(57)【要約】【課題】  強磁性ＭＲ素子を用いた安価な歯車センサを提供する。【解決手段】  磁気抵抗素子１００を、互いに略直交するように配置される２つの磁気抵抗パターン要素１０１，１０２を備えると共に、各磁気抵抗パターン要素１０１，１０２の一方の端子同士が接続され、該一方の端子同士の交点と各磁気抵抗パターン要素の他の２つの端子とからなる３端子構造で形成した。また、永久磁石１０４を、磁極面を磁気抵抗素子１００の配置面と平行となるように配置し、磁気抵抗パターン要素１０１，１０２の何れにも、絶対値５ｍＴ以上の磁束密度を付与可能に設けられている。略直交して配置される磁気抵抗パターン要素１０１，１０２が挟む角度の２等分線が、歯車の歯先の歯幅方向エッジラインに略平行となる位置関係で配置することにより、歯車の回転量を検知できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性薄膜からなる磁気抵抗パターン要素を備え、プリント基板上に配置される磁気抵抗素子と、前記磁気抵抗素子にバイアス磁界を作用させる永久磁石とを有し、検出対象である歯車の半径方向であって、磁気抵抗素子を備えた面が歯先に対峙するように設けられる歯車センサにおいて、
前記磁気抵抗素子が、互いに略直交するように配置される２つの磁気抵抗パターン要素を備えると共に、各磁気抵抗パターン要素の一方の端子同士が接続され、該一方の端子同士の交点と各磁気抵抗パターン要素の他の２つの端子とからなる３端子構造で形成されており、
前記永久磁石が、磁極面を前記磁気抵抗素子の配置面と平行となるように配置され、前記磁気抵抗パターン要素の何れにも、前記磁気抵抗素子の配置面方向に絶対値５ｍＴ以上の磁束密度を付与可能に設けられており、
かつ、略直交して配置される前記磁気抵抗パターン要素が挟む角度の２等分線が、歯車の歯先の歯幅方向エッジラインに略平行となる位置関係で配置されることを特徴とする歯車センサ。
【請求項２】
前記プリント基板上に、前記磁気抵抗素子が２つ設けられていると共に、
各磁気抵抗素子は、それぞれにおいて略直交して配置される前記磁気抵抗パターン要素が挟む角度の２等分線同士が同一直線上に位置するように設けられ、
各磁気抵抗素子において略直交して配置される前記磁気抵抗パターン要素の長さ方向中心点同士を結んだ線と前記２等分線との交点を基準点としたときに、一方の磁気抵抗素子の基準点と他方の磁気抵抗素子の基準点との間隔の１／２の位置に、前記永久磁石による磁化方向の中心軸を向けると共に、前記永久磁石の磁極面を各磁気抵抗素子の配置面と平行に配置し、前記永久磁石を、各磁気抵抗素子を構成する各磁気抵抗パターン要素の何れにも、各磁気抵抗素子の配置面方向に絶対値５ｍＴ以上の磁束密度を付与可能に設けたことを特徴とする請求項１記載の歯車センサ。
【請求項３】
前記一方の磁気抵抗素子の基準点と他方の磁気抵抗素子の基準点との間隔を１ｍｍ以上に設定したことを特徴とする請求項２記載の歯車センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁性体の近接センサに関し、特に、磁性体歯車の回転量の検出に用いる歯車センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯車センサとしては、半導体を使用した磁気抵抗素子（以下、「ＭＲ素子」という）と磁石の組み合わせによるものが一般的に実施されている。即ち、検出対象である歯車のピッチをＰとすれば、半導体ＭＲ素子を少なくとも２個使用し（形状的には１個の半導体ＭＲ素子の中に、２つの磁気抵抗パターン要素（以下、「ＭＲパターン要素」という）を所定の間隔で作り込んでも同じである）、この２個を１／２Ｐで配置し、その後方に歯車との相対位置関係を、歯車、ＭＲ素子、永久磁石の順となるように永久磁石を配置する。半導体ＭＲ素子に使用する半導体は、磁気抵抗効果の高いインジウムアンチモン化合物半導体の単結晶または蒸着薄膜を結晶成長させたものをフォトリソグラフィーでパターン加工して作るが、半導体ＭＲ素子の性能を決める磁気抵抗変化率を大きくするには、単結晶に近い電子移動度を有するものが要求され、価格的に高価になるのは避けられない。
【０００３】
また、半導体ＭＲ素子としての性能を決める他の要素は、半導体ＭＲ素子と組み合わせる永久磁石である。半導体ＭＲセンサは、通常印加磁束密度が大きい程、磁気抵抗変化率が大きく取れる為、半導体ＭＲ素子と組み合わせる永久磁石はエネルギー積の大きい希土類系（例えば、サマリウムコバルト）の磁石が使用されることが多く、コスト的に不利となっている。
【０００４】
ＭＲ素子としては、半導体を使用したものと、強磁性薄膜を使用したものがあり、半導体ＭＲ素子は歯車センサやポテンショメータおよび紙幣の磁気インク読み取りセンサに利用され、強磁性ＭＲ素子は家電製品やＯＡ機器のモータ用ＦＧセンサやシリンダセンサ、近接センサというように、それぞれ異なった分野で使い分けされてきた。
しかし、近年、性能を維持しつつ低価格が益々要求されるようになり、半導体ＭＲセンサがほぼ独占してきた分野においても、より低価格な強磁性ＭＲセンサの利用が検討されるべきである。
従来、強磁性ＭＲ素子を利用したものとして、予め４５度の角度方向からバイアス磁石により磁界を与えておき、主磁石が作用する磁界との合成磁界により、傾斜角度センサや、地磁気センサ、磁気式エンコーダ等の提案がされている（特許文献１：地磁気センサ装置、特許文献２：磁気式エンコーダ）。
【特許文献１】特開平３−２４８００９号公報
【特許文献２】特開平５−１７２５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のうち、歯車センサに応用できそうな技術としては、特許文献２に開示されたものが挙げられるが、特許文献２に開示された技術においても、従来の着磁ピッチの１／４にＭＲパターン要素を配置する（１相出力用としては１／２ピッチにＭＲパターン要素を配置する）という考えを基本にしており、ＤＣ用（直流レベルから使用速度範囲の全域においてほぼ周波数特性がフラットなもの）の歯車センサとして、強磁性ＭＲセンサを利用したものは未だ実用化に至っていない。
本発明は上記に鑑みなされたものであり、ＤＣ用の歯車センサとして、強磁性ＭＲ素子を用いた安価な歯車センサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明では、強磁性薄膜からなる磁気抵抗パターン要素を備え、プリント基板上に配置される磁気抵抗素子と、前記磁気抵抗素子にバイアス磁界を作用させる永久磁石とを有し、検出対象である歯車の半径方向であって、磁気抵抗素子を備えた面が歯先に対峙するように設けられる歯車センサにおいて、
前記磁気抵抗素子が、互いに略直交するように配置される２つの磁気抵抗パターン要素を備えると共に、各磁気抵抗パターン要素の一方の端子同士が接続され、該一方の端子同士の交点と各磁気抵抗パターン要素の他の２つの端子とからなる３端子構造で形成されており、
前記永久磁石が、磁極面を前記磁気抵抗素子の配置面と平行となるように配置され、前記磁気抵抗パターン要素の何れにも、前記磁気抵抗素子の配置面方向に絶対値５ｍＴ以上の磁束密度を付与可能に設けられており、
かつ、略直交して配置される前記磁気抵抗パターン要素が挟む角度の２等分線が、歯車の歯先の歯幅方向エッジラインに略平行となる位置関係で配置されることを特徴とする歯車センサを提供する。
【０００７】
ＸＹ平面に配置された強磁性ＭＲ素子はＺ方向（ＭＲパターン要素配置面に垂直な方向）の感度を有せず、ＸＹ方向の磁界成分の比率によってＭＲパターン要素の抵抗値が変化することを利用したものである。この為、強磁性ＭＲ素子は基本的にＸＹ平面に直交配置したＭＲパターン要素で形成される。従って、歯車を検出しようとする場合、歯車の山谷に対して前記ＸＹ平面に直交配置したＭＲパターン要素に作用する磁界の方向が変化すれば、検出できることになる。
【０００８】
従って、請求項１において、ＸＹ平面に略直交させて配置したＭＲパターン要素に対してＺ方向から永久磁石によるバイアス磁界を与えると、歯車がない場合は前記ＸＹ平面に略直交配置して配置されたＭＲパターン要素は、原理上出力を生じない（実際には、前記Ｚ方向からの永久磁石による磁界の印加は、永久磁石が有限の大きさである為、ＸＹ方向の磁界成分を有するが、歯車がない場合は前記磁界成分が変化しない為、初期値として前記ＸＹ方向の磁界成分に相当する出力電圧分をオフセット電圧補正すれば、出力を生じない）。
しかし、歯車近傍に請求項１の構成を有する歯車センサを取り付けた場合は、歯車の山（歯の部分）が３端子構造の磁気抵抗素子（以下、「３端子ＭＲ素子」という）に接近すると、前記ＭＲパターン要素に作用する磁界の方向が、歯車の山の方向に多く向くことになる。
磁極面を３端子ＭＲ素子配置面と平行な方向に向けた永久磁石によって、３端子ＭＲ素子を構成する２つのＭＲパターン要素の何れにも前記３端子ＭＲ素子の配置面方向に絶対値５ｍＴ以上の磁束密度を与えることは、強磁性ＭＲ素子の基本的な磁束密度に対する出力電圧特性から判断して、安定な出力の得られる条件である。
【０００９】
更に、請求項１において、歯車センサを構成する互いに略直交配置したＭＲパターン要素が挟む角度の２等分線が、歯車歯先の歯幅方向エッジラインに略平行となるように、歯車に対して配置した歯車センサとすることにより、歯車が存在しない場合、永久磁石によるバイアス磁界の中心は、ＭＲパターン要素が挟む角度の２等分線上にある為、２つのＭＲパターン要素は磁気的にバランスしており、この為、３端子ＭＲ素子は出力を生じない。
しかし、歯車の山が例えば前記２等分線の左側のＭＲパターン要素直前に接近した場合、前記２等分線左側のＭＲパターン要素に、より多く磁束が集中する為、前記３端子ＭＲ素子は磁気的バランスがくずれ出力を生ずることになる。更に歯車の回転により、歯車の山が前記２等分線上に位置すると、前記３端子ＭＲ素子は磁気的にバランスした状態となり出力はゼロとなる。更に歯車が回転し、歯車の山が前記２等分線右側のＭＲパターン要素を通過した直後の状態では、前記２等分線右側のＭＲパターン要素に磁束が集中し、前記３端子ＭＲ素子は再び磁気的なバランスがくずれ出力を生ずることになる。但し、歯車の位置により出力の変化する方向は特定され、例えば前記２等分線の左側のＭＲパターン要素に歯車の山が接近した時の出力変化を正とすれば、前記２等分線の右側のＭＲパターン要素に歯車の山が接近した時の出力変化は負となる（なお、この正負は３端子ＭＲ素子に接続する印加電圧の極性で決定される。）。
【００１０】
請求項２記載の発明は、３端子ＭＲ素子を２個使用して、請求項１の動作を差動的に行い、出力電圧をはぼ２倍とする場合の手段について記載したものである。すなわち、請求項２記載の発明では、前記プリント基板上に、前記磁気抵抗素子が２つ設けられていると共に、
各磁気抵抗素子は、それぞれにおいて略直交して配置される前記磁気抵抗パターン要素が挟む角度の２等分線同士が同一直線上に位置するように設けられ、
各磁気抵抗素子において略直交して配置される前記磁気抵抗パターン要素の長さ方向中心点同士を結んだ線と前記２等分線との交点を基準点としたときに、一方の磁気抵抗素子の基準点と他方の磁気抵抗素子の基準点との間隔の１／２の位置に、前記永久磁石による磁化方向の中心軸を向けると共に、前記永久磁石の磁極面を各磁気抵抗素子の配置面と平行に配置し、前記永久磁石を、各磁気抵抗素子を構成する各磁気抵抗パターン要素の何れにも、各磁気抵抗素子の配置面方向に絶対値５ｍＴ以上の磁束密度を付与可能に設けたことを特徴とする請求項１記載の歯車センサを提供する。
【００１１】
請求項３記載の発明では、前記一方の磁気抵抗素子の基準点と他方の磁気抵抗素子の基準点との間隔を１ｍｍ以上に設定したことを特徴とする請求項２記載の歯車センサを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、従来からＤＣ用（直流レベルから使用速度範囲の全域において、ほぼ周波数特性がフラットなもの）の歯車センサとして、半導体ＭＲセンサが使用されてきた分野に、強磁性ＭＲ素子を用いた安価な歯車センサを提供することができる。また、永久磁石として、フェライト磁石を用いることができるため、より安価な歯車センサを提供できる。また、３端子ＭＲ素子を２つ用いて差動的に動作させる構成とすることにより、外乱磁界に対して差動出力が相殺する動作となるため、外乱磁界の影響を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の歯車センサについて、図面に示した実施形態に基づきさらに詳細に説明する。図１〜図４は本発明の第１の実施形態に係る歯車センサを示し、図１は３端子ＭＲ素子とプリント基板と永久磁石の配置を示す平面透視図であり、図２は前記同配置の正面透視図を示す。なお、それぞれ歯車センサの磁気的動作に影響しない部品は、一部を除き省略している。図３は前記同配置の永久磁石から３端子ＭＲ素子配置面に作用する磁力線の平面透視概念図であり、図４は前記同配置の永久磁石から３端子ＭＲ素子配置面に作用する磁力線の正面透視概念図をそれぞれ示す。
【００１４】
図１及び図２において、１２０は歯車センサを示し、３端子ＭＲ素子１００は、互いに略直交配置した２つのＭＲパターン要素１０１，１０２を備え、各ＭＲパターン要素１０１，１０２の一方の端子同士が接続され、該一方の端子同士の交点と各ＭＲパターン要素１０１，１０２の他の２つの端子とからなる３端子構造で形成されている。また、３端子ＭＲ素子１００の２つのＭＲパターン要素１０１，１０２が挟む角度の２等分線と、前記２つのＭＲパターン要素各々の中心点Ｐ１，Ｐ２を結んだ線との交点がプリント基板１０３上に想定したＸＹＺ座標の原点Ｐ１０と一致するように前記３端子ＭＲ素子１００の２等分線を前記Ｙ座標に合わせて配置する。また、前記プリント基板１０３の後方に、前記３端子ＭＲ素子配置面１０３１と平行な方向に磁極面１０４１，１０４２を向けた永久磁石１０４が、磁極軸をＺ軸と平行にして、磁極軸の延長線がＹ軸上の点Ｐ３と交差するように配置してある。
【００１５】
永久磁石１０４は、前記３端子ＭＲ素子１００を構成する２つのＭＲパターン要素１０１，１０２の何れにも前記３端子ＭＲ素子１００の配置面方向に、絶対値５ｍＴ以上の磁束密度を与えることができるように、前記永久磁石１０４のプリント基板１０３に近い側の磁極面１０４１と、前記３端子ＭＲ素子配置面１０３１との間隔Ｚ１を設定してある。
【００１６】
ここで前記３端子ＭＲ素子１００の配置面方向に絶対値５ｍＴ以上の磁束密度を与えるとした根拠について図１５のグラフ１及び図１６のグラフ２に基づき説明する。
図１５に示したグラフ１は、強磁性ＭＲ素子を３端子接続で使用した場合の磁束密度に対する出力電圧特性である。データを取る為に用いた強磁性ＭＲ素子が４端子ＭＲ素子であった為、グラフ１中のＭＲ素子パターン図において、出力端子Ｖｏ２は接続せず、Ｖｃｃ，Ｖｏ１，Ｇｎｄの３端子を使用した。
出力電圧Ｖｏは、変化をわかりやすくする為、印加電圧Ｖｃｃの１／２をＶｏ１より差し引き、即ち、Ｖｏ＝Ｖｏ１−１／２×Ｖｃｃにより読み取った。また、印加磁界は、空芯コイルに電流を流す方式で加えた。
グラフ１より、絶対値５ｍＴ程度から印加磁束密度の増加率に出力電圧は対応せず、飽和しつつあり、このことから磁界の方向の変化による出力変化を効率よく読み取ろうとすれば、ほぼ飽和に近い印加磁束密度を与える必要があることが判る。
【００１７】
また、グラフ１によりＭＲ素子の飽和磁束密度を絶対値５ｍＴ以上としたが、この絶対値５ｍＴ以上は実際の永久磁石の磁極面近傍で、ＭＲ素子配置面方向に対して得られる範囲を知る必要がある。
図１６に示したグラフ２は、異方性ストロンチウムフェライト磁石の磁極面近傍における磁極軸と直交する方向の磁束密度を示すものである。
グラフ２より、磁極面に近い（例えば、磁極面から磁極軸方向にＺ＝１．５ｍｍ離れた点）位置の場合は、磁極中心軸からおよそ０．２５ｍｍ以上離れた点で前記絶対値５ｍＴ以上の条件を満たし、磁極面から遠い（例えば、磁極面から磁極軸方向にＺ＝１０．５ｍｍ離れた点）位置の場合は、磁極中心軸からおよそ４．５ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下の範囲で前記絶対値５ｍＴ以上の条件を満たしている。
従って、実用的にはグラフ２において５ｍＴ以上の磁束密度が作用する条件で３端子ＭＲ素子１００と永久磁石１０４の位置関係を設定する。即ち、上記した間隔Ｚ１は、グラフ２に示したようにＺ＝１．５ｍｍ〜１０．５ｍｍの範囲とし、磁極中心軸から０．５ｍｍ≦ｒ≦５．０ｍｍの範囲に、各ＭＲパターン要素の中心点と磁極中心軸との最短距離ｒを定めるのが望ましい。
【００１８】
図３及び図４に示す永久磁石１０４の磁極面のあらゆる所から発した磁束は、磁束密度の濃度勾配により、あたかも磁極中心点Ｐ３から発したように放射状に、永久磁石１０４の周辺部へ向かう。プリント基板１０３に配置された３端子ＭＲ素子１００の、互いに略直交配置されたＭＲパターン要素１０１，１０２には、前記それぞれのＭＲパターン要素１０１，１０２の長手方向に対して、鎖交する磁束方向がほぼ等しく、且つ、前記磁束を変化させる要因となる磁性体がない為、３端子ＭＲ素子１００の出力端子電圧Ｖｏは変化せず、歯車に接近していない状態では出力を生じない。
【００１９】
図５及び図６は上記第１の実施形態において、歯車センサ１２０を歯車１１０の歯先に対峙させて近接固定し、前記歯車１１０の歯１１１が前記歯車センサ１２０に内蔵した永久磁石１０４により、３端子ＭＲ素子１００の略直交配置した２つのＭＲパターン要素１０１，１０２に均等でない鎖交磁束を与える場合の動作を説明するものである。具体的には、歯車センサ１２０は、３端子ＭＲ素子１００において、略直交して配置される前記ＭＲパターン要素１０１，１０２が挟む角度の２等分線が、歯車１１０の歯１１１の歯先の歯幅方向に沿ったエッジラインに略平行となるように、対峙して配置される。これにより、歯車１１０の歯１１１が前記ＭＲパターン要素１０２の左側に接近した場合の例において、歯車１１０があることにより、磁束が歯車１１０の歯１１１へ引き寄せられる結果、前記２つの略直交配置したＭＲパターン要素１０１，１０２には鎖交する磁束の差が生ずる。
【００２０】
より具体的には、前記一方のＭＲパターン要素１０２は長手方向と直交する磁束が増加し、前記の他方のＭＲパターン要素１０１は長手方向と直交する磁束が減少する。この結果として、前記一方のＭＲパターン要素１０２の電気抵抗は減少し、前記他方のＭＲパターン要素１０１の電気抵抗は増加するので、前記３端子ＭＲ素子１００の出力電圧Ｖｏは増加する、即ち、出力が生ずることとなる。
【００２１】
図７〜図１０は、本発明の第２の実施形態に係る歯車センサを説明するための図である。図７は２個の３端子ＭＲ素子と、プリント基板と、永久磁石の配置を示す平面透視図であり、図８は前記同配置の正面透視図であるが、図７、図８ともそれぞれ歯車センサの磁気的動作に影響しない部品は、一部を除き省略している。また、図９は前記同配置の永久磁石から、２個の３端子ＭＲ素子配置面に作用する磁力線の平面透視概念図であり、図１０は前記同配置の永久磁石から、２個の３端子ＭＲ素子配置面に作用する磁力線の正面透視概念図を示す。
【００２２】
図７，図８において、１２００は歯車センサを示し、７０１，７０２及び８０１，８０２はプリント基板９００上に配置された３端子ＭＲ素子７００及び８００を構成する互いに略直交配置したＭＲパターン要素である。前記ＭＲパターン要素７０１，７０２が挟む角度の２等分線は、同じく前記ＭＲパターン要素８０１，８０２が挟む角度の２等分線と同一直線上に一致させてあり、これをＹ座標とする。
【００２３】
また、前記２等分線と前記ＭＲパターン要素７０１，７０２各々の長さの中心点Ｐ７１，Ｐ７２を結んだ線との交点Ｐ７３を、前記一方の３端子ＭＲ素子７００の基準点とし、同じく前記２等分線と前記ＭＲパターン要素８０１，８０２各々の長さの中心点Ｐ７４，Ｐ７５を結んだ線との交点Ｐ７６を、前記他方の３端子ＭＲ素子８００の基準点とするとき、前記４つのＭＲパターン要素７０１，７０２，８０１，８０２の何れもが、その配置面方向に絶対値５ｍＴ以上の磁束密度となるように、前記２つの基準点Ｐ７３，Ｐ７６の間隔２Ｙ１を定め、前記基準点間隔２Ｙ１の１／２の点Ｐ７０に磁化方向の中心軸を向け、前記２個の３端子ＭＲ素子の配置面と平行な方向に磁極面１００１を向けた永久磁石１０００を配置してある。図７において、Ｐ７０を原点としてＸＹＺ座標を定めると、永久磁石１０００の磁極軸はＺ軸にある。なお、基準点Ｐ７３，Ｐ７６の間隔２Ｙ１ は、永久磁石１０００としてフェライト磁石を用いる場合に歯車センサとして実用可能な出力を得るために１ｍｍ以上とすることが好ましく、さらには、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００２４】
図９及び図１０において、永久磁石１０００の磁極面１００１のあらゆる所から発した磁束は、磁束密度の濃度勾配により、あたかも磁極中心点Ｐ７０から発したように放射状に、永久磁石１０００の周辺部へ向かう。プリント基板９００に配置された３端子ＭＲ素子７００及び８００の、互いに略直交配置されたＭＲパターン要素７０１，７０２及び８０１，８０２は前記各々のＭＲパターン要素の長手方向に対して、鎖交する磁束方向が等しく、且つ、前記磁束を変化させる要因となる磁性体がない為、前記３端子ＭＲ素子７００，８００の各出力端子間Ｖｏ１〜Ｖｏ２には電圧の変化が見られず、歯車に接近していない状態では出力は生じない。
【００２５】
図１１及び図１２は上記第２の実施形態において、歯車センサ１２００を歯車１１００の歯先に対峙させて近接固定し、前記歯車１１００の歯１１０１が前記歯車センサ１２００に内蔵した永久磁石１０００により、２個の３端子ＭＲ素子７００，８００に略直交配置したそれぞれ２つのＭＲパターン要素７０１，７０２及び８０１，８０２に均等でない鎖交磁束を与える場合の動作を説明するものである。この際、歯車センサ１２００は、上記第１の実施形態と同様に、ＭＲパターン要素７０１，７０２が挟む角度の２等分線及びＭＲパターン要素８０１，８０２が挟む角度の２等分線が、歯車１１００の歯１１０１の歯先の歯幅方向に沿ったエッジラインに略平行となるように配置される。これらの図に示したように、前記歯車１１００の歯１１０１が前記ＭＲパターン要素７０２，８０２の左側に接近した場合、歯車１１００があることにより、磁束が歯車１１００の歯１１０１へ引き寄せられる結果として、前記２組の略直交配置したＭＲパターン要素７０１，７０２及び８０１，８０２にはそれぞれ鎖交する磁束の差が生ずる。
【００２６】
上記したように、本実施形態おいては、歯車１１００の歯１１０１に近いＭＲパターン要素７０２，８０２は、歯車１１００の歯１１０１から遠いＭＲパターン要素７０１，８０１との比較で、鎖交磁束の差が生ずる。このように、２組の３端子ＭＲ素子７００，８００を使用する理由は、前記３端子ＭＲ素子７００，８００の出力電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２を差動的に動作させ、前記歯車センサ１２００の出力Ｖｏを、Ｖｏ＝Ｖｏ１−Ｖｏ２として、出力変化を大きくする為である。従って、前記３端子ＭＲ素子７００，８００に印加する電圧の極性は、前記差動出力Ｖｏが正しく得られるように接続する必要がある（図１１に一例を示す）。
【００２７】
差動出力を得るための２組の３端子ＭＲ素子の配置方法としては、図７及び図９に示したように、各３端子ＭＲ素子７００，８００を構成する各ＭＲパターン要素７０１，７０２及び８０１，８０２の開口方向を対向させて配置する方法のほか、図１３に示したように、３端子ＭＲ素子１３０１，１３０２を構成する各ＭＲパターン要素１３０４，１３０５及び１３０６，１３０７を背中合わせにして配置する方法を採用してもよい。また、図１４に示したように、３端子ＭＲ素子１４０１，１４０２を構成する各ＭＲパターン要素１４０４，１４０５及び１４０６，１４０７の開口方向を同方向に揃えて配置することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明により、強磁性ＭＲ素子を用いたＤＣ用の歯車センサが安価に提供できる為、従来、半導体ＭＲセンサを使用してきた速度センサ、パルスセンサの分野にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る歯車センサに用いた３端子ＭＲ素子とプリント基板と永久磁石の配置を示す平面透視図である。
【図２】図２は、上記第１の実施形態の正面透視図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る歯車センサの永久磁石から３端子ＭＲ素子配置面に作用する磁力線を示す平面透視概念図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る歯車センサの永久磁石から３端子ＭＲ素子配置面に作用する磁力線を示す正面透視概念図である。
【図５】図５は、上記第１の実施形態に係る歯車センサの作用を説明するための平面透視図である。
【図６】図６は、上記第１の実施形態に係る歯車センサの作用を説明するための正面透視図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態に係る歯車センサに用いた２個の３端子ＭＲ素子と、プリント基板と、永久磁石の配置を示す平面透視図である。
【図８】図８は、上記第２の実施形態の正面透視図である。
【図９】図９は、上記第２の実施形態に係る歯車センサの永久磁石から、２個の３端子ＭＲ素子配置面に作用する磁力線を示す平面透視概念図である。
【図１０】図１０は、上記第２の実施形態に係る歯車センサの永久磁石から、２個の３端子ＭＲ素子配置面に作用する磁力線を示す正面透視概念図である。
【図１１】図１１は、上記第２の実施形態に係る歯車センサの作用を説明するための平面透視図である。
【図１２】図１２は、上記第２の実施形態に係る歯車センサの作用を説明するための正面透視図である。
【図１３】図１３は、２組の３端子ＭＲ素子の他の配置方法を示す図である。
【図１４】図１４は、２組の３端子ＭＲ素子のさらに他の配置方法を示す図である。
【図１５】図１５は、強磁性ＭＲ素子を３端子接続で使用した場合の磁束密度に対する出力電圧特性を示すグラフである。
【図１６】図１６は、異方性ストロンチウムフェライト磁石の磁極面近傍における磁極軸と直交する方向の磁束密度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１００  ３端子ＭＲ素子
１０１，１０２  ＭＲパターン要素
１０３  プリント基板
１０４  永久磁石
１１０  歯車
１２０  歯車センサ
７００，８００  ３端子ＭＲ素子
７０１，７０２，８０１，８０２  ＭＲパターン要素
１０００  永久磁石
１１００  歯車
１２００  歯車センサ
１３０１，１３０２，１４０１，１４０２  ３端子ＭＲ素子
１３０４，１３０５，１３０６，１３０７  ＭＲパターン要素
１４０４，１４０５，１４０６，１４０７  ＭＲパターン要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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