JPH1130657A - Magnetometric sensor - Google Patents
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- JPH1130657A JPH1130657A JP18851197A JP18851197A JPH1130657A JP H1130657 A JPH1130657 A JP H1130657A JP 18851197 A JP18851197 A JP 18851197A JP 18851197 A JP18851197 A JP 18851197A JP H1130657 A JPH1130657 A JP H1130657A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高感度マイクロ磁
気センサ用の素子として、AV機器や制御機器やコンピ
ュータ等の磁気ヘッド、あるいは方位計等に用いて好適
な磁気インピーダンス効果素子や磁気インダクタンス素
子等の磁気センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic impedance effect element and a magnetic inductance element suitable for use in a magnetic head of an AV device, a control device, a computer, etc., or a compass, etc. And the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】磁気センサの小型化や高感度化に対する
要求が高まっている昨今、磁束の時間変化ではなく磁束
そのものを検出する磁気抵抗効果素子(MR素子)をヘ
ッドとして用いるという試みがさかんに研究されるよう
になっている。かかるMR素子は、強磁性体の磁化と直
流電流の伝導電子との相互作用による電気抵抗が外部磁
界で変化する現象を利用したもので、小型化の促進には
有効であるが、現在までのところ、MR素子は電気抵抗
の変化率が非常に小さいため信号対雑音比(S/N比)
が十分でなく、所望の検出感度が得にくいという問題点
を有している。2. Description of the Related Art Recently, there has been an increasing demand for downsizing and high sensitivity of a magnetic sensor. Attempts to use a magnetoresistive element (MR element) for detecting a magnetic flux itself instead of a temporal change of the magnetic flux as a head have been actively made. It is being studied. Such an MR element utilizes a phenomenon in which the electrical resistance due to the interaction between the magnetization of a ferromagnetic material and the conduction electrons of a direct current is changed by an external magnetic field, and is effective in promoting miniaturization. However, since the MR element has a very small rate of change in electrical resistance, the signal-to-noise ratio (S / N ratio)
Is not sufficient, and it is difficult to obtain a desired detection sensitivity.
【0003】また最近、巨大磁気抵抗効果と称される現
象を利用して外部磁界の変化を検出する巨大磁気抵抗効
果素子(GMR素子)の研究も広まっているが、かかる
GMR素子の場合も電気抵抗の変化率は十分とは言え
ず、さらにヒステリシスの問題もあるので、小型化の促
進には不向きな技術であった。Recently, research on a giant magnetoresistive element (GMR element) for detecting a change in an external magnetic field by utilizing a phenomenon called a giant magnetoresistance effect has been widespread. Since the rate of change in resistance is not sufficient, and there is a problem of hysteresis, this technique is not suitable for promoting miniaturization.
【0004】そこで、このようなMR素子やGMR素子
の問題点を解消しうる高感度なマイクロ磁気センサ素子
として、特開平7−181239号公報に記載されてい
るような磁気インピーダンス効果素子(以下、MI素子
と称す)が提案されている。かかるMI素子は、高透磁
率磁性体からなる磁性線に高周波電流を通電すると、表
皮効果によるインピーダンスが外部磁界によって大きく
変化するという電磁気現象を利用したもので、磁性線と
して例えば長さ1〜3mm、直径30μm程度のアモル
ファスワイヤを用いた場合、数ガウスの磁界で50%以
上のインピーダンス変化を得ることができるので、小型
にして高感度な磁気センサの提供が可能となる。Therefore, as a high-sensitivity micro magnetic sensor element capable of solving such problems of the MR element and the GMR element, a magnetic impedance effect element (hereinafter, referred to as Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-181239) is disclosed. MI device) has been proposed. Such an MI element utilizes an electromagnetic phenomenon that when a high-frequency current is applied to a magnetic wire made of a high-permeability magnetic material, an impedance due to a skin effect is greatly changed by an external magnetic field. When an amorphous wire having a diameter of about 30 μm is used, an impedance change of 50% or more can be obtained with a magnetic field of several gauss, so that it is possible to provide a small and highly sensitive magnetic sensor.
【0005】図20は、かかるMI素子において、10
0kHz以上の正弦波の高周波電流を印加したときにア
モルファス磁性線の両端部間に生じる電圧と外部磁界と
の相関関係を示す特性図であって、外部磁界の大きさに
応じて磁性線両端部間の電圧が変化する様子がわかる。
しかし、図20に示すように、磁性線両端部間(外部磁
界の検出に寄与するセンシング部分)の電圧の変化のし
かたは外部磁界が0ガウスのときを中心にして左右対称
なので、外部磁界の大きさだけでなく向きも検出できる
センサとして使用する場合などには、同図中のA点のよ
うにグラフの直線性が確保できる適当な位置へと、動作
点(外部磁界が0の状態を示す座標点)をシフトさせる
必要がある。[0005] FIG.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a correlation between a voltage generated between both ends of an amorphous magnetic wire and an external magnetic field when a sine wave high-frequency current of 0 kHz or more is applied, and shows both ends of the magnetic wire according to the magnitude of the external magnetic field. It can be seen that the voltage between them changes.
However, as shown in FIG. 20, the change in the voltage between both ends of the magnetic wire (the sensing portion contributing to the detection of the external magnetic field) is symmetrical with respect to the center when the external magnetic field is 0 Gauss. When the sensor is used as a sensor capable of detecting not only the size but also the direction, the operating point (the state where the external magnetic field is 0) is moved to an appropriate position where the linearity of the graph can be ensured, such as point A in FIG. (Coordinate point shown).
【0006】そのため、このような場合には従来、図2
1に示すように、ビニール等の非磁性体からなるチュー
ブ1に磁性線2を挿通し、このチューブ1の外周面に所
定ターン数巻き付けたコイル3に直流電流を通電するこ
とにより、磁性線2にバイアス磁界Hbを印加して、動
作点の設定を行っていた。なお、磁性線2の両端部は導
線や半田ランド等に半田付けされていて、これら一対の
半田接続部位4,4間の磁性線2が外部磁界の検出に寄
与するセンシング部分となり、このセンシング部分の電
圧を測定することで外部磁界の大きさと向きとが検出で
きるようになっている。Therefore, in such a case, conventionally, FIG.
As shown in FIG. 1, a magnetic wire 2 is inserted into a tube 1 made of a nonmagnetic material such as vinyl, and a DC current is applied to a coil 3 wound around the outer circumferential surface of the tube 1 by a predetermined number of turns. To set the operating point. Both ends of the magnetic wire 2 are soldered to a conductive wire, a solder land, or the like, and the magnetic wire 2 between the pair of solder connection portions 4 and 4 serves as a sensing portion that contributes to detection of an external magnetic field. By measuring the voltage, the magnitude and direction of the external magnetic field can be detected.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のMI素子では、バイアス磁界印加用のコイル3がビ
ニール等のチューブ1に巻き付けてあるが、このチュー
ブ1は外径が0.5mm程度で長さが1〜3mm程度と
小さいものなので、その外周面にコイル3を数十ターン
以上巻き付けるという組立作業は容易でなく、取扱い性
も良好とは言い難かった。By the way, in the above-mentioned conventional MI element, the coil 3 for applying the bias magnetic field is wound around a tube 1 made of vinyl or the like. This tube 1 has an outer diameter of about 0.5 mm. Since the length is as small as about 1 to 3 mm, the assembling work of winding the coil 3 around the outer peripheral surface for several tens of turns or more is not easy, and it is difficult to say that the handling property is good.
【0008】また、かかる従来のMI素子では、磁性線
2の端部を導線等に半田付けすることで電気的かつ機械
的な接続を行っているが、アモルファスワイヤ等からな
る磁性線2は半田濡れ性が悪いので、その端部を半田付
けしている半田接続部位4に十分な取付強度や導通信頼
性を期待することはできなかった。In such a conventional MI element, electrical and mechanical connection is made by soldering the end of the magnetic wire 2 to a conductor or the like. Because of poor wettability, it was not possible to expect sufficient attachment strength and conduction reliability at the solder connection site 4 to which the end was soldered.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、磁性線を支持
する支持基板にバイアス磁界印加用のコイルを巻き付け
ることにより、このコイルが磁性線の周囲に巻装させや
すくて取扱い性も良好となるようにし、また、磁性線が
前記支持基板に仮固定できる磁性線取付部材を用いるこ
とにより、磁性線の取付強度および導通信頼性が高まる
ようにした。According to the present invention, a coil for applying a bias magnetic field is wound around a support substrate for supporting a magnetic wire, so that the coil can be easily wound around the magnetic wire and has good handleability. In addition, by using a magnetic wire mounting member that can temporarily fix the magnetic wire to the support substrate, the mounting strength and conduction reliability of the magnetic wire are improved.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の磁気センサでは、高透磁
率磁性体からなり時間的に変化する電流を印加すること
によって生じる電圧が外部磁界の変化に伴い変化する磁
性線と、この磁性線を支持する支持基板と、バイアス磁
界を印加するために前記磁性線の周囲に巻装されるコイ
ルとを備え、このコイルを前記支持基板に巻き付けて前
記巻装状態となしている。ここで、前記支持基板には互
いに離間する一対の導電部(半田ランド等)を設けてお
き、これら導電部に磁性線のセンシング部分の両端をそ
れぞれ電気的に接続させる構成にしておけば好ましい。
また、かかる構成に加えて、磁性線を前記支持基板との
間に挟持した状態でこの支持基板に取り付けられる磁性
線取付部材を備え、この磁性線取付部材を支持基板の前
記導電部に半田付けすれば好ましい。なお、磁性線とし
ては、高い透磁率を得ることができるアモルファス磁性
線が好ましい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a magnetic sensor according to the present invention, a magnetic wire made of a high-permeability magnetic material, the voltage of which is generated by applying a time-varying current, changes with an external magnetic field, And a coil wound around the magnetic wire for applying a bias magnetic field, and the coil is wound around the support substrate to form the wound state. Here, it is preferable that a pair of conductive portions (solder lands, etc.) are provided on the support substrate so as to be separated from each other, and both ends of the sensing portion of the magnetic wire are electrically connected to these conductive portions.
Further, in addition to the above configuration, a magnetic wire attaching member is provided which is attached to the support substrate in a state where the magnetic wire is held between the support substrate and the magnetic wire, and the magnetic wire attaching member is soldered to the conductive portion of the support substrate. It is preferable to do so. Note that, as the magnetic wire, an amorphous magnetic wire that can obtain high magnetic permeability is preferable.
【0011】このように、磁性線を支持する支持基板に
コイルを巻き付けて巻装状態となせば、ビニール等のチ
ューブにコイルを巻き付ける場合に比べて、磁気センサ
の組立性や取扱い性が向上する。また、磁性線が支持基
板に仮固定でき、磁性線よりも半田濡れ性のよい磁性線
取付部材を用いれば、この取付部材を支持基板の前記導
電部に確実に半田付けしておくことにより、磁性線の取
付強度や導通信頼性を大幅に向上させることができる。As described above, when the coil is wound around the support substrate that supports the magnetic wire and the coil is wound, the assemblability and handling of the magnetic sensor are improved as compared with the case where the coil is wound around a tube such as vinyl. . Further, if the magnetic wire can be temporarily fixed to the support substrate and a magnetic wire mounting member having better solder wettability than the magnetic wire is used, by securely soldering the mounting member to the conductive portion of the support substrate, The mounting strength and conduction reliability of the magnetic wire can be greatly improved.
【0012】また、前記支持基板上に磁性線を覆うカバ
ー部材を設け、このカバー部材と支持基板とにコイルを
巻き付けるようにすることにより、コイルの軸心が磁性
線と略合致するように設定することが可能となり、磁性
線には、その磁性線の延在方向(長さ方向)にほぼ平行
な(ほぼ一致する)バイアス磁界を印加させやすくなっ
て好ましい。Further, a cover member for covering the magnetic wire is provided on the support substrate, and a coil is wound around the cover member and the support substrate, so that the axis of the coil is set to substantially coincide with the magnetic wire. It is preferable because a bias magnetic field substantially parallel (substantially coincident) with the extending direction (length direction) of the magnetic wire can be easily applied to the magnetic wire.
【0013】なお、前記支持基板もしくはカバー部材
に、コイルを位置規制して巻装範囲を規定する切欠き等
の位置決め部を設ける構成にすれば、組立性が一層向上
するので好ましい。It is preferable that the support substrate or the cover member be provided with a positioning portion such as a notch for regulating the position of the coil and defining the winding range, since the assemblability is further improved.
【0014】[0014]
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図1ないし図6は本発明の第1実施例を説明するための
もので、図1は同実施例で用いた支持基板の斜視図、図
2は同実施例で用いた取付ピンの斜視図および正面図、
図3は同実施例の組立手順を示す説明図、図4は同実施
例に係るMI素子(磁気センサ)を回路基板に実装する
際の様子を示す説明図、図5は図4においてMI素子の
回路基板への実装が完了した状態を示す斜視図、図6は
同実施例に係るMI素子を絶縁性樹脂で封じ込めてパッ
ケージ化した場合を示す一部破断斜視図である。Embodiments will be described with reference to the drawings.
1 to 6 are views for explaining a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a support substrate used in the embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of a mounting pin used in the embodiment. And front view,
3 is an explanatory view showing an assembling procedure of the embodiment, FIG. 4 is an explanatory view showing a state where the MI element (magnetic sensor) according to the embodiment is mounted on a circuit board, and FIG. 5 is an MI element in FIG. FIG. 6 is a partially cutaway perspective view showing a case where the MI element according to the embodiment is packaged by being sealed with an insulating resin.
【0015】これらの図において、符号10は高透磁率
磁性体であるアモルファスワイヤからなる直線状の磁性
線、11はこの磁性線10にバイアス磁界を印加するた
めのコイル、12は磁性線10やコイル11を支持する
リジットな支持基板、13はこの支持基板12上に一対
設けられて磁性線10の両端部が半田付けされる半田ラ
ンド、14は同じく支持基板12上に一対設けられ前記
半田ランド13の外側でコイル11の両端部が半田付け
される半田ランド、15は半田、16は磁性線10の両
端部を保持して支持基板12に挿着される一対の磁性線
取付ピン、17はコイル11の両端部を保持して支持基
板12に挿着される一対のコイル取付ピン、18は支持
基板12が実装される母基板(メイン基板)である回路
基板、19は絶縁性樹脂からなり内部にMI素子が封止
される成形体を示している。In these figures, reference numeral 10 denotes a linear magnetic wire made of an amorphous wire which is a high magnetic permeability magnetic material, 11 denotes a coil for applying a bias magnetic field to the magnetic wire 10, and 12 denotes a magnetic wire 10 or A rigid support substrate for supporting the coil 11, a pair of solder lands 13 provided on the support substrate 12 for soldering both ends of the magnetic wire 10, and a pair of solder lands 14 similarly provided on the support substrate 12 Solder lands to which both ends of the coil 11 are soldered outside 13, solder 15, a pair of magnetic wire attaching pins 16 which hold both ends of the magnetic wire 10 and are inserted into the support substrate 12, 17 is A pair of coil mounting pins that hold both ends of the coil 11 and are inserted into the support board 12, 18 is a circuit board which is a mother board (main board) on which the support board 12 is mounted, and 19 is insulating MI element inside a resin indicates a shaped body to be sealed.
【0016】詳しく説明すると、前記磁性線10として
は、Fe(4.35)Co(68.15)Si(12.
5)B(15)組成のほとんど零磁歪のas−cast
ワイヤを30μm径にダイス引きしたアモルファスワイ
ヤを使用しており、この磁性線10には、2kg/mm
2の張力を印加して475℃で15秒のアニールを施す
という張力熱処理がなされている。また、この磁性線1
0のうち、外部磁界の検出に寄与するセンシング部分
(一対の磁性線取付ピン16,16間に張設され半田1
5から露出する部分、すなわち、一対の半田ランド1
3,13間に位置する部分)の長さは3mmである。な
お、磁性線10のうち、半田15に埋もれた部分のよう
にセンシング部分よりも外側へ延びる部分は、外部磁界
の検出には直接寄与しないが、アモルファス磁性線は磁
束を吸収しやすいので、磁性線10の両端部を半田15
から外側へ若干量延出させておけば集磁効果が期待でき
る。More specifically, as the magnetic wire 10, Fe (4.35) Co (68.15) Si (12.
5) As-cast of almost zero magnetostriction of B (15) composition
An amorphous wire obtained by dicing the wire into a diameter of 30 μm is used.
Tensile heat treatment is performed in which a tension of 2 is applied and annealing is performed at 475 ° C. for 15 seconds. In addition, this magnetic wire 1
0, a sensing portion contributing to the detection of an external magnetic field (a solder portion stretched between a pair of magnetic wire mounting pins 16 and 16).
5; that is, a pair of solder lands 1
3) is 3 mm in length. The portion of the magnetic wire 10 extending outside the sensing portion, such as the portion buried in the solder 15, does not directly contribute to the detection of the external magnetic field, but the amorphous magnetic wire easily absorbs the magnetic flux. Solder 15 at both ends of wire 10
If it extends a little from the outside to outside, a magnetism collecting effect can be expected.
【0017】前記支持基板12として、本実施例では、
長さ約14mm、幅約4mm、厚さ約1mmの大きさの
ガラス入りエポキシ樹脂基板を使用しており、エッチン
グ等の公知の技術によって、銅箔からなる前記半田ラン
ド13,14が支持基板12上の所定位置に形成してあ
る。また、この支持基板12の両側縁には、前記コイル
11を位置規制して巻装範囲を規定するための位置決め
部として長さ8mmの切欠き12aが設けてあり、この
切欠き12aの長さ方向両端よりも内側に半田ランド1
3を位置させ、かつ外側に半田ランド14を位置させて
いる。さらにまた、この支持基板12上の半田ランド1
3の中央部には取付ピン16用の取付孔13aが設けて
あり、同じく半田ランド14の中央部には取付ピン17
用の取付孔14aが設けてある。なお、支持基板12を
非磁性体の他の絶縁性材料、例えばフェノール樹脂等で
形成してもよい。In the present embodiment, as the support substrate 12,
A glass-containing epoxy resin substrate having a length of about 14 mm, a width of about 4 mm, and a thickness of about 1 mm is used, and the solder lands 13 and 14 made of copper foil are connected to the support substrate 12 by a known technique such as etching. It is formed in the upper predetermined position. On both side edges of the support substrate 12, notches 12a having a length of 8 mm are provided as positioning portions for regulating the position of the coil 11 and defining a winding range. Solder land 1 inside from both ends in the direction
3 and the solder land 14 on the outside. Furthermore, the solder land 1 on the support substrate 12
3, a mounting hole 13a for a mounting pin 16 is provided.
Mounting hole 14a is provided. Note that the support substrate 12 may be formed of another non-magnetic insulating material, for example, phenol resin.
【0018】前記取付ピン16,17は、図2に示すよ
うな形状のピンで、ニッケル下地の金メッキを施した真
鍮や、銅下地半田メッキのリン青銅等の磁性線と比べて
はるかに半田濡れ性のよい材質からなる。そして、各取
付ピン16,17の頭部16a,17aの付け根部分に
は、図2(b)に示すように、前記磁性線10や前記コ
イル11の端部を挿通するための透孔16b,17bが
穿設してある。なお、図3に示すように、磁性線取付ピ
ン16はその透孔16bが支持基板12の長さ方向(長
手方向)を向くように挿着され、コイル取付ピン17は
その透孔17bが支持基板12の幅方向(短手方向)を
向くように挿着される。The mounting pins 16 and 17 are pins having a shape as shown in FIG. 2 and are much more solder-wet than magnetic wires such as gold-plated brass plated with nickel or phosphor bronze plated with copper solder. It is made of a good material. As shown in FIG. 2B, through holes 16b for inserting the ends of the magnetic wire 10 and the coil 11 are provided at the roots of the heads 16a and 17a of the mounting pins 16 and 17, respectively. 17b is perforated. As shown in FIG. 3, the magnetic wire mounting pin 16 is inserted so that the through hole 16b faces the longitudinal direction (longitudinal direction) of the support substrate 12, and the coil mounting pin 17 is supported by the through hole 17b. It is inserted so as to face the width direction (transverse direction) of the substrate 12.
【0019】前記コイル11は、直径100μmのエナ
メル線で、前記磁性線10の周囲に例えば100ターン
巻回されている。ただし、図3〜5に示すように、この
コイル11を巻き付けるのは、前記支持基板12のうち
一対の切欠き12a,12aに挟まれた部分であり、こ
れらの切欠き12aによってコイル11の巻装範囲が規
定される。なお、前記エナメル線は例えば、銅線にポリ
ウレタンの皮膜を施して形成されたものである。The coil 11 is an enamel wire having a diameter of 100 μm and is wound around the magnetic wire 10 for, for example, 100 turns. However, as shown in FIGS. 3 to 5, the coil 11 is wound around a portion of the support substrate 12 sandwiched between a pair of notches 12 a, and the coil 11 is wound by these notches 12 a. The mounting range is specified. The enameled wire is formed, for example, by applying a polyurethane film to a copper wire.
【0020】上述した各部材を使用してMI素子を組み
立てる際には、まず、一対の磁性線取付ピン16の透孔
16bにそれぞれ磁性線10の端部を挿通して、図3
(a)に示すように、これらの取付ピン16を支持基板
12の半田ランド13内の取付孔13aに差し込んで挿
着する。こうすると、各取付ピン16の頭部16aと支
持基板12上の半田ランド13とにより、磁性線10の
両端部が挟持できるので、磁性線10を所定位置に仮固
定することができる。When assembling the MI element using the above-described members, first, the ends of the magnetic wires 10 are inserted into the through holes 16b of the pair of magnetic wire mounting pins 16, respectively.
As shown in (a), these mounting pins 16 are inserted into mounting holes 13a in the solder lands 13 of the support substrate 12 and inserted. In this case, since both ends of the magnetic wire 10 can be sandwiched between the head 16a of each mounting pin 16 and the solder land 13 on the support substrate 12, the magnetic wire 10 can be temporarily fixed at a predetermined position.
【0021】次いで、図3(b)に示すように、半田ラ
ンド13上で半田15により、各取付ピン16を対応す
る半田ランド13と半田付けする。このとき、半田濡れ
性が良好なため取付ピン16は半田ランド13に対して
強固に半田付けされ、それゆえ、取付ピン16と半田ラ
ンド13とに挟持されている磁性線10の端部も半田1
5内に確実に密着保持できる。Next, as shown in FIG. 3B, each mounting pin 16 is soldered to the corresponding solder land 13 by the solder 15 on the solder land 13. At this time, since the solder wettability is good, the mounting pin 16 is firmly soldered to the solder land 13. Therefore, the end of the magnetic wire 10 sandwiched between the mounting pin 16 and the solder land 13 is also soldered. 1
5 can be securely held in close contact.
【0022】この後、前記切欠き12aを利用して、コ
イル11を支持基板12に所定ターン数(例えば100
ターン)巻き付ける。つまり、切欠き12aの長さ方向
一端から他端までコイル11を巻き付けていき、磁性線
10の周囲にコイル11を巻装させた状態となす。ただ
し、各半田ランド13上で半田付けされている一対の磁
性線取付ピン16は、切欠き12aの長さ方向両端より
も内側に位置しているので、図3(c)に示すように、
コイル11の巻回部分の両端部は各取付ピン16よりも
外側に位置することになる。Thereafter, using the notch 12a, the coil 11 is attached to the supporting substrate 12 by a predetermined number of turns (for example, 100 turns).
Turn) wrap. In other words, the coil 11 is wound from one end to the other end in the longitudinal direction of the notch 12a, and the coil 11 is wound around the magnetic wire 10. However, since the pair of magnetic wire mounting pins 16 soldered on each solder land 13 are located inside both ends in the longitudinal direction of the notch 12a, as shown in FIG.
Both ends of the winding portion of the coil 11 are located outside the respective mounting pins 16.
【0023】しかる後、コイル11の両端部をそれぞれ
一対のコイル取付ピン17の透孔17bに挿通し、これ
らの取付ピン17を半田ランド14内の取付孔14aに
差し込んで支持基板12に挿着することにより、各取付
ピン17の頭部17aと対応する半田ランド14とでコ
イル11の両端部を挟持する。そして、こうして仮固定
したコイル11の両端部を、対応する半田ランド14上
で半田付けすることにより、図4に示すような単体のM
I素子が完成する。Thereafter, both ends of the coil 11 are inserted into the through holes 17b of the pair of coil mounting pins 17, respectively, and these mounting pins 17 are inserted into the mounting holes 14a in the solder lands 14 to be mounted on the support substrate 12. By doing so, both ends of the coil 11 are held between the head 17a of each mounting pin 17 and the corresponding solder land 14. Then, both ends of the coil 11 temporarily fixed in this way are soldered on the corresponding solder lands 14, thereby forming a single M as shown in FIG.
The I element is completed.
【0024】なお、図示はしていないが、かかるMI素
子の磁性線10およびコイル11には、断線を防止する
ため、絶縁性で非磁性体からなるエポキシ等の樹脂を塗
布して硬化させてある。Although not shown, the magnetic wire 10 and the coil 11 of the MI element are coated with a resin such as epoxy made of an insulating and non-magnetic material and cured to prevent disconnection. is there.
【0025】このようにして構成されるMI素子は、磁
性線10を支持する支持基板12にコイル11を巻き付
けて巻装状態となしているので、ビニール等のチューブ
にコイルを巻き付ける場合に比べて、コイル11の巻回
作業が容易になって組立性が向上し、取扱い性も良好と
なっている。しかも、この支持基板12には、コイル1
1を位置規制して巻装範囲を規定するための切欠き12
aが設けてあるので、コイル11を巻回する際の組立性
や信頼性が一層向上している。In the MI element thus constructed, the coil 11 is wound around the support substrate 12 supporting the magnetic wire 10, so that the coil is wound around a tube of vinyl or the like. In addition, the winding operation of the coil 11 is facilitated, the assembling property is improved, and the handling property is also improved. In addition, the support substrate 12 includes the coil 1
Notch 12 for regulating the position of 1 and defining the winding range
Since a is provided, the assemblability and reliability when winding the coil 11 are further improved.
【0026】また、上述したMI素子は、組立時に磁性
線10の端部を支持基板12に仮固定できる磁性線取付
ピン16が、半田ランド13と確実に半田付けできるこ
とから、磁性線10の取付強度や導通信頼性が大幅に向
上している。しかも、支持基板12には、巻装範囲の外
側でコイル11を仮固定して半田ランド14に半田付け
されるコイル取付ピン17が取り付けてあるので、結
局、磁性線取付ピン16とコイル取付ピン17とが端子
として機能することになり、取扱い性に優れたMI素子
となっている。In the above-described MI element, the magnetic wire mounting pins 16 that can temporarily fix the ends of the magnetic wires 10 to the support substrate 12 during assembly can be securely soldered to the solder lands 13. Strength and conduction reliability are greatly improved. Moreover, since the coil mounting pins 17 for temporarily fixing the coil 11 and soldering to the solder lands 14 are mounted on the support substrate 12 outside the winding range, the magnetic wire mounting pins 16 and the coil mounting pins 16 are eventually mounted. 17 function as terminals, and the MI element has excellent handleability.
【0027】また、上述したMI素子においては、一対
の磁性線取付ピン16,16間に張設されている磁性線
10のセンシング部分(外部磁界の検出に寄与する部
分)よりも外側に、コイル11の巻回部分の両端部が位
置するように設計されているので、このコイル11のう
ち磁性線10の周囲に巻装されている部分が通電時に生
起するバイアス磁界は、磁性線10の長さ方向にわたっ
てほぼ均一となる。すなわち、コイル11が生起する磁
界は、その巻回部分の両端部を除いてほぼ均一であると
いう特性があるので、不均一なバイアス磁界が磁性線1
0に印加されることで起こる検出精度の低下を防止する
ため、本実施例ではコイル11の巻回部分の両端部に生
起する磁界が磁性線10のセンシング部分に悪影響を及
ぼさないように配慮してある。そして、このようにバイ
アス磁界が磁性線10の長さ方向にわたって均一化され
ていると、磁性線10のセンシング部分の電圧と外部磁
界との相関関係を示すグラフが、その形状をほとんど変
えることなくバイアス磁界分だけシフトされることにな
るので、グラフの直線性が確保できる所望の座標点に動
作点を設定することができる。In the above-described MI element, the coil is disposed outside the sensing portion (the portion contributing to the detection of the external magnetic field) of the magnetic wire 10 stretched between the pair of magnetic wire mounting pins 16. 11 is designed so that both ends of the winding portion of the coil 11 are positioned, the bias magnetic field generated when a portion of the coil 11 wound around the magnetic wire 10 is energized is longer than the length of the magnetic wire 10. It is almost uniform over the entire width direction. That is, since the magnetic field generated by the coil 11 has a characteristic that it is substantially uniform except for both ends of the winding portion, an uneven bias magnetic field is generated by the magnetic wire 1.
In order to prevent a decrease in detection accuracy caused by being applied to zero, in the present embodiment, care is taken so that magnetic fields generated at both ends of the winding portion of the coil 11 do not adversely affect the sensing portion of the magnetic wire 10. It is. When the bias magnetic field is uniformed in the length direction of the magnetic wire 10 as described above, the graph showing the correlation between the voltage of the sensing portion of the magnetic wire 10 and the external magnetic field hardly changes its shape. Since the shift is performed by the amount corresponding to the bias magnetic field, the operating point can be set at a desired coordinate point at which the linearity of the graph can be ensured.
【0028】上述したMI素子は、例えば図4,5に示
すように、子基板(サブ基板)として回路基板18上に
実装して使用することができる。すなわち、MI素子の
各取付ピン16,17の先端部16c,17cを、図示
せぬ電子部品が実装されている回路基板18の端子挿通
孔18a,18bに挿通して、この回路基板18の裏面
側から半田付けすることにより、各取付ピン16,17
を端子とするMI素子が回路基板18上に実装されるこ
ととなる。このように、磁性線取付ピン16やコイル取
付ピン17を端子として利用できるMI素子は、回路基
板18への実装時にワイヤボンディングが不要となるの
で、組み付けが容易で磁気センサの生産性向上に役立
つ。なお、かかるMI素子は、コイル11に直流電流を
通電してバイアス磁界を生起させた状態で、磁性線10
に高周波電流を印加することにより、外部磁界の検出が
行えるというものであるが、磁性線10に印加する高周
波電流は正弦波に限らず、矩形パルスなどであってもよ
い。The above-described MI element can be mounted on a circuit board 18 as a sub-board (sub-board) as shown in FIGS. That is, the front ends 16c and 17c of the mounting pins 16 and 17 of the MI element are inserted into the terminal insertion holes 18a and 18b of the circuit board 18 on which electronic components (not shown) are mounted. By soldering from the side, each mounting pin 16, 17
Is mounted on the circuit board 18. As described above, since the MI element that can use the magnetic wire mounting pin 16 or the coil mounting pin 17 as a terminal does not require wire bonding when mounted on the circuit board 18, it is easy to assemble and contributes to improving the productivity of the magnetic sensor. . In addition, in the MI element, a direct current is applied to the coil 11 to generate a bias magnetic field.
The external magnetic field can be detected by applying a high-frequency current to the magnetic wire 10, but the high-frequency current applied to the magnetic wire 10 is not limited to a sine wave, and may be a rectangular pulse or the like.
【0029】また、上述したMI素子は、図6に示すよ
うに、絶縁性で非磁性体の樹脂(例えばガラス入りエポ
キシ樹脂)からなる成形体19の内部に成形加工により
封入し、この成形体19の外部に、磁性線10から導出
された端子(取付ピン16)とコイル11から導出され
た端子(取付ピン17)とを突出させることにより、パ
ッケージ化することもできる。ここで、成形体19の外
部に突出する端子として取付ピン16,17の先端部1
6c,17cを利用しているので、ワイヤーボンディン
グは不要となり、生産性に優れたものとなっている。な
お、このようなパッケージ化は、エポキシ等の樹脂を粉
体塗装後に加熱硬化させるなどしても可能であり、ま
た、ICパッケージのような形状にすることも可能であ
る。Further, as shown in FIG. 6, the above-mentioned MI element is encapsulated in a molding 19 made of an insulating non-magnetic resin (eg, epoxy resin containing glass) by molding. A terminal can be packaged by protruding a terminal (mounting pin 16) derived from the magnetic wire 10 and a terminal (mounting pin 17) derived from the coil 11 outside the wire 19. Here, the tip 1 of the mounting pins 16 and 17 serves as a terminal protruding outside the molded body 19.
Since 6c and 17c are used, wire bonding is not required, and the productivity is excellent. Note that such packaging can be performed by heating and curing a resin such as an epoxy resin after powder coating, or can be formed into a shape like an IC package.
【0030】図7ないし図11は本発明の第2実施例を
説明するためのもので、図7は同実施例に係るMI素子
(磁気センサ)の組立途中の斜視図、図8は同実施例で
用いた取付ピンの正面図、図9は同実施例に係るMI素
子の完成品を示す側面図、図10は図9に示すMI素子
を回路基板に実装する際の様子を示す説明図、図11は
図10においてMI素子の回路基板への実装が完了した
状態を示す斜視図である。なお、これらの図において、
第1実施例と対応する部分には同一符号が付してある。7 to 11 are views for explaining a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view of the MI element (magnetic sensor) according to the second embodiment in the course of assembly, and FIG. FIG. 9 is a front view of a mounting pin used in the example, FIG. 9 is a side view showing a completed MI element according to the embodiment, and FIG. 10 is an explanatory view showing a state when the MI element shown in FIG. 9 is mounted on a circuit board. FIG. 11 is a perspective view showing a state where the mounting of the MI element on the circuit board in FIG. 10 is completed. In these figures,
Parts corresponding to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
【0031】この第2実施例では、図8に示すようなU
字形状の磁性線取付ピン20を計4個使用しており、各
半田ランド13上に載せた磁性線10の両端部をそれぞ
れ、図7に示すように内側と外側の2箇所で取付ピン2
0により仮固定している。すなわち、支持基板12上の
各半田ランド13内には、それぞれ、2個の取付ピン2
0の脚部を差し込むための図示せぬ取付孔が形成されて
いて、これらの取付孔にそれぞれ取付ピン20を挿着す
ることにより、各取付ピン20の頭部20aと半田ラン
ド13とで磁性線10の端部が確実に挟持できるように
なっている。そして、こうして磁性線10の端部を挟持
している取付ピン20と半田ランド13とを半田付けし
ているので、磁性線10の端部は半田15内に確実に密
着保持される。In the second embodiment, U as shown in FIG.
A total of four U-shaped magnetic wire mounting pins 20 are used, and both ends of the magnetic wire 10 placed on each solder land 13 are attached to the inner and outer mounting pins 2 as shown in FIG.
0 is temporarily fixed. That is, each of the solder lands 13 on the support substrate 12 has two mounting pins 2.
Mounting holes (not shown) for inserting the legs of the mounting pins 20 are formed, and the mounting pins 20 are inserted into these mounting holes, respectively. The end of the wire 10 can be securely clamped. Since the mounting pins 20 holding the ends of the magnetic wires 10 and the solder lands 13 are soldered in this manner, the ends of the magnetic wires 10 are securely held in the solder 15.
【0032】なお、計4個の磁性線取付ピン20のう
ち、磁性線10のセンシング部分の両端に位置する内側
2個の取付ピン20の脚部は、コイル11の巻装範囲を
該センシング部分よりも長く設定するため、支持基板1
2に対するコイル11の巻回作業を行う前に切断してお
く。また、図示はしていないが、この第2実施例も第1
実施例と同様に、磁性線10およびコイル11に断線を
防止するための樹脂を塗布して硬化させてある。The legs of the two inner mounting pins 20 located at both ends of the sensing portion of the magnetic wire 10 out of the total of four magnetic wire mounting pins 20 cover the winding area of the coil 11. The support substrate 1
2 is cut before the coil 11 is wound around the coil 2. Although not shown, the second embodiment is also the first embodiment.
As in the embodiment, a resin for preventing disconnection is applied to the magnetic wire 10 and the coil 11 and cured.
【0033】また、この第2実施例では、コイル11を
支持基板12に半田付けするのではなく、図11に示す
ように、母基板である回路基板18にコイル11を半田
付けする場合について例示してある。なお、この回路基
板18には図10に示すように、支持基板12を実装し
たときにコイル11の巻回部分等を逃がすための開口2
1が設けられている。In the second embodiment, the coil 11 is not soldered to the supporting substrate 12, but is soldered to the circuit board 18 as a mother board as shown in FIG. I have. As shown in FIG. 10, the circuit board 18 has an opening 2 for releasing a wound portion of the coil 11 when the support board 12 is mounted.
1 is provided.
【0034】図12ないし図14は本発明の第3実施例
を説明するためのもので、図12は同実施例に係るMI
素子(磁気センサ)の組立途中の斜視図、図13は同実
施例で用いた取付ピンの正面図、図14は同実施例に係
るMI素子の完成品を示す斜視図であり、第1および第
2実施例と対応する部分には同一符号が付してある。FIGS. 12 to 14 illustrate a third embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 13 is a front view of a mounting pin used in the embodiment, and FIG. 14 is a perspective view showing a completed MI element according to the embodiment. Parts corresponding to those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals.
【0035】この第3実施例では、磁性線取付ピン22
の頭部22aがクリップ状になっていて、バネ性を有す
るこの頭部22aが支持基板12に側方から取り付けら
れるようになっている。したがって、支持基板12には
取付ピン22を差し込むための取付孔は形成されておら
ず、図12に示すように、磁性線10の端部は取付ピン
22の頭部22aのバネ性によって該頭部22aと半田
ランド13とに挟持される。また、この第3実施例で
は、コイル11の巻装範囲を規定するための切欠き12
aを、支持基板12の両側縁ではなく片側のみに設ける
場合について例示してある。In the third embodiment, the magnetic wire mounting pins 22
Is formed in a clip shape, and the head 22a having a spring property is attached to the support substrate 12 from the side. Therefore, the mounting hole for inserting the mounting pin 22 is not formed in the support substrate 12, and the end of the magnetic wire 10 is formed by the spring property of the head 22 a of the mounting pin 22 as shown in FIG. It is sandwiched between the portion 22a and the solder land 13. In the third embodiment, the notch 12 for defining the winding range of the coil 11 is provided.
The case where a is provided on only one side of the support substrate 12 instead of both sides is illustrated.
【0036】なお、この第3実施例も第2実施例と同様
に、磁性線10およびコイル11に断線防止用の樹脂
(図示せず)が塗着させてあるとともに、支持基板12
ではなく回路基板(図示せず)に半田付けするためコイ
ル11の両端部はフリーになっている。In the third embodiment, as in the second embodiment, the magnetic wire 10 and the coil 11 are coated with a resin (not shown) for preventing disconnection.
Instead, both ends of the coil 11 are free to be soldered to a circuit board (not shown).
【0037】図15は本発明の第4実施例に係るMI素
子(磁気センサ)の組立途中(半田付け前)の斜視図で
あり、第1〜第3実施例と対応する部分には同一符号が
付してある。FIG. 15 is a perspective view of an MI element (magnetic sensor) according to a fourth embodiment of the present invention during assembly (before soldering). Parts corresponding to those of the first to third embodiments have the same reference numerals. Is attached.
【0038】この第4実施例では、磁性線10の両端部
を仮固定するための取付ピンを使用しておらず、支持基
板12上の半田ランド13内に設けた一方の孔に磁性線
10の端部を挿入し、かつ他方の孔にリード線23を挿
入した状態で、半田付けを行うことにより、磁性線10
とリード線23とを導通させる構成になっている。その
際、磁性線10の端部を図示せぬ接着剤で支持基板12
に仮固定しておけば、半田濡れ性の悪い磁性線10の取
付強度や導通信頼性を確保することができる。なお、こ
の第4実施例における半田ランド13は支持基板12の
裏面にあってもよい。In the fourth embodiment, mounting pins for temporarily fixing both ends of the magnetic wire 10 are not used, and the magnetic wire 10 is inserted into one hole provided in the solder land 13 on the support substrate 12. Is inserted and the other end of the lead wire 23 is inserted into the other hole.
And the lead wire 23 are electrically connected. At this time, the end of the magnetic wire 10 is attached to the support substrate 12 with an adhesive (not shown).
In this case, it is possible to secure the mounting strength and conduction reliability of the magnetic wire 10 having poor solder wettability. The solder lands 13 in the fourth embodiment may be provided on the back surface of the support substrate 12.
【0039】図16ないし図18は本発明の第5実施例
を説明するためのもので、図16は同実施例に係るMI
素子(磁気センサ)の組立途中の斜視図、図17は同実
施例で用いたカバー部材の底面図、図18は同実施例に
係るMI素子の完成品を示す斜視図であり、第1〜第4
実施例と対応する部分には同一符号が付してある。FIGS. 16 to 18 illustrate a fifth embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 17 is a bottom view of a cover member used in the embodiment, and FIG. 18 is a perspective view showing a completed MI element according to the embodiment. 4th
Parts corresponding to those of the embodiment are denoted by the same reference numerals.
【0040】この第5実施例は、支持基板12上に磁性
線10を覆うようにカバー部材24を設け、このカバー
部材24と支持基板12とに巻き付けたコイル11の軸
心が磁性線10と略合致するように設定してある点が、
第1〜第4実施例と大きく異なっている。前記カバー部
材24は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)等の
非磁性体で絶縁性の樹脂を成形してなるもので、支持基
板12と略同等の板厚に設定してある。また、このカバ
ー部材24の底面には、磁性線10や磁性線取付ピン1
6を図示せぬ半田ランドに半田付けした半田15との当
接を防ぐための溝24aが形成されている。なお、これ
までの実施例ではコイル11の巻装範囲を規定するため
の切欠きが支持基板12に設けてあったが、本実施例で
はカバー部材24の両側縁にコイル位置決め用の切欠き
24bが設けてある。In the fifth embodiment, a cover member 24 is provided on the support substrate 12 so as to cover the magnetic wire 10, and the axis of the coil 11 wound around the cover member 24 and the support substrate 12 is aligned with the magnetic wire 10. The point that is set to approximately match,
This is significantly different from the first to fourth embodiments. The cover member 24 is made of a non-magnetic material such as PPS (polyphenylene sulfide) and is formed of an insulating resin, and has a thickness substantially equal to that of the support substrate 12. Also, the magnetic wire 10 and the magnetic wire mounting pin 1
A groove 24a is formed for preventing contact of the solder 6 with a solder 15 soldered to a solder land (not shown). In the embodiments described above, the notches for defining the winding range of the coil 11 are provided in the support substrate 12, but in the present embodiment, the notches 24b for coil positioning are provided on both side edges of the cover member 24. Is provided.
【0041】このようなカバー部材24を組み込んだM
I素子は、巻装状態のコイル11の軸心と磁性線10と
が略合致させてあるので、コイル11により生起される
バイアス磁界の向きが磁性線10の長さ方向とほぼ一致
するようになる。その結果、磁性線10の長さ方向にわ
たってほとんど均一な大きさのバイアス磁界が、この磁
性線10に印加されることになって、検出精度を大幅に
高めることができる。The M incorporating such a cover member 24
In the I element, since the axis of the coil 11 in the wound state and the magnetic wire 10 substantially match, the direction of the bias magnetic field generated by the coil 11 substantially matches the length direction of the magnetic wire 10. Become. As a result, a bias magnetic field of almost uniform magnitude is applied to the magnetic wire 10 over the length direction of the magnetic wire 10, so that the detection accuracy can be greatly improved.
【0042】なお、この第5実施例では、コイル11に
断線防止用の樹脂(図示せず)が塗着させてある。ま
た、カバー部材24と同様の部材を、第1〜第4実施例
で示したMI素子に組み込むことも可能である。In the fifth embodiment, the coil 11 is coated with a resin (not shown) for preventing disconnection. Also, a member similar to the cover member 24 can be incorporated in the MI element shown in the first to fourth embodiments.
【0043】最後に、本発明によるMI素子を組み込ん
だ磁気センサの駆動回路の一例を図19の回路図に基づ
いて説明する。Finally, an example of a drive circuit of a magnetic sensor incorporating the MI element according to the present invention will be described with reference to the circuit diagram of FIG.
【0044】同図において、符号W1,W2はアモルフ
ァスワイヤからなる磁性線であり、これらの磁性線W
1,W2にバイアス磁界を印加するコイル、および該コ
イルに直流電流を供給する電源については、図示省略し
てある。なお、磁気センサを2個使用するのは、後述す
るように地磁気等の影響をキャンセルするためである。
符号U1〜U6は、例えば東芝製の型番TC74HCU
04等の1つのC−MOSのICパッケージに収納され
ているインバータ回路(以下、単にインバータと称す
る)である。インバータU1の入力端子は、インバータ
U1の保護用のダイオードD1を介して例えば5Vの直
流電源Vccに接続されているとともに、やはり保護用
のダイオードD2を介してグランドレベルに接地されて
いる。インバータU1の出力端子は、インバータU2の
入力端子に接続されているとともに、抵抗R1を介して
インバータU1の入力端子に接続されている。インバー
タU2の出力端子は、コンデンサC1を介してインバー
タU1の入力端子に接続されているとともに、コンデン
サC2の一端に接続されている。インバータU1,U2
と抵抗R1とコンデンサC1とで発振回路が構成されて
いて、抵抗R1およびコンデンサC1が時定数設定用の
抵抗およびコンデンサであり、抵抗R1の抵抗値とコン
デンサC1の容量により発振回路の発振周波数が決めら
れる。コンデンサC2の他端は、抵抗R3を介して電源
Vccに接続されているとともに、抵抗R2を介して接
地されており、さらにインバータU3,U4,U5,U
6の各入力端子に接続されている。また、抵抗R3には
保護用のダイオードD3が並列接続されており、このダ
イオードD3により、インバータU3〜U6に定格を超
える電圧が印加されないようにしてある。なお、コンデ
ンサC2と抵抗R3とで微分回路が構成されていて、抵
抗R2,R3により、インバータU3〜U6に印加され
る電圧レベルを設定している。インバータU3〜U6の
各入力端子は互いに接続されており、また、インバータ
U3,U4の出力端子どうしが接続されて該接続端が電
流制限用の抵抗R4と磁性線W1を介して接地されてい
るとともに、インバータU5,U6の出力端子どうしが
接続されて該接続端が電流制限用の抵抗R5と磁性線W
2を介して接地されている。また、抵抗R4と磁性線W
1との接続点aや、抵抗R5と磁性線W2との接続点b
から、磁性線W1,W2の出力電圧を取り出すことがで
きる。なお、これらの接続点a,bは、図示はしていな
いが差動増幅器の2つの入力端子(反転入力端子と非反
転入力端子)に接続されていて、この差動増幅器の出力
端子から検出磁界に応じた信号を電圧として取り出すこ
とができる。In the figure, reference numerals W1 and W2 denote magnetic wires made of an amorphous wire.
1, a coil for applying a bias magnetic field to W2 and a power supply for supplying a DC current to the coil are not shown. The reason why two magnetic sensors are used is to cancel the influence of geomagnetism and the like as described later.
Symbols U1 to U6 are, for example, model number TC74HCU manufactured by Toshiba.
An inverter circuit (hereinafter, simply referred to as an inverter) housed in one C-MOS IC package such as an IC package 04. An input terminal of the inverter U1 is connected to a DC power supply Vcc of, for example, 5 V via a protection diode D1 of the inverter U1, and is also grounded to a ground level via a protection diode D2. The output terminal of the inverter U1 is connected to the input terminal of the inverter U2 and is connected to the input terminal of the inverter U1 via the resistor R1. The output terminal of the inverter U2 is connected to the input terminal of the inverter U1 via the capacitor C1 and to one end of the capacitor C2. Inverters U1, U2
The resistor R1 and the capacitor C1 constitute an oscillation circuit. The resistor R1 and the capacitor C1 are a resistor and a capacitor for setting a time constant. I can decide. The other end of the capacitor C2 is connected to a power supply Vcc via a resistor R3, is grounded via a resistor R2, and is connected to inverters U3, U4, U5, U5.
6 are connected to each input terminal. Further, a protection diode D3 is connected in parallel to the resistor R3, so that a voltage exceeding the rating is not applied to the inverters U3 to U6. Note that a differentiating circuit is formed by the capacitor C2 and the resistor R3, and the resistors R2 and R3 set the voltage level applied to the inverters U3 to U6. The input terminals of the inverters U3 to U6 are connected to each other, and the output terminals of the inverters U3 and U4 are connected to each other, and the connection terminal is grounded via a current limiting resistor R4 and a magnetic wire W1. At the same time, the output terminals of the inverters U5 and U6 are connected to each other, and the connection terminal is connected to the current limiting resistor R5 and the magnetic wire W.
2 is grounded. The resistance R4 and the magnetic wire W
1 and a connection point b between the resistor R5 and the magnetic wire W2.
Thus, the output voltages of the magnetic wires W1 and W2 can be obtained. Although not shown, these connection points a and b are connected to two input terminals (inverting input terminal and non-inverting input terminal) of the differential amplifier, and are detected from the output terminal of the differential amplifier. A signal corresponding to the magnetic field can be extracted as a voltage.
【0045】ここで、磁気センサを2個使用する理由に
ついて説明する。本発明によるMI素子を組み込んだ磁
気センサは地磁気を検出できるほど高感度なものなの
で、磁気センサを1つだけ用いて磁界検出を行うと、被
検出対象から発せられる磁界に地磁気等の外乱磁界が加
わった磁界を検出してしまう。そこで、磁性線W1,W
2の向きが一致するように2つの磁気センサを離間させ
て、測定にあたっては、一方の磁気センサ(例えば磁性
線W1を備えた磁気センサ)を被検出対象に近付けて配
置し、他方の磁気センサ(例えば磁性線W2を備えた磁
気センサ)を被検出対象から離して配置する。そして、
両磁気センサから得られる出力の差を取れば、地磁気等
の外乱磁界をキャンセルした磁界(つまり被検出対象か
ら発せられる磁界)に対応する信号を得ることができ
る。Here, the reason for using two magnetic sensors will be described. Since the magnetic sensor incorporating the MI element according to the present invention is so sensitive that it can detect terrestrial magnetism, if a magnetic field is detected using only one magnetic sensor, a disturbance magnetic field such as terrestrial magnetism is generated in the magnetic field generated from the detection target. The applied magnetic field is detected. Therefore, the magnetic wires W1, W
In the measurement, one magnetic sensor (for example, a magnetic sensor provided with a magnetic wire W1) is arranged close to a detection target, and the other magnetic sensor is used for measurement. (For example, a magnetic sensor provided with the magnetic wire W2) is placed away from the detection target. And
By taking the difference between the outputs obtained from the two magnetic sensors, it is possible to obtain a signal corresponding to a magnetic field in which a disturbance magnetic field such as terrestrial magnetism has been canceled (that is, a magnetic field generated from the detection target).
【0046】次に、上述した駆動回路の動作について説
明する。インバータU1,U2と抵抗R1とコンデンサ
C1とで構成される発振回路からは、抵抗R1およびコ
ンデンサC1により定められる周波数(例えば400k
Hz)の矩形波状(デューティ比はほぼ50%)の信号
が出力される。この矩形波信号はコンデンサC2と抵抗
R3とで構成される微分回路により、微分波形(立ち上
がりと立ち下がりの鋭い波形)となり、この微分波形が
抵抗R2,R3で電圧レベルが調整されて、各インバー
タU3〜U6に印加される。そして、インバータU3,
U4により微分波形が反転されて、鋭利なパルス状の電
流が抵抗R4を介して磁性線W1に印加される。同様
に、インバータU5,U6により、鋭利なパルス状の電
流が抵抗R5を介して磁性線W2に印加される。その結
果、接続点a,bに接続された図示せぬ差動増幅器の出
力端子から、検出磁界に応じた信号を得ることができ
る。Next, the operation of the above-described drive circuit will be described. An oscillation circuit including the inverters U1 and U2, the resistor R1, and the capacitor C1 outputs a frequency determined by the resistor R1 and the capacitor C1 (eg, 400 k
Hz) (a duty ratio of about 50%) is output. This square wave signal is converted into a differential waveform (sharp rising and falling waveforms) by a differentiating circuit composed of a capacitor C2 and a resistor R3, and the voltage level of the differentiated waveform is adjusted by the resistors R2 and R3. Applied to U3 to U6. And the inverter U3
The differential waveform is inverted by U4, and a sharp pulse-shaped current is applied to the magnetic wire W1 via the resistor R4. Similarly, a sharp pulse-shaped current is applied to the magnetic wire W2 via the resistor R5 by the inverters U5 and U6. As a result, a signal corresponding to the detected magnetic field can be obtained from the output terminal of the differential amplifier (not shown) connected to the connection points a and b.
【0047】なお、この駆動回路では、磁性線に正弦波
ではなくパルス状の電流を印加しているが、これは、外
部磁界による磁性線のインピーダンス変化が表皮効果に
起因していることと関係している。すなわち、表皮効果
は電流の周波数が高いほど大きくなるので、磁気インピ
ーダンス効果を得るためには磁性線に高周波電流を供給
することが要求される。しかるに、正弦波で高周波電流
を得ようとすると回路構成が複雑になってしまうので、
発振周波数より高い周波数成分を含むパルス状の電流を
磁性線に印加することにより、実質的に高周波電流が磁
性線に流れるようにしている。In this drive circuit, a pulse-like current is applied to the magnetic wire instead of a sine wave. This is because the impedance change of the magnetic wire due to the external magnetic field is caused by the skin effect. doing. That is, since the skin effect increases as the frequency of the current increases, it is necessary to supply a high-frequency current to the magnetic wire in order to obtain the magnetic impedance effect. However, trying to obtain a high-frequency current with a sine wave complicates the circuit configuration.
By applying a pulse-like current including a frequency component higher than the oscillation frequency to the magnetic wire, a high-frequency current is caused to substantially flow through the magnetic wire.
【0048】また、磁性線に流れる電流が大きいほど該
磁性線から大きな出力を得ることができるが、インバー
タU3〜U6はICの特性により、流すことのできる電
流が決められている(例えば1つのインバータにつき2
5mA)ので、2つのインバータU3,U4を並列接続
することにより、磁性線W1に1つのインバータの2倍
の電流が供給できるようにしてある。さらに、抵抗R4
により、2つのインバータU3,U4に過度の電流が流
れて破壊されることのないようにしてある。なお、イン
バータU5,U6についても同様である。The larger the current flowing through the magnetic wire, the larger the output can be obtained from the magnetic wire. However, the current that can flow through the inverters U3 to U6 is determined by the characteristics of the IC (for example, one current). 2 per inverter
5 mA), two inverters U3 and U4 are connected in parallel, so that a current twice as large as that of one inverter can be supplied to the magnetic wire W1. Further, the resistor R4
Thereby, the two inverters U3 and U4 are prevented from being destroyed due to excessive current flowing. The same applies to inverters U5 and U6.
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明による磁気センサは以上説明した
ような形態で実施され、以下に記載されるような効果を
奏する。The magnetic sensor according to the present invention is embodied in the form described above, and has the following effects.
【0050】磁性線を支持する支持基板にコイルを巻き
付けて巻装状態となしているので、ビニール等のチュー
ブにコイルを巻き付ける場合に比べて、磁気センサの組
立性や取扱い性が向上する。また、磁性線が支持基板に
仮固定できる例えばピン形状の磁性線取付部材を用いれ
ば、この取付部材を支持基板の半田ランド等の導電部に
確実に半田付けしておくことにより、磁性線の取付強度
や導通信頼性を大幅に向上させることができる。Since the coil is wound around the support substrate that supports the magnetic wire, the magnetic sensor is more easily assembled and handled as compared with a case where the coil is wound around a tube of vinyl or the like. Also, if a pin-shaped magnetic wire attachment member, for example, which can temporarily fix the magnetic wire to the support substrate, is used, by securely soldering this attachment member to a conductive portion such as a solder land of the support substrate, The mounting strength and conduction reliability can be greatly improved.
【図1】第1実施例で用いた支持基板の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a support substrate used in a first embodiment.
【図2】第1実施例で用いた取付ピンの斜視図および正
面図である。FIG. 2 is a perspective view and a front view of a mounting pin used in the first embodiment.
【図3】第1実施例の組立手順を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing an assembling procedure of the first embodiment.
【図4】第1実施例に係るMI素子を回路基板に実装す
る様子を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which the MI element according to the first embodiment is mounted on a circuit board.
【図5】第1実施例に係るMI素子の回路基板への実装
が完了した状態を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a state where the mounting of the MI element according to the first embodiment on the circuit board is completed.
【図6】第1実施例に係るMI素子を絶縁性樹脂で封じ
込めてパッケージ化した場合を示す一部破断斜視図であ
る。FIG. 6 is a partially broken perspective view showing a case where the MI element according to the first embodiment is sealed and packaged with an insulating resin.
【図7】第2実施例に係るMI素子の組立途中の斜視図
である。FIG. 7 is a perspective view of the MI element according to the second embodiment during assembly.
【図8】第2実施例で用いた取付ピンの正面図である。FIG. 8 is a front view of a mounting pin used in the second embodiment.
【図9】第2実施例に係るMI素子の完成品を示す側面
図である。FIG. 9 is a side view showing a completed MI device according to the second embodiment.
【図10】図9に示すMI素子を回路基板に実装する様
子を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory view showing a state in which the MI element shown in FIG. 9 is mounted on a circuit board.
【図11】第2実施例に係るMI素子の回路基板への実
装が完了した状態を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a state in which the mounting of the MI element according to the second embodiment on a circuit board is completed.
【図12】第3実施例に係るMI素子の組立途中の斜視
図である。FIG. 12 is a perspective view of the MI element according to the third embodiment during assembly.
【図13】第3実施例で用いた取付ピンの正面図であ
る。FIG. 13 is a front view of a mounting pin used in the third embodiment.
【図14】第3実施例に係るMI素子の完成品を示す斜
視図である。FIG. 14 is a perspective view showing a completed MI device according to a third embodiment.
【図15】第4実施例に係るMI素子の組立途中の斜視
図である。FIG. 15 is a perspective view of the MI element according to the fourth embodiment during assembly.
【図16】第5実施例に係るMI素子の組立途中の斜視
図である。FIG. 16 is a perspective view of the MI element according to the fifth embodiment during assembly.
【図17】第5実施例で用いたカバー部材の底面図であ
る。FIG. 17 is a bottom view of the cover member used in the fifth embodiment.
【図18】第5実施例に係るMI素子の完成品を示す斜
視図である。FIG. 18 is a perspective view showing a completed MI device according to a fifth embodiment.
【図19】本発明に係る磁気センサの駆動回路の一例を
示す回路図である。FIG. 19 is a circuit diagram showing an example of a drive circuit of the magnetic sensor according to the present invention.
【図20】磁性線のセンシング部分に生じる電圧と外部
磁界との相関関係を示す特性図である。FIG. 20 is a characteristic diagram showing a correlation between a voltage generated in a sensing portion of a magnetic wire and an external magnetic field.
【図21】バイアス磁界印加用のコイルを磁性線周囲に
巻装した従来のMI素子を示す斜視図である。FIG. 21 is a perspective view showing a conventional MI element in which a bias magnetic field applying coil is wound around a magnetic wire.
10 磁性線 11 コイル 12 支持基板 12a 切欠き 13,14 半田ランド 13a,14a 取付孔 15 半田 16,20,22 磁性線取付ピン 17 コイル取付ピン 16b,17b 透孔 18 回路基板(母基板) 19 封止用の成形体 21 開口 23 リード線 24 カバー部材 24b 切欠き DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Magnetic wire 11 Coil 12 Support board 12a Notch 13,14 Solder land 13a, 14a Mounting hole 15 Solder 16,20,22 Magnetic wire mounting pin 17 Coil mounting pin 16b, 17b Through hole 18 Circuit board (mother board) 19 Sealing Stopping molded body 21 Opening 23 Lead wire 24 Cover member 24b Notch
Claims (9)
よって生じる電圧が外部磁界の変化に伴い変化する磁性
線と、この磁性線を支持する支持基板と、バイアス磁界
を印加するために前記磁性線の周囲に巻装されるコイル
とを備え、このコイルを前記支持基板に巻き付けて前記
巻装状態となしたことを特徴とする磁気センサ。1. A magnetic wire whose voltage generated by applying a time-varying current changes in accordance with a change in an external magnetic field, a support substrate for supporting the magnetic wire, and the magnetic wire for applying a bias magnetic field. A coil wound around a wire, and the coil is wound around the support substrate to form the wound state.
に互いに離間する一対の導電部を設け、これら導電部に
前記磁性線のセンシング部分の両端をそれぞれ電気的に
接続させたことを特徴とする磁気センサ。2. The device according to claim 1, wherein a pair of conductive portions are provided on the supporting substrate and are separated from each other, and both ends of a sensing portion of the magnetic wire are electrically connected to the conductive portions. Magnetic sensor.
前記支持基板との間に挟持した状態でこの支持基板に取
り付けられる磁性線取付部材を備え、この磁性線取付部
材を前記導電部に半田付けしたことを特徴とする磁気セ
ンサ。3. A magnetic wire mounting member according to claim 2, further comprising a magnetic wire attaching member attached to said support substrate in a state where said magnetic wire is sandwiched between said support substrate and said magnetic wire attaching member. A magnetic sensor characterized by being soldered.
付部材が脚部を有するピン形状であって、この脚部を挿
通するための取付孔を前記支持基板に設けたことを特徴
とする磁気センサ。4. The magnetic wire mounting member according to claim 3, wherein the magnetic wire mounting member has a pin shape having a leg, and a mounting hole for inserting the leg is provided in the support substrate. Magnetic sensor.
いて、前記支持基板上に前記磁性線を覆うカバー部材を
設け、このカバー部材と前記支持基板とに前記コイルを
巻き付けて前記巻装状態となしたことを特徴とする磁気
センサ。5. The winding state according to claim 1, wherein a cover member for covering the magnetic wire is provided on the support substrate, and the coil is wound around the cover member and the support substrate. A magnetic sensor characterized by the following.
いて、前記支持基板もしくは前記カバー部材に、前記コ
イルを位置規制して前記巻装範囲を規定する位置決め部
を設けたことを特徴とする磁気センサ。6. The device according to claim 1, wherein a positioning portion for regulating the position of the coil and defining the winding range is provided on the support substrate or the cover member. Magnetic sensor.
部が切欠きであることを特徴とする磁気センサ。7. The magnetic sensor according to claim 6, wherein the positioning portion is a notch.
いて、前記支持基板が、母基板に実装される子基板であ
ることを特徴とする磁気センサ。8. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the support substrate is a child substrate mounted on a mother substrate.
いて、絶縁性樹脂からなる成形体の内部に、少なくとも
前記磁性線と前記支持基板と前記コイルとが封入してあ
るとともに、前記成形体の外部に、前記磁性線に導通す
る端子と前記コイルに導通する端子とが突出させてある
ことを特徴とする磁気センサ。9. The molded body according to claim 1, wherein at least the magnetic wire, the support substrate, and the coil are sealed in a molded body made of an insulating resin. A terminal that conducts to the magnetic wire and a terminal that conducts to the coil protrude outside the magnetic sensor.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18851197A JPH1130657A (en) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | Magnetometric sensor |
EP98304501A EP0892276A3 (en) | 1997-07-14 | 1998-06-08 | Magnetic sensor |
US09/100,731 US6121770A (en) | 1997-07-14 | 1998-06-19 | Magnetic sensor using magnetic impedance of magnetic wire within biasing coil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18851197A JPH1130657A (en) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | Magnetometric sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1130657A true JPH1130657A (en) | 1999-02-02 |
Family
ID=16225010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18851197A Withdrawn JPH1130657A (en) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | Magnetometric sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1130657A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019191016A (en) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | マグネデザイン株式会社 | Super-thin high-sensitivity magnetic sensor |
-
1997
- 1997-07-14 JP JP18851197A patent/JPH1130657A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019191016A (en) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | マグネデザイン株式会社 | Super-thin high-sensitivity magnetic sensor |
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