direction, and a plurality of short-circuit electrodes 751A formed on the magnetoresistive layer 730A so as to be separated from each other. It is constituted by.
  • the magnetoresistive layer 731A is exposed in a portion where the short-circuit electrode 751A is not formed in the fourth magnetosensitive portion MR4.
  • the third magnetosensitive part MR3 is configured by a magnetoresistive layer 720A formed linearly along the longitudinal direction and a plurality of short-circuit electrodes 741A formed on the magnetoresistive layer 720A so as to be separated from each other. .
  • the magnetoresistive layer 721A is exposed in a portion where the short-circuit electrode 741A is not formed in the third magnetosensitive portion MR3.
  • the sensitivity to the magnetic field is substantially the same.
  • the resistance value changes according to the magnitude of the magnetic flux density.
  • the third magnetic sensing part MR3 is moved. Since it passes, the output voltage signal of the magnetic sensor has two peaks. When such a peak appears clearly, the magnetic pattern of the detection target can be detected.
  • a magnetic sensor provided with a magnetoresistive element having the same configuration as the magnetoresistive element 70B having the positional relationship between the magnetoresistive element and the magnet shown in FIG.
  • the output voltage of the magnetic sensor according to Examples 4 and 5 and the magnetic sensor according to Comparative Example 2 when the detected object passed was measured.
  • Magnetic ink was used as the object to be detected.
  • the distance between the object to be detected and the upper surface of the cover of the magnetic sensor is defined as a detection gap, and the detection gap is 0 mm, 0.085 mm, 0.17 mm, 0.255 mm, 0.425 mm, 0.595 mm, 0.85 mm. And changed. Note that the length along the height direction (Z-axis direction) from the upper surface of the magnetoresistive element 70B to the upper surface of the cover was set to 0.3 mm.
  • FIG. 46 is a diagram showing the results of a verification experiment 4 in the case where the magnetic sensors according to Examples 4 and 5 configured by the magnets shown in FIGS. 41 and 42 and the magnetic sensor in Comparative Example 3 are used.
  • FIG. 47 is a diagram showing the transition of the output voltage attenuation rate based on the result shown in FIG. With reference to FIGS. 46 and 47, output voltages of the magnetic sensors according to Examples 4 and 5 and the magnetic sensor according to Comparative Example 3 will be described.
  • FIG. 48 shows a waveform of an output voltage signal of the magnetic sensor according to the fifth embodiment configured by the magnet shown in FIG. 41 when the length along the height direction between the detection body and the cover is changed.
  • the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element 70 along the normal direction of the functional surface 70a by the first magnet portion 40a and the second magnet portion 40b is the normal direction and the functional surface 70a.
  • the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element along the normal direction of the functional surface 70a by the two magnet portions 40b and the third magnet portion 40c is not parallel to either the normal direction or the direction parallel to the functional surface 70a.
  • the magnetic sensor has a configuration in which the magnetic flux density applied to the magnetoresistive element 70 by the first magnet unit 40a, the second magnet unit 40b, and the third magnet unit 40c is smaller than the direction of the magnetic flux. In, it can be said that it was confirmed that can suppress variations in the output of the magnetic sensor even if the distance varies between the magnetic resistance element and the object to be detected.
  • the case where the magnet portion is arranged below the magnetoresistive element and the detected object moves above the magnetoresistive element has been described as an example.
  • An inverted configuration may be used.
  • the magnetoresistive element may be disposed below the magnet part, and the detection target may move below the magnetoresistive element.
  • the moving direction of the detected object is the horizontal direction
  • the moving direction of the detected object may be the vertical direction.
  • the magnetoresistive element and the magnet part are arranged along the horizontal direction.
  • the moving direction of the detected object can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention, and accordingly, a magnetoresistive element, a magnet portion, and the like can be appropriately arranged.
  • 1 magnetic sensor, 10 cover 20 case, 21, 22, 23 recess, 21a, 22a, 23a flat part, 23 partition part, 30 sealing resin, 40a first magnet part, 40b second magnet part, 40c third magnet Part, 40d magnet part, 41a, 41b, 41c surface, 42a, 42b side surface, 43d bottom surface, 50, 50A terminal, 60, 60A lead frame, 70 magnetoresistive element, 70a functional surface, 70b bottom surface, 71 silicon substrate, 80 case , 83 concave portion, 83a first side surface portion, 83b second side surface portion, 83c bottom surface portion, 720, 721, 722, 723, 724, 730, 731, 732, 733, 734 magnetoresistive layer, 741, 742, 743, 744 , 745, 746, 747, 748, 749, 751, 752, 753, 7 4,755 short-circuit electrode, 791 the voltage input electrode, 792 ground connection electrode, 793 the voltage output electrode.

Abstract

　磁気センサ（１）は、被検出体の移動方向に略平行な機能面（７０ａ）を有する磁気抵抗素子（７０）と、磁気抵抗素子（７０）に対して被検出体が移動する領域と反対側に配置され、磁気抵抗素子（７０）に磁界を印加する磁石部（４０ａ，４０ｂ）とを備える。磁石部（４０ａ，４０ｂ）によって磁気抵抗素子（７０）に印加される磁界の磁束密度のうち、機能面（７０ａ）の法線方向に沿って印加される磁界の磁束密度が、機能面（７０ａ）の法線方向および機能面（７０ａ）に平行な方向のいずれにも非平行な方向から印加される磁界の磁束密度よりも小さい。

Description

磁気センサ
　本発明は、磁気センサに関し、特に、被検出体に設けられた磁気パターン等の磁気情報を検出する磁気センサに関する。
　近年、紙幣等の被検出体に設けられた磁気パターン等の磁気情報を検出する磁気センサが各種開発されている。
　たとえば、国際公開第２００５／０８３４５７号パンフレット（特許文献１）には、磁気抵抗素子を備える長尺型磁気センサが開示されている。特許文献１に開示の長尺型磁気センサは、ケース（ホルダー）と、磁気抵抗素子と、略直方体形状の磁石と、端子と、カバーとを備える。
　ケースは、上面および下面に複数の凹部を有し、当該ケースの上面の複数の凹部のそれぞれに磁気抵抗素子が配置され、当該ケースの下面の複数の凹部のそれぞれに磁石が配置される。このため、ケースは、磁気抵抗素子と磁石とを保持する機能を有する。
　磁気抵抗素子は、磁石の上方に位置するように配置され、磁気抵抗素子は、リードフレームを介して端子に接続されている。カバーは、ケースの上面を覆うように、ケースにスライド可能に固定されている。磁気抵抗素子は、カバーにより保護される。
　この長尺型磁気センサにあっては、紙幣などの被検出体が、当該磁気センサの長手方向と略垂直方向となる移動方向に沿って、カバー上を通過する。この際、被検出体の磁気パターンによって、磁気抵抗素子に印加される磁束密度が変化し、磁気抵抗素子の抵抗値が変化することから、被検出体の磁気パターンを検出することができる。
国際公開第２００５／０８３４５７号パンフレット
　磁気抵抗素子は、その機能面の法線方向（たとえば鉛直方向）に沿って印加される磁束密度の変化を検出するが、磁気抵抗素子と被検出体との間の距離により、磁気抵抗素子に印加される磁界の磁束密度が変化する。具体的には、磁気抵抗素子と被検出体との間の距離が大きくなると、被検出体の磁気パターンが通過した際に当該磁気パターンによって磁気抵抗素子に印加される上記法線方向に沿った磁束密度が小さくなる。
　磁気抵抗素子に印加される上記法線方向に沿った磁束密度が小さくなる場合には、磁気抵抗素子と被検出体との間の距離が小さい場合と比べて磁束密度の変化が小さくなるため、磁気センサの出力が小さくなる。磁気センサの出力のみを考えると磁気抵抗素子と被検出体との間の距離は小さい方が好ましい。
　特許文献１に開示の長尺型磁気センサにおいては、複数の磁気抵抗素子の位置が直線状に配置されることにより、被検出体を移動方向に沿って搬送する搬送ローラによって被検出体とカバーとのギャップを調整することができる。
　磁気抵抗素子と被検出体との間の距離を小さくするために、被検出体をカバーに押し付けて搬送することが考えられるが、この場合には、被検出体とカバーとの間の摩擦力が大きくなり、カバーが摩耗しやすくなる。このため、カバーに穴が開くなどの破損を防止するためにカバーを定期的に交換する必要が生じる。
　一方、カバーの摩耗を防止するために被検出体をカバーに押し付けないで搬送する場合には、磁気抵抗素子と被検出体との間の距離が大きくなって磁気センサの出力が小さくなることが懸念される。また、ローラ搬送のみでは、磁気抵抗素子と被検出体との間の距離を一定に保つことが困難であり、被検出体を搬送する度に当該距離にバラツキが生じて磁気センサの出力がばらつく場合がある。
　本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、磁気センサの出力のバラツキを抑制することができる磁気センサを提供することにある。
　本発明に基づく磁気センサは、被検出体の移動方向に略平行な機能面を有する磁気抵抗素子と、上記磁気抵抗素子に対して上記被検出体が移動する領域と反対側に少なくともその一部が位置するように配置され、上記磁気抵抗素子に磁界を印加する磁石部とを備える。上記磁石部によって上記磁気抵抗素子に印加される磁界の磁束密度のうち、上記機能面の法線方向に沿って印加される磁界の磁束密度が、上記機能面の法線方向および上記機能面に平行な方向のいずれにも非平行な方向から印加される磁界の磁束密度よりも小さい。
　上記本発明に基づく磁気センサにあっては、上記磁石部は、第１磁石部および第２磁石部を含むことが好ましく、上記第１磁石部、上記磁気抵抗素子および上記第２磁石部は、上記被検出体の移動方向に沿ってこの順で配置されることが好ましい。この場合には、上記第１磁石部および上記第２磁石部は、上記被検出体が移動する領域側に同一の極性となる第１磁極をそれぞれ有し、上記被検出体が移動する領域側とは反対側に上記第１磁極と反対の極性となる第２磁極をそれぞれ有することが好ましい。
　上記本発明に基づく磁気センサにあっては、上記磁石部は、上記第１磁石部と上記第２磁石部との間において上記機能面の法線方向に沿って上記磁気抵抗素子と対向するように配置された第３磁石部をさらに含むことが好ましい。この場合には、上記第３磁石部の上記被検出体が移動する領域側に位置する第１の面は、上記第１磁石部および上記第２磁石部の上記被検出体が移動する領域側に位置する第１の面よりも上記機能面の法線方向に沿って上記被検出体が移動する領域から離れて位置することが好ましい。
　上記本発明に基づく磁気センサにあっては、上記第１磁石部、上記第２磁石部および上記第３磁石部は互いに分離独立していることが好ましい。
　上記本発明に基づく磁気センサにあっては、上記第１磁石部、上記第２磁石部および上記第３磁石部は、上記第１磁石部および上記第２磁石部が上記第３磁石部によって接続されることで一体に構成されていることが好ましい。
　上記本発明に基づく磁気センサは、上記被検出体が移動する領域に向けて開口する凹部を有し、上記凹部に上記磁気抵抗素子を収容するケースをさらに備えることが好ましい。この場合には、上記ケースは、上記第１磁石部、上記第２磁石部および上記第３磁石部を含むプラスチックマグネットによって構成されることが好ましい。さらに、上記第３磁石部は、上記凹部の底面部を規定することが好ましく、上記第１磁石部および上記第２磁石部は、上記被検出体の移動方向に並ぶ上記底面部の両端から立設する第１側面部および第２側面部を規定することが好ましい。
　本発明によれば、磁気センサの出力のバラツキを抑制することができる磁気センサを提供することができる。
本実施の形態に係る磁気センサの概略断面図である。 図１に示す磁気センサに具備される磁気抵抗素子および磁石の配置を示す図である。 変形例１に係る磁気センサに具備される磁気抵抗素子および磁石の配置を示す図である。 変形例２に係る磁気センサに具備される磁気抵抗素子および磁石の配置を示す図である。 変形例３に係る磁気センサに具備される磁気抵抗素子および磁石の配置を示す図である。 変形例４に係る磁気センサの概略断面図である。 変形例５に係る磁気センサの概略図である。 図７に示すＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 図７に示す磁気センサの長手方向に沿った断面図である。 図７に示す磁気センサの出力特性を示す図である。 比較の形態１における磁気センサの長手方向に沿った断面図である。 比較の形態１における磁気センサの出力特性を示す図である。 比較の形態２における磁気センサの長手方向に沿った断面図である。 比較の形態２における磁気センサの出力特性を示す図である。 変形例６に係る磁気センサの概略図である。 検証実験１に用いる磁石の外形を示す図である。 図１３に示す磁石を用いた実施例１に係る磁気センサに具備される磁気抵抗素子と磁石との位置関係を示す図である。 図１３に示す磁石を用いた実施例２に係る磁気センサに具備される磁気抵抗素子と磁石との位置関係を示す図である。 比較例１における磁気センサに具備される磁気抵抗素子および磁石の配置を示す図である。 検証実験１の結果を示す図である。 図１７に示す結果に基づく磁束密度変化率の推移を示す図である。 検証実験２に用いる磁石の外形を示す図である。 検証実験２の結果に影響するパラメータを説明する図である。 図２０に示す第３磁石部の幅Ｐと第１磁石部および第２磁石部の幅Ｗとを変化させた際の実験結果を示す図である。 図２１に示す結果に基づく磁束密度変化率の推移を示す図である。 図２０に示す第３磁石部の表面と第１磁石部の第１の面および第２磁石部の第１の面との間の高さ方向に沿った長さｄを変化させた際の実験結果を示す図である。 図２３に示す結果に基づく磁束密度変化率の推移を示す図である。 図２０に示す第１磁石部および第２磁石部の第１の面と磁気抵抗素子の下面との間の高さ方向に沿った長さＧを変化させた際の実験結果を示す図である。 図２５に示す結果に基づく磁束密度変化率の推移を示す図である。 検証実験３に用いる磁石の外形を示す図である。 検証実験３に用いる磁石の第１例を示す図である。 図２８に示す磁気抵抗素子の平面図である。 図２８に示す磁気抵抗素子の等価回路を示す図である。 図２８に示す磁気抵抗素子を備えた磁気センサの出力電圧信号の波形を示す図である。 図２８に示す磁石によって構成される実施例３ｏに係る磁気センサおよび比較例２における磁気センサを用いた場合の検証実験３の結果を示す図である。 図３２に示す結果に基づく出力電圧減衰率の推移を示す図である。 被検出体とカバーとの間の高さ方向に沿った長さを変化させた場合の比較例２における磁気センサの出力電圧信号の波形を示す図である。 被検出体とカバーとの間の高さ方向に沿った長さを変化させた場合の図２８に示す磁石によって構成される実施例３ｏに係る磁気センサの出力電圧信号の波形を示す図である。 検証実験３に用いる磁石の第２例を示す図である。 図２８に示す磁石によって構成される実施例３ｏに係る磁気センサと図３６に示す磁石によって構成される実施例３ｐに係る磁気センサを用いた場合の検証実験３の結果を示す図である。 図３７に示す結果に基づく出力電圧減衰率の推移を示す図である。 被検出体とカバーとの間の高さ方向に沿った長さを変化させた場合の図３６に示す磁石によって構成される実施例３ｐに係る磁気センサの出力電圧信号の波形を示す図である。 検証実験４に用いる磁石の外形を示す図である。 検証実験４に用いる磁石の第１例を示す図である。 検証実験４に用いる磁石の第２例を示す図である。 図４１および図４２に示す磁気抵抗素子の平面図である。 図４１および図４２に示す磁気抵抗素子の等価回路を示す図である。 図４１および図４２に示す磁気抵抗素子を備えた磁気センサの出力電圧信号の波形を示す図である。 図４１および図４２に示す磁石によって構成される実施例４，５に係る磁気センサおよび比較例３における磁気センサを用いた場合の検証実験４の結果を示す図である。 図４６に示す結果に基づく出力電圧減衰率の推移を示す図である。 被検出体とカバーとの間の高さ方向に沿った長さを変化させた場合の図４１に示す磁石によって構成される実施例５に係る磁気センサの出力電圧信号の波形を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態および変形例について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態および変形例においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
　（実施の形態）
　図１は、本実施の形態に係る磁気センサの概略断面図である。図２は、図１に示す磁気センサに具備される磁気抵抗素子および磁石の配置を示す図である。図１および図２を参照して、本実施の形態に係る磁気センサ１について説明する。
　図１に示すように、本実施の形態に係る磁気センサ１は、カバー１０、ケース（ホルダー）２０、封止樹脂３０、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂ、端子５０、リードフレーム６０、および磁気抵抗素子７０を備える。
　ケース２０は、下面側（被検出体が移動する領域側と反対側）に設けられた凹部２１，２２および上面側（被検出体が移動する領域側）に設けられた凹部２３を有する。凹部２１と凹部２２は、互いに離間した状態で後述する被検出体の移動方向（Ｘ軸方向）に沿って並んで設けられている。凹部２１と凹部２２との間には、隔壁部２４が設けられている。
　凹部２１，２２は、被検出体の移動方向に平行な平面部２１ａ，２２ａを有し、平面部２１ａと平面部２２ａは、実質的に同一平面上に位置する。凹部２３は、少なくとも隔壁部２４に対向するように設けられている。また、凹部２３は、被検出体の移動方向に略平行な平面部２３ａを有する。
　凹部２１および凹部２２には、略直方体形状の第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂが配置される。第１磁石部４０ａは、被検出体の移動領域側（Ｚ軸正方向側）に位置する面である第１の面４１ａを有する。第２磁石部４０ｂは、被検出体の移動領域側（Ｚ軸正方向側）に位置する面である第１の面４１ｂを有する。第１磁石部４０ａの第１の面４１ａと第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂとは、実質的に同一平面上に位置する。また、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂは、封止樹脂３０によって、凹部２１，２２内に封止されている。
　磁気抵抗素子７０は、隔壁部２４の上方（Ｚ軸正方向）に位置するように凹部２３の平面部２３ａ上に配置されている。これにより、磁気抵抗素子７０は、被検出体の移動方向に平行な機能面７０ａを有する。機能面７０ａは、磁気抵抗効果が生じる面である。
　また、磁気抵抗素子７０は、ケース２０に設けられた端子用孔に挿入された端子５０にリードフレーム６０を介して接続されている。磁気抵抗素子７０は、例えば、シリコン基板にＩｎＳｂ膜を形成して作製される半導体磁気抵抗素子である。
　カバー１０は、ケース２０の両側部に長手方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられた係合溝（不図示）に係合する爪部を有し、スライド可能にケース２０に固定される。カバー１０は、ケース２０の表面および凹部２３を覆う。カバー１０によって磁気抵抗素子７０が保護される。
　被検出体は、カバー１０より上方を移動方向に沿って移動する。このため、被検出体の移動する領域とは、カバー１０より上方の領域を指す。したがって、被検出体の移動する領域は、磁気抵抗素子７０、第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂよりも上方に位置することとなる。
　図２に示すように、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂと磁気抵抗素子７０との配置に着目すると、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂは、磁気抵抗素子７０に対して被検出体が移動する領域とは反対側に配置されるとともに、第１磁石部４０ａ、磁気抵抗素子７０および第２磁石部４０ｂは、被検出体の移動方向に沿ってこの順で配置されている。
　第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂは、検出体が移動する領域側に同一の極性である第１磁極をそれぞれ有し、検出体が移動する領域側と反対側には第１磁極の極性と反対の第２磁極をそれぞれ有する。たとえば、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂにおける第１磁極をＮ極とし、第２磁極をＳ極としてもよいし、その逆であってもよい。第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂは、磁気抵抗素子７０に磁界を印加する。
　第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂの第１磁極であるＮ極から出る磁力線の一部が、磁気抵抗素子７０の上方から下方へ貫通し、第１磁石部４０ａと第２磁石部４０ｂとの間を通過し、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂの第２磁極であるＳ極に入る。これに伴い、磁気抵抗素子７０の上方から下方に貫通して磁束が入る。また、上記の磁力線の一部は、Ｎ極とＳ極の間でループ状に形成される。
　紙幣などの磁性パターンを有する被検出体が、移動方向（Ｘ軸方向）に沿って磁気抵抗素子７０近傍に移動してきた場合には、磁気抵抗素子７０を貫通するループ状の磁束の磁束密度が増加するとともに、当該ループ状の磁束が被検出体に近づくよう湾曲するため、磁気抵抗素子７０の機能面７０ａの法線方向成分の磁束が増加する。このような磁気抵抗素子７０に印加される磁界の磁束密度の変化に伴い、磁気抵抗素子７０の抵抗値が変化することにより、磁気センサ１は、被検出体の磁気パターンを検出することができる。
　この際、本実施の形態に係る磁気センサ１にあっては、磁気抵抗素子７０の法線方向に沿って磁気抵抗素子７０と対向するように磁石部が配置されていないため、第１磁石部４０ａと第２磁石部４０ｂとによって当該法線方向に沿って磁気抵抗素子７０に印加される磁束密度が、当該法線方向および磁気抵抗素子７０の機能面７０ａに平行な方向のいずれにも非平行な方向から磁気抵抗素子７０に印加される磁界の磁束密度よりも小さくなる。これにより、磁気抵抗素子７０と被検出体との間の距離が大きくなった場合であっても、磁気抵抗素子７０に印加される当該法線方向に沿った磁束密度の減衰が小さくなる。このため、磁気抵抗素子７０と被検出体との間の距離に基づく、磁気抵抗素子７０に印加される上記法線方向の磁束密度の変化を抑制することができ、磁気センサ１自体の出力が小さくなることを抑制できる。
　以上のように、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂによって磁気抵抗素子７０に印加される磁束密度のうち、磁気抵抗素子７０の機能面７０ａの法線方向に沿って印加される磁束密度が、機能面７０ａの法線方向および機能面７０ａに平行な方向のいずれにも非平行な方向から印加される磁束密度よりも小さくなる構成とすることにより、本実施の形態に係る磁気センサ１にあっては、被検出体と磁気抵抗素子との間の距離がばらついた場合であっても、磁気センサの出力のバラツキを抑制することができる。この結果、カバー１０に被検出体を押さえつけずに搬送することができるため、カバーの摩耗を防止することができる。
　（変形例１）
　図３は、変形例１に係る磁気センサに具備される磁気抵抗素子および磁石の配置を示す図である。図３を参照して変形例１に係る磁気センサについて説明する。
　図３に示すように、本変形例に係る磁気センサは、実施の形態に係る磁気センサと比較した場合に第３磁石部４０ｃをさらに備えている点で相違する。
　具体的には、第３磁石部４０ｃは、第１磁石部４０ａと第２磁石部４０ｂとの間において、磁気抵抗素子７０の機能面７０ａの法線方向に沿って磁気抵抗素子７０と対向するように配置されている。第３磁石部４０ｃは、被検出体の移動領域側（Ｚ軸正方向側）に位置する面である第１の面４１ｃを有する。第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃは、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂにおける被検出体の移動領域側に位置する第１の面４１ａ，４１ｂよりも被検出体の移動領域から離れている。すなわち、第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃは、第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂよりも下方側（Ｚ軸負方向側）に位置する。また、第３磁石部４０ｃは、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂに接するように配置される。
　第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃは、被検出体の移動領域側に同一の極性である第１磁極をそれぞれ有し、被検出体の移動領域側と反対側には第１磁極の極性と反対の第２磁極をそれぞれ有する。たとえば、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃにおける第１磁極をＮ極とし、第２磁極をＳ極とする。第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃは、磁気抵抗素子７０に磁界を印加する。
　第１磁石部４０ａによって生成される磁界と第２磁石部４０ｂによって生成される磁界と第３磁石部４０ｃによって生成される磁界とが合成された合成磁界において、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃの第１磁極であるＮ極から出る磁力線の一部は、磁気抵抗素子７０の下方から上方へ貫通して、第１磁石部４０ａ側に位置する領域または第２磁石部４０ｂ側に位置する領域を通過し、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃの第２磁極であるＳ極に入る。この際、上記の磁力線の一部は、Ｎ極とＳ極の間でループ状に形成される。
　また、上記合成磁界において、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃの第１磁極であるＮ極から出る磁力線のその他の一部は、磁気抵抗素子７０の機能面７０ａの法線方向に沿って磁気抵抗素子７０を貫通する。
　本変形例においては、第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃが、第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂよりも被検出体の移動領域から離れて配置されているため、被検出体が移動方向に沿って移動してきた場合に、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって機能面７０ａの法線方向に沿って磁気抵抗素子に印加される磁束密度は、上記法線方向および機能面７０ａに平行な方向のいずれにも非平行な方向から第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって磁気抵抗素子７０に印加される磁束密度よりも小さくなる。これより、磁気抵抗素子７０と被検出体との間の距離が大きくなった場合であっても、磁気抵抗素子７０に印加される上記法線方向に沿った磁束密度の減衰が小さくなる。
　このような構成とすることにより、本変形例に係る磁気センサは、磁気抵抗素子７０と被検出体との間の距離に基づく、磁気抵抗素子７０に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度の変化を抑制することができる。これにより、本変形例に係る磁気センサは、実施の形態に係る磁気センサ１とほぼ同様の効果を有する。
　（変形例２）
　図４は、変形例２に係る磁気センサに具備される磁気抵抗素子および磁石の配置を示す図である。図４を参照して、本変形例に係る磁気センサについて説明する。
　図４に示すように、本変形例に係る磁気センサは、実施の形態に係る磁気センサ１と比較した場合に、磁石部４０ｄの形状が相違する。
　具体的には、本変形例に係る磁気センサに具備される磁石部４０ｄは、第１磁石部４０ａと第２磁石部４０ｂとを接続する第３磁石部４０ｃを有し、これらによって一体に構成されている。
　第３磁石部４０ｃは、第１磁石部４０ａと第２磁石部４０ｂとの間において、磁気抵抗素子７０の機能面７０ａの法線方向に沿って磁気抵抗素子７０と対向するように配置されている。第３磁石部４０ｃの検出体が移動する領域側に位置する第１の面４１ｃは、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂの検出体が移動する領域側に位置する第１の面４１ａ，４１ｂよりも検出体が移動する領域から離れている。すなわち、第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃは、第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂよりも下方側（Ｚ軸負方向側）に位置する。これにより、磁石部４０ｄは、検出体が移動する領域側の上面に長手方向（Ｙ軸方向）に沿った溝部が形成された略直方体形状を有する。溝部は、第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃと、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂの内側の側面４２ａ，４２ｂによって規定される。
　第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって一体に構成された磁石部４０ｄは、たとえば検出体が移動する領域側に第１磁極としてのＮ極を有し、磁気抵抗素子７０と反対側に第２磁極としてのＳ極を有する。
　本変形例に係る磁気センサにおける磁力線の分布は、上述の変形例１に係る磁気センサにおける磁力線の分布とほぼ同様になる。これにより、被検出体が移動方向に沿って移動してきた場合に、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって機能面７０ａの法線方向に沿って磁気抵抗素子に印加される磁束密度は、当該法線方向および機能面７０ａに平行な方向のいずれにも非平行な方向から第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって印加される磁束密度よりも小さくなる。この結果、磁気抵抗素子７０と被検出体との間の距離が大きくなった場合であっても、磁気抵抗素子７０に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度の減衰が小さくなる。
　このような構成とすることにより、本変形例に係る磁気センサは、磁気抵抗素子７０と被検出体との間の距離に基づく、磁気抵抗素子７０に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度の変化を抑制することができる。これにより、本変形例に係る磁気センサは、実施の形態に係る磁気センサ１とほぼ同様の効果を有する。
　（変形例３）
　図５は、変形例３に係る磁気センサに具備される磁気抵抗素子および磁石の配置を示す図である。図５を参照して、本変形例に係る磁気センサについて説明する。
　図５に示すように、本変形例に係る磁気センサは、変形例２に係る磁気センサと比較した場合に、磁石部４０ｅの形状が相違する。
　具体的には、本変形例に係る磁気センサに具備される磁石部４０ｅは、長手方向（Ｙ軸方向）に沿って半円柱形状の溝部が形成された略半円筒形状を有する。磁石部４０ｅは、第１磁石部４０ａと第２磁石部４０ｂとを接続するように配置された第３磁石部４０ｃを有し、これらによって一体に構成されている。
　溝部は、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃの内周面によって規定される。溝部は、溝部の中央から両端側に向かうにつれて溝部から磁気抵抗素子７０までの機能面７０ａの法線方向に沿った長さが近づくように湾曲する。
　このような構成においても、被検出体が移動方向に沿って移動してきた場合に、磁石部４０ｅによって機能面７０ａの法線方向に沿って磁気抵抗素子に印加される磁束密度は、当該法線方向および機能面７０ａに平行な方向のいずれにも非平行な方向から磁石部４０ｅによって印加される磁束密度よりも小さくなる。この結果、磁気抵抗素子７０と被検出体との間の距離が大きくなった場合であっても、磁気抵抗素子７０に印加される上記法線方向に沿った磁束密度の減衰が小さくなる。このため、本変形例に係る磁気センサにおいても変形例２に係る磁気センサとほぼ同様の効果を有する。
　（変形例４）
　図６は、変形例４に係る磁気センサの概略断面図である。図６を参照して、本変形例に係る磁気センサ１Ａについて説明する。
　図６に示すように、本変形例に係る磁気センサ１Ａは、実施の形態に係る磁気センサ１と比較した場合に、被検出体の移動方向に沿って並んでケース２０Ａ内に設けられた第１磁石部収容部２５内および第２磁石部収容部２６内に第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂが、封止樹脂によって封止されることなく収容されている点において相違する。
　また、磁気抵抗素子７０は、リードフレーム６０Ａを介して第２磁石部４０ｂ側に位置する端子５０Ａに接続されている。
　このような構成であっても、磁気抵抗素子７０の法線方向に沿って磁気抵抗素子７０と対向するように磁石部が配置されない構成となるため、本変形例に係る磁気センサは、実施の形態に係る磁気センサ１とほぼ同様の効果を有する。
　（変形例５）
　図７は、変形例５に係る磁気センサの概略図である。図８は、図７に示すＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図９Ａおよび図９Ｂは、図７に示す磁気センサの長手方向に沿った断面図および出力特性を示す図である。図７から図９Ｂを参照して、本変形例に係る磁気センサ１Ｂについて説明する。
　図７に示すように、本変形例に係る磁気センサ１Ｂは、実施の形態に係る磁気センサ１と比較した場合に、ケース８０自体がプラスチックマグネットにて構成されている点において相違する。
　具体的には、本変形例に係る磁気センサ１Ｂは、カバー１０、ケース８０、端子５０、リードフレーム（不図示）および磁気抵抗素子７０を備える。ケース８０は、被検出体が移動する領域に向けて開口する凹部８３を有する。凹部８３は、長手方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられている。
　磁気抵抗素子７０は、凹部８３内に配置されている。磁気抵抗素子７０は、ケース８０の長手方向における両端に設けられた端子用孔に挿入された端子５０にリードフレーム（不図示）を介して接続されている。
　カバー１０は、ケース８０の両側部に長手方向（Ｙ軸方向）に沿って設けられた係合溝（不図示）に係合する爪部を有し、スライド可能にケース８０に固定される。カバー１０は、ケース８０の表面および凹部８３を覆う。カバー１０によって磁気抵抗素子７０が保護される。
　ケース８０は、プラスチックマグネットで構成されていることより、図８に示すように、凹部８３の周辺に第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃを有する。凹部８３は、被検出体の移動方向に並ぶ底面部８３ｃの両端から立設する第１側面部８３ａおよび第２側面部８３ｂと、底面部８３ｃとを含む。底面部８３ｃ上に磁気抵抗素子７０が載置される。このような状態においては、ケース８０は、磁気抵抗素子７０に対して被検出体が移動する領域と反対側に少なくともケース８０の一部が位置するように配置される。
　第３磁石部４０ｃは、凹部８３の底面部８３ｃを規定し、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂは、第１側面部８３ａおよび第２側面部８３ｂを規定する。
　図９Ａは、図７に示す磁気センサの長手方向に沿った断面図である。図９Ｂは、図７に示す磁気センサの出力特性を示す図である。図９Ａに示すように、本変形例に係る磁気センサ１Ｂにあっては、長手方向に沿って連続して延在する凹部８３の底面部８３ｃ上に、複数の磁気抵抗素子７０が互いに離間して配置される。
　このような状態においては、図９Ｂに示すように、隣接する磁気抵抗素子７０の間の隙間において出力感度が一部低下するが、磁石と磁石との間の隙間が存在しないため、磁石と磁石との間の隙間に起因する出力の変動を抑制することができる。
　以上のような構成とすることにより、本変形例に係る磁気センサ１Ｂにおいても、第３磁石部４０ｃの被検出体の移動領域側に位置する第１の面４１ｃは、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂの被検出体の移動領域側に位置する第１の面４１ａ，４１ｂよりも上記法線方向に沿って被検出体の移動領域から離れる。このため、被検出体が移動方向に沿って移動してきた場合に、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって機能面７０ａの法線方向に沿って磁気抵抗素子７０に印加される磁束密度が、当該法線方向および機能面７０ａに平行な方向のいずれにも非平行な方向から第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって磁気抵抗素子７０に印加される磁束密度よりも小さくなる。この結果、磁気抵抗素子７０と被検出体との間の距離が大きくなった場合であっても、磁気抵抗素子７０に印加される上記法線方向に沿った磁束密度の減衰が小さくなる。
　これにより、本変形例に係る磁気センサ１Ｂは、実施の形態に係る磁気センサ１とほぼ同様の効果を有する。また、本変形例に係る磁気センサ１Ｂにあっては、磁石と磁石との間の隙間が存在しないため、磁石と磁石との間の隙間に起因する出力の変動を抑制することができる。
　（比較の形態１）
　図１０Ａおよび図１０Ｂは、比較の形態１における磁気センサの長手方向に沿った断面図および出力特性を示す図である。具体的には、図１０Ａが、比較の形態１における磁気センサの長手方向に沿った断面図であり、図１０Ｂが、比較の形態１における磁気センサの出力特性を示す図である。
　図１０Ａに示すように、比較の形態１における磁気センサ１Ｘにあっては、変形例５に係る磁気センサ１Ｂと比較した場合に、ケース２０がプラスチックマグネットで形成されておらず、ケース２０内に磁気抵抗素子７０と磁石４０とが配置されている点において相違する。
　具体的には、比較の形態１における磁気センサ１Ｘにあっては、複数の磁石が長手方向（Ｙ軸方向）に沿って互いに離間して配置されるとともに、当該磁石４０の上方（Ｚ軸正方向）において、複数の磁気抵抗素子７０が長手方向（Ｙ軸方向）に沿って互いに離間して配置されている。また、複数の磁気抵抗素子７０の少なくとも１つが、隣接する磁石４０の間の隙間をその上方（Ｚ軸正方向）において跨ぐように配置されている。
　このような状態においては、図１０Ｂに示すように、隣接する磁気抵抗素子７０の間の隙間において出力感度が一部低下するとともに、隣接する磁石４０の間の隙間において当該隙間を跨ぐように配置される磁気抵抗素子７０の出力が低下する。
　（比較の形態２）
　図１１Ａおよび図１１Ｂは、比較の形態２における磁気センサの長手方向に沿った断面図および出力特性を示す図である。具体的には、図１１Ａが、比較の形態２における磁気センサの長手方向に沿った断面図であり、図１１Ｂが、比較の形態２における磁気センサの出力特性を示す図である。
　図１１Ａに示すように、比較の形態２における磁気センサ１Ｙにあっては、変形例５に係る磁気センサ１Ｂと比較した場合に、ケース２０がプラスチックマグネットで形成されておらず、ケース２０内に磁気抵抗素子７０と磁石４０とが配置されている点において相違する。
　具体的には、比較の形態２における磁気センサ１Ｙにあっては、複数の磁石４０が長手方向（Ｙ軸方向）に沿って互いに離間して配置されるとともに、当該磁石４０の上（Ｚ軸正方向）方において、複数の磁気抵抗素子が長手方向（Ｙ軸方向）に沿って互いに離間して配置されている。また、少なくとも１つの隣接する磁気抵抗素子７０の間の隙間が、隣接する磁石４０の間の隙間の上方（Ｚ軸正方向）に位置する。
　このような状態においては、図１１Ｂに示すように、隣接する磁石４０の間の隙間の上方に位置する隣接する磁気抵抗素子７０の間の隙間における出力が、隣接する磁石４０の間の隙間の上方に位置していない隣接する磁気抵抗素子７０の間の隙間における出力よりもさらに低下する。
　比較の形態１、比較の形態２における磁気センサ１Ｘ，１Ｙの出力特性と、変形例５に係る磁気センサ１Ｂの出力特性とを比較して、ケース８０がプラスチックマグネットで構成される変形例５に係る磁気センサ１Ｂにあっては、その出力特性において上述の如く磁石と磁石との間の隙間に起因する出力の変動を抑制することができる。
　（変形例６）
　図１２は、変形例６に係る磁気センサの概略図である。図１２を参照して、本変形例に係る磁気センサ１Ｃについて説明する。
　図１２に示すように、本変形例に係る磁気センサ１Ｃは、変形例５に係る磁気センサ１Ｂと比較した場合に、端子５０の配置が相違し、その他構成についてはほぼ同様である。
　本変形例に係る磁気センサ１Ｃにあっては、端子５０は、磁気抵抗素子７０を挟み込むように被検出体の移動方向に沿って並んで配置されている。磁気抵抗素子７０は、リードフレーム６０を介して端子５０に接続されている。
　本変形例に係る磁気センサ１Ｃおいても、ケース８０をプラスチックマグネットによって構成するとともに、その上面側に長手方向に沿って設けられた凹部８３内に磁気抵抗素子７０が配置されることにより、第３磁石部の被検出体の移動領域側に位置する表面は、第１磁石部および第２磁石部の被検出体の移動領域側に位置する表面よりも磁気抵抗素子の機能面の法線方向に沿って被検出体の移動領域から離れた構成となる。このため、本変形例に係る磁気センサ１Ｃは、変形例５に係る磁気センサ１Ｂとほぼ同様の効果が得られる。
　（検証実験１）
　実施の形態に係る磁気センサ１、変形例１に係る磁気センサおよび後述する比較例１における磁気センサを用いて、被検出体と磁気抵抗素子との間の距離がばらついた場合に、磁気抵抗素子７０に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度の減衰を抑制することができるか否かを検証するために行なった検証実験１について説明する。
　図１３は、検証実験１に用いる磁石の外形を示す図である。図１４および図１５は、図１３に示す磁石を用いた場合における実施例１に係る磁気センサおよび実施例２に係る磁気センサに具備される磁気抵抗素子と磁石との位置関係を示す図である。図１６は、比較例１における磁気センサに具備される磁気抵抗素子および磁石の配置を示す図である。図１３から図１６を参照して、検証実験１としてシミュレーションを行なった磁気抵抗素子および磁石の条件について説明する。
　図１３に示すように、検証実験１に用いる磁石４０として、略直方体形状の磁石を使用した。当該磁石４０の外形については、磁気センサの短手方向（Ｘ軸方向）に沿った長さＡを２．９ｍｍとし、磁気センサの長手方向（Ｙ軸方向）に沿った長さＢを１２．９ｍｍとし、磁気センサの高さ方向（Ｚ軸方向）に沿った長さＣを６．５ｍｍとした。
　図１４に示すように、実施例１としては、実施の形態に係る磁気センサを準備し、具体的には、上述の磁石を被検出体の移動方向に沿って２つ並べるとともに、２つの磁石４０の間の隙間の上方に磁気抵抗素子７０を配置されることによって構成される磁気センサを準備した。２つ並べた磁石４０のそれぞれを第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂとし、その間の距離ｔを１．６ｍｍとした。
　図１５に示すように、実施例２としては、変形例１に係る磁気センサを準備し、具体的には、上述の磁石４０を被検出体の移動方向（Ｘ軸方向）に沿って３つ並べるとともに、中央に位置する磁石４０の上方（Ｚ軸正方向）に磁気抵抗素子７０を配置することによって構成される磁気センサを準備した。
　３つ並べた磁石４０のそれぞれを第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂ、第３磁石部４０ｃとした。第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃと、第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂとの間における磁気センサの高さ方向（Ｚ軸方向）に沿った長さｄを０．８ｍｍとした。また、第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃと磁気抵抗素子７０の下面７０ｂとの間における当該高さ方向に沿った長さＥを０．５ｍｍとした。
　図１６に示すように、比較例１としては、上述の磁石４０の第１の面４１の上方に磁気抵抗素子７０を配置することによって構成される磁気センサを準備した。
　実施例１，２および比較例１について、磁気抵抗素子の機能面７０ａから被検出体までの磁気センサの高さ方向（Ｚ軸方向）に沿った長さ（ＧＡＰ）を変化させた場合に、磁気抵抗素子７０に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度の値をシミュレーションした。なお、磁気抵抗素子７０に被検出体が接触する場合のＧＡＰを０ｍｍとした。
　図１７は、検証実験１の結果を示す図である。図１７を参照して、検証実験１の結果について説明する。
　図１７に示すように、実施例１，２については、ＧＡＰが変化した場合でも磁束密度に大きな変化は見られなかった。一方、比較例１においては、ＧＡＰが大きくなるにつれて磁束密度が大きく低下した。
　図１８は、図１７に示す結果に基づく磁束密度変化率の推移を示す図である。図１８を参照して、図１７に示す結果に基づく磁束密度変化率の推移について説明する。なお、磁束密度変化率とは、ＧＡＰが０ｍｍとなる場合の磁束密度に占めるＧＡＰが所定の値となる場合の磁束密度の割合を指し、ＧＡＰが０ｍｍとなる場合の磁束密度を１００％としている。
　図１８に示すように、比較例１においては、ＧＡＰが略１．２ｍｍとなる場合に磁気抵抗素子に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度は、ＧＡＰが０ｍｍとなる場合と比較して約３０％小さくなった。
　一方、実施例１においては、ＧＡＰが略１．２ｍｍとなる場合に磁気素子抵抗に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度は、ＧＡＰが０ｍｍとなる場合と比較して約１０％小さくなった。また、実施例２においては、ＧＡＰが略１．２ｍｍとなる場合に磁気素子抵抗に印加される上記法線方向に沿った磁束密度は、ＧＡＰが０ｍｍとなる場合と比較して約５％小さくなった。
　以上より、本検証実験によって、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂによって機能面７０ａの法線方向に沿って磁気抵抗素子に印加される磁束密度が、機能面７０ａの法線方向および機能面７０ａに平行な方向のいずれにも非平行な方向から第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂによって印加される磁束密度よりも小さくなる構成、または、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって上記法線方向に沿って磁気抵抗素子に印加される磁束密度が、機能面７０ａの法線方向および機能面７０ａに平行な方向のいずれにも非平行な方向から磁気抵抗素子７０に第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって印加される磁束密度よりも小さくなることが確認されたと言える。
　（検証実験２）
　変形例２に係る磁気センサを用いて、被検出体と磁気抵抗素子との間の距離がばらついた場合に、磁気抵抗素子７０に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度の減衰を抑制することができるか否かを検証するために行なった検証実験２について説明する。また、本検証実験においては、磁束密度の減衰をより確実に抑制することができる条件についても検討した。
　図１９は、検証実験２に用いる磁石の外形を示す図である。図２０は、検証実験２の結果に影響するパラメータを説明する図である。図１９および図２０を参照して、本検証実験としてシミュレーションを行なった磁気抵抗素子および磁石の条件について説明する。
　図１９に示すように、検証実験２に用いる磁石として、上面に長手方向（Ｙ軸方向）に沿って溝部が形成された略直方体形状の磁石部４０ｄを用いた。磁石部４０ｄは、第１磁石部４０ａと第２磁石部４０ｂとを接続する第３磁石部４０ｃを有し、これらによって一体に構成されている。
　当該磁石部４０ｄの外形については、磁気センサの長手方向に沿った長さＢを１２．９ｍｍとし、磁石部４０ｄの底面４３ｄから溝部の底面部（第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃ）までの磁気センサの高さ方向（Ｚ軸方向）に沿った長さＣを５ｍｍとした。
　図２０に示すように、第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂの磁気センサの短手方向（Ｘ軸方向）に沿った長さ（第１磁石部および第２磁石部の幅）Ｗと、第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃの磁気センサの短手方向（Ｘ軸方向）に沿った長さ（第３磁石部の幅）Ｐ、第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂと第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃとの間における磁気センサの高さ方向（Ｚ軸方向）に沿った長さｄ、第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂと磁気抵抗素子７０の下面７０ｂとの間における磁気センサの高さ方向に沿った長さＧを変更した各種の磁気センサについてシミュレーションを行なった。
　図２１は、図２０に示す第３磁石部の幅Ｐと第１磁石部および第２磁石部の幅Ｗとを変化させた際の実験結果を示す図である。図２１を参照して、第３磁石部の幅Ｐと第１磁石部および第２磁石部の幅Ｗとを変化させた際の実験結果について説明する。
　なお、本実験においては、図２１に示すように第３磁石部の幅Ｐを１～３ｍｍ、第１磁石部および第２磁石部の幅Ｗを２～３ｍｍの範囲で変更した実施例３ａから実施例３ｆに係る磁気センサを用いた。この際、上記の長さＧを０ｍｍ、長さｄを１ｍｍとした。
　図２１に示すように、実施例３ａ、３ｆに係る磁気センサにあっては、ＧＡＰが変化した場合に磁束密度がやや大きく変化したが、図１７に示す比較例１と比較した場合には、実施例３ａから３ｆに係るすべての磁気センサにおいて、磁束密度の変化は抑制されていた。
　図２２は、図２１に示す結果に基づく磁束密度変化率の推移を示す図である。図２２を参照して、図１７に示す結果に基づく磁束密度変化率の推移について説明する。
　図２２に示すように、実施例３ａから実施例３ｆの全てにおいて、図１８に示す比較例１と比較して、磁束密度の変化の度合いが抑制されていた。上記の比較例１においては、ＧＡＰが略１．２ｍｍとなる場合に磁気素子抵抗に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度は、ＧＡＰが０ｍｍとなる場合の当該磁束密度と比較して略３０％変動したのに対して、最も大きく変化した実施例３ｆにおいては、当該磁束密度が略２２％変動した。
　Ｐ＝２ｍｍ、Ｗ＝２ｍｍとする実施例３ｃに係る磁気センサにおいて、最も磁束密度が安定する結果が得られた。実施例３ｃにおいては、ＧＡＰが略１．２ｍｍとなる場合に磁気素子抵抗に印加される機能面７０ａの機能面の法線方向に沿った磁束密度は、ＧＡＰが０ｍｍとなる場合の磁束密度と比較して略５％変動した。
　実施例３ｃと、実施例３ｄから実施例３ｆとを比較して、第３磁石部の幅Ｐと、第１磁石部および第２磁石部の幅Ｗとを小さくすることにより、被検出体が有する磁気パターンが近づくことによって磁気抵抗素子７０に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度の変化を小さくできることが考察される。
　図２３は、図２０に示す第３磁石部の表面と第１磁石部および第２磁石部の表面との間の高さ方向に沿った長さｄを変化させた際の実験結果を示す図である。図２３を参照して、図２０に示す第３磁石部の表面と第１磁石部および第２磁石部の表面との間の高さ方向に沿った長さｄを変化させた際の実験結果について説明する。
　なお、本実験においては、図２３に示すように、上記の長さｄを１ｍｍ，２ｍｍ，４ｍｍと変更した実施例３ｃ，３ｇ，３ｈに係る磁気センサを用いた。この際、第３磁石部の幅Ｐの値および第１磁石部および第２磁石部の幅Ｗの値としては、上記の実験で良好な結果が得られた値を採用し、Ｐ＝２ｍｍ、Ｗ＝２ｍｍとした。また、上記の長さＧを０ｍｍとした。
　図２３に示すように、実施例３ｈに係る磁気センサにあっては、ＧＡＰが変化した場合に磁束密度がやや大きく変化したが、図１７に示す比較例１と比較した場合には、実施例３ｃ，３ｇ，３ｈに係るすべての磁気センサにおいて、磁束密度の変化は抑制されていた。
　図２４は、図２３に示す結果に基づく磁束密度変化率の推移を示す図である。図２４を参照して、図２３に示す結果に基づく磁束密度変化率の推移について説明する。
　図２４に示すように、実施例３ｈにおいて、ＧＡＰが大きくなるにつれて、磁束密度変化率はやや大きく変化したが、実施例３ｃ，３ｇ，３ｈの全てにおいて、図１８に示す比較例１と比較した場合に、磁束密度の変化の度合いが抑制されていた。上記の比較例１においては、ＧＡＰが略１．５ｍｍとなる場合に磁気抵抗素子に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度は、ＧＡＰが０ｍｍとなる場合の当該磁束密度と比較して略４４％変動したのに対して、最も大きく変化した実施例３ｈにおいては、当該磁束密度が略３７％変動した。
　ｄ＝１ｍｍとする実施例３ｃにおいて、最も磁束密度が安定する結果が得られた。実施例３ｃにおいては、ＧＡＰが略１．２ｍｍとなる場合に磁気抵抗素子に印加される機能面７０ａの法線方向の磁束密度は、ＧＡＰが０ｍｍとなる場合の磁束密度と比較して略５％変動した。
　実施例３ｃと、実施例３ｇ、３ｈとを比較して、第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃと第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ａ，４１ｂとの間の高さ方向に沿った長さｄを小さくすることにより、被検出体が有する磁気パターンが近づくことによって磁気抵抗素子７０に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度の変化を小さくできることが考察される。
　図２５は、図２０に示す第１磁石部および第２磁石部の表面と磁気抵抗素子の下面との間の高さ方向に沿った長さＧを変化させた際に実験結果を示す図である。図２５を参照して、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ａ，４１ｂと磁気抵抗素子７０の下面７０ｂとの間の高さ方向に沿った長さＧを変化させた際に実験結果について説明する。
　なお、本実験においては、図２５に示すように、上記の長さＧを－０．５ｍｍから１．０ｍｍの範囲で変更した実施例３ｉから実施例３ｍに係る磁気センサを用いた。この際、第３磁石部の幅Ｐの値および第１磁石部および第２磁石部の幅Ｗの値としては、上記の実験で良好な結果が得られた値を採用し、Ｐ＝２ｍｍ、Ｗ＝２ｍｍとした。また、上記の長さｄを０．５ｍｍとした。上記の長さＧが－０．５ｍｍとなる場合とは、磁気抵抗素子７０の下面７０ｂが、第１の面４１ａ，４１ｂよりよりも０．５ｍｍ低い位置にある状態を示し、磁石部４０ｄが、磁気抵抗素子７０に対して被検出体が移動する領域と反対側に少なくとも磁石部４０ｄの一部が位置するように配置された一例を示す。
　図２５に示すように、実施例３ｉ，３ｌ，３ｍにおいて、ＧＡＰが変化した場合に磁束密度がやや大きく変化したが、図１７に示す比較例１と比較した場合には、実施例３ｉから実施例３ｍの全てにおいて、磁束密度の変化の度合いが抑制されていた。
　図２６は、図２５に示す結果に基づく磁束密度変化率の推移を示す図である。図２６を参照して、図２５に示す結果に基づく磁束密度変化率の推移について説明する。
　図２６に示すように、実施例３ｉ，３ｌ，３ｍにおいて、ＧＡＰが大きくなるにつれて、磁束密度変化率はやや大きく変化したが、実施例３ｉから実施例３ｍの全てにおいて、図１８に示す比較例１と比較した場合に、磁束密度の変化の度合いが抑制されていた。上記の比較例１においては、ＧＡＰが略１．２ｍｍとなる場合に磁気抵抗素子に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度は、ＧＡＰが０ｍｍとなる場合の当該磁束密度と比較して略３０％変動したのに対して、最も大きく変化した実施例３ｉにおいては、当該磁束密度が略２０％変動した。
　Ｇ＝－０．３ｍｍとする実施例３ｊにおいて、最も磁束密度が安定する結果が得られた。実施例３ｊにおいては、ＧＡＰが略１．２ｍｍとなる場合に磁気抵抗素子に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度は、ＧＡＰが０ｍｍとなる場合の当該磁束密度と比較してほとんど変動しなかった。
　実施例３ｊと実施例３ｉ，３ｋ，３ｌ，３ｍとを比較して、磁気抵抗素子７０の下面７０ｂが、Ｇ＝－０．３ｍｍとする位置から離れるにつれて、被検出体が有する磁気パターンが近づくことによって磁気抵抗素子７０に印加される機能面７０ａの法線方向に沿った磁束密度が、大きく変化することが考察される。
　以上より、本検証実験によっても、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって機能面７０ａの法線方向に沿って磁気抵抗素子に印加される磁束密度が、上記法線方向および機能面７０ａに平行な方向のいずれにも非平行な方向からから第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって印加される磁束密度よりも小さくなる構成を有する磁気センサにおいて、磁気抵抗素子と被検出体との間の距離が大きくなった場合でも磁気抵抗素子に印加される上記法線方向に沿った磁束密度の変化が小さくなることが確認されたと言える。
　（検証実験３）
　変形例３に係る磁気センサにおける磁気抵抗素子の感磁部およびその周辺部を具体的にしたものを用いて、被検出体と磁気抵抗素子との間の距離がばらついた場合に、磁気センサの出力のバラツキを抑制することができるか否かを検証するために行なった検証実験３ついて説明する。
　図２７は、検証実験３に用いる磁石の外形を示す図である。図２８は、検証実験３に用いる磁石の第１例を示す図である。図２７および図２８を参照して、本検証実験に用いた磁気抵抗素子および磁石の条件について説明する。
　図２７に示すように、実施例３ｏに係る磁気センサに用いる磁石として、上面に長手方向（Ｙ軸方向）に沿って溝部が形成された略直方体形状の磁石４０ｏを用いた。磁石４０ｏは、第１磁石部４０ａと第２磁石部４０ｂとを接続するように配置された第３磁石部４０ｃを有し、これらによって一体に構成されている。
　当該磁石４０ｏの外形については、磁気センサの長手方向に沿った長さＢを１５ｍｍとし、磁石４０ｏの底面４３ｄから第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂまでの磁気センサの高さ方向（Ｚ軸方向）に沿った長さＣを５ｍｍとした。
　図２８に示すように、当該磁石４０ｏにあっては、第３磁石部４０ｃの幅Ｐを２ｍｍとし、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂの幅Ｗを２ｍｍとし、第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂと第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃとの間における磁気センサの高さ方向（Ｚ軸方向）に沿った長さｄを０．３ｍｍとし、第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂと磁気抵抗素子７０Ａの下面７０ｂとの間における磁気センサの高さ方向に沿った長さＧを０ｍｍとした。
　図２９は、図２８に示す磁気抵抗素子の平面図である。図３０は、図２８に示す磁気抵抗素子の等価回路を示す図である。図３１は、図２８に示す磁気抵抗素子を備えた磁気センサの出力電圧信号の波形を示す図である。図２９から図３１を参照して、本検証実験に用いた磁気抵抗素子７０Ａについて説明する。
　図２９および図３０に示すように、磁気抵抗素子７０Ａは、シリコン基板７１上に第１感磁部ＭＲ１、第２感磁部ＭＲ２、電圧入力端子Ｖｉｎに対応する電圧入力用電極７９１、グランド端子ＧＮＤに対応するグランド接続用電極７９２および電圧出力端子Ｖｏｕｔに対応する電圧出力用電極７９３が形成されることにより構成される。
　電圧入力用電極７９１およびグランド接続用電極７９２は、シリコン基板７１における長手方向（Ｙ軸方向）の一端側において、被検出体の移動方向（Ｘ軸方向）に沿って並ぶように配置されている。電圧出力用電極７９３は、電圧入力用電極７９１およびグランド接続用電極７９２に対向するようにシリコン基板７１における長手方向（Ｙ軸方向）の他端側に配置されている。
　電圧入力用電極７９１は、第２感磁部ＭＲ２を介して電圧出力用電極７９３の一端側に接続されており、グランド接続用電極７９２は、第１感磁部ＭＲ１を介して電圧出力用電極７９３の他端側に接続されている。
　第２感磁部ＭＲ２は、メアンダ形状に形成されたＩｎＳｂからなる磁気抵抗層７３０と、当該磁気抵抗層７３０上に形成された導電体からなる短絡電極７５１，７５２，７５３，７５４，７５５とによって構成されている。第２感磁部ＭＲ２のうち短絡電極７５１，７５２，７５３，７５４，７５５が形成されていない部分において、磁気抵抗層７３１，７３２，７３３，７３４が露出している。
　第１感磁部ＭＲ１は、磁気抵抗層７３２と磁気抵抗層７３３の間の隙間および磁気抵抗層７３４と電圧出力用電極７９３との間の隙間に入り込むようにメアンダ形状に形成された磁気抵抗層７２０と、当該磁気抵抗層７２０上に形成された導電体からなる短絡電極７４１，７４２，７４３，７４４，７４５，７４６，７４７，７４８，７４９とによって構成されている。短絡電極７４６，７４７，７４８，７４９は、被検出体の移動方向（Ｘ軸方向）に沿って離間して複数形成されている。第１感磁部ＭＲ１のうち短絡電極７４１，７４２，７４３，７４４，７４５，７４６，７４７，７４８，７４９が形成されていない部分において、磁気抵抗層７２１，７２２，７２３，７２４が露出している。
　感磁部の磁界に対する感度は、磁気抵抗層上に形成される短絡電極のパターンによって決定される。磁界に対する感度とは、感磁部を通過する磁束密度に応じて変化する抵抗値を意味し、磁束密度が所定量変化する場合に抵抗値が大きく変化するほど、感度が高いとされる。
　第２感磁部ＭＲ２は、第１感磁部ＭＲ１と比較して、磁気抵抗層の露出する部分が多く構成されているため、第２感磁部ＭＲ２は、第１感磁部ＭＲ１よりも低感度になる。
　図３１に示すように、磁気抵抗素子７０Ａを備えた実施例３ｏに係る磁気センサの出力電圧信号は、被検出体の通過に伴い発生するピークが１つのみの波形となり、被検出体を正確に検知することができる。
　一方、図１６に示す磁気抵抗素子と磁石との配置関係を有し、磁気抵抗素子７０Ａと同一の構成である磁気抵抗素子を備えた磁気センサを比較例２における磁気センサとして準備した。
　被検出体が通過した際の実施例３ｏに係る磁気センサおよび比較例２における磁気センサの出力電圧を計測した。被検出体と磁気センサのカバー上面との間における高さ方向（Ｚ軸方向）に沿った長さを検出ギャップと規定し、当該検出ギャップを０ｍｍ，０．０８５ｍｍ，０．１７ｍｍ，０．２５５ｍｍ，０．４２５ｍｍ，０．５９５ｍｍ，０．８５ｍｍと変化させた。なお、磁気抵抗素子７０Ａの機能面からカバー上面までの高さ方向（Ｚ軸方向）に沿った長さは、０．３ｍｍとした。
　図３２は、図２８に示す磁石によって構成される実施例３ｏに係る磁気センサおよび比較例２における磁気センサを用いた場合の検証実験３の結果を示す図である。図３３は、図３２に示す結果に基づく出力電圧減衰率の推移を示す図である。ここで、出力電圧減衰率とは、検出ギャップが０ｍｍとなる場合の出力電圧に占める検出ギャップが所定の値となる場合の出力電圧の割合を指し、検出ギャップが０ｍｍとなる場合の出力電圧を１００％としている。図３２および図３３を参照して、実施例３ｏに係る磁気センサおよび比較例２における磁気センサの出力電圧について説明する。
　図３２および図３３に示すように、実施例３ｏは、比較例２と比較した場合に、検出ギャップが大きくなった場合であっても出力電圧の減衰が抑制されていた。
　図３４は、被検出体とカバーとの間の高さ方向に沿った長さを変化させた場合の比較例２における磁気センサの出力電圧信号の波形を示す図である。図３５は、被検出体とカバーとの間の高さ方向に沿った長さを変化させた場合の図２８に示す磁石によって構成される実施例３ｏに係る磁気センサの出力電圧信号の波形を示す図である。
　図３４に示すように、比較例２における磁気センサにあっては、検出ギャップを図中に示す１～７に対応する値で変化させた場合に、出力電圧信号１～７が大きくばらついた。
　図３５に示すように、実施例３ｏに係る磁気センサにあっては、検出ギャップを図中に示す１～７に対応する値で変化させた場合に、出力電圧信号１～７のばらつきが抑制された。
　図３６は、検証実験３に用いる磁石の第２例を示す図である。図３６を参照して、本検証実験に用いた磁気抵抗素子および磁石のその他の条件について説明する。
　図３６に示すように、実施例３ｐに係る磁気センサに用いる磁石４０ｐは、図２８に示す実施例３ｏの磁石４０ｏと比較した場合に、第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂと第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃとの間における磁気センサの高さ方向（Ｚ軸方向）に沿った長さｄが１．０ｍｍとなっている点、および、磁気抵抗素子７０の機能面７０ａが第１の面４１ａおよび第１の面４１ｂと実質的に同一平面上に位置する点において相違する。
　実施例３ｐに係る磁気センサにおいても上述同様に被検出体が通過した際の出力電圧を計測した。
　図３７は、図２８に示す磁石によって構成される実施例３ｏに係る磁気センサと図３６に示す磁石によって構成される実施例３ｐに係る磁気センサを用いた場合の検証実験３の結果を示す図である。図３８は、図３７に示す結果に基づく出力電圧減衰率の関係を示す図である。
　図３７および図３８に示すように、実施例３ｐは、実施例３ｏと比較した場合に、検出ギャップが大きくなった場合であっても出力電圧の減衰が抑制されていた。
　図３９は、被検出体とカバーとの間の高さ方向に沿った長さを変化させた場合の図３６に示す磁石によって構成される実施例３ｐに係る磁気センサの出力電圧信号の波形を示す図である。
　図３９に示すように、実施例３ｐに係る磁気センサにあっては、図３４に示す比較例２と比較して、検出ギャップを図中に示す１～７に対応する値で変化させた場合であっても出力電圧信号１～７のばらつきが抑制された。
　以上より、本検証実験にあっては、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって機能面７０ａの法線方向に沿って磁気抵抗素子に印加される磁束密度が、当該法線方向および機能面７０ａに平行な方向のいずれにも非平行な方向から、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって磁気抵抗素子に印加される磁束密度よりも小さくする構成を有する磁気センサにおいて、磁気抵抗素子と被検出体との間の距離がばらついた場合でも磁気センサの出力のバラツキを抑制できることが確認されたと言える。
　（検証実験４）
　実施の形態および変形例２に係る磁気センサにおける磁気抵抗素子７０の感磁部およびその周辺部を具体的にしたものを用いて、被検出体を磁気抵抗素子との間の距離がばらついた場合に、磁気センサの出力のバラツキを抑制することができるか否かを検証するために行なった検証実験４について説明する。
　図４０は、検証実験４に用いる磁石の外形を示す図である。図４１は、検証実験４に用いる磁石の第１例を示す図である。図４２は、検証実験４に用いる磁石の第２例を示す図である。図４０から図４２を参照して、本検証実験に用いた磁気抵抗素子および磁石の条件について説明する。
　図４０に示すように、本検証実験に用いる磁石として、略直方体形状の磁石を使用した。当該磁石の外形については、磁気センサの短手方向（図１中Ｘ軸方向）に沿った長さＡを２．９ｍｍとし、磁気センサの長手方向に沿った長さＢを１２．９ｍｍとし、磁気センサの高さ方向に沿った長さＣを６．５ｍｍとした。
　図４１に示すように、実施例４としては、実施の形態に係る磁気センサを準備し、具体的には、上述の磁石を被検出体の移動方向に沿って２つ並べるとともに、２つの磁石の間の隙間の上方に磁気抵抗素子７０Ｂを配置されることによって構成される磁気センサを準備した。２つ並べた磁石のそれぞれを第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂとし、その間の距離ｔを１．６ｍｍとした。
　図４２に示すように、実施例５としては、変形例１に係る磁気センサを準備し、具体的には、上述の磁石を被検出体の移動方向に沿って３つ並べるとともに、中央に位置する磁石の上方に磁気抵抗素子を配置することによって構成される磁気センサを準備した。
　３つ並べた磁石のそれぞれを第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂ、第３磁石部４０ｃとした。第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃと、第１磁石部４０ａの第１の面４１ａおよび第２磁石部４０ｂの第１の面４１ｂとの間における磁気センサの高さ方向に沿った長さｄを１ｍｍとした。また、第３磁石部４０ｃの第１の面４１ｃと磁気抵抗素子７０の下面７０ｂとの間における当該高さ方向に沿った長さＥを０．５ｍｍとした。
　図４３は、図４１および図４２に示す磁気抵抗素子の平面図である。図４４は、図４１および図４２に示す磁気抵抗素子の等価回路を示す図である。図４５は、図４１および図４２に示す磁気抵抗素子を備えた磁気センサの出力電圧信号の波形を示す図である。図４３から図４５を参照して、本検証実験に用いた磁気抵抗素子７０Ｂについて説明する。
　図４３および図４４に示すように、磁気抵抗素子７０Ｂは、シリコン基板７１の機能面上に第３感磁部ＭＲ３、第４感磁部ＭＲ４、電圧入力端子Ｖｉｎに対応する電圧入力用電極７９１、グランド端子ＧＮＤに対応するグランド接続用電極７９２および電圧出力端子Ｖｏｕｔに対応する電圧出力用電極７９３が形成されることにより構成される。
　本検証実験に用いた磁気抵抗素子７０Ｂは、検証実験３に用いた磁気抵抗素子７０Ａと比較した場合に、第３感磁部ＭＲ３および第４感磁部ＭＲ４の構成が相違する。
　具体的には、第４感磁部ＭＲ４は、長手方向に沿って直線状に形成された磁気抵抗層７３０Ａと、当該磁気抵抗層７３０Ａ上に互いに離間して形成された複数の短絡電極７５１Ａとによって構成されている。第４感磁部ＭＲ４のうち短絡電極７５１Ａが形成されていない部分において、磁気抵抗層７３１Ａが露出している。
　第３感磁部ＭＲ３は、長手方向に沿って直線状に形成された磁気抵抗層７２０Ａと、当該磁気抵抗層７２０Ａ上に互いに離間して形成された複数の短絡電極７４１Ａとによって構成されている。第３感磁部ＭＲ３のうち短絡電極７４１Ａが形成されていない部分において、磁気抵抗層７２１Ａが露出している。
　第３感磁部ＭＲ３および第４感磁部ＭＲ４は、同一の構成を有するため、磁界に対する感度は、ほぼ同一となる。第３感磁部ＭＲ３および第４感磁部ＭＲ４は、被検出体が通過することにより磁束密度が変化すると磁束密度の大きさに応じてそれぞれ抵抗値が変化する。
　図４５に示すように、磁気抵抗素子７０Ｂを備えた実施例４，５に係る磁気センサにあっては、被検出体が第４感磁部ＭＲ４を通過した後に、第３感磁部ＭＲ３を通過することとなるため、当該磁気センサの出力電圧信号は、ピークが２つ現れる。このようなピークが明確に現れることにより被検出体が有する磁気パターンを検出することができる。
　一方、図１６に示す磁気抵抗素子と磁石との配置関係を有し、磁気抵抗素子７０Ｂと同一の構成である磁気抵抗素子を備えた磁気センサを比較例３における磁気センサとして準備した。
　被検出体が通過した際の実施例４，５に係る磁気センサおよび比較例２における磁気センサの出力電圧を計測した。被検出体としては、磁性インクを用いた。被検出体と磁気センサのカバー上面との間の距離を検出ギャップと規定し、当該検出ギャップを０ｍｍ，０．０８５ｍｍ，０．１７ｍｍ，０．２５５ｍｍ，０．４２５ｍｍ，０．５９５ｍｍ，０．８５ｍｍと変化させた。なお、磁気抵抗素子７０Ｂの上面からカバー上面までの高さ方向（Ｚ軸方向）に沿った長さは、０．３ｍｍとした。
　図４６は、図４１および図４２に示す磁石によって構成される実施例４，５に係る磁気センサおよび比較例３における磁気センサを用いた場合の検証実験４の結果を示す図である。図４７は、図４６に示す結果に基づく出力電圧減衰率の推移を示す図である。図４６および図４７を参照して、実施例４，５に係る磁気センサおよび比較例３における磁気センサの出力電圧について説明する。
　図４６および図４７に示すように、実施例４，５は、比較例３と比較した場合に、検出ギャップが大きくなった場合であっても出力電圧の減衰が抑制されていた。
　図４８は、検出体とカバーとの間の高さ方向に沿った長さを変化させた場合の図４１に示す磁石によって構成される実施例５に係る磁気センサの出力電圧信号の波形を示す図である。
　図４８に示すように、実施例５に係る磁気センサにあっては、図３５，図３９と比較した場合に、磁気抵抗素子の相違および被検出体の相違により、出力電圧信号の波形にばらつきがうかがえるが、その出力電圧の減衰は、図４６および図４８に示すように、比較例３と比較して抑制されるものとなった。
　以上より、本検証実験によって、第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂによって機能面７０ａの法線方向に沿って磁気抵抗素子７０に印加される磁束密度が、当該法線方向および機能面７０ａに平行な方向のいずれにも非平行な方向から第１磁石部４０ａおよび第２磁石部４０ｂによって磁気抵抗素子７０に印加される磁束密度よりも小さくなる構成、または、第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって機能面７０ａの法線方向に沿って磁気抵抗素子に印加される磁束密度が、当該法線方向および機能面７０ａに平行な方向のいずれにも非平行な方向から第１磁石部４０ａ、第２磁石部４０ｂおよび第３磁石部４０ｃによって磁気抵抗素子７０に印加される磁束密度よりも小さくする構成を有する磁気センサにおいて、磁気抵抗素子と被検出体との間の距離がばらついた場合でも磁気センサの出力のバラツキを抑制できることが確認されたと言える。
　なお、本実施の形態においては、磁気抵抗素子の下方に磁石部が配置され、磁気抵抗素子の上方を被検出体が移動する場合を例示して説明したが、これに限定されず、上下が反転した構成であってもよい。すなわち、磁石部の下方に磁気抵抗素子が配置され、磁気抵抗素子の下方を被検出体が移動してもよい。
　また、本実施の形態においては、被検出体の移動方向が水平方向となる場合を例示して説明したが、これに限定されず、被検出体の移動方向が鉛直方向となってもよい。この場合には、水平方向に沿って磁気抵抗素子および磁石部が配置される。このように、被検出体の移動方向は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更できるものとし、これに対応して、磁気抵抗素子、磁石部等を適宜配置することができる。
　以上、本発明の実施の形態および変形例について説明したが、今回開示された実施の形態および変形例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　１　磁気センサ、１０　カバー、２０　ケース、２１，２２，２３　凹部、２１ａ，２２ａ，２３ａ　平面部、２３　隔壁部、３０　封止樹脂、４０ａ　第１磁石部、４０ｂ　第２磁石部、４０ｃ　第３磁石部、４０ｄ　磁石部、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ　表面、４２ａ，４２ｂ　側面、４３ｄ　底面、５０，５０Ａ　端子、６０，６０Ａ　リードフレーム、７０　磁気抵抗素子、７０ａ　機能面、７０ｂ　下面、７１　シリコン基板、８０　ケース、８３　凹部、８３ａ　第１側面部、８３ｂ　第２側面部、８３ｃ　底面部、７２０，７２１，７２２，７２３，７２４，７３０，７３１，７３２，７３３，７３４　磁気抵抗層、７４１，７４２，７４３，７４４，７４５，７４６，７４７，７４８，７４９，７５１，７５２，７５３，７５４，７５５　短絡電極、７９１　電圧入力用電極、７９２　グランド接続用電極、７９３　電圧出力用電極。

Claims (6)

  1. 　被検出体の移動方向に略平行な機能面を有する磁気抵抗素子と、
    　前記磁気抵抗素子に対して前記被検出体が移動する領域と反対側に少なくともその一部が位置するように配置され、前記磁気抵抗素子に磁界を印加する磁石部とを備え、
    　前記磁石部によって前記磁気抵抗素子に印加される磁界の磁束密度のうち、前記機能面の法線方向に沿って印加される磁界の磁束密度が、前記機能面の法線方向および前記機能面に平行な方向のいずれにも非平行な方向から印加される磁界の磁束密度よりも小さい、磁気センサ。
  2. 　前記磁石部は、第１磁石部および第２磁石部を含み、
    　前記第１磁石部、前記磁気抵抗素子および前記第２磁石部は、前記被検出体の移動方向に沿ってこの順で配置され、
    　前記第１磁石部および前記第２磁石部は、前記被検出体が移動する領域側に同一の極性となる第１磁極をそれぞれ有し、前記被検出体が移動する領域側とは反対側に前記第１磁極と反対の極性となる第２磁極をそれぞれ有する、請求項１に記載の磁気センサ。
  3. 　前記磁石部は、前記第１磁石部と前記第２磁石部との間において前記機能面の法線方向に沿って前記磁気抵抗素子と対向するように配置された第３磁石部をさらに含み、
    　前記第３磁石部の前記被検出体が移動する領域側に位置する第１の面は、前記第１磁石部および前記第２磁石部の前記被検出体が移動する領域側に位置する第１の面よりも前記機能面の法線方向に沿って前記被検出体が移動する領域から離れて位置する、請求項２に記載の磁気センサ。
  4. 　前記第１磁石部、前記第２磁石部および前記第３磁石部は互いに分離独立している、請求項３に記載の磁気センサ。
  5. 　前記第１磁石部、前記第２磁石部および前記第３磁石部は、前記第１磁石部および前記第２磁石部が前記第３磁石部によって接続されることで一体に構成されている、請求項３に記載の磁気センサ。
  6. 　前記被検出体が移動する領域に向けて開口する凹部を有し、前記凹部に前記磁気抵抗素子を収容するケースをさらに備え、
    　前記ケースは、前記第１磁石部、前記第２磁石部および前記第３磁石部を含むプラスチックマグネットによって構成され、
    　前記第３磁石部は、前記凹部の底面部を規定し、
    　前記第１磁石部および前記第２磁石部は、前記被検出体の移動方向に並ぶ前記底面部の両端から立設する第１側面部および第２側面部を規定する、請求項５に記載の磁気センサ。
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