JPH0797006B2 - Position detector - Google Patents
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- JPH0797006B2 JPH0797006B2 JP3071852A JP7185291A JPH0797006B2 JP H0797006 B2 JPH0797006 B2 JP H0797006B2 JP 3071852 A JP3071852 A JP 3071852A JP 7185291 A JP7185291 A JP 7185291A JP H0797006 B2 JPH0797006 B2 JP H0797006B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、磁石を備えた被検出体
の近傍に設けられ、被検出体との相対位置変化に伴い変
化する磁石からの磁界強度に基づき、被検出体の位置を
検出する位置検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a position of an object to be detected on the basis of the magnetic field strength from the magnet which is provided in the vicinity of the object to be detected having a magnet and which changes with the relative position change with the object to be detected. The present invention relates to a position detecting device for detecting.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、実開平２ー９７６０４号公報
に開示されているように、磁電変換素子を移動体側のみ
開放し磁性材料からなる磁気シールド体で覆い、外界か
らの磁気を遮蔽して精度良く被検出体の位置を検出する
位置検出装置が存在した。即ち、図１１で模式的に示さ
れるように、磁石１を備えた被検出体２の近傍に、所定
方向の磁界の強度に応じて電気的特性が変化する磁電変
換素子５を設け、その磁電変換素子５の磁石１の側を開
放した状態で磁気シールド体６で覆って外界からのノイ
ズ磁界等を遮蔽すると共に、磁電変換素子５を電気回路
７さらに表示手段８に接続することにより、被検出体２
との相対位置の変化に伴い変化する磁石１からの磁界強
度を電位差や電流値の変化に変換して表示手段８に表示
させる移動体２の位置検出装置３が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 2-97604, the magnetoelectric conversion element is opened only on the moving body side and covered with a magnetic shield body made of a magnetic material to shield the magnetism from the outside. There has been a position detection device that accurately detects the position of an object to be detected. That is, as schematically shown in FIG. 11 , a magnetoelectric conversion element 5 whose electrical characteristics change according to the strength of a magnetic field in a predetermined direction is provided in the vicinity of a detected body 2 including a magnet 1, and the magnetoelectric conversion element 5 is provided. By covering the conversion element 5 with the magnetic shield 6 in a state where the magnet 1 side of the conversion element 5 is opened to shield noise magnetic fields from the outside and connecting the magnetoelectric conversion element 5 to the electric circuit 7 and the display means 8, Detecting body 2
There is known a position detecting device 3 for a moving body 2 that converts the magnetic field strength from the magnet 1 that changes with a change in the relative position of the change into a potential difference or a change in a current value and displays the change on a display means 8.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】そのような従来の位置
検出装置３にあって、磁気シールド体６は磁性材料で構
成されていたため、磁気シールド体６は外部からのノイ
ズ磁界等だけでなく、磁石１からの磁界までも吸引して
しまう。従って、そのような磁気シールド体６により、
磁石１から磁電変換素子５への磁界強度が減少する。そ
の場合、磁電変換素子５の電気的特性の変化が鈍化して
検出精度が悪くなり、極端な場合には誤った位置検出が
なされる虞もあった。In such a conventional position detecting device 3 , since the magnetic shield body 6 is made of a magnetic material, the magnetic shield body 6 is not limited to a noise magnetic field from the outside or the like. Even the magnetic field from the magnet 1 will be attracted. Therefore, by such a magnetic shield body 6,
The magnetic field strength from the magnet 1 to the magnetoelectric conversion element 5 decreases. In that case, the change in the electrical characteristics of the magnetoelectric conversion element 5 becomes dull, and the detection accuracy deteriorates. In an extreme case, erroneous position detection may occur.
【０００４】そこで、被検出体の位置を精度良く確実に
検出することを目的として、本発明が生み出された。Therefore, the present invention was created for the purpose of accurately and reliably detecting the position of the object to be detected.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた請求項１に記載の本発明は、磁石を備えた被
検出体の近傍に配設され、該被検出体との相対位置変化
に伴い変化する前記磁石からの磁界強度に基づき、該被
検出体の位置を検出する位置検出装置であって、磁界強
度に応じて電気的特性が変化する磁電変換素子と、該磁
電変換素子の前記磁石側を開放した状態で該磁電変換素
子を覆う磁気シールド用磁性体と、を備え、 前記磁電変
換素子の表面に、絶縁体を介して磁気誘導用の磁性薄膜
を形成したことを特徴とする位置検出装置を要旨として
いる。 [Means for Solving the Problems] To achieve the above object
According to another aspect of the present invention, the magnetic field intensity from the magnet, which is disposed in the vicinity of a detection target provided with a magnet and changes with relative position change with the detection target, A position detecting device for detecting the position of an object to be detected, comprising: a magnetoelectric conversion element whose electrical characteristics change according to a magnetic field strength, and covering the magnetoelectric conversion element with the magnet side of the magnetoelectric conversion element opened. and a magnetic substance for magnetic shielding, the magnetoelectric strange
Magnetic thin film for magnetic induction on the surface of the switching element through an insulator
As SUMMARY position detection apparatus characterized by the formation of the
There is.
【０００６】また、請求項２に記載の本発明は、磁石を
備えると共に一定方向に移動する被検出体の近傍に配設
され、該被検出体との相対位置変化に伴い変化する前記
磁石からの磁界強度に基づき、該被検出体の位置を検出
する位置検出装置であって、磁界強度に応じて電気的特
性が変化する磁電変換素子と、該磁電変換素子の前記磁
石側を開放した状態で前記磁電変換素子を覆う磁気シー
ルド用磁性体と、を備え、該磁気シールド用磁性体に、
透磁率が該磁気シールド用磁性体よりも小さい磁気抵抗
部を、前記磁石からの磁界方向に対してほぼ直交する方
向に直線状に設けてなることを特徴とする位置検出装置
を要旨としている。 [0006] The present invention described in claim 2 is disposed in the vicinity of the detected body that moves in Rutotomoni fixed direction with <br/> a magnet, with the relative positional change between the detected element A position detecting device for detecting the position of the object to be detected based on the changing magnetic field intensity from the magnet, wherein the magnetoelectric conversion element has electrical characteristics that change according to the magnetic field strength, and the magnet of the magnetoelectric conversion element. A magnetic shield magnetic body that covers the magnetoelectric conversion element in a state where the side is open, and the magnetic shield magnetic body,
A magnetic resistance part having a magnetic permeability smaller than that of the magnetic shield magnetic body, which is substantially orthogonal to the magnetic field direction from the magnet.
Position detection device characterized by being provided in a straight line in the direction
Is the gist.
【０００７】[0007]
【作用】上記のように構成された請求項１に記載の位置
検出装置は、磁界強度に応じて電気的特性が変化する磁
電変換素子を有し、磁石を備えた被検出体の近傍に配設
される。そして、その磁電変換素子の周囲には、磁石側
を開放した状態で磁電変換素子を覆う磁気シールド用磁
性体が設けられると共に、磁電変換素子の表面には、絶
縁体を介して磁気誘導用の磁性薄膜が形成されている。
尚、磁性薄膜を磁電変換素子の表面に絶縁体を介して形
成しているのは、磁電変換素子と磁性薄膜との絶縁を保
つためである。 According to the position detecting device of the present invention having the above-described structure, the position detecting device has a magnetoelectric conversion element whose electric characteristics change in accordance with the magnetic field strength, and is disposed in the vicinity of the object to be detected having a magnet. Set up. A magnetic shield magnetic body that covers the magnetoelectric conversion element with the magnet side open is provided around the magnetoelectric conversion element, and the surface of the magnetoelectric conversion element is insulated.
A magnetic thin film for magnetic induction is formed via the edge body.
In addition, a magnetic thin film is formed on the surface of the magnetoelectric conversion element through an insulator.
What is formed is to maintain the insulation between the magnetoelectric conversion element and the magnetic thin film.
This is because it is important.
【０００８】従って、外部からのノイズ磁界等は磁気シ
ールド用磁性体で遮蔽されると共に、磁石からの磁界は
磁気誘導用の磁性薄膜により誘導されて磁電変換素子に
達する。このように、請求項１に記載位置検出装置によ
れば、磁電変換素子の表面に絶縁体を介して形成された
磁性薄膜が磁界を誘導するので、磁石からの磁界が磁気
シールド用磁性体に集まるのを防ぐことができる。それ
故、磁電変換素子は、被検出体との相対位置変化に伴い
変化する磁石からの磁界強度に応じて確実に電気的特性
を変化させ、これによって、被検出体の位置を精度良く
確実に検出することが出来る。そして、請求項１に記載
の位置検出装置によれば、磁電変換素子の表面に磁性薄
膜を形成するようにしているため、装置の大型化を招く
ことなく上記効果を得ることができ、しかも、磁性薄膜
は、磁電変換素子の表面に極めて薄く形成されるため、
磁石からの磁界を、自分自身にだけ流してしまうことな
く、磁電変換素子へ効率よく誘導させることができる。 Therefore, the noise magnetic field from the outside is shielded by the magnetic shield magnetic material, and the magnetic field from the magnet reaches the magnetoelectric conversion element by being guided by the magnetic thin film for magnetic induction. Thus, according to the position detecting device of claim 1,
If so, it was formed on the surface of the magnetoelectric conversion element via an insulator.
Since the magnetic thin film induces a magnetic field, it is possible to prevent the magnetic field from the magnet from gathering on the magnetic shield magnetic body. Therefore, the magnetoelectric conversion element changes as the relative position to the detected object changes.
Reliable electrical characteristics according to changing magnetic field strength from magnet
Is changed, whereby the position of the object to be detected can be detected accurately and surely. And it is stated in claim 1.
According to this position detection device, a magnetic thin film is formed on the surface of the magnetoelectric transducer.
Since the film is formed, the size of the device is increased.
The above effect can be obtained without using the magnetic thin film.
Is formed extremely thin on the surface of the magnetoelectric conversion element,
Do not let the magnetic field from the magnet flow only to yourself
In addition, it can be efficiently guided to the magnetoelectric conversion element.
【０００９】次に、請求項２に記載の位置検出装置は、
磁石を備えると共に一定方向に移動する被検出体の近傍
に配設される。そして、請求項１に記載の位置検出装置
と同様に、磁界強度に応じて電気的特性が変化する磁電
変換素子と、その磁電変換素子の磁石側を開放した状態
で磁電変換素子を覆う磁気シールド用磁性体と、を有し
ているが、請求項２に記載の位置検出装置では、磁気シ
ールド用磁性体に、透磁率が磁気シールド用磁性体より
も小さい磁気抵抗部を、磁石からの磁界方向に対してほ
ぼ直交する方向に直線状に設けるようにしている。 Next, the position detecting device according to claim 2 is
Near the object to be detected that has a magnet and moves in a certain direction
Is installed in. The position detecting device according to claim 1.
Similar to, a magnetoelectric field whose electrical characteristics change depending on the magnetic field strength.
A state in which the conversion element and the magnet side of the magnetoelectric conversion element are open
And a magnetic shield magnetic body that covers the magnetoelectric conversion element with
However, in the position detecting device according to claim 2, a magnetic shield is used.
Magnetic field has a higher magnetic permeability than magnetic material for magnetic shield.
The magnetic reluctance part with a small
It is arranged in a straight line in a direction substantially orthogonal to each other.
【００１０】このように構成された請求項２に記載の位
置検出装置では、被検出体が一定方向に移動するため、
磁石からは常に一定方向の磁界が発生することとなる。
そして、磁気シールド用磁性体には、磁石からの磁界方
向に対してほぼ直交する方向に直線状の磁気抵抗部が設
けられているため、磁気シールド用磁性体の磁気抵抗値
は、磁石からの磁界方向に対してのみ大きくなる。 よっ
て、磁石からの磁界が磁気シールド用磁性体に集まり難
くなって、磁電変換素子が、被検出体との相対位置変化
に伴い変化する磁石からの磁界強度に応じて確実に電気
的特性を変化させることができるようになるため、被検
出体の位置を精度良く確実に検出することができるよう
になる。一方、磁石からの磁界と方向が異なる外部から
のノイズ磁界は、磁気抵抗部に関わらず磁気シールド用
磁性体に吸引されて、磁電変換素子への影響が防止され
る。また、磁石からの磁界と同方向のノイズ磁界であっ
ても、通常、この種のノイズ磁界は磁石からの磁界より
も強いため、磁気抵抗部に関わらず磁気シールド用磁性
体に吸引されて、磁電変換素子への悪影響が防止され
る。即ち、請求項２に記載の位置検出装置においては、
磁気シールド用磁性体に、磁石からの磁界方向に対して
のみ抵抗成分を有するように磁気抵抗部を設けるように
しており、この構成によって、外部磁界に対するシール
ド効果を維持しつつ、磁石からの磁界が磁気シールド用
磁性体へ吸引されるのを防止するようにしている。従っ
て、このような位置検出装置によっても、外部からのノ
イズ磁界を遮蔽すると共に、磁石からの磁界が磁気シー
ルド用磁性体に集まるのを防止して、被検出体の位置を
精度良く確実に検出することができる。 The structure according to claim 2 configured as described above
In the position detection device, since the detected object moves in a certain direction,
A magnetic field in a fixed direction is always generated from the magnet.
The magnetic field for the magnetic shield is
A linear magnetoresistive part is installed in a direction substantially orthogonal to the
The magnetic resistance value of the magnetic substance for the magnetic shield
Is large only in the direction of the magnetic field from the magnet. Yo
It is difficult for the magnetic field from the magnet to collect on the magnetic material for the magnetic shield.
And the position of the magnetoelectric conversion element changes relative to the detected object.
Reliable electric power according to the magnetic field strength from the magnet that changes with
Because it becomes possible to change the physical characteristics,
To be able to detect the position of the outgoing body accurately and surely
become. On the other hand, from the outside, whose direction is different from the magnetic field from the magnet
The noise magnetic field is for magnetic shield regardless of the magnetic resistance part
It is attracted to the magnetic material and is prevented from affecting the magnetoelectric conversion element.
It Also, the noise magnetic field is in the same direction as the magnetic field from the magnet.
However, this kind of noise magnetic field is usually better than the magnetic field from a magnet.
Since it is also strong, it is magnetic for the magnetic shield regardless of the magnetic resistance part.
It is attracted to the body and prevents adverse effects on the magnetoelectric conversion element.
It That is, in the position detecting device according to claim 2,
For magnetic shield magnetic material, with respect to the magnetic field direction from the magnet
Only provide a magnetic resistance part so that it has a resistance component
With this configuration, it is possible to seal against external magnetic fields.
The magnetic field from the magnet is for magnetic shielding while maintaining the magnetic effect.
The magnetic material is prevented from being attracted. Obey
Even with such a position detection device,
The magnetic field from the magnet is blocked by the magnetic field.
The magnetic field for the field to prevent it from
It can be detected accurately and surely.
【００１１】[0011]
【実施例】図面に基づき本発明の一実施例を詳細に説明
する。但し、本発明は以下に詳述する一実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、
当業者が想到し得る全ての実施例を含む。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the one example described in detail below, within a range not departing from the gist of the present invention,
It includes all examples that can occur to those skilled in the art.
【００１２】本発明の一実施例であるピストン位置検出
装置１０は、図１に示すように、非磁性体からなるシリ
ンダ９０の外壁に取り付けられ、シリンダ９０内を図１
において左右方向に摺動するピストン９２に埋め込まれ
た永久磁石１からの磁界の変化に基づきピストン９２の
位置を検出するためのものである。尚、永久磁石１はピ
ストン９２の周面に沿った円筒状に形成されており、図
１において左右側が夫々Ｎ極とＳ極になっている（図７
参照）。 As shown in FIG. 1, a piston position detecting device 10 which is an embodiment of the present invention is attached to the outer wall of a cylinder 90 made of a non-magnetic material, and the inside of the cylinder 90 is shown in FIG.
Is for detecting the position of the piston 92 based on the change in the magnetic field from the permanent magnet 1 embedded in the piston 92 that slides in the left-right direction . The permanent magnet 1 is
It is formed in a cylindrical shape along the peripheral surface of the stone 92.
In Fig. 1, the left and right sides are the north pole and the south pole, respectively (Fig. 7).
reference).
【００１３】ピストン位置検出装置１０は、プリント基
板６０表面に検出回路６２を構成する各素子が配設され
ると共にプリント基板６０の裏面に磁気抵抗（ＭＲ）素
子チップ２０が取り付けられている。また、プリント基
板６０の裏面には、検出回路６２に電源を供給するため
のリード線７０も接続されている。そして、シリンダ９
０への取付面側を除き、それらプリント基板６０、検出
回路６２、及びＭＲ素子チップ２０等を覆う鋼板製シー
ルドカバー８０が設けられている。シールドカバー８０
は矩形板状蓋体８０ａの四方からそれと垂直に脚部８０
ｂが設けられ、矩形で底浅の容器状外観を有する。その
蓋体８０ａの両端付近には、磁気抵抗部として機能する
切欠き部８０ｃが、ピストン９２の移動方向（即ち永久
磁石１からの磁界方向）に対して直交する方向に二条の
溝として設けられている。また、脚部８０ｂの端部周縁
には、合成ゴムよりなる基盤８２が装着され、この基盤
８２がシリンダ９０の外壁に固定されることによって位
置検出装置１０がシリンダ９０に取り付けられている。In the piston position detecting device 10, each element constituting the detection circuit 62 is arranged on the surface of the printed board 60, and the magnetoresistive (MR) element chip 20 is attached to the back surface of the printed board 60. Further, a lead wire 70 for supplying power to the detection circuit 62 is also connected to the back surface of the printed circuit board 60. And cylinder 9
A shield cover 80 made of a steel plate is provided to cover the printed circuit board 60, the detection circuit 62, the MR element chip 20 and the like except the mounting surface side to 0. Shield cover 80
Is a rectangular plate-shaped lid 80a from four sides to the legs 80 perpendicularly thereto.
b is provided and has a rectangular and shallow container-like appearance. Near both ends of the lid 80a, a notch 80c functioning as a magnetic resistance portion is formed in the moving direction of the piston 92 (that is, a permanent magnet).
It is provided as a double groove in a direction orthogonal to the magnetic field direction from the magnet 1 . A base 82 made of synthetic rubber is attached to the peripheral edge of the leg 80b, and the base 82 is fixed to the outer wall of the cylinder 90 so that the position detecting device 10 is attached to the cylinder 90.
【００１４】ＭＲ素子チップ２０は、図２及び図３に模
式的に示すように、表面にパーマロイ製の磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）素子パターン２４及び半田パッド部２６が形成され
たガラス製基板２２（図４参照）のパターン形成部２５
の表面をＳiＯ2の絶縁体３４で覆った後、その絶縁体３
４の表面及び基板２２の裏面に、コバルト系アモルファ
スで厚さ１０μｍの磁性薄膜３０及び同じく５μｍの磁
性薄膜３２をそれぞれ積層し、更に表面の磁性薄膜３２
の上に、ＳiＯ2の絶縁体３６を積層することにより形成
されている。なお、半田パッド部２６の上面には、ニッ
ケルメッキ２７だけが施されている。The MR element chip 20 has a magnetic resistance (M) made of permalloy on the surface, as schematically shown in FIGS.
R) Pattern forming portion 25 of the glass substrate 22 (see FIG. 4) on which the element pattern 24 and the solder pad portion 26 are formed
After covering the surface of the substrate with the insulator 34 of SiO 2 , the insulator 3
4, a cobalt-based amorphous magnetic thin film 30 having a thickness of 10 μm and a magnetic thin film 32 having a thickness of 5 μm are laminated on the front surface of the substrate 4 and the back surface of the substrate 22, respectively.
It is formed by stacking an insulator 36 of SiO 2 on the above. Note that only the nickel plating 27 is applied to the upper surface of the solder pad portion 26.
【００１５】ＭＲ素子チップ２０は、図５に示すよう
に、洗浄工程(Ｉ)からダイシング工程(Ｘ)までを経て製
造される。まず、洗浄工程(Ｉ)においてガラス基板２２
ａを洗浄層の中性洗剤の中で洗浄して基板表面を浄化
し、次の工程における蒸着が良好に行えるよう準備す
る。蒸着工程(II)では、基板２２ａの片側面に、ＩＣＢ
蒸着装置によりパーマロイ４０を蒸着する。更にレジス
ト工程(III) において、スピンナーによりパーマロイ４
０の外側面にフォトレジスト４１を塗布し、プリベイク
する。As shown in FIG. 5, the MR element chip 20 is manufactured through a cleaning process (I) to a dicing process (X). First, in the cleaning step (I), the glass substrate 22
The surface of the substrate is cleaned by washing a in a cleaning layer with a neutral detergent, and preparation is made so that vapor deposition in the next step can be performed well. In the vapor deposition process (II), the ICB is attached to one side surface of the substrate 22a.
The permalloy 40 is vapor-deposited by the vapor deposition device. Furthermore, in the resist process (III), a permalloy 4 was used by a spinner.
Photoresist 41 is applied to the outer surface of 0 and prebaked.
【００１６】プリベイク後、露光工程(IV)にて、図４に
示すようなパターン形状を複数型どったワーキングマス
クをフォトレジスト４１の塗布面に被せつつアライナー
により紫外線を照射する。照射後、現像工程(Ｖ)で、現
像液を蓄えた現像槽に入れて現像し、基板２２ａ上の蒸
着膜に塗布されたフォトレジスト４１により複数のＭＲ
素子パターンを型どる。さらに、これをポストベイクし
た後、エッチング工程(VI)で、エッチング槽においてフ
ォトレジスト４１に覆われていないパーマロイ４０を腐
食して、パーマロイ４０によるＭＲ素子パターン２４及
び半田パッド部２６を形成する。After the pre-baking, in the exposure step (IV), the working surface having a plurality of pattern shapes as shown in FIG. After the irradiation, in the developing step (V), the developing solution is stored in the developing tank for development, and a plurality of MRs are formed by the photoresist 41 applied to the vapor deposition film on the substrate 22a.
Shape the element pattern. Further, after this is post-baked, in the etching step (VI), the permalloy 40 not covered with the photoresist 41 is corroded in the etching tank to form the MR element pattern 24 and the solder pad portion 26 by the permalloy 40.
【００１７】剥離工程(VII) で、残ったフォトレジスト
４１を剥離する。そして、磁性膜形成工程(VIII)でＭＲ
素子パターン２４が形成されたパターン形成部２５を露
出させたマスクを被せ、パターン形成部２５の上へ絶縁
体３４を積層し、半田パッド部２６の上にニッケルメッ
キ２７を施す。更に、絶縁体３４の上に磁性薄膜３２を
蒸着し、基板２２ａの逆側面には、全面に磁性薄膜３０
を蒸着する。In the stripping step (VII), the remaining photoresist 41 is stripped. Then, in the magnetic film forming step (VIII), MR
A mask exposing the pattern forming portion 25 on which the element pattern 24 is formed is covered, an insulator 34 is laminated on the pattern forming portion 25, and nickel plating 27 is applied on the solder pad portion 26. Further, a magnetic thin film 32 is vapor-deposited on the insulator 34, and the magnetic thin film 30 is entirely formed on the opposite side surface of the substrate 22a.
Vapor deposition.
【００１８】そして、真空高温炉による熱処理工程(IX)
を経て、ダイシング工程(Ｘ)で約４ｍｍ四方ほどの各パ
ターン毎に切断して個々のＭＲ素子チップ２０を形成す
る。なお、熱処理工程(IX)は、必須の工程ではなく省略
されることもある。Then, the heat treatment process (IX) in a vacuum high temperature furnace
Then, in the dicing process (X), each MR element chip 20 is formed by cutting each pattern of about 4 mm square. The heat treatment step (IX) is not an essential step and may be omitted.
【００１９】つぎにプリント基板６０に設けられた検出
回路６２について図６に基づき説明する。検出回路６２
は、電源電圧を分圧して基準電圧を設定する抵抗Ｒ１、
Ｒ２、それらの抵抗と並列に設けられたＭＲ素子チップ
２０、設定された基準電圧とＭＲ素子チップ２０の抵抗
値の変化に基づき変化するＭＲ出力電圧との大小を比較
するコンパレータ７２、コンパレータ７２の出力部に接
続されその出力に基づきＯＮ・ＯＦＦするｐｎｐ型トラ
ンジスタ７４、及びトランジスタ７４がＯＮしたとき点
灯する表示ランプ６８等で構成され、リード線７０を介
して電源７８から電力の供給を受けている。Next, the detection circuit 62 provided on the printed circuit board 60 will be described with reference to FIG. Detection circuit 62
Is a resistor R1 that divides the power supply voltage to set a reference voltage,
R2, an MR element chip 20 provided in parallel with those resistors, and a comparator 72 and a comparator 72 for comparing the magnitude of a set reference voltage and an MR output voltage that changes based on a change in the resistance value of the MR element chip 20. It is composed of a pnp-type transistor 74 which is connected to an output section and is turned on and off based on the output, and a display lamp 68 which is turned on when the transistor 74 is turned on, and receives electric power from a power source 78 via a lead wire 70. There is.
【００２０】シリンダ９０内でピストン９２に連動する
永久磁石１と位置検出装置１０に設けられたＭＲ素子チ
ップ２０との相対的な位置関係、及び検出回路６２の作
動原理を図１、図６及び図７に基づき詳述する。The relative positional relationship between the permanent magnet 1 interlocked with the piston 92 in the cylinder 90 and the MR element chip 20 provided in the position detection device 10 and the operating principle of the detection circuit 62 are shown in FIGS. This will be described in detail with reference to FIG.
【００２１】図７a)に示すように、永久磁石１が線Ｐ上
を移動する場合に点０のＭＲ素子チップ２０に及ぶ磁束
の変化の様子は、永久磁石１を固定し線Ｐに平行で点０
を含む線Ｑ上をＭＲ素子チップ２０が移動した場合の磁
束の様子と同じである。As shown in FIG. 7a), when the permanent magnet 1 moves on the line P, the change of the magnetic flux reaching the MR element chip 20 at the point 0 is as follows. Point 0
This is the same as the state of the magnetic flux when the MR element chip 20 moves on the line Q including the.
【００２２】図７a)乃至c)に示されるように、永久磁石
１がＭＲ素子チップ２０に最も近づいたとき、ＭＲ素子
チップ２０に及ぶ磁束密度の水平成分は最大であるた
め、ＭＲ出力電圧も最大となる。そのとき、ＭＲ出力電
圧が抵抗Ｒ１，Ｒ２で設定された基準電圧を上回るの
で、コンパレータ７２のｏｕｔ出力電圧がＬｏｗとな
り、トランジスタ７４がＯＮされ表示ランプ６８が点灯
する。As shown in FIGS. 7 (a) to 7 (c), when the permanent magnet 1 comes closest to the MR element chip 20, the horizontal component of the magnetic flux density reaching the MR element chip 20 is maximum, so that the MR output voltage is also It will be the maximum. At that time, since the MR output voltage exceeds the reference voltage set by the resistors R1 and R2, the out output voltage of the comparator 72 becomes Low, the transistor 74 is turned on, and the display lamp 68 is turned on.
【００２３】永久磁石１がＭＲ素子チップ２０から遠ざ
かり、ＭＲ素子チップ２０に及ぶ水平方向の磁束密度が
減ると、ＭＲ出力電圧も減少し基準電圧を下回わる。す
ると、コンパレータ７２のｏｕｔ出力電圧もＨｉとなっ
てトランジスタ７４はＯＦＦして表示ランプ６８も消え
る。When the permanent magnet 1 moves away from the MR element chip 20 and the horizontal magnetic flux density reaching the MR element chip 20 decreases, the MR output voltage also decreases and falls below the reference voltage. Then, the out output voltage of the comparator 72 also becomes Hi, the transistor 74 is turned off, and the display lamp 68 is also extinguished.
【００２４】以上説明したように、本実施例において
は、磁電変換素子であるＭＲ素子パターン２４の上下に
鋼板製シールドカバー８０よりも透磁率の高いアモルフ
ァス磁性薄膜３０、３２が配設されている。そのアモル
ファス磁性薄膜３０、３２により、シールドカバー８０
に磁石１からの磁界が集まるのを妨げつつ、ＭＲ素子パ
ターン２４へ磁石１からの磁界を誘導している。As described above, in this embodiment, the amorphous magnetic thin films 30 and 32 having a higher magnetic permeability than the steel plate shield cover 80 are arranged above and below the MR element pattern 24 which is a magnetoelectric conversion element. . Due to the amorphous magnetic thin films 30 and 32, the shield cover 80
The magnetic field from the magnet 1 is guided to the MR element pattern 24 while preventing the magnetic field from the magnet 1 from gathering on the MR element pattern 24.
【００２５】また、本実施では、シールドカバー８０に
切欠き部８０ｃを永久磁石１からの磁界方向に対して直
交する方向に二条の溝として設けている。この切欠き部
８０ｃは、シールドカバー８０による磁気回路において
磁気抵抗としての機能を果たすため、その磁気回路の磁
石１からの磁界方向に対する磁気抵抗値は、切欠き部８
０ｃが設けられていないシールドカバー８０の磁気抵抗
値よりも大きくなって、磁石１からの磁界は集まり難く
なっている。Further, in this embodiment, the shield cover 80 is provided with the notch 80c directly in the magnetic field direction from the permanent magnet 1.
Two grooves are provided in the intersecting direction . Since the cutout portion 80c functions as a magnetic resistance in the magnetic circuit formed by the shield cover 80, the magnetic field of the magnetic circuit is reduced.
The reluctance value in the direction of the magnetic field from the stone 1 is the cutout 8
0c is larger than the magnetic resistance value of the shield cover 80 not provided, and the magnetic field from the magnet 1 is hard to collect.
【００２６】そのような、切欠き部８０ｃの有無に基づ
く相違を明らかにするため、本実施例に相当するモデル
と、切欠き部８０ｃが設けられていない点で本実施例と
相違する比較モデルとを設計して有限要素解析を行っ
た。その解析結果を示す図８乃至図１０において、
（Ａ）は本実施例に対応させ切欠き部１８０ｃが設けら
れたモデルを、（Ｂ）は切欠き部を有しない比較モデル
を、それぞれ示す。判り易くするため、図８乃至図１０
は何れも、検出部２００に磁石１が最も近付いた位置で
の磁界の様子または磁束密度ベクトルを示す。図９に示
す磁束密度ベクトルは、ピストン１９２に連動する磁石
１０１からの磁束密度をシールドカバー１８０、２８０
で囲まれた検出部２００で検出した。In order to clarify such a difference based on the presence or absence of the cutout portion 80c, a model corresponding to this embodiment and a comparison model different from the present embodiment in that the cutout portion 80c is not provided. And were designed and finite element analysis was performed. 8 to 10 showing the analysis results,
(A) shows a model provided with a notch portion 180c corresponding to the present embodiment, and (B) shows a comparative model having no notch portion. 8 to 10 for the sake of clarity.
Shows the state of the magnetic field or the magnetic flux density vector at the position where the magnet 1 is closest to the detection unit 200. The magnetic flux density vector shown in FIG. 9 corresponds to the magnetic flux density from the magnet 101 interlocking with the piston 192 as the shield covers 180, 280.
It is detected by the detection unit 200 surrounded by.
【００２７】図８（Ａ）と（Ｂ）とを比べれば明らかな
ように、切欠き部が設けられていない比較モデル（Ｂ）
では磁石１からの磁界がシールドカバー２８０に集まり
検出部２００に磁界が及ぶのが妨げられているのに対
し、切欠き部１８０ｃが設けられている本実施例に相当
するモデル（Ａ）では磁石１からの磁界がシールドカバ
ー１８０に集まり難くなって磁界は十二分に検出部２０
０に達している。また、それらの磁界を検出部２００付
近で拡大した様子、及び検出部２００を六点に分け各点
での磁束密度ベクトルを、図９に示す。表１には図９に
示した磁束密度ベクトルをＸ成分とＹ成分とに分けて掲
げた。As is apparent from a comparison between FIGS. 8A and 8B, a comparative model (B) having no notch portion is provided.
In this case, the magnetic field from the magnet 1 gathers in the shield cover 280 and is prevented from reaching the detection unit 200, whereas in the model (A) corresponding to the present embodiment in which the cutout portion 180c is provided, the magnet is provided. It is difficult for the magnetic field from 1 to collect on the shield cover 180, and the magnetic field is more than sufficient for the detection unit 20.
It has reached 0. Further, FIG. 9 shows a state in which those magnetic fields are enlarged in the vicinity of the detection unit 200, and the detection unit 200 is divided into six points and the magnetic flux density vector at each point. In Table 1, the magnetic flux density vector shown in FIG. 9 is listed separately for the X component and the Y component.
【００２８】[0028]
【表１】 [Table 1]
【００２９】表１においてＸ成分、Ｙ成分の基準となる
Ｘ軸及びＹ軸は、検出部２００の各点を原点として、図
９に示す検出部２００の六点、６から１の方向をＹ軸の
正方向に、そのＹ軸と直行するＸ軸は、検出部２００か
ら磁石１０１と逆の方向を正方向にとった。また、検出
部２００の六点の平均値をＸ，Ｙ各成分毎に示した。In Table 1, the X-axis and the Y-axis, which are the references for the X component and the Y component, have the six points of the detection unit 200 shown in FIG. The X axis, which is orthogonal to the Y axis in the positive direction of the axis, has the direction opposite to the magnet 101 from the detection unit 200 as the positive direction. Further, the average value of the six points of the detection unit 200 is shown for each of the X and Y components.
【００３０】表１の平均値に示すように、ＭＲ素子パタ
ーン２４の抵抗値を変化させるＹ成分（水平成分）の大
きさは、切欠き部がある場合（Ａ）と、ない場合（Ｂ）
とで大きく異なる。即ち、図８及び図９に基づき詳述し
たように、切欠き部１８０ｃを設けると、磁石１０１か
らの磁界は、シールドカバー１８０に集まり難くなるの
で、切欠き部がある場合（Ａ）は切欠き部がない場合
（Ｂ）に比べ検出部２００の磁束密度Ｙ成分の平均値が
１．５倍以上の大きな値となっている。従って、切欠き
部がない場合（Ｂ）に比べ切欠き部がある場合（Ａ）
は、検出感度を１．５倍以上に高めることが可能であ
る。As shown in the average value of Table 1, the magnitude of the Y component (horizontal component) that changes the resistance value of the MR element pattern 24 is the case with the notch (A) and the case without the notch (B).
And are very different. That is, as described in detail with reference to FIGS. 8 and 9, when the cutout portion 180c is provided, the magnetic field from the magnet 101 is less likely to collect in the shield cover 180. The average value of the magnetic flux density Y component of the detecting unit 200 is 1.5 times or more larger than that in the case where there is no notch (B). Therefore, when there is a notch (A) compared to when there is no notch (B)
Can increase the detection sensitivity to 1.5 times or more.
【００３１】一方、本実施例のように、シールドカバー
８０に切欠き部８０ｃを設けていても、磁石１からの磁
界と方向が異なる磁界に対するシールドカバー８０の磁
気抵抗値は、切欠き部８０ｃを有しない場合とほぼ同等
であるため、磁石１からの磁界と方向が異なる外部から
のノイズ磁界は、シールドカバー８０に吸引されて確実
に遮蔽される。また、シールドカバー８０は、磁石１か
らの磁界と同方向のノイズ磁界であっても、それを有効
に遮蔽する。例えば、図１０は、図８及び図９の（Ａ）
に示したシールドカバー１８０に対して、磁石１０１か
らの磁界と同方向の外部磁界（８０００アンペアの電流
を流した導線１９０の周囲に発生する磁界）を与えた場
合を示しており、その外部磁界が有効に遮蔽されること
が分かる。即ち、磁石１０１からの磁界に比べ導線１９
０による外部磁界は極めて強いため、シールドカバー１
８０に設けられた切欠き部１８０ｃのような小さなエア
ーギャップは、磁石１０１からの磁界には大きく影響す
るが強い外部磁界に殆ど影響を及ぼさないからであると
考えられる。 On the other hand, as in this embodiment, the shield cover
Even if the notch 80c is provided in 80, the magnetism from the magnet 1
Of the shield cover 80 against a magnetic field whose direction is different from that of the field.
The air resistance is almost the same as that without the cutout 80c.
Therefore, from the outside, the direction is different from the magnetic field from the magnet 1.
The noise magnetic field of
To be shielded by. Also, the shield cover 80 is the magnet 1
Even if it is a noise magnetic field in the same direction as those magnetic fields, it is effective
Shield to. For example, FIG. 10 shows (A) of FIGS. 8 and 9.
For the shield cover 180 shown in FIG.
External magnetic field in the same direction as those of
Magnetic field generated around the conducting wire 190 that has flowed
The external magnetic field is effectively shielded.
I understand. That is, compared with the magnetic field from the magnet 101, the conductor 19
Since the external magnetic field due to 0 is extremely strong, the shield cover 1
It is considered that a small air gap such as the cutout portion 180c provided in 80 greatly affects the magnetic field from the magnet 101 but hardly affects the strong external magnetic field.
【００３２】本実施例によれば、アモルファス磁性薄膜
３０、３２によって、シールドカバー８０に磁石１から
の磁界が集まるのを妨げつつＭＲ素子パターン２４へ磁
石１からの磁界を誘導すると共に、シールドカバー８０
に切欠き部８０ｃを設けて、磁石１からシールドカバー
８０への磁界強度を減らしている。従って、外界からの
ノイズ磁界等は、シールドカバー８０で遮蔽されつつ、
アモルファス磁性薄膜３０、３２で誘導された磁石１か
らの磁界強度に応じＭＲ素子パターン２４の電気抵抗値
が変化し、ＭＲ出力電圧は図７b)に示すように、永久磁
石１がＭＲ素子チップ２０の直下付近にあるときだけ高
い値を示す良好な特性が得られる。従って、切欠き部８
０ｃを設けたシールドカバー８０と共にアモルファス磁
性薄膜３０、３２を用いた本実施例によれば、ピストン
９２の位置を精度良く確実に検出することが出来る。According to the present embodiment, the amorphous magnetic thin films 30 and 32 guide the magnetic field from the magnet 1 to the MR element pattern 24 while preventing the magnetic field from the magnet 1 from collecting on the shield cover 80, and at the same time, the shield cover. 80
A cutout portion 80c is provided in the to reduce the magnetic field strength from the magnet 1 to the shield cover 80. Therefore, while the noise magnetic field from the outside is shielded by the shield cover 80,
The electric resistance value of the MR element pattern 24 changes according to the magnetic field strength from the magnet 1 induced by the amorphous magnetic thin films 30 and 32, and the MR output voltage is as shown in FIG. Good characteristics showing a high value can be obtained only in the vicinity of immediately below. Therefore, the notch 8
According to this embodiment, which uses the amorphous magnetic thin films 30 and 32 together with the shield cover 80 provided with 0c, the position of the piston 92 can be detected accurately and reliably.
【００３３】また、磁気誘導用として適した一定の薄さ
（おおよそ１μｍ〜３０μｍ）に全体を精度良く形成す
ることが難しかった（適切な薄さに形成したとしても特
性の変化が生じてしまう）一般の板材に比べ、磁性薄膜
３０、３２はイオンプレーティングビーム法、真空蒸
着、またはスパッタリング等の薄膜形成技術により、特
性をコントロールしつつ一定の薄さに精度良く形成し得
て磁界の誘導を的確に行うことが出来る。従って、その
ような磁性薄膜３０、３２を用いた本実施例によれば、
ＭＲ出力電圧を適切にコントロールし、移動体の位置を
正確に検出することが可能である。しかも、本実施例に
よれば、ＭＲ素子パターン２４の表面に磁性薄膜３０、
３２を形成するようにしているため、装置の大型化を招
くことなく上述した効果を得ることができ、しかも、磁
性薄膜３０、３２は、ＭＲ素子パターン２４の表面に極
めて薄く形成されるため、磁石１からの磁界を、自分自
身にだけ流してしまうことなく、ＭＲ素子パターン２４
へ効率よく誘導させることができる。 Further, it was difficult to accurately form the whole to a certain thinness (approximately 1 μm to 30 μm) suitable for magnetic induction (even if the thinness is formed to an appropriate value, the characteristics will change). The magnetic thin films 30 and 32 can be accurately formed to a certain thin thickness while controlling the characteristics by a thin film forming technique such as an ion plating beam method, vacuum deposition, or sputtering, as compared with a general plate material, to induce a magnetic field. You can do it exactly. Therefore, according to the present embodiment using such magnetic thin films 30 and 32,
It is possible to properly control the MR output voltage and accurately detect the position of the moving body. Moreover, in this embodiment
According to this, the magnetic thin film 30, on the surface of the MR element pattern 24,
Since 32 is formed, the size of the device is increased.
The above effects can be obtained without
Thin films 30 and 32 are formed on the surface of the MR element pattern 24.
Since it is formed to be thin, the magnetic field from the magnet 1
The MR element pattern 24 without being washed away
Can be efficiently guided to.
【００３４】さらに、前述のように、従来例に比べて良
好なＭＲ出力電圧特性が得られる本実施例によれば、基
準電圧の設定にあたって許容幅があるため、温度変化や
ノイズ等の外乱に対し柔軟に対応することが出来ると共
に、ＭＲ素子チップ２０を汎用のものとすることが可能
となった。即ち、良好なＭＲ出力電圧特性を有するＭＲ
素子チップ２０は、永久磁石の磁力や電気回路等の相違
に基づき基準電圧の値にバラツキがある他の位置検出装
置にも有効に用いることが出来る。Further, as described above, according to the present embodiment, which can obtain a better MR output voltage characteristic than the conventional example, there is a tolerance in setting the reference voltage, so that there is no disturbance such as temperature change or noise. On the other hand, it is possible to flexibly deal with it, and it is possible to use the MR element chip 20 as a general-purpose one. That is, an MR having good MR output voltage characteristics
The element chip 20 can be effectively used for other position detection devices in which the value of the reference voltage varies due to the difference in the magnetic force of the permanent magnet, the electric circuit, or the like.
【００３５】加えて、本実施例で用いられるアモルファ
スの磁性薄膜３０、３２は、一般の結晶膜に比べて成膜
条件が緩く製造が容易であるため、安価に量産すること
が出来る。In addition, the amorphous magnetic thin films 30 and 32 used in the present embodiment can be mass-produced at low cost because the film forming conditions are looser and the manufacturing is easier than that of a general crystal film.
【００３６】さらに加えて、本実施例で用いられるＭＲ
素子チップ２０は、図５に示すような製造工程を経て、
即ち、蒸着によりガラス基板２２ａ上に複数のＭＲ素子
チップ２０のための成膜を一度に行なった後、個々のチ
ップ２０毎に切断しているので、特性の揃ったＭＲ素子
チップ２０を容易に量産することが出来る。In addition, the MR used in this embodiment
The element chip 20 undergoes a manufacturing process as shown in FIG.
That is, since the film formation for the plurality of MR element chips 20 is performed on the glass substrate 22a at one time by vapor deposition, the individual element chips 20 are cut into pieces, so that the MR element chips 20 having uniform characteristics can be easily formed. Mass production is possible.
【００３７】なお、本実施例では、切欠き部８０ｃを設
けたシールドカバー８０と共にアモルファス磁性薄膜３
０、３２を用いたが、どちらか一方だけでも良い。すな
わち、切欠き部の設けられていないシールドカバーと共
にアモルファス磁性薄膜３０、３２を用いることによっ
ても、磁石１からの磁界がシールドカバーに集まるのを
妨げてＭＲ素子に磁界を誘導し、良好なＭＲ出力電圧特
性を得て、ピストン９２の位置を精度良く確実に検出す
ることが出来る。そして、この構成は、ピストン９２の
ような往復運動をする移動体の位置を検出する場合だけ
でなく、モータ等の回転体や往復運動以外の運動をする
移動体の位置を検出する場合にも用いることができる。 In this embodiment, the amorphous magnetic thin film 3 is provided together with the shield cover 80 having the cutout 80c.
Although 0 and 32 are used, only one of them may be used. That is, by using the amorphous magnetic thin films 30 and 32 together with the shield cover not provided with the cutout portion, the magnetic field from the magnet 1 is prevented from gathering in the shield cover and the magnetic field is induced in the MR element to obtain a good MR. By obtaining the output voltage characteristic, the position of the piston 92 can be detected accurately and surely. And, this configuration is
Only when detecting the position of a reciprocating moving body
Not the rotating body such as the motor or the motion other than the reciprocating motion
It can also be used when detecting the position of a moving body.
【００３８】また、アモルファス磁性薄膜を用いないで
シールドカバー８０に切欠き部８０ｃを設けただけで
も、磁石１からの磁界がシールドカバーに集まるのを妨
げ、良好なＭＲ出力電圧特性を得て、ピストン９２の位
置を精度良く確実に検出することが出来る。Further, even if the notch 80c is provided in the shield cover 80 without using the amorphous magnetic thin film, the magnetic field from the magnet 1 is prevented from gathering in the shield cover and a good MR output voltage characteristic is obtained. The position of the piston 92 can be detected accurately and reliably.
【００３９】本実施例では、二枚の磁性薄膜３０、３２
により永久磁石１からの磁界を誘導しているので、一枚
の磁性薄膜３０だけで誘導する場合に比べ、永久磁石１
からの磁界がシールドカバー８０に集まるのを更に妨
げ、より強く磁界を誘導することが出来、ＭＲ出力電圧
をより適切にコントロールして、ピストン９２の位置を
検出する精度及び確度の向上を図ることが可能となっ
た。しかしながら、二枚の磁性薄膜のどちらか一方のみ
でも、永久磁石１からの磁界がシールドカバー８０に集
まるのを妨げつつ、その磁界をＭＲ素子パターン２４に
誘導して、磁性薄膜を用いない場合に比べ良好なＭＲ出
力電圧特性を得て、ピストン９２の位置を精度良く確実
に検出することが出来る。 In this embodiment, two magnetic thin films 30, 32 are used.
Since the magnetic field from the permanent magnet 1 is induced by the permanent magnet 1, as compared with the case where it is induced by only one magnetic thin film 30, the permanent magnet 1
To further prevent the magnetic field from the magnetic field from gathering in the shield cover 80, to induce the magnetic field more strongly, and to control the MR output voltage more appropriately to improve the accuracy and accuracy of detecting the position of the piston 92. Became possible. However, even when only one of the two magnetic thin films is used, the magnetic field from the permanent magnet 1 is prevented from gathering in the shield cover 80, and the magnetic field is guided to the MR element pattern 24 so that the magnetic thin film is not used. The MR output voltage characteristic that is better than that in the first embodiment can be obtained, and the position of the piston 92 can be detected accurately and reliably .
【００４０】また、前述した本実施例においてアモルフ
ァス磁性薄膜３０、３２に垂直方向の透磁率が小さく水
平方向の透磁率が大きいという磁気異方性を有する材料
を用いれば、その磁気異方性を利用して磁束密度の方向
だけでなく大きさもコントロールすることにより、永久
磁石からの磁界がシールドカバー８０に集まるのを妨げ
つつ、永久磁石１がＭＲ素子チップ２０に最も近付いた
ときだけＭＲ素子パターン２４に水平方向の磁束密度成
分が及ぶようにすることも可能であり、そうすれば位置
検出装置１０の精度を更に向上させることが出来る。If a material having magnetic anisotropy such that the magnetic permeability in the vertical direction is small and the magnetic permeability in the horizontal direction is large is used for the amorphous magnetic thin films 30 and 32 in the above-mentioned embodiment, the magnetic anisotropy is reduced. By controlling not only the direction of the magnetic flux density but also the size of the magnetic flux by using the MR element pattern, the magnetic field from the permanent magnet is prevented from collecting on the shield cover 80, and only when the permanent magnet 1 comes closest to the MR element chip 20. It is also possible to make the magnetic flux density component in the horizontal direction extend to 24, which can further improve the accuracy of the position detection device 10.
【００４１】さらに、磁性薄膜３０、３２の材料として
は、本実施例で用いたアモルファスのような強磁性体だ
けでなく、反磁性体、または弱磁性体など、蒸着等によ
り薄膜を形成し得る全ての磁性体を使用することができ
る。磁石からの磁界がシールド用磁性体に集まるのを妨
げつつ、磁石と磁電変換素子との相対位置変化に対応し
た磁電変換素子の電気的特性の変化を磁気誘導により実
現し得るものであれば、空気の透磁率と異なる透磁率を
有し保磁力の小さい各種の物質を磁性薄膜の材料として
用いることが出来るからである。Further, as a material for the magnetic thin films 30 and 32,
In addition to the ferromagnetic material such as the amorphous material used in this embodiment , any magnetic material such as a diamagnetic material or a weak magnetic material capable of forming a thin film by vapor deposition can be used. While preventing the magnetic field from the magnet from gathering in the shielding magnetic body, if it is possible to realize a change in the electrical characteristics of the magnetoelectric conversion element corresponding to the relative position change between the magnet and the magnetoelectric conversion element by magnetic induction, This is because various substances having a magnetic permeability different from that of air and a small coercive force can be used as the material of the magnetic thin film .
【００４２】上記実施例の位置検出装置１０は、磁石１
側が移動するものであったが、磁石１側が固定され位置
検出装置の方が移動するように構成しても良い。また、
上記実施例の位置検出装置１０は、磁石１からの磁界強
度に基づき被検出体の位置を検出するものであったが、
磁石１の代わりに電磁石や電流の流れる導体等であって
も良く、それら磁界を発生させる種々のものからの磁界
強度に基づき被検出体の位置を検出することが出来る。 The position detecting device 10 of the above embodiment is composed of the magnet 1
Although the side moved, the magnet 1 side was fixed and the position
The detection device may be configured to move. Also,
The position detecting device 10 according to the above-described embodiment uses the strong magnetic field from the magnet 1.
The position of the detected object was detected based on the degree,
Instead of the magnet 1 , an electromagnet, a conductor through which a current flows, or the like may be used, and the position of the object to be detected can be detected based on the magnetic field strength from various things that generate these magnetic fields.
【００４３】本実施例では、磁性薄膜を形成した基板２
２としてガラスを用いたが、シリコンやセラミック等を
用いても良い。また、本実施例ではＳｉＯ2が用いられ
た絶縁体３４、３６として、ポリイミド等の有機絶縁材
料が用いられても良い。In this embodiment, the substrate 2 on which the magnetic thin film is formed
Although glass is used as the material 2, silicon, ceramics, or the like may be used. Further, in the present embodiment, an organic insulating material such as polyimide may be used as the insulators 34 and 36 using SiO 2 .
【００４４】本実施例では磁電変換素子として強磁性金
属抵抗素子（ＭＲ素子）を用いたが、その代わりにホー
ル素子や半導体磁気抵抗素子等を用いることもできる。
本実施例では、磁気抵抗部として溝状の切欠き部からな
るエアーギャップを使用したが、鋼板より透磁率の小さ
い他の物質、例えばプラスチック等をシールドカバーに
埋め込んだりすることによって、磁気抵抗部を形成して
も良い。また、シールドカバー８０を複数に分割し間隙
を隔てて配設することにより磁気抵抗部を形成しても良
い。 Although the ferromagnetic metal resistance element (MR element) is used as the magnetoelectric conversion element in this embodiment, a Hall element, a semiconductor magnetoresistance element or the like may be used instead.
In this embodiment, the magnetoresistive portion is formed by a groove-shaped notch portion .
Although the air gap is used , the magnetic resistance portion may be formed by embedding another substance having a magnetic permeability lower than that of the steel plate , such as plastic, in the shield cover. Further, it may also be a magnetic resistance portion by arranging at a gap dividing the shield cover 80 into a plurality
Yes.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
位置検出装置においては、磁電変換素子の磁石側を開放
した状態で磁電変換素子を覆う磁気シールド用磁性体を
備えると共に、磁電変換素子の表面には、絶縁体を介し
て磁気誘導用の磁性薄膜が形成されている。従って、外
部からのノイズ磁界等は磁気シールド用磁性体で遮蔽さ
れると共に、磁石からの磁界は磁気誘導用の磁性薄膜に
より誘導されて、磁気シールド用磁性体に集まるのが妨
げられつつ磁電変換素子に達する。それ故、被検出体と
の相対位置変化にともない変化する磁石からの磁界強度
によって磁電変換素子の電気的特性が確実に変化し、被
検出体の位置を精度良く確実に検出することが出来る。
しかも、請求項１に記載の位置検出装置によれば、磁電
変換素子の表面に磁性薄膜を形成するようにしているた
め、装置の大型化を招くことなく上記効果を得ることが
でき、更に、磁性薄膜は、磁電変換素子の表面に極めて
薄く形成されるため、磁石からの磁界を、自分自身にだ
け流してしまうことなく、磁電変換素子へ効率よく誘導
させることができる。 As described above in detail, according to claim 1,
In the position detector, open the magnet side of the magnetoelectric conversion element.
The magnetic material for the magnetic shield that covers the magnetoelectric conversion element
In addition to the provision of an insulator on the surface of the magnetoelectric conversion element
Thus, a magnetic thin film for magnetic induction is formed. Therefore, the noise magnetic field from the outside is shielded by the magnetic shield magnetic body, and the magnetic field from the magnet is guided by the magnetic thin film for magnetic induction and gathers in the magnetic shield magnetic body. It reaches the magnetoelectric conversion element while being disturbed. Therefore, the electric characteristics of the magnetoelectric conversion element are surely changed by the magnetic field strength from the magnet that changes with the relative position change with respect to the object to be detected, and the position of the object to be detected can be detected accurately and surely.
Moreover, according to the position detecting device of claim 1,
A magnetic thin film is formed on the surface of the conversion element.
Therefore, it is possible to obtain the above effects without increasing the size of the device.
In addition, the magnetic thin film is extremely thin on the surface of the magnetoelectric conversion element.
Because it is formed thinly, the magnetic field from the magnet is exposed to itself.
Efficient induction to the magnetoelectric conversion element without being washed away
Can be made.
【００４６】また、請求項２に記載の位置検出装置にお
いて、磁電変換素子の磁石側を開放した状態で磁電変換
素子を覆う磁気シールド用磁性体には、透磁率が磁気シ
ールド用磁性体よりも小さい磁気抵抗部が、磁石からの
磁界方向に対してほぼ直交する方向に直線状に設けられ
ている。従って、外部からのノイズ磁界等は磁気シール
ド用磁性体で遮蔽されるが、磁石からの磁界は磁気シー
ルド用磁性体に集まり難くなる。その結果、請求項１に
記載の位置検出装置と同様に、被検出体との相対位置変
化にともない変化する磁石からの磁界強度に応じて磁電
変換素子の電気特性が確実に変化して、被検出体の位置
を精度良く確実に検出することが出来る。Further, in the position detecting device according to claim 2,
The magnetoelectric conversion element with the magnet side open.
The magnetic shield magnetic material that covers the element has a magnetic permeability
The magnetic resistance part smaller than the magnetic material for
It is provided in a straight line in a direction almost orthogonal to the magnetic field direction.
ing. Therefore, a noise magnetic field or the like from the outside is shielded by the magnetic shield magnetic body, but the magnetic field from the magnet is less likely to be collected in the magnetic shield magnetic body . As a result, in claim 1.
Similar to the position detection device described, the electrical characteristics of the magnetoelectric conversion element reliably changes according to the magnetic field strength from the magnet that changes with the relative position change with the detected object, and the position of the detected object is accurately measured. It can be detected reliably.
【図１】本発明の一実施例に係るピストン位置検出装置
１０の概略を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a piston position detection device 10 according to an embodiment of the present invention.
【図２】ＭＲ素子チップ２０の側面拡大説明図である。2 is an enlarged side view of the MR element chip 20. FIG.
【図３】ＭＲ素子チップ２０の分解説明図である。FIG. 3 is an exploded view of the MR element chip 20.
【図４】基板２２表面におけるパターン図である。FIG. 4 is a pattern diagram on the surface of a substrate 22.
【図５】ＭＲ素子チップ２０の製造工程図である。FIG. 5 is a manufacturing process diagram of the MR element chip 20.
【図６】本実施例の位置検出装置１０の電気回路図であ
る。FIG. 6 is an electric circuit diagram of the position detection device 10 according to the present embodiment.
【図７】ピストンの変位にともなう変化説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of changes accompanying displacement of a piston.
【図８】本実施例のモデルと従来例のモデルとを用いて
比較した有限要素解析結果の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of finite element analysis results compared using the model of the present embodiment and the model of the conventional example.
【図９】本実施例のモデルと従来例のモデルとを用いて
比較した有限要素解析結果の要部説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a main part of a finite element analysis result which is compared by using the model of the present embodiment and the model of the conventional example.
【図１０】本実施例のモデルを用いて行なった外部磁界
からの磁気シールドの様子を示す有限要素解析結果の説
明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a finite element analysis result showing a state of magnetic shielding from an external magnetic field performed using the model of the present embodiment.
【図１１】従来例を説明したブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a conventional example.
１…磁石， １０…ピストン位置検出装置, ２
０…ＭＲ素子チップ,２２…基板, ２４…Ｍ
Ｒ素子パターン, ２６…半田パッド部,３０、３２…
磁性薄膜, ３４、３６…絶縁体，
６０…プリント基板， ６２…検出回路, ６
８…表示ランプ,７０…リード線, ７２…コンパ
レータ, ８０…シールドカバー,９２…ピストン,1 ... Magnet, 10 ... Piston position detection device, 2
0 ... MR element chip, 22 ... Substrate, 24 ... M
R element pattern, 26 ... Solder pad portion, 30, 32 ...
Magnetic thin film, 34, 36 ... Insulator,
60 ... Printed circuit board, 62 ... Detection circuit, 6
8 ... Indicator lamp, 70 ... Lead wire, 72 ... Comparator, 80 ... Shield cover, 92 ... Piston,
Claims (2)
れ、該被検出体との相対位置変化に伴い変化する前記磁
石からの磁界強度に基づき、該被検出体の位置を検出す
る位置検出装置であって、 磁界強度に応じて電気的特性が変化する磁電変換素子
と、 該磁電変換素子の前記磁石側を開放した状態で該磁電変
換素子を覆う磁気シールド用磁性体と、を備え、 前記磁電変換素子の表面に、絶縁体を介して磁気誘導用
の磁性薄膜を形成した ことを特徴とする位置検出装置。1. A position of the object to be detected is detected based on a magnetic field strength from the magnet, which is arranged in the vicinity of the object to be detected having a magnet and changes with a relative position change with the object to be detected. a position detecting device, a magneto-electric transducer that changes the electrical characteristics depending on the magnetic field strength, the magnetic body for magnetic shield covering the magnetic-electric conversion element in a state of opening the magnet side of the magnetic-electric conversion element, the For magnetic induction through an insulator on the surface of the magnetoelectric conversion element
A position detecting device characterized in that the magnetic thin film of 1. is formed .
被検出体の近傍に配設され、該被検出体との相対位置変
化に伴い変化する前記磁石からの磁界強度に基づき、該
被検出体の位置を検出する位置検出装置であって、 磁界強度に応じて電気的特性が変化する磁電変換素子
と、 該磁電変換素子の前記磁石側を開放した状態で前記磁電
変換素子を覆う磁気シールド用磁性体と、 を備え、 該磁気シールド用磁性体に、透磁率が該磁気シールド用
磁性体よりも小さい磁気抵抗部を、前記磁石からの磁界
方向に対してほぼ直交する方向に直線状に設けてなるこ
とを特徴とする位置検出装置。2. A disposed <br/> in the vicinity of the detected body that moves with the Rutotomoni constant direction magnet, based on the magnetic field strength from said magnets varies with the relative positional change between the detected element A position detection device for detecting the position of the object to be detected, the magnetoelectric conversion element having electrical characteristics that change according to the magnetic field strength; and the magnetoelectric conversion element with the magnet side of the magnetoelectric conversion element open. A magnetic shield magnetic body for covering the magnetic shield magnetic body, and a magnetic resistance part having a magnetic permeability smaller than that of the magnetic shield magnetic body , and a magnetic field from the magnet.
A position detecting device, which is provided linearly in a direction substantially orthogonal to the direction .
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| JP3071852A JPH0797006B2 (en) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | Position detector |
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| JP3071852A JPH0797006B2 (en) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | Position detector |
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|---|---|
| JPH04307303A JPH04307303A (en) | 1992-10-29 |
| JPH0797006B2 true JPH0797006B2 (en) | 1995-10-18 |
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1991
- 1991-04-04 JP JP3071852A patent/JPH0797006B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US10574089B2 (en) | 2014-12-22 | 2020-02-25 | Amosense Co., Ltd. | Attractor for PMA wireless charging type wireless power reception module and manufacturing method therefor, and wireless power reception module having same |
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