JP2004198379A

JP2004198379A - 磁気センサ素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004198379A
Application number: JP2002370701A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kawakami; 川上　　誠
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】簡単で小型の構成でありながら直交フラックスゲート型の良好な安定した動作特性を実現でき、また、低コスト化も図れる直交フラックスゲート型の磁気センサ素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】直交フラックスゲート型の磁気センサ素子１０において、Ｍｏ製の円柱状の芯体１とパーマロイ製の円筒状のコア体２とが同軸的に配されており、芯体１とコア体２との間には絶縁膜などの他のものは全く介装されておらず、両者は一体的に構成されている。コア体２の外周面には、検出コイル３が巻回され、コア体２の両端部の外周面には、磁気センサ素子１０に励磁電流を印加する引き出し電極４が設けられている。芯体１（Ｍｏ）の導電率はコア体２（パーマロイ）の導電率よりも大きく、印加された励磁電流は芯体１に集中する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁界の強さ及び方向を検出することが可能な直交フラックスゲート型の磁気センサ素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＰＤＡ（Personal digital Assistant）に用いる電子コンパス、車載ナビゲーションシステムに用いるＧＰＳ（Global Positioning System)装置の補完用方位センサ、無人搬送車の自動走行システムに用いる車体の姿勢制御用方位センサ、心臓等の生体磁気の測定用磁気センサ、鋼材等の非破壊検出用の磁気センサ等、磁界の強さと共に磁界の方向の検出が可能な高精度で小型，低価格の磁気センサに対する需要が増大している。
【０００３】
従来のこの種の磁気センサとしては、量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ：Superconducting Quantum Interference Device)，ホール素子，フラックスゲート型素子等が用いられている。これらのうちＳＱＵＩＤは、微弱な磁界の検出には最適であるが、ジョセフソン素子を用いるため液体ヘリウムによる冷却が必要であり、コストと可搬性とに問題があり、あまり使用されていない。一方、ホール素子は、構造が簡単であって低コストであるため、自動車搭載用の磁界センサも含めて多くの分野で使われている。しかしながら、ホール素子は低感度であり、また半導体であるので高温環境では使用できないという問題がある。
【０００４】
これらに対して、フラックスゲート型素子は、平行型，直交型のいずれにあっても単体で磁界の強さ及び方向の検出が可能であり、しかも検出出力の精度、検出可能な温度範囲にも優れている。特に、検出精度の面でより高精度の検出が可能な直交フラックスゲート型の磁気センサ素子が注目されている。このような直交フラックスゲート型の磁気センサ素子には、種々のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。図６は、従来の直交フラックスゲート型の磁気センサ素子の一例の構成図である。
【０００５】
図６において、５１は導電性材料で形成された棒状導体、５２は軟質磁性材料で形成された円筒形のコア、５３は検出コイル、５４は引き出し電極、５５は絶縁膜である。棒状導体５１はコア５２内に通してコア５２と同軸的に配置してあり、棒状導体５１とコア５２との間には絶縁膜５５が介装されている。コア５２の外周面には、検出コイル５３が巻回されている。コア５２から突き出された棒状導体５１の両端部には、棒状導体５１に励磁電流を印加するための引き出し電極５４が設けられている。この例では、棒状導体５１のみに励磁電流が流れるように、棒状導体５１とコア５２との間に絶縁膜５５を設けている。
【０００６】
このような構成の磁気センサ素子は、以下のようにして製造される。線引き加工，軟化焼鈍，磁性焼鈍などの処理を施した円筒形のコア５２の内側に、周面に絶縁膜５５が被せられた棒状導体５１を挿通させて接着剤で一体的に固定する。固定したものを、捲き線をしたボビンに挿入した後、コア５２の両端部を剥離し、露出させた棒状導体５１の両端部に引き出し電極５４を形成する。
【０００７】
次に、この磁気センサ素子の磁界検出動作について説明する。図７は磁気センサ素子の動作説明図、図８は磁気センサ素子にて磁界の検出を行う際の励磁電流，コアの長手方向における磁化の程度及び検出コイルの出力電圧夫々の波形図である。
【０００８】
棒状導体５１，コア５２の軸心線が被測定磁界の方向と平行になるように磁気センサを配置した場合、被測定磁界内の磁束は図７（ａ）に示す如くコア５２側に引き寄せられてコア５２内を通る磁路が形成される。ここで、棒状導体５１に引き出し電極５４を介して図８に示す如き正弦波の励磁電流Ｉ_EXを流すと、コア５２の周面は図７（ｂ）に矢符で示す如くに磁化され、励磁電流Ｉ_EXが図７（ａ）に示す状態から増大し、図７（ｂ）に示す如く最大値に達するとコア５２の磁化が飽和状態となり、被測定磁界の磁束はコア５２から離れて棒状導体５１と平行となる。この間コア５２の長手方向の磁化の程度は図８に示す如くに低下し、また検出コイル５３の出力（電圧）は、長手方向の磁化の変化率が大きい位置で大きくなり、励磁電流Ｉ_EXの変化率が大きい位置と最大値及び最小値のときとで零になる。
【０００９】
励磁電流Ｉ_EXが最大値から減少してゆき、ゼロクロス点に達する過程で図７（ｃ）に示す如く、再び被測定磁界の磁束はコア５２内を通るようになる。励磁電流Ｉ_EXの向きが逆になるとコア２２の周面は図７（ｄ）に矢符で示す如く周方向の逆向きに磁化され、励磁電流Ｉ_EXが減少し最小値に達すると、コア５２の磁化が再び飽和状態となり、被測定磁界の磁束はコア５２の軸心線と平行になる。この間検出コイル５３の出力は励磁電流Ｉ_EXが大きい領域で大きく、励磁電流Ｉ_EXが最小値に達すると零となる変化を繰り返す結果、励磁電流Ｉ_EXの一周期の変化に対応して２周期分変化する。
【００１０】
つまり、軟質磁性材料にて形成された円筒形のコア５２を周期的に周方向に励磁することにより、コア５２の長手方向の磁化をスイッチングすることでコア５２と被測定磁界との関係は図７（ａ）から図７（ｂ）、図７（ｂ）から図７（ｃ）、図７（ｃ）から図７（ｄ）に移るが、この過程で検出コイル５３と鎖交する磁束密度が変化することで図８に示す如く検出コイル５３から被測定磁界の強さ（方向）に対応した出力電圧（出力電圧の位相）が得られることとなる。このようにして、直交フラックスゲート型の磁気センサ素子では、簡単な構成にて外部磁界の向き及び大きさを測定することができる。また、被測定磁界がない場合に、交番の励磁電流を印加しても検出コイル５３に鎖交する磁界（コア５２の長手方向の成分）に変化はないので、温度変化に関係なくゼロクロス点を自身で設定できるという利点もある。
【００１１】
また、上述した構成とは異なり、内部の導体を設けずに、薄膜状の磁性体に絶縁層を介して検出コイルを巻回させた構成をなし、その磁性体に直接交番の励磁電流を印加するようにした直交フラックスゲート型の磁気センサ素子も提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００１−３３０６５５号公報
【非特許文献１】
及川亨・山岡秀彦・篠浦治，「薄膜直交フラックスゲート磁界センサの作製とその評価」，日本応用磁気学会誌，２５，９５５−９５８（２００１）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
内部に導体を設けずに中実の磁性体に直接励磁電流を印加する構成の磁気センサ素子には、以下に述べるような欠点がある。磁性体に直接電流を流した場合、交番電流により発生する磁界によってインダクタンスに影響が生じ、その磁束を少なくする方向に電流が流れようとして、磁性体の表面に電流密度が集中する現象、所謂表皮効果が現れる。この結果、磁性体の中心部側には磁界が殆ど発生しない。よって、限られた表面でしか磁気スイッチングができないため、効率良く磁気スイッチングを行えず、高感度にすることが難しい。また、磁性体の中心部で磁気スイッチングが起こらないので、内部の残留磁界が消去されず、その残留磁界の影響が検出出力に及んでしまう。
【００１４】
このようなことから、高精度な磁界計測を行うためには、図６に示したような内部導体と磁性体コアとの構成が必須である。ところが、図６に示す従来の磁気センサ素子では、中空円筒型の軟質磁性体の内部に、励磁電流を流す導体を絶縁膜を介して挿入させた構成をなしており、十分に小型化されているとは言えず、また、その作製も容易ではないという課題がある。そして、更なる小型化（細径化）と作製の容易さとが望まれており、これらを実現するための研究が続けられている。
【００１５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、簡単で小型の構成でありながら直交フラックスゲート型の良好な安定した動作特性を実現でき、また、ホール素子程度の低コスト化も図れる直交フラックスゲート型の磁気センサ素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明の他の目的は、簡単な工程にて製造することができて生産性に優れる直交フラックスゲート型の磁気センサ素子及びその製造方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る磁気センサ素子は、直交フラックスゲート型の磁気センサ素子において、軟質磁性材からなる筒状のコア体と、該コア体の内側に該コア体と接触して同軸的に配設してある導電材からなる棒状の芯体とを備えており、前記導電材の導電率が前記軟質磁性材の導電率よりも大きいことを特徴とする。
【００１８】
第１発明の磁気センサ素子にあっては、軟質磁性材からなる筒状のコア体と、その軟質磁性材より導電率が大きい（固有抵抗が小さい）導電材からなる棒状の芯体とを同軸的に一体化させた構成をなし、両者の間に絶縁膜を設けていない。よって、磁気センサ素子の小型化を図れる。芯体の抵抗をコア体の抵抗よりも小さくしているので、絶縁膜がなくても、励磁に必要な電流を芯体に集中させることが可能である。従来の磁気センサ素子では、中空円筒形のコアに棒状導体を挿入する必要があるため、そのコアの内径の低減化には限界（０．１ｍｍが限度）がある。本発明の磁気センサ素子では、コア体と芯体とが一体化されて絶縁膜がないので、加工度が高い伸線処理が可能であり、細径化を容易に実現できる。また、細径化によって、長さと断面積との比に依存する反磁界係数を低く抑えることができ、コア体の長さが短くても感度の低下は少ない。この結果、小型化しても高感度を達成できる。コア体に印加される磁界Ｈは、励磁電流をＩ，コア体の半径をｒとした場合、Ｈ＝Ｉ／２πｒで示されるため、細径化を実現できることにより、同じ強さの磁界Ｈを得る際に励磁電流を小さく設定できる。例えば、コア体の外径を０．１ｍｍ程度に細くした場合、励磁電流Ｉを数ｍＡ程度に弱くすることができ、ホール素子と同程度またはそれ以下の消費電力を要するだけである。
【００１９】
第２発明に係る磁気センサ素子は、第１発明において、前記導電材の導電率は前記軟質磁性材の導電率の５倍以上、より好ましくは１０倍以上であることを特徴とする。
【００２０】
第２発明の磁気センサ素子にあっては、導電材（芯体）の導電率を軟質磁性材（コア体）の導電率の５倍以上、より好ましくは１０倍以上としている。よって、励磁電流の芯体への集中度は非常に高くなる。
【００２１】
第３発明に係る磁気センサ素子は、第１または第２発明において、前記芯体の断面積は前記コア体の断面積よりも大きいことを特徴とする。
【００２２】
第３発明の磁気センサ素子にあっては、芯体の断面積をコア体の断面積より大きくしている。よって、芯体の抵抗がコア体の抵抗よりも確実に小さくなり、励磁電流はコア体に集中する。
【００２３】
第４発明に係る磁気センサ素子は、第１発明において、前記導電材は、前記軟質磁性材の磁性焼鈍温度以上の融点を有することを特徴とする。
【００２４】
第４発明の磁気センサ素子にあっては、導電材（芯体）の融点が軟質磁性材（コア体）の磁性焼鈍温度以上である。よって、磁性焼鈍の処理中に、導電材（芯体）が軟質磁性材（コア体）に融け出し、軟質磁性材（コア体）の組成が変化して磁気特性の劣化が生じることがない。
【００２５】
第５発明に係る磁気センサ素子は、第４発明において、前記導電材の金属元素が、前記軟質磁性材に含まれていることを特徴とする。
【００２６】
第５発明の磁気センサ素子にあっては、導電材（芯体）の金属元素を軟質磁性材（コア体）に含めている。例えば、芯体にＭｏ（モリブデン）線材を使用する場合に、Ｍｏを含むパーマロイをコア体に用いる。よって、軟化焼鈍または磁性焼鈍の際に導電材（芯体）の金属元素が軟質磁性材（コア体）に拡散しても、軟質磁性材（コア体）の組成比が大きく変化することはなく、磁気特性の劣化は生じない。
【００２７】
第６発明に係る磁気センサ素子は、第１〜第５発明のいずれかにおいて、前記導電材は非磁性材であることを特徴とする。
【００２８】
第６発明の磁気センサ素子にあっては、非磁性の導電材を芯体に用いる。よって、芯体が磁化されないので、残留磁界によるヒステリシスを効果的になくせる。
【００２９】
第７発明に係る磁気センサ素子は、第１〜第６発明のいずれかにおいて、前記コア体に接続されており、励磁用の電流を流すための電極を備えることを特徴とする。
【００３０】
第７発明の磁気センサ素子にあっては、励磁電流を印加するための電極（引き出し電極）をコア体に接続させて設けている。上述したように、芯体とコア体とは絶縁膜を介さず電気的に導通しており、励磁電流は芯体に集中されるため、コア体に励磁電流を印加しても、コア体を効率良く励磁できて、動作特性に問題はない。従来例のように引き出し電極を形成するためにコアを剥離する工程が不要であり、製造が容易となる。
【００３１】
第８発明に係る磁気センサ素子の製造方法は、直交フラックスゲート型の磁気センサ素子を製造する方法において、筒状の軟質磁性体の内部に棒状の導体を封入して素体を得る工程と、前記素体に伸線処理を施す工程と、伸線処理後の前記素体に軟化焼鈍を施す工程と、軟化焼鈍後の前記素体に更に伸線処理を施す工程と、伸線処理後の前記素体に磁性焼鈍を施す工程とを含むことを特徴とする。
【００３２】
第８発明の磁気センサ素子の製造方法にあっては、筒状の軟質磁性体の内部に棒状の導体を封入した後、伸線加工，軟化焼鈍，磁性焼鈍などの処理を行う。よって、伸線加工したコアに棒状導体を挿入する従来例とは異なり、導体（芯体）と軟質磁性体（コア体）とを一体化させた素体に伸線加工処理を施すため、加工度が高い処理が可能であり、細い径の磁気センサ素子を容易に製造できる。
【００３３】
第９発明に係る磁気センサ素子の製造方法は、第８発明において、磁性焼鈍後の前記素体を捲き線内に挿入する工程と、前記軟質磁性体の両端部に電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００３４】
第９発明の磁気センサ素子の製造方法にあっては、励磁電流を印加するための電極（引き出し電極）を軟質磁性体（コア体）の両端部に形成する。軟質磁性体（コア体）に電極を直接設けるため、電極形成の工程が容易である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は本発明の直交フラックスゲート型の磁気センサ素子の構成図である。
【００３６】
本発明の磁気センサ素子１０は、図１に示すように、導電材からなる円柱状の芯体１と、軟質磁性材からなる円筒状のコア体２と、検出コイル３と、引き出し電極４とを有する。芯体１とコア体２とは同軸的に配されており、芯体１とコア体２との間には絶縁膜などの他のものは全く介装されておらず、両者は一体的に構成されている。コア体２の外周面には、その長手方向略全域にわたって検出コイル３が巻回されている。また、コア体２の両端部の外周面には、磁気センサ素子１０に励磁電流を印加するための引き出し電極４が設けられている。
【００３７】
芯体１は、例えばＭｏ（融点：２６２０℃，導電率：５．７μΩｃｍ）からなり、コア体２は、例えばパーマロイ：８０％Ｎｉ−５％Ｍｏ−Ｆｅ（導電率：７０μΩｃｍ）からなる。磁気センサ素子１０は、長さ５ｍｍ，直径０．１ｍｍであり、芯体１の断面積はコア体２の断面積より大きい。
【００３８】
このような構成の磁気センサ素子１０では、交番の励磁電磁を印加して、その長手方向の磁界を検出するが、本発明における磁気センサ素子１０の磁界検出動作は、励磁電流の印加部位を除いて前述した従来の磁気センサ素子の動作と同様であるので、その説明は省略する。本発明では、引き出し電極４がコア体２に直接接続されており、この引き出し電極４を介して励磁電流が印加されるが、芯体１の導電率がコア体２の導電率の１０倍以上（具体的には１２倍）であり、しかも芯体１の断面積がコア体２の断面積より大きいので、印加された励磁電流は芯体１に集中するため、磁界検出の動作特性には影響が及ばない。
【００３９】
次に、本発明の磁気センサ素子１０の製造方法について説明する。図２はこの製造方法の工程手順を示す図、図３はこの製造方法の主要工程における状態を示す図である。
【００４０】
まず、芯体１となるＭｏ製の線材１１（直径０．６ｍｍ）と、コア体２となるパーマロイ（８０％Ｎｉ−５％Ｍｏ−Ｆｅ）製の筒体１２（外径１．０ｍｍ，内径０．７ｍｍ）とを準備する（図２のＳ１，Ｓ２）。これらの線材１１及び筒体１２の表面を洗浄した後（図２のＳ３）、筒体１２内に線材１１を封入する（図２のＳ４，図３（ａ））。次に、筒体１２内に線材１１を封入してなる素体２０に直径が０．６ｍｍになるまで伸線処理を施す（図２のＳ５，図３（ｂ））。
【００４１】
伸線後の素体２０に対して、軟化焼鈍（１０００℃で３０秒，水素雰囲気）を施した後（図２のＳ６）、直径が０．１ｍｍになるまで更なる伸線処理を施す（図２のＳ７）。次に、直線矯正を施して、素体２０を長さ５ｍｍずつに切断する（図２のＳ８，図３（ｃ））。
【００４２】
長さ５ｍｍの素体２０に対して、磁性焼鈍（１１００℃で３時間，水素雰囲気）を施す（図２のＳ９）。磁性焼鈍後の素体２０を、検出コイル３となるポリウレタン製の導線１３（直径２０μｍ）を周面に巻回させた絶縁材料製の捲き線ボビン２１（捲き線長３ｍｍ，巻回数１０００ターン）に挿入して、素体２０（筒体１２）の両端部を引き出し電極４となる捲き線ボビン２１の電極１４にハンダ付けする（図２のＳ１０，Ｓ１１，図３（ｄ））。
【００４３】
本発明にあっては、芯体１となる線材１１をコア体２となる筒体１２に封入した後に、伸線処理を施すようにしているため、加工度が高い伸線処理を行えるので、細径化（０．１ｍｍ以下程度）を容易に実現できる。また、Ｍｏの融点（２６２０℃）は磁性焼鈍温度（１１００℃）より高いので、磁性焼鈍時にＭｏがパーマロイに拡散することは少ない。もし、拡散した場合でも、パーマロイはＭｏを含んでおり、パーマロイの磁気特性が劣化することはない。更に、コア体２に直接引き出し電極４を設けるため、従来例のように磁性体を剥離する必要がなく、工程数を削減できる。以上のようにして、容易な工程にて細径小型の磁気センサ素子１０を生産性良く製造することが可能である。
【００４４】
次に、本発明の磁気センサ素子１０を使用して磁界検出を行った結果について説明する。図４は、検出回路の構成を示すブロック図である。
【００４５】
図４において、３１はセラミック発振子，水晶発振子等を用いる発振・分周回路であり、発振・分周回路３１からは例えば３０ｋＨｚと６０ｋＨｚとの２種類の高周波電力が出力され、そのうち３０ｋＨｚの高周波は励磁回路３２へ出力され、６０ｋＨｚの高周波は位相検波器３３へ出力される。励磁回路３２は、入力された高周波を正弦波化して励磁電流とし、３０ｋＨｚ，５ｍＡｒｍｓの正弦波励磁電流が磁気センサ素子１０（コア体２）に印加される。一方、検出コイル３の検出信号である電圧信号は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３４へ入力され、雑音を除去され、位相検波器３３へ入力されて検波された後、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３５に入力される。ＬＰＦ３５は入力された検波信号の所定周波数帯域をフィルタリングして、検出電圧を出力する。
【００４６】
磁気シールドボックス内に入れたヘルムホルツコイルの磁界発生方向と平行に、本発明の磁気センサ素子１０を配置し、１０μＯｅ〜２Ｏｅの範囲の印加磁界に対して、図４に示す検出回路にて検出電圧を測定した。図５に、この測定結果を示す。図５の結果から、精度良く磁界を検出できていることが分かる。
【００４７】
ここで、本発明の磁気センサ素子における芯体１の材料とコア体２の材料との組合せについて説明する。この組合せを選定する際の条件は次の通りである。
（１）コア体２に用いるパーマロイの磁性焼鈍の条件（例えば１１００℃で３時間）で、溶融またはパーマロイ中への元素拡散が殆ど起こらない材料を芯体１に使用する。
（２）パーマロイ中へ元素が微量拡散しても磁気特性の劣化に対する影響が小さい材料を芯体１に使用する。
（３）導電率がパーマロイよりも１０倍以上大きい（固有抵抗が１／１０以下である）ような材料を芯体１に使用する。
（４）芯体１／コア体２の界面で焼鈍時に固有抵抗が大きい金属間化合物を作らないような材料を芯体１及びコア体２夫々に使用する。
【００４８】
上記（１）〜（４）を考慮した場合、上述の実施の形態で説明した例（芯体１にＭｏ、コア体２に８０％Ｎｉ−５％Ｍｏ−Ｆｅを使用）は最適な例の一つである。その他の組合せ例をこの例と併せて下記表１に示す。表１に示す全ての組合せ例において、高感度の磁界検出を行うことができる。
【００４９】
【表１】

【００５０】
以上のように、本発明の磁気センサ素子では、従来例で必要であった導体引き出し部の構造が不要であり、細線化によって長さを短縮できて従来例の半分以下の長さにて同一感度の検出を行える。また、コア体へ直接通電するようにしたので、部品点数を削減できて０．１ｍｍ以下の低背化と低コスト化を図れる。また、磁気センサ素子の直径を従来例の直径（０．３ｍｍ）の１／３以下に低減することができるため、励磁電流の低減化も図れる。具体的に、従来例では３０ｍＡ程度の励磁電流が必要であったが、本発明では数ｍＡの励磁電流にて動作が可能である。この結果、本発明の磁気センサ素子は電池駆動式の各種の携帯機器への適用も可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明では、軟質磁性材からなる筒状のコア体と、その軟質磁性材より導電率が大きい導電材からなる棒状の芯体とを同軸的に一体化させた構成をなすようにしたので、小型かつ低コストながらも感度が高い磁気センサ素子を実現することができる。
【００５２】
また、本発明の磁気センサ素子では、導電材（芯体）の導電率を軟質磁性材（コア体）の導電率の５倍以上、より好ましくは１０倍以上としたので、励磁電流の芯体への集中度を非常に高くすることができる。
【００５３】
また、本発明の磁気センサ素子では、芯体の断面積をコア体の断面積より大きくしたので、励磁電流をコア体に確実に集中させることができる。
【００５４】
また、本発明の磁気センサ素子では、導電材（芯体）の融点を軟質磁性材（コア体）の磁性焼鈍温度以上としたので、磁性焼鈍の処理中に、導電材（芯体）が軟質磁性材（コア体）に融け出し、軟質磁性材（コア体）の組成が変化して磁気特性が劣化することを防止できる。
【００５５】
また、本発明の磁気センサ素子では、導電材（芯体）の金属元素を軟質磁性材（コア体）に含めるようにしたので、軟化焼鈍または磁性焼鈍の際に導電材（芯体）の金属元素が軟質磁性材（コア体）に拡散した際に軟質磁性材（コア体）の組成比が大きく変化して磁気特性が劣化することを防止できる。
【００５６】
また、本発明の磁気センサ素子では、非磁性の導電材を芯体に用いるようにしたので、芯体が磁化されず、残留磁界によるヒステリシスを効果的になくすことができる。
【００５７】
また、本発明の磁気センサ素子では、励磁電流を印加するための電極（引き出し電極）をコア体に接続させて設けるようにしたので、従来例のように引き出し電極を形成するためにコアを剥離する工程が不要であり、容易に製造することができる。
【００５８】
また、本発明の磁気センサ素子の製造方法では、筒状の軟質磁性体の内部に棒状の導体を封入した後、伸線加工，軟化焼鈍，磁性焼鈍などの処理を行うようにしたので、伸線加工したコアに棒状導体を挿入する従来例とは異なり、導体（芯体）と軟質磁性体（コア体）とを一体化させた素体に伸線加工処理を施すため、加工度が高い処理が可能であり、細い径の磁気センサ素子を容易に製造することができる。
【００５９】
更に、本発明の磁気センサ素子の製造方法では、励磁電流を印加するための電極（引き出し電極）を軟質磁性体（コア体）の両端部に直接設けるようにしたので、電極形成の工程を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直交フラックスゲート型の磁気センサ素子の構成図である。
【図２】本発明の直交フラックスゲート型の磁気センサ素子の製造方法の工程手順を示す図である。
【図３】本発明の直交フラックスゲート型の磁気センサ素子の製造方法の主要工程における状態を示す図である。
【図４】検出回路の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の直交フラックスゲート型の磁気センサ素子を用いた磁界検出の測定結果を示すグラフである。
【図６】従来の直交フラックスゲート型の磁気センサ素子の一例の構成図である。
【図７】直交フラックスゲート型の磁気センサ素子の動作説明図である。
【図８】直交フラックスゲート型の磁気センサ素子の励磁電流，コアの長手方向の磁化及び検出コイルの出力電圧の波形図である。
【符号の説明】
１芯体
２コア体
３検出コイル
４引き出し電極
１０磁気センサ素子
１１線材
１２筒体
１３導線
１４電極
２０素体

Claims

直交フラックスゲート型の磁気センサ素子において、軟質磁性材からなる筒状のコア体と、該コア体の内側に該コア体と接触して同軸的に配設してある導電材からなる棒状の芯体とを備えており、前記導電材の導電率が前記軟質磁性材の導電率よりも大きいことを特徴とする磁気センサ素子。
前記導電材の導電率は前記軟質磁性材の導電率の５倍以上、より好ましくは１０倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ素子。
前記芯体の断面積は前記コア体の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気センサ素子。
前記導電材は、前記軟質磁性材の磁性焼鈍温度以上の融点を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ素子。
前記導電材の金属元素が、前記軟質磁性材に含まれていることを特徴とする請求項４に記載の磁気センサ素子。
前記導電材は非磁性材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の磁気センサ素子。
前記コア体に接続されており、励磁用の電流を流すための電極を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の磁気センサ素子。
直交フラックスゲート型の磁気センサ素子を製造する方法において、筒状の軟質磁性体の内部に棒状の導体を封入して素体を得る工程と、前記素体に伸線処理を施す工程と、伸線処理後の前記素体に軟化焼鈍を施す工程と、軟化焼鈍後の前記素体に更に伸線処理を施す工程と、伸線処理後の前記素体に磁性焼鈍を施す工程とを含むことを特徴とする磁気センサ素子の製造方法。
磁性焼鈍後の前記素体を捲き線内に挿入する工程と、前記軟質磁性体の両端部に電極を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項８に記載の磁気センサ素子の製造方法。