DE4341890C2

DE4341890C2 - Magnetische Detektionseinrichtung

Info

Publication number: DE4341890C2
Application number: DE19934341890
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Makino; Seiki Aoyama; Masaki Takashima; Ichiro Izawa; Shinichi Konda
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-12-09
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: DE4341890A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetische Detekti onseinrichtung zur Detektion der Bewegung eines zu detektie renden Objektes mittels Verwendung einer Änderung in der Wi derstandsfähigkeit bzw. dem spezifischen Widerstand eines magnetoresistiven Elementes (magnetoresistance effective element, MRE).

Berührungslose Rotationssensoren weisen meist eine magneti sche Schaltkreisstruktur auf, in der ein Magnet zur Erzeu gung eines vormagnetisierenden Magnetfeldes derart angeord net ist, daß seine Kopfebene parallel zu einem Sensor liegt; dies bedeutet, daß der vormagnetisierende Magnet auf der hinteren Oberfläche des Sensors befestigt ist. Ein derartiges System führt eine Detektion durch, indem ein Ab lenkungswinkel des magnetischen Feldvektors senkrecht zu der Richtung des elektrischen Stromes durch ein MRE verwendet wird. Bei sich erhöhenden Ablenkungswinkeln wird die ausge bende Wellenform indessen in unerwünschter Art und Weise von einem einzelnen Wellenspitzenwert in einen verdoppelten Wel lenspitzenwert geteilt, was zu Fehlfunktionen führt.

Um das Auftreten von geteilten oder verdoppelten Wellenspit zenwerten zu verhindern, wird in dem US-Patent Nr. 5,134,371 eine magnetische Schaltkreisstruktur vorgeschlagen, in der ein Sensor senkrecht zu der magnetischen Kopfebene an geordnet ist, und das MREs enthält, die unter einem Inklina tionswinkel bzw. Neigungswinkel von ungefähr 45° zu dem vor magnetisierenden magnetischen Feld angeordnet sind.

Die Struktur weist indessen den Nachteil auf, daß derartig angeordnet MREs eine verminderte Empfindlichkeit haben.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine magnetische Detektionseinrichtung bereitzustellen, in der die Verminderung der Empfindlichkeit der MREs minimiert wird, während das Auftreten von geteilten oder verdoppelten Wellenspitzenwerten verhindert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine magnetische Detektionseinrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 10 bzw. 11 bzw. 12 bzw. 13 bzw. 14 bzw. 15 gelöst.

Im einzelnen erfolgt die Lösung der Aufgabe gemäß der vor liegenden Erfindung dadurch, daß eine magnetische Detektion seinrichtung bereitgestellt wird, die umfaßt:
einen vormagnetisierenden Magneten zur Erzeugung eines vor magnetisierenden Magnetfeldes, das auf ein zu detektierendes Objekt gerichtet ist, welches ein magnetisches Material ent hält;
ein magnetoresistives Element (MRE), das mit einer Neigung von ungefähr 45° in der Richtung des vormagnetisierenden Ma gnetfeldes angeordnet ist, um für eine Änderung des Wider standes zu sorgen, die durch das vormagnetisierende magneti sche Feld in Übereinstimmung mit der Bewegung des zu detek tierenden Objektes bedingt wird, so daß eine Änderung in dem Zustand des vormagnetisierenden magnetischen Feldes über eine Änderung des Widerstandes des magnetoresistiven Elemen tes detektiert wird; wobei
der vormagnetisierende Magnet ein hohles Teil aufweist, der einen Halter enthält, der das magnetoresistive Element bei einer Position zwischen einer Oberfläche des vormagnetisie renden Magneten und des zu detektierenden Objektes hält, und dicht zu der Oberfläche des vormagnetisierenden Elementes.

Eine Entfernung zwischen dem magnetoresistiven Element (MRE) und dem vormagnetisierenden Magneten weist einen optimalen Wert auf, der vorzugsweise die minimale Entfernung dar stellt, die ein maximales Ausgangssignal von dem MRE sicher stellt, während eine Turbulenz des magnetischen Feldvektors in folge der Anwesenheit des hohlen Teiles verhindert wird.

Der vormagnetisierende Magnet kann aus einem ferritischen Plastikmagneten bestehen.

Das magnetoresistive Element kann in einer Spritz- bzw. Formbaugruppe ausgebildet werden, die eine Spitze aufweist, die derartig geformt bzw. geschnitten ist, daß sie eine dünne Kante bildet, wodurch die Entfernung zwischen dem ma gnetoresistiven Element und dem zu detektierenden Objekt vermindert wird.

Gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine magnetische Detektionseinrichtung bereitgestellt, die umfaßt:
einen vormagnetisierenden Magneten zur Erzeugung eines vor magnetisierenden Magnetfeldes, das auf ein zu detektierendes Objekt gerichtet ist, welches ein magnetisches Material auf weist;
ein magnetoresistives Element, das mit einer Neigung von un gefähr 45° in Richtung des vormagnetisierenden Magnetfeldes angeordnet ist, um für eine Änderung des Widerstandes zu sorgen, die durch das vormagnetisierende magnetische Feld in Übereinstimmung mit der Bewegung des zu detektierenden Objektes bewirkt wird, um eine Änderung in dem Zustand des vormagnetisierenden magnetischen Feldes über der Änderung des Widerstandes des magnetoresistiven Elementes zu detektieren; wobei
der vormagnetisierende Magnet ein Seitenoberfläche aufweist, auf der ein Halter befestigt ist, zum Halten des magnetore sistiven Elementes in einer Position dicht zu einer Oberflä che des vormagnetisierenden Elementes.

Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine magnetische Detektioneinrichtung bereitgestellt, die umfaßt:
einen hohlen, säulenförmigen, vormagnetisierenden Permanent magneten, der eine Durchgangsöffnung aufweist, die sich ent lang seiner Achse erstreckt, wobei der vormagnetisierende Magnet ein vormagnetisierendes Magnetfeld erzeugt, das auf ein zu detektierendes Objekt gerichtet ist, welches aus ei nem magnetischen Material hergestellt ist; und
ein Paar aus magnetoresistiven Elementen, die im Bereich der Spitze eines Halters gehalten werden, der aus einem nicht- magnetischen Material hergestellt ist, das die Durchgangs öffnung des vormagnetisierenden Magneten füllt, wobei der Bereich der Spitze des Halters aus einem Ende der Durch gangsöffnung hervorragt, und zwar um die minimale Entfer nung, die nötig ist, um eine magnetische Turbulenz zu ver hindern, die in der Nähe der Enden der Durchgangsöffnung vorherrscht, wobei das Paar aus magnetoresistiven Elementen derart angeordnet ist, daß ihre longitudinalen Achsen des elektrischen Stromes unter jeweiligen Winkel von ungefähr plus minus 45° zu der Richtung des vormagnetisierenden Ma gnetfeldes gekippt bzw. geneigt sind, um für eine Änderung des Widerstandes zu sorgen, die durch eine Änderung des vor magnetisierenden Magnetfeldes in Übereinstimmung mit der Be wegung des zu detektierenden Objektes bedingt wird, wodurch eine Änderung in dem Zustand des vormagnetisierenden Magnet feldes über die Änderung in dem Widerstand des magnetoresistiven Elementes detektiert wird.

Weitere vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung er geben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen, die unter Bezug nahme auf die begleitende Zeichnung erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführung einer magnetischen Rotations-Detektionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einer ersten Ansicht in Richtung der Rotationsachse des Zahnrades

Fig. 2 die magnetische Rotattons-Detektionseinrich tung aus Fig. 1 in einer zweiten Ansicht in der Richtung senkrecht zur Rotationsachse des Zahnrades und zur Richtung des Pfeiles "A" in Fig. 1;

Fig. 3 die magnetische Rotations-Detektionseinrich tung aus Fig. 1, und zwar in einer dritten An sicht in der Richtung des Pfeiles "A" aus Fig. 1;

Fig. 4 zeigt einen Sensor in der ersten An sicht;

Fig. 5 zeigt ein Zeitdiagramm, in dem die Verarbei tung der Signale dargestellt ist;

Figs. 6 bis 9 zeigen die Variation eines magnetischen Vek tors, wenn sich ein Zahnrad dreht, und zwar in der ersten Ansicht;

Fig. 10 zeigt die Ausrichtung eines magnetoresisti ven Elementes (MRE) in einer perspektivi schen Ansicht;

Fig. 11 zeigt die Ausrichtung eines MREs in der x-y-Ebene gem. Fig. 10;

Fig. 12 zeigt ein Diagramm, in dem der Widerstand eines MREs dargestellt ist;

Fig. 13 zeigt die Ausrichtung eines magnetischen Feldvektors, der auf ein Paar von MREs Anwendung findet;

Figs. 14 und 15 zeigen die beobachteten Empfindlichkeiten der MREs;

Fig. 16 zeigt einen vormagnetisierenden Magneten ge mäß der vorliegenden Erfindung, und zwar in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 17 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführung einer magne tischen Rotationseinrichtung gemäß der vor liegenden Erfindung, in einer ersten Ansicht in Richtung der Rotationsachse des Zahnrades;

Fig. 18 zeigt die Einrichtung aus Fig. 17 in einer zweiten Ansicht in Richtung des Pfeiles B aus Fig. 17;

Fig. 19 zeigt eine Modifikation der Einrichtung aus Beispiel 2 in einer dritten Ansicht in der Richtung senkrecht zur Rotationsachse des Zahnrades und zum Pfeil "B" in Fig. 17;

Fig. 20 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführung einer magne tischen Rotationseinrichtung gemäß der vor liegenden Erfindung in einer ersten Ansicht in Richtung der Rotationsachse des Zahnrades;

Fig. 21 zeigt die Einrichtung aus Fig. 20 in einer zweiten Ansicht in Richtung des Pfeiles C aus Fig. 20;

Fig. 22 zeigt die Einrichtung aus Fig. 20 in einer dritten Ansicht in der Richtung des Pfeiles D aus Fig. 20;

Fig. 23 zeigt einen vormagnetisierenden Magneten ge mäß der vorliegenden Erfindung, und zwar in einer longitudinalen vertikalen Schnittan sicht;

Fig. 24 zeigt ein Form- bzw. Gießmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Ansicht senkrecht zur Schnittebene von Fig. 23;

Fig. 25 zeigt das Form- bzw. Gießmaterial aus Fig. 24 in der Ansicht von Fig. 23;

Fig. 26 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführung einer magne tischen Rotationseinrichtung gemäß der vor liegenden Erfindung in einer ersten Ansicht in Richtung der Rotationsachse des Zahnrades.

Fig. 27 zeigt die Einrichtung aus Fig. 26, bevor der Bereich der Spitze abgeschnitten wird, in der ersten Ansicht;

Fig. 28 zeigt den Raumbereich oder die Entfernung zwischen dem Form- bzw. Gießmaterial, das die MREs enthält, und der Kappe einer kon ventionellen magnetischen Detektionseinrich tung, und zwar in einer Schnittansicht in Richtung der Rotationsachse des Zahnrades;

Fig. 29 zeigt eine fünfte bevorzugte Ausführung einer magnetischen Rotations-Detektions einrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung in einer Schnittansicht längs ihrer Längsachse;

Fig. 30 zeigt die Einrichtung aus Fig. 29 in einer Aufbaustufe, bevor sie abgedeckt ist;

Fig. 31 ein Diagramm, in dem die Empfindlichkeit ei nes MREs als eine Funktion der Luftspalte zwischen dem MRE und einem Zahnrad darge stellt ist, der der magnetischen Detektion ausgesetzt wird;

Fig. 32 zeigt eine sechste bevorzugte Ausführung einer magnetischen Rotations-Detektions einrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung in einer Schnittansicht längs ihrer Längsachse;

Fig. 33 zeigt die Einrichtung aus Fig. 32, und zwar in der Richtung des Pfeiles A aus Fig. 32;

Fig. 34 zeigt die Einrichtung aus Fig. 33, die einem störenden magnetischen Feld ausgesetzt wird;

Fig. 35 zeigt den Einfluß des störenden magnetischen Feldes; und

Fig. 36 zeigt eine abschirmende magnetische Ummante lung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 1

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung er läutert.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer magnetischen Rotations-Detektionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht der Einrichtung und Fig. 3 ist eine Vorderansicht in der Richtung des Pfei les "A" aus Fig. 1.

Ein Sensor 1 wird an dem Kopfteil einer Formmasse bzw. eines Gießmateriales 2 ausgebildet, und zwar in der Form ei nes Stabes, der einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Leitungsrahmen 22 werden gleichfalls in der Formmasse bzw. dem Gießmaterial 2 ausgebildet und ragen aus dem letzteren nach rechts hervor. In diesem Beispiel besteht die Formmasse 2 aus einem Epoxidharz.

Ein runder, säulenförmiger vormagnetisierender Permanentma gnet 3 weist eine rechteckige Durchgangsöffnung 4 auf, die sich entlang der longitudinalen Achse der vormagnetisieren den Magneten 3 erstreckt, um einen hohlen Teil zu bilden. In diesem Beispiel ist der vormagnetisierende Magnet 3 ein fer ritischer Plastikmagnet.

Die Formmasse 3 wird formschlüssig in die Durchgangsöffnung 4 des vormagnetisierenden Magneten 3 eingefügt und mittels eines Bindemittels fixiert. Ein Zahnrad 5 mit einer Vielzahl von Zahnradzähnen 6 dient als zu detektierendes Ob jekt. Der Sensor 1 wird derartig angeordnet, daß es ei nem Zahn 6 des Zahnrades 5 gegenüber liegt. Wie man der Fig. 4 entnehmen kann, weist der Sensor 1 einen Chip 9 auf, der zwei magnetoresistive Elemente (MREs) 7 und 8 enthält, die senkrecht zu der Seitenoberflä che des Magneten 3 positioniert sind, sowie parallel zu der Ebene der Rotationsrichtung des Zahnrades 5. Das Paar der MREs 7 und 8 wird auf dem Chip 9 in einer Ebene angeordnet, die die Richtung W des magnetischen Feldes des vormagneti sierenden Magneten 3 enthält, und unter Verkippungen bzw. Neigungen von ungefähr plus minus 45° zu der Richtung "W" des magnetischen Feldes des vormagnetisierenden Magneten 3.

Die Formmasse 2 und der Sensor 1 werden auf der Mittel linie des Zahnrades 5 angeordnet, wie man der Fig. 2 entneh men kann.

Die magnetische Detektion wird auf der folgenden Art und Weise bewirkt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6, 7, 8 und 9 lenkt ein Zahn 6 des sich drehenden Zahnrades 5 einen magnetischen Feldvektor in einer Spalte zwischen dem Zahnrad 5 und dem Magne ten 3 ab, und zwar in einem magnetischen Kreis, der durch das Zahnrad 5, die MREs 7 und 8 und den Magneten 3 zirkuliert. Diese Ablenkung des magnetischen Feldvektors führt zu einer Änderung des elektrischen Widerstandes der MREs 7 und 8, die zwischen dem Zahnrad 5 und dem Magneten 3 angeordnet sind, wobei die MREs 7 und 8 ihren Widerstand in entgegengesetzten Richtungen ändern. Ein Verarbeitungsschaltkreis 25 (vergl. Fig. 4), der auf dem gleichen Chip vorgesehen ist, verarbeitet die Wellenform der Widerstandsänderung und gibt Pulse mit einer Rate aus (entsprechend der Anzahl der Zähne), die proportional zu der Rotationsgeschwindigkeit des Zahnrades 5 ist, wie man im einzelnen der Fig. 5 entnehmen kann.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10, 11 und 12 werden die MREs 7 und 8 einem magnetischen Feldvektor ausgesetzt, der Rich tungskomponenten Bx und By aufweist. Bx und By sind als die magnetischen Feldvektorkomponenten definiert, die jeweils paral lel mit und senkrecht zu dem elektrischen Strom liegen, der durch einen MRE fließt. Der Widerstand der MREs 7 und 8 wird jeweils durch die folgenden Formeln ausgedrückt, wobei Rx und Ry die Widerstände in dem Sättigungsbereich und δ den Ablenkungswinkel des magnetischen Feldvektors B bezeichnet.

R7 = Rxcos²{(π/4) - δ} + Rysin²{(π/4) - δ} = (Rx + Ry)/2 + (Rx - Ry)/2sin2δ

R8 = Rxcos²{(π/4) + δ} + Rysin²{(π/4) + δ} = (Rx + Ry)/2 - (Rx - Ry)/2sind2δ

Folglich läßt sich der Unterschied ΔR zwischen den Wider ständen R7 und R8 ausdrücken zu:

ΔR = R8 - R7 = (Rx - Ry)sin2δ

Ein magnetischer Schaltkreis, der derartig ausgelegt ist, daß der Ablenkungswinkel δ des magnetischen Feldvektors B einen Maximalwert δmax innerhalb des Bereiches von ungefähr -45° bis ungefähr +45° annimmt, würde die Empfindlichkeit der MREs 7 und 8 verbessern, und zwar im Hinblick auf die Ände rungsrate des Widerstandes, die ausgedrückt wird durch ΔR/R (R = R7 = R8).

Die Fig. 14 und 15 zeigen die tatsächlichen Ergebnisse, die derart erhalten werden. Die Empfindlichkeit der MREs 7 und 8 ist proportional zu der Entfernung der MREs 7 oder 8 zu dem Magneten 3. Um für eine maximale Empfindlichkeit zu sorgen, wenn die Entfernung von dem Zahnrad 5 zu den MREs 7 oder 8 konstant ist, werden die MREs 7 und 8 bevorzugterwei se dicht zu dem Magneten 3 positioniert. Es wird angenommen, daß diese Bedingung für einen Maximalwert des Ablenkungswin kels δ des magnetischen Feldvektors B sorgt. Um diese Bedingung tatsächlich zu erfüllen, weist der vormagnetisierende Magnet 3 gemäß dieses Beispieles eine hohle Struktur auf. Im ein zelnen weist der vormagnetisierende Magnet 3 einen hohlen Teil auf, der ein ausgebildetes bzw. geformtes bzw. gegosse nes IC enthält, das einen Sensor enthält, so daß die MREs 7 und 8 sich dicht an dem Magneten 3 befinden.

Fig. 16 zeigt einen magnetischen Turbulenzbereich nahe dem Ende des Magneten 3, wobei in diesem Bereich der magnetische Feldvektor in Richtung der Durchgangsöffnung oder des hohlen Teiles 4 gezogen wird und von dem magnetischen Schaltkreis ablenkt wird, wodurch eine korrekte Information über die Drehung des Zahnrades nicht erhalten werden kann. Es wird angenommen, daß der Bereich der magnetischen Turbulenz mit einer magnetischen Oberflächenfeldintensität des Magneten 3 und der Form des hohlen Teiles in Beziehung steht und das sie tatsächlich in einem Bereich von 0 bis 1 mm von dem Ma gneten auftritt wird.

Aus diesem Grund wird im Hinblick auf ein optimales Design des magnetischen Schaltkreises die maximale Empfindlichkeit erhalten, wenn die MREs 7 und 8 in einer Entfernung von nicht weniger als 1 mm von dem Magneten 3 angeordnet werden, da eine Entfernung von weniger als 1 mm die MREs 7 und 8 in den Bereich der magnetischen Turbulenz stellt.

Daher erzeugt in diesem Beispiel der vormagnetisierende Ma gnet 3 ein vormagnetisierendes Feld, das auf ein zu detek tierendes Objekt oder ein Zahnrad 5 zeigt, das ein magneti sches Material aufweist, wobei die magnetoresistiven Elemen te (MREs) 7 und 8 unter einem Inklinationswinkel bzw. einer Verkippung von ungefähr 45° angeordnet sind, und zwar in der Richtung des vormagnetisierenden Magnetfeldes, um für eine Änderung in dem Widerstand zu sorgen, die durch das vorma gnetisierende magnetische Feld in Übereinstimmung mit der Bewegung des zu detektierenden Objektes 5 bedingt wird, um eine Änderung in dem Zustand des vormagnetisierenden Magnet feldes über eine Änderung des Widerstandes der MREs 7 und 8 zu detektieren; wobei der vormagnetisierende Magnet 3 einen hohlen Teil 4 aufweist, der einen Halter oder eine Formmasse 2 enthält, um die MREs 7 und 8 bei einer bestimmten Position zwischen einer Oberfläche des vormagnetisierenden Magneten und des zu detektierenden Objektes 5 zu halten, sowie dicht zu der Oberfläche des vormagnetisierenden Elementes 3.

Dieses Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung minimiert die Verminderung der Empfindlichkeit und verhindert das Auf treten von geteilten oder verdoppelten Wellenspitzenwerten in der Ausgangswellenform der MREs durch das Merkmal, das die MREs 7 und 8 unter einer Verkippung bzw. Neigung von un gefähr 45° zu der Richtung des vormagnetisierenden magneti schen Feldes angeordnet werden, und zwar in einer Position zwischen einer Stirnfläche des vormagnetisierenden Magneten 3 und des zu detektierenden Objektes 5, sowie dicht zu der Oberfläche des vormagnetisierenden Magneten 3.

Eine maximale Empfindlichkeit wird erhalten, wenn die Ent fernung der MREs 7 oder 8 zu dem vormagnetisierenden Magne ten 1 mm beträgt, d. h. wenn sie einen Minimalwert annimmt, der den Ausschluß des Turbulenzbereiches des magnetischen Feldvektors infolge der hohlen Struktur des Magneten 3 sicher stellt.

Der vormagnetisierende Magnet kann ein Magnet aus einer sel tenen Erde sein, der für ein starkes Magnetfeld sorgt, so daß die Bereitstellung einer Feldintensität (oder einer Sen sorsättigungs-Feldintensität) sichergestellt wird, die für die Detektion notwendig ist, selbst wenn der Sensor in einer gewissen Entfernung von dem vormagnetisierenden Magne ten angeordneten ist. Daher können Leitungen für die Ein gangsanschlüsse des Sensors sich um den vormagnetisie renden Magneten erstrecken. Indessen sind Magneten aus sel tenen Erden teuer.

Die Kosten für den Magneten können vermindert werden, indem ein ferritischer Plastikmagnet verwendet wird, der weniger teuer ist, der aber für eine schwächere Feldintensität sorgt, und zwar verglichen mit der, die von einem Magneten aus seltenen Erden bereitgestellt wird, wodurch der Effekt eintritt, daß ein Sensor mit der gleichen Struktur wie die, die zuvor mit dem Magneten aus seltenen Erden verwendet wor den ist, nicht für die notwendige Sättigungsfeldintensität für ein magnetoresistives Element sorgen kann.

Um diesen Nachteil zu eliminieren, verwendet die vorliegende Erfindung einen vormagnetisierenden Magneten, der einen hoh len Teil aufweist, in dem ein Form- bzw. Gießmasse (molding material) eingeführt wird, um die Entfernung von den MREs 7 oder 8 zu dem Magneten 3 zu vermindern, wodurch die notwen dige Feldintensität (bzw. eine Sensorsättigungs-Feldintensi tät) für die Detektion der Rotation ermöglicht wird, selbst wenn ein ferritischer Plastikmagnet verwendet wird, der ein schwächeres Oberflächenfeld aufweist. Dies vermindert die Kosten für den vormagnetisierenden Magneten.

Da der vormagnetisierende Magnet einen hohlen Bereich auf weist, in dem eine Formmasse eingeführt wird, müssen die Leitungen oder die Eingänge für den Sensor (bzw. die Lei tungsrahmen 22) sich nicht um den Magneten erstrecken und müssen nicht gefaltet werden, was zu einem einfachen Aufbau führt.

Beispiel 2

Im folgenden wird ein weiters Beispiel beschrieben, und zwar indem insbesondere Unterschiede zum Beispiel 1 erläutert werden.

In den Fig. 17 und 18 ist schematisch eine Ausführungs form einer magnetischen Rotations-Detektionseinrichtung ge mäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Fig. 17 zeigt eine Vorderansicht und die Fig. 18 zeigt eine Seiten ansicht der Einrichtung, und zwar betrachtet entlang der Richtung des Pfeiles B.

In diesem Beispiel wird eine Formmasse 13 zum Halten der MREs 11 und 12 auf einer Seitenoberfläche eines vormagneti sierenden Magneten 10 befestigt, wobei die MREs 11 und 12 dicht zu einer Oberfläche des vormagnetisierenden Magneten 10 angeordnet werden.

Der vormagnetisierende Magnet 10 weist eine Plattenform auf. Ein Sensor 14, das die MREs 11 und 12 enthält, wird in dem Formmaterial 13 ausgebildet. Der vormagnetisierende Ma gnet 10 und die Formmasse werden mittels eines Bindemittels verbunden. Die MREs 11 und 12 sind dichter zu einem Zahnrad 15 angeordnet als der vormagnetisierende Magnet 10.

Die Positionierung der MREs 11 und 12 und die Art und Weise der magnetischen Detektion ist die gleiche wie im Beispiel 1.

Daher erzeugt gemäß dieses Beispieles der vormagnetisierende Magnet 10 ein vormagnetisierendes Magnetfeld, das in Rich tung eines zu detektierenden Objektes oder eines Zahnrades 15 gerichtet ist, das ein magnetisches Material enthält, wo bei die magnetoresistiven Elemente (MREs) 11 und 12 unter einer Neigung von ungefähr 45° zu der Richtung des vormagne tisierenden Magnetfeldes angeordnet sind, um für eine Ände rung des Widerstandes zu sorgen, die durch eine Änderung des vormagnetisierenden Magnetfeldes in Übereinstimmung mit der Bewegung des zu detektierenden Objektes 15 bedingt wird, um eine Änderung in dem Zustand des vormagnetisierenden magne tischen Feldes zu detektieren, und zwar über die Änderung des Widerstandes der MREs 11 und 12, wobei der vormagneti sierende Magnet 10 eine Seitenoberfläche aufweist, auf der ein Halter oder eine Formmasse 13 befestigt ist, der bzw. die die MREs 11 und 12 bei einer Position hält, die dicht zu einer Oberfläche des vormagnetisierenden Elementes liegt.

Dieses Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ordnet die MREs 11 und 12 dicht bei dem vormagnetisierenden Magneten 10 an, wodurch die Bereitstellung einer notwendigen Feldinten sität (bzw. einer Sensorsättigungs-Feldintensität) sicherge stellt wird, um eine Drehung selbst dann zu detektieren, wenn ein ferritischer Plastikmagnet als ein vormagnetisie render Magnet verwendet wird, der eine schwache Oberflächen feldintensität aufweist.

Dieses Beispiel kann in einer Art und Weise modifiziert wer den, die in Fig. 19 dargestellt ist, wobei der die Formmasse 13 und der Sensor 14 vorteilhafterweise unter einem Verkippungswinkel α zu der Mittellinie des Zahnrades 15 an geordnet werden.

Beispiel 3

Eine weitere Ausführungsform wird im folgenden beschrieben, und zwar indem insbesondere Unterschiede zum Beispiel 1 er läutert werden.

Die Fig. 20, 21 und 22 zeigen die grundlegende Anordnung einer magnetischen Rotations-Detektionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, und zwar in einer Vorderansicht, ei ner Seitenansicht entlang des Pfeiles C aus Fig. 20, und ei ner Obenansicht entlang des Pfeiles D aus Fig. 20.

Gemäß dieses Beispieles weist ein vormagnetisierender Magnet 16 eine Durchgangsöffnung 17 auf, und eine Formmasse 18 wird in die Durchgangsöffnung 17 eingeführt. Die Formmasse 18 und die Durchgangsöffnung 17 weisen sich verjüngende Stufen auf, um die MREs 19 bei einer Position zu fixieren, die von der magnetisierenden Oberfläche des vormagnetisierenden Magneten 16 hervorragt. Genauer gesagt verwendet dieses Beispiel die Stufen dazu, um die Position der MREs 19 zu fixieren, wäh rend im Beispiel 1 die Formmasse 2 durch die Durchgangsöffnung 4 eingeführt und mit der Durchgangsöffnung 4 bei einer vorherbestimmten Position verbunden wird.

Fig. 23 zeigt einen Querschnitt des vormagnetisierenden Ma gneten 16 und die Fig. 24 und 25 zeigen jeweils die Form masse in einer Drauf- und einer Seitenansicht. Wie man der Fig. 23 entnehmen kann, weist der vormagnetisierende Magnet 16 eine Durchgangsöffnung 17 auf, die ein dünnes Kopf- und ein dickes Heckteil aufweist, wobei eine dazwischengelagerte Stufe vorgesehen wird. Wie man den Fig. 24 und 25 entneh men kann, weist die Formmasse 18 ein dünnes Kopf- und ein dickes Heckteil auf, mit einer dazwischengelagerten Zwi schenstufe. Die Formmasse 18 wird in die Durchgangsöffnung 17 des vormagnetisierenden Magneten 16 eingeführt und bei einer Position fixiert, bei der die Stufe der Durchgangsöff nung 17 des vormagnetisierenden Magneten 16 sowie die Stufe der Formmasse aneinanderstoßen.

Daher wird gemäß dieses Beispieles die Durchgangsöffnung 17 und die Formmasse 18 jeweils mit Stufen ausgestattet, so daß die MREs 19 bei einer Position fixiert werden, die von der magnetisierenden Oberfläche des vormagnetisierenden Magneten 16 hervorragt. Demnach wird die gemeinsame Positionierung zwischen den Sensoren (den MREs 19) und dem vormagneti sierenden Element 16 einfach kontrolliert, indem man ledig lich die Formmasse 18 in die Durchgangsöffnung 17 einführt. Die Formmasse 18 und der vormagnetisierende Magnet 16 werden beide mittels eines Preßvorganges hergestellt, so daß die gemeinsame Positionierung zwischen den Sensoren (den MREs 19) und dem vormagnetisierenden Magneten leicht kon trolliert oder stabil bestimmt werden kann.

Beispiel 4

Ein weiteres Beispiel wird im folgenden beschrieben, indem insbesondere auf Unterschiede zum Beispiel 1 hingewiesen wird.

Die Fig. 26 zeigt eine grundlegende Anordnung einer magneti schen Rotations-Detektionseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In diesem Beispiel wird eine Formmasse 20 in eine Durchgangsöffnung 23 eines vormagnetisierenden Magneten 21 eingeführt, positioniert, und dann bei einem Bereich der Spitze beschnitten, um ein Stück der Dicke "t" zu entfernen.

Im einzelnen wird die Formmasse 20 in die Durchgangsöffnung 23 eingeführt, wie man der Fig. 27 entnehmen kann, und dann bei dem Bereich der Spitze beschnitten, um eine Dicke "t" zu entfernen, wodurch sich die Form ergibt, die in Fig. 26 dar gestellt ist. Dies ermöglicht die Vergrößerung eines Luft spaltes zwischen der Formmasse 20 und dem Zahnrad 24 um eine Entfernung "t", während das Leistungsniveau des Sensors auf dem gleichen Pegel gehalten wird, verglichen dem einer kon ventionellen Einrichtung. Dies wird vorteilhafterweise für einen magnetischen Schaltkreis einer Rotations-Detektions einrichtung verwendet, deren Leistungsfähigkeit variiert, wenn der Luftspalt um eine Entfernung variiert, die so klein ist wie 0,1 mm.

Die Rotations-Detektionseinrichtungen, die derzeit kommerzi ell verfügbar sind, umfassen diejenigen Einrichtungen, die einen magnetischen Schaltkreis verwenden, der aus einem sich drehenden Körper, einem Sensor und einem vormagnetisie renden Magneten besteht, wobei der Luftspalt zwischen dem sich drehenden Körper und der Einrichtung meistens 1,2 mm beträgt. Um eine Rotations-Detektionseinrichtung aufzubauen, bei der der Luftspalt auf 1 mm oder weniger gesetzt ist, wird eine hohe Präzision der Teile benötigt, die den Rotati onskörper bilden, und eine Präzision bei der gemeinsamen Po sitionierung des Rotationskörpers und der Einrichtung ist nötig. Daher war bis vor Kurzem eine Rotations-Detektions einrichtung erwünscht, die einen größeren Luftspalt erlaubt, um diese Anforderung zu mildern. Indessen weist ein Gieß- bzw. Formharz zum Gießen bzw. Formen eines ei ne Länge auf, die einen Spalt beim Befestigen der Detektion seinrichtung benötigt, so daß ein ausreichender Luftspalt (1 mm) nicht erhalten werden kann.

In diesem Beispiel wird das Form- bzw. Gießmaterial 20 mit dem vormagnetisierenden Magneten 21 aufgebaut und dann im Bereich der Spitze beschnitten, um einen vergrößerten Luft spalt zu ermöglichen.

Wie zuvor beschrieben, minimiert die vorliegende Erfindung die Verminderung der Empfindlichkeit des magnetoresistiven Elementes, während sie das Auftreten von geteilten oder ver doppelten Wellenspitzenwerten verhindert.

Beispiel 5

Dieses Beispiel ermöglicht eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die insbesondere das folgende bekannte Problem vorteilhaft löst.

Wie man der Fig. 28 entnehmen kann, wird eine magnetische Rotations-Detektionseinrichtung nach dem Stand der Technik hergestellt, indem man ein MRE 31 in einer Harzmasse ausbil det, die Formmasse 32 mit einem vormagnetisierenden Magnet 33 verbindet, einen Leitungsrahmen 34, der sich von der Formmasse 31 zu einem Anschluß 36 erstreckt, der sich wiederum von einem Anschlußhalter erstreckt, verbindet, und indem man diese Teile mit einer Kappe 37 verschließt.

Indessen tritt hierbei das Problem auf, daß es schwierig ist, den Leitungsrahmen 34 mit dem Anschluß 36 zu verbinden, während man den Abstand L1 zwischen der Formmasse und der inneren Oberfläche der Kappe 37 aufrechterhält, wodurch ist es gleichfalls schwierig wird, denn Luftspalt zwischen dem MRE 31 und einem zu detektierenden Objekt zu kontrollieren.

Um diesem Problem zu begegnen, umfaßt eine magnetische De tektionseinrichtung gemäß dieses Beispieles die folgenden Elemente: einen vormagnetisierenden Magneten zur Erzeugung eines vormagnetisierenden magnetischen Feldes, das auf ein zu detektierendes Objekt gerichtet ist; einen Halter zum Halten eines magnetoresistiven Elementes, das eine Änderung in dem vormagnetisierenden Magnetfeld in Antwort auf eine Bewegung eines zu detektierenden Objektes detektiert, und zwar im Sinne einer Änderung des elektrischen Widerstandes des Elementes; wobei der Halter gegen eine hintere Oberflä che einer nicht-magnetischen Kappe gepreßt wird, die dem zu detektierenden Objekt gegenüberliegt.

Der vormagnetisierende Magnet weist eine Durchgangsöffnung auf, durch die der Halter gegen die hintere Oberfläche der nicht-magnetischen Kappe gepreßt wird, die ein Ende der Durchgangsöffnung verschließt.

Die Fig. 29 zeigt eine magnetische Rotations-Detektionsein richtung 42, die mit einem runden säulenförmigen Harzgehäuse 43 ausgestattet ist, sowie mit einem runden säulenförmigen Permanentmagneten 44, der auf der Spitze (dem rechten Ende) des Harzgehäuses 43 angeordnet ist. Der Magnet erzeugt ein vormagnetisierendes Magnetfeld, das auf ein zu detektieren des Objekt gerichtet ist. Ein runde säulenförmige Kappe 45, die ein Ende verschließt und die mittels einer Vernietung bzw. einer Verkerbung mit dem Gehäuse 43 verbunden ist, um gibt den Permanentmagneten 44 und die vordere Hälfte des Ge häuses 43. Die Kappe 45 ist 0,25 mm dick und aus dem nicht rostenden Stahl JIS SUS 304 hergestellt, der nicht magne tisch ist. Die Kappe 45 zwängt das Gehäuse 43 und den Perma nentmagneten 44 gegeneinander, so daß sie bei dem rechten Ende des Gehäuses 43 aneinanderliegen.

Der Permanentmagnet 44 weist an seiner Spitze oder an seinem rechten Ende einen Hohlraum 46 auf, sowie eine Durchgangs öffnung 47, die sich entlang der zentralen Achse des Magne ten 44 erstreckt. Die Durchgangsöffnung 47 kommuniziert mit dem Hohlraum 46 an dem rechten Ende und sie weist an ihrem linken Ende eine sich verjüngende Öffnung 48 auf, die sich nach außen verbreitert.

Ein MRE 49 in der Form eines Chips, der in einer Formmasse 50 aus einem Epoxidharz ausgebildet ist, wird in die Durch gangsöffnung 47 des Permanentmagneten eingeführt. Genauer gesagt wird der MRE-Chip 49 auf einem Kupferleitungsrahmen 51 befestigt und in der Formmasse 50 zusammen mit einem Teil des Leitungsrahmens 51 derart ausgebildet, daß das MRE 49 in dem Hohlraum 46 des Permanentmagneten 44 angeordnet ist und sich der Leitungsrahmen 51 durch die Durchgangsöffnung 47 erstreckt und aus dem linken Ende der Formmasse 50 hervor ragt.

Das runde säulenförmige Gehäuse 43 weist eine Trennwand 52 auf, die ihren inneren Raum in rechte und linke Teile auf teilt. Zur äußeren Verbindung dienende Anschlüsse 53, die in dem Gehäuse enthalten sind, erstrecken sich durch die Trenn wand 52 und werden von ihr gehalten. Die Anschlüsse 53 um fassen die für den Ausgang, Erde (GND), Leistungzuführungen, etc. Die Anschlüsse 53 sind an ihrem rechten Ende mit dem linken Ende des Leitungsrahmens 51 verschweißt. Die An schlüsse 53 weisen eine U-förmige Faltung 54 bei einer lon gitudinalen mittleren Position auf, die als federndes Teil dient, um die Formmasse 50 mittels des Leitungsrahmens 51 nach rechts (in die Richtung des Pfeiles A aus Fig. 29) zu drücken.

Die Einrichtung 42 wird mit der folgenden Herstellungsfolge hergestellt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 30 wird zunächst ein Gehäuse 43 vorbereitet, das in sich eingefügte Anschlüsse 53 aufweist. Ein ausgebildeter bzw. vergossener IC, in dem ein MRE 49 und ein Leitungsrahmen 51 mit einer Formmasse 50 ausgebildet sind, wird gleichfalls vorbereitet. Eine Kappe 45, die ein verschlossenes Ende aufweist und die einen Permanentmagneten 44 enthält, wird hergestellt.

Der Leitungsrahmen 51 wird mit einem Ende mit der Spitze der Anschlüsse 53 durch Verlötung, Verschweißung oder anderen geeigneten Verbindungsmethoden verbunden. Die Entfernung L2 zwischen den Enden des Gehäuses 43 und dem vergossenen IC 50 ist größer als die Länge L3 des Permanentmagneten 44.

Das Gehäuse 43 mit dem vergossenen IC (der Formmasse 50) wird in die Kappe 45 formschlüssig eingepaßt, und zwar durch das offene Ende der letzteren, bis der vergossene IC 50 mit der Durchgangsöffnung 47 in Eingriff steht, wobei er durch die sich verjüngende Öffnung 48 der Durchgangsbohrung 47 ge führt wird, so daß das führende Ende des vergossenen IC (der Formmasse 50) gegen die innere Oberfläche des verschlossenen Endes der Kappe 45 stößt. Das Gehäuse 43 wird weiter durch die Durchgangsöffnung 47 hindurch eingeführt, bis das rechte Ende des Gehäuses 43 gegen das linke Ende des Permanentma gneten 44 stößt, während das führende Ende des vergossenen IC (der Formmasse 50) gegen die innere Oberfläche des ver schlossenen Endes der Kappe 45 gepreßt wird, und zwar mit tels eines Druckes der komprimierten federnden Faltung 54 der Anschlüsse 53. Die Kappe 45 wird dann mit dem Gehäuse 43 verbunden, in dem das offene Ende der Kappe 45 verkerbt bzw. vernietet wird, so daß die in Fig. 29 dargestellte magneti sche Detektionseinrichtung vervollständigt ist.

Der Kontakt zwischen dem vergossenen IC (der Formmasse 50) und der Kappe 45 wird immer durch den Druck aufrechterhal ten, der von der federnden Faltung 54 ausgeht.

Die Fig. 31 zeigt die Empfindlichtkeit des MRE 49 als eine Funktion des Luftspaltes zwischen dem MRE 49 und einem Zahn rad, das der magnetischen Detektion ausgesetzt ist. Man kann der Fig. 31 entnehmen, daß die Empfindlichkeit signifikant von dem Luftspalt abhängt und das die Detektionsleistungsfä higkeit umso besser ist, je kleiner der Luftspalt ist.

Dies deutet an, daß die Überwachung der Luftspalte zwischen dem MRE 49 und dem zu detektierenden Objekt im Hinblick auf die Empfindlichkeit der magnetischen Detektionseinrichtung äußerst kritisch ist.

In diesem Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung wird der vergossene IC (bzw. die Formmasse 50) immer in Kontakt mit der Kappe 45 gehalten, und zwar mittels eines Druckes, der von der federnden Faltung 45 ausgeht, so daß der Luftspalt zwischen dem MRE 49 und einem zu detektierenden Objekt sta bil bei einem kleinen Wert gehalten werden kann. Die in Fig. 28 dargestellte Einrichtung nach dem Stand der Technik weist zwischen dem verschlossenen Ende der Kappe 37 und der Formmasse 32, die das MRE 31 enthält, einen von Null ver schiedenen Raum bzw. eine Entfernung L1 auf. Diese Entfer nung L1 wird gemäß dieses Beispieles der vorliegenden Erfin dung auf Null reduziert, wodurch der Luftspalt zwischen ei nem MRE und einem zu detektierenden Objekt auf einen ge wünschten kleinen Wert vermindert werden kann.

Eine Faltung kann auch in dem Leitungsrahmen 51 ausgebildet werden, anstelle der Ausbildung im Anschluß 53.

Beispiel 6

Dieses Beispiel ermöglicht eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in vorteilhafter Weise den Einfluß eines störenden magnetischen Feldes verhindert.

Fig. 32 zeigt eine magnetische Rotations-Detektionseinrich tung gemäß der vorliegenden Erfindung, und zwar zusammen mit einem Zahnrad bzw. einem Mechanismus 62 als zu detektieren des Objekt, das dicht zu dem Sensor 61 der Einrichtung angeordnet ist.

Die Fig. 33 zeigt den Sensor 61 und das Zahnrad 62 aus Fig. 32, und zwar betrachtet entlang der Richtung des Pfei les A. Das Zahnrad 62 ist aus einem magnetischen Material hergestellt und weist eine Vielzahl von Zahnradzähnen 63 auf. Der Sensor 61 ist aus einem Chip 64 aufgebaut, der ein Paar MREs 65 und 66 enthält und den Zahnradzähnen 63 des Zahnrades 62 gegenüberliegend angeordnet ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 32 ist der Sensor 61 in ei ner Formmasse 67 ausgebildet. Der Sensor 61 ist im Be reich der Spitze der Formmasse 67 angeordnet. Ein Leitungs rahmen 68 wird gleichfalls in der Formmasse 67 ausgebildet und ragt aus dem rechten Ende der Formmasse 67 hervor. In diesem Beispiel besteht die Formmasse aus einem Epoxidharz.

Ein runder säulenförmiger vormagnetisierender Permanentma gnet 69 weist entlang der Mittelachse des Magneten 69 eine Durchgangsöffnung 70 auf, wobei der ausgebildete IC in diese Durchgangsöffnung 70 eingeführt wird. Gemäß dieses Beispie les ist der vormagnetisierende Magnet 69 ein ferritischer Plastikmagnet.

Die Formmasse 67 wird formschlüssig in die Durchgangsöffnung 70 des vormagnetisierenden Magneten 69 eingeführt und bei einer vorherbestimmten Position fixiert. Die Formmasse 67 wird mit dem Magneten 69 mittels eines Bindemittels verbun den. Der vormagnetisierende Magnet 69 legt ein vormagneti sierendes magnetisches Feld an die MREs 65 und 66 an.

In Fig. 33 sind die MREs 65 und 66 in dem Chip in einer Ebene angeordnet, die die Richtung des vormagnetisierenden Feldes von den Magneten 69 enthält, und jeweils unter Ver kippungen von ungefähr plus und minus 45 Grad zu der Rich tung des vormagnetisierenden Feldes.

In Fig. 32 weist der Leitungsrahmen 68 einen rechten Teil auf, der aus der Formmasse 67 herausragt und der mit einem Anschluß 71 für externe Ein- und Ausgänge verschweißt ist. Der Leitungsrahmen 68 und der freiliegende Teil des An schlusses 71 sind in ein Gehäuse 72 eingesetzt, das aus ei nem Harz gebildet ist.

Die linke Hälfte des Gehäuses 72 und der vormagnetisierende Magnet 69 sind von einer runden, hohlen und säulenförmigen Ummantelung 73 umgeben, die elektromagnetische Wellen ab schirmt und die an dem Ende verschlossen ist, das dem Zahn rad 62 gegenüber liegt. Die elektromagnetische Wellen-Ab schirm-Ummantelung 73 ist aus einem nicht-magnetischen Me tall hergestellt, sowie aus dem rostfreiem Stahl JIS SUS 304, und sie schirmt die MREs 65 und 66 gegen ein externes magnetisches Feld oder eine Störung ab und schützt sie.

Die elektromagnetische Wellen-Abschirm-Ummantelung 73 nimmt eine runde, hohle, säulenförmige Ummantelung 74 zur magneti schen Abschirmung formschlüssig auf, deren beide Enden offen sind. Die magnetische Abschirm-Ummantelung 74 bedeckt die MREs 65 und 66 (vergleiche Fig. 36), wobei ein offenes Ende in Richtung des Zahnrades 62 zeigt (vergleiche Fig. 32). Die magnetische Abschirm-Ummantelung 74 ist aus einem magne tischen Material hergestellt, sowie beispielsweise aus Fe oder Ni, um die MREs 65 und 66 magnetisch abzuschirmen.

Die magnetische Rotations-Detektionseinrichtung wird in der folgenden Art und Weise betrieben.

Unter Bezugnahme auf Fig. 33 wird das vormagnetisierende Feld 76, das von dem vormagnetisierenden Magneten 69 erzeugt worden ist, über einen Winkel 81 abgelenkt, wenn sich das Zahnrad oder das zu detektierende Objekt 62 dreht. Die MREs 65 und 66 detektieren diese Ablenkung des vormagnetisieren den magnetischen Feldes. Im folgenden wird angenommen, daß ein externes magnetisches Feld 77 oder eine Störung anwesend ist, die sich von dem vormagnetisierenden Feld 76 unter scheidet, wie in den Fig. 34 und 36 dargestellt. Ein dy namisches Störungsfeld 77, dessen Intensität mit der Zeit variiert, erzeugt dann einen kombinierten magnetischen Feldvek tor, der das vormagnetisierende Feld veranlaßt, über einen Winkel θ2 abgelenkt zu werden, wie man den Fig. 34 und 35 entnehmen kann, und zwar selbst dann; wenn sich das Zahnrad 62 nicht dreht, was zu einer Fehlfunktion der magnetischen Detektionseinrichtung führt.

Um diesen Problem zu begegnen, verwendet dieses Beispiel die magnetische Abschirm-Ummantelung 74, wie sie in Fig. 36 dargestellt ist, um beliebige externe oder störende Felder 77 daran zu hindern, das vormagnetisierende Feld 76 zu be einflussen, wodurch das Auftreten einer unerwünschten Ablen kung des vormagnetisierenden Magnetfeldes 76 verhindert wird.

Die elektromagnetische Wellen-Abschirm-Ummantelung 73 muß die MREs 5 und 6 vollständig bedecken und sie muß aus einem nicht-magnetischen Metall hergestellt sein, so wie aus dem rostfreien Stahl JIS SUS 304, um es dem vormagnetisierenden Feld 76 zu erlauben, durch sie hindurch in Richtung eines zu detektierenden Objektes hindurchzutreten, und nicht, um es zu stoppen. Im Gegensatz dazu muß die magnetische Abschirm- Ummantelung 74 aus einem magnetischen Material hergestellt sein, sowie aus Fe oder Ni, um gegen externe magnetische Felder abzuschirmen.

Zusammenfassend kann somit festgehalten werden, daß die vor liegende Erfindung eine magnetische Detektionseinrichtung betrifft, die umfasst: einen vormagnetisierenden Magneten, zur Erzeugung eines vormagnetisierenden Magnetfeldes, das auf ein zu detektierendes Objekt gerichtet ist, welches ein magnetisches Material aufweist; ein magnetoresistives Ele ment, das unter einer Verkippung von ungefähr 45° zu der Richtung des vormagnetisierenden magnetischen Feldes ange ordnet ist, um für eine Änderung des Widerstandes zu sorgen, die durch das vormagnetisierende magnetische Feld in Über einstimmung mit der Bewegung des detektierenden Objektes be dingt wird, um eine Änderung in dem Zustand des vormagneti sierenden magnetischen Feldes über die Änderung des Wider standes des magnetoresistiven Elementes zu detektieren, so wie einen vormagnetisierenden Magneten, der einen hohlen Teil aufweist, der einen Halter enthält, um das magnetoresi stive Element bei einer Position zwischen einer Oberfläche des vormagnetisierenden Magneten und des zu detektierenden Objektes zu halten, sowie dicht zu der Oberfläche des vorma gnetisierenden Elementes.

Claims

1. Magnetische Detektionseinrichtung mit:
einem vormagnetisierenden Magneten zur Erzeugung ei nes vormagnetisierenden Magnetfeldes, das auf ein zu detektierendes Objekt gerichtet ist, welches ein magnetisches Material aufweist, wobei der vormagnetisierende Magnet eine magnetisierende Oberfläche aufweist, die dem zu detektierenden Objekt gegenüberliegt;
einem magnetoresistiven Element, das in einer Ebene parallel zu einer Ebene angeordnet ist, die durch eine Bewegungsrichtung des zu detektierenden Objekts und eine Richtung des durch den vormagnetisierenden Magneten erzeugter vormagnetisierenden Magnetfeldes definiert ist, wobei das magnetoresistive Element einen Widerstand aufweist, der durch das vormagnetisierende Magnetfeld entsprechend einer Bewegung des zu detektierenden Objekts veränderbar ist und wobei eine Änderung in dem Zustand des vormagnetisierenden magnetischen Feldes über die Änderung des Widerstandes des magnetoresi stiven Elementes detektiert wird;
einem Halter, der in einem hohlen Bereich des vormagnetisierenden Magneten enthalten ist, zum Halten des magnetoresistiven Elementes in einer Position zwischen einer Oberfläche des vormagnetisierenden Magneten und des zu detektierenden Objektes, wobei das magnetoresistive Element über die Oberfläche des vormagnetisierenden Magneten hervorragt; und
wobei der vormagnetisierende Magnet eine Achse zwischen einem Nord- und einem Südpol aufweist, die auf einen zu detektierenden Punkt auf dem zu detektierenden Objekt ausgerichtet ist,
wobei ein Abstand zwischen dem magnetoresistiven Element und dem vormagnetisierenden Magneten einem minimalen Abstand entspricht, der eine räumliche Variation der Richtung des magnetischen Feldvektors infolge des hohlen Bereichs des vormagnetisierenden Magneten verhindert.

2. Magnetische Detektionseinrichtung nach Anspruch 1, worin der Abstand zwischen dem magnetoresistiven Element und den vormagnetisierenden Magneten ungefähr 1 mm beträgt.

3. Magnetische Detektionseinrichtung nach Anspruch 1, worin das magnetoresistive Element mit einer Neigung von ungefähr 45° zur Richtung des vormagnetisierenden Magnetfeldes angeordnet ist.

4. Magnetische Detektionseinrichtung nach Anspruch 1, worin der vormagnetisierende Magnet aus einem ferritischen Plastikmagneten besteht.

5. Magnetische Detektionseinrichtung nach Anspruch 1, worin das magnetoresistive Element im Halter ausgebildet wird, der eine Spitze aufweist, die beschnitten ist, um überschüssige Formmasse in einem Randbereich zu entfernen, wodurch der mögliche Abstand zwischen dem magnetoresistiven Element und dem zu detektierenden Objekt vermindert wird.

6. Magnetische Detektionseinrichtung nach Anspruch 5, worin die Spitze der ausgebildeten Baugruppe beschnitten ist, so daß eine flache Oberfläche freiliegt.

7. Magnetische Detektionseinrichtung nach Anspruch 1, worin der Halter, der das magnetoresistive Element enthält, von einer hohlen nicht-magnetischen Kappe umgeben ist, die ein verschlossenes und ein offenes Ende aufweist, wobei er gegen eine hintere Oberfläche des Endes der nicht-magnetischer Kappe gepreßt wird, die dem zu detektierenden Objekt gegenüberliegt.

8. Magnetische Detektionseinrichtung nach Anspruch 7, worin der vormagnetisierende Magnet eine Durchgangsöffnung aufweist, durch die der Halter gegen die hintere Oberfläche des einen Endes der nicht magnetischen Kappe gepreßt wird, die ein Ende der Durchgangsöffnung verschließt.

9. Magnetische Detektionseinrichtung nach Anspruch 1, welche desweiteren eine hohle magnetische Abschirm-Ummantelung aus einem magnetischen Material umfaßt, die das magnetoresistive Element in sich enthält, wobei die magnetische Abschirm-Ummantelung wenigstens ein offenes Ende aufweist, das dem zu detektierenden Objekt gegenüberliegt.

10. Magnetische Detektionseinrichtung nach Anspruch 1, worin der Halter, in dem das magnetoresistive Element ausgebildet ist, in Kontakt mit einem Ende einer magnetischen Abschirm-Ummantelung angeordnet ist, das dem zu detektierenden Objekt gegenüberliegt.

11. Magnetische Detektionseinrichtung mit:
einem vormagnetisierenden Magneten zur Erzeugung ei nes vormagnetisierenden magnetischen Feldes, das auf ein zu detektierendes Objekt gerichtet ist, das ein magnetisches Material aufweist;
einem magnetoresistiven Element, das in einer Entfernung von einer Stirnfläche des vormagnetisierenden Magneten in Richtung auf das zu detektierende Objekt und in einer Ebene parallel zu einer Ebene angeordnet ist, die durch eine Bewegungsrichtung des zu detektierenden Objekts und eine Richtung des durch den vormagnetisierenden Magneten erzeugten vormagnetisierenden Magnetfeldes definiert ist, wobei das magnetoresistive Element einen Widerstand aufweist, der durch das vormagnetisierende Magnetfeld entsprechend einer Bewegung des zu detektierenden Objekts veränderbar ist und wobei eine Änderung in dem Zustand des vormagnetisierenden magnetischen Feldes über die Änderung des Widerstandes des magnetoresi stiven Elementes detektiert wird; wobei
der vormagnetisierende Magnet eine Seitenoberfläche aufweist, auf der ein Halter zum Halten des magnetoresistiven Elementes in einer Position dicht bei einer Oberfläche des vormagnetisierenden Elementes befestigt ist, und
wobei der vormagnetisierende Magnet eine Achse zwischen einem Nord- und einem Südpol aufweist, die auf einer zu detektierenden Punkt auf dem zu detektierenden Objekt ausgerichtet ist.

12. Magnetische Detektionseinrichtung nach Anspruch 11, worin das magnetoresistive Element mit einer Neigung von ungefähr 45° zur Richtung des vormagnetisierenden Magnetfeldes angeordnet ist.

13. Magnetische Detektionseinrichtung mit:
einem hohlen säulenförmigen, eine Vormagnetisierung erzeugenden Permanentmagneten, der eine Durchgangsöffnung aufweist, die sich entlang seiner Achse erstreckt, wobei der vormagnetisierende Magnet ein vormagnetisierendes magnetisches Feld erzeugt, das auf ein zu detektierendes Objekt gerichtet ist, welches aus einem magnetischen Material hergestellt ist; und
einem Paar von magnetoresistiven Elementen, die im Bereich der Spitze eines Halters gehalten werden, der aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt ist, das die Durchgangsöffnung des vormagnetisierenden Magneten füllt, wobei der Bereich der Spitze des Halters aus einem Ende der Durchgangsöffnung um einen minimalen Abstand hervorragt, der notwendig ist, eine magnetische Turbulenz zu verhindern, die in der Nähe der Enden der Durchgangsöffnung auftritt, wobei das Paar aus den magnetoresistiven Elementen aus dem vormagnetisierenden Magneten hervorragt und mit ihren longitudinalen Achsen des elektrischen Stromes unter jeweiligen vorbestimmten Winkeln zu einer Richtung des vormagnetisierenden magnetischen Feldes angeordnet sind, wobei das Paar von magnetoresistiven Elementen einen Widerstand aufweist, der durch eine Änderung des vormagnetisierende Magnetfeldes entsprechend einer Bewegung des zu detektierenden Objekts veränderbar ist, wodurch eine Änderung in dem Zustand des vormagnetisierenden magnetischen Feldes über die Änderung des Widerstandes der magnetoresistiven Elemente detektiert wird,
wobei der vormagnetisierende Magnet eine Achse zwischen einem Nord- und einem Südpol aufweist, die auf einen zu detektierenden Punkt auf dem zu detektierenden Objekt ausgerichtet ist.

14. Magnetische Detektionseinrichtung nach Anspruch 13, worin jedes der magnetoresistiven Elemente mit einer Neigung von ungefähr 45° zur Richtung des vormagnetisierenden Magnetfeldes angeordnet ist.

15. Magnetische Detektionseinrichtung mit:
einem runden säulenförmigen vormagnetisierenden Per manentmagneten, der eine rechteckige Durchgangsöffnung aufweist, die sich entlang der longitudinalen Achse des vormagnetisierenden Magneten erstreckt, um einen hohlen Teil zu bilden;
einem Sensor, der in dem Kopfteil einer Formmasse in Form eines Stabes ausgebildet ist, der einen rechteckiger Querschnitt aufweist, wobei die Formmasse formschlüssig in die Durchgangsöffnung des vormagnetisierenden Magneten eingeführt und mittels eines Bindemittels in ihr befestigt ist, wobei der Sensor einen Chip aufweist, der zwei magnetoresistive Elemente enthält, die aus einem Ende der Durchgangsöffnung um einen minimalen Abstand von der Durchgangsöffnung hervorragen, der notwendig ist, um eine magnetische Turbulenz zu verhindern, die in der Nähe der Enden der Durchgangsöffnung vorherrscht, wobei die magnetoresistiven Elemente senkrecht zu einer Seitenoberfläche des Magneten angeordnet sind, und zwar in einer Ebene, die die Richtung des magnetischen Feldes des vormagnetisierenden Magneten enthält,
wobei der vormagnetisierende Magnet eine Achse zwischen einem Nord- und einem Südpol aufweist, die auf einen zu detektierenden Punkt auf dem zu detektierenden Objekt ausgerichtet ist.

16. Magnetische Detektionseinrichtung mit:
einem vormagnetisierenden Magneten, der eine Durch gangsöffnung aufweist und der ein vormagnetisierendes magnetisches Feld erzeugt, das auf ein zu detektierendes Objekt gerichtet ist, welches aus einem magnetischen Material hergestellt ist;
einer nicht-magnetischen Formmasse, die in die Durchgangsöffnung eingeführt ist, wobei
die Formmasse und die Durchgangsöffnung jeweils sich verjüngende Stufen aufweisen, die aneinanderstoßen, um zwei magnetoresistive Elemente in einer Position zu fixieren, die von einer magnetisierenden Oberfläche des vormagnetisierenden Magneten um einen minimalen Abstand hervorragt, der notwendig ist, um magnetische Turbulenzen zu verhindern, die in der Nähe der Enden der Durchgangsöffnung vorherrschen, wobei die magnetoresistiven Elemente jeweils unter Neigungen von ungefähr plus und minus 45° zu der Richtung des magnetischen Feldes des vormagnetisierenden Magneten angeordnet sind, und
wobei der vormagnetisierende Magnet eine Achse zwischen einem Nord- und einem Südpol aufweist, die auf einer zu detektierenden Punkt auf dem zu detektierenden Objekt ausgerichtet ist.

17. Magnetische Detektionseinrichtung mit:
einem vormagnetisierenden Magneten, der eine Durch gangsöffnung aufweist und der ein vormagnetisierendes Magnetfeld erzeugt, das auf ein zu detektierendes Objekt gerichtet ist, das aus einem magnetischen Material hergestellt ist; und
einer nicht-magnetischen Formmasse, die in die Durchgangsöffnung des vormagnetisierenden Magneten eingeführt ist und die einen flachgeschnittenen Spitzenbereich aufweist, zum Halten von zwei magnetoresistiven Elementen, die von einem Ende der Durchgangsöffnung des vormagnetisierenden Magneten um einen minimalen Abstand hervorragen, der notwen dig ist, um magnetische Turbulenzen zu verhindern, die in der Nähe der Enden der Durchgangsöffnung vorherrschen, wobei die magnetoresistiven Elemente unter jeweiligen Neigungen von ungefähr plus und minus 45° zu der Richtung des magnetischen Feldes des vormagnetisierenden Magneten angeordnet sind,
wobei der vormagnetisierende Magnet eine Achse zwischen einem Nord- und einem Südpol aufweist, die auf einen zu detektierenden Punkt auf dem zu detektierenden Objekt ausgerichtet ist.