磁性传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于，在使具有磁性图案的被检测体与磁阻效应元件相隔微小距离的非接触状态下，稳定且灵敏度优异地检测被检测体的磁性图案。磁铁(6)配置于被检测体(5)的传送路径即中空部(2)的一个面，且沿着被检测体(5)的传送方向具有规定长度的磁极。磁性体(8)沿着传送方向与磁铁(6)隔着中空部(2)相对配置，生成与形成于磁性体(8)和磁铁(6)之间的中空部(2)交叉的交叉磁场。各向异性磁阻效应元件(10)配置在磁性体载体(8)的面对中空部(2)的一侧，在传送方向上具有磁敏作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁性传感器装置
本专利技术涉及对纸币等纸片状介质上所形成的微小磁性图案进行检测的磁性传感器装置。
技术介绍
磁性传感器装置是使用磁阻效应元件的传感器装置，该磁阻效应元件具有电阻值相对于磁场强度变化的特性。纸币等纸片状介质所包含的磁性图案的磁化量一般较为微小。因此，尤其在多通道同时进行检测的线型磁性传感器装置中，为了以高灵敏度检测磁性图案，较多地使用各向异性磁阻效应元件。各向异性磁阻效应元件大体上灵敏度比半导体磁阻效应元件要高。磁性传感器装置中，需要将各向异性磁阻效应元件均设置在未磁饱和而灵敏度较高的磁场强度区域，之后使纸币等纸片状介质通过强磁场范围。然而，在使用各向异性磁阻效应元件的磁性传感器装置中，各向异性磁阻效应元件在10mT左右的磁通密度下饱和，因此将多个各向异性磁阻效应元件配置于未磁饱和而灵敏度较高的磁场强度区域较为困难。为了解决这样的问题，专利文献1中公开了如下的磁性传感器：调整永磁体的位置并将其配置成使得由永磁体产生的检测用磁场同时给予的强磁性体薄膜磁阻元件(各向异性磁阻效应元件)的磁敏方向的偏置磁场强度成为饱和磁场以下的磁通量。专利文献1的磁性传感器中在磁铁和检测对象之间配置有磁阻元件。此外，具有如下的磁性传感器装置：具有在磁铁和磁阻元件之间移动检测对象的结构(例如参照专利文献2)的磁性传感器装置、或者具有将磁阻元件配置在两个磁铁之间、并在磁阻元件和一个磁铁之间移动检测对象的结构(例如参照专利文献3)的磁性传感器装置。在磁铁和磁阻元件之间移动检测对象的结构中，还具有如下结构：进一步使磁铁和磁性体相对，并将磁阻元件配置在磁性体侧。例如，专利文献4的磁性传感器装置中，隔着传送空间将下侧的永磁体与上侧的磁轭相对配置。永磁体的相对磁极面形成为相同磁极。在磁轭的相对面侧配置有构成分压电路的磁阻元件。在磁轭的相对面上形成凹槽。永磁体发出的磁力线汇集并进入磁轭的磁极，通过将磁阻元件配置于该磁通的汇集区域，从而提高被检测体的检测分辨率。此外，在专利文献5的磁性传感器装置中，将磁轭配置在磁铁的上方。磁轭的磁脚部具有抑制磁铁的磁通的发散的形状磁各向异性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2008-145379号公报专利文献2：日本专利特开2005-129009号公报专利文献3：日本专利特开2001-21631号公报专利文献4：日本专利特开平06-231336号公报专利文献5：日本专利特开平07-210833号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题专利文献1记载的磁性传感器并未公开使强磁性体薄膜磁阻元件的磁敏方向的偏置磁场强度成为饱和磁场以下的磁通量的、永磁铁的具体配置方法。此外，为了以多通道进行输出，需要使施加到多个强磁性体薄膜磁阻元件的磁敏方向的偏置磁场强度均匀，但该方法并未被公开。为了提高非接触方式的磁性传感器中的被检测体的检测灵敏度，需要提高偏置磁铁的磁力，对各向异性磁阻效应元件施加适当的偏置磁场，提高传送被检测体的传送路径的磁场强度。在专利文献1的磁性传感器中，被检测体以比各向异性磁阻效应元件距偏置磁铁更远的方式通过偏置磁铁，因此被检测体所引起的磁场强度的变化较小，各个各向异性磁阻效应元件的输出信号变小。在专利文献2至专利文献5的磁性传感器装置中，在配置磁阻效应元件的区域附近的磁场强度空间变化较大。磁阻效应元件配置在磁敏方向的磁场强度变化较大的区域中，能获得最合适的偏置磁场的范围较窄，难以调整。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，在使具有磁性图案的被检测体与磁阻效应元件相隔微小距离的非接触状态下，稳定且灵敏度优异地检测被检测体的磁性图案。解决技术问题所采用的技术方案为了达到上述目的，本专利技术所涉及的磁性传感器装置包括：磁铁，该磁铁配置于被检测体的传送路径的一个面，且沿被检测体的传送方向具有规定长度的磁极；以及磁性体，该磁性体沿着传送方向与磁铁隔着传送路径相对配置。磁性体生成与磁性体和磁铁之间所形成的传送路径交叉的交叉磁场。而且，还具有磁阻效应元件，该磁阻效应元件配置在磁性体的面对传送路径的一侧，在传送方向上具有磁敏作用。专利技术效果根据本专利技术，施加到各向异性磁阻效应元件的磁敏方向的偏置磁场强度的偏差变小，能稳定且灵敏度优异地检测被检测体的磁性图案。附图说明图1是本专利技术的实施方式1所涉及的磁性传感器装置的、与被检测体的传送方向平行的剖视图。图2是从被检测体的插入排出方向观察到的实施方式1所涉及的磁性传感器装置的剖视图。图3是表示将基板和AMR元件安装到图1中的磁性体载体的安装状态的放大图。图4是表示从图1中的中空部观察基板侧而得到的AMR元件的安装状态的俯视图。图5是表示实施方式1所涉及的磁性传感器装置的AMR元件和外部电路的连接状态的连接图。图6是表示由实施方式1所涉及的磁性传感器装置中的磁铁、磁轭、磁性体载体生成的磁力线分布的图。图7A是对实施方式1所涉及的磁性传感器装置的检测原理进行说明的磁力线矢量图。图7B是被检测体靠近AMR元件时的磁力线矢量图。图7C是被检测体远离AMR元件时的磁力线矢量图。图8是表示为了对实施方式1所涉及的磁性传感器的检测原理进行说明而进行计算的方式的图。图9是表示图8的结构中、磁通密度的传送方向分量在传送方向上的分布的图。图10是表示图8的结构中、磁通密度的间隔方向分量在传送方向上的分布的图。图11是表示AMR元件的施加磁通密度与电阻变化率的示例的图。图12是具有蜿蜒形状的电阻图案的AMR元件的俯视图。图13是表示将磁阻图案变更为T字结构时的安装状态的俯视图。图14是具有图13中的蜿蜒形状的电阻图案的AMR元件的俯视图。图15是本专利技术的实施方式2所涉及的磁性传感器装置的、与被检测体的传送方向平行的剖视图。图16是本专利技术的实施方式3所涉及的磁性传感器装置的、与被检测体的传送方向平行的剖视图。图17是从被检测体的插入排出方向观察到的实施方式3所涉及的磁性传感器装置的剖视图。图18是表示构成实施方式3所涉及的磁性传感器装置的磁路的元器件配置的图。图19是表示图18的结构中的磁力线分布的图。图20是表示施加到磁阻效应元件的施加磁通密度与磁阻效应元件的电阻值之间的关系的图。图21是表示图18的结构中、磁通密度的传送方向分量在传送方向上的分布的图。图22是表示构成本专利技术的实施方式4所涉及的磁路的元器件配置的图。图23是表示图22的结构中的磁力线分布的图。图24是表示图22的结构中、磁通密度的传送方向分量在传送方向上的分布的图。具体实施方式下面参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。另外，对图中相同或相当的部分标注相同的标号。实施方式1.图1是本专利技术的实施方式1所涉及的磁性传感器装置的、与被检测体的传送方向平行的剖视图。图2是从被检测体的插入排出方向观察到的实施方式1所涉及的磁性传感器装置的剖视图。在壳体1的内部形成有中空部2。在壳体1的一个侧面(侧壁)遍及整个读取宽度(与被检测体的传送方向正交的方向)形成有第一切口部3，在另一个侧面(侧壁)与第一切口部3平行地形成有第二切口部4。经由中空部2连接第一切口部3和第二切口部4。例如，包含作为被检测体的磁性图案的被检测体5从第一切口部3插入，将中空部2作为传送路径来进行传送，并从第二切口部4排出。在中空部2的传送方向的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性传感器装置，其特征在于，包括：磁铁，该磁铁配置于被检测体的传送路径的一个面，且沿所述被检测体的传送方向具有规定长度的磁极；磁性体，该磁性体沿着所述传送方向与所述磁铁隔着所述传送路径相对配置，并生成与形成于该磁性体和所述磁铁之间的所述传送路径交叉的交叉磁场；以及磁阻效应元件，该磁阻效应元件配置在所述磁性体的面对所述传送路径的一侧，在所述传送方向上具有磁敏作用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.09 JP 2012-088502;2012.04.09 JP 2012-088501.一种磁性传感器装置，其特征在于，包括：磁铁，该磁铁配置于被检测体的传送路径的一个面，且沿所述被检测体的传送方向具有规定长度的磁极；软磁性体，该软磁性体沿着所述传送方向与所述磁铁隔着所述传送路径相对配置，该软磁性体在所述传送方向上的长度比所述磁铁在所述传送方向上的长度要长，并生成与形成于该软磁性体和所述磁铁之间的所述传送路径交叉的交叉磁场；以及磁阻效应元件，该磁阻效应元件固定在所述软磁性体的面向所述传送路径一侧的表面，在所述传送方向上具有磁敏作用，所述磁阻效应元件从所述磁铁在所述传送方向上的中心向所述传送方向的任一侧偏移，并配置于以下位置：所述交叉磁场沿所述传送方向的分量的大小为所述磁阻效应元件本身沿所述传送方向的饱和磁场强度以下，且不包括零点。2.如权利要求1所述的磁性传感器装置，其特征在于，所述磁性传感器装置还包括固定于所述软磁性体的基板，所述磁阻效应元件固定于所述软磁性体露出的所述基板的孔部。3.一种磁性传感器装置，其特征在于，包括：磁铁，该磁铁配置于被检测体的传输路径的一个面，且沿所述被检测体的传送方向具有规定长度的磁极；磁性体，该磁性体沿着所述传送方向与所述磁铁隔着所述传送路径相对配置，该磁性体在所述传送方向上的长度比所述磁铁在所述传送方向上的长度要长，并生成与该磁性体和所述磁铁之间所形成的所述传送路径交叉的交叉磁场；以及磁阻效应元件，该磁阻效应元件配置在所述磁性体的面对所述传送路径的一侧，在所述传送方向上具有磁敏作用，所述磁阻效应元件从所述磁铁在所述传送方向上的中心向所述传送方向的任一侧偏移，并配置于以下位置：所述交叉磁场沿所述传送方向的分量的大小为所述磁阻效应元件本身沿所述传送方向的饱和磁场强度以下，且不包括零点，所述磁性体的与所述磁铁相对且与所述磁铁最接近的面沿所述传送方向的第一端相对于所述磁铁的与所述第一端相同侧的第三端，以超过所述磁铁范围的方式进行延伸，其中，所述第一端位于所述磁阻效应元件从所述磁铁在所述传送方向上的中心向所述传送方向偏移的一侧。4.如权利要求3所述的磁性传感器装置，其特征在于，所述磁性体的与所述磁铁相对且与所述磁铁最接近的面沿所述传送方向与所述第一端相反侧的第二端相对于所述磁铁的与所述第二端相同侧的第四端，位于所述磁铁的范围内。5.如权利要求1至4的任一项所述的磁性传感器装置，其特征在于，所述磁铁沿所述传送方向交替具有不同的磁极。6.如权利要求5所述的磁性传感器装置，其特征在于，包括：第一磁轭，该第一磁轭与所述磁铁的与所述传送方向正...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾込智和，下畑贤司，浅野启行，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP