JP2019132699A

JP2019132699A - 磁気センサ

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Publication number: JP2019132699A
Application number: JP2018014995A
Authority: JP
Inventors: 敦史春日; Atsushi Kasuga
Original assignee: Hirose Electric Co Ltd
Current assignee: Hirose Electric Co Ltd
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2019-08-08
Anticipated expiration: 2038-01-31
Also published as: JP7021839B2

Abstract

【課題】磁性線材に力が加わることによる磁性線材の磁気的特性の変動を抑制する。【解決手段】磁気センサ１は、大バルクハウゼン効果を生ずる磁性線材１１、コイル１２およびボビン１３を備え、ボビン１３の軸方向中間部には、磁性線材１１の軸方向中間部を収容する線材収容部１５が設けられ、ボビン１３の軸方向中間部の外周面にはコイル１２が巻回され、ボビン１３の軸方向における両端部には、磁性線材１１の端部を支持する線材支持部２１が設けられ、線材収容部１５の横断面の面積は磁性線材１１の横断面の面積よりも大きく、かつ磁性線材１１はその軸方向中間部の外周面がその全周に亘って線材収容部１５の内面から離間した状態を保つように線材支持部２１により位置決めされている。【選択図】図２

Description

本発明は、大バルクハウゼン効果を生ずる磁性線材を用いた磁気センサに関する。

例えば鉄、コバルトおよびバナジウムを含む合金等の半硬質磁性材料を、熱処理を介在させながら数回線引きすることにより線材を形成し、この線材に捻りを加えることで、大バルクハウゼン効果を生ずる磁性線材を形成することができる。

さらに、この磁性線材の外周側にコイルを設けることにより磁気センサを形成することができる。すなわち、上記磁性線材は、外部から磁性線材に与えられる磁界の方向が変化すると、磁性線材の磁化方向が急反転する特性を有している。上記磁性線材の外周側にコイルを設けることで、磁性線材の磁化方向の急反転に対応するパルス電圧を得ることができる。このパルス電圧を用いて磁界を検出することができる。

特許文献１には上述したような磁気センサの一例が記載されている。この磁気センサは、感磁性ワイヤ、コイルおよびボビンを備えている。感磁性ワイヤの軸方向中間部は、ボビンをその軸方向に貫く貫通孔に貫通して配設され、感磁性ワイヤの両端部はボビンの縁にそれぞれ固定されている。コイルは感磁性ワイヤの周囲を囲むようにボビンに巻回されている。

特開平１０−２８２１９４号公報

ところで、上記磁性線材において、大バルクハウゼン効果を生ずるという磁気的特性、すなわち、外部磁界の変化に応じて磁化方向が急反転するという特性は、磁性線材を形成する過程で半硬質磁性材料の線材に捻りを加えることによって線材に生じた内部応力が、線材に残留することにより形成されると考えられる。

このため、磁気センサのボビンに磁性線材を組み込んだ後に、この磁性線材に外力が加わると、この外力が、磁性線材に残留している内部応力に影響を及ぼし、磁性線材の上記磁気的特性が変動するおそれがある。

上記磁気的特性の変動として、具体的には、外部磁界の変化に応じた磁化方向の反転のタイミングが変動することや、磁化方向の反転の立ち上がりが鈍ること等が考えられる。このような磁性線材の磁気的特性の変動のために、磁気センサの検出性能の安定性が悪くなり、検出精度が低下するおそれがある。

この点、上記特許文献１に記載された磁気センサにおいては、感磁性ワイヤの軸方向中間部がボビンの貫通孔内に配設され、感磁性ワイヤの両端部がボビンの縁に固定されている。この磁気センサは、感磁性ワイヤの軸方向中間部と貫通孔の内面とが互いに離間した状態を保持する構造を有していない。したがって、この磁気センサにおいて、ボビンに外力が加わってボビンが変形した場合には、この変形により貫通孔の内面が感磁性ワイヤの軸方向中間部に接触するおそれがある。また、周囲の温度変化によるボビンの変形によって貫通孔の内面が感磁性ワイヤの軸方向中間部に接触するおそれもある。さらに、ボビンに加わった振動により感磁性ワイヤが位置ずれして感磁性ワイヤの軸方向中間部が貫通孔の内面に接触するおそれもある。感磁性ワイヤの軸方向中間部と貫通孔の内面とが接触すると、接触時に、貫通孔の内面から感磁性ワイヤの軸方向中間部に力が加わり、感磁性ワイヤの磁気的特性が変動するおそれがある。また、感磁性ワイヤの軸方向中間部が貫通孔の内面に接触した状態が維持された場合には、ボビンの変形に伴って感磁性ワイヤの軸方向中間部が変形し、感磁性ワイヤの上記磁気的特性が変動するおそれがある。

本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、磁性線材に力が加わることによる磁性線材の磁気的特性の変動を抑制することができる磁気センサを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の磁気センサは、大バルクハウゼン効果を生ずる磁性線材と、コイルと、前記磁性線材が支持され、かつ前記コイルが巻回された柱状のボビンとを備え、前記ボビンの軸方向中間部には、当該ボビンの軸方向中間部を軸方向に貫く溝または穴であり、前記磁性線材の軸方向中間部を収容する線材収容部が設けられ、前記ボビンの軸方向中間部の外周面には前記コイルが巻回され、前記ボビンの軸方向における少なくとも一方の端部には、線材収容部に接続する溝または穴であり、前記磁性線材の端部を支持する線材支持部が設けられ、前記ボビンの軸方向における各端部には、当該端部の外周面から径方向外向きに突出し、前記コイルの巻回範囲を制限する壁部が設けられ、線材収容部の横断面の面積は前記磁性線材の横断面の面積よりも大きく、かつ前記磁性線材は、当該磁性線材の軸方向中間部の外周面がその全周に亘って線材収容部の内面から離間した状態を保つように線材支持部により位置決めされていることを特徴とする。

本発明の磁気センサにおいては、線材収容部の横断面の面積が磁性線材の横断面の面積よりも大きく、かつ磁性線材の軸方向中間部の外周面がその全周に亘って線材収容部の内面から離間した状態を保つように磁性線材が線材支持部により位置決めされている。この構成により、ボビンに外力が加わってボビンが変形した場合、周囲の温度変化によりボビンが変形した場合、およびボビンに振動が加わった場合のいずれにおいても、磁性線材の軸方向中間部が線材収容部の内面に接触することを防止することができる。これにより、磁性線材の軸方向中間部に力が加わって磁性線材の磁気的特性が変動することを抑制することができる。したがって、磁気センサの検出性能の安定性を向上させることができ、かつ検出精度を高めることができる。

また、上述した本発明の磁気センサにおいて、線材収容部は前記ボビンの軸方向中間部の外周面に形成された溝であり、線材支持部は前記ボビンの軸方向における少なくとも一方の端部に形成された溝であり、線材収容部の幅は線材支持部の幅よりも大きく、かつ線材収容部の底面の位置は線材支持部の底面の位置よりも低いことが好ましい。

また、上述した本発明の磁気センサにおいて、前記ボビンにおいて線材支持部が設けられた端部には、前記磁性線材の端部を線材支持部に固定するための接着剤を滞留させる凹部が設けられていることが好ましい。

また、上述した本発明の磁気センサにおいて、線材収容部を、前記ボビンの軸方向中間部をその軸方向に貫通する穴とし、線材支持部を、前記ボビンの軸方向における少なくとも一方の端部に形成された穴とし、線材収容部の直径を線材支持部の直径よりも大きくしてもよい。

また、上述した本発明の磁気センサにおいて、線材収容部と線材支持部との間には、線材収容部の内面と線材支持部の内面とを連続的に接続する傾斜面が形成されていることが好ましい。

また、上述した本発明の磁気センサにおいて、線材収容部を前記ボビンの軸方向中間部の中心軸に対して偏心した位置に設けてもよい。

本発明によれば、磁性線材に力が加わることによる磁性線材の磁気的特性の変動を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態の磁気センサを示す外観図である。図１中の磁気センサの磁性線材およびボビンを示す外観図である。図２中の矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た磁性線材およびボビンの断面図である。図３中の矢示ＩＶ−ＩＶ方向から見た磁性線材およびボビンの断面図である。図２中の磁性線材およびボビンの端側部分を示す拡大図である。図３中の磁性線材およびボビンの端側部分を示す拡大断面図である。図６中の矢示ＶＩＩ−ＶＩＩ方向から見た磁性線材およびボビンを示す端面図である。図６中の矢示ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向から見た磁性線材およびボビンを示す端面図である。本発明の第２の実施形態の磁気センサの磁性線材およびボビンを示す縦断面図である。図９中の矢示Ｘ−Ｘ方向から見た磁性線材およびボビンを示す断面図である。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態の磁気センサ１を示している。なお、磁気センサ１の各部の配置や形状等を説明するに当たり、説明の便宜上、磁気センサ１の上（Ｕ）、下（Ｄ）、左（Ｌ）、右（Ｒ）、前（Ｆ）、後（Ｂ）の方向を各図中の右下に描いた矢印が示す方向とする。

図１に示すように、磁気センサ１は磁性線材１１、コイル１２およびボビン１３を備えている。ボビン１３には磁性線材１１が支持され、かつコイル１２が巻回されている。

磁性線材１１は磁性材料により線状に形成されている。磁性線材１１を形成する磁性材料は、鉄およびコバルトを含む半硬質磁性材料であることが好ましく、具体的には、鉄、コバルトおよびバナジウムを含む合金（ＦｅＣｏＶ合金またはバイカロイ合金）が好ましい。また、磁性線材１１は、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度、例えば０．２５ｍｍの直径を有している。

磁性線材１１は、上記磁性材料を、熱処理を介在させながら複数回線引きして上述した直径を有する線状に形成した後、その線状の材料に捻り加工を施し、その後、当該線状の材料を所定の長さに切断することにより形成されている。線状の材料に対する捻り加工は、例えば、右方向に数十〜数千回転、左方向に数十〜数千回転、右方向に数十〜数千回転というように、数十〜数千回転の捻りを、回転方向を反転させながら複数回行う。

このようにして形成された磁性線材１１は、磁化が容易な方向が当該磁性線材１１の伸長方向である一軸異方性の性質を有している。また、磁性線材１１は、その外周側部分よりも中心側部分の方が保磁力が大きい性質を有している。また、磁性線材１１は、大バルクハウゼン効果を生じる性質、すなわち、磁性線材１１の伸長方向のいずれか一方の方向の外部磁界を加えた後、この外部磁界の方向を反転させたときに、磁性線材１１の磁化方向が急反転する性質を有している。

コイル１２は、絶縁材料が被膜された導線、例えばエナメル線により形成されている。巻回量を増やすために、コイル１２を形成する導線の直径は例えば０．０５ｍｍ程度であることが好ましい。

図２は、磁気センサ１においてコイル１２を除く部分、すなわち磁性線材１１およびボビン１３を図１における上方から見た図である。図３は図２中の矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た磁性線材１１およびボビン１３の縦断面を示している。図４は図３中の矢示ＩＶ−ＩＶ方向から見た磁性線材１１およびボビン１３の横断面を示している。

図２および図３に示すように、ボビン１３は例えば樹脂材料等により全体的に見て円柱状に形成されている。ボビン１３は例えば射出成形により形成されている。図中のＣはボビン１３の中心軸を示している。なお、ボビン１３の全体的な形状は円柱状に限らず、角柱状でもよい。

ボビン１３の軸方向中間部には、磁性線材１１の軸方向中間部を収容する線材収容部１５が形成されている。線材収容部１５は、図２に示すように、ボビン１３の軸方向中間部を軸方向に直線状に伸長する溝である。線材収容部１５は、図４に示すように、ボビン１３の軸方向中間部の上部かつ前後方向中間部に配置され、上方に開口している。また、線材収容部１５はボビン１３の中心軸Ｃに対して偏心した位置、具体的には中心軸Ｃよりも上側の位置に形成されている。また、ボビン１３の軸方向中間部の外周面は、コイル１２を巻回するためのコイル巻回部１６となっている。また、本実施形態においては、ボビン１３の軸方向中間部の横断面が楕円形状に形成されている。

また、ボビン１３の軸方向両端部には、コイル１２の巻回範囲を制限する壁部１７がそれぞれ形成されている。各壁部１７はボビン１３の軸方向端部の外周面からその全周に亘って径方向外向きに突出し、大略鍔状に形成されている。また、各壁部１７の上側部分には磁性線材１１を通すための挿通溝１８が形成されている。また、各壁部１７の前側部分には、コイル１２の端部を巻き付けて固定すると共に、コイル１２を回路に電気的に接続するための接続部材１９が設けられている。各接続部材１９は、導電性を有する金属製の棒状の部材をＬ字状に折り曲げることにより形成されている。各接続部材１９の上端側は、コイル１２の端部を巻き付けて固定するためのコイル接続部１９Ａとなり、各接続部材１９の下端側は、例えば磁気センサ１が取り付けられる基板の回路に半田付けされることにより、コイル１２と回路とを電気的に接続する回路接続部１９Ｂとなっている。また、各壁部１７の上部後側には、磁気センサ１を外部のケース等に支持する際に、磁気センサ１のケースにおける位置を定めるための突起２０が形成されている。

また、ボビン１３の軸方向両端部であって壁部１７よりもさらに端側の部分には、図２および図３に示すように、磁性線材１１の端部を支持する線材支持部２１がそれぞれ形成されている。各線材支持部２１は、ボビン１３の軸方向端部を軸方向に伸長する溝であり、上方に開口している。また、各線材支持部２１は、線材収容部１５の伸長方向の延長線上に配置され、挿通溝１８を介して線材収容部１５に接続している。また、ボビン１３の軸方向の各端部において、軸方向に伸長する線材支持部２１の途中には、磁性線材１１の端部を線材支持部２１に固定するための接着剤を滞留させる凹部２２が形成されている。各凹部２２は上方に開口し、線材支持部２１よりも幅広に形成されている。また、ボビン１３の右側の端部には、磁気センサ１の製造時にボビン１３の右方から磁性線材１１を線材収容部１５等に挿入するための線材挿入部２３が形成されている。線材挿入部２３は右側の線材支持部２１の伸長方向における延長線上に形成され、左端側は右側の線材支持部２１に接続し、右端側はボビン１３の右端面に達している。また、本実施形態においては、ボビン１３の軸方向の各端部であって壁部１７よりもさらに端側の部分、すなわち線材支持部２１および凹部２２が形成されている部分の横断面が四角形状に形成されている（図８参照）。

図５は図２中の磁性線材１１およびボビン１３の左端側部分を拡大して示している。図５に示すように、線材収容部１５の幅Ｗ１は、磁性線材１１の軸方向中間部が線材収容部１５の内面から離間した状態を保ち得るように、磁性線材１１の直径Ｋ１よりも十分に大きい値に設定されている。具体的には、線材収容部１５の幅Ｗ１は磁性線材１１の直径Ｋ１よりも例えば０．２ｍｍ以上大きい値に設定されている。一方、左側の線材支持部２１の幅Ｗ２は、磁性線材１１の前後方向における位置ずれ範囲を小さくするために磁性線材１１の直径Ｋ１に近い値に設定されている。具体的には、左側の線材支持部２１の幅Ｗ２は磁性線材１１の直径Ｋ１よりも例えば０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度大きい値に設定されている。この結果、線材収容部１５の幅Ｗ１は左側の線材支持部２１の幅Ｗ２よりも例えば０．１５ｍｍ以上大きい。

線材収容部１５と左側の線材支持部２１との間を接続する挿通溝１８の右端側部分の幅は線材収容部１５の幅Ｗ１と等しく、挿通溝１８の左端側部分の幅は左側の線材支持部２１の幅Ｗ２と等しい。挿通溝１８の前側および後側の内面には傾斜面２５Ａ、２５Ｂがそれぞれ形成され、これら傾斜面２５Ａ、２５Ｂにより、挿通溝１８の幅は右端側から左端側に向かって漸次小さくなっている。これにより、互いに幅の異なる線材収容部１５と左側の線材支持部２１とが連続的に接続されている。

図６は図３中の磁性線材１１およびボビン１３の左端側部分の縦断面を拡大して示している。図６に示すように、磁性線材１１の端部が線材支持部２１の底面に接触した状態で磁性線材１１の軸方向中間部が線材収容部１５の底面から離間した状態を保ち得るように、線材収容部１５の底面の位置Ｈ１は、左側の線材支持部２１の底面の位置Ｈ２よりも例えば０．０５ｍｍ以上低い。

また、挿通溝１８の右端側部分の底面の位置は線材収容部１５の底面の位置Ｈ１と同じであり、挿通溝１８の左端側部分の底面の位置は左側の線材支持部２１の底面の位置Ｈ２と同じである。挿通溝１８の底面には傾斜面２５Ｃが形成され、傾斜面２５Ｃにより、挿通溝１８の底面の位置は右端側から左端側に向かって漸次上昇している。これにより、底面の位置が互いに異なる線材収容部１５と左側の線材支持部２１とが連続的に接続されている。

図７は図６中の矢示ＶＩＩ−ＶＩＩ方向から見た磁性線材１１およびボビン１３の切断面の端面を示している。なお、図７中の二点鎖線は、コイル巻回部１６に巻回されたコイル１２を示している。図７に示すように、線材収容部１５の横断面の面積は磁性線材１１の横断面の面積よりも大きい。具体的には、線材収容部１５の幅Ｗ１は上述したように磁性線材１１の直径Ｋ１よりも例えば０．２ｍｍ以上大きく、線材収容部１５の深さＤ１も磁性線材１１の直径Ｋ１よりも例えば０．２ｍｍ以上大きい。磁性線材１１の軸方向中間部は線材収容部１５内に完全に入っている。また、磁性線材１１の軸方向中間部は、その全周に亘って、線材収容部１５の前側の内面、線材収容部１５の後側の内面、線材収容部１５の底面（下側の内面）、およびコイル巻回部１６に巻回されたコイル１２において最も内周側に位置するコイルの下面のいずれからも離間している。

図８は図６中の矢示ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向から見た磁性線材１１およびボビン１３の切断面の端面を示している。図８に示すように、左側の線材支持部２１の幅Ｗ２は上述したように磁性線材１１の直径Ｋ１よりも例えば０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度大きく、当該線材支持部２１の深さＤ２は磁性線材１１の直径Ｋ１よりも大きい。磁性線材１１の左側の端部は当該線材支持部２１内の底側部分に位置している。また、磁性線材１１の左側の端部の外周面における前部、後部および下部は、当該線材支持部２１における前側の内面、後側の内面および底面（下側の内面）に極めて接近し、または接触している。なお、当該線材支持部２１の幅Ｗ２は磁性線材１１の直径Ｋ１よりも若干大きいので、磁性線材１１の左側の端部の外周面における前部および後部が当該線材支持部２１における前側の内面および後側の内面に同時に接触することはない。

また、右側の線材支持部２１は、図２および図３に示すように、その右端側が線材挿入部２３と接続されている点を除き、左側の線材支持部２１と同様に形成されている。すなわち、右側の線材支持部２１の幅および底面の位置は、左側の線材支持部２１の幅Ｗ２および底面の位置Ｈ２と同じである。また、線材収容部１５と右側の線材支持部２１とを接続する挿通溝１８の前側の内面、後側の内面および底面には段部２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃが形成されている。

なお、図６において、線材収容部１５の右端側部分の底面に形成された段部２７は、線材収容部１５から左側の線材支持部２１に向かって漸次上昇する傾斜面２５Ｃを金型により確実に成形するために設けられたものである。段部２７を設けることで、線材収容部１５の底面において段部２７よりも左側を低くすることで、成型時の誤差等により、傾斜面２５Ｃの傾斜が急になったり、傾斜面２５Ｃの一部に段差が形成されたりすることを防止することができる。

磁気センサ１は次のような手順で組み立てることができる。まず、ボビン１３の左端側（または右端側）に設けられた接続部材１９のコイル接続部１９Ａにコイル１２の一端側を接続する。次に、ボビン１３のコイル巻回部１６にコイル１２を巻回する。次に、ボビン１３の右端側（または左端側）に設けられた接続部材１９のコイル接続部１９Ａにコイル１２の他端側を接続する。次に、磁性線材１１の一端部をボビン１３の右方から線材挿入部２３に挿入し、さらに磁性線材１１を右側の線材支持部２１、右側の挿通溝１８、線材収容部１５、左側の挿通溝１８および左側の線材支持部２１に順次通す。これにより、磁性線材１１の軸方向中間部は線材収容部１５内に配置され、磁性線材１１の両端部は左側および右側の線材支持部２１内に配置される。次に、左側および右側の線材支持部２１の途中にそれぞれ形成された凹部２２に接着剤を注入する。接着剤が硬化すると、磁性線材１１の両端部が左側および右側の線材支持部２１にそれぞれ固定される。これにより磁気センサ１の組立が完了する。

磁性線材１１の両端部が左側および右側の線材支持部２１にそれぞれ固定されることで、磁性線材１１の軸方向中間部がその全周に亘って線材収容部１５の内面から離間した状態が保持される。具体的に説明すると、磁性線材１１の両端部の外周面が左側および右側の線材支持部２１の前側の内面にそれぞれ接触した状態で磁性線材１１の両端部が固定された場合、磁性線材１１の軸方向中間部の外周面と線材収容部１５の前側の内面との距離が最小となる。この距離は、線材収容部１５の幅Ｗ１および各線材支持部２１の幅Ｗ２を上述した値に設定した場合、０．０５ｍｍ以上となる。また、磁性線材１１の両端部の外周面が左側および右側の線材支持部２１の後側の内面にそれぞれ接触した状態で磁性線材１１の両端部が固定された場合、磁性線材１１の軸方向中間部の外周面と線材収容部１５の後側の内面との距離が最小となる。この距離は、線材収容部１５の幅Ｗ１および各線材支持部２１の幅Ｗ２を上述した値に設定した場合、０．０５ｍｍ以上となる。また、磁性線材１１の両端部の外周面が左側および右側の線材支持部２１の底面にそれぞれ接触した状態で磁性線材１１の両端部が固定された場合、磁性線材１１の軸方向中間部の外周面と線材収容部１５の底面との距離が最小となる。この距離は、線材収容部１５の底面の位置Ｈ１を各線材支持部２１の底面の位置Ｈ２よりも上述した値、低く設定した場合、０．０５ｍｍ以上となる。このように、左側および右側の線材支持部２１により、磁性線材１１は、その軸方向中間部の外周面がその全周に亘って線材収容部１５の内面から０．０５ｍｍ以上離間した状態で位置決めされ、かつその状態が保持される。

以上、説明した通り、本発明の実施形態の磁気センサ１においては、線材収容部１５の幅を磁性線材１１の直径および各線材支持部２１の幅よりも大きくし、かつ線材収容部１５の底面の位置を各線材支持部２１の底面の位置よりも低くすることにより、磁性線材１１の軸方向中間部がその全周に亘ってボビン１３から離間した状態を保つように磁性線材１１をボビン１３に位置決めして支持する構成とした。この構成により、ボビン１３に外力が加わってボビン１３が変形した場合、周囲の温度変化によりボビン１３が変形した場合、およびボビン１３に振動が加わった場合のいずれにおいても、磁性線材１１の軸方向中間部が線材収容部１５の内面に接触することを防止することができる。これにより、磁性線材１１の軸方向中間部に力が加わって磁性線材１１の磁気的特性が変動することを抑制することができる。したがって、磁気センサ１の検出性能の安定性を向上させることができ、かつ検出精度を高めることができる。

また、ボビン１３の外周面に溝を設けることで線材収容部１５および各線材支持部２１を形成することにより、ボビン１３を射出成形により容易に形成することが可能になる。

また、各線材支持部２１の途中に、接着剤を滞留させるための凹部２２を形成したことにより、磁気センサ１の組立時に接着剤を凹部２２に容易に注入することができ、磁性線材１１の端部を線材支持部２１に容易にかつ確実に固定することができる。

また、左側の挿通溝１８に傾斜面２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃを形成し、幅および底面位置が互いに異なる線材収容部１５と左側の線材支持部２１とを連続的に接続したことにより、磁気センサ１の組立時において、ボビン１３のコイル巻回部１６にコイル１２を巻回した後に磁性線材１１を右側の線材支持部２１から線材収容部１５等を介して左側の線材支持部２１へ円滑に通すことができる。すなわち、仮に、線材収容部１５と左側の線材支持部２１との接続部分に、傾斜面ではなく、切り立った段部が形成されていた場合には、磁性線材１１を右側の線材支持部２１から線材収容部１５等を介して左側の線材支持部２１へ通すときに、磁性線材１１の左端部が段部に引っ掛かり、磁性線材１１を左側の線材支持部２１へ通すことが困難になる。線材収容部１５と左側の線材支持部２１との接続部分に傾斜面２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃを形成したことにより、磁性線材１１の左端部が引っ掛かる部分を除去することができ、磁性線材１１を左側の線材支持部２１へ円滑に通すことが可能になる。

また、線材収容部１５はボビン１３の中心軸Ｃに対して偏心した位置に設けられている。これにより、磁性線材１１と、磁性線材１１に外部磁界を付与する磁石との距離を容易に選択することができる。すなわち、磁気センサ１を、図１、図２および図４に示すように、線材収容部１５が中心軸Ｃよりも上側に偏心した向きで磁石の上方に配置した場合と、磁気センサ１を、線材収容部１５が中心軸Ｃよりも下側に偏心した向き（図１、図２および図４に示す向きに対して上下逆向き）で磁石の上方に配置した場合とを比較すると、前者の場合の方が後者の場合よりも磁性線材１１と磁石との距離が長くなる。このように、磁気センサ１を配置する際の上下方向の向きを選択することにより、磁性線材１１と磁石との距離を長くしたり短くしたりすることができる。これにより、磁性線材１１に加わる外部磁界の大きさを変更または調整することができる。特に、磁気センサ１を線材収容部１５が中心軸Ｃよりも上側に偏心した向きで磁石の上方に配置した場合には、磁性線材１１と磁石との距離を十分に確保しつつ、磁気センサ１の上下方向の寸法を小さくし、かつボビン１３の強度低下を抑えることができる。これにより、上下方向に狭いスペースに磁気センサ１を容易に配置することが可能になる。また、図４に示すように、ボビン１３の軸方向中間部の横断面の形状を前後方向に長い楕円とすることによっても、磁気センサ１の上下方向の寸法を小さくし、かつボビン１３の強度低下を抑えることができる。

（第２の実施形態）
図９は本発明の第２の実施形態の磁気センサ５１における磁性線材１１およびボビン５２の縦断面を示している。なお、図９中の磁性線材１１およびボビン５２の断面の切断位置は、図３中の磁性線材１１およびボビン１３の断面の切断位置と同じである。図１０は図９中の矢示Ｘ−Ｘ方向から見た磁性線材１１およびボビン５２の断面を示している。また、本発明の第２の実施形態において、本発明の第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図９および図１０に示すように、本発明の第２の実施形態の磁気センサ５１においては、線材収容部５３がボビン５２の軸方向中間部をその軸方向に貫通する穴であり、線材支持部５４がボビン５２の軸方向における両端部にそれぞれ形成された穴である。線材収容部５３の直径は、磁性線材１１の軸方向中間部が線材収容部５３の内面から離間した状態を保ち得るように、磁性線材１１の直径よりも十分に大きい値（例えば０．２ｍｍ以上大きい値）に設定されている。一方、線材支持部５４の直径は、磁性線材１１の前後方向および上下方向における位置ずれ範囲を小さくするために磁性線材１１の直径に近い値（例えば０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度大きい値）に設定されている。この結果、線材収容部５３の直径は各線材支持部５４の直径よりも例えば０．１５ｍｍ以上大きい。また、線材収容部５３、各線材支持部５４および各挿通穴５５はボビン１３の中心軸Ｃから偏心した位置に形成されている。

また、線材収容部５３と左側の線材支持部５４との間、および線材収容部５３と線材支持部５４との間には挿通穴５５がそれぞれ形成されている。また、左側の挿通穴５５には、線材収容部５３と左側の線材支持部５４とを連続的に接続する傾斜面５６が形成され、右側の挿通穴５５には段部５７が形成されている。また、ボビン１３の両端部には、各線材支持部５４内へ接着剤を注入し、滞留させるための接着剤注入穴５８がそれぞれ形成されている。

このような構成を有する磁気センサ５１によっても、本発明の第１の実施形態の磁気センサ１とほぼ同様の作用効果を得ることができる。

なお、上記各実施形態では、磁性線材１１の両端部をボビン１３（５２）に支持および固定する構成を例にあげたが、磁性線材１１の片側の端部だけをボビン１３（５２）に支持および固定する構成としてもよい。また、上記各実施形態では、線材収容部１５（５３）をボビン１３（５２）の中心軸Ｃから偏心した位置に配置する構成を例にあげたが、線材収容部１５（５３）をボビン１３（５２）の中心に配置してもよい。

また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う磁気センサもまた本発明の技術思想に含まれる。

１、５１磁気センサ
１１磁性線材
１２コイル
１３、５２ボビン
１５、５３線材収容部
１６コイル巻回部
１７壁部
１８挿通溝
２１、５４線材支持部
２２凹部
２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、５６傾斜面

Claims

大バルクハウゼン効果を生ずる磁性線材と、コイルと、前記磁性線材が支持され、かつ前記コイルが巻回された柱状のボビンとを備え、
前記ボビンの軸方向中間部には、当該ボビンの軸方向中間部を軸方向に貫く溝または穴であり、前記磁性線材の軸方向中間部を収容する線材収容部が設けられ、
前記ボビンの軸方向中間部の外周面には前記コイルが巻回され、
前記ボビンの軸方向における少なくとも一方の端部には、前記線材収容部に接続する溝または穴であり、前記磁性線材の端部を支持する線材支持部が設けられ、
前記ボビンの軸方向における各端部には、当該端部の外周面から径方向外向きに突出し、前記コイルの巻回範囲を制限する壁部が設けられ、
前記線材収容部の横断面の面積は前記磁性線材の横断面の面積よりも大きく、かつ
前記磁性線材は、当該磁性線材の軸方向中間部の外周面がその全周に亘って前記線材収容部の内面から離間した状態を保つように前記線材支持部により位置決めされていることを特徴とする磁気センサ。
前記線材収容部は前記ボビンの軸方向中間部の外周面に形成された溝であり、
前記線材支持部は前記ボビンの軸方向における少なくとも一方の端部に形成された溝であり、
前記線材収容部の幅は前記線材支持部の幅よりも大きく、かつ
前記線材収容部の底面の位置は前記線材支持部の底面の位置よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
前記ボビンにおいて前記線材支持部が設けられた端部には、前記磁性線材の端部を前記線材支持部に固定するための接着剤を滞留させる凹部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ。
前記線材収容部は前記ボビンの軸方向中間部をその軸方向に貫通する穴であり、
前記線材支持部は前記ボビンの軸方向における少なくとも一方の端部に形成された穴であり、
前記線材収容部の直径は前記線材支持部の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
前記線材収容部と前記線材支持部との間には、前記線材収容部の内面と前記線材支持部の内面とを連続的に接続する傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気センサ。
前記線材収容部は前記ボビンの軸方向中間部の中心軸に対して偏心した位置に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気センサ。