特開 2023-154241 磁気測定センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023154241

(43)【公開日】2023-10-19

(54)【発明の名称】磁気測定センサ

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/02 20060101AFI20231012BHJP

   G01R 33/12 20060101ALI20231012BHJP

【ＦＩ】

G01R33/02 A

G01R33/12 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022063442

(22)【出願日】2022-04-06

(71)【出願人】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】細井 勉

(72)【発明者】

【氏名】金原 匡隆

(72)【発明者】

【氏名】田中 良行

(72)【発明者】

【氏名】米山 祐輔

【テーマコード（参考）】

2G017

【Ｆターム（参考）】

2G017AA07

2G017AD04

2G017AD53

(57)【要約】

【課題】構造の簡素化を図ることができる磁気測定センサを提供すること。
【解決手段】磁気測定センサ１は、センサ基材部２と、３本の探針３と、を有する。探針３は、センサ基材部２に固定された固定端部３４から先端側へ突出する。探針３の突出側から見たとき、３本の探針３のそれぞれの先端が、三角形の頂点に位置するように、探針３が配置されている。測定対象に磁界を印加するとともに、３本の探針３を測定対象に当接させる。この状態において、３本の探針３のうち、第１探針３１と第２探針３２との間の電位差と、第１探針３１と第３探針３３との間の電位差とをそれぞれ測定する。これにより、磁気測定センサ１は、測定対象における、互いに直交する２方向の磁束密度を測定できるよう構成されている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサ基材部（２）と、
該センサ基材部に固定された固定端部（３４）から先端側へ突出する３本の探針（３）と、を有し、
上記探針の突出側から見たとき、上記３本の探針のそれぞれの先端が、三角形の頂点に位置するように、上記探針が配置されており、
測定対象（９）に磁界を印加するとともに、上記３本の探針を上記測定対象に当接させた状態において、上記３本の探針のうち、第１探針（３１）と第２探針（３２）との間の電位差と、上記第１探針と第３探針（３３）との間の電位差とをそれぞれ測定することにより、上記測定対象における、互いに直交する２方向の磁束密度を測定できるよう構成されている、磁気測定センサ（１）。

【請求項2】

上記探針の突出方向の長さ（Ｌ１）は、上記探針の突出側から見たときの上記探針間の距離（Ｌ２）よりも短い、請求項１に記載の磁気測定センサ。

【請求項3】

上記探針の突出方向の長さは、上記探針の径（Ｌ３）以下である、請求項２に記載の磁気測定センサ。

【請求項4】

上記３本の探針のそれぞれに電気的に接続される複数の配線（４）が設けられたフレキシブル配線基板（４０）を有し、上記探針は、上記フレキシブル配線基板に直接接続されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の磁気測定センサ。

【請求項5】

上記フレキシブル配線基板の厚み方向から見たとき、少なくとも２本の上記配線同士が、互いに重なっている、請求項４に記載の磁気測定センサ。

【請求項6】

上記センサ基材部には弾性部材（５）が固定されており、該弾性部材は、上記センサ基材部と上記固定端部との間に介在しているか、又は上記センサ基材部の基端側面（２１）に固定されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の磁気測定センサ。

【請求項7】

上記探針は、上記センサ基材部に直接固定されており、上記弾性部材は、上記センサ基材部の上記基端側面に固定されている、請求項６に記載の磁気測定センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気測定センサに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に開示されているように、電動機等の磁心を構成する電磁鋼板の磁束密度を測定する磁気測定センサが知られている。特許文献１に記載の磁気測定センサは４本の探針を有する。この４本の探針は、２本の探針を１組の測定部とすることにより、２組の測定部を構成している。これにより、特許文献１に記載の磁気測定センサは、電磁鋼板における２方向の磁束密度を測定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－２７４７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の磁気測定センサは４本の探針を用いて測定を行う。４本すべての探針を電磁鋼板に確実に当接させるためには、種々の機構が必要となる場合がある。それゆえ、特許文献１に記載の磁気測定センサは、構造が複雑になりやすい。そのため、構造の簡素化の観点から、更なる改善の余地があるといえる。

【0005】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、構造の簡素化を図ることができる磁気測定センサを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、センサ基材部（２）と、
該センサ基材部に固定された固定端部（３４）から先端側へ突出する３本の探針（３）と、を有し、
上記探針の突出側から見たとき、上記３本の探針のそれぞれの先端が、三角形の頂点に位置するように、上記探針が配置されており、
測定対象（９）に磁界を印加するとともに、上記３本の探針を上記測定対象に当接させた状態において、上記３本の探針のうち、第１探針（３１）と第２探針（３２）との間の電位差と、上記第１探針と第３探針（３３）との間の電位差とをそれぞれ測定することにより、上記測定対象における、互いに直交する２方向の磁束密度を測定できるよう構成されている、磁気測定センサ（１）にある。

【発明の効果】

【0007】

上記磁気測定センサは、３本の探針を測定対象に当接させることによって、測定対象における、互いに直交する２方向の磁束密度を測定できるよう構成されている。探針が３本である場合、これらすべてを測定対象に確実に当接させることは比較的容易となる。それゆえ、磁気測定センサの構造を簡素化することができる。

【0008】

以上のごとく、上記態様によれば、構造の簡素化を図ることができる磁気測定センサを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１における、磁気測定センサを、Ｙ方向から見た図であって、図２のI矢視図。

【図2】実施形態１における、磁気測定センサを、探針の突出側から見た図であって、図１のII矢視図。

【図3】実施形態１における、磁気測定センサを、電磁鋼板側へ押圧する様子を示す図。

【図4】実施形態１における、Ｘ方向の磁束とＹ方向の磁束とを示す図。

【図5】実施形態２における、磁気測定センサを、Ｙ方向から見た図であって、図６のV矢視図。

【図6】実施形態２における、磁気測定センサを、探針の突出側から見た図であって、図５のVI矢視図。

【図7】実施形態３における、磁気測定センサを、Ｙ方向から見た図であって、図８のVII矢視図。

【図8】実施形態３における、磁気測定センサを、探針の突出側から見た図であって、図７のVIII矢視図。

【図9】実施形態３における、治具によって、磁気測定センサを電磁鋼板側へ押圧した状態を示す図であって、図１０のIX矢視図。

【図10】図９のＡ矢視図。

【図11】実施形態４における、磁気測定センサを、Ｙ方向から見た図であって、図１２のXI矢視図。

【図12】実施形態４における、磁気測定センサを、探針の突出側から見た図であって、図１１のXII矢視図。

【図13】図１２から、第１配線を除いた図。

【図14】図１２のXIV－XIV線矢視断面図。

【図15】実施形態５における、磁気測定センサを、探針の突出側から見た図。

【図16】実施形態６における、磁気測定センサを、Ｙ方向から見た図であって、図１７のXVI矢視図。

【図17】実施形態６における、磁気測定センサを、探針の突出側から見た図であって、図１６のXVII矢視図。

【図18】実施形態７における、磁気測定センサを、探針の突出側から見た図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施形態１）
磁気測定センサに係る実施形態について、図１～図４を参照して説明する。
本形態の磁気測定センサ１は、図１、図２に示すごとく、センサ基材部２と、３本の探針３と、を有する。探針３は、センサ基材部２に固定された固定端部３４から先端側へ突出する。図２に示すごとく、探針３の突出側から見たとき、３本の探針３のそれぞれの先端が、三角形の頂点に位置するように、探針３が配置されている。

【0011】

図３に示すごとく、測定対象９に磁界を印加するとともに、３本の探針３を測定対象９に当接させる。この状態において、３本の探針３のうち、第１探針３１と第２探針３２との間の電位差と、第１探針３１と第３探針３３との間の電位差とをそれぞれ測定する。これにより、磁気測定センサ１は、測定対象９における、互いに直交する２方向の磁束密度を測定できるよう構成されている。

【0012】

本形態の磁気測定センサ１は、例えば、電気自動車用の電動機やリアクトル等の磁心における磁束密度を測定する手段として用いることができる。

【0013】

本形態において、測定対象９は、電動機の磁心である。そして、電動機を駆動状態とし、当該電動機の磁心に磁気測定センサ１の探針３を当接させることにより、電動機の磁心の磁束密度を測定する。

【0014】

電動機の磁心は、図３に示すごとく、複数の電磁鋼板９１を積層してなる。図３の矢印Ｐに示すごとく、磁気測定センサ１を、電磁鋼板９１に対し、電磁鋼板９１の積層方向に押圧することにより、探針３を電磁鋼板９１の基端面９１１に当接させる。これにより、探針３を電磁鋼板９１に電気的に接触させ、測定対象９の電磁鋼板９１における、互いに直交する２方向の磁束密度を測定する。本明細書において、この互いに直交する２方向を、それぞれＸ方向及びＹ方向という。また、電磁鋼板９１に対し磁気測定センサ１を押圧する方向を押圧方向Ｚという。また、押圧方向Ｚと平行な方向において、磁気測定センサ１が電磁鋼板９１に当接する側を先端側、その反対側を基端側というものとする。また、本形態において、Ｘ方向及びＹ方向は、それぞれ、電磁鋼板９１の基端面９１１に平行な方向であって、押圧方向Ｚに直交する方向でもある。

【0015】

本形態において、磁気測定センサ１は、探針３を３本のみ有する。探針３は、押圧方向Ｚに沿って突出している。３本の探針３は、押圧方向Ｚにおいて、それぞれの先端が互いに同等の位置となるように、配置されている。また、探針３の先端は、センサ基材部２の先端よりも先端側に位置している。

【0016】

図２に示すごとく、探針３の突出側から見たとき、３本の探針３のそれぞれの先端が正三角形の頂点に位置するように、探針３が配置されている。探針３の突出側から見たとき、第１探針３１と第２探針３２との間の距離、第１探針３１と第３探針３３との間の距離、第２探針３２と第３探針３３との間の距離は、互いに同じ距離となっている。また、第１探針３１と第２探針３２との並び方向は、Ｘ方向となっている。

【0017】

また、センサ基材部２は、図１、図２に示すごとく、第１基材部２２と第２基材部２３とを有する。第１基材部２２に、探針３が固定されている。また、第２基材部２３の先端部には、後述する電界強度測定部６が固定されている。第２基材部２３は、第１基材部２２の先端側面２２１から先端側へ立設している。また、第２基材部２３は、図２に示すごとく、探針３の突出側から見たとき、３本の探針３の先端すべてを通る仮想円（図示略）の内側に収まるように形成されている。第１基材部２２と第２基材部２３とは、それぞれ略四角柱形状を有する。本形態において、センサ基材部２は、剛性が高いプラスチックからなる。

【0018】

センサ基材部２には弾性部材５が固定されている。弾性部材５は、センサ基材部２と固定端部３４との間に介在しているか、又はセンサ基材部２の基端側面２１に固定されている。本形態において、弾性部材５は、図１に示すごとく、第１基材部２２の先端側面２２１に固定されていると共に、第１基材部２２と固定端部３４との間に介在している。つまり、探針３は、弾性部材５を介して、第１基材部２２の先端側面２２１に固定されている。

【0019】

弾性部材５は、例えば、エラストマー等のゴム弾性を有するものとすることができる。また、弾性部材５は、例えば、コイルバネ等のバネ弾性を有するものとすることができる。本形態において、弾性部材５は、ゴム弾性を有するシリコーンゴムからなる。

【0020】

また、センサ基材部２の第２基材部２３は、４つの平坦な側面２３１を有する。側面２３１は押圧方向Ｚに沿って形成されている。側面２３１には、２つの電界強度測定部６が固定されている。本形態において、電界強度測定部６はホール素子を備えている。

【0021】

２つの電界強度測定部６は、それぞれ別々の側面２３１に固定されている。そして、一方の電界強度測定部６が固定された側面２３１と、他方の電界強度測定部６が固定された側面２３１とは、互いに直交するように形成されている。一方の電界強度測定部６が固定された側面２３１は、Ｘ方向に直交するように形成されている。また、他方の電界強度測定部６が固定された側面２３１は、Ｙ方向に直交するように形成されている。一方の電界強度測定部６が、電磁鋼板９１の基端面９１１付近の空間における、Ｘ方向の電界強度を測定し、他方の電界強度測定部６が、基端面９１１付近の空間における、Ｙ方向の電界強度を測定できるよう構成されている。

【0022】

また、本形態において、探針３間の電位差は、外部に設けられた電圧検出部（図示略）によって測定する。それぞれの探針３の先端部には、探針３と、電圧検出部とを電気的に接続する配線（図示略）が接続されている。電圧検出部は、第１探針３１と第２探針３２との間の電位差と、第１探針３１と第３探針３３との間の電位差とをそれぞれ測定する。そして、この電位差の値を用い、外部に設けられた演算部（図示略）によって演算することにより、測定対象９の電磁鋼板９１におけるＸ方向及びＹ方向の磁束密度を測定することができる。つまり、磁気測定センサ１は、３本の探針３によって、電磁鋼板９１の局所における二次元の磁気特性を測定できるよう構成されている。演算部は、プロセッサとメモリとを備えている。

【0023】

具体的には、演算部は、第１探針３１と第２探針３２との間の電位差ｖ_２から、Ｙ方向の磁束密度Ｂｙを算出する。また、演算部は、第１探針３１と第３探針３３との間の電位差ｖ_３、及び第１探針３１と第２探針３２との間の電位差ｖ_２から、Ｘ方向の磁束密度Ｂｘを算出する。

【0024】

Ｎを探りコイルのターン数とし、Ｓを磁束鎖交面積としとしたとき、電位差ｖ_２は下記式（１）にて表される。つまり、電位差ｖ_２は、磁束密度Ｂｘとは無関係に得られる。図４に示すごとく、Ｘ方向の磁束Φｘが、電磁鋼板９１における第１探針３１と第２探針３２との間の部分を鎖交しないからである。

【数1】

【0025】

上記式（１）を変形することで、磁束密度Ｂｙは、下記式（２）にて求めることができる。また、本形態の磁気測定センサ１を用いた磁束密度の測定方法のように、探針法の場合、ターン数Ｎは１／２となる。また、電磁鋼板９１の厚み（図３参照）をＴ、探針３の突出側から見たときの探針３間の距離をＬとしたとき、磁束鎖交面積Ｓは、厚みＴと距離Ｌとを乗算することにより求めることができる。そのため、下記式（２）から、下記式（３）を導くことができる。

【数2】

【数3】

【0026】

また、図４に示すごとく、電磁鋼板９１における第１探針３１と第３探針３３との間の部分には、Ｘ方向の磁束ΦｘとＹ方向の磁束Φｙとの双方が、それぞれ斜めに鎖交する。そして、当該部分にＸ方向の磁束Φｘが鎖交する鎖交面積はＴＬｃｏｓ３０°となる。また、当該部分にＹ方向の磁束Φｙが鎖交する鎖交面積はＴＬｃｏｓ６０°となる。それゆえ、電位差ｖ_３を求める式は、下記式（４）となる。また、下記式（４）と上記式（３）とから、磁束密度Ｂｘを求める下記式（５）を導くことができる。

【数4】

【数5】

【0027】

本形態において、演算部は、上記式（２）及び上記式（５）を用いた演算によって、測定対象９の電磁鋼板９１におけるＸ方向及びＹ方向の磁束密度を算出することができる。

【0028】

次に、本形態の作用効果を説明する。
上記磁気測定センサ１は、３本の探針３を測定対象９に当接させることによって、測定対象９における、互いに直交する２方向の磁束密度を測定できるよう構成されている。探針３が３本である場合、これらすべてを測定対象９に確実に当接させることは比較的容易となる。それゆえ、磁気測定センサ１の構造を簡素化することができる。

【0029】

仮に、探針の数以外の基本構造を実施形態１と同様としつつ、４本の探針を測定対象に当接させる必要がある磁気測定センサについて考える。この場合、本形態のように、探針が３本である場合と比較し、測定対象の電磁鋼板の基端面に、すべての探針を当接させにくい。すなわち、探針が４本である場合、すべての探針の先端を、同一平面上に配置させにくい。それゆえ、４本の探針の全てを電磁鋼板の基端面に確実に当接させるためには、種々の機構が必要となり、磁気測定センサの構造が複雑になりやすい。そこで、本形態の磁気測定センサ１は、３本の探針３を電磁鋼板９１に当接させることにより、電磁鋼板９１における、互いに直交する２方向の磁束密度を測定できるよう構成されている。探針３が３本である場合、すべての探針３の先端を同一平面上に配置させやすいため、図３の矢印Ｐに示すごとく、磁気測定センサ１を電磁鋼板９１側へ押圧することにより、３本の探針３すべてを測定対象９に確実に当接させることができる。その結果、磁気測定センサ１の構造を簡素化することができると共に、測定精度を向上させることができる。また、測定精度の向上により、測定対象９の局所の鉄損について、正確に把握することができる。これにより、電動機のエネルギー変換効率を高めるために必要となる、製造工程において大きく変化する鉄損の低減指針を得ることができる。

【0030】

また、すべての探針３の先端を同一平面上に配置させやすいため、磁気測定センサ１を電磁鋼板９１側へ押圧することにより、それぞれの探針３は、電磁鋼板９１に形成された絶縁被膜を貫通して、電磁鋼板９１と電気的に接触しやすい。それゆえ、予め、電磁鋼板９１の絶縁被膜を剥離させることなく、電磁鋼板９１の磁束密度を測定することができる。その結果、電磁鋼板９１の磁束密度を容易に測定することができる。

【0031】

センサ基材部２には弾性部材５が固定されている。弾性部材５は、センサ基材部２と固定端部３４との間に介在している。それゆえ、磁気測定センサ１を電磁鋼板９１側へ押圧することにより、３本の探針３すべてを、電磁鋼板９１に一層確実に当接させることができる。その結果、測定精度を一層向上させることができる。

【0032】

磁気測定センサ１は、３本の探針３によって、電磁鋼板９１におけるＸ方向及びＹ方向の磁束密度を測定できるよう構成されている。また、磁気測定センサ１は、電界強度測定部６によって、電磁鋼板９１のＸ方向及びＹ方向の電界強度を測定できるよう構成されている。それゆえ、磁気測定センサ１は、電磁鋼板９１における２次元のＢＨ特性を測定することができる。その結果、電磁鋼板９１の局所の磁気特性を一層正確に把握することができる。

【0033】

以上のごとく、本形態によれば、構造の簡素化を図ることができる磁気測定センサ１を提供することができる。

【0034】

なお、実施形態１の磁気測定センサ１は、測定時において、探針３が、探針３の径方向に移動しないよう、探針ガイド部を設けることもできる。つまり、例えば、センサ基材部に固定されると共に、探針の突出方向に貫通する貫通孔が形成された探針ガイド部を設け、この探針ガイド部の貫通孔に探針を挿通させた構成とすることもできる。これにより、測定精度を一層向上させることができる。

【0035】

（実施形態２）
本形態は、図５、図６に示すごとく、実施形態１に対し、探針３の形状を変更した形態である。

【0036】

本形態において、図５に示す探針３の突出方向の長さＬ１は、図６に示す探針３の突出側から見たときの探針３間の距離Ｌ２よりも短い。また、長さＬ１は、図５に示す探針３の径Ｌ３以下である。
その他は、実施形態１と同様である。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

【0037】

長さＬ１は距離Ｌ２よりも短い。それゆえ、磁気測定センサ１の押圧方向Ｚの長さを短くすることができる。その結果、磁気測定センサ１の小型化を図ることができる。

【0038】

長さＬ１は、探針３の径Ｌ３以下である。それゆえ、磁気測定センサ１の押圧方向Ｚの長さを一層短くすることができる。そのため、磁気測定センサ１を一層小型化させることができる。これにより、例えば、電動機の磁心のティース部と、ティース部に巻回されたコイルとの間の隙間にも、磁気測定センサ１を配置させることができる。そのため、ティース部における鉄損密度が高くなりやすい部分の磁束密度を測定することができる。それゆえ、駆動状態にある電動機の磁心における二次元の磁気特性を一層精度高く測定することができる。その結果、測定対象９の鉄損について、一層正確に把握することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。

【0039】

（実施形態３）
本形態は、図７～図１０に示すごとく、弾性部材５が、センサ基材部２の基端側面２１に固定された形態である。

【0040】

探針３は、図７、図８に示すごとく、センサ基材部２に直接固定されている。弾性部材５は、図７に示すごとく、センサ基材部２の基端側面２１に固定されている。探針３は、第１基材部２２の先端側面２２１に直接固定されている。また、弾性部材５の基端面は、押圧方向Ｚに直交するように形成されている。

【0041】

また、本形態においては、電磁鋼板９１の磁気特性を測定する際、図９、図１０に示すごとく、治具７を用いて、磁気測定センサ１を電磁鋼板９１側に押圧する。

【0042】

治具７は、測定対象９に固定された固定治具７１と、ボルト部７２とを有する。固定治具７１は、ボルト部７２と螺合する雌ネジ部７１１が形成された螺合部７１２と、螺合部７１２から測定対象９側へ突出した２つの脚部７１３とを有する。雌ネジ部７１１は、押圧方向Ｚに貫通している。また、固定治具７１の２つの脚部７１３は、接着部材７３を介して、測定対象９に固定されている。

【0043】

ボルト部７２は固定治具７１に形成された雌ネジ部７１１に螺合している。また、ボルト部７２の先端面は、磁気測定センサ１の弾性部材５の基端面と圧接している。そして、固定治具７１に対し、ボルト部７２を螺入させることにより、図９の矢印Ｐに示すごとく、磁気測定センサ１を先端側へ押圧する。これにより、探針３を測定対象９に電気的に接触させることができる。
その他は、実施形態２と同様である。

【0044】

本形態において、弾性部材５は、センサ基材部２の基端側面２１に固定されている。それゆえ、電磁鋼板９１の磁束密度を測定する際、弾性部材５を先端側へ押圧することにより、３本の探針３すべてを、電磁鋼板９１に一層確実に当接させることができる。その結果、測定精度を一層向上させることができる。

【0045】

また、３本の探針３のそれぞれとセンサ基材部２との間に弾性部材５を介在させることなく、弾性部材５をセンサ基材部２の基端側面２１に固定している。それゆえ、磁気測定センサ１の構造を一層簡素化させつつ、測定精度を一層向上させることができる。

【0046】

探針３は、センサ基材部２に直接固定されている。また、弾性部材５は、センサ基材部２の基端側面２１に固定されている。それゆえ、磁気測定センサ１を電磁鋼板９１側へ押圧する際、センサ基材部２に対する探針３の位置が変わることを抑制することができると共に、３本の探針３すべてを電磁鋼板９１に一層確実に当接させることができる。それゆえ、測定時において、探針３間の距離のバラツキを抑制できると共に、探針３を、電磁鋼板９１に対し、電気的に一層確実に接続させることができる。その結果、測定精度を、より一層向上させることができる。

【0047】

本形態においては、治具７を用いて、磁気測定センサ１を先端側へ押圧する。それゆえ、３本の探針３すべてを電磁鋼板９１に、より一層確実に当接させることができる。その結果、測定精度を、より一層向上させることができる。
その他、実施形態２と同様の作用効果を有する。

【0048】

（実施形態４）
本形態は、図１１～図１４に示すごとく、探針３がフレキシブル配線基板４０に固定された形態である。

【0049】

磁気測定センサ１は、図１１～図１４に示すごとく、複数の配線４が設けられたフレキシブル配線基板４０を有する。複数の配線４は、３本の探針３のそれぞれに電気的に接続される。探針３は、フレキシブル配線基板４０に直接接続されている。

【0050】

フレキシブル配線基板４０の基材は、例えば、ポリイミドからなる。フレキシブル配線基板４０には、複数の端子部４４が設けられており、それぞれの配線４は、端子部４４を介して、電圧検出部に電気的に接続されている。

【0051】

図１２、図１４に示すごとく、第１探針３１に電気的に接続された第１配線４１は、フレキシブル配線基板４０の先端側面４０１に設けられている。本形態においては、２本の第１配線４１が、フレキシブル配線基板４０の先端側面４０１に設けられている。また、第２探針３２に電気的に接続された第２配線４２と、第３探針３３に電気的に接続された第３配線４３とは、図１３、図１４に示すごとく、それぞれフレキシブル配線基板４０の基端側面４０２に設けられている。それぞれの配線４は、薄膜状に形成されている。なお、図１３は、図１２から第１配線４１を除いた図である。

【0052】

図１２に示すごとく、フレキシブル配線基板４０の厚み方向から見たとき、少なくとも２本の配線４同士が、互いに重なっている。本形態においては、フレキシブル配線基板４０の厚み方向から見たとき、第１配線４１の一部と第２配線４２の一部とが、互いに重なっている。詳細には、図１２と図１３とを比較して見ると、フレキシブル配線基板４０の厚み方向から見たとき、Ｘ方向における、第２探針３２と第２配線４２との接続部から第１探針３１と端子部４４との接続部までにわたって、第１配線４１と第２配線４２とが、互いに重なっている。つまり、図１４に示すごとく、第１配線４１の一部と第２配線４２の一部とは、フレキシブル配線基板４０の厚み方向において、互いに対向している。また、図１２に示すごとく、フレキシブル配線基板４０の厚み方向から見たとき、第１配線４１の一部と第３配線４３の一部とも、互いに重なっている。詳細には、図１２と図１３とを比較して見ると、フレキシブル配線基板４０の厚み方向から見たとき、Ｘ方向における、第３探針３３と第３配線４３との接続部から第１探針３１と端子部４４との接続部までにわたって、第１配線４１と第３配線４３とが、互いに重なっている。また、本形態において、押圧方向Ｚは、フレキシブル配線基板４０の厚み方向でもある。

【0053】

探針３は、図１２～図１４に示すごとく、フレキシブル配線基板４０と押圧方向Ｚに対向する環状の接続面３５を有する。第２探針３２の接続面３５と第３探針３３の接続面３５とは、それぞれ配線４に固定されることにより、フレキシブル配線基板４０に接続されている。探針３と配線４との接続は、例えば、はんだ付けによって行われる。

【0054】

また、第２探針３２の一部と第３探針３３の一部とは、それぞれ、フレキシブル配線基板４０に形成されると共に、フレキシブル配線基板４０の厚み方向に貫通する貫通孔４０３に挿通配置されている。

【0055】

また、フレキシブル配線基板４０には、スルーホール４０４が形成されている。スルーホール４０４は、フレキシブル配線基板４０の基端側面４０２から先端側面４０１までにわたって形成された、筒状の導通部４０６を有する。導通部４０６の内周側には、フレキシブル配線基板４０の厚み方向に貫通する貫通孔４０５が形成されている。導通部４０６は、例えば、銅からなる。

【0056】

第１探針３１の一部は、図１４に示すごとく、スルーホール４０４の貫通孔４０５に挿通されている。また、第１探針３１の接続面３５は、導通部４０６の基端面に固定されている。また、第１配線４１は、導通部４０６の先端面に固定されている。これにより、第１探針３１と第１配線４１とは、導通部４０６を介して、電気的に接続される。

【0057】

また、フレキシブル配線基板４０には、図１２に示すごとく、切欠き部４０７が形成されている。また、磁気測定センサ１は、磁界測定部側基板６０を有する。探針３の突出側から見たとき、切欠き部４０７の内側に収まるように、磁界測定部側基板６０が配置されている。磁界測定部側基板６０は、基本構造をフレキシブル配線基板４０と同様としつつ、電界強度測定部６に接続された配線６１を備える。配線６１は、磁界測定部側基板６０に設けられた端子部６０１を介して、外部に接続されている。
その他は、実施形態３と同様である。

【0058】

探針３は、フレキシブル配線基板４０に直接接続されている。それゆえ、配線４も含めて、磁気測定センサ１の小型化を図ることができる。その結果、磁気測定センサ１の小型化を一層図ることができる。

【0059】

また、フレキシブル配線基板４０の厚み方向から見たとき、少なくとも２本の配線４同士が、互いに重なっている。つまり、第１配線４１の一部と第２配線４２の一部、及び第１配線４１の一部と第３配線４３の一部とが、厚みが薄いフレキシブル配線基板４０の基材を介して、フレキシブル配線基板４０の厚み方向に互いに対向するように配置されている。それゆえ、耐ノイズ性能を向上させることができる。その結果、測定精度を一層向上させることができる。

【0060】

磁気測定センサ１が有する探針３は３本である。そのため、探針３に接続された配線４と、電界強度測定部６に接続された配線６１とを互いに干渉させることなく、配線４、６１を設けやすい。その結果、耐ノイズ性能を向上させることができる。

【0061】

また、探針３がセンサ基材部２に直接固定されている。それゆえ、磁気測定センサ１を電磁鋼板９１側へ押圧したとしても、探針３間の距離が変わることを抑制することができる。それゆえ、探針３に固定されたフレキシブル配線基板４０が撓むことを抑制することができる。それゆえ、フレキシブル配線基板４０にかかる負荷を抑制することができる。その結果、磁気測定センサ１の長寿命化を図ることができる。
その他、実施形態３と同様の作用効果を有する。

【0062】

（実施形態５）
本形態は、図１５に示すごとく、実施形態４に対し、配線４の配置を変更した形態である。

【0063】

図１５に示すごとく、フレキシブル配線基板４０には、複数のスルーホール４０４が設けられている。また、第１配線４１は、先端側面４０１と基端側面４０２との双方に設けられている。つまり、先端側面４０１に設けられた第１配線４１と、基端側面４０２に設けられた第１配線４１とは、スルーホール４０４を介して、互いに電気的に接続している。また、第２配線４２及び第３配線４３も、第１配線４１と同様に、先端側面４０１と基端側面４０２との双方に設けられている。

【0064】

フレキシブル配線基板４０の厚み方向から見たとき、第１配線４１と第２配線４２とは、３回以上、互いに交差している。また、第１配線４１と第２配線４２とは、Ｙ方向から見たときも（図示略）、３回以上、互いに交差している。すなわち、第１配線４１と第２配線４２とは、互いに撚りあわさった構造となっている。また、第１配線４１及び第３配線４３も、フレキシブル配線基板４０の厚み方向及びＹ方向のそれぞれから見たとき、３回以上、互いに交差している。つまり、第１配線４１と第３配線４３も、互いに撚りあわさった構造となっている。
その他は、実施形態４と同様である。

【0065】

第１配線４１と第２配線４２とは、互いに撚りあわさった構造となっている。また、第１配線４１及び第３配線４３も、互いに撚りあわさった構造となっている。それゆえ、耐ノイズ性能を一層向上させることができる。その結果、測定精度を、より一層向上させることができる。
その他、実施形態４と同様の作用効果を有する。

【0066】

（実施形態６）
本形態は、図１６、図１７に示すごとく、探針３の基端部をフレキシブル配線基板４０に固定した形態である。

【0067】

本形態において、センサ基材部２の第１基材部２２には、図１６に示すごとく、押圧方向Ｚに貫通した挿通孔２２２が３つ形成されている。それぞれの探針３は、挿通孔２２２に挿通されると共に、第１基材部２２に直接固定されている。

【0068】

また、それぞれの探針３の基端部は、第１基材部２２の基端側面２１から基端側へ突出している。探針３の基端部は、フレキシブル配線基板４０に直接固定されている。つまり、フレキシブル配線基板４０は、センサ基材部２よりも、基端側に配置されている。

【0069】

本形態においては、フレキシブル配線基板４０を測定対象側へ押圧することにより、探針３を測定対象に電気的に接触させる。つまり、本形態において、フレキシブル配線基板４０は、弾性部材５でもある。
その他は、実施形態４と同様である。

【0070】

フレキシブル配線基板４０は、弾性部材５でもある。それゆえ、磁気測定センサ１の小型化を一層図りつつ、測定精度を一層向上させることができる。
その他、実施形態４と同様の作用効果を有する。

【0071】

（実施形態７）
本形態は、図１８に示すごとく、実施形態４に対し、探針３の配置を変更した形態である。

【0072】

本形態においては、図１８に示すごとく、探針３の突出側から見たとき、３本の探針３のそれぞれの先端が、二等辺三角形の頂点に位置するように、探針３が配置されている。また、探針３の突出側から見たとき、第１探針３１と第２探針３２との間の距離、及び第１探針３１と第３探針３３との間の距離が、互いに同じ距離となっている。また、第１探針３１と第２探針３２との並び方向は、Ｘ方向となっている。また、第１探針３１と第３探針３３との並び方向は、Ｙ方向となっている。

【0073】

演算部は、実施形態１と同様に、第１探針３１と第２探針３２との間の電位差から、Ｙ方向の磁束密度を算出する。また、本形態においては、第１探針３１と第３探針３３との間の電位差から、Ｘ方向の磁束密度を算出する。電磁鋼板９１のＹ方向の磁束密度Ｂｙは、下記式（６）にて求めることができる。また、電磁鋼板９１のＸ方向の磁束密度Ｂｘは、下記式（７）にて求めることができる。なお、下記式（６）において、距離Ｌは、探針３の突出側から見たときの、第１探針３１と第２探針３２との間の距離である。また、下記式（７）において、距離Ｌは、探針３の突出側から見たときの、第１探針３１と第３探針３３との間の距離である。
その他の構成及び作用効果は、実施形態４と同様である。

【数6】

【数7】

【0074】

上記実施形態１～７の磁気測定センサ１は、測定対象９の磁束密度と電界強度との双方を測定できるよう構成されている。ただし、磁気測定センサは、例えば、電界強度測定部を備えることなく、測定対象の磁束密度のみを測定できるよう構成することもできる。

【0075】

また、磁気測定センサを、電動機を固定する定盤等に固定した３軸ステージ等を用いて走査させつつ、測定対象に押圧することにより、測定対象の磁束密度を測定する構成とすることもできる。

【0076】

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

【符号の説明】

【0077】

１…磁気測定センサ、２…センサ基材部、３…探針、３１…第１探針、３２…第２探針、３３…第３探針、３４…固定端部、９…測定対象

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】