JPH03179212A - 地磁気センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用ナビゲーション装置などの方位センサ
として用いられる地磁気センサに関する。

［従来の技術〕 従来の地磁気センサは、第５図に示すように、高透磁率
のリング状コアｌに励磁コイル２を巻くとともに、リン
グ状コア１の外周に２つのセンスコイル３ａ、３ｂを直
交配置し、励磁コイル２に常時数ＫＨｚ程度の励磁電流
を流して励磁することにより、センスコイル３ａ、３ｂ
に電［８３１による誘起電圧を発生するようにしたもの
である。

外部磁界すなわち地磁気が全く存在しない状態では、リ
ング状コア１内の磁束はリング内のどの位置においても
均等でバランスしており、センスコイル３ａ、３ｂとの
磁束鎖交数は零であり、誘起電圧は発生しない。地磁気
センサが地磁気中に置かれると、地磁気がリング状コア
１内の磁束に重畳されるため、その時の地磁気の方向に
応じてリング状コアｌ内の磁束が場所により磁気飽和し
てアンバランス状態となる。この結果、センスコイル３
ａ、３ｂには地磁気の方向に応した磁束鎖交数が生して
誘起電圧が発生する。このセンスコイル３ａ、３ｂに発
生ずる誘起電圧は、その時の地ｉｆｆ気とセンスコイル
との交差角に比例した値となるので、センスコイル３ａ
、３ｂの誘起電圧の比からその時の車両の進行方位を検
出することができる。なお、図示は略したが、実際の製
品としての地ル！マ気センサは、その全体をプラスデッ
ク。

非鉄金属などの非磁性材のケース内に収納され、１個の
製品として仕上げられている。

上記地磁気センサ（以下、地磁気センサ全体を符号４で
示す）を車両用ナビゲーション装置の方位センサとして
用いる場合、第６図に示すように、車の屋根５の裏面（
室内側）φ央付近に取り付けるのが普通である。これは
、屋根５は他の部分に比べて広くて均一な構造をしてい
るため、地磁気の流れ方が平行で安定しており、車を一
回転して得られる磁気円が比較的真円に近く、車の進行
方向と横方向の感度差が少ないことなどによるものであ
る。

〔発明が解決しようとする課題） しかし、上記した従来の地磁気センサの場合、第６図に
示すように、車が踏切を通過する際などに架線６による
直流強磁界Φ。、を受＆Ｊると、この直流強磁界のため
に鋼板でできた車体の屋根５が磁界の方向に着磁する。

このため、この着磁後は、７図に示すように、車の屋根
５が一種の永久磁石として作用し、地磁気センサ４には
本来の地磁気の他に、この車体着磁による磁気も流れる
ようになる。この結果、地磁気センサ４の出力電圧は第
８図に示すようにオフセットを生し、正確な方位を検出
できなくなるという欠点があった。

上記した車体の着磁による影響を取り除くには、車を一
回転してそのオフセット量とオフセント方向を検出し、
その検出結果を基に回路的な演算処理により方位を補正
したり、あるいは他の方位センサの出力やＣＲＴ画面上
に表示されたナビゲーション装置の地図データを参照し
て方位を補正するなどの処置を行う必要があり、補正用
の演算回路や補正作業が必要になるという問題があった
。

本発明は、上記事情に基づきなされたもので、その目的
とするところは、車体が着磁してもその影響をなくし、
常に正確な方位の検出を行うことのできる地磁気センサ
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、地磁気を水平面内
で互いに直交する２成分に分解して検出するようにした
地磁気センサにおいて、磁性材からなる磁気補正板を地
磁気センサの外周囲に地磁気センサと僅かの間隙をおい
て水平に配置したものである。

なお、■１気補正板と地磁気センサの垂直方向の相対的
位置を調整可能とし、さらに、磁気補正板を車両の地磁
気センサ取り付け位置付近の鋼板と磁気的に等しい部材
で形成すれば、より好ましいものとなる。

〔作　用〕

踏切通過時などにおいて、地磁気センサを取り付けた位
置付近の車体構成部材、例えば、前述した車の屋根が着
磁すると、これと同時に地磁気センサの外周囲に水平に
配置した磁性材からなる磁気補正板も着磁する。このた
め、地磁気センサに流れる車体着磁による磁束と磁気補
正板の着磁による磁束とが逆方向となって相殺され、車
体着磁の影響がなくなるか、あるいは極めて小さなもの
とな、す、車体が着磁した場合においても方位を正確に
検出することができる。

なお、地磁気センサと磁気補正板の垂直方向の相対的な
位置関係を調整可能とした場合、その位置を調整するこ
とにより磁束をより確実に相殺することができる。

また、磁気補正板を車両の地磁気センサ取り付け位置付
近の鋼板と磁気的に等しい部材で形成した場合、両者の
磁気特性が等しくなるので、磁束をさらに完全に相殺す
ることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例につき説明する。

第１図は本発明の地磁気センサの第１の実施例の要部構
造を示す斜視図、第２図はその断面図である。なお、第
５図および第６図において説明した従来の地磁気センサ
と同一の構成部材については同一の符号を付してその説
明を省略する。

前述したリング状コア１．励磁コイル２およびセンスコ
イル３ａ、３ｂなどの地磁気センサの主要構成部品は、
プラスチックあるいは非鉄金属などの非磁性材からなる
ケース７内に収容されている。ケース７の外周囲には、
全体をシンバル状に形成され、かつその中央にセンサ挿
通穴８を開口した磁気補正板９が水平に配置されており
、地磁気センサ４はこのセンサ挿通穴８内に位置して上
下方向に挿入されている。上記シンバル状の磁気補正板
９は、外部磁界によって着磁可能な所定材質のｆｊｆ性
材からなる。例えば、車の屋根の裏面（室内側）に地磁
気センサを取り付ける場合を例にとると、最も望ましく
は、車の屋根と同じ鋼板を用いて作られる。

さらに、上記シンバル状の磁気補正板９は、複数本のネ
ジＩＯによってケース７の基台１１に取り付けられてい
る。磁気補正板９側の取り付け穴１２はネジ溝とされ、
一方、基台ｌｌ側の取り付け穴１３はネジ溝のないスル
ーホールとされている。したがって、各ねし１０を回す
ことにより、磁気補正板１０を地磁気センサ４に対して
上下方向に自在に移動調整することができる。なお、各
ネジ１０にはその周囲にバネ１４が縮設されており、該
バネ力によって地磁気センサ４と磁気補正板９の相対的
な位置関係が狂うことのないようにされている。

上記構造になる本発明の地磁気センサは、第２図に鎖線
で示すように、シンバル状の磁気補正板９の上周面を接
着剤などで接合することにより、目的とする車の屋根５
の裏面に取り付けられる。

次に、上記構造になる本発明の地磁気センサの作用を第
３図の模式図を用いて説明する。

いま、踏切通過時の架線の直流強磁界ΦＤＣ（第６図参
照）により、車の屋根５がその右端をＮ極に、左端をＳ
極に着磁されたものとする。このとき、地磁気センサ４
の周りに配置した磁気補正板９も同時に同し直流強磁界
Φ９．中にさらされる。

この結果、磁気補正板９も着磁し、図中に示すように、
地磁気センサ４と対面するセンサ挿通穴８の左端縁側が
Ｎ極に、また右端縁側がＳ極に着磁する。

地磁気センサ４内のリング状コアｌ　（図示路。

第５図を参照）を貫いて流れる屋根５の着磁による磁束
をΦ１、磁気補正板９の着磁による磁束をΦ２とすると
、このΦ、とΦ２は逆方向に流れ、お互いの磁束を相殺
する方向に作用することが分かる。したがって、ねじ１
０を回し、磁気補正板９の着磁による磁束Φ２が屋根５
の着磁による磁束Φ１を打ち消すように地磁気センサ４
と磁気補正板９の上下方向の相対的な位置を調整すれば
、屋根５の着磁による影響をなくすことができる。

なお、車の組立製造時に地磁気センサを取り付ける場合
には、−度良い位置を決めてしまえば、以後は同し車種
ならば位置調整機構を不要とすることもできる。

第４図は本発明の地磁気センサの他の実施例を示す。こ
の第４図の地磁気センサは、磁気補正板９ａを完全な平
板のドーナツ盤状に形威し、接着剤などによりケース７
を車の屋根５へ直接取り付けるようにしたものである。

以上述べた実施例は、磁気補正板９，９ａの平面形状を
円形としたが、設計仕様に応じて他の任意の平面形状を
採用し得ることは当然である。また、磁気補正板９，９
ａの断面形状も、磁気補正板の着磁による磁束が地磁気
センサを貫くように作用する限りにおいて、任意の形状
を採用し得ることは当然である。

さらに、上記実施例は、２つの直交するセンスコイルを
用いた第５図に示す如き構造の地磁気センサの場合につ
いてのみ説明したが、それ以外の地磁気センサ、例えば
、ＭＲ素子を用いた地磁気センサなどにも同様に適用で
きるものである。

（発明の効果〕 以上述べたところから明らかなように、本発明の地磁気
センサによるときは、踏切通過などによって地磁気セン
サ取り付け位置付近の車体構成部材が着磁しても、その
着磁の影響をなくすことができ、常に正確な方位の検出
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の地磁気センサの第１の実施例の斜視図
、 第２図は上記第１実施例の断面図、 第３図は上記第１実施例の作用説明図、第４図は本発明
の地磁気センサの第２の実施例の断面図、 第５図は従来の地磁気センサの内部構造を示す斜視図、 第６図は踏切における自動車の車体着磁の説明図、 第７図は従来の地磁気センサへの車体着磁の影響の説明
図、 第８図は踏切の通過前後における従来の地磁気センサの
出力電圧特性図ある。 ■・・・リング状コア、２・・・励磁コイル、３ａ、３
ｂ・・・センスコイル、４・・・地磁気センサ、９，９
ａ・・・磁気補正板、１０・・・位置調整用のネジ、Φ
１・・・車体（屋根）着磁による磁束、Φ２・・・磁気
補正板の着磁よる磁束。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）地磁気を水平面内で互いに直交する２成分に分解
   して検出するようにした地磁気センサにおいて、 磁性材からなる磁気補正板を地磁気センサの外周囲に地
   磁気センサと僅かの間隙をおいて水平に配置したことを
   特徴とする地磁気センサ。
2. （２）磁気補正板と地磁気センサの垂直方向の相対的位
   置を調整可能としたことを特徴とする請求項（１）記載
   の地磁気センサ。
3. （３）磁気補正板を車両の地磁気センサ取り付け位置付
   近の鋼板と磁気的に等しい部材で形成したことを特徴と
   する請求項（１）または（２）記載の地磁気センサ。