(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角形状の永久磁石の一端側を位置決め部材に当接して位置決めし、センサ素子をこのセンサ素子の磁気検出方向と平行な前記永久磁石の辺を等分する中心位置から一方側に寄った位置に配置して、感度を測定した後、前記永久磁石を反転して前記一端側と対向する他端側を前記位置決め部材に当接して位置決めし、前記センサ素子の位置は変えないで再度感度を測定し、これら２回の測定結果の差から感度差分を求めて、この感度差分に対応する前記永久磁石の前記磁気検出方向の前記中心位置からずれた距離を求め、この距離を前記中心位置に加えてゼロ磁界位置を算出することを特徴とする永久磁石のゼロ磁界位置の測定方法。
【請求項２】
前記磁気検出方向に対する前記永久磁石の位置と感度との関係をあらかじめグラフ化しておき、このグラフから前記磁気検出方向の適宜範囲における感度の変化率を求め、この変化率で前記感度差分を除して、前記感度差分に対応する前記永久磁石の前記磁気検出方向の距離を求め、この距離から前記感度差分に対応する前記永久磁石の前記磁気検出方向の前記中心位置からずれた距離を求めて、この距離を前記中心位置に加えてゼロ磁界位置を算出することを特徴とする前記請求項１記載の永久磁石のゼロ磁界位置の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石、詳細には磁気センサ用の平面四角形状（以下単に四角形状という。）の永久磁石、におけるゼロ磁界位置を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、磁気センサのセンサ素子にバイアス磁界を加えるために永久磁石が用いられており、磁気センサの感度は、前記センサ素子に対する前記永久磁石によるバイアス磁界によって決定される。したがって、高感度の磁気センサを得るためには、前記センサ素子に対する前記永久磁石の配置位置が重要となるが、特に前記センサ素子と、前記永久磁石の位置関係において、前記永久磁石のゼロ磁界位置、換言すると磁場中心位置と、前記センサ素子との距離が極めて重要である。
【０００３】
しかし、従来においては、磁気センサにおける永久磁石のセンサ素子に対するバイアス磁界に着目するあまり、垂直方向の感度の測定については大きな関心が払われている一方で、ゼロ磁界位置を求めるために水平方向の感度を測定することには関心が向かなかった。従来、この無関心さに加え、永久磁石のゼロ磁界位置は目視不能なことも有り、精度よく、かつ、簡単に、前記ゼロ磁界位置を測定する方法は存在しなかった。
【０００４】
従来においても、周辺磁界の３軸方向成分の同時測定ができる多軸磁気センサを用いた測定装置によれば、ゼロ磁界位置の測定は可能であるが、この種測定装置は構成及び操作が複雑であり、また高価であるため、一般的ではない（特許文献１）。このため、従来においては、センサ素子の磁気検出方向と平行な四角形状永久磁石の辺を等分する中心位置をゼロ磁界位置と同一視して、前記センサ素子に対する位置関係を決定しているのが一般的である（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８９２００号公報
【特許文献２】特開２００８−１４５３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、永久磁石の形状公差によって、センサ素子の磁気検出方向と平行な永久磁石の辺を等分する中心位置とゼロ磁界位置が一致しない場合が生じる。また、永久磁石の形状公差がない場合であっても、必ずしも前記辺を等分する中心位置と前記ゼロ磁界位置が一致しない場合もある。そして、この不一致が生ずると、ゼロ磁界位置が所定位置からずれた永久磁石を、ずれていないものとしてセンサ素子に対する位置関係を決定することになる。したがって、センサ素子と永久磁石が、所望の位置関係に配置されないために、所望のセンサ感度が得られないばかりか、基準感度に達しない場合も有り、この場合には磁気センサとして使用できない不良品となってしまう。このように従来の磁気センサにおいては、永久磁石とセンサ素子の位置関係は、永久磁石のゼロ磁界位置を正確に把握しないで決定しているので、不良品の発生率が大きく、歩留まりが悪いという不都合があった。
【０００７】
本発明は、このような不都合を解消して、センサ感度が常に所望の水準に達している磁気センサを得るために、センサ素子と永久磁石の位置関係を決定するための重要な基準である永久磁石のゼロ磁界位置を精度よく、かつ簡単に測定する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために本発明の請求項１に係る永久磁石のゼロ磁界位置の測定方法は、四角形状の永久磁石の一端側を位置決め部材に当接して位置決めし、センサ素子をこのセンサ素子の磁気検出方向と平行な前記永久磁石の辺を等分する中心位置から一方側に寄った位置に配置して、感度を測定した後、前記永久磁石を反転して前記一端側と対向する他端側を前記位置決め部材に当接して位置決めし、前記センサ素子の位置は変えないで再度感度を測定し、これら２回の測定結果の差を求めて、この感度の差である感度差分に対応する前記永久磁石の前記磁気検出方向の前記中心位置からずれた距離を求め、この距離を前記中心位置に加えてゼロ磁界位置を算出するものである。
【０００９】
同じく前記目的を達成するために本発明の請求項２に係る永久磁石のゼロ磁界位置の測定方法は、前記請求項１発明において、前記磁気検出方向に対する前記永久磁石の位置と感度との関係をあらかじめグラフ化しておき、このグラフから磁気検出方向の適宜範囲における感度変化の割合である感度の変化率を求め、この変化率で感度差分を除して、前記感度差分に対応する前記永久磁石の前記磁気検出方向の距離を求め、この距離から前記感度差分に対応する前記永久磁石の前記磁気検出方向の前記中心位置からずれた距離を求めて、この距離を前記中心位置に加えてゼロ磁界位置を算出するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る永久磁石のゼロ磁界位置の測定方法によれば、四角形状の永久磁石を反転し、すなわち水平面上で１８０度回転した２つの状態で感度を測定し、その感度差分に基づいてゼロ磁界位置を算出するので、測定対象である永久磁石の形状公差や永久磁石を位置決め部材に当接させる際の機械的誤差による影響を解消して、ゼロ磁界位置を精度よく、かつ簡単に測定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態における測定装置を概略的に示す側面図。
【図２】同じく感度測定に関する２状態を概略的に示す平面図。
【図３】同じくゼロ磁界位置の算出手順を示すフローチャート。
【図４】同じく永久磁石の中心位置からの距離と感度の関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を説明するが、はじめに、添付図面の図１に基づいて、本発明に係る測定方法に用いる測定装置の一例を説明する。基板１の一面には測定対象である永久磁石２を位置決めして取り付ける位置決め部材たるソケット３が固定されている。このソケット３は、永久磁石２を一端側の端部及び側部で位置決めするように前記永久磁石２の一角部分が当接するＬ字形の位置決め部３ａ（図２参照）を備えるとともに、この位置決め部３ａに向けて前記永久磁石２を押し当てるよう図１の矢印Ａ方向に弾発力で付勢する押圧部材（図示せず）を備えている。
【００１３】
また、基板１の他面にはセンサ素子４と、アンプ、演算回路などを備え前記センサ素子４の出力を増幅し、所定の処理を施して出力するＩＣ５が固定されている。６はヘルムホルツコイルであり、電流源７から電流を流すことで、ヘルムホルツコイル６の磁界を変化させて前記センサ素子４により磁気センサとしての感度を測定するものである。
【００１４】
続いて、本発明に係る永久磁石のゼロ磁界位置の測定方法を図２〜図４に基づいて説明する。測定対象となる永久磁石２は、縦が５ｍｍ、横（磁気検出方向と平行な辺）が６ｍｍ、厚さが１ｍｍの四角形状で、形状公差がない場合には、磁石中心位置は磁気検出方向各端から３ｍｍの位置であり、また、この磁石中心位置がゼロ磁界位置となるべきものである。本実施形態にあっては、形状公差によって磁石中心位置Ｏがずれるとともに、ゼロ磁界位置Ｎは前記磁石中心位置Ｏからｎだけずれているものとして説明する。なお、図２は実際の大きさを適正比率で等倍に拡大したものではなく、説明の便宜上、視認しやすいように変形して表している。また、図２中、２ａは永久磁石２の一端側を識別するために設けた○印からなる識別マークである。
【００１５】
ここで、永久磁石の中心位置（ゼロ磁界位置）からの距離と感度の関係を示すグラフである図４について説明する。この図４のグラフを作成するには、まず、センサ素子４における磁気検出方向に対して印加した磁界Ｈｙを変えた時の感度を図１の測定装置によって求め、センサ素子４自体の印加磁界Ｈｙと感度の関係をグラフ化（図示せず）する。この測定に際しては、永久磁石２は装着しないで、センサ素子４自体の感度を求める。次いで、センサ素子４にバイアス磁界を与えるように永久磁石２を用いた場合の、磁気検出方向に対する磁界Ｈｙと永久磁石２の中心位置（ゼロ磁界位置）からの距離Ｙの関係をマグネットアナライザ等であらかじめ測定しておき、この磁界Ｈｙと距離Ｙの関係をグラフ化（図示せず）する。そして、これら二つのグラフから、図４に示す、永久磁石２の中心位置（ゼロ磁界位置）からの距離Ｙと感度との関係をグラフ化するものである。
【００１６】
永久磁石２のゼロ磁界位置の測定に際しては、まず、図２ａに示すように、永久磁石２の識別マーク２ａのある一端側を位置決め部３ａに当接して、前記永久磁石２をソケット３に所定状態で位置決めセットし（ステップ１０１）、センサ素子４を前記永久磁石２の中心位置Ｏから前記一端側に、好ましくは０．０５〜０．１５ｍｍ寄った位置に配置して、公知の方法で感度ＳａをＩＣ５の出力電圧に基づいて測定する（ステップ１０２）。次いで、図２ｂに示すように、前記永久磁石２を反転して、識別マーク２ａのある一端側と対向する他端側を前記ソケット３の位置決め部３ａに当接して位置決めセットし（ステップ１０３）、前記センサ素子４の位置は変えないで同様にして感度Ｓｂを測定する（ステップ１０４）。
【００１７】
続いて、これら２回の測定結果Ｓａ，Ｓｂからその差分Ｓｄを求める。ここで、感度差分Ｓｄ＝Ｓａ−Ｓｂ＝０であれば、前記永久磁石２の中心位置Ｏとゼロ磁界位置Ｎが一致していることになるが、センサ素子４からゼロ磁界位置Ｎ迄の距離は、１回目の測定時の方が近いので、Ｓａ＞Ｓｂの関係となり、Ｓｄ＝Ｓａ−Ｓｂ＞０として感度差分が求められる（ステップ１０５）。そして、この感度差分Ｓｄの値は、中心位置Ｏとゼロ磁界位置Ｎのずれの大きさに対応するので、前記感度差分Ｓｄに対応する中心位置Ｏからずれた距離ｎを求めれば、ゼロ磁界位置を求めることができる。この距離ｎを求めるために、前記感度差分Ｓｄに対応する前記永久磁石２の磁気検出方向の距離ΔＹを求める（ステップ１０６）。
【００１８】
ここで、ΔＹ＝（感度差分Ｓｄ／感度の傾き）の関係が成り立つので、Ｙ位置の適宜な範囲、例えば、Ｙ位置の０．０５〜０．１５ｍｍに対応する感度のデータを線形近似曲線で表し、その１次近似式を求めることにより、前記Ｙ位置の範囲、例えば０．０５〜０．１５ｍｍに対応する感度の変化率を傾きとして求めることができる。そして、ΔＹ＝（感度差分Ｓｄ／感度の傾き）の関係からΔＹ、すなわち感度差分Ｓｄに対応した永久磁石２の磁気検出方向の距離を求めることができる。また、感度の傾きを求めるための線形近似曲線及び１次近似式は、例えば最小二乗法により求めることができる。
【００１９】
例えば、測定値がＳａ＝５（Ｖ／Ｏｅ）、Ｓｂ＝４（Ｖ／Ｏｅ）だとすると、感度差分Ｓｄ＝Ｓａ−Ｓｂ＝５−４＝１となり、前記求めた１次近似式から傾きを算出すると１５．４なので、ΔＹ＝１／１５．４＝０．０６５となる。このΔＹが図２に示すｎの２倍であるから、ｎ＝０．０３２５となり、ゼロ磁界位置Ｎは、永久磁石２の形状公差によりずれた中心位置Ｏから０．０３２５ｍｍだけ識別マーク２ａのある一端側にずれた位置になる。このように、ゼロ磁界位置Ｎ＝永久磁石２の中心位置Ｏ＋（感度差分Ｓｄ／感度の傾き）／２の関係式からゼロ磁界位置Ｎを求めることができる（ステップ１０７）。
【００２０】
感度差分Ｓｄが０の場合は、前記関係式において、ゼロ磁界位置Ｎ＝永久磁石２の中心位置Ｏとなり、ゼロ磁界位置Ｎが永久磁石２の中心位置Ｏと一致することを意味する。また、ステップ１０５で感度差分Ｓｄ＝Ｓａ−Ｓｂ＜０の場合は、センサ素子４からゼロ磁界位置Ｎ迄の距離は、２回目の測定時の方が近いことを意味するので、ゼロ磁界位置Ｎは、永久磁石２の中心位置Ｏから識別マーク２ａがない他端側にｎだけずれた位置になる。
【００２１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、センサ素子４は一個に限らず複数個用いてもよい。また、永久磁石２に設けた識別マーク２ａは○印に限らず他の態様でもよいほか、この識別マーク２ａは必ずしも設けなくてもよいものである。
【符号の説明】
【００２２】
１      基板
２      永久磁石
２ａ      識別マーク
３      ソケット
４      センサ素子
５      ＩＣ
６      ヘルムホルツコイル
７      電流源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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