JPS58148978A - 磁気検出素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 回した磁気検出素子に関し、特に、歪を附与したアモー
ファス磁性体に電気コイルを巻回した磁気検出素子に関
する。

従来より、磁性材料として特殊な性質を有するライ−ガ
ントワイヤが知られている、、これは、磁性体の細い線
に、応カニ重層を形成するような特殊な処理を施して、
その内部（コア）が柔かく外側（シェル）が硬い二重構
造としたものである。

こ１／）ライ　ガントワイヤは（・わゆるライ−ガント
効果を勺するため、その外側に電気コイルが巻回され−
Ｃいる場合、変化する磁界内におかれると電気コイルに
は磁界の変化速度とは関係な（尖頭値レベルが一定でし
かもパルス幅の小さなパルス蜜月（ライ−ガントパルス
）がｉ誘起される。したがってウィーガンドワイヤは磁
気でンサ等に応用することにより有用なものとなる。

従来のウィーガンドワイヤにあ−っては、その電磁ＪＪ
が大きいために印７Ｊｌ］される磁界がかなり大きなも
のでな（・と、あるいは電気−１イルの巻回数が多くな
いと、ライ−ガントパルスを検知できなし・と（・５間
ｍがあるが、ライ−カントワイヤを、壬を附６［たアモ
ーファス磁性体とすることにより、比較的Ｉｎ弱（・磁
界でも、比軟的に小さく・巻回数の電気コイルで、振１
鴫の大きし・パルス電圧を得ることができる（特願昭５
６−１４１８５３号）。

本発明者がアモーファス磁性体コアを用いたこの挿の磁
気検出素子の検出電圧（−気コイルの発生亀；ｌ−）を
測定したところ、第１図（二示す邂Ｙト変動を示す。第
１図においてＰがライ−ガント効果により電気コイルに
発生された電圧パルスであり、Ｖ５はアモーファス磁性
体コアに印加された交番磁界に応じて電磁誘導により電
気コイルに発生された電圧である。また、電気コイルに
ノイズ電磁場が加わると一般電気分野において周知のノ
イズ電月−が誘起されそれがＰおよび■ｓに重畳（、て
現われる。パルスＰ（二層目したこの種の磁気検出素子
においてはＶＳもノイズ電圧である。

本発明はライ−ガント効果を利用する磁気検出素子にお
いて、Ｓ／Ｎを高（すること、すなわち信吋分離が容易
なライニーガントパルスを得ること、を目的とする。

上記目的を達成するために本発明においては、ウイ＝ガ
ント効果磁性体コアに巻回された電気コイル（以下磁気
検出コイルという）の他に、磁気検出コイルの電磁誘導
特性と実質上同一の電磁誘導特性を有するもう１個の電
気コイル（以下補償電気コイルという）を備えて、この
補償電気コイルは磁性体コアのライ−ガント効果ｌ二は
実質−ト応答しない配置とする。

これによれは、たとえば、磁気検出＝１イルと補償電気
コイル？、交番磁界に対する両名の誘導′「ＬＴｌ−が
相段する関係（二直列接続する；両コイルの発生電圧を
差動増幅する；あるいは両コイルの発生電圧を辻較器に
印加する；等の筒中な灰層又は処理により、補償−気コ
イルの、一般電気コ・ｒルにおけると同様な電磁誘４（
二よるノイズ電圧を実質に除去しつる。

本発明の好ましし・実施例においては、ライ−ガント幼
果磁性体コアを、歪を附与したア七−ファス磁性体と１
７、しかも磁気検出コイルの外側に浴う帰磁路を有する
ものとする　こｆｔｔ二よれば、Ｓ４′Ｊ１にアモー　
ノアス磁性体のライ−ガント幼果が顕著であるため、第
２に交番磁界に利するコアの磁気的結合が強し・ため、
更に第３１．−補償′覗気コイルへのライ−ガント幼果
の波及が帰磁路で遮断されるため、Ｓ・′Ｎがきわめで
高いライ−カントパルスが得られる。

以−ト図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２ａ図は本発明の一実施例を示を正面図、第２ｂ図は
その１１−■線断面図である。第２ａ図および第２ｂ図
を参照して説明する。ケーシング１には２つのコイル本
ビン２，３を装着しである。コイルボビン２，３の中央
にはそれらを書道する穴２　ａ　＋　３　ａがあけてあ
り穴３ａにはアモーファス磁性体コア４を通（２である
。アモーファス磁性体コア４はここではアモーファス磁
性体（Ｆｅｏ９ｓ　Ｃｒｏ、ｏ２）ｓ＋（ＳｉＢ）＋９
）のリボンを阪−って構成し、である。アモーフｆス磁
性体コア４の長さはコイルボビン３の長さの倍６［りも
′４２シ長（してあり、コア４の約半分をコイルボビン
３に通し、残りの部分をゲージングｌの穴１ａに通して
、その部分がコイルボビン；３に挿通（−た部分とほぼ
平行になるように折り返して、コア４の両端がそれぞれ
ケーシング１の右端表面（第２ｂ図）まで達するように
して固着しである。すなわち、コイルボビン３の右端（
第２ｂ図）には穴３ａに連通するスリットが形成されて
おり、このスリットにコア４の一湘を通してコア４を捩
り、次いでコイルボビン３の左端でコア４を折り返して
ケーシング１のん端の穴１ａに通し、史にコア４の他端
をケーシング１の右端のスリットに通（ＩＣ，コア４０
両端を接着り１］でスリット内壁に固着している。

この実施例では、第２ｂ図に一点鎖線で示すように、周
囲にＮ極とＳ極を文弘に等ピッチで形成した永久磁石リ
ング５の回転を検出するために、コア４の両端の、リン
グ５周而の回転方向に清う方向の間隔は、Ｎ４！ｉとＳ
極のピッチと同じにしている。そり、故、コア４の一端
にＮ１４（Ｓ極）が対向するときには曲端にＳ極（Ｎ極
）が対向する。

コイルボビン２は先７Ｌ、であり、こオｔに補償電気コ
イル６が昼回されている。コア４が貫通［またコイルボ
ビン３には磁気検出コイル７が巻回されている。補償電
気コイル６と磁気検出コイル７は直Ｗｌｌに接続（、で
ある。補償電気、コイル６と検出コイル７は巻数を等し
くしであるが、外部磁界ｌ二対する電磁誘導でそれぞれ
のコイルに生ずる電圧ｅｌおよびｅ２がケいに逆極性と
なるようにしである。

補償、を気コイル６の一端６ａと検出コイル７の一端７
ａが出力端である。なおコイルボビン２の穴２ａは省略
してもかまわな（・。

第２Ｃ図および２ｄ図は、永久磁石リング５を回転させ
たときの出力端の電圧（ｅｌ＋ｅ２　）および検出コイ
ル７単独の電Ｆ＋−，（ｅ２）を実測した波形図である
。第２ｃ図および第２ｄ図を参照すると検出コイル７の
電圧ｅ２にはライ−ガントパルスと雑音成分が重畳して
いるが、出力端の電圧ｅｌトｅ２には雑音成分が含まれ
ていないのがわかる。これは検出コイル７に誘起した雄
片電圧が補償電気コイル６に誘起した電圧ｅ１によって
うち消されたことを小すものである。

第３ａ図は本発明のも５１つの実施例を示す正面図、第
３ｂ図は七〇ｉ−１線断面図である。第３Ｃ図および第
３ｄ図はこの実施例で用いるプリントコイル板８の１つ
を示す拡大正面図および拡大背面図である。＠３ａ図、
第３ｂ図、第３ｃ図および第３ｄ図を参照して説明する
。９はケーシングひあり、その中に積層したプリントコ
イル板８（８Ｉ〜８ｎ）を装着しである。プリントコイ
ル板８は−［のプリント回路基板と同様に表面に銅箔を
形成（、た基板をエツチングして銅箔の回路パターンを
形成［７た板である。第：３Ｃ図および第３ｄ図を参照
して詳細に説明すると１０が樹脂製の絶縁基板であり、
その表面および裏面に渦巻状の回路パターン］　ｌ　ａ
　、１　ｌ　ｂ　＋　］　Ｉ　ＣおよびＩｌｄを形成し
である１、その渦巻の中上・部分には絶縁基板１　（１
を貫通する穴１０ａおよびＪｏｂをあけてあり、それら
の穴１０ａ、ｌｏｂの部分に形成［またスルホールパタ
ーンを介して回路パターンｌｌａと１１ｂ。

および］ｌｃとＩｌｄを電気的に接続しである。

プリントコイル板８を表（第３０図の状軽）からみた場
合には、回路パターンＩｌａとＩｌｂは時計回りに渦を
巻いており、回路パターンＩＩｃと１１６は反時計回り
に渦を巻いている。回路バタｙ　ｌ　ｌ　ａ　、　ｌ　
ｌ　ｂ　＋　Ｉ　１　ｃおよびｌｉｄのそれぞれの一端
には端子パターン１２ａ、＋２ｂ、１２ｃ　　および１
２ｄ’ｒ形成してあり、端子パターン１２ａと、絶縁基
板１（）を挾んで対向する位置に端子パターン１２ｂを
配置し、端子パターン１２Ｃと、絶縁基板１０を挾んで
ｌｊ向する位置に端子パターン１２ｄを配置しである。

図面には示してないがプリントコイル板８０表面と裏面
には端子パターン１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１２ｄ
の部分を除いて絶縁膜を被せである。このプリントコイ
ル板８を所定枚数積層し、端子パターンの部分に導電性
の接着剤を塗布して、隣り合うプリントコイル板８の端
子ペター７１２ａと１２　ｂ、および１２Ｃと１２ｄを
電気的に接続すると、回路パターンがｌｌａ。

１１ｂ、ｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌａ・・・・・・・・・と
交互に接続された１つの電気コイルが形成され、同様に
回路パターンｌｌｃ、ｌｌｄ、１１ｃ、１１ｄ、ＩＩｃ
・・・・・・・・・が接続されたもう１一つの心気コイ
ルが形成される。第３ｂ図においては、ｎ１ｌｊｄのプ
リントコイル板８１〜８ｎを上記のように積層してそれ
をケーシング９に入れである、プリントコイル板８゜に
おいては端子パターン１２ｂと１２６を電気的に接続し
てあり、またプリントコイル板８．の端子パターン１２
ａおよび１２ｃにはそれぞれリード線１３および１４を
接続しである。つまりリード線１３．１４には回路パタ
　ノＩｌａ、Ｉｌｂで構成された電気コーイルと回路パ
ターン］　Ｉ　Ｃ、１１，６で構成された電気コイルを
（シリ（−接続（７たものが接すにされている。積層し
たプリントコイル板の穴１０ｂｔ二はアモーファス磁件
体を撮−）　Ｃ構成したアモーフｒス磁性体コア・１を
挿通し、前記実施例と同様に、コア４の略半分を折り返
して穴１０　Ｃに挿通して固着し、で、ｂる。なお、穴
１０ｂのスルホール・クターントコア４は電気的に絶縁
しである。

このように構成された磁気検出素ｆにおいては、回路パ
ターンＩｌａ、ｌｌｂで構成される電気コイルと、回、
路パターンｌｌｃ、ｌｉｄで構成される電気コイルのを
方向が仏いに逆でありコイルの巻数。

形状が同じであるため、回路パターンｌ　ｌ　ａ　、　
ｌ　ｌｂで構成される電気コイルは前記実施例の補償電
気コイル６と同様に作用Ｉ７、Ｉψｊ路パターンＩＩＣ
。

ｌｉｄで構成される電気コイルは前記実施例の磁気噴出
コイル７と同様に作用する。すなわち、磁気を検出する
とコア４（二巻回された電気コイル（ＩＩＣ，１ｌｄ）
に雄片成分を含むライ−ガントパルスミＩＦが発生する
が、その雑音成分は空心の電気コイル（ｌｌａ、ｌ１ｂ
）に生ずる電圧によってうら消され、リー　ド腺１３．
１４の端子間にはＳ／Ｎ比の高いライ−ガントパルス１
ｄ号が得られる。

以上の実施汐す（二おいＣはコア４をアモーファス磁性
体を捩って構成し７たが、これによらなくてもライ−ガ
ント効里素子を構成し７うる。たとえば、第４図に示す
ようにアモーファス磁性体１５をトロイダル状に巻いた
ものをアニール処理して、その巻（・た状態で歪がな（
なるようにしたものを直程秋等の形状に引き伸ばしたも
のも、前記の捩ったものと同様にウーｒ−ガント効果を
生ずる。また実７ｍ　例においてはアモーファス磁性体
にリボン状のものを用いたが繊維状のものも同様に用い
うる。

第３ａ図、第３ｂ図、第３ｃ図および第３ｄ図に示す実
施例においては１つのプリントコイル板の両面に２つの
コイルパターンを形成したもので電気コイルを形成した
が、片面のみにコイルパターンを形成し７たプリントコ
イル板を同様に積層するか又は１つのコイルパターンを
形成したプリントコイル板を２つずつ並べて積層しても
同様に電気−Ｉイルを形成し５る。

けトのとおり本発明によれば、Ｓ／Ｎ比の高いイｒｊ号
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は惟行成分をなむ、ライ−ガント効果素子利用の
磁気検出１．４号を小す１・皮形図である。 第２２３　ｐｌ）は本発明の一実施例の＋Ｅ而面、第２
６図は・ｇ　２３図のＩＩ　−ＩＩ線断面図、第２０図
および第２ｄ図はこの実施例の信号を小す波形図でル）
る、。 第３ａ図は本発明のもう１一つの実施例のＩＥ而面、第
３ｂ図は第３ａ図の１１線断面図、第；３Ｃ図はプリン
トコイル板８の拡大正面図、第３ｄ図はプリントコイル
板８の拡大面面図である。 第４図はアモーフーアス磁１／Ｆ体を蓚いた状態を示す
４，１祝図である。 １．９　：ケーンング（コア支持体）　　２　：　コ・
イルボビン３　：コイルボビン（コア支持体）　　４　
：アモーファス磁性体コア５：水久磁石リング　　　６
：４Ｉ償亀気コイル７：磁気検出コイル　　　　８ニブ
リントコイル板１０：絶縁基板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　コア支持体； 該コア支持体に、長さ方向２幅方向および厚み方向の少
   なくとも１つの方向に歪が付加された状ｆ１１で装着さ
   れた磁性体コア； 磁性体コアに巻回された磁気検出コイル；および 前Ｂｅ磁性体コアの磁気ループとは実質上鎖交せず、し
   かも磁気検出コイルと実質上同一の電磁誘導特性を示す
   補償電気コイル； を備える磁気検出素ｆ。 Ｃ）　磁性体コアは、平板状又はワイヤ状を常態とする
   アモーファス磁性体を螺旋状に捩ったものである前記時
   評請求の範囲第ｆＩＩ項記載の磁気検出素子。 （３）イ銭性体コアは、渦巻状又は螺旋状を常Ｉ杏とす
   るアモーファス磁性体を子板状に強制したものである前
   記特許請求の範囲第（１）項記載の磁気検出素子。 （４）　　磁性体コアは、磁気検出コイルを酊通する部
   分と磁気検出コイルの外方の折り返し部分を有する前記
   特許請求の範囲第（１）項記載の磁気検出素子。 （５）磁気検出コイルと補償電気コイルを、交番磁界に
   対して両者の誘起電圧が相殺する直列接続とした前記特
   許請求の範囲第（１１項、第（２）項、第（３）項叉は
   第（，４１項記載の磁気検出素子。