JPH11193450A

JPH11193450A - オートキャンセラ

Info

Publication number: JPH11193450A
Application number: JP50098A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Naito; 豊内藤; Teruo Bito; 輝夫尾藤; Takashi Hatauchi; 隆史畑内; Teruhiro Makino; 彰宏牧野; Junichi Ouchi; 純一大内; Shinichi Sasagawa; 新一笹川; Akihisa Inoue; 明久井上; Takeshi Masumoto; 健増本
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1998-01-05
Filing date: 1998-01-05
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】小型にすることが可能であり、かつ地磁気に
よる磁力線の方位を精密に測定できる磁気センサを備え
たオートキャンセラを提供する。【解決手段】外部磁界の磁力線と逆向きで大きさが等
しいキャンセル磁界をブラウン管４に印加するキャンセ
ルコイル５と、磁気センサ２によって検出された前記外
部磁界による磁力線の方位に基づいてキャンセル磁界の
大きさを制御する制御部３とを具備してなり、磁気セン
サ２は、粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶粒からなる結晶
相と非晶質相とを主体とし、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの
１種または２種以上の元素と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種または２種以
上の元素と、Ｂとを含む軟磁性合金からなる磁気インピ
ーダンス効果素子１２、１３を備えてなることを特徴と
するオートキャンセラ１を採用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブラウン管を備え
たディスプレイ等に備えられる磁気センサを具備してな
るオートキャンセラに関するものであり、特に、軟磁性
合金からなる磁気インピーダンス効果素子を備えた磁気
センサを具備してなるオートキャンセラに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＡＤ画像情報の緻密化に伴っ
て、ブラウン管を備えたディスプレイ（以下、ＣＲＴデ
ィスプレイと略す。）のシャドウマスク孔のピッチの緻
密化が進んでいる。例えば、画面サイズが１４インチの
ＣＲＴディスプレイにおいては、０．２８ｍｍ／ピッチ
となっている。このような高緻密画面では、ブラウン管
内の電子ビームが地磁気等の外部磁界の影響を受け、本
来通過すべき軌跡から外れて、画像の移動、色純度劣化
による色むらの発生といった画質低下が生じるという課
題がある。そこで、最近のＣＲＴディスプレイには、地
磁気の影響を打ち消すオートキャンセラが備えられてい
る。オートキャンセラには、地磁気の方位を検出するた
めの磁気センサと、地磁気による磁力線の方位と逆向き
で等しい大きさの磁界（キャンセル磁界）をブラウン管
に印加するキャンセルコイルと、磁気センサにより検出
された地磁気による磁力線の方位に基づいてキャンセル
磁界の大きさを制御する制御部とが備えられている。

【０００３】従来のオートキャンセラには、磁気センサ
として、その動作原理上安定性に優れ、磁界の検出感度
が１０^-7〜１０^-6Ｇ程度と高いフラックスゲートセンサ
ーが備えられている。しかし、このフラックスゲートセ
ンサーは、環状の磁心と、この磁心に巻回して磁場を印
加する励磁巻線と、磁心の磁束密度を検出する検出巻線
とからなる構造であるため、形状が塊状となり、オート
キャンセラの小型化が図れないという課題がある。

【０００４】一方、他の磁気センサとして、磁気抵抗素
子（以下、ＭＲ素子と略す）を備えた磁気センサは、２
つのＭＲ素子をそれぞれに印加される電流の電流路が互
いに直交するように同一平面内に配置し、これら２つの
ＭＲ素子をブリッジ等に接続することにより外部磁界に
よる磁力線の方位を検出するもので、形状が平面状であ
り、オートキャンセラの小型化を図ることが可能であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＭＲ素
子を備えた磁気センサは、外部磁界の強度の変化による
ＭＲ素子自身の固有抵抗に対する抵抗変化率が３〜６％
程度と小さく、抵抗変化が鋭敏ではないので、地磁気等
の外部磁界による磁力線の精密な方位測定を行うことが
困難であり、キャンセルコイルよって発生させるキャン
セル磁界の大きさを最適化できないために、オートキャ
ンセラを正常に作動させることができないという課題が
あった。

【０００６】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたものであって、その形状を小型にすることが可能で
あり、かつ地磁気による磁力線の方位を精密に測定でき
る磁気センサを備えたオートキャンセラを提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明のオート
キャンセラは、外部磁界の磁力線の方位を検出する磁気
センサと、前記磁気センサにより検出された外部磁界の
磁力線の方位と逆向きで大きさが等しいキャンセル磁界
をブラウン管に印加するキャンセルコイルと、前記磁気
センサによって検出された前記外部磁界による磁力線の
方位に基づいてキャンセル磁界の大きさを制御する制御
部とを具備してなるオートキャンセラにおいて、前記磁
気センサは、外部磁界の検出手段として、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉのうちの１種または２種以上の元素を含み、平均結
晶粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶相と非晶質相とを主体
とし、交流電流を印加するときにインピーダンスが外部
磁界に依存して変化する軟磁性合金からなる磁気インピ
ーダンス効果素子を備えてなることを特徴とする。ま
た、先に記載の磁気インピーダンス効果素子は、Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの
１種または２種以上の元素と、Ｂをさらに含む軟磁性合
金であることを特徴とする。

【０００８】本発明のオートキャンセラは、先に記載の
オートキャンセラであって、前記磁気センサは、前記外
部磁界による磁力線のＸ軸方向の成分の検出手段である
第１の磁気インピーダンス効果素子と、前記外部磁界に
よる磁力線のＹ軸方向の成分の検出手段である第２の磁
気インピーダンス効果素子とを備えてなることを特徴と
する。また、本発明のオートキャンセラは、先に記載の
オートキャンセラであって、前記第１、２の磁気インピ
ーダンス効果素子が、それぞれに印加される交流電流の
電流路が互いに直交するように同一平面内に配置された
ことを特徴とする。更に、本発明のオートキャンセラ
は、先に記載のオートキャンセラであって、前記第１、
２の磁気インピーダンス効果素子には、それぞれに印加
される交流電流の電流路に沿ってバイアス磁化を印加す
るための巻線が巻回されたことを特徴とする。

【０００９】本発明のオートキャンセラは、先に記載の
オートキャンセラであって、前記軟磁性合金が下記の組
成で表されることを特徴とする。（Ｆｅ_1-a-bＣｏ_aＮｉ_b）_cＢ_xＭ_y 但し、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素であ
り、組成比を示すａ、ｂ、ｃ、ｘ、ｙは、０≦ａ＋ｂ≦
０．１、７５原子％≦ｃ≦９３原子％、０．５原子％≦
ｘ≦１８原子％、４原子％≦ｙ≦９原子％である。ま
た、本発明のオートキャンセラは、先に記載のオートキ
ャンセラであって、前記軟磁性合金が下記の組成で表さ
れることを特徴とする。（Ｆｅ_1-a-bＣｏ_aＮｉ_b）_cＢ_xＭ_yＸ_z 但し、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＸはＳｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａのうちの１種または２
種以上の元素であり、組成比を示すａ、ｂ、ｃ、ｘ、
ｙ、ｚは、０≦ａ＋ｂ≦０．１、７５原子％≦ｃ≦９３
原子％、０．５原子％≦ｘ≦１８原子％、４原子％≦ｙ
≦９原子％、ｚ≦４原子％である。

【００１０】本発明のオートキャンセラは、先に記載の
オートキャンセラであって、前記軟磁性合金が下記の組
成で表されることを特徴とする。（Ｆｅ_1-a-bＣｏ_aＮｉ_b）_cＢ_xＭ_yＴ_d 但し、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｔは、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの１種
または２種以上の元素であり、組成比を示すａ、ｂ、
ｃ、ｘ、ｙ、ｄは、０≦ａ＋ｂ≦０．１、７５原子％≦
ｃ≦９３原子％、０．５原子％≦ｘ≦１８原子％、４原
子％≦ｙ≦９原子％、ｄ≦４．５原子である。また、本
発明のオートキャンセラは、先に記載のオートキャンセ
ラであって、前記軟磁性合金が下記の組成で表されるこ
とを特徴とする。（Ｆｅ_1-a-bＣｏ_aＮｉ_b）_cＢ_xＭ_yＴ_dＸ_z 但し、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｔは、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの１種
または２種以上の元素であり、ＸはＳｉ、Ａｌ、Ｇｅ、
Ｇａのうちの１種または２種以上の元素であり、組成比
を示すａ、ｂ、ｃ、ｘ、ｙ、ｄ、ｚは、０≦ａ＋ｂ≦
０．１、７５原子％≦ｃ≦９３原子％、０．５原子％≦
ｘ≦１８原子％、４原子％≦ｙ≦９原子％、ｄ≦４．５
原子、ｚ≦４原子％である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１及び図２において、オートキ
ャンセラ１には、外部磁界の磁力線の方位を検出する磁
気センサ２と、外部磁界の磁力線と逆向きで大きさが等
しいキャンセル磁界をブラウン管４に印加するために、
ブラウン管４のフェイス（画面）６の周囲に巻回された
導線からなるキャンセルコイル５と、磁気センサ２によ
って検出された前記外部磁界による磁力線の方位に基づ
いてキャンセル磁界の大きさを制御する制御部３とが備
えられている。キャンセルコイル５の両端５ａは、制御
部３に接続されている。

【００１２】また、図２において、磁気センサ２には、
外部磁界のＸ軸方向の成分の検出手段である第１の磁気
インピーダンス効果素子（以下、ＭＩ素子と略す）１２
と、Ｘ軸方向に垂直なＹ軸方向の外部磁界の成分の検出
手段である第２のＭＩ素子１３とが備えられている。磁
気インピーダンス効果素子（ＭＩ素子）とは、磁気イン
ピーダンス効果（Magneto-Impedance Effect）を有する
素子である。磁気インピーダンス効果とは、ワイヤ状ま
たはリボン状の磁性体に電源からＭＨｚ帯域の交流電流
を印加し、この状態で磁性体の長手方向から外部磁界を
印加すると、外部磁界が数ガウス程度の微弱磁界であっ
ても、磁性体の両端に素材固有のインピーダンスによる
電圧が発生し、その振幅が外部磁界の強度に対応して数
十％の範囲で変化する、すなわちインピーダンス変化を
起こす現象をいう。

【００１３】第１、２のＭＩ素子１２、１３は、平均結
晶粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶相と非晶質相とを主体
とし、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの１種または２種以上の
元素と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素と、Ｂとを含
む軟磁性合金からなり、その形状は平面視略矩形であ
る。また、この軟磁性合金は、交流電流を印加するとき
にインピーダンスが外部磁界に依存して変化する磁気イ
ンピーダンス効果を示す。第１、２のＭＩ素子１２、１
３は、それぞれに印加される交流電流の電流路の方向が
互いに直交するように平面１４に配置されている。即
ち、第１、２のＭＩ素子１２、１３は、それぞれの長手
方向の向きが互いに直交するように配置されている。第
１、２のＭＩ素子１２、１３の形状は、図２においては
板状であるが、これに限られることはなく、棒材、薄帯
（リボン）、ワイヤ、線材、線材の複数本を撚り合わせ
たもの等であっても良い。

【００１４】第１、２のＭＩ素子１２、１３には、第
１、２のＭＩ素子１２、１３に印加される交流電流の電
流路の方向に沿って、即ち、第１、２のＭＩ素子１２、
１３の長手方向に沿ってバイアス磁化を印加するための
巻線１５、１６が巻回されている。巻線１５、１６の両
端は、巻線端子１５ａ、１６ａを介して、外部巻線用導
線１５ｂ、１６ｂに接続されている。第１、２のＭＩ素
子１２、１３の長手方向の両端１２ａ、１３ａには、出
力電流を取り出すための出力導線１７、１８、１９が接
続されている。導線１７、１９は、出力端子１７ａ、１
９ａを介して、出力用外部導線１７ｂ、１９ｂに接続さ
れている。また、導線１８の両端は、第１のＭＩ素子１
２の端部１２ａと第２のＭＩ素子１３の端部１３ａとに
接続されている。また、導線１８は、出力端子１８ａを
介して、出力用外部導線１８ｂに接続されている。更
に、第１、２のＭＩ素子１２、１３のそれぞれの長手方
向の両端１２ａ、１３ａには、図示しない交流電流を印
加するための導線が接続されている。

【００１５】上述のオートキャンセラ１の動作は次の通
りである。図２において、磁気センサ２の第１、２のＭ
Ｉ素子１２、１３には、図示しない導線からＭＨｚ帯域
の交流電流が印加されている。このとき、第１、２のＭ
Ｉ素子１２、１３のそれぞれの両端１２ａ、１３ａに
は、それぞれの素子に固有のインピーダンスによる電圧
が発生している。図２に示すように、地磁気等の外部磁
界による磁力線の方向を任意とし、この磁力線が第１の
ＭＩ素子１２に印加されると、第１のＭＩ素子１２の両
端に発生するインピーダンスは、この磁力線の第１のＭ
Ｉ素子１２の長手方向に対して平行な成分（Ｘ軸方向の
成分）の大きさに対応したものとなる。同様に、この磁
力線が第２のＭＩ素子１３に印加されると、第２のＭＩ
素子１３の両端に発生するインピーダンスは、この磁力
線の第２のＭＩ素子１３の長手方向に対して平行な成分
（Ｙ軸方向の成分）の大きさに対応したものとなる。即
ち、第１、２のＭＩ素子１２、１３に対して、地磁気に
よる磁力線の方向が変化すると、これに対応して第１、
２のＭＩ素子１２、１３のインピーダンスが変化し、第
１、２のＭＩ素子１２、１３から出力される電圧値が変
化することになる。このようにして、磁気センサ２にお
いては、出力端子１７ａ、１８ａから、地磁気のＸ軸方
向の成分の大きさに対応した電圧値を示す出力電流が取
り出され、出力端子１９ａ、１８ａから、地磁気のＹ軸
方向の成分の大きさに対応した電圧値を示す出力電流が
取り出される。これらの出力電流は、外部出力導線１７
ｂ、１８ｂ、１９ｂを介して制御部３内の図示しない処
理部に送られる。処理部では、得られた出力電流に基づ
いて地磁気による磁力線の方位が測定される。

【００１６】更に、制御部３においては、地磁気の大き
さが地球上でほぼ一定であることから、磁気センサ２に
よって検出された地磁気の磁力線の方位に基づいて、ブ
ラウン管４のフェイス（画面）６の鉛直方向に対する地
磁気の磁力線の成分の大きさが測定される。この大きさ
に対応した電流を制御部３からキャンセルコイル５に印
加して、地磁気の磁力線と逆向きで大きさが等しいキャ
ンセル磁界を発生させることにより、地磁気による磁力
線が打ち消されてブラウン管４の電子ビームへの影響が
取り除かれ、画像の移動、色純度劣化による色むらを修
正する。

【００１７】従来のＭＲ素子の磁気検出感度が０．１
Ｏｅ程度であるのに対し、磁気インピーダンス効果を有
する素子（ＭＩ素子）は、１０^-5 Ｏｅ程度の磁気を検
出することが可能である。特に、本発明の第１、２のＭ
Ｉ素子１２、１３に、コルピッツ発振回路などの自己発
振回路等を接続して数〜数十ＭＨｚの交流電流を印加し
た場合には、分解能が約１０^-6 Ｏｅの高感度で外部磁
界を安定に検出できるので、微弱な外部磁界の検出が可
能になる。従って、第１、２のＭＩ素子１２、１３の形
状を、長手方向の長さを短くしてＭＩ素子固有のインピ
ーダンスを小さくするような形状とした場合においても
良好な磁気検出感度が得られるので、オートキャンセラ
１の小型化を図ることが可能となる。

【００１８】また、上述したように、本発明のオートキ
ャンセラ１の磁気センサ２には、第１、２のＭＩ素子１
２、１３にバイアス磁化を印加するための巻線１５、１
６が備えられている。本発明に係る第１、２のＭＩ素子
１２、１３は、図３Ａに示すように、外部磁界ゼロを中
心に外部磁界の絶対値に依存して正負方向にほぼ対称的
に出力電圧の変化（インピーダンス変化）を示す。

【００１９】磁気センサ２の第１、２のＭＩ素子１２、
１３にバイアス磁化を印加しない場合には、図３Ｂに示
すように、外部磁界による磁力線の方向を第１のＭＩ素
子１２の長手方向に対して０〜９０゜に変化させると、
第１のＭＩ素子１２からの出力電圧が低下する。また、
外部磁界による磁力線の方向を９０〜１８０゜に変化さ
せると、第１のＭＩ素子１２からの出力電圧が上昇す
る。このとき、０゜と１８０゜における出力電圧の電圧
値は同一となり、磁力線の方向を正確に測定することが
できない。

【００２０】第１、２のＭＩ素子１２、１３にバイアス
磁化を印加した場合には、図３Ｃに示すように、外部磁
界に対するインピーダンスが直線的に変化する領域を使
用することになり、外部磁界による磁力線の方向を０〜
１８０゜に変化した場合でも、ＭＩ素子からの出力電圧
の変化が線形的であり、外部磁界の方向を正確に測定で
きる。

【００２１】第１、２のＭＩ素子１２、１３に印加する
バイアス磁化の大きさは、絶対値で０．１〜２Ｏｅの
範囲であることが好ましい。バイアス磁化の大きさが、
０．１Ｏｅ以下若しくは２Ｏｅ以上の範囲では、外部
磁界に対するインピーダンス変化が線形変化でないので
好ましくない。従って、バイアス磁化を印加するための
巻線１５、１６に印加するバイアス電流は、数ｍＡの直
流電流で十分である。

【００２２】第１、２のＭＩ素子１２、１３を構成する
軟磁性合金は、前述のように、平均結晶粒径５０ｎｍ以
下の微細な結晶粒からなる結晶相と非晶質相とを主体と
し、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの１種または２種以上の元
素と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素と、Ｂとを含
むものである。

【００２３】特に、下記の各組成式で示される軟磁性合
金が好適である。（Ｆｅ_1-a-bＣｏ_aＮｉ_b）_cＢ_xＭ_y （Ｆｅ_1-a-bＣｏ_aＮｉ_b）_cＢ_xＭ_yＸ_z （Ｆｅ_1-a-bＣｏ_aＮｉ_b）_cＢ_xＭ_yＴ_d （Ｆｅ_1-a-bＣｏ_aＮｉ_b）_cＢ_xＭ_yＴ_dＸz 但し、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｔは、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの１種
または２種以上の元素であり、ＸはＳｉ、Ａｌ、Ｇｅ、
Ｇａのうちの１種または２種以上の元素であり、組成比
を示すａ、ｂ、ｃ、ｘ、ｙ、ｄ、ｚは、０≦ａ＋ｂ≦
０．１、７５原子％≦ｃ≦９３原子％、０．５原子％≦
ｘ≦１８原子％、４原子％≦ｙ≦９原子％、ｄ≦４．５
原子％、ｚ≦４原子％である。

【００２４】これらの組成の軟磁性合金は、平均結晶粒
径５０ｎｍ以下の体心立方構造の微細な結晶粒からなる
結晶質相と非晶質相とを主体としてなるので、磁歪が少
なく、高い飽和磁束密度と優れた透磁率を示すと共に、
高い磁気インピーダンス効果を示し、第１、２のＭＩ素
子１２、１３として好適である。

【００２５】本発明の組成系において、主成分であるＦ
ｅとＣｏとＮｉは、磁性を担う元素であり、高い飽和磁
束密度と優れた軟磁気特性を得るために重要である。

【００２６】これらの組成の軟磁性合金においては、Ｆ
ｅとＣｏとＮｉの添加量の合計を示すｃの値は、９３原
子％以下である。ｃが９３原子％を超えると液体急冷法
によって非晶質単相を得ることが困難になり、この結
果、熱処理してから得られる合金の組織が不均一になっ
て高い透磁率が得られず、高い磁気インピーダンス効果
が得られないので好ましくない。また、ｃが７５原子％
未満では、飽和磁束密度（Ｂs）１０ｋＧ以上を得るこ
とができず、第１、２のＭＩ素子１２、１３が検出する
磁場のダイナミックレンジが小さくなってしまうので好
ましくない。従って、ｃの範囲を７５原子％≦ｃ≦９３
原子％とした。また、Ｆｅの一部は、磁歪等の調整のた
めにＣｏもしくはＮｉで置換してもよく、この場合、好
ましくはＦｅの１０％、さらに好ましくは５％以下とす
るのがよい。この範囲外であると透磁率が劣化する。従
って前記組成式においてＣｏとＮｉの組成比ａ、ｂは、
０≦ａ＋ｂ≦０．１の範囲が好ましく、０≦ａ＋ｂ≦
０．０５の範囲がより好ましい。

【００２７】Ｂには、軟磁性合金の非晶質形成能を高め
る効果、結晶組織の粗大化を防ぐ効果、および熱処理工
程において磁気特性に悪影響を及ぼす化合物相の生成を
抑制する効果があると考えられる。

【００２８】また、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂは、α-Ｆｅに対
してほとんど固溶しないとされるが、合金を急冷して非
晶質化することで、ＺｒとＨｆを過飽和に固溶させ、こ
の後に施す熱処理によりこれら元素の固溶量を調節して
一部結晶化し、微細結晶相として析出させることで、得
られる軟磁性合金の軟磁気特性を向上させ、合金薄帯の
磁歪を小さくする作用がある。また、微細結晶相を析出
させ、その微細結晶相の結晶粒の粗大化を抑制するに
は、結晶粒成長の障害となり得る非晶質相を粒界に残存
させることが必要であると考えられる。さらに、この粒
界非晶質相は、熱処理温度の上昇によってα−Ｆｅから
排出されるＺｒ、Ｈｆ、Ｎｂ等のＭ元素を固溶すること
で軟磁気特性を劣化させるＦｅ−Ｍ系化合物の生成を抑
制すると考えられる。よって、Ｆｅ−Ｚｒ（Ｈｆ、Ｎ
ｂ）系の合金にＢを添加することが重要となる。

【００２９】Ｂの添加量を示すｘが、０．５原子％未満
では、粒界の非晶質相が不安定となるため、十分な添加
効果が得られない。また、ｘが１８原子％を越えると、
Ｂ-Ｍ系およびＦｅ-Ｂ系において、ホウ化物の生成傾向
が強くなり、微細結晶組織を得るための熱処理条件が制
約され、良好な軟磁気特性が得られなくなる。このよう
にＢの添加量を適切にすることで、析出する微細結晶相
の平均結晶粒径を５０ｎｍ以下に調整することができ
る。

【００３０】また、非晶質相を得やすくするためには、
非晶質形成能の特に高いＺｒ、Ｈｆ、Ｎｂのいずれかを
含むことが好ましく、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂの一部は他の４
Ａ〜６Ａ族元素のうち、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、
Ｗのいずれかと置換することができる。また、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂのうち、Ｈｆは非常に高価な元素であるため、
原料コストを考慮すると、Ｚｒ、Ｎｂのいずれかを含む
ことがより好ましい。こうした元素Ｍは、比較的遅い拡
散種であり、元素Ｍの添加は、微細結晶核の成長速度を
小さくする効果、非晶質形成能を持つと考えられ、組織
の微細化に有効である。

【００３１】元素Ｍの添加量を示すｙが４原子％未満で
は、核成長速度を小さくする効果が失われ、結晶粒径が
粗大化して良好な軟磁性が得られない。Ｆｅ-Ｈｆ-Ｂ系
合金の場合、Ｈｆ＝５原子％での平均結晶粒径は１３ｎ
ｍであるのに対してＨｆ＝３原子％では３９ｎｍと粗大
化する。元素Ｍの添加量を示すｙが９原子％を越える
と、Ｍ-Ｂ系またはＦｅ-Ｍ系の化合物の生成傾向が大き
くなり、良好な特性が得られない他、液体急冷後の薄帯
状合金が脆化し、所定のＭＩ素子の形状に加工すること
が困難となる。

【００３２】中でもＮｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗは、酸化物の
生成自由エネルギーの絶対値が小さく、熱的に安定であ
り、酸化物を生成しにくい。よって、これらの元素を添
加して軟磁性合金を製造する場合には、製造時の雰囲気
全体を不活性ガス雰囲気ではなく大気中の雰囲気で、も
しくは溶湯を急冷する際に使用するるつぼのノズルの先
端部に不活性ガスを供給しつつ大気中で製造することが
できるので、製造条件が容易となり、ＭＩ素子を安価に
製造することができる。

【００３３】また、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａのうちの１
種または２種以上の元素Ｘを、４原子％以下含有するこ
とが好ましい。これらは半金属元素として知られてお
り、Ｆｅを主成分とする体心立方晶の相に固溶する。こ
れらの元素の含有量が４原子％を越えると磁歪が大きく
なるか、飽和磁束密度が低下するか、透磁率が低下する
ので好ましくない。

【００３４】また、元素Ｘには、軟磁性合金の電気抵抗
を上昇させ、鉄損を低下させる効果があるが、Ａｌはそ
の効果が大きい。またＧｅ、Ｇａは結晶粒の径を微細化
させる効果がある。従ってＳｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａのう
ち、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａは添加した効果が特に大きく、Ａ
ｌ、Ｇｅ、Ｇａの単独添加もしくはＡｌとＧｅ、Ａｌと
Ｇａ、ＧｅとＧａ、ＡｌとＧｅとＧａの複合添加とする
ことがより好ましい。

【００３５】更に、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔの１
種または２種以上の元素Ｔを４．５原子％以下含有させ
ると、軟磁気特性が改善される。Ｃｕ等のように、Ｆｅ
と固溶しない元素を微量添加することにより、組成が揺
らぎ、Ｃｕが結晶化の初期段階にクラスターを形成し、
相対的にＦｅリッチな領域が生じ、α−Ｆｅの核生成頻
度を増加させることができる。また、結晶化温度を示差
熱分析法により測定したところ、上記Ｃｕ、Ａｇ等の元
素の添加は結晶化温度をやや低めるようである。これ
は、これらの添加により非晶質中に組成揺らぎが導入さ
れ、その結果、非晶質の安定性が低下したことに起因す
ると考えられる。組成揺らぎを伴った非晶質相が結晶化
する場合、部分的に結晶化しやすい領域が多数でき均一
核生成するため、得られる組成が微細結晶粒組織となる
と考えられる。以上の観点からこれらの元素以外の元素
でも結晶化温度を低下させる元素には、同様の効果が期
待できる。

【００３６】尚、これらの元素以外でも耐食性を改善す
るために、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔなどの
白金族元素を添加することも可能である。これらの元素
は、５原子％よりも多く添加すると、飽和磁束密度の劣
化が著しくなるため、添加量は５原子％以下とする必要
がある。

【００３７】また、他に、必要に応じてＹ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉ
ｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｌ
ｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等の元素を添加する
ことで軟磁性合金の磁歪を調整することもできる。

【００３８】その他、上記組成系の軟磁性合金におい
て、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｓ等の不可避的不純物については所望
の特性が劣化しない程度に含有していても本発明で用い
る軟磁性合金の組成と同一とみなすことができるのは勿
論である。

【００３９】上述の第１、２のＭＩ素子１２、１３は、
例えば、前記の組成になるように原料を混合した合金を
アーク溶解、高周波誘導溶解等の手段で溶解してから急
冷し、非晶質を主体とするものを得た後で、この非晶質
合金に対して組織の一部あるいは大部分を結晶化するた
めの熱処理を施して線材あるいは薄帯として得ることが
できる。この範囲の温度で熱処理がなされることで非晶
質相の中の一部が結晶化し、非晶質相と平均結晶粒径５
０ｎｍ以下の微細な結晶粒とが混合した組織が得られ、
第１、２のＭＩ素子１２、１３が得られる。

【００４０】熱処理により平均結晶粒径５０ｎｍ以下の
微細結晶組織が析出したのは、急冷状態の非晶質合金薄
帯等が非晶質を主体とする組織となっており、これを加
熱すると、ある温度以上で平均結晶粒径が５０ｎｍ以下
の、Ｆｅを主成分とする体心立方構造の結晶粒からなる
微細結晶相が析出するからである。この体心立方構造を
有するＦｅの微細結晶相が析出する温度は、合金の組成
によるが４８０〜５５０℃程度である。またこのＦｅの
微細結晶相が析出する温度よりも高い温度では、Ｆｅ₃
Ｂ、あるいは合金にＺｒが含まれる場合にはＦｅ₃Ｚｒ
等の軟磁気特性を悪化させる化合物相が析出する。この
ような化合物相が析出する温度は、合金の組成によるが
７４０〜８１０℃程度である。したがって、本発明にお
いて、非晶質合金薄帯等を熱処理する際の保持温度は４
８０℃〜８１０℃の範囲で、体心立方構造を有するＦｅ
を主成分とする微細結晶相が好ましく析出しかつ上記化
合物相が析出しないように、合金の組成に応じて好まし
く設定される。

【００４１】上記の熱処理温度まで昇温するときの昇温
速度は、２０〜２００℃／分の範囲が好ましく、４０〜
２００℃／分の範囲とするのがより好ましい。昇温速度
が遅いと製造時間が長くなるので昇温速度は速い方が好
ましいが、加熱装置の性能上、２００℃／分程度が上限
とされる。

【００４２】また、非晶質合金薄帯等を上記保持温度に
保持する時間は、０〜６０分間とすることができ、合金
の組成によっては０分、すなわち昇温後直ちに降温させ
て保持時間無しとしても、高い磁気インピーダンス効果
を得ることができる。また、保持時間は６０分より長く
しても磁気特性は向上せず、製造時間が長くなり生産性
が悪くなるので好ましくない。また、特にＣｕおよびＳ
ｉ、殊にＳｉを含まない組成の場合には、１０分以下の
保持時間で優れたＭＩ素子を得ることができる。これ
は、Ｓｉを添加した場合には、ＦｅにＳｉを充分に固溶
させる必要があり、保持時間を長くする必要があるから
である。

【００４３】特に、本発明の合金組成物を用いてＭＩ素
子の線材を製造するには、例えば特開平４−３２３３５
１号公報に記載されているような流体冷却法や、単ロー
ルを用いた急冷法を利用することができる。流体冷却法
は基本的には、前記の合金組成物を溶融し、溶融物を冷
却液層中に連続的に噴出して線状に冷却固化させる方法
である。更に具体的には、冷却液層を噴流とする方法
（噴流法）と遠心力で保持する方法（遠心法）と、実施
例で示す溶液引き出し紡糸法とがある。

【００４４】このうち噴流法は、概略を図４に示すよう
に、先ず冷却液受槽３５中の冷却液Ｌを冷却液加圧ポン
プ３６により加圧し、冷却器３７により所定の温度に冷
却した後、液体加圧タンク３０により所定の圧力に加圧
する。次に、加圧された冷却液Ｌを、冷却液体噴出ノズ
ル３１により所定の速度で噴出させて噴流３８を形成
し、この噴流３８は冷却液受槽３５に循環させる。一
方、前述した合金組成物４２は、加熱炉４１で溶融し、
溶融合金噴出装置３２に送り、アルゴンガス圧によりこ
の溶融合金噴出装置３２から噴出させる。噴出した溶融
合金流３９は、前述の冷却液体噴出ノズル３１から噴出
された冷却液の噴流３８によって急速に冷却固化され、
ＭＩ素子線材３３となる。得られたＭＩ素子線材３３
は、巻き取り機３４によって巻き取られる。

【００４５】遠心法は、図５に示すように、原料の合金
組成物をルツボ５４の送入口５１からアルゴンガスによ
り送入し、これを加熱炉４５で加熱溶融する。この間、
図示しない駆動モーターにより回転ドラム４６を所定の
回転速度に回転しておく。次いで冷却液Ｌを冷却液供給
管５０から回転ドラム４６の内側に供給し、遠心力によ
り冷却液層４８を形成する。次にルツボ５４の先端ノズ
ル５２を下降して冷却液層４８の液面に接近させると共
にルツボ５４内を加圧し、溶融組成物４４を冷却液層４
８の液面に向かって噴出させる。ルツボ５４の内部に
は、原料の酸化を防ぐため、絶えず不活性ガスを送入
し、不活性雰囲気に保つ。冷却液層４８の液面に向かっ
て噴出された合金は冷却固化されＭＩ素子線材５３とな
り、噴出方向と回転ドラム４６の回転方向および遠心力
の合力により冷却液層４８の中を進み、回転ドラム４６
の内壁に沿って順次巻き重ねられる。紡糸終了後に管５
０の先端を冷却液層４８中に挿入し、冷却液を吸引排出
する。その後、回転ドラム４６を停止し、回転ドラム４
６の内壁に集積したＭＩ素子線材５３を取り出す。

【００４６】また、単ロールを用いた急冷法は、図６に
示すように、回転している鋼製あるいは銅製などの金属
ロール６０上に置かれたノズル６１より溶融金属６２を
アルゴンガスなどの不活性ガスの圧力を適宜加えて金属
ロール６０上に噴出させて急冷して薄帯６３を得ること
ができる。薄帯６３は、ＭＩ素子の設計仕様により所望
の幅に切断して使用しても良い。

【００４７】上述のオートキャンセラ１の磁気センサ２
には、平均結晶粒径５０ｎｍ以下の体心立方構造の微細
な結晶粒からなる結晶相と非晶質相とを主体とする軟磁
性合金からなる磁気インピーダンス効果素子（ＭＩ素
子）が備えられており、磁歪が少なく、高い飽和磁束密
度と優れた透磁率を示すと共に、高い磁気インピーダン
ス効果を示し、磁気センサ２の感度を高くなるので、地
磁気のような微弱な外部磁界を検出することができる。
また、本発明に係るＭＩ素子は、外部磁界の検出感度が
高いので、第１、２のＭＩ素子１２、１３の大きさを小
さくすることが可能となり、オートキャンセラ１を小型
化できる。更に、本発明に係るＭＩ素子は、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉのうちの１種または２種以上の元素と、Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの
１種または２種以上の元素と、Ｂとを含むものであり、
加工性に優れ、薄帯、薄膜または線材等のＭＩ素子を容
易に得ることができるので、このＭＩ素子をオートキャ
ンセラ１に用いた場合には、ＭＩ素子の形状の自由度が
高い故に、磁気センサ２の設計が容易になり、更にＭＩ
素子の加工等が容易であり、オートキャンセラ１の製造
が容易になると共に、製造コストを低減できる。

【００４８】上述のオートキャンセラ１の磁気センサ２
には、外部磁界のＸ軸方向の成分の検出手段である第１
のＭＩ素子１２と、Ｙ軸方向の外部磁界の成分の検出手
段である第２のＭＩ素子１３とが備えられ、第１、２の
ＭＩ素子１２、１３は、それぞれに印加される交流電流
の電流路が互いに直交するように同一平面１４内に配置
され、第１、２のＭＩ素子１２、１３に印加される交流
電流の電流路に沿ってバイアス磁化を印加する巻線１
５、１６が巻回されたものであるので、地磁気による磁
力線の方位を正確に測定することが可能となり、キャン
セルコイル５により発生させるキャンセル磁界の大きさ
を最適にすることができる。

【００４９】また、上述の第１、２のＭＩ素子１２、１
３は、外部磁界が−２Ｏｅ〜＋２Ｏｅ程度の微弱磁界
の範囲において、出力電圧の値の変化が穏やかであると
共に出力電圧の値の変化が線形的で定量性が良好である
ので、磁気センサ２の外部磁界による磁力線の方位測定
の精度をより高くすることが可能となり、キャンセル磁
界の大きさを最適にすることができる。また、外部磁界
の方位を測定するための出力電圧を処理する回路構成が
比較的簡単になり、オートキャンセラ１の製造コストを
下げることができる。更に、第１、２のＭＩ素子１２、
１３に印加するバイアス磁化は最大でも２Ｏｅ程度と小
さくて済むので、バイアス磁化を印加するための回路構
成を簡単にすることができる。

【００５０】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明がこ
れらの実施例に限定されないのは勿論である。（ＭＩ素子の製造）以下の表１の組成となるように原料
を秤量混合し、減圧Ａｒ雰囲気下にアーク溶解炉を用い
て溶融し、組成物のインゴットを製造した。このインゴ
ットをルツボ内に入れて高周波誘導加熱により溶融し、
減圧Ａｒ雰囲気下で回転している銅製の冷却ロール（単
ロール）上に溶湯を噴出させ急冷して薄帯を得た。この
薄帯を、長さ３１ｍｍに切り出して実施例のＭＩ素子と
した。

【００５１】「表１」試料Ｎｏ. 組成Ｂｓ（Ｔ） μ'（１ｋＨｚ）１Ｆｅ₈₄Ｚｒ_3.5Ｎｂ_3.5Ｂ₈Ｃｕ₁ １.５３１０００００２Ｆｅ₈₄Ｚｒ_3.5Ｎｂ_3.5Ｂ₈Ｃｕ₁１.５３１０００００３Ｆｅ_85.6Ｚｒ_3.3Ｎｂ_3.3Ｂ_6.6Ｃｕ₁１.５７１５００００４Ｆｅ_85.6Ｚｒ_3.3Ｎｂ_3.3Ｂ_6.6Ｃｕ₁ １.５７１５００００５Ｆｅ₈₄Ｎｂ₇Ｂ₉ １.５２４００００６Ｆｅ₈₄Ｎｂ₇Ｂ₉ １.５２４００００７Ｆｅ₈₄Ｎｂ₇Ｂ₉ １.５２４００００８Ｆｅ₈₄Ｎｂ₇Ｂ₉ １.５２４００００９Ｆｅ₉₀Ｎｂ₇Ｂ₃ １.７０３００００１０Ｆｅ₉₀Ｎｂ₇Ｂ₃ １.７０３００００１１（Ｆｅ_0.985Ｃｏ_0.015）₉₀Ｎｂ₇Ｂ₃１.７０３００００１２（Ｆｅ_0.985Ｃｏ_0.015）₉₀Ｎｂ₇Ｂ₃ １.７０３００００１３Ｆｅ_73.5Ｓｉ_13.5Ｂ₉Ｎｂ₃Ｃｕ₁ １.２０１０００００１４Ｆｅ_73.5Ｓｉ_13.5Ｂ₉Ｎｂ₃Ｃｕ₁ １.２０１０００００磁歪薄帯幅昇温速度温度保持時間試料Ｎｏ. λｓ（×１０^-6）（℃／分）（℃）（分）１０.３１ｍｍ４０６８００２０.３０.３ｍｍ４０６８００３ −０.３１ｍｍ４０６８００４ −０.３０.３ｍｍ４０６８００５０.３１ｍｍ１８０６５０５６０.３０.３ｍｍ１８０６５０５７０.０１ｍｍ１８０７５０１８０.００.３ｍｍ１８０７５０１９ −１.０１ｍｍ１８０６００５１０ −１.００.３ｍｍ１８０６００５１１０.０１ｍｍ１８０６５０５１２０.００.３ｍｍ１８０６５０５１３２.０１ｍｍ４０５５０６０１４２.００.３ｍｍ４０５５０６０

【００５２】（ＭＩ効果の測定）実施例のＭＩ素子を図
７に示す磁界検知回路に挿入し、４００ｋＨｚの交流電
流を印加した状態で、試料の長さ方向に外部磁界Ｈexを
印加し、外部磁界Ｈex（Ｏｅ）と発生した出力電圧（ｍ
Ｖ）との関係をプロットした。外部磁界Ｈexは、０Ｏ
ｅからスタートし、５Ｏｅ、０Ｏｅ、−５Ｏｅ、０
Ｏｅと連続的に往復変化させた。増幅倍率は１０倍に
設定した。測定結果を図８〜図１４に示す。

【００５３】図７に示す磁界検知回路は、ブロックＡ，
ＢおよびＣからなり、それぞれ、高周波電源部、外部磁
界（Ｈｅｘ）検知部および増幅出力部である。ＭＩ素子
（Ｍｉ）は外部磁界検知部（Ｂ）に挿入されている。高
周波電源部（Ａ）は、高周波交流電流を発生し外部磁界
検知部（Ｂ）に供給するための回路であってその方式は
特に限定されない。ここでは一例として、安定化コルビ
ッツ発振回路を採用したものを掲げる。自己発振方式で
はこの他に磁気変調を利用した振幅変調（ＡＭ）、周波
数変調（ＦＭ）、または位相変調（ＰＭ）をかけて磁界
感知作動をさせることもできる。外部磁界検知部（Ｂ）
はＭＩ素子（Ｍｉ）と復調回路とからなり、高周波電源
部（Ａ）から供給された高周波交流電流により待機状態
とされたＭＩ素子が外部磁界（Ｈｅｘ）に感応して発生
したインピーダンス変化を、復調回路により復調し、増
幅出力部（Ｃ）に伝送する。増幅出力部（Ｃ）は差動増
幅回路と出力端子とを有する。この出力端子からＭＩ素
子からの出力電圧（ｍＶ）を得る。

【００５４】図８〜図１４より、実施例のＭＩ素子は、
−２Ｏｅ〜＋２Ｏｅ程度の微弱磁界帯域において高感
度で良好な定量性を示し、特に、Ｎｏ．５〜８、１３、
１４の試料においては、ヒステリシスも僅少であること
から、優れたＭＩ素子であることがわかる。特に、リボ
ン幅が約１ｍｍの試料に比べてリボン幅が０.３ｍｍの
試料が良好な応答性を有している。これは、薄帯幅が少
ない方が線材に近い試料形状をなしているためである。
また、いずれの試料においてもＳｉを含まない系（Ｆｅ
ＺｒＮｂＢＣｕ系、ＦｅＮｂＢ系、ＦｅＺｒＢ系、Ｆｅ
ＣｏＺｒＢ系）においては飽和磁束密度が１.５〜１.７
０Ｔの優れた値を示し、３００００〜１０００００の優
れた透磁率を示し、磁歪も小さい特性を有している。こ
れに対してＳｉを含む系（ＦｅＳｉＢＮｂＣｕ系）にお
いても飽和磁束密度は若干低いものの、１０００００の
透磁率が得られた。更に、Ｓｉを含まない系においては
熱処理条件として保持時間を０〜５分と少なくしても良
好な軟磁気特性が得られるが、Ｓｉを含む系においては
保持時間が６０分程度で良好な軟磁気特性が得られた。

【００５５】このようにして、飽和磁束密度が大きく、
更に透磁率が高いという軟磁気特性に優れた軟磁性合金
を得ることが可能となり、この軟磁性合金からなるＭＩ
素子を用いて磁気センサを作製した場合には、微弱な地
磁気の検出が可能となり、オートキャンセラのキャンセ
ルコイルにより発生させるキャンセル磁界の大きさを最
適にできると予想される。

【００５６】また、このような軟磁性合金からなるＭＩ
素子をオートキャンセラの磁気センサに使用した場合に
は、外部磁界に対応する出力電圧の値が大きく、外部磁
界の検出感度が高いために微弱な地磁気を検出できると
共に、出力電圧を処理して外部磁界の方位を測定するた
めの回路構成を簡単にできる。また、バイアス磁化は、
絶対値で２Ｏｅ程度の磁化をかければよいので、バイ
アス磁化を印加するための回路構成も簡単にできる。

【００５７】また、図１５において、試料Ｎｏ．５のＭ
Ｉ素子は、従来のＦｅ₇₈Ｓｉ₁₉Ｂ₁₃の組成のＭＩ素子よ
りも出力電圧の電圧値が高く、外部磁界の検出感度が高
いことがわかる。更に、試料Ｎｏ．５のＭＩ素子は、微
弱磁界の範囲内（−２Ｏｅ〜＋２Ｏｅ）で従来の（Ｆ
ｅ_0.06Ｃｏ_0.94）_72.5Ｓｉ_12.5Ｂ₁₅ の組成のＭＩ素子
よりも出力電圧の立ち上がりが緩やかであるので、定量
性が良好となり、これを用いたオートキャンセラの磁気
センサの回路構成が容易となる。

【００５８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
オートキャンセラは、平均結晶粒径５０ｎｍ以下の体心
立方構造の微細な結晶粒からなる結晶相と非晶質相とを
主体とし、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのうちの１種または２種以
上の元素と、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素と、Ｂ
とを含む軟磁性合金からなる磁気インピーダンス効果素
子（ＭＩ素子）を備えており、外部磁界の変化に対する
検出感度が高いので、微弱な地磁気を検出することがで
きると共に、ＭＩ素子の大きさを小さくすることが可能
となり、オートキャンセラを小型化できる。

【００５９】また、本発明のオートキャンセラは、外部
磁界のＸ軸方向及びＹ軸方向の成分の検出手段である上
述の軟磁性合金からなる第１、２のＭＩ素子を備え、第
１、２のＭＩ素子は、それぞれに印加される交流電流の
電流路が互いに直交するように同一平面内に配置され、
ＭＩ素子に印加される交流電流の電流路に沿ってバイア
ス磁化を印加する巻線が巻回されたものでありバイアス
磁化を印加できるので、地磁気のような外部磁界による
磁力線の方位を正確に測定することが可能となり、キャ
ンセルコイルにより発生させるキャンセル磁界の大きさ
を最適にすることにより、オートキャンセラを正常に動
作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態であるオートキャンセラ
を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態であるオートキャンセラ
の磁気センサを示す平面図である。

【図３】本発明の実施の形態であるＭＩ素子の外部磁
界と出力電圧との関係を示す図であって、ＡはＭＩ素子
の外部磁化と出力電圧との関係を示すグラフであり、Ｂ
は外部磁界の磁力線の方向をＭＩ素子の長手方向に対し
て０〜１８０゜の範囲で変化させたときの外部磁界と出
力電圧との関係を示すグラフであり、ＣはＭＩ素子のバ
イアス磁化をかけてＢと同様にの外部磁界の磁力線の方
向を変化させたときの外部磁界と出力電圧との関係を示
すグラフである。

【図４】本発明のオートキャンセラのＭＩ素子の一製
造法を示す工程図である。

【図５】本発明のオートキャンセラのＭＩ素子の他の
一製造法を示す工程図である。

【図６】本発明のオートキャンセラのＭＩ素子の他の
一製造法を示す工程図である。

【図７】本発明のＭＩ素子を用いた磁気検知回路を示
す回路図である。

【図８】実施例で得られたＮｏ.１、２の試料の磁界
感応性を示す図である。

【図９】実施例で得られたＮｏ.３、４の試料の磁界
感応性を示す図である。

【図１０】実施例で得られたＮｏ.５、６の試料の磁
界感応性を示す図である。

【図１１】実施例で得られたＮｏ.７、８の試料の磁
界感応性を示す図である。

【図１２】実施例で得られたＮｏ.９、１０の試料の
磁界感応性を示す図である。

【図１３】実施例で得られたＮｏ.１１、１２の試料
の磁界感応性を示す図である。

【図１４】実施例で得られたＮｏ.１３、１４の試料
の磁界感応性を示す図である。

【図１５】試料Ｎｏ．５のＭＩ素子及び従来のＭＩ素
子の磁界感応性を示す図である。

【符号の説明】

１オートキャンセラ２磁気センサ３制御部４ブラウン管５キャンセルコイル６フェイス（画面）１２第１のＭＩ素子１３第２のＭＩ素子１４平面１５バイアス磁化を印加するための巻線１６バイアス磁化を印加するための巻線１７出力導線１８出力導線１９出力導線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内藤豊東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者尾藤輝夫東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者畑内隆史東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者牧野彰宏東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者大内純一東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者笹川新一東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者井上明久宮城県仙台市青葉区川内元支倉35番地川内住宅11−806 (72)発明者増本健宮城県仙台市青葉区上杉３丁目８番22号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部磁界の磁力線の方位を検出する磁気
センサと、前記磁気センサにより検出された外部磁界の
磁力線の方位と逆向きで大きさが等しいキャンセル磁界
をブラウン管に印加するキャンセルコイルと、前記磁気センサによって検出された前記外部磁界による
磁力線の方位に基づいてキャンセル磁界の大きさを制御
する制御部とを具備してなるオートキャンセラにおい
て、前記磁気センサは、外部磁界の検出手段として、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉのうちの１種または２種以上の元素を含み、
平均結晶粒径５０ｎｍ以下の微細な結晶相と非晶質相と
を主体とし、交流電流を印加するときにインピーダンス
が外部磁界に依存して変化する軟磁性合金からなる磁気
インピーダンス効果素子を備えてなることを特徴とする
オートキャンセラ。
【請求項２】請求項１に記載の磁気インピーダンス効
果素子は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、
Ｍｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素と、Ｂをさ
らに含む軟磁性合金であることを特徴とするオートキャ
ンセラ。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載のオート
キャンセラであって、前記磁気センサは、前記外部磁界による磁力線のＸ軸方
向の成分の検出手段である第１の磁気インピーダンス効
果素子と、前記外部磁界による磁力線のＹ軸方向の成分の検出手段
である第２の磁気インピーダンス効果素子とを備えてな
ることを特徴とするオートキャンセラ。
【請求項４】請求項３に記載のオートキャンセラであ
って、前記第１、２の磁気インピーダンス効果素子が、それぞ
れに印加される交流電流の電流路が互いに直交するよう
に同一平面内に配置されたことを特徴とするオートキャ
ンセラ。
【請求項５】請求項４に記載のオートキャンセラであ
って、前記第１、２の磁気インピーダンス効果素子には、それ
ぞれに印加される交流電流の電流路に沿ってバイアス磁
化を印加するための巻線が巻回されたことを特徴とする
オートキャンセラ。
【請求項６】請求項１または請求項２に記載のオート
キャンセラであって、前記軟磁性合金は、下記の組成で
表されるものであることを特徴とするオートキャンセ
ラ。（Ｆｅ_1-a-bＣｏ_aＮｉ_b）_cＢ_xＭ_y 但し、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素であ
り、組成比を示すａ、ｂ、ｃ、ｘ、ｙは、０≦ａ＋ｂ≦
０．１、７５原子％≦ｃ≦９３原子％、０．５原子％≦
ｘ≦１８原子％、４原子％≦ｙ≦９原子％である。
【請求項７】請求項１または請求項２に記載のオート
キャンセラであって、前記軟磁性合金は、下記の組成で
表されるものであることを特徴とするオートキャンセ
ラ。（Ｆｅ_1-a-bＣｏ_aＮｉ_b）_cＢ_xＭ_yＸ_z 但し、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素であ
り、ＸはＳｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａのうちの１種または２
種以上の元素であり、組成比を示すａ、ｂ、ｃ、ｘ、
ｙ、ｚは、０≦ａ＋ｂ≦０．１、７５原子％≦ｃ≦９３
原子％、０．５原子％≦ｘ≦１８原子％、４原子％≦ｙ
≦９原子％、ｚ≦４原子％である。
【請求項８】請求項１または請求項２に記載のオート
キャンセラであって、前記軟磁性合金は、下記の組成で
表されるものであることを特徴とするオートキャンセ
ラ。（Ｆｅ_1-a-bＣｏ_aＮｉ_b）_cＢ_xＭ_yＴ_d 但し、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｔは、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの１種
または２種以上の元素であり、組成比を示すａ、ｂ、
ｃ、ｘ、ｙ、ｄは、０≦ａ＋ｂ≦０．１、７５原子％≦
ｃ≦９３原子％、０．５原子％≦ｘ≦１８原子％、４原
子％≦ｙ≦９原子％、ｄ≦４．５原子である。
【請求項９】請求項１または請求項２に記載のオート
キャンセラであって、前記軟磁性合金は、下記の組成で
表されるものであることを特徴とするオートキャンセ
ラ。（Ｆｅ_1-a-bＣｏ_aＮｉ_b）_cＢ_xＭ_yＴ_dＸ_z 但し、Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種または２種以上の元素であ
り、Ｔは、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔのうちの１種
または２種以上の元素であり、ＸはＳｉ、Ａｌ、Ｇｅ、
Ｇａのうちの１種または２種以上の元素であり、組成比
を示すａ、ｂ、ｃ、ｘ、ｙ、ｄ、ｚは、０≦ａ＋ｂ≦
０．１、７５原子％≦ｃ≦９３原子％、０．５原子％≦
ｘ≦１８原子％、４原子％≦ｙ≦９原子％、ｄ≦４．５
原子、ｚ≦４原子％である。