JPH11237458A - 磁気センサ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予め所要形状に形成したアモルファス磁性合
金箔を非磁性絶縁ベース側の端子で機械的に挟持して電
気的接続を行う構造として、感度の向上、小型化、出力
特性の安定化、原価低減を図る。 【解決手段】 非磁性絶縁ベース１０に通電用端子１５
及び検出用端子１９を設け、前記通電用端子１５で直線
帯状のアモルファス磁性合金箔３０の両端部を狭持し、
前記ベース１０の前記アモルファス磁性合金箔３０を配
置した面をキャップ２０で覆って前記ベース１０と前記
キャップ２０とで巻枠部５０を構成し、該巻枠部５０の
周囲に検出巻線４０を巻回して該検出巻線の巻線端末を
前記検出用端子１９に接続した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地磁気コンパス、
ディスプレーモニターの画像の色ずれ補正等に使用され
る磁気センサ素子に係り、特にアモルファス磁性合金箔
を用いて構成した、高感度で出力特性の安定した磁気セ
ンサ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の地磁気等の検出を目的と
した磁気センサ素子は、環状磁心に巻線を施した環状磁
心型平行フラックスゲート構造のものが一般的であり、
その磁心材料は、高透磁率、低保磁力、低磁歪の磁性材
料としてパーマロイが広く使用されていた。

【０００３】また、近年アモルファス磁性合金の使用も
検討されるようになってきており、特許第２５０１８６
０号にはアモルファス磁性合金の環状磁心を用いたもの
が例示されている。図１４は特許第２５０１８６０号に
示された環状磁心型平行フラックスゲート構造の磁気セ
ンサ素子であり、トロイダル状にアモルファス磁性合金
薄板を巻回し、熱処理後、表面を樹脂コーティングを施
すか、コアケースに入れて環状磁心１とした後、励磁用
の巻線２及び検出用の巻線３を施したものである。

【０００４】また、アモルファス磁性合金の細線を用い
た磁気センサ素子が特公平７−８２０８２号に提案され
ている。この磁気センサ素子は、アモルファス磁性合金
の細線をパイプに挿通し、パイプ内に樹脂を充填した構
造を持つ。但し、アモルファス磁性合金線には電流を長
さない動作原理である。

【０００５】さらに、図１５及び図１６に示すように、
樹脂基板５にアモルファス磁性合金箔を貼り、直線帯状
部６をエッチングにより形成し、その部分を周回する検
出巻線７を設け、アモルファス磁性合金の直線帯状部６
は通電用の１対の端子ピン８にそれぞれはんだ付けで接
続し、検出巻線７は検出用の１対の端子ピン９にそれぞ
れはんだ付けで接続した磁気センサ素子が、本出願人か
ら特開平９−２１１０９４号にて提案されている。

【０００６】この場合、具体的な製造工程は、多数個取
り基板に直線帯状部の他に検出巻線の巻線端末接続のた
めのランド部を多数個分設けておき、前記基板に端子挿
入用のドリル孔明けを行い、はんだ付け部分以外にソル
ダーレジストを設けた後、はんだ付けの為の電解メッキ
を施し、さらに基板外形形成の為のプレス工程及び個品
に分離するためのＶカット加工を実施し、端子圧入後、
Ｖカット部より切り離し個品とし、その個品に検出巻線
を巻回し、検出用の端子ピンに絡げはんだ付けしてい
る。

【０００７】上記工程の製造方法であることから、必要
となるアモルファス磁性体箔は当初基板上に貼り付けた
全体の約１／１０程度であり、残りの約９／１０はエッ
チングにより溶かされ除去されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の環状
磁心形平行フラックスゲート構造の磁気センサ素子で用
いられているパーマロイ等のトロイダルコアの形状は直
径２０mm前後であり、地磁気コンパス等のセンサユニッ
ト全体に対する磁気センサ素子の占有面積は３０〜４０
％程度となる。センサユニットの小型化には磁気センサ
の小型化が必須であるが、磁心材料をアモルファス磁性
合金で構成する等の改良を加えたとしても、環状磁心形
平行フラックスゲート構造の磁気センサ素子を用いる限
り小型化が困難である。

【０００９】また、特公平７−８２０８２号のアモルフ
ァス磁性合金細線をパイプに挿通し、パイプ内に樹脂を
充填した磁気センサ素子は、アモルファス磁性合金細線
に加わる樹脂のストレスが問題となる。

【００１０】さらに、特開平９−２１１０９４号にて提
案された磁気センサ素子は、直交フラックスゲート構造
で小型化に適したものではあるが、エッチングによりア
モルファス磁性合金箔を所要形状としているため、必要
となるアモルファス磁性合金箔は全体の約１／１０程度
であり、残りの約９／１０はエッチングにより溶かされ
ていて非常に不経済である。また、使用されるアモルフ
ァス磁性合金箔ははんだ付けのためのメッキが付きにく
いとされている材料で、メッキ管理にも多大の注意が必
要となり、アモルファス磁性合金箔と端子ピン間のはん
だ付けの信頼性に問題が生じ易い。また、アモルファス
磁性合金箔と通電用の端子ピンとのはんだ付けに於いて
も温度管理や、関連する他の管理にも繊細さが要求され
る。

【００１１】本発明は、上記の点に鑑み、予め所要形状
に形成したアモルファス磁性合金箔を非磁性絶縁ベース
側の端子で機械的に挟持して電気的接続を行う構造とし
て、感度の向上、小型化、出力特性の安定化、原価低減
を図ることのできる磁気センサ素子を提供することを目
的とする。

【００１２】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気センサ素子は、非磁性絶縁ベースに通
電用端子及び検出用端子を設け、前記通電用端子で直線
帯状のアモルファス磁性合金箔の両端部を狭持し、前記
ベースの前記アモルファス磁性合金箔を配置した面をカ
バー部材で覆って前記ベースと前記カバー部材とで巻枠
部を構成し、該巻枠部の周囲に検出巻線を巻回して該検
出巻線の巻線端末を前記検出用端子に接続した構成とし
ている。

【００１４】前記磁気センサ素子において、前記カバー
部材が前記ベースに係合するキャップであってもよい。

【００１５】前記ベースが前記アモルファス磁性合金箔
の線膨張係数と略一致した線膨張係数を有するセラミッ
クで構成されてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁気センサ素
子の実施の形態を図面に従って説明する。

【００１７】図１は磁気センサ素子の実施の形態であっ
て、全体構成を示す斜視図、図２は主要構成部品を示す
分解斜視図（但し、図１とは上下が反転している）、図
３乃至図７は製造過程を示す斜視図である。

【００１８】図１及び図２に示すように、１０は非磁性
絶縁ベース、２０は非磁性絶縁キャップであり、両者は
内部にアモルファス磁性合金箔３０を収納して相互に突
き合わせた状態において検出巻線４０を巻装するための
円柱形状部分を中央部に持つ巻枠部（ボビン）５０を構
成するようになっている。

【００１９】図２乃至図７に示すように、ベース１０の
キャップ対接面（アモルファス磁性合金箔の配置面）に
は、直線帯状アモルファス磁性合金箔３０の受け溝１１
が形成されるとともに、その両端位置に通電用端子１５
の基部が嵌合する端子嵌込み凹部１２及び通電用端子１
５を外部に導出するための端子引出溝１３がそれぞれ形
成されている。また、検出巻線４０の巻線端末を絡げて
はんだ付けするための検出用端子１９がベース１０の両
端部分の駒部１４の外側面（キャップ対接面の反対面）
から突出するように当該駒部１４に植設（例えば圧入）
されている。ベース１０の中央部断面は前記検出巻線用
の巻枠部５０の半分を構成するように略半円形状をして
いて、同様に略半円形状の中央部断面を持つカバー部材
としてのキャップ２０の接着後はほぼ円形となるよう構
成されている。ベース１０及びキャップ２０の両側の最
先端部には検出巻線を巻線する時のつかみ代部として、
それぞれ半円柱形の凸部１０ａ，２０ａが形成されてい
る。従って、ベース１０及びキャップ２０が一体化され
た後は円柱形状のつかみ代部５２（チャック部）が形成
されることになる。なお、ベース１０は樹脂でもよい
が、アモルファス磁性合金箔の線膨張係数と略一致した
線膨張係数を有するセラミックで構成することが好まし
い。

【００２０】前記通電用端子１５はベース１０に係合す
る方形板状の係合基部１６と、回路基板（図示せず）に
はんだ付けする引き出しリード部１７とからなり、方形
板状係合基部１６にはアモルファス磁性合金箔３０を狭
持するカットベンド部（プレス加工等による切り起こし
舌片部）１８が形成されている。

【００２１】各構成部品の組立手順は図３乃至図７に示
され、まず、図３の如く非磁性絶縁ベース１０の端子嵌
込み凹部１２に通電用端子１５の係合基部１６を嵌合さ
せ、端子引出溝１３から引き出しリード部１７を外方に
導出した配置とする。それから、所定長さ、所定幅（例
えば０．６mmのリボン）に予め切断した直線帯状アモル
ファス磁性合金箔３０の両端部を両側の通電用端子１５
のカットベンド部１８に図８のように差し込み、図９の
矢印Ｐの如くカットベンド部１８を上から加圧（かしめ
プレス）して図１０のように挟み込み、図４のように両
端部が通電用端子１５で挟持されたアモルファス磁性合
金箔３０が受け溝１１内に配設された状態とする。

【００２２】その後、図５のように、接着剤塗布用ディ
スペンサ６０により、非磁性絶縁ベース１０のキャップ
対接面に接着剤を適量塗布し、非磁性絶縁キャップ２０
をベース１０に突き合わせて接着する。この際、ベース
１０に対してキャップ２０が機械的に嵌合する構造であ
ることが好ましい。

【００２３】図６のように、ベース１０とキャップ２０
とを接着一体化したことで、中央部が円柱形状で両側が
鍔兼用の駒部１４となった巻枠部５０が構成され、中央
部５１に検出巻線４０を自動巻線機で巻回し、巻線端末
を検出用端子１９に絡げ、はんだ付け処理する。なお、
自動巻線機での巻線処理の際に両端面の円柱形状のつか
み代部５２が有用である。

【００２４】最後に、図７のように、通電用端子１５の
引き出しリード部１７を所要形状（差し込み形リード又
は面装着リード形状）にフォーミングすることで、図１
のように完成状態の磁気センサ素子が得られる。

【００２５】この実施の形態で示す磁気センサ素子は、
直交フラックスゲート構造であり、高透磁率の直線帯状
アモルファス磁性合金箔３０に通電用端子１５を通して
パルス電流を流し、アモルファス磁性合金箔３０の周囲
を周回するように巻かれた検出巻線４０両端に発生する
誘起電圧値により、アモルファス磁性合金箔３０の配置
方向に平行な磁界成分を検知でき、地磁気等微少な磁界
を検知する用途に使用できる。

【００２６】この実施の形態によれば、次の通りの効果
を得ることができる。

【００２７】(1) 直交フラックスゲート構造におい
て、外部磁界を検出する為の直線帯状の磁性体を高透磁
率、低磁歪のアモルファス磁性合金箔３０で構成したの
で、小型で高感度である。

【００２８】(2) アモルファス磁性合金箔３０の両端
部を通電用端子１５にかしめ固定した構造としたこと
で、はんだ付けによらない信頼性の高い接続が可能であ
る。

【００２９】(3) 非磁性絶縁ベース１０の受け溝１１
に配置された直線帯状アモルファス磁性合金箔３０はベ
ース１０及びキャップ２０からのストレスを殆ど受けな
い構造であり、さらにベース１０をアモルファス磁性合
金箔の線膨張係数と略一致した線膨張係数を有するセラ
ミックで構成することで出力特性のいっそうの安定化が
可能である。

【００３０】(4) 直線帯状アモルファス磁性合金箔３
０を必要幅のリボンとすることで材料の無駄が一切なく
なり原価低減が可能である。

【００３１】(5) 非磁性絶縁ベース１０と非磁性絶縁
キャップ２０とで巻枠部（ボビン）５０を構成したの
で、検出巻線４０の巻線作業が容易である。

【００３２】図１１は通電用端子で直線帯状アモルファ
ス磁性合金箔３０を挟持する場合の変形例であり、通電
用端子２５に垂直方向に折り曲げ形成された１対の圧接
挟持部２６を一体に形成しておき、アモルファス磁性合
金箔３０を圧接挟持部２６で挟持する構成となってい
る。この場合、かしめプレス等の作業は不要となる。な
お、通電用端子２５の形状に合わせてベース及びキャッ
プの形状に変更を加えること以外は前述した実施の形態
と同様の構成として磁気センサ素子を組み立てることが
できる。

【００３３】図１２及び図１３は通電用端子で直線帯状
アモルファス磁性合金箔３０を挟持する場合の変形例で
あり、通電用端子３５に折り返しによる圧接挟持部３６
を一体に形成しておき、アモルファス磁性合金箔３０を
圧接挟持部３６で挟持する構成となっている。なお、圧
接挟持部３６に対向させて凸部３７を通電用端子３５に
形成しておくことで、アモルファス磁性合金箔３０の挟
持をより確実にすることができる。この場合も、かしめ
プレス等の作業は不要となる。なお、通電用端子３５の
形状に合わせてベース及びキャップの形状に変更を加え
ること以外は前述した実施の形態と同様の構成として磁
気センサ素子を組み立てることができる。

【００３４】なお、カバー部材として、円柱形部分を持
つ巻枠部を構成するキャップを用いたが、カバー部材と
して非磁性絶縁シート等を用いる構成とすることも可能
である。

【００３５】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る磁気
センサ素子は、外部磁界を検出する為の直交フラックス
ゲート構造の磁性体を高透磁率、低磁歪のアモルファス
磁性合金箔で構成したので、小型化及び感度の向上を図
ることができる。

【００３７】また、アモルファス磁性合金箔の両端部を
通電用端子で挟持した構造としたことで、はんだ付けに
よらない信頼性の高い接続が可能である。

【００３８】さらに、直線帯状アモルファス磁性合金箔
を必要幅のリボンとすることで材料の無駄が一切なくな
り原価低減が可能である。

【００３９】また、非磁性絶縁ベースと非磁性絶縁部材
とで巻枠部を構成でき、巻線作業性の向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気センサ素子の実施の形態の全
体構成を示す斜視図である。

【図２】実施の形態の主要構成部分を示す分解斜視図で
ある。

【図３】実施の形態の製造過程において、ベースに通電
用端子を配置した状態を示す斜視図である。

【図４】同じく通電用端子間に直線帯状アモルファス磁
性合金箔を接続、配置した状態を示す斜視図である。

【図５】同じくベースにキャップを接着する工程を説明
する斜視図である。

【図６】同じくベースとキャップとを接合して巻枠部を
構成し、検出巻線を施した状態を示す斜視図である。

【図７】同じく通電用端子のフォーミング加工後の完成
状態を示す斜視図である。

【図８】実施の形態において通電用端子にアモルファス
磁性合金箔をかしめプレスで接続する工程を説明する斜
視図である。

【図９】同じくかしめプレス後の斜視図である。

【図１０】同じく要部断面図である。

【図１１】通電用端子でアモルファス磁性合金箔を挟持
する変形例を示す分解斜視図である。

【図１２】通電用端子でアモルファス磁性合金箔を挟持
する他の変形例を示す分解斜視図である。

【図１３】同側断面図である。

【図１４】従来の平行フラックスゲート構造の磁気セン
サ素子を示す平面図である。

【図１５】従来の直交フラックスゲート構造の磁気セン
サ素子を示す平面図である。

【図１６】同正断面図である。

【符号の説明】

１０ 非磁性絶縁ベース １１ 受け溝 １２ 端子嵌込み凹部 １３ 端子引出溝 １４ 駒部 １５，２５，３５ 通電用端子 １６ 係合基部 １７ 引き出しリード部 １８ カットベンド部 １９ 検出用端子 ２０ 非磁性絶縁キャップ ３０ 直線帯状アモルファス磁性合金箔 ４０ 検出巻線 ５０ 巻枠部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性絶縁ベースに通電用端子及び検出
   用端子を設け、前記通電用端子で直線帯状のアモルファ
   ス磁性合金箔の両端部を狭持し、前記ベースの前記アモ
   ルファス磁性合金箔を配置した面をカバー部材で覆って
   前記ベースと前記カバー部材とで巻枠部を構成し、該巻
   枠部の周囲に検出巻線を巻回して該検出巻線の巻線端末
   を前記検出用端子に接続したことを特徴とする磁気セン
   サ素子。
2. 【請求項２】 前記カバー部材が前記ベースに係合する
   キャップである請求項１記載の磁気センサ素子。
3. 【請求項３】 前記ベースが前記アモルファス磁性合金
   箔の線膨張係数と略一致した線膨張係数を有するセラミ
   ックである請求項１又は２記載の磁気センサ素子。