(57)【要約】【課題】測定誤差の少ないボビンと磁界センサの提供【解決手段】巻線用の円柱部１３，２３，３３に鍔部１４，２４，３４が配置された第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２とは、第１ボビン部材１２の鍔部１３が第２ボビン部材２２の円柱部２３の直径より小径で、第２ボビン部材２２の鍔部２４が第３ボビン部材３２の円柱部３３の直径より小径にして各別に形成され、第２ボビン部材２２の円柱部２３の１直径方向には、第１ボビン部材１２導入用の方形２５孔を備え、第３ボビン部材３２の円柱部３３の直交する２直径方向には、組み合わされた第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２との同時導入用の十文字孔３５を備え、これらボビン部材１２，２２，３２は、方形孔２５と十文字孔３５とを介して相互が３軸方向で直交する配置関係での組合わせを可能に形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材巻付け用の円柱部の一側端面側と他側端面側とに鍔部が配置されてなる第１ボビン部材と第２ボビン部材と第３ボビン部材とのそれぞれは、第１ボビン部材の前記鍔部が第２ボビン部材の前記円柱部の直径より小径で、第２ボビン部材の前記鍔部が第３ボビン部材の前記円柱部の直径より小径となった異なるサイズで各別に形成され、
第２ボビン部材における前記円柱部の１直径方向には、開口面がマイナス形状を呈して第１ボビン部材の挿通を許す方形孔を備え、
第３ボビン部材における前記円柱部の直交する２直径方向には、開口面がプラス形状を呈して前記方形孔を介して組み合わされた第１ボビン部材と第２ボビン部材との同時挿通を許す十文字孔を備え、
これら第１ボビン部材と第２ボビン部材と第３ボビン部材とは、前記方形孔と前記十文字孔とを介して相互が３軸方向で直交する配置関係での組合わせを可能に形成したことを特徴とする磁界センサ用ボビン。
【請求項２】
前記第１ボビン部材と前記第２ボビン部材との少なくともいずれか一方と、前記第３ボビン部材との間には、全体の組合せ状態を安定化させるための嵌合部を設けた請求項１に記載の磁界センサ用ボビン。
【請求項３】
請求項１または２に記載の磁界センサ用ボビンを構成する前記第１ボビン部材と前記第２ボビン部材と前記第３ボビン部材とにおけるそれぞれの前記円柱部には、それぞれの出力電圧が等しくなるように各別に巻線を施して第１コイル体と第２コイル体と第３コイル体を形成するとともに、
前記第３コイル体には、前記方形孔を介して組み合わせた前記第１コイル体と前記第２コイル体とを、前記十文字孔を介して組み合わせることでその全体に直交３軸コイルとしての機能を付与したことを特徴とする磁界センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交３軸方向のそれぞれの軸心を一致させて正確に磁界を検出することができるようにした磁界センサ用ボビンおよびこれを用いた磁界センサに関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
磁束あるいは磁束密度を測定する磁界測定器は、磁界センサを構成するコイルの軸方向が２軸以上必要になる例も多くある。
【０００３】
例えば、コイルの軸心方向がＸ軸とＹ軸とＺ軸との直交３軸である磁界センサとしては、特許文献１に開示されている磁界センサがある。図３は、特許文献１に図１として示されている磁界センサ用ボビンを再掲したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４３１７８号公報
【０００５】
同図によれば、磁界センサ用ボビン１は、６面体からなるボビン本体部２と、該ボビン本体部２にそれぞれの中心が位置した状態のもとで相互に直交するようにして凹陥させて形成された３本の環状の溝部３，４，５とを備えるとともに、これらの各溝部３，４，５は、それぞれの溝底面３ａ，４ａ，５ａの面高が相互に非同一となる高低差を設けて形成されている。
【０００６】
そして、図３に示す磁界センサ用ボビン１を用いる場合には、各溝部３，４，５において溝底面３ａ，４ａ，５ａまでの深さが最も深い溝部５側から順に巻太りなく線材を巻き付けて軸方向別の巻線を施すことで、各巻線が直交する位置関係のもとでそれぞれの巻線の中心を一致させて磁界センサが形成されることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図３に示す磁界センサ用ボビン１による場合には、溝底面３ａ，４ａ，５ａまでの深さが最も深い溝部５に巻線が施された後に、残りの２つの溝部４，３に対し順に巻線が施されることから、他軸の巻線と直交する部位の巻線が重なり合って巻線形状が直線的となって真円から逸脱してしまう結果、その測定精度に誤差が生じてしまう不都合があった。
【０００８】
また、図３に示す磁界センサ用ボビン１による場合には、１つのボビン本体部２に対しに全ての巻線が施されることから、どれか一つの溝部３，４，５の巻線にトラブルが発生しても、そこだけを交換することはできず、磁界センサ全体を不良品として扱わなければならなくなる不具合もあった。
【０００９】
本発明は、従来技術にみられた上記課題に鑑み、巻線形状を真円とすることで精度の高い測定を行うことができるほか、いずれかの巻線に不具合が生じても該当する巻線部分のみを交換することができる磁界センサ用ボビンおよびこれを用いた磁界センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第１の発明（磁界センサ用ボビン）は、線材巻付け用の円柱部の一側端面側と他側端面側とに鍔部が配置されてなる第１ボビン部材と第２ボビン部材と第３ボビン部材とのそれぞれは、第１ボビン部材の前記鍔部が第２ボビン部材の前記円柱部の直径より小径で、第２ボビン部材の前記鍔部が第３ボビン部材の前記円柱部の直径より小径となった異なるサイズで各別に形成され、第２ボビン部材における前記円柱部の１直径方向には、開口面がマイナス形状を呈して第１ボビン部材の挿通を許す方形孔を備え、第３ボビン部材における前記円柱部の直交する２直径方向には、開口面がプラス形状を呈して前記方形孔を介して組み合わされた第１ボビン部材と第２ボビン部材との同時挿通を許す十文字孔を備え、
これら第１ボビン部材と第２ボビン部材と第３ボビン部材とは、前記方形孔と前記十文字孔とを介して相互が３軸方向で直交する配置関係での組合わせを可能に形成したことを最も主要な特徴とする。
【００１１】
この場合、前記第１ボビン部材と前記第２ボビン部材との少なくともいずれか一方と、前記第３ボビン部材との間には、全体の組合せ状態を安定化させるための嵌合部を設けておくのが好ましい。
【００１２】
一方、第２の発明（磁界センサ）は、上記した磁界センサ用ボビンを構成する前記第１ボビン部材と前記第２ボビン部材と前記第３ボビン部材とにおけるそれぞれの前記円柱部には、それぞれの出力電圧が等しくなるように各別に巻線を施して第１コイル体と第２コイル体と第３コイル体を形成するとともに、前記第３コイル体には、前記方形孔を介して組み合わせた前記第１コイル体と前記第２コイル体とを、前記十文字孔を介して組み合わせることでその全体に直交３軸コイルとしての機能を付与したことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、第１ボビン部材は、方形孔を介して第２ボビン部材と交換可能に組み合わせることができ、このようにして組み合わされた第１ボビン部材と第２ボビン部材とは、十文字孔を介して第３ボビン部材とも交換可能に組み合わせることができる。
【００１４】
しかも、第１ボビン部材の円柱部と第２ボビン部材の円柱部と第３ボビン部材の円柱部とには、相互に干渉し合うことのない真円の巻線を施すことができる独立した巻線ルートとしての機能を付与することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、第１ボビン部材と第２ボビン部材との少なくとものいずれか一方と、第３ボビン部材との間には、嵌合部が設けられているので、正しく位置決めして組み合わされた全体形状をより安定的に維持させておくことができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、第１ボビン部材と第２ボビン部材と第３ボビン部材とにおけるそれぞれの円柱部に各別に真円となった巻線を施してそれぞれの出力電圧が等しい第１コイル体と第２コイル体と第３コイル体を形成することができるので、これらの各コイル体を組み合わせることで、各巻線方向を直交させ、かつ、それぞれの中心を一致させた測定精度の高い３軸コイルタイプの磁界センサとして用いることができる。
【００１７】
また、磁界センサを構成する第１コイル体と第２コイル体と第３コイル体とのいずれかに不具合が生じた際には、その組立て手順とは逆の手順を踏んで簡単に分解することができるので、その修理・交換も容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の発明に係る磁界センサ用ボビンの一例を分解した状態で示す斜視図。
【図２】図１に示す磁界センサ用ボビンの組合せ手順を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は第１ボビン部材と第２ボビン部材とを組み合わせた状態を、（ｂ）は（ａ）の組み合わせ状態のもとで第３ボビン部材にさらに組み合わせた状態をそれぞれ示す。
【図３】特許文献１に図１として示されている磁界センサ用ボビンの再掲図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明のうち、第１の発明に係る磁界センサ用ボビンの一例を分解した状態で示す斜視図である。同図によれば、磁界センサ用ボビン１１は、線材巻付け用の円柱部１３，２３，３３の一側端面側と他側端面側とに円柱部１３，２３，３３の直径より大径な鍔部１４，２４，３４がそれぞれ対に配置されてなる厚さの等しい第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２とでその全体が構成されている。
【００２０】
しかも、これら第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２とのそれぞれは、第１ボビン部材１２の鍔部１４が第２ボビン部材２２の円柱部２３の直径よりやや小径で、第２ボビン部材２３の鍔部２４が第３ボビン部材３２の円柱部３３の直径よりやや小径となった異なるサイズのもとで各別に形成されている。
【００２１】
すなわち、図１において最上位に位置している絶縁性合成樹脂材からなる第１ボビン部材１２は、適宜の直径と厚さとが付与されて形成されている円柱部１３に対しその一側端面側と他側端面側とのそれぞれに円柱部１３の直径よりもやや大径な直径が付与された鍔部１４が対となって配置されてその全体が形成されている。
【００２２】
また、図１において中間に位置している絶縁性合成樹脂材からなる第２ボビン部材２２は、第１ボビン部材１２の鍔部１４の直径よりもやや大径な直径が付与されて形成されている円柱部２３に対し、その一側端面側と他側端面側とのそれぞれに円柱部２３の直径よりもやや大径な直径が付与された鍔部２４が対となって配置されてその全体が形成されている。
【００２３】
しかも、第２ボビン部材２２の１直径方向には、その開口面２６がマイナス形状を呈するように一方の鍔部２４から円柱部２３を経て他方の鍔部２４へと貫通させることで、第１ボビン部材１２の挿通を許す方形孔２５が形成されている。
【００２４】
この場合における方形孔２５は、その長さ方向である一方の幅を第１ボビン部材１２の最大直径である鍔部１４の直径よりも若干長い長さとし、他方の幅を第１ボビン部材１２の厚さよりもや若干長い長さとすることで、図２（ａ）に示されているように第１ボビン部材１２をがたつかせることなく第２ボビン部材２２側に確実に導入配置できるようにして形成されている。
【００２５】
また、第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２との間には、図２（ａ）に示すような組合せ状態を安定化させるための嵌合部４２を形成できるようにしておくこともできる。
【００２６】
具体的には、例えば第１ボビン部材１２における各鍔部１４の外表面１４ａ側の円心位置に小突起４３を設け、第２ボビン部材２２における方形孔２５の長さ方向での両側壁面１４ａの縦横方向での中心位置に小突起４３と嵌合する小穴部４４を設けておくなどして、図２（ａ）に示すように組み合わせた際に嵌合部４２を形成できるようにすることで、第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２との組合わせ状態を安定化させておくことができる。
【００２７】
図１において最下位に位置している絶縁性合成樹脂材からなる第３ボビン部材３２は、第２ボビン部材２２の鍔部２４の直径よりもやや大径な直径が付与されて形成されている円柱部３３に対し、その一側端面側と他側端面側とのそれぞれに円柱部３３の直径よりもやや大径な直径が付与された鍔部３４が対となって配置されてその全体が形成されている。
【００２８】
しかも、第３ボビン部材３２の直交する２直径方向には、その開口面３８がマイナス形状を呈するように一方の鍔部３４から円柱部３３を経て他方の鍔部３４へと貫通させることで、組み合わされた状態の第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２との同時挿通を許す十文字孔３５が形成されている。
【００２９】
この場合における十文字孔３５は、図２（ａ）の上側に示すように組み合わされた状態の第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２とのうち、第１ボビン部材１２の挿通を許す短寸孔部３６と、第２ボビン部材２２の挿通を許す長寸孔部３７とで形成されている。
【００３０】
すなわち、十文字孔３５における短寸孔部３６は、その長さ方向である一方の幅を第１ボビン部材１２の最大直径である鍔部１４の直径よりも若干長い長さとし、他方の幅を第１ボビン部材１２の厚さよりもや若干長い長さとすることで、第１ボビン部材１２側をがたつかせることなく第３ボビン部材３２側に確実に導入配置できるようにして形成されている。
【００３１】
また、十文字孔３５における長寸孔部３７は、その長さ方向である一方の幅を第２ボビン部材２２の最大直径である鍔部２４の直径よりも若干長い長さとし、他方の幅を第２ボビン部材２２の厚さよりもや若干長い長さとすることで第２ボビン部材１２側をがたつかせることなく第３ボビン部材３２側に確実に導入配置できるようにして形成されている。
【００３２】
このため、図２（ａ）の上側に示すように組み合わされた状態の第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２とは、図２（ａ）の下側に示す第３ボビン部材３２に対し、第１ボビン部材１２側は短寸孔部３６に、第２ボビン部材２２側は長寸孔部３７に同時に送り込むことで、図２（ｂ）に示すようにその全体を磁界センサ用ボビン１１として組み立てることができる。
【００３３】
また、第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２との間には、図２（ｂ）に示すような組合せ状態を安定化させるために、嵌合部４５を形成できるようにしておくこともできる。
【００３４】
具体的には、例えば第２ボビン部材２２側を第３ボビン部材３２の十文字孔３５における長寸孔部３７に導入した際に、相互に対面する位置関係にある第２ボビン部材２２の各鍔部２４の外表面２４ａには小突起４６を、第３ボビン部材３２の十文字孔３５における長寸孔部３７の両側壁面３７ａには小突起４６と嵌合する小穴部４７をそれぞれ設けておくことで、図２（ｂ）に示すように組み合わせた際に嵌合部４５を形成できるようにすることで、第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２とを磁界センサ用ボビン１１として安定的に組み合わせておくことができることになる。
【００３５】
一方、このような構造を備える磁界センサ用ボビン１１に対し巻線を施して形成される第２の発明である磁界センサ５１について説明すれば、図１に示すよう分解されている第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２におけるそれぞれの円柱部１３，２３，３３に対し、それぞれの出力電圧が等しくなるように各別に巻線（図示せず）が施される。
【００３６】
この場合における巻線は、いずれもそれぞれの鍔部１４，２４，３４の周縁高さを上回らない適宜厚さとなるようにして円柱部１３，２３，３３のそれぞれの周方向に各別に丸く巻き付けることで、それぞれの出力電圧が等しい第１コイル体１９と第２コイル体２９と第３コイル体３９とが形成されることになる。なお、各巻線の両端部側は、それぞれ給電側へと引き出されることになる。
【００３７】
このようにして各別に巻線が施された後の第１コイル体１９と第２コイル体２９と第３コイル体３９とは、既に説明した第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２との組み合わせ手順を経ることで図２（ｂ）に示すような配置関係のもとで組み合わされて磁界センサ５１が形成され、その全体に直交３軸コイルとしての機能を付与することができることになる。
【００３８】
本発明は、このようにして構成されているので、第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２におけるそれぞれの円柱部１３，２３，３３に各別に巻線を施すことで、それぞれの出力電圧が等しい第１コイル体１９と第２コイル体２９と第３コイル体３９として形成することができる。
【００３９】
第１ボビン部材１２側への巻線を終えた第１コイル体１９は、同じく第２ボビン部材２２側への巻線を終えた第２コイル体２９が備える方形孔２５を介して一体的に組み合わされる。
【００４０】
このとき、第１ボビン部材１２と第２ボビン体部材２２との間に嵌合部４２が形成されている場合には、図２（ａ）の上側に示すような組合せ状態をより安定化させておくことができる。
【００４１】
第１コイル体１９と第２コイル体２９とを一体的に組み合わせた後は、図２（ａ）の下側に示されているような位置にあって同じく巻線を終えている第３コイル体３９と組み合わされる。
【００４２】
すなわち、図２（ａ）の上側に示すような関係で組み合わされた第１コイル体１９と第２コイル体２９とは、図２（ａ）の下側に示すような関係にある第３コイル体３９に対し、第１コイル体１９側は短寸孔部３６に、第２コイル体２９側は長寸孔部３７に同時に送り込むことで、図２（ｂ）に示すようような全体形状を呈するように組み立てることができる結果、各巻線の中心位置を一致させて相互が直交する３軸コイルとしての機能を有する磁界センサ５１を形成することができることになる。
【００４３】
しかも、このとき、第２コイル体２９側と第３コイル体３９側との間に嵌合部４５が形成される場合には、図２（ｂ）に示すような組合せ状態を確実に維持させることで、３軸コイルとしての性能をより安定的に発揮させることができる。
【００４４】
すなわち、本発明のうち、第１の発明によれば、第１ボビン部材１２は、方形孔２５を介して第２ボビン部材２２と交換可能に組み合わせることができ、このようにして組み合わされた第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２とは、十文字孔３５を介して第３ボビン部材３２とも交換可能に組み合わせることができる。
【００４５】
しかも、第１ボビン部材１２の円柱部１３と第２ボビン部材２２の円柱部２３と第３ボビン部材３２の円柱部３３とには、相互に干渉し合うことのない真円の巻線を施すことができる独立した巻線ルートとしての機能を付与することができることになる。
【００４６】
また、第１の発明において、第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２との少なくともいずれか一方と、第３ボビン部材３２との間に嵌合部４５が設けられている場合には、正しく位置決めして組み合わされた全体形状をより安定的に維持させておくことができることになる。
【００４７】
一方、第２の発明によれば、第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２とにおけるそれぞれの円柱部１３，２３，３３に各別に真円となった巻線を施してそれぞれの出力電圧が等しい第１コイル体１９と第２コイル体２９と第３コイル体３９とを形成することができるので、これら第１コイル体１９と第２コイル体２９と第３コイル体３９とを組み合わせることで、各巻線方向を直交させ、かつ、それぞれの中心を一致させた測定精度の高い直交３軸コイルタイプの磁界センサ５１として用いることができる。
【００４８】
しかも、磁界センサ５１を構成する第１コイル体１９と第２コイル体２９と第３コイル体３９とのいずれかに不具合が生じた際には、その組立て手順とは逆の手順を踏んで簡単に分解することができるので、その修理・交換も容易に行うことができることになる。
【００４９】
以上は、本発明を図示例に即して説明したものであり、その具体的な内容はこれに限定されるものではない。例えば、第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２との間には嵌合部４２を形成しないで組み合わせるようにすることもできる。また、第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２との間に嵌合部４２が形成される場合において、第１ボビン部材１２側には小穴部を設け、第２ボビン部材２２側には小突起を設けることで嵌合部４２を形成できるようにしてもよい。さらに、第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２との間に形成される嵌合部４５も、第２ボビン部材１２側に小穴部を設け、第３ボビン部材３２側に小突起を設けることで形成できるようにしてももよい。
【００５０】
また、図示例によれば、第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２とは、直径方向でのサイズは異にしているものの、いずれも同じ厚さで形成されているものが示されているが、それぞれに巻線を施して第１コイル体１９と第２コイル体２９と第３コイル体３９とを形成した際にその出力電圧を等しくできるならば、所望に応じて厚さを相互に異にして形成することもできる。さらに、特に必要がなければ、第１ボビン部材１２と第２ボビン部材２２との間の嵌合部４２や、第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２との間の嵌合部４５の形成を省略することもできる。
【００５１】
さらには、嵌合部４５は、第２ボビン部材２２と第３ボビン部材３２との間ではなく、第１ボビン部材１２と第３ボビン部材３２との間に形成することもできる。
【符号の説明】
【００５２】
１１  磁界センサ用ボビン
１２  第１ボビン部材
１３  円柱部
１４  鍔部
１４ａ  外表面
１９  第１コイル体
２２  第２ボビン部材
２３  円柱部
２４  鍔部
２４ａ  外表面
２５  方形孔
２５ａ  側壁面
２６  開口面
２９  第２コイル体
３２  第３ボビン部材
３３  円柱部
３４  鍔部
３５  十文字孔
３６  短寸孔部
３７  長寸孔部
３７ａ  側壁面
３８  開口面
３９  第３コイル体
４２  嵌合部
４３  小突起
４４  小穴部
４５  嵌合部
４６  小突起
４７  小穴部
５１  磁界センサ
【図１】
2014206493.tif 000003
【図２】
2014206493.tif 000004
【図３】
2014206493.tif 000005