(57)【要約】 【課題】  環状ボビンの小型化が可能な、励磁巻線を施した浮力型磁気方位検知素子を提供すること。【解決手段】  環状の空洞を持つ非磁性の環状ボビン１１内にその空洞のほぼ半分を占める液体１３を封入し、液体１３の液面に所要の浮力を持たせて環状コア１２を環状コアケース１６に収納して浮かせ、環状ボビン１１の外周に、導体パターンを具備したフレキシブルなプリント基板（フレキシブル基板）１４を巻きつけて結線することにより励磁巻線とし、更に、そのフレキシブル基板１４を包み、環状ボビン１１の径方向に直交する二つの検出巻線を環状ボビンの中心を通り、交差させて巻回している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に連続する内部空洞を持つ非磁性の環状ボビン内に該空洞のほぼ半分を占める液体を封入し、該液面に所要の浮力を持たせて環状磁性コアを環状コアケースに収納して浮かせ、前記環状ボビンの外周に励磁巻線を巻回し、更に、該励磁巻線を包み、環状ボビンの径方向に互いに直交する二つの検出巻線を環状ボビンの中心を通り、交差させて巻回してなる浮力型磁気方位検知素子において、前記励磁巻線はフレキシブルなプリント基板上に設けた導体によるパターンを巻きつけて構成したことを特徴とする浮力型磁気方位検知素子。
【請求項２】
前記フレキシブルなプリント基板上に設けた導体によるパターンの両端に前記導体の端部を接続してコイルを構成するための接続端子及び接続部を有することを特徴とする請求項１記載の浮力型磁気方位検知素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地磁気を検出して方位を検出するフラックスゲート方式方位計により構成した浮力型磁気方位検知素子に関し、特に、環状ボビン内の液体上に、環状コアケースに収納した環状磁性コアが浮いている浮力型磁気方位検知素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
地磁気の南北東西を検出するように構成したフラックスゲート方式磁気方位計の一つに、特許文献１に記載されているように、浮力型磁気方位検知素子がある。この浮力型磁気方位検知素子の従来の構成の一例を図５に示す。図５（ａ）は正面半断面図、図５（ｂ）は上面図である。図５に示すように、環状コアケース１６に収納した環状磁性コア（以下、環状コアと称す）１２を、非磁性の環状ボビン１１の内部空間に、ほぼ半分を占める液体１３を封入して浮かし、環状ボビン１１の外周にエナメル等で絶縁された金属線を用いて励磁巻線６１を巻回し、さらにその上に検出巻線６２を巻回し形成したものである。このような構造の磁気方位検知素子は特に動揺が激しい装置内で使用する方位検出器で用いられている。
【０００３】
方位検出器は様々な装置で用いられているが、装置の小型化に対する市場要求は大きく、この要求に対応するために浮力型磁気方位検知素子についても小型化が必要となっている。浮力型磁気方位検知素子の場合、その形状は液体を収納した環状ボビン１１の形状でほぼ決定されており、小型化のためには環状ボビン１１の形状を小型化する必要がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２１９７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、環状ボビン１１の励磁巻線６１は、エナメル等で絶縁された金属線をトロイダル巻線機で巻いていた。この場合、環状ボビン１１の小型化を行うと、環状ボビン１１の中心穴６５の形状も必然的に小さくなり、トロイダル巻線機の制約で、巻線が行えないという状況があった。すなわち、環状ボビン１１の中心穴６５の穴径が小さくなると、巻線機において巻線を行う為に予め線材を巻き取るリングが穴の内部に接触してしまうという問題である。
【０００６】
環状ボビン１１の高さがある程度あり、さらに巻線の巻太りにより中心穴６５中の空間が狭まることから中心穴径縮小の影響は大きく、従来技術では、環状ボビンの小型化を行う上で、トロイダル巻線機による制約により励磁巻線の巻線を行える環状ボビンの寸法に制約があった。
【０００７】
本発明の課題は、環状ボビンの小型化が可能な、励磁巻線を施した浮力型磁気方位検知素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するため、本発明の浮力型磁気方位検知素子は、周方向に連続する内部空洞を持つ非磁性の環状ボビン内に該空洞のほぼ半分を占める液体を封入し、該液面に所要の浮力を持たせて環状磁性コアを環状コアケースに収納して浮かせ、前記環状ボビンの外周に励磁巻線を巻回し、更に、該励磁巻線を包み、環状ボビンの径方向に直交する二つの検出巻線を環状ボビンの中心を通り、交差させて巻回してなる浮力型磁気方位検知素子において、前記励磁巻線はフレキシブルなプリント基板上に設けた導体によるパターンを巻きつけて構成している。
【０００９】
さらに、前記フレキシブルなプリント基板上に設けた導体によるパターンの両端に前記導体の端部を接続してコイルを構成するための接続端子及び接続部を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の浮力型磁気方位検知素子は、励磁巻線がエナメル等で絶縁された金属線とトロイダル巻線機とを用いずに、フレキシブルなプリント基板を用いることで、トロイダル巻線機の寸法的な制約にとらわれず、環状ボビンの小型化が可能となる。
【００１１】
本発明によれば、励磁巻線としてのフレキシブルなプリント基板の厚みと所要の巻数を構成する導体パターンの幅寸法のみを考慮して設計すればよいので、環状ボビンの小型化が容易となり、環状ボビンの小型化が可能な、励磁巻線を施した浮力型磁気方位検知素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を以下に図面に基づき説明する。
【００１３】
図１は、本発明による浮力型磁気方位検知素子の一実施の形態を示す正面半断面図、図２はその浮力型磁気方位検知素子の上面図であり、励磁巻線の結線状態を含めて示している。
【００１４】
図１において、環状ボビン１１の構造および形状は、図５に示した従来の浮力型磁気方位検知素子と同様であり、環状の内部空洞を持つ非磁性の環状ボビン１１内にその空間のほぼ半分を占める液体１３を封入し、液体１３の液面に所要の浮力を持たせて環状コア１２を環状コアケース１６に収納して浮かせている。
【００１５】
ここで、本実施の形態では、環状ボビン１１の外周に、導体パターンを具備したフレキシブルなプリント基板（以下、フレキシブル基板と称す）１４を巻きつけて結線することにより励磁巻線とし、更に、そのフレキシブル基板１４を包み、環状ボビン１１の径方向に互いに直交する二つの検出巻線２３を環状ボビンの中心を通り、交差させて巻回している（図２）。
【００１６】
ここで、フレキシブル基板１４は環状ボビン１１上の互いに対向する位置に１対を巻きつけ、それと直交する位置にもう１対を巻きつけ、その合計４個を後に述べる方法で結線することにより環状ボビン１１に施す励磁巻線としている。
【００１７】
フレキシブル基板１４は、接続端子部１４−１、接続部１４−２、導体パターン部１４−３からなり、接続端子部１４−１および接続部１４−２は導体パターン部１４−３を環状ボビン１１に巻きつけた後、端子板３２上で導体パターン部１４−３がコイルを構成するように接続され、そのコイルの終端はリード線用接続ピン３３によりリード線２２に接続される。
【００１８】
図２に示すように、外部より入力する励磁用信号線２１の片側は、１つのフレキシブル基板１４のリード線用接続ピン３３（図１）に接続され、リード線２２により４つのフレキシブル基板１４からなるコイルを直列に接続するようリード線２２で各フレキシブル基板の入出力ピン間の接続を行い、励磁用信号線２１から励磁電流を入力し励磁を行う。
【００１９】
図３は、フレキシブル基板１４および端子板の詳細構造を示す図であり、図３（ａ）はフレキシブル基板１４の正面図、図３（ｂ）はその側面図、図３（ｃ）は導体パターン部１４−３の部分拡大平面図、図３（ｄ）はその拡大断面図、図３（ｅ）は接続部１４−２の部分拡大平面図、図３（ｆ）はその拡大断面図、図３（ｇ）は接続端子部１４−１と端子板３２の部分拡大断面図を示す。
【００２０】
図３に示すように、本実施の形態においては、フレキシブル基板１４の厚さは０．２ｍｍ、接続端子部１４−１の形状は幅４．５ｍｍ、長さ２０ｍｍ、接続部１４−２の形状は幅４.５ｍｍ、長さ１８ｍｍ、導体パターン部１４−３の形状は幅２.８ｍｍ、長さ５２ｍｍである。また、フレキシブル基板１４は、厚さ１００μｍのポリエステルやポリイミドフイルム等の絶縁樹脂３０の両面に導体として５０μｍの銅箔３１を設置したものを材料とし、その銅箔をエッチング法などでパターン化して形成したものである。導体パターン部１４−３に形成されたコイル線幅および線間隔は、ともに０.１ｍｍであり、そのコイル線パターンは絶縁樹脂３０の表裏両面に形成されている。ここでは１つのフレキシブル基板１４での巻数を２６回とするため、１面１３本のコイル線パターンが形成されている。コイル線パターンの両側部には０.１ｍｍの導体のない縁部を設けている。
【００２１】
接続端子部１４−１および接続部１４−２では各コイル線パターンを接続してコイルを構成するためのスルーホール３５および３６がそれぞれ形成されている。図３（ｇ）に示すように、接続端子部１４−１の裏面には厚さ１ｍｍのエポキシ樹脂からなる端子板３２が強度を補うために一体化されており、スルーホール３５にはリード線２２と接続するためのリード線接続用ピン３３と接続部１４−２のコイル線と接続するための接続ピン３４が挿入されている。本実施の形態においては、リード線用接続ピン３３および接続ピン３４はφ０.５ｍｍの金属線を圧入して形成したものである。また接続部１４−２のスルーホール３６には接続ピン３４とのロウ付け用の座３７が形成されている。
【００２２】
図４は、導体パターン部１４−３および接続端子部１４−１、接続部１４−２に形成されたコイル線パターンおよびスルーホール３５および３６（図３）の配線パターンを模式的に示す図である。図４において、ａ１からａ８は接続端子部１４−１の各スルーホールの番号を表し、ｂ１からｂ６は接続部１４−２の各スルーホールの番号を表す。
【００２３】
環状ボビン１１に導体パターン部１４−３が巻回され折り返されて、接続端子部１４−１と接続部１４−２が接続ピン３４により接続される場合、図４において、各スルーホールは、ｂ１とａ２、ｂ２とａ３、ｂ３とａ４、ｂ４とａ５、ｂ５とａ６、ｂ６とａ７がそれぞれ接続ピン３４で結合される。この結果、配線の接続は、ａ１→ｂ１→ａ２→ｂ２→ａ３→ｂ３→ａ４→ｂ４→ａ５→ｂ５→ａ６→ｂ６→ａ７→ａ８のように結線され、６回巻きのコイルが形成される。
【００２４】
図４は、配線の説明のために示したものであるが、本実施の形態においては、同様な接続により表のパターンで１３回巻き、裏面のパターンで１３巻き、合計２６回巻きのコイルが形成される。なお、表と裏のパターンに対応するスルーホールは分離して設けられ、表側の巻き終わりと裏側の巻き始めの配線が接続されるよう形成されている。
【００２５】
なお、本実施の形態での環状ボビン１１の高さは２０ｍｍ、環状ボビンの外径は２２ｍｍ、環状ボビンの内径は５.５ｍｍ、励磁巻線幅は２.８ｍｍであり、小型の浮力型磁気方位検知素子を構成している。
【００２６】
以上述べたように、本発明により環状ボビンの小型化が可能な、励磁巻線を施した浮力型磁気方位検知素子が得られる。
【００２７】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、環状ボビンの形状や構造、フレキシブル基板の構成、形状、材質および形成されたコイルパターンの形状などは目的とする浮力型磁気方位検知素子の特性、形状などに合わせて設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による浮力型磁気方位検知素子の一実施の形態を示す正面半断面図。
【図２】本発明による浮力型磁気方位検知素子の一実施の形態の上面図。
【図３】フレキシブル基板および端子板の詳細構造を示す図、図３（ａ）はフレキシブル基板の正面図、図３（ｂ）はその側面図、図３（ｃ）は導体パターン部の部分拡大平面図、図３（ｄ）はその拡大断面図、図３（ｅ）は接続部の部分拡大平面図、図３（ｆ）はその拡大断面図、図３（ｇ）は接続端子部と端子板の部分拡大断面図。
【図４】導体パターンおよび接続端子部、接続部に形成されたコイル線パターンおよびスルーホールの配線パターンを模式的に示す図。
【図５】浮力型磁気方位検知素子の従来の構成の一例を示す図。図５（ａ）は正面半断面図、図５（ｂ）は上面図。
【符号の説明】
【００２９】
６      スルーホールの番号
１１    環状ボビン
１２    環状コア
１３    液体
１６    環状コアケース
１４    フレキシブル基板
１４−１    接続端子部
１４−２    接続部
１４−３    導体パターン部
２１    励磁用信号線
２２    リード線
２３、６２    検出巻線
３０    絶縁樹脂
３１    銅箔
３２    端子板
３３    リード線用接続ピン
３４    接続ピン
３５、３６    スルーホール
３７    ロウ付け用の座
６５    中心穴
６１    励磁巻線
ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５、ａ６、ａ７、ａ８、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、ｂ
６      スルーホールの番号
【図１】
2008039409.tif 000003
【図２】
2008039409.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008039409.tif 000006
【図５】
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