(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出部およびリード部で構成された磁気抵抗素子と、
バイアス磁界用磁石と、
移動磁界用磁石と、
前記磁気抵抗素子を取り付けるためのプリント基板と、
前記磁気抵抗素子で検出した信号を波形整形するための検出回路とで構成された磁気式検出器において、
前記プリント基板は、前記磁気抵抗素子の検出部と前記バイアス磁界用磁石を同時に取り付けるための穴部を形成した位置決め部を４カ所配設したものであり、
前記バイアス磁界用磁石をそれぞれ前記磁気抵抗素子の検出部の上に固定してあり、
前記移動磁界用磁石と前記磁気抵抗素子は、所定のギャップをもって対向するように配置してあることを特徴とする磁気式検出器。
【請求項２】
前記バイアス磁界用磁石に誤取り付け防止部を設けるとともに、磁極の境界を認識するための印を付けたことを特徴とする請求項１記載の磁気式検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗素子を使用した磁気式検出器において、磁気抵抗素子とバイアス磁界用磁石の取り付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁気式検出器は、図６の検出機構部と図８の検出回路を組み合わせて構成されている。
図６は、１回転あたり１パルスの矩形波信号で、かつ、回転方向を検出するため９０度位相差の２信号が得られる磁気式検出器の検出機構部の斜視図を示した。プリント基板４の表面にバイアス磁界用磁石２を固定し、プリント基板４の裏面に磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４（点線にて表示）を固定している。移動磁界用磁石３は、磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４に対向して回転する検出機構になっている。
図７は各部品の取り付け位置関係を示した断面図である。
１５は、磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４のリード部である。
図７において、移動磁界用磁石３と磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４は、所定のギャップをもって対向しており、４個の磁気抵抗素子のリード部１５は、プリント基板４を使用した取り付け部品にハンダ付けで固定されている。プリント基板４を挟んだ反対面には、環状のバイアス磁界用磁石２が固定してある。環状のバイアス磁界用磁石２は、磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４に必要なバイアス磁界を与えることにより、図８の検出回路で１回転に１パルスの矩形波信号７２，７３が得られる構成になっている。１パルスの矩形波信号７２，７３は、お互いの矩形波信号が電気的に９０度位相差があり、この位相差を検出することにより回転方向を検出することができる。
図８は、検出回路７の回路構成を示した図である。
移動磁界用磁石３が回転することにより発生する磁界の変化を、対向した４個の磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４で検出し、検出回路７で矩形波信号７２，７３を得る構成である。Ｒは抵抗、ＶＲは可変抵抗を示している。７１は、磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４の信号を矩形波に波形整形するための演算増幅器である。
【０００３】
図８は、回転方向も検出できる構成となっているため、検出回路７を２組使用している。
磁気抵抗素子の両端に電圧を印加し、移動磁界用磁石３の回転によって変化した磁界の変化とバイアス磁界用磁石２の磁気変化のベクトル和を磁気抵抗素子で検出し、磁気抵抗素子の中点端子Ｂに発生する検出信号電圧を演算増幅器７１で波形整形して矩形波信号７２、７３を得ている。
なお、外部雑音、電圧変動、温度変化に対しての影響を排除する目的で、１８０度位相差の電気信号が得られる磁気抵抗素子１１と磁気抵抗素子１３、磁気抵抗素子１２と磁気抵抗素子１４を組み合わせ、各磁気抵抗素子が検出した差信号を波形整形する回路構成になっている。
図９は、磁気抵抗素子の内部構成の詳細を示した図である。
磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４は、樹脂で整形された磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａと磁気抵抗素子のリード部１５にて構成されている。磁気抵抗素子本体は、２組の櫛形状磁気抵抗パターンで構成されたチップ１０を使用し、Ｃ１は、チップ１０の中心を示している。Ａ，Ｂ，Ｃは、磁気抵抗素子のリード部１５の端子番号名で、端子Ｂより検出信号が出力される。
【０００４】
図１０は、磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４と環状のバイアス磁界用磁石２の位置関係を示した図である。
磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａのチップ１０の中心Ｃ１と環状のバイアス磁界用磁石２のＮ極とＳ極の境界部が一致するように位置決めしてある。環状のバイアス磁界用磁石２は、プリント基板４を挟んだ反対面に磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４と同一の円周上に固定してある。
図１１は、従来例に使用している移動磁界用磁石３のＮ極とＳ極の磁極構成を示した平面図である。磁気抵抗素子は、Ｎ極とＳ極の磁気境界部で磁気変化を検出する性質があるため、バイアス磁界用磁石を使用しないと１回転に２パルスの矩形波信号を検出することになる。
そこで、１回転に１パルスを得るには、図１１に示した回転側の移動磁界用磁石３の磁極構成と図１０に示した固定側のバイアス磁界用磁石２の磁極構成を採用し、この組み合わせによる磁気変化のベクトル和を磁気抵抗素子で検出することにより、１回転に１パルスの矩形波信号７２，７３を得ることができる構成になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来技術では、環状のバイアス磁界用磁石２をプリント基板４を挟んだ反対面に同一円周上で、かつ、磁気抵抗素子のチップ１０の中心Ｃ１と位置決めして固定するには、環状のバイアス磁界用磁石２が円周方向に位置決め機能がなく、しかも、環状のバイアス磁界用磁石２の磁極位置が目視では見えないため、位置決め治具（図示せず。）によって取り付ける必要があった。
さらに、環状のバイアス磁界用磁石２のため、磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４が配置されていないプリント基板４の反対面の同一円周上に他の部品が実装できず、部品実装密度が低下し、プリント基板外形寸法が大きくなって磁気式検出器が小形化できないという問題があった。
そこで、本発明は、位置決め冶具を使用しないでバイアス磁界用磁石２を取り付けることができ、しかも、バイアス磁界用磁石２の取り付けミスを防止し、プリント基板の部品実装密度を向上させることにより、検出器の品質の向上と小形化を目的とした磁気式検出器を得るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項１記載の発明は、検出部およびリード部で構成された磁気抵抗素子と、バイアス磁界用磁石と、移動磁界用磁石と、前記磁気抵抗素子を取り付けるためのプリント基板と、前記磁気抵抗素子で検出した信号を波形整形するための検出回路とで構成された磁気式検出器において、前記プリント基板は、前記磁気抵抗素子の検出部と前記バイアス磁界用磁石を同時に取り付けるための穴部を形成した位置決め部を４カ所配設したものであり、前記バイアス磁界用磁石をそれぞれ前記磁気抵抗素子の検出部の上に固定してあり、前記移動磁界用磁石と前記磁気抵抗素子は、所定のギャップをもって対向するように配置してあることを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の磁気式検出器において、前記バイアス磁界用磁石に誤取り付け防止部を設けるとともに、磁極の境界を認識するための印を付けたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。本実施例の磁気検出器は、図１の検出機構部と図８の従来例と同一の検出回路で構成されている。
図１は、本発明の磁気抵抗素子とバイアス磁界用磁石の取り付け構成の実施例を示す検出機構部の斜視図である。
磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４を取り付けるための取り付け部品としては、プリント基板４を使用している。
従来のバイアス磁界用磁石２を分割し、バイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４をそれぞれ磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａの上に固定した状態を示している。
図２は、実施例の各部品の位置関係を示した断面図である。
プリント基板４に磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａと、バイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４を同時に取り付けるための位置決め部４１（プリント基板４にあけられた穴部）を４カ所配設し、磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａとバイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４を取り付けた状態を示した図である。
【０００８】
環状の移動磁界用磁石３と磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４は対向しており、４個の磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａをプリント基板４の位置決め部４１に挿入し、磁気抵抗素子の各リード部１５は、プリント基板４にハンダ付けにて固定している。
磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４と移動磁界用磁石３の関係および構成は、従来例と同一である。バイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４の形状寸法は、磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａの形状寸法と同一である。
【０００９】
プリント基板４の位置決め部４１に磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａを挿入して、磁気抵抗素子の各リード部１５をハンダ付けにより固定し、その後、磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａの裏面に接着剤を塗布し、位置決め部４１を利用してバイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４を接着固定すればバイアス磁界用磁石の取り付けは完了する。
バイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４のＮ極とＳ極の磁極境界線と磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４の中点部Ｃ１とが一致するようにバイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４が予め着磁されているので、機械的な位置決めのみで磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４に適切なバイアス磁界を与えることができる。
位置決め部４１の寸法は、磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａの形状寸法およびバイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４の形状寸法とほぼ同一で、磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａとバイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４がなめらかに挿入できる寸法を採用している。
【００１０】
バイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４を磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａと同一寸法にした結果、環状のバイアス磁界用磁石２がなくなり、プリント基板４に実装部品を効率よく取り付けることができる。
図３は実施例に使用したプリント基板４の位置決め部４１の形状の詳細を示した図である。磁気抵抗素子の検出部１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａとバイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４の位置決め部品としてプリント基板４に設けた位置決め部４１を使用している。
図４は、本実施例の磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４とバイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４の取り付けの関係を示した図である。バイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４のＮ極とＳ極の磁極境界線が、プリント基板４の裏面にある磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４（リード部のみ点線で表示）の中点部Ｃ１に一致するように配置されている。
【００１１】
その他の実施例を図５に示した。本実施例のバイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４を磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４上に貼付する場合、バイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４の一部に凸部１１５を設け、外形形状を変化させた例である。
図４に示したようにバイアス磁界用磁石の着磁状態は、バイアス磁界用磁石２１，２３とバイアス磁界用磁石２２，２４の２種類必要となる。
バイアス磁界用磁石２１，２２，２３，２４の外形形状が矩形で磁気抵抗素子１１，１２，１３，１４上に取り付ける場合、着磁状態が目視で判別できないため、取り付けミスをする可能性がある。
そこで、図５のバイアス磁界用磁石１１１，１１２，１１３，１１４のように外形形状を変化させることで誤取り付けを防ぎ、さらに、磁石の片面に磁極のＮ極とＳ極の境界にケガキ線１１６による印を付けることにより判別が明確になり、確実にバイアス磁界用磁石１１１，１１２，１１３，１１４を取り付けることができる。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、磁気抵抗素子を取り付けるための取り付け部品には、磁気抵抗素子とバイアス磁界用磁石を同時に位置決めするための位置決め部を配設したことにより、従来の位置決め冶具による取り付けが不要となり、取り付け時間が減少することになる。
また、今まで環状のバイアス磁界用磁石により実装ができなかったプリント基板部に他の部品が実装でき、プリント基板の部品実装率が向上する結果、プリント基板の外形寸法が小さくなり、検出器が小形になるという効果が発生する。
バイアス磁界用磁石の形状寸法を磁気抵抗素子の形状寸法と同一寸法にすることにより、バイアス磁界用磁石も小形化し、バイアス磁界用磁石のコストも低減する。
さらに、バイアス磁界用磁石の一部に凸部等の誤取り付け防止部を設けるとともに、バイアス磁界用磁石の片面に磁極のＮ極とＳ極の磁極境界を示す印を付けてバイアス磁界用磁石を固定することにより、バイアス磁界用磁石の取り付けミスがなくなり、品質が向上するという効果が発生する。
なお、本発明の実施例として、回転形磁気検出器について説明したが、磁気抵抗素子とバイアス磁界用磁石を同時に位置決めする構造は、回転形磁気検出器に限定されるものではなく、直線形磁気検出器にも適用できることは説明するまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気式検出器の検出機構部の斜視図である。
【図２】本発明の検出部の各部品位置関係を示した断面図である。
【図３】本発明のプリント基板に配設した位置決め部の形状の詳細を示す図である。
【図４】本発明の磁気抵抗素子とバイアス磁界用磁石の取り付け状態を示す図である。
【図５】その他の実施例の磁気抵抗素子とバイアス磁界用磁石の取り付け状態を示す図である。
【図６】従来の磁気式検出器の検出機構部の斜視図である。
【図７】従来の検出部の各部品位置関係を示した断面図である。
【図８】従来の検出回路を示す図である。
【図９】従来の磁気抵抗素子の内部構成の詳細を示した図である。
【図１０】従来の磁気抵抗素子と環状のバイアス磁界用磁石の取り付け状態を示す図である。
【図１１】移動磁界用磁石の形状と着磁状態を示す図である。
【符号の説明】
１０  チップ
１１，１２，１３，１４  磁気低抗素子
１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａ  磁気低抗素子の検出部
１５  磁気抵抗素子のリード部
Ｃ１  磁気抵抗素子中点部
２，２１，２２，２３，２４，１１１，１１２，１１３，１１４  バイアス磁界用磁石
３  移動磁界用磁石
４  プリント基板（取り付け部品）
４１  位置決め部
７  検出回路
７１  演算増幅器
７２，７３  矩形波信号
１１５  凸部
１１６  ケガキ線
【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】
0003941082.tif 000008
【図８】
0003941082.tif 000009
【図９】
0003941082.tif 000010
【図１０】
0003941082.tif 000011
【図１１】
0003941082.tif 000012