特許 6874869 磁気センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6874869

(24)【登録日】2021年4月26日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】磁気センサ

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/02 20060101AFI20210510BHJP

   G01R 33/09 20060101ALI20210510BHJP

   H01L 43/08 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   G01R33/02 V

   G01R33/09

   H01L43/08 Z

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2020-4223(P2020-4223)

(22)【出願日】2020年1月15日

(62)【分割の表示】特願2016-53521(P2016-53521)の分割

【原出願日】2016年3月17日

(65)【公開番号】特開2020-73905(P2020-73905A)

(43)【公開日】2020年5月14日

【審査請求日】2020年1月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(72)【発明者】

【氏名】田邊 圭

【審査官】 青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−２０３６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１７０５０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／０５２８９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭４９−０９７６６７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１３７８０４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３３／００−３３／２６

Ｈ０１Ｌ ２７／２２

Ｈ０１Ｌ ２９／８２

Ｈ０１Ｌ ４３／００−４３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の方向を磁化固定方向とし、前記第１の方向と交差する第２の方向を長手方向とする第１及び第２の磁気検出素子と、磁性体とを備え、
前記第１及び第２の磁気検出素子は、前記第１の方向に配列され、
前記磁性体は、前記第１及び第２の方向と交差する第３の方向から見て、前記第１及び第２の磁気検出素子の間に位置し、且つ、前記第１及び第２の磁気検出素子と重ならない第１の部分と、前記第３の方向から見て前記第１の磁気検出素子と重なる第２の部分と、前記第３の方向から見て前記第２の磁気検出素子と重なる第３の部分とを含み、
前記磁性体の前記第１の部分の底面は、前記磁性体の前記第２及び第３の部分の底面よりも、前記第３の方向における位置が前記第１及び第２の磁気検出素子に近く、
前記第１の磁気検出素子と前記磁性体の前記第２の部分の前記第３の方向における距離は一定であり、
前記第２の磁気検出素子と前記磁性体の前記第３の部分の前記第３の方向における距離は一定であり、
前記磁性体の前記第２の部分と前記第３の部分の間は、空間が形成されることなく前記磁性体で満たされていることを特徴とする磁気センサ。

【請求項2】

前記磁性体の前記第１乃至第３の部分は、いずれも空間が形成されることなく前記磁性体で満たされていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。

【請求項3】

前記磁性体の前記第１乃至第３の部分の上面は、平坦であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気センサ。

【請求項4】

前記磁性体の前記第１の方向における長さは、前記磁性体の前記第２の方向における長さよりも長いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気センサ。

【請求項5】

前記磁性体の前記第１の部分の長手方向は、前記第２の方向に延在していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は磁気センサに関し、特に、磁気検出素子に磁束を集めるための磁性体を備えた磁気センサに関する。

【背景技術】

【0002】

磁気抵抗素子などを用いた磁気センサは、電流計や磁気エンコーダなどに広く用いられている。磁気センサには、磁気検出素子に磁束を集めるための磁性体が設けられることがあり、この場合、磁性体は磁気検出素子に対してオフセットして配置される（特許文献１及び２参照）。これにより、磁性体によって磁束の方向が磁化固定方向に曲げられることから、高感度な検出を行うことが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５５００７８５号公報

【特許文献2】特開２０１４−１８２０９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１及び２に記載された磁気センサでは、磁気検出素子の大部分が磁性体から露出していることから、ノイズとなる環境磁界の影響を受けやすいという問題があった。

【0005】

したがって、本発明は、環境磁界の影響を受けにくい磁気センサ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】

【0006】

本発明による磁気センサは、第１の平面に位置する少なくとも第１の磁気検出素子を含む複数の磁気検出素子と、前記第１の平面と平行な第２の平面に設けられた磁性体とを備え、前記磁性体は、前記第２の平面との間に第１の空間を形成する第１の本体部と、前記第２の平面に固定された第１の脚部とを含み、前記第１の磁気検出素子は、前記第１の本体部に覆われていることを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、検出すべき磁界が第１の脚部に集められる一方、第１の磁気検出素子が第１の本体部に覆われていることから、第１の本体部を介してノイズとなる環境磁界をバイパスさせることができる。これにより、環境磁界の影響を低減することが可能となる。ここで、磁性体は、軟磁性材料からなるものであることが好ましい。

【0008】

本発明において、前記複数の磁気検出素子は前記第１の本体部に覆われた第２の磁気検出素子をさらに含み、前記磁性体は、前記第１の本体部に対して突出し、前記第２の平面に固定された第２の脚部をさらに含み、前記第１の本体部は前記第１の脚部と前記第２の脚部の間に位置し、前記第１の磁気検出素子は前記第１の脚部側にオフセットして配置され、前記第２の磁気検出素子は前記第２の脚部側にオフセットして配置されていることが好ましい。これによれば、第１及び第２の脚部に集められた磁界がそれぞれ第１及び第２の磁気検出素子に与えられることから、差動信号を得ることが可能となる。しかも、第１及び第２の磁気検出素子が平面視で第１及び第２の脚部に挟まれるとともに、第１の本体部に覆われることから、第１の空間への環境磁界の侵入が効果的に阻止される。これにより、環境磁界の影響をより低減することが可能となる。

【0009】

この場合、前記第１及び第２の平面と交差し、且つ、前記第１及び第２の脚部を横断する方向における前記第１の空間の断面形状が多角形であっても構わないし、前記第１及び第２の平面と交差し、且つ、前記第１及び第２の脚部を横断する方向における前記第１の本体部の底面が曲線部分を有していても構わない。

【0010】

本発明において、前記複数の磁気検出素子は第２の磁気検出素子をさらに含み、前記磁性体は前記第２の平面との間に第２の空間を形成する第２の本体部をさらに含み、前記第１の脚部は前記第１の本体部と前記第２の本体部の間に位置し、前記第２の磁気検出素子は前記第２の本体部に覆われていることもまた好ましい。この場合も、第１及び第２の磁気検出素子によって差動信号を得ることが可能となる。

【0011】

この場合、前記磁性体は前記第２の平面に固定された第２及び第３の脚部をさらに含み、前記第１の本体部は前記第１の脚部と前記第２の脚部の間に位置し、前記第２の本体部は前記第１の脚部と前記第３の脚部の間に位置し、前記第１及び第２の磁気検出素子はいずれも前記第１の脚部側にオフセットして配置されていることが好ましい。これによれば、第１の磁気検出素子が平面視で第１及び第２の脚部に挟まれ、第２の磁気検出素子が平面視で第１及び第３の脚部に挟まれることから、環境磁界の影響をより低減することが可能となる。

【0012】

本発明において、前記第１の磁気検出素子は、前記第１の脚部と重ならない位置に配置されていることが好ましい。これによれば、第１の磁気検出素子に第１の平面と平行な磁界成分をより多く印加することが可能となる。

【0013】

本発明において、前記複数の磁気検出素子は前記第１及び第２平面と平行な第１の方向を磁化固定方向とし、前記第１及び第２の平面と平行であり、且つ、前記磁化固定方向と交差する第２の方向における前記磁性体の長さは、前記第２の方向における前記複数の磁気検出素子のそれぞれの長さよりも長いことが好ましい。これによれば、第２の方向におけるより広い領域に亘って磁化固定方向と平行な磁界が得られることから、磁気センサの磁気検出感度をより高めることが可能となる。

【0014】

本発明において、前記複数の磁気検出素子は、いずれも前記磁性体に覆われていることが好ましい。これによれば、検出すべき磁界が各磁気検出素子に効率的に与えられるとともに、各磁気検出素子を環境磁界から効果的に遮蔽することが可能となる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、環境磁界の影響を低減することが可能な磁気センサを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態による磁気センサ１０Ａの外観を示す略斜視図である。

【図2】図２は、磁気センサ１０Ａの断面図である。

【図3】図３は、磁気センサ１０Ａの上面図である。

【図4】図４は、第１の実施形態においてｚ方向の磁束φｚの流れを説明するための模式図である。

【図5】図５は、第１の実施形態においてｘ方向の磁束φｘの流れを説明するための模式図である。

【図6】図６は、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４の接続関係を説明するための回路図である。

【図7】図７は、第１の変形例による磁気センサ１０Ａ_１の断面図である。

【図8】図８は、第２の変形例による磁気センサ１０Ａ_２の断面図である。

【図9】図９は、本発明の第２の実施形態による磁気センサ１０Ｂの外観を示す略斜視図である。

【図10】図１０は、磁気センサ１０Ｂの断面図である。

【図11】図１１は、磁気センサ１０Ｂの上面図である。

【図12】図１２は、第２の実施形態においてｚ方向の磁束φｚの流れを説明するための模式図である。

【図13】図１３は、第２の実施形態においてｘ方向の磁束φｘの流れを説明するための模式図である。

【図14】図１４は、本発明の第３の実施形態による磁気センサ１０Ｃの外観を示す略斜視図である。

【図15】図１５は、磁気センサ１０Ｃの断面図である。

【図16】図１６は、磁気センサ１０Ｃの上面図である。

【図17】図１７は、第３の実施形態においてｚ方向の磁束φｚの流れを説明するための模式図である。

【図18】図１８は、第３の実施形態においてｘ方向の磁束φｘの流れを説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

【0018】

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態による磁気センサ１０Ａの外観を示す略斜視図である。また、図２は磁気センサ１０Ａの断面図であり、図３は磁気センサ１０Ａの上面図である。特に、図２は、図３に示すＡ−Ａ線に沿った断面を示している。

【0019】

図１〜図３に示すように、本実施形態による磁気センサ１０Ａは、センサチップ２０と、センサチップ２０に固定された磁性体３０Ａを備えている。

【0020】

センサチップ２０は、略直方体形状を有する基板２１を備え、基板２１の素子形成面２１ａには４つの磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４が形成されている。素子形成面２１ａはｘｙ面からなり、第１の平面Ｐ１の一部を構成する。素子形成面２１ａは絶縁膜２２によって覆われており、その表面は、第１の平面Ｐ１と平行な第２の平面Ｐ２を構成する。センサチップ２０の作製方法としては、集合基板に多数のセンサチップ２０を同時に形成し、これらを分離することによって多数個取りする方法が一般的であるが、本発明がこれに限定されるものではなく、個々のセンサチップ２０を別個に作製しても構わない。

【0021】

磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４は、磁束密度によって物理特性の変化する素子であれば特に限定されないが、本実施形態においては、磁界の向きに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）が用いられる。磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４の磁化固定方向は、図２及び図３の矢印Ｂが示す第１の方向（ｘ方向におけるプラス側）に全て揃えられている。

【0022】

磁性体３０Ａは、フェライトなど透磁率の高い軟磁性材料からなるブロックであり、第２の平面Ｐ２に載置されている。磁性体３０Ａは、第１の本体部５１と、第１の本体部５１に対して突出した第１及び第２の脚部４１，４２とを備えている。第１の脚部４１は、第２の平面Ｐ２に位置する搭載領域２３に固定された部分であり、第２の脚部４２は、第２の平面Ｐ２に位置する搭載領域２４に固定された部分である。第１及び第２の脚部４１，４２の固定は、接着剤などを用いて行うことができる。搭載領域２３のｘ方向におけるプラス側には、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３が配置されている。また、搭載領域２４のｘ方向におけるマイナス側には、磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４が配置されている。

【0023】

第１の本体部５１は、第１の脚部４１と第２の脚部４２の間に位置しており、その底面５１ｂは第２の平面Ｐ２から所定の距離Ｈだけ離間している。これにより、第２の平面Ｐ２と第１の本体部５１との間には、第１の空間６１が形成される。第１の本体部５１は、平面視で（ｚ方向から見て）第１の空間６１を介して磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４を覆っている。このうち、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３は第１の脚部４１側にオフセットして配置され、磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４は第２の脚部４２側にオフセットして配置されている。つまり、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３は磁性体３０Ａのｘ方向における中心よりもｘ方向におけるマイナス側に配置され、磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４は磁性体３０Ａのｘ方向における中心よりもｘ方向におけるプラス側に配置される。尚、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３は第２の方向であるｙ方向に配列され、磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４もｙ方向に配列されている。また、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ２は第１の方向であるｘ方向に配列され、磁気検出素子ＭＲ３，ＭＲ４もｘ方向に配列されている。

【0024】

ここで、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４は、全体が第１の本体部５１に覆われる位置に配置することが好ましい。換言すれば、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４の一部が平面視で第１の脚部４１又は第２の脚部４２と重ならない位置に配置することが好ましい。これは、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４の一部が平面視で第１の脚部４１又は第２の脚部４２と重なると、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４に与えられる磁界のｘ方向成分が少なくなるため、その分、検出感度が低下するからである。

【0025】

図４に示すように、磁性体３０Ａはｚ方向の磁束φｚを集め、その半分を第１の脚部４１に分配し、残りの半分を第２の脚部４２に分配する役割を果たす。第１の脚部４１に分配された磁束の一部は、ｘ方向におけるプラス側に曲げられて磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３に印加される。また、第２の脚部４２に分配された磁束の一部は、ｘ方向におけるマイナス側に曲げられて磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４に印加される。これにより、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３と磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４には、互いに逆方向の磁束が与えられることになる。上述の通り、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４の磁化固定方向は、矢印Ｂが示すｘプラス方向に向けられていることから、磁束のｘ方向における成分に対して感度を持つことになる。

【0026】

一方、図５に示すように、ｘ方向の磁束φｘは、第１の脚部４１又は第２の脚部４２に吸い込まれ、第１の本体部５１へと導かれる。図５に示す例では、第２の脚部４２に吸い込まれた磁束φｘは、第１の本体部５１を介して第１の脚部４１から放出されている。これにより、第１の空間６１には磁束φｘがほとんど侵入せず、したがって磁束φｘが磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４に与える影響は非常に小さくなる。このように、磁性体３０Ａは、ｘ方向の磁束φｘを磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４から遠ざけ、バイパスさせる機能を有していることから、ノイズである環境磁界の影響が大幅に低減される。

【0027】

ここで、各磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４のｙ方向における長さをｗ０とし、磁性体３０Ａのｙ方向における幅をｗ１とした場合、
ｗ０＜ｗ１
であることが好ましい。これにより、磁性体３０Ａによってｘ方向に曲げられた磁束が磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４のｙ方向におけるより広い領域に与えられる。つまり、ｙ方向におけるより広い領域に亘ってｘ方向の磁界成分が得られることから、磁気検出感度が高められる。しかも、ノイズである環境磁界に対しては、磁性体３０Ａによるシールド効果がｙ方向により広くなることから、環境磁界の影響がより効果的に低減される。

【0028】

磁性体３０Ａのｚ方向における高さについては特に限定されないが、ｚ方向における高さをより高くすることによって、ｚ方向の磁束の選択性を高めることができる。本実施形態においては、磁性体３０Ａの底面が２つの脚部４１，４２を備え、これら脚部４１，４２が第２の平面Ｐ２に固定されることから、磁性体３０Ａのｚ方向における高さを高くしても比較的安定して支持できるという利点を有している。

【0029】

図６は、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４の接続関係を説明するための回路図である。

【0030】

図６に示す例では定電圧源７１が用いられ、その両端間には、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ２がこの順に直列に接続されるとともに、磁気検出素子ＭＲ４，ＭＲ３がこの順に直列に接続される。そして、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ２の接続点Ｃ１と、磁気検出素子ＭＲ４，ＭＲ３の接続点Ｃ２との間に電圧検出回路７２が接続され、これによって接続点Ｃ１，Ｃ２間に現れる出力電圧のレベルが検出される。

【0031】

そして、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３は平面視で第１の脚部４１側にオフセットして配置され、磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４は平面視で第２の脚部４２側にオフセットして配置されていることから、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４は差動ブリッジ回路を構成し、磁束密度に応じた磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４の電気抵抗の変化を高感度に検出することが可能となる。

【0032】

具体的には、磁性体３０Ａに吸い寄せられたｚ方向の磁束φｚは、センサチップ２０の搭載領域２３，２４に分配された後、ｘ方向の両側を回って磁束の発生源に戻る。この時、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４は、全て同一の磁化固定方向を有していることから、搭載領域２３からみてｘ方向におけるプラス側に位置する磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３の抵抗変化量と、搭載領域２４からみてｘ方向におけるマイナス側に位置する磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４の抵抗変化量との間には差が生じる。この差は、図６に示した差動ブリッジ回路によって２倍に増幅され、電圧検出回路７２によって検出される。

【0033】

そして、本実施形態による磁気センサ１０Ａは、図５を用いて説明したように、ノイズであるｘ方向の磁束φｘが磁性体３０Ａを通過し、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４には磁束φｘがほとんど印加されない。つまり、磁性体３０Ａは、ｘ方向の磁束φｘに対する遮蔽効果をもたらすことから、環境磁界の影響を大幅に低減することが可能となる。

【0034】

また、磁性体３０Ａは、平面視でｘ方向における両側に脚部４１，４２を有している一方、平面視でｙ方向における両側には対応する脚部が設けられていない。これは、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４がｘ方向の磁束に対して感度を有する素子であることから、平面視で脚部４１，４２に対してｘ方向に隣接して配置する必要がある一方、ｙ方向における両側にそのような脚部を設けると、検出すべきｚ方向の磁束φｚが当該脚部に流れ込み、検出すべき磁界成分が減少してしまうからである。このような理由から、磁性体３０Ａにはｙ方向における両側に脚部を設けない方が好ましい。換言すれば、第１の空間６１は、ｙ方向における両側が開放されていることが好ましい。

【0035】

尚、上述した磁気センサ１０Ａでは、第１の空間６１のｘｚ断面が四角形であったが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、図７に示す第１の変形例による磁気センサ１０Ａ_１のように、第１の本体部５１の底面５１ｂが傾斜した磁性体３０Ａ_１を用い、これにより第１の空間６１のｘｚ断面を三角形としても構わない。金型を用いて磁性体３０Ａ_１を成形する際、型から磁性体３０Ａ_１を取り出しやすくなるという利点がある。尚、第１の空間６１のｘｚ断面は、三角形や四角形以外の多角形であっても構わない。

【0036】

また、図８に示す第２の変形例による磁気センサ１０Ａ_２のように、第１の本体部５１の底面５１ｂを円弧状や弓状などに湾曲させることによって曲線部分を形成しても構わない。これによれば、金型を用いて磁性体３０Ａ_２を成形する際、型から磁性体３０Ａ_２をよりいっそう取り出しやすくなる。この場合、底面５１ｂの全体を曲線状としても構わないし、一部を直線状とし、残りの部分を曲線状としても構わない。

【0037】

＜第２の実施形態＞
図９は、本発明の第２の実施形態による磁気センサ１０Ｂの外観を示す略斜視図である。また、図１０は磁気センサ１０Ｂの断面図であり、図１１は磁気センサ１０Ｂの上面図である。特に、図１０は、図１１に示すＡ−Ａ線に沿った断面を示している。

【0038】

図９〜図１１に示すように、本実施形態による磁気センサ１０Ｂは、磁性体３０Ａの代わりに形状の異なる磁性体３０Ｂが用いられている点において、第１の実施形態による磁気センサ１０Ａとは相違している。その他の構成については、第１の実施形態による磁気センサ１０Ａと基本的に同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0039】

磁性体３０Ｂは、第１の脚部４１と、第１及び第２の本体部５１，５２を有している。第１の脚部４１は、第２の平面Ｐ２に位置する搭載領域２５に固定された部分であり、第１の本体部５１と第２の本体部５２の間に位置している。搭載領域２５のｘ方向におけるマイナス側には磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３が配置され、ｘ方向におけるプラス側には磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４が配置されている。

【0040】

第１の本体部５１は、第１の脚部４１のｘ方向におけるプラス側に設けられており、その底面５１ｂは第２の平面Ｐ２から所定の距離Ｈだけ離間している。これにより、第２の平面Ｐ２と第１の本体部５１との間には、第１の空間６１が形成される。第１の本体部５１は、平面視で第１の空間６１を介して磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４を覆っている。磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４は、第１の脚部４１に沿ってｙ方向に配列されている。

【0041】

第２の本体部５２は、第１の脚部４１のｘ方向におけるマイナス側に設けられており、その底面５２ｂは第２の平面Ｐ２から所定の距離Ｈだけ離間している。これにより、第２の平面Ｐ２と第２の本体部５２との間には、第２の空間６２が形成される。第２の本体部５２は、平面視で第２の空間６２を介して磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３を覆っている。磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３は、第１の脚部４１に沿ってｙ方向に配列されている。

【0042】

図１２に示すように、磁性体３０Ｂはｚ方向の磁束φｚを第１の脚部４１に集め、その一部をｘ方向におけるマイナス側に曲げて磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３側に放出し、他の一部をｘ方向におけるプラス側に曲げて磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４側に放出する役割を果たす。これにより、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３と磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４には、互いに逆方向の磁束が与えられることから、ｚ方向の磁束φｚの強度を検出することが可能となる。

【0043】

一方、図１３に示すように、感磁方向であるｘ方向の磁束φｘは、第１の本体部５１及び第２の本体部５２の一方から他方へと伝達する。これにより、第１の空間６１や第２の空間６２に侵入する磁束φｘが低減されることから、磁束φｘが磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４に与える影響が小さくなる。

【0044】

但し、第１の実施形態とは異なり、第１の空間６１や第２の空間６２がｘ方向に閉じておらず、ｘ方向における一方が開放されていることから、ｘ方向の磁束φｘをバイパスさせる機能は若干低下する。しかしながら、本実施形態においては、磁性体３０Ｂのｘ方向におけるサイズをより小型化しやすいという利点を有している。また、磁性体３０Ｂは、ｚ方向の磁束φｚを第１の脚部４１に集中させることから、第１の実施形態よりも得られる信号レベルが高くなるという利点も有している。

【0045】

＜第３の実施形態＞
図１４は、本発明の第３の実施形態による磁気センサ１０Ｃの外観を示す略斜視図である。また、図１５は磁気センサ１０Ｃの断面図であり、図１６は磁気センサ１０Ｃの上面図である。特に、図１５は、図１６に示すＡ−Ａ線に沿った断面を示している。

【0046】

図１４〜図１６に示すように、本実施形態による磁気センサ１０Ｃは、磁性体３０Ａ，３０Ｂの代わりに形状の異なる磁性体３０Ｃが用いられている点において、第１及び第２の実施形態による磁気センサ１０Ａ，１０Ｂとは相違している。その他の構成については、第１及び第２の実施形態による磁気センサ１０Ａ、１０Ｂと基本的に同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0047】

磁性体３０Ｃは、第１〜第３の脚部４１〜４３と、第１及び第２の本体部５１，５２を有している。第１〜第３の脚部４１〜４３は、第２の平面Ｐ２に位置する搭載領域２５〜２７にそれぞれ固定された部分である。搭載領域２５のｘ方向におけるマイナス側には磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３が配置され、ｘ方向におけるプラス側には磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４が配置されている。

【0048】

第１の本体部５１は、第１の脚部４１と第２の脚部４２の間に位置しており、その底面５１ｂは第２の平面Ｐ２から所定の距離Ｈだけ離間している。これにより、第２の平面Ｐ２と第１の本体部５１との間には、第１の空間６１が形成される。第１の本体部５１は、平面視で第１の空間６１を介して磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４を覆っている。磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４は、第１の脚部４１に沿ってｙ方向に配列されている。

【0049】

第２の本体部５２は、第１の脚部４１と第３の脚部４３の間に位置しており、その底面５２ｂは第２の平面Ｐ２から所定の距離Ｈだけ離間している。これにより、第２の平面Ｐ２と第２の本体部５２との間には、第２の空間６２が形成される。第２の本体部５２は、平面視で第２の空間６２を介して磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３を覆っている。磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３は、第１の脚部４１に沿ってｙ方向に配列されている。

【0050】

図１７に示すように、磁性体３０Ｃはｚ方向の磁束φｚを集め、その一部を第１の脚部４１に誘導する。第１の脚部４１を通過した磁束の一部は、ｘ方向におけるマイナス側に曲げられて磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３側に放出され、他の一部はｘ方向におけるプラス側に曲げられて磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４側に放出される。これにより、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３と磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４には、互いに逆方向の磁束が与えられることから、ｚ方向の磁束φｚの強度を検出することが可能となる。

【0051】

一方、図１８に示すように、感磁方向であるｘ方向の磁束φｘは、第１の脚部４１又は第３の脚部４３に吸い込まれ、第１又は第２の本体部５１，５２へと導かれる。図１８に示す例では、第２の脚部４２に吸い込まれた磁束φｘは、第１の本体部５１、第１の脚部４１、第２の本体部５２を介して、第３の脚部４３から放出されている。これにより、第１及び第２の空間６１，６２には磁束φｘがほとんど侵入せず、したがって磁束φｘが磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４に与える影響は非常に小さくなる。このように、磁性体３０Ｃは、ｘ方向の磁束φｘを磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４から遠ざけ、バイパスさせる機能を有していることから、ノイズである環境磁界の影響が大幅に低減される。

【0052】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【0053】

例えば、上記の実施形態では、磁気検出素子として４つの磁気抵抗素子（ＭＲ素子）を用いているが、磁気検出素子の種類や数については特に限定されるものではない。

【0054】

また、上記の各実施形態においては、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４が形成される第１の平面Ｐ１と磁性体３０Ａ〜３０Ｃが固定される第２の平面Ｐ２のｚ方向における位置が互いに相違しているが、これらを同一平面に形成しても構わない。つまり、磁性体３０Ａ〜３０Ｃを第１の平面Ｐ１に固定しても構わない。

【0055】

さらに、第１及び第２の空間６１，６２は、完全な空洞であることは必須でなく、第１及び第２の空間６１，６２に非磁性体が充填されていても構わない。

【符号の説明】

【0056】

１０Ａ〜１０Ｃ，１０Ａ_１，１０Ａ_２ 磁気センサ
２０ センサチップ
２１ 基板
２１ａ 素子形成面
２２ 絶縁膜
２３〜２７ 搭載領域
３０Ａ〜３０Ｃ，３０Ａ_１，３０Ａ_２ 磁性体
４１ 第１の脚部
４２ 第２の脚部
４３ 第３の脚部
５１ 第１の本体部
５１ｂ 第１の本体部の底面
５２ 第２の本体部
５２ｂ 第２の本体部の底面
６１ 第１の空間
６２ 第２の空間
７１ 定電圧源
７２ 電圧検出回路
Ｃ１，Ｃ２ 接続点
ＭＲ１〜ＭＲ４ 磁気検出素子
Ｐ１ 第１の平面
Ｐ２ 第２の平面
φｘ ｘ方向の磁束
φｚ ｚ方向の磁束

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】