JP3277752B2 - 方位センサ - Google Patents
方位センサInfo
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- JP3277752B2 JP3277752B2 JP11146395A JP11146395A JP3277752B2 JP 3277752 B2 JP3277752 B2 JP 3277752B2 JP 11146395 A JP11146395 A JP 11146395A JP 11146395 A JP11146395 A JP 11146395A JP 3277752 B2 JP3277752 B2 JP 3277752B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地磁気を電気的に検出
して方位を知る方位センサに関するものである。
して方位を知る方位センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、地磁気を電気的に検出する方位
センサとしては、磁性コアに１つの励磁コイルと２つの
直交する検出用のコイルを巻き付けたフラックスゲート
センサや、磁気抵抗素子を用いたもの等がある。
センサとしては、磁性コアに１つの励磁コイルと２つの
直交する検出用のコイルを巻き付けたフラックスゲート
センサや、磁気抵抗素子を用いたもの等がある。
【０００３】以下に従来の方位センサについて、図面を
参照しながら説明する。図４は、従来の方位センサであ
るフラックスゲートセンサの斜視図である。
参照しながら説明する。図４は、従来の方位センサであ
るフラックスゲートセンサの斜視図である。
【０００４】図４に示すように、磁性体コア１に励磁コ
イル２と互いに直交する２つの検出用のコイル３ａ，３
ｂを形成したものである。
イル２と互いに直交する２つの検出用のコイル３ａ，３
ｂを形成したものである。
【０００５】図５は、従来の磁気抵抗素子を用いた方位
センサの斜視図である。図５において、１１は第１のセ
ンサ部で、この第１のセンサ部は第１の磁気抵抗素子１
３ａと第１の永久磁石１４ａとで構成され、その磁界方
向は互いに直交して設けられている。１２は第２のセン
サ部で、第１のセンサ部１１と同様に、第２の磁気抵抗
素子１３ｂと第２の永久磁石１４ｂとで構成され、その
磁界方向は互いに直交して設けられている。
センサの斜視図である。図５において、１１は第１のセ
ンサ部で、この第１のセンサ部は第１の磁気抵抗素子１
３ａと第１の永久磁石１４ａとで構成され、その磁界方
向は互いに直交して設けられている。１２は第２のセン
サ部で、第１のセンサ部１１と同様に、第２の磁気抵抗
素子１３ｂと第２の永久磁石１４ｂとで構成され、その
磁界方向は互いに直交して設けられている。
【０００６】以下に、上記従来の磁気抵抗素子を用いた
方位センサの動作について説明する。
方位センサの動作について説明する。
【０００７】第１、第２の磁気抵抗素子１３ａ，１３ｂ
で各バイアス磁界と地磁気の合成磁界を感じその程度に
応じた出力電圧Ｖａ，Ｖｂを発生し、第２のセンサ部１
２と地磁気１５のなす角度をθとすると、各θにおける
出力Ｖａ，Ｖｂは正弦波と余弦波的なものになり、この
値から角度θは、
で各バイアス磁界と地磁気の合成磁界を感じその程度に
応じた出力電圧Ｖａ，Ｖｂを発生し、第２のセンサ部１
２と地磁気１５のなす角度をθとすると、各θにおける
出力Ｖａ，Ｖｂは正弦波と余弦波的なものになり、この
値から角度θは、
【０００８】
【数１】
【０００９】として算出して、方位を得ていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のフラックスゲートセンサでは、励磁のために数十〜数
百mAの電流を消費するため電池での駆動には適さないと
共に、検出精度を上げるには磁性体コア１の体積が増大
するために、小型化が難しいうえに、取り付けすべき基
板に対する水平をセンサ本体の底面つまり磁性体コア１
の底面で装着するために、センサの厚みがそのまま基板
の片側に加わることになり装置全体が大型化するという
課題を有していた。
のフラックスゲートセンサでは、励磁のために数十〜数
百mAの電流を消費するため電池での駆動には適さないと
共に、検出精度を上げるには磁性体コア１の体積が増大
するために、小型化が難しいうえに、取り付けすべき基
板に対する水平をセンサ本体の底面つまり磁性体コア１
の底面で装着するために、センサの厚みがそのまま基板
の片側に加わることになり装置全体が大型化するという
課題を有していた。
【００１１】また、従来の磁気抵抗素子を用いた方位セ
ンサでは、第１、第２のセンサ部１１，１２のそれぞれ
に永久磁石１４ａ，１４ｂを取り付けた上に、互いのバ
イアス磁界が第１、第２の磁気抵抗素子１３ａ，１３ｂ
に影響しないように間隔を開けなければ出力電圧が正弦
波と余弦波的なものにならないために、方位センサが大
きくなるという課題を有していた。
ンサでは、第１、第２のセンサ部１１，１２のそれぞれ
に永久磁石１４ａ，１４ｂを取り付けた上に、互いのバ
イアス磁界が第１、第２の磁気抵抗素子１３ａ，１３ｂ
に影響しないように間隔を開けなければ出力電圧が正弦
波と余弦波的なものにならないために、方位センサが大
きくなるという課題を有していた。
【００１２】上記従来の課題を解決するために本発明
は、簡単な構成で地磁気を正確に検出し、その実装にお
いて厚み方向の薄型化を可能にし、しかも簡単に、安定
して実装出来る方位センサを提供することを目的とする
ものである。
は、簡単な構成で地磁気を正確に検出し、その実装にお
いて厚み方向の薄型化を可能にし、しかも簡単に、安定
して実装出来る方位センサを提供することを目的とする
ものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の方位センサは、対向する側面の端部にそれぞ
れ４つの端子を設けかつこの４つの端子と直交する側面
にそれぞれ２つ絡げ端子を設けると共に上面に磁気抵抗
素子を有してなる基板と、この基板に装着され前記絡げ
端子を巻始め・巻終りとして第１、第２のバイアスコイ
ルとを直交して設けてなるものである。
に本発明の方位センサは、対向する側面の端部にそれぞ
れ４つの端子を設けかつこの４つの端子と直交する側面
にそれぞれ２つ絡げ端子を設けると共に上面に磁気抵抗
素子を有してなる基板と、この基板に装着され前記絡げ
端子を巻始め・巻終りとして第１、第２のバイアスコイ
ルとを直交して設けてなるものである。
【００１４】
【作用】この構成では、１つの磁気抵抗素子を巻き込む
形で２つのバイアスコイルが形成されるので、センサが
小型化でき、しかも取り付け基板への実装は予め基板に
設けた穴に落し込み、センサから両側に出された取り出
し端子で支える形で行われるので、方位センサの厚みは
２分されることになり装置全体の厚みを薄くすることが
できる。
形で２つのバイアスコイルが形成されるので、センサが
小型化でき、しかも取り付け基板への実装は予め基板に
設けた穴に落し込み、センサから両側に出された取り出
し端子で支える形で行われるので、方位センサの厚みは
２分されることになり装置全体の厚みを薄くすることが
できる。
【００１５】また、バイアスコイルの発生磁界の方向は
コイルを巻くホルダーの形状で決定されるので磁石を用
いるよりもバイアス磁界の方向精度が向上する。また、
バイアス電流を切り替えることで互いのバイアス磁界の
影響は無視できるので正確に正弦波、余弦波出力が得ら
れ、方位センサとしての検出精度が向上する。
コイルを巻くホルダーの形状で決定されるので磁石を用
いるよりもバイアス磁界の方向精度が向上する。また、
バイアス電流を切り替えることで互いのバイアス磁界の
影響は無視できるので正確に正弦波、余弦波出力が得ら
れ、方位センサとしての検出精度が向上する。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例における方位センサ
について図面を参照しながら説明する。
について図面を参照しながら説明する。
【００１７】図１（ａ）は、本発明の一実施例における
方位センサの上面図、図１（ｂ）は同側面図、図１
（ｃ）は同要部である上面コイル部を切欠いた上面図で
ある。
方位センサの上面図、図１（ｂ）は同側面図、図１
（ｃ）は同要部である上面コイル部を切欠いた上面図で
ある。
【００１８】図において、３１は磁気抵抗素子であり、
スルーホールにより裏面に取出し電極を形成したアルミ
ナの四角形の基板（図示せず）上に形成され、パターン
の長手方向が互いに直交しかつ直列に接続された４つの
磁気抵抗エレメント（図示せず）からなるものである。
スルーホールにより裏面に取出し電極を形成したアルミ
ナの四角形の基板（図示せず）上に形成され、パターン
の長手方向が互いに直交しかつ直列に接続された４つの
磁気抵抗エレメント（図示せず）からなるものである。
【００１９】３２，３３はバイアス磁界発生用の第１、
第２のバイアスコイルであり、磁気抵抗素子１を略六面
体をした箱形のＰＢＴ樹脂製のホルダー３４内に、後述
する取出し端子に水平になるように設置した後、このホ
ルダー３４の巻線用の溝部分に、線径５０μｍの被覆銅
線を４００巻ずつ巻いたものである。この第１、第２の
バイアスコイル３２，３３の巻線方向は互いに直交し、
また、第１、第２のバイアスコイル３２，３３と磁気抵
抗エレメント３１とのなす角は、互いに４５°になるよ
うに設けられている。３５は第１、第２のバイアスコイ
ル３２，３３の巻始めと巻終りの巻線である。３６ａ〜
３６ｄは磁気抵抗素子３１の取出し電極の端子で、また
３７ａ〜３７ｆは第１、第２のバイアスコイル３２，３
３のコイル端子であり、ホルダー３４の内部でコイル端
子３６ａ〜３６ｆと直交する面に絡げ端子３８ａ〜３８
ｆと電気的に接続されて方位センサを得るものである。
第２のバイアスコイルであり、磁気抵抗素子１を略六面
体をした箱形のＰＢＴ樹脂製のホルダー３４内に、後述
する取出し端子に水平になるように設置した後、このホ
ルダー３４の巻線用の溝部分に、線径５０μｍの被覆銅
線を４００巻ずつ巻いたものである。この第１、第２の
バイアスコイル３２，３３の巻線方向は互いに直交し、
また、第１、第２のバイアスコイル３２，３３と磁気抵
抗エレメント３１とのなす角は、互いに４５°になるよ
うに設けられている。３５は第１、第２のバイアスコイ
ル３２，３３の巻始めと巻終りの巻線である。３６ａ〜
３６ｄは磁気抵抗素子３１の取出し電極の端子で、また
３７ａ〜３７ｆは第１、第２のバイアスコイル３２，３
３のコイル端子であり、ホルダー３４の内部でコイル端
子３６ａ〜３６ｆと直交する面に絡げ端子３８ａ〜３８
ｆと電気的に接続されて方位センサを得るものである。
【００２０】図２は、本発明の一実施例の方位センサの
要部である端子およびホルダー形成までの製造工程を示
す上面および側面図である。
要部である端子およびホルダー形成までの製造工程を示
す上面および側面図である。
【００２１】まず、図２（ａ）に示すように、予めはん
だメッキした厚さ０．１５mmのリン青銅の平板を打ち抜
きで所定の形状に加工して端子部４１ａ〜４１ｆを作製
する。次に、図２（ｂ）に示すように、端子部４１ａ〜
４１ｆの一部を切断し、さらに、２回曲げ加工して第
１、第２のバイアスコイル３２，３３の巻始めと巻終り
の巻線３５を巻回する端子４２を作製する。最後に、端
子部４１ａ〜４１ｆにホルダー３４をインサート成型し
てホルダーを固定する。
だメッキした厚さ０．１５mmのリン青銅の平板を打ち抜
きで所定の形状に加工して端子部４１ａ〜４１ｆを作製
する。次に、図２（ｂ）に示すように、端子部４１ａ〜
４１ｆの一部を切断し、さらに、２回曲げ加工して第
１、第２のバイアスコイル３２，３３の巻始めと巻終り
の巻線３５を巻回する端子４２を作製する。最後に、端
子部４１ａ〜４１ｆにホルダー３４をインサート成型し
てホルダーを固定する。
【００２２】以下に第１、第２のバイアスコイル３２，
３３の形成について説明する。第１のバイアスコイル３
２は端子３８ａを巻始め、３８ｃを巻終りとし、ホルダ
３４からの取出し方向はコイル端子３７ａに対して端子
３８ａ側からなるように揃えている。また、第２のバイ
アスコイル３３は、端子３８ｂを巻始め、３８ａを巻終
りとし、ホルダ３４からの取出し方向は端子３７ａに対
して端子３８ａ側からなるように揃えている。第１、第
２のバイアスコイル３２，３３の絡げ部分は、半田ディ
ップにより、電気的に接続している。
３３の形成について説明する。第１のバイアスコイル３
２は端子３８ａを巻始め、３８ｃを巻終りとし、ホルダ
３４からの取出し方向はコイル端子３７ａに対して端子
３８ａ側からなるように揃えている。また、第２のバイ
アスコイル３３は、端子３８ｂを巻始め、３８ａを巻終
りとし、ホルダ３４からの取出し方向は端子３７ａに対
して端子３８ａ側からなるように揃えている。第１、第
２のバイアスコイル３２，３３の絡げ部分は、半田ディ
ップにより、電気的に接続している。
【００２３】以上のように構成された方位センサについ
て、以下に基板への実装について説明する。
て、以下に基板への実装について説明する。
【００２４】図３（ａ）は本発明の一実施例における方
位センサの基板への装着を示す図、図３（ｂ）は同側面
図である。図に示すように、予め方位センサ５１のホル
ダ３４が入る穴加工を施すと共に上面に配線パターン
（図示せず）プリント基板５２に方位センサ５１を挿入
して、端子３６ａ〜３６ｄ，３７ａ〜３７ｄ，３８ａ〜
３８ｄとプリント基板５２上の配線パターンと半田にて
接続している。以上の方位センサを装着することにより
方位センサ５１の挿入時に第１、第２のバイアスコイル
３２，３３の絡げ端子３８ａ〜３８ｆへの巻始め巻終り
線３５がプリント基板５２とこすれて断線が防止され
る。また、絡げ端子３８ａ〜３８ｆはプリント基板５２
から浮いているので、絡げ端子３８ａ〜３８ｆの半田の
厚みにより方位センサ５１はプリント基板５２に対して
傾いて取り付けられることがなく、両側に取り出した端
子３６ａ〜３６ｄ，３７ａ〜３７ｄにより正確に水平方
向が保たれる。
位センサの基板への装着を示す図、図３（ｂ）は同側面
図である。図に示すように、予め方位センサ５１のホル
ダ３４が入る穴加工を施すと共に上面に配線パターン
（図示せず）プリント基板５２に方位センサ５１を挿入
して、端子３６ａ〜３６ｄ，３７ａ〜３７ｄ，３８ａ〜
３８ｄとプリント基板５２上の配線パターンと半田にて
接続している。以上の方位センサを装着することにより
方位センサ５１の挿入時に第１、第２のバイアスコイル
３２，３３の絡げ端子３８ａ〜３８ｆへの巻始め巻終り
線３５がプリント基板５２とこすれて断線が防止され
る。また、絡げ端子３８ａ〜３８ｆはプリント基板５２
から浮いているので、絡げ端子３８ａ〜３８ｆの半田の
厚みにより方位センサ５１はプリント基板５２に対して
傾いて取り付けられることがなく、両側に取り出した端
子３６ａ〜３６ｄ，３７ａ〜３７ｄにより正確に水平方
向が保たれる。
【００２５】また、プリント基板５２上には方位センサ
５１の駆動回路、処理回路等の部品３２が両面実装され
ているが、方位センサ５１の厚みはプリント基板５２に
対して上・下面に振り分けられるので、両面実装された
プリント基板では、方位センサ５１を片面に実装するの
に比べて全体の装置の厚みを薄くすることが可能とな
る。
５１の駆動回路、処理回路等の部品３２が両面実装され
ているが、方位センサ５１の厚みはプリント基板５２に
対して上・下面に振り分けられるので、両面実装された
プリント基板では、方位センサ５１を片面に実装するの
に比べて全体の装置の厚みを薄くすることが可能とな
る。
【００２６】なお、本実施例では樹脂ホルダ材料をＰＢ
Ｔ樹脂にしたが、センサ作成上耐熱性が要求される場合
には他の樹脂、例えば、ＰＰＳ樹脂や液晶ポリマー等を
用いることも可能である。
Ｔ樹脂にしたが、センサ作成上耐熱性が要求される場合
には他の樹脂、例えば、ＰＰＳ樹脂や液晶ポリマー等を
用いることも可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明は、端子の取出しを
方位センサの側面から両側に振り分ける構造にしている
ので、方位センサを正確に水平設置できると共に、装置
全体の厚みを薄くすることが可能であるという効果を有
するものである。
方位センサの側面から両側に振り分ける構造にしている
ので、方位センサを正確に水平設置できると共に、装置
全体の厚みを薄くすることが可能であるという効果を有
するものである。
【００２８】また、バイアスコイルの絡げ端子の位置及
び絡げ端子への巻き線の取り出し方向を揃えることでコ
イルの断線の発生の恐れがなく安定してプリント基板に
実装できると共に、絡げ端子部の逃げをプリント基板に
設ける必要がなく、絡げ端子部下のプリント基板上に配
線を設けることができ、プリント基板の小型化も可能に
なるという効果を有するものである。
び絡げ端子への巻き線の取り出し方向を揃えることでコ
イルの断線の発生の恐れがなく安定してプリント基板に
実装できると共に、絡げ端子部の逃げをプリント基板に
設ける必要がなく、絡げ端子部下のプリント基板上に配
線を設けることができ、プリント基板の小型化も可能に
なるという効果を有するものである。
【図１】（ａ）本発明の一実施例における方位センサの
上面図 （ｂ）同側面図 （ｃ）同要部である上面コイル部を切り欠いた図
上面図 （ｂ）同側面図 （ｃ）同要部である上面コイル部を切り欠いた図
【図２】同要部である端子およびホルダの形成までの工
程図
程図
【図３】（ａ）同方位センサの基板への装着を示す図 （ｂ）同側面図
【図４】従来の方位センサであるフラックスゲートセン
サの斜視図
サの斜視図
【図５】従来の磁気抵抗素子を用いた方位センサの斜視
図
図
３１ 磁気抵抗素子 ３２ 第１のバイアスコイル ３３ 第２のバイアスコイル ３４ ホルダー ３６ａ〜３６ｄ，３７ａ〜３７ｆ 端子 ３８ａ〜３８ｆ コイル線の端子
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−126578（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−126577（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−233576（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−167656（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 17/30
Claims (3)
- 【請求項１】 対向する側面の端部にそれぞれ４つの端
子を設けかつこの４つの端子と直交する側面にそれぞれ
２つ絡げ端子を設けると共に上面に磁気抵抗素子を有し
てなる基板と、この基板に装着され前記絡げ端子を巻始
め・巻終りとして第１、第２のバイアスコイルとを直交
して設けてなるホルダとからなる方位センサ。 - 【請求項２】 ホルダをインサート成型により基板に装
着してなる請求項１記載の方位センサ。 - 【請求項３】 第１、第２のバイアスコイルの巻始め・
巻終りを同一方向の端子から取出してなる請求項１記載
の方位センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11146395A JP3277752B2 (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | 方位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11146395A JP3277752B2 (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | 方位センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304074A JPH08304074A (ja) | 1996-11-22 |
| JP3277752B2 true JP3277752B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=14561882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11146395A Expired - Fee Related JP3277752B2 (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | 方位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277752B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4006674B2 (ja) | 2001-05-22 | 2007-11-14 | 日立金属株式会社 | 方位計 |
-
1995
- 1995-05-10 JP JP11146395A patent/JP3277752B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08304074A (ja) | 1996-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |