(57)【要約】【課題】機械的振動衝撃に強く長寿命で、かつ、簡易化すること。【解決手段】フェライトコア４の軟磁性体の磁気による変化をコイル９で読み取り、インダクタンス検出器である発振回路１０で検出するようにしている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の磁界により磁化され、周囲の磁界を除くことにより磁化を失う軟磁性材料を微細に粉砕して固形化したコアと、このコアの周囲または近傍に配置されたコイルまたはコイル成分と、このコイルまたはコイル成分のインダクタンスを測定するインダクタンス検出器とを備えた磁気検出器。
【請求項２】
コアはフェライトコアとした請求項１記載の磁気検出器。
【請求項３】
コア及びコイルは、昇圧コイル、ノイズ防止用コイル、チョークコイル、チップコイル等のインダクタンス素子とした請求項１または２記載の磁気検出器。
【請求項４】
コイル成分はプリント配線板のパターン、または半導体のパターンである請求項１、２または３記載の磁気検出器。
【請求項５】
コアはプリント配線板または半導体に塗布するようにして形成した請求項１〜４のいずれか１項記載の磁気検出器。
【請求項６】
コイル成分は積層コイルである請求項１〜５のいずれか１項記載の磁気検出器。
【請求項７】
コイルを発振回路の一部に設けた請求項１〜６のいずれか１項記載の磁気検出器。
【請求項８】
コアとは別に検出しようとする磁気の影響を受けないようにされ、かつ同等の性質を有するもうひとつのコアを設けた請求項１〜７のいずれか１項記載の磁気検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の磁気検出器はリードスイッチ、ＭＲセンサー、ホール素子が一般的であった。リードスイッチはリードスイッチに磁石を近づけることによりリードスイッチ全体が磁化され、開かれている終端の接点がＮ極とＳ極に磁化されるので吸着して接点を閉じる原理によるものである。この接点は微少距離を保った上不活性ガスの入ったガラス管に封入されている。
【０００３】
また、ＭＲセンサーは磁界によって半導体中の電子の移動距離が長くなり、電気抵抗が変わることを利用したものである。さらにまた、ホール素子は磁界により半導体中にホール電圧が発生することを利用したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のリードスイッチでは、機械的なスイッチで接点間隔も微少距離を保つ必要があり、衝撃や振動に対して故障が多く、接点寿命も限られたものがあった。また、ＭＲセンサーやホール素子は機械的寿命が長い反面、磁界による変化量が一般的な磁石を近づけても１％以下と僅かであるため、増幅回路等周辺回路が複雑となるとともに、半導体の性質上省電力が要求される電池機器等では消費電流も多いという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためフェライトコア等が周辺磁界により磁化されて磁気飽和する特性の変化を利用したものである。すなわち、周囲の磁界により磁化され、周囲の磁界を除くことにより磁化を失う軟磁性材料を微細に粉砕して固形化したコアと、このコアの周囲または近傍に配置されたコイルまたはコイル成分と、このコイルまたはコイル成分のインダクタンスを測定するインダクタンス検出器を備えたものである。
【０００６】
上記発明によればフェライトコア等が磁界により特性を変化するため、その周囲に巻かれたコイルのインダクタンスが変化し、このインダクタンスの変化を検出することにより磁気を検出することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に係る磁気検出器は、軟磁性材料を微細に粉砕して固形化したコアと、このコアの周囲または近傍に配置されたコイルまたはコイル成分と、このコイルまたはコイル成分のインダクタンスを測定するインダクタンス検出器を有する。
【０００８】
そして、周囲磁界によりコアが特性を変化し、それに応じてコイルまたはコイル成分がインダクタンスを変化し、この変化をインダクタンス検出器が検出するため、周囲磁界を検出することができる。
【０００９】
本発明の請求項２に係る磁気検出器はフェライトコアを有する。そして、フェライトコアが周囲の磁界により特性を変化するため、磁気を検出することができる。
【００１０】
本発明の請求項３に係る磁気検出器は、昇圧コイル、ノイズ防止用コイル、チョークコイル、チップコイル等のインダクタンス素子を有する。そして、インダクタンス素子のコアの周囲磁界変化でコアの巻き線のインダクタンスを変えるため、磁気を検出することができる。
【００１１】
本発明の請求項４に係る磁気検出器はにプリント配線板または半導体にパターン化されたコイル成分を有する。コアが磁気により特性を変えることによりこのコイル成分がインダクタンスを変えるため、磁気を検出することができる。
【００１２】
本発明の請求項５に係る磁気検出器は、プリント配線板または半導体に塗布したコアを有する。そして、このコアが磁気により特性を変え、コイルがインダクタンスを変えるため、磁気を検出することができる。
【００１３】
本発明の請求項６に係る磁気検出器はそのコイルが積層コイルである。コアが磁気により特性を変えることによりこの積層コイルがインダクタンスを変えるため、磁気を検出することができる。
【００１４】
本発明の請求項７に係る磁気検出器はそのコイルを発振回路の一部に設けたものである。そして、磁気によりそのコイルのインダクタンスが変化し、発振定数が変化し、発振の状態が変化するため、その発振の状態を確認することにより磁気を検出することができる。
【００１５】
本発明の請求項８に係る磁気検出器は磁気検出用のコアとは別に検出しようとする磁気の影響を受けないようにされた同等の性質を有するコアを有する。そして、この別のコアは温度や地磁気や他のノイズ等の外乱を相殺して検出しようとする磁気の検出精度を高める。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１としての構成を示す回路図であり、図２はその特性図である。図１において、１は電池（３Ｖ）、２は抵抗（１ＭΩ），３は検出しようとする一般的な磁石、４は軟磁性体である酸化鉄の粉を加圧して固形化したフェライトコア、５は抵抗（１０ｋΩ）、６はトランジスタ、７はマイコン、８はトランジスタ内の寄生コンデンサ、９はフェライトコアの外周に巻かれたコイル、１０はインダクタンス検出器である発振回路を示す。フェライトコア４とコイル９は一体物で一般的なノイズ防止用コイルを用いたものである。図２は縦方向にコイルのインダクタンス、横方向に図１の磁石とフェライトコアの距離を示す。
【００１８】
次に動作、作用について説明すると、図２において、磁石３とフェライトコア４の端面の距離が１５ｍｍ以上の場合、すなわち磁界がない場合はコイル９のインダクタンスは約１００ｍＨである。この時、図１の発振回路１０は２Ｖで１ＭＨｚの発振を行う。発振回路１０は一般的なコルピッツ発振回路でコイル９とトランジスタ内のコンデンサ８で構成される。次に、磁石３とフェライトコア４の距離が５ｍｍ以下の場合、すなわち磁界が十分ある場合はコイル９のインダクタンスは約７ｍＨである。
【００１９】
この時、図１の発振回路１０は発振を停止する。従って、マイコン７により発振電圧の有無を確認することにより磁界があるか否かを検出することができる。このように一般的な磁石を近づけることにより１００から７ｍＨと変化量が９０％以上変化する（ＭＲセンサー、ホール素子は１％以下）。また、磁石３とフェライトコア４の距離が５ｍｍから１０ｍｍの場合、発振電圧がＯＶから２Ｖに変化する。従って、この電圧をマイコン等で読み取ることにより磁界の強さも検出することができる。
【００２０】
本実施例では電池（３Ｖ）１と直列の抵抗２を１ＭΩとし、消費電流はピークで３μＡである。従来のＭＲセンサーやホールＩＣ等半導体素子に比べ１／１０以下である。本考案はコアの磁気的変化をコイルにより検出するものであるので、従来のように半導体に一定以上の電流を流す必要がなく、実際上では検出するトランジスタ６の動作可能な値まで少なくすることが可能である。
【００２１】
なお、実施例において軟磁性材料のコアとしてはフェライトコアとしたが、センダストコアやアモルファスコアあるいはマグネタイトやガンマヘマタイト等の軟磁性体に近いものとすることもできる。また、本実施例ではインダクタンスが１００ｍＨのノイズ防止用コイルで説明したが、インダクタンス数μＨ小型のチップコイルなども同様の変化率を示す。また、コイル成分をプリント基板のパターンで作成しても同様である。
【００２２】
また、コアも印刷工法等で塗布することにより小型化が可能である。更に、これらをＩＣ化すればひとつの磁気センサーとしての実施が可能である。また、本実施例ではインダクタンス検出器を発振回路で説明したが、その他の一般的なインダクタンス測定方法が可能である。例えば、コイルを別の発振器で励磁して例えば同調増幅し、ＡＭ検波により電圧信号として測定する方法や、正帰還をかけての検出もある。そして、これらのいずれもＩＣ化が可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に係る磁気検出器は軟磁性材料を微細に粉砕して固形化したコアと、このコアの周囲または近傍に配置されたコイルまたはコイル成分と、このコイルまたはコイル成分のインダクタンスを測定するインダクタンス検出器とからなる構成としているので、従来のリードスイッチと比べメカニカル接点がないので機械的振動衝撃に対して強く半永久的な寿命を有する。また、ＭＲセンサーやホール素子に比べ半導体ではなく軟磁性材料とコイルの組み合わせであるので構造が簡単で、かつ磁界が有りと無しの変化比率が９０％以上と高く、磁気センサとしての性能が高い。さらにまた、増幅回路等周辺回路も簡単となり消費電流も少なくできる。という効果がある。
【００２４】
また、請求項２に係る磁気検出器のコアはフェライトコアとしているので、一般的な材料で安価で信頼性が高く、かつ磁界が有りと無しの変化比率が高いという効果がある。
【００２５】
また、請求項３に係る磁気検出器は昇圧コイル、ノイズ防止用コイル、チョークコイル、チップコイル等のインダクタンス素子としているので、フェライトコアとコイルの組み合わせで多量に生産されており、新たに磁気センサを製作せずに流用が可能で共用化、省力化、省資源化が可能であるという効果がある。
【００２６】
また、請求項４に係る磁気検出器はプリント配線板のパターンまたは半導体のパターンでコイル成分とする構成としているので、小型化が可能でかつ巻き線が不要で省スペース化、省資源化、製造簡易化という効果がある。
【００２７】
また、請求項５に係る磁気検出器はコアをプリント配線板または半導体に塗布する構成としているので、小型化が可能でかつ製造が簡易でトリミング等で特性も調整し易い。
【００２８】
また、請求項６に係る磁気検出器は、積層コイルで構成されるので更に小型化が可能である。特にコア成分とコイル成分を交互に積層することにより、更に製造が簡易でトリミング等で特性も調整し易い。
【００２９】
また、請求項７に係る磁気検出器はコイルを発振回路の一部に設けたものであるので少ない部品で簡単に磁気の有無、大きさ等を検出することができ、かつ、増幅回路も不要で省電流化も可能である。
【００３０】
また、請求項８に係る磁気検出器は磁気検出用のコアとは別に検出しようとする磁気の影響を受けないようにされた同等の性質を有するコアを備えているので、この別のコアは温度や地磁気や他のノイズ等の外乱を相殺し、検出しようとする磁気の検出精度を高めるので簡単に磁気の有無、大きさ等を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における磁気検出器の構成を示す回路図
【図２】同磁気検出器の特性図
【符号の説明】
３　磁石
４　フェライトコア
６　トランジスタ
９　コイル
１０　発振回路
【図１】
2004101318.tif 000003
【図２】
2004101318.tif 000004