CN107615078A - 电流传感器 - Google Patents

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Abstract

第一电流传感器单元(100a)以及第二电流传感器单元(100b)各自的导体(110a、110b)相互空开间隔而并列配置，并在导体(110a、110b)的长度方向上延伸。第一电流传感器单元(100a)的拱状部(111)以及反拱状部(116)在上述长度方向上位于与第二电流传感器单元(100b)的拱状部(111)以及反拱状部(116)偏移的位置，从而从上述宽度方向观察，第一电流传感器单元(100a)的第一磁传感器元件以及第二磁传感器元件各自位于第二电流传感器单元(100b)的开口部的外侧，并且第二电流传感器单元(100b)的第一磁传感器元件以及第二磁传感器元件各自位于第一电流传感器单元(100a)的开口部的外侧。

Description

电流传感器
技术领域
本发明涉及电流传感器，涉及通过对根据被测定电流而产生的磁场进行测定而检测被测定电流的值的电流传感器。
背景技术
作为公开了电流传感器的结构的在先文献，有日本特开2013-170878号公报(专利文献1)。在专利文献1记载的电流传感器中，配置在同一平面的多个电流通路具有第一导体部、与第一导体部的一端连接的第二导体部、以及与第一导体部的另一端连接的第三导体部。在从第一导体部的一端起在第一导体部的长度方向上延伸的延长线上配置相邻的第二导体部，在从第一导体部的另一端起在第一导体部的长度方向上延伸的延长线上配置相邻的第三导体部，一对磁电变换元件对称地夹着第一导体部，并且配设在与上述平面垂直的位置，对第一导体部形成的磁场进行检测。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-170878号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1记载的电流传感器中，通过使多个电流通路各自的导体部在同一平面内弯折而使电流流过的方向变化，从而抑制了与对应的电流通路相邻的电流通路的影响波及到检测对应的电流通路的磁场的磁电变换元件。
在使多个电流通路各自的导体部在同一平面内弯折的情况下，电流通路所占的平面空间变大，因此会阻碍电流传感器的小型化。在为了将电流传感器小型化而使相互相邻的电流通路彼此靠近的情况下，环绕与对应的电流通路相邻的电流通路的第一导体部的磁场会波及到磁电变换元件，使电流传感器的测定误差变大。
本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种抑制环绕与对应的导体相邻的导体的磁场以及外部磁场的影响而降低了测定误差的小型的电流传感器。
用于解决课题的技术方案
基于本发明的电流传感器具备第一电流传感器单元和第二电流传感器单元。第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自包含：板状的导体，流过测定对象的电流，包含表面以及背面，并具有长度方向、与上述长度方向正交的宽度方向、以及与上述长度方向和上述宽度方向正交的厚度方向；以及第一磁传感器元件和第二磁传感器元件，检测由上述电流产生的磁场的强度。在第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自中，导体包含上述电流在长度方向上的中途分流而流过的第一流路部以及第二流路部，从上述宽度方向观察，形成有被第一流路部和第二流路部包围的区域，从上述宽度方向观察，第一磁传感器元件位于上述区域的内部，并且位于第一流路部的背面侧，从上述宽度方向观察，第二磁传感器元件位于上述区域的内部，并且位于第二流路部的表面侧。第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自的导体相互空开间隔而并列配置，并在上述长度方向上延伸。第一电流传感器单元的上述区域在上述长度方向上位于与第二电流传感器单元的上述区域偏移的位置，从而从上述宽度方向观察，第一电流传感器单元的第一磁传感器元件以及第二磁传感器元件各自位于第二电流传感器单元的上述区域的外侧，并且从上述宽度方向观察，第二电流传感器单元的第一磁传感器元件以及第二磁传感器元件各自位于第一电流传感器单元的上述区域的外侧。
在本发明的一个方式中，第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自的导体在上述宽度方向上空开间隔而相互排列。从上述宽度方向观察，第一电流传感器单元的第一磁传感器元件以及第二磁传感器元件各自与第二电流传感器单元的导体重叠，并且从上述宽度方向观察，第二电流传感器单元的第一磁传感器元件以及第二磁传感器元件各自与第一电流传感器单元的导体重叠。
在本发明的一个方式中，第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自的导体在上述厚度方向上空开间隔而相互排列。从上述厚度方向观察，第一电流传感器单元的第一磁传感器元件以及第二磁传感器元件各自与第二电流传感器单元的导体重叠，并且从上述厚度方向观察，第二电流传感器单元的第一磁传感器元件以及第二磁传感器元件各自与第一电流传感器单元的导体重叠。
在本发明的一个方式中，导体包含拱状部，该拱状部弯曲为向上述厚度方向的一方突出并在上述长度方向上延伸，构成第一流路部。
在本发明的一个方式中，导体还包含反拱状部，该反拱状部弯曲为向上述厚度方向的另一方突出并在上述长度方向上延伸，构成第二流路部。
在本发明的一个方式中，在第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自中，拱状部与反拱状部彼此具有同一形状。
在本发明的一个方式中，从上述宽度方向观察，第一流路部向导体的表面侧鼓出。
在本发明的一个方式中，从上述宽度方向观察，第二流路部向导体的背面侧鼓出。
在本发明的一个方式中，第一流路部以及第二流路部各自具有上述长度方向上的一端和另一端。上述长度方向上的第一流路部的一端与第一流路部的另一端在上述厚度方向上的位置彼此不同。上述长度方向上的第二流路部的一端与第二流路部的另一端在上述厚度方向上的位置彼此不同。上述长度方向上的第一流路部的一端与第二流路部的一端在上述厚度方向上的位置彼此相等。上述长度方向上的第一流路部的另一端与第二流路部的另一端在上述厚度方向上的位置彼此相等。第一流路部包含将上述厚度方向上的第一流路部的一端的位置与第一流路部的另一端的位置相连的弯折部。第二流路部包含将上述厚度方向上的第二流路部的一端的位置与第二流路部的另一端的位置相连的弯折部。第一流路部的弯折部与第二流路部的弯折部在上述长度方向上位于相互隔开间隔的位置。
在本发明的一个方式中，在第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自中，通过在导体设置有在上述长度方向上延伸的狭缝，从而第一流路部与第二流路部在上述宽度方向上位于相互空开间隔的位置。
在本发明的一个方式中，在第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自中，狭缝在上述宽度方向上位于导体的中央。
在本发明的一个方式中，在第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自中，第一磁传感器元件以及第二磁传感器元件安装在一个基板。
在本发明的一个方式中，第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自还具备计算部，该计算部通过对第一磁传感器元件的检测值和第二磁传感器元件的检测值进行运算，从而计算上述电流的值。在第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自中，关于由流过导体的上述电流产生的磁场的强度，第一磁传感器元件的检测值的相位与第二磁传感器元件的检测值的相位为反相，计算部为减法器或差动放大器。
在本发明的一个方式中，第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自还具备计算部，该计算部通过对第一磁传感器元件的检测值和第二磁传感器元件的检测值进行运算，从而计算上述电流的值。在第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自中，关于由流过导体的上述电流产生的磁场的强度，第一磁传感器元件的检测值的相位与第二磁传感器元件的检测值的相位为同相，计算部为加法器或加法放大器。
在本发明的一个方式中，在第一电流传感器单元以及第二电流传感器单元各自中，第一磁传感器元件以及第二磁传感器元件各自具有检测轴，并配置为该检测轴朝向上述宽度方向。第一磁传感器元件以及第二磁传感器元件各自构成为检测灵敏度根据上述长度方向上的偏置磁场的强度而变化。
发明效果
根据本发明，在电流传感器中，可抑制环绕与对应的导体相邻的导体的磁场以及外部磁场的影响而降低测定误差，并且可谋求小型化。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的外观的立体图。
图2是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。
图3是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器具备的磁传感器单元的结构的分解立体图。
图4是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器具备的磁传感器单元的框体的外观的立体图。
图5是本发明的实施方式1涉及的电流传感器的剖视图，是从图1的V-V线箭头方向观察的图。
图6是本发明的实施方式1涉及的电流传感器的剖视图，是从图1的VI-VI线箭头方向观察的图。
图7是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的电路结构的电路图。
图8是示出比较例涉及的电流传感器的外观的立体图。
图9是从图8的IX-IX线箭头方向观察的剖视图。
图10是示出本发明的实施方式2涉及的电流传感器的外观的立体图。
图11是从图10的XI-XI线箭头方向观察的剖视图。
图12是以与图9相同的剖视示出了对在比较例涉及的电流传感器的两个一次导体流过了测定对象外的电流时产生的磁场的磁通量密度进行了仿真分析的结果的等高线图。
图13是示出从图12的中心线Lc上的起点到终点的X轴方向分量的磁通量密度的位移的曲线图。
图14是以与图11相同的剖视示出了对在本发明的实施方式2涉及的电流传感器的两个一次导体流过了测定对象外的电流时产生的磁场的磁通量密度进行了仿真分析的结果的等高线图。
图15是示出从图14的中心线Lc上的起点到终点的X轴方向分量的磁通量密度的位移的曲线图。
图16是示出本发明的实施方式3涉及的电流传感器的外观的立体图。
图17是示出本发明的实施方式4涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。
图18是示出本发明的实施方式5涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。
图19是从箭头XIX方向观察图18的一次导体的侧视图。
图20是示出本发明的实施方式6涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。
图21是从箭头XXI方向观察图20的一次导体的侧视图。
图22是从箭头XXII方向观察图20的一次导体的顶视图。
图23是从箭头XXIII方向观察图20的一次导体的主视图。
图24是示出本发明的实施方式7涉及的电流传感器的外观的立体图。
图25是从XXV方向观察图24的电流传感器的侧视图。
具体实施方式
以下，参照图对本发明的各实施方式涉及的电流传感器进行说明。在以下的实施方式的说明中，对图中的相同或相当部分标注相同附图标记，并不再重复其说明。
(实施方式1)
图1是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的外观的立体图。图2是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。图3是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器具备的磁传感器单元的结构的分解立体图。图4是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器具备的磁传感器单元的框体的外观的立体图。图5是本发明的实施方式1涉及的电流传感器的剖视图，是从图1的V-V线箭头方向观察的图。图6是本发明的实施方式1涉及的电流传感器的剖视图，是从图1的VI-VI线箭头方向观察的图。图7是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的电路结构的电路图。
在图1、图2、图5、图6中，将后述的作为导体的一次导体110a、110b的宽度方向设为X轴方向，将一次导体110a、110b的长度方向设为Y轴方向，并将一次导体110a、110b的厚度方向设为Z轴方向，从而进行了图示。在图5、图6中，未图示框体150。在图5中，用Lc示出了在一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)上通过后述的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自的中心的中心线。在图7中，示出了与一个一次导体110a、110b对应的部分的电路结构。
如图1～图7所示，本发明的实施方式1涉及的电流传感器100具备第一电流传感器单元100a和第二电流传感器单元100b。虽然在本实施方式中，电流传感器100具备两个电流传感器单元，但是电流传感器具备的电流传感器单元的数目并不限于两个，只要是多个即可。例如，在电流传感器100被应用于三相三线式的布线的情况下，电流传感器100具备三个电流传感器单元。
第一电流传感器单元100a以及第二电流传感器单元100b各自具备：作为流过测定对象的电流的导体的一次导体110a、110b；以及检测由流过一次导体110a、110b的测定对象的电流产生的磁场的强度的第一磁传感器元件120a和第二磁传感器元件120b。具体地，一次导体110a、110b是如下的板状，即，包含表面以及背面，并具有长度方向(Y轴方向)、与长度方向(Y轴方向)正交的宽度方向(X轴方向)、以及与长度方向(Y轴方向)和宽度方向(X轴方向)正交的厚度方向(Z轴方向)。
在第一电流传感器单元100a以及第二电流传感器单元100b各自中，测定对象的电流像后述的那样分流为两个流路，并如箭头1a、1b所示，在一次导体110a、110b的长度方向(Y轴方向)上流过一次导体110a、110b。一次导体110a、110b包含测定对象的电流在长度方向(Y轴方向)上的中途分流而流过的第一流路部以及第二流路部。
一次导体110a、110b包含作为第一流路部的拱状部111和作为第二流路部的反拱状部116，拱状部111弯曲为向一次导体110a、110b的厚度方向(Z轴方向)的一方突出，并在长度方向(Y轴方向)上延伸，构成两个流路中的一个流路，反拱状部116弯曲为向厚度方向(Z轴方向)的另一方突出，并在长度方向(Y轴方向)上延伸，构成两个流路中的另一个流路。即，从一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)观察，第一流路部向一次导体110a、110b的表面侧鼓出。从一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)观察，第二流路部向一次导体110a、110b的背面侧鼓出。
拱状部111以及反拱状部116位于在一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)上排列的位置，在拱状部111以及反拱状部116的内侧形成有开口部10。即，从一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)观察，形成有作为被第一流路部和第二流路部包围的区域的开口部10。
如图2所示，在本实施方式中，拱状部111由第一突出部112和第二突出部113以及延伸部114构成，第一突出部112与第二突出部113相互隔开间隔，并突出为与一次导体110a、110b的主面正交，延伸部114在一次导体110a、110b的长度方向(Y轴方向)上延伸，并将第一突出部112与第二突出部113相连。但是，拱状部111的形状并不限于此，例如，从一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)观察，也可以具有C字状或半圆状的形状。
反拱状部116由第三突出部117和第四突出部118以及延伸部119构成，第三突出部117与第四突出部118相互隔开间隔，并突出为与一次导体110a、110b的主面正交，延伸部119在一次导体110a、110b的长度方向(Y轴方向)上延伸，并将第三突出部117与第四突出部118相连。但是，反拱状部116的形状并不限于此，例如，从一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)观察，也可以具有C字状或半圆状的形状。在本实施方式中，拱状部111与反拱状部116彼此具有同一形状，但是也可以具有彼此不同的形状。一次导体110a、110b的厚度方向(Z轴方向)上的延伸部114与延伸部119之间的距离为Hb。
在一次导体110a、110b设置有在一次导体110a、110b的长度方向(Y轴方向)上延伸的狭缝115。狭缝115在一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)上与拱状部111邻接。另外，狭缝115未必一定要设置。狭缝115在一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)上位于一次导体110a、110b的中央。狭缝115位于被拱状部111和反拱状部116夹着的位置。即，通过设置有狭缝115，从而第一流路部与第二流路部在一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)上位于相互空开间隔的位置。
在本实施方式中，狭缝115在一次导体110a、110b的长度方向(Y轴方向)上与拱状部111的整体相接，但是设置狭缝115的范围并不限于此，狭缝115也可以被设置为仅与拱状部111的一部分相接。此外，从一次导体110a、110b的厚度方向(Z轴方向)观察，狭缝115为矩形，但是狭缝115的形状并不限于此，也可以是椭圆形等。
第一电流传感器单元100a以及第二电流传感器单元100b各自的一次导体110a、110b相互空开间隔而并列配置，并在长度方向(Y轴方向)上延伸。在本实施方式中，一次导体110a、110b在宽度方向(X轴方向)上空开间隔而相互排列。但是，一次导体的排列方向并不限于宽度方向(X轴方向)，可以是任意的方向。第一电流传感器单元100a的拱状部111以及反拱状部116在长度方向(Y轴方向)上位于与第二电流传感器单元100b的拱状部111以及反拱状部116偏移的位置。
具体地，如图1所示，通过一次导体110a的开口部10的中心并在宽度方向(X轴方向)上延伸的中心线C1与通过一次导体110b的开口部10的中心并在宽度方向(X轴方向)上延伸的中心线C2，在长度方向(Y轴方向)上偏移了距离M1。
在本实施方式中，一次导体110a、110b由铜构成。但是，一次导体110a、110b的材料并不限于此，也可以是银、铝或铁等金属、或者包含这些金属的合金。
一次导体110a、110b也可以实施表面处理。例如，也可以在一次导体110a、110b的表面设置有由镍、锡、银或铜等金属、或者包含这些金属的合金构成的至少一层的镀层。
在本实施方式中，通过压制加工来形成了一次导体110a、110b。但是，一次导体110a、110b的形成方法并不限于此，也可以通过切削加工或铸造等形成一次导体110a、110b。
如图3所示，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自与放大器以及无源元件等电子部件140a、140b一起被安装在基板130。在本实施方式中，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b在一次导体110a、110b的长度方向(Y轴方向)上相互偏移，并且位于在一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)上排列的位置。通过将基板130固定在具有电绝缘性的框体150内，从而构成了磁传感器单元160。即，第一磁传感器元件120a、第二磁传感器元件120b、电子部件140a、140b以及基板130各自容纳于框体150。
基板130是印刷布线板，由玻璃环氧树脂或氧化铝等的基材和对设置在基材的表面上的铜等金属箔进行图案化而形成的布线构成。
如图3、图4所示，框体150具有大致长方体状的外形，由下部框体151和上部框体152构成。在上部框体152设置有与基板130连接的线束的导出口152p。
框体150由PPS(聚苯硫醚)等工程塑料形成。PPS的耐热性高，因此在考虑到一次导体110a、110b的发热的情况下，作为框体150的材料是优选的。
作为将基板130固定到框体150的方法，能够使用利用螺丝的紧固、利用树脂的热焊接、或利用粘接剂的接合等。在使用螺丝对基板130和框体150进行紧固的情况下，优选使用非磁性的螺丝，使得不会产生磁场的干扰。
在由拱状部111和反拱状部116形成的开口部10插入有磁传感器单元160。由此，第一磁传感器元件120a配置在拱状部111的内侧并位于延伸部114的背面侧，第二磁传感器元件120b配置在反拱状部116的内侧并位于延伸部119的表面侧。即，从一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)观察，第一磁传感器元件120a位于上述区域的内部，并且位于一个流路部的背面侧。从一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)观察，第二磁传感器元件120b位于上述区域的内部，并且位于另一个流路部的表面侧。
从一次导体110a、110b的厚度方向(Z轴方向)观察，狭缝115位于第一磁传感器元件120a与第二磁传感器元件120b之间。在第一电流传感器单元100a以及第二电流传感器单元100b各自中，从一次导体110a、110b的厚度方向(Z轴方向)观察，狭缝115在一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)上位于第一磁传感器元件120a与第二磁传感器元件120b的中间。
在上述的状态下，框体150与拱状部111的内侧的面的至少一部分相接。例如，上部框体152与延伸部114的背面的至少一部分相接。进而，框体150与反拱状部116的内侧的面的至少一部分相接。例如，下部框体151与延伸部119的表面的至少一部分相接。
如图1、图5所示，从一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)观察，第一电流传感器单元100a的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自位于第二电流传感器单元100b的开口部10的外侧，并且从一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)观察，第二电流传感器单元100b的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b分别位于第一电流传感器单元100a的开口部10的外侧。
从一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)观察，第一电流传感器单元100a的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自与第二电流传感器单元100b的一次导体110b重叠，并且从一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)观察，第二电流传感器单元100b的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b分别与第一电流传感器单元100a的一次导体110a重叠。
优选为，通过第一电流传感器单元100a的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自的中心的中心线Lc，位于一次导体110a的延伸部114与延伸部119的中间。即，在一次导体110a的厚度方向(Z轴方向)上，延伸部114的下表面与中心线Lc的距离以及延伸部119的上表面与中心线Lc的距离分别为Hb/2。
优选为，通过第二电流传感器单元100b的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自的感磁面的中心线Lc，位于一次导体110b的延伸部114与延伸部119的中间。即，在一次导体110b的厚度方向(Z轴方向)上，延伸部114的下表面与中心线Lc的距离以及延伸部119的上表面与中心线Lc的距离分别为Hb/2。
中心线C1与中心线C2之间的距离M1被设定为，一次导体110b的拱状部111以外的部分以及反拱状部116以外的部分位于第一电流传感器单元100a中的中心线Lc上，一次导体110a的拱状部111以外的部分以及反拱状部116以外的部分位于第二电流传感器单元100b中的中心线Lc上。
在本实施方式中，基板130被配置为基板130的安装面与一次导体110a、110b的主面平行，但是基板130也可以被配置为基板130的安装面与一次导体110a、110b的主面垂直。
第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自检测一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)上的磁场。具体地，如图5所示，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自具有朝向一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)的检测轴2。即，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自具有检测轴2，并配置为检测轴2朝向一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)。
第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自具有如下的奇函数输入输出特性，即，在检测到朝向检测轴2的一个方向的磁场的情况下，以正值输出，并且在检测到朝向与检测轴2的一个方向相反的方向的磁场的情况下，以负值输出。
如图7所示，在本实施方式涉及的电流传感器100中，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自具有由4个AMR(Anisotropic Magneto Resistance，各向异性磁阻)元件构成的惠斯通电桥型的桥电路。另外，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自也可以代替AMR元件而具有GMR(Giant Magneto Resistance，巨磁阻)、TMR(Tunnel Magneto Resistance，隧道磁阻)、BMR(Ballistic Magneto Resistance，弹道磁阻)、CMR(Colossal Magneto Resistance，庞磁阻)等磁阻元件。
此外，也可以是，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自具有由两个磁阻元件构成的半桥电路。除此以外，作为第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b，能够使用具有霍尔元件的磁传感器元件、具有利用了磁阻抗效应的MI(MagnetoImpedance：磁阻抗)元件的磁传感器元件或磁通量闸门型磁传感器元件等。磁阻元件以及霍尔元件等磁元件可以进行树脂封装，或者也可以用硅酮树脂或者环氧树脂等进行浇注封装。
在对多个磁元件进行封装的情况下，可以将多个磁元件封装为一个，也可以将多个磁元件各自单独地进行封装。此外，也可以以集成了多个磁元件和电子部件的状态封装为一个。
在本实施方式中，AMR元件包含螺旋柱型电极，从而具有奇函数输入输出特性。具体地，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自的磁阻元件包含螺旋柱型电极，从而偏置为在相对于磁阻元件中的磁阻膜的磁化方向成给定的角度的方向上流过电流。
磁阻膜的磁化方向由磁阻膜的形状各向异性以及偏置磁场中的至少一方来决定。另外，作为决定AMR元件的磁化方向的方法，也可以使用在构成AMR元件的磁阻膜的附近配置永久磁铁或线圈来施加偏置磁场的方法、或在构成AMR元件的磁阻膜中设置交换耦合的方法等。永久磁铁可以由烧结磁铁、粘结磁铁或薄膜构成。永久磁铁的种类没有特别限定，能够使用铁氧体磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁或钕磁铁等。
第一磁传感器元件120a的磁阻元件中的磁阻膜的磁化方向与第二磁传感器元件120b的磁阻元件中的磁阻膜的磁化方向为同一方向。由此，能够减小由外部磁场的影响造成的输出精度的下降。
第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自构成为，检测灵敏度根据一次导体110a、110b的长度方向(Y轴方向)上的偏置磁场的强度而变化。具体地，如图3所示，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自具有与检测轴2正交的灵敏度变化轴3。如图3、图6所示，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自配置为灵敏度变化轴3沿着一次导体110a、110b的长度方向(Y轴方向)。即，灵敏度变化轴3朝向一次导体110a、110b的长度方向(Y轴方向)。
第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自在被施加了沿着灵敏度变化轴3的方向的磁场时，输出灵敏度会变化。具体地，在沿着灵敏度变化轴3的方向上被施加了与偏置磁场的施加方向朝向相反的磁场时，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自的输出灵敏度提高，并且在沿着灵敏度变化轴3的方向上被施加了与偏置磁场的施加方向朝向相同的磁场时，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自的输出灵敏度降低。另外，在仅被施加了沿着灵敏度变化轴3的方向的磁场时，第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自的输出为0。
如图7所示，电流传感器100还具备计算部190，计算部190通过对第一磁传感器元件120a的检测值和第二磁传感器元件120b的检测值进行运算，从而计算流过一次导体110a、110b的测定对象的电流的值。在本实施方式中，计算部190是差动放大器。但是，计算部190也可以是减法器。
如图5所示，流过一次导体110a、110b的测定对象的电流分为通过拱状部111的第一流路部和通过反拱状部116的第二流路部这两个流路而流过。通过电流在一次导体110a、110b中分为两个流路而流过，从而根据所谓的右旋法则，产生环绕各流路的磁场。
如图5、图6所示，因为第一磁传感器元件120a配置在拱状部111的内侧，所以环绕第一突出部112的磁场112e、环绕第二突出部113的磁场113e以及环绕延伸部114的磁场114e施加于第一磁传感器元件120a。由此，施加于第一磁传感器元件120a的磁阻元件的磁场增强，因此第一磁传感器元件120a对流过一次导体110a、110b的测定电流的灵敏度提高。
因为第二磁传感器元件120b配置在反拱状部116的内侧，所以环绕第三突出部117的磁场、环绕第四突出部118的磁场以及环绕延伸部119的磁场119e施加于第二磁传感器元件120b。由此，施加于第二磁传感器元件120b的磁阻元件的磁场增强，因此第二磁传感器元件120b对流过一次导体110a、110b的测定电流的灵敏度提高。
如图5所示，在延伸部114的背面侧的位置和延伸部119的表面侧的位置，X轴方向上的磁通量的朝向彼此成为相反方向。即，作用于第一磁传感器元件120a的磁通量的朝向与作用于第二磁传感器元件120b的磁通量的朝向相反，因此关于由流过一次导体110a、110b的测定对象的电流产生的磁场的强度，第一磁传感器元件120a的检测值的相位与第二磁传感器元件120b的检测值的相位为反相。因此，若将第一磁传感器元件120a检测到的磁场的强度设为正值，则第二磁传感器元件120b检测到的磁场的强度成为负值。
第一磁传感器元件120a的检测值和第二磁传感器元件120b的检测值由计算部190进行运算。具体地，计算部190从第一磁传感器元件120a的检测值减去第二磁传感器元件120b的检测值。根据其结果，计算出流过一次导体110a、110b的测定对象的电流的值。
在本实施方式涉及的电流传感器100中，磁传感器单元160插入在开口部10，因此外部磁场源在物理上不能位于第一磁传感器元件120a与第二磁传感器元件120b之间。
因此，从外部磁场源施加于第一磁传感器元件120a的磁场中的检测轴的方向上的磁场分量的朝向与从外部磁场源施加于第二磁传感器元件120b的磁场中的检测轴的方向上的磁场分量的朝向成为相同的朝向。因此，若将第一磁传感器元件120a检测到的外部磁场的强度设为正值，则第二磁传感器元件120b检测到的外部磁场的强度也成为正值。
其结果是，通过计算部190从第一磁传感器元件120a的检测值减去第二磁传感器元件120b的检测值，从而几乎检测不到来自外部磁场源的磁场。即，可降低外部磁场的影响。
作为本实施方式的变形例，也可以是，在第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b中，使检测值为正的检测轴的方向为彼此相反的方向(180°相反)。在该情况下，若将第一磁传感器元件120a检测到的外部磁场的强度设为正值，则第二磁传感器元件120b检测到的外部磁场的强度成为负值。
另一方面，关于由流过一次导体110a、110b的测定对象的电流产生的磁场的强度，第一磁传感器元件120a的检测值的相位与第二磁传感器元件120b的检测值的相位成为同相。
在本变形例中，作为计算部190，代替差动放大器而使用加法器或加法放大器。关于外部磁场的强度，通过利用加法器或加法放大器将第一磁传感器元件120a的检测值和第二磁传感器元件120b的检测值相加，从而对第一磁传感器元件120a的检测值的绝对值与第二磁传感器元件120b的检测值的绝对值相减。由此，几乎检测不到来自外部磁场源的磁场。即，可降低外部磁场的影响。
另一方面，关于由流过一次导体110a、110b的电流产生的磁场的强度，通过利用加法器或加法放大器将第一磁传感器元件120a的检测值和第二磁传感器元件120b的检测值相加，从而计算出流过一次导体110a、110b的测定对象的电流的值。
像这样，也可以使第一磁传感器元件120a与第二磁传感器元件120b的输入输出特性为彼此相反的极性，并且代替差动放大器而使用加法器或加法放大器作为计算部。
如上所述，本实施方式涉及的电流传感器100通过提高第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自对流过一次导体110a、110b的测定电流的灵敏度，从而能够提高电流传感器100的灵敏度，并且降低外部磁场的影响。
如图5所示，环绕一次导体110b的磁场110be在作为与检测轴2正交的方向的一次导体110a的厚度方向(Z轴方向)上对第一电流传感器单元100a的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自进行作用。因此，基于环绕一次导体110b的磁场110be的第一电流传感器单元100a的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自的输出几乎为0。由此，能够抑制第二电流传感器单元100b产生的磁场影响到第一电流传感器单元100a的测定值，从而能够降低第一电流传感器单元100a的测定误差。
同样地，环绕一次导体110a的磁场在作为与检测轴2正交的方向的一次导体110b的厚度方向(Z轴方向)上对第二电流传感器单元100b的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自进行作用。因此，基于环绕一次导体110a的磁场的第二电流传感器单元100b的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自的输出几乎为0。由此，能够抑制第一电流传感器单元100a产生的磁场影响到第二电流传感器单元100b的测定值，从而能够降低第二电流传感器单元100b的测定误差。
如上所述，在本实施方式涉及的电流传感器100中，能够抑制环绕与对应的一次导体相邻的一次导体的磁场以及外部磁场的影响而降低测定误差。
此外，第一电流传感器单元100a的拱状部111以及反拱状部116在长度方向(Y轴方向)上位于与第二电流传感器单元100b的拱状部111以及反拱状部116偏移的位置，从而抑制了环绕与对应的一次导体相邻的一次导体的磁场的影响，因此无需使一次导体在同一平面内进行弯折，能够削减一次导体110a、110b所占的平面空间，能够将电流传感器100小型化。
此外，在电流传感器100中，第一电流传感器单元100a以及第二电流传感器单元100b各自为将磁传感器单元160插入到开口部10而与一次导体110a、110b进行组合的构造。通过该构造，电流传感器100的组装变得容易，并且能够通过拱状部111以及反拱状部116保护磁传感器单元160的构成部件不受外力损坏。此外，能够谋求电流传感器100的低高度化、集成化以及小型化。
进而，因为一次导体110a、110b由一个导体构成，所以与一次导体110a、110b由多个导体构成的情况相比较，能够削减部件件数而谋求低成本化。
在本实施方式涉及的电流传感器100中，拱状部111的电阻值与反拱状部116的电阻值大致相同，因此能够使由于测定电流流过一次导体110a、110b而造成的拱状部111的发热量与反拱状部116的发热量相等。其结果是，能够使第一磁传感器元件120a的磁阻元件的周围的温度与第二磁传感器元件120b的磁阻元件的周围的温度大致相同，因此能够降低由磁阻元件的温度特性造成的电流传感器100的测定值的误差。
(实施方式2)
以下，一边与比较例涉及的电流传感器进行比较一边对本发明的实施方式2涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式2以及比较例的电流传感器各自具备的电流传感器单元的结构与实施方式1涉及的电流传感器100相同，因此对电流传感器单元的结构不再重复说明。实施方式2以及比较例的电流传感器例如应用于逆变器等三相三线式的布线，具备三个电流传感器单元。
图8是示出比较例涉及的电流传感器的外观的立体图。图9是从图8的IX-IX线箭头方向观察的剖视图。图10是示出本发明的实施方式2涉及的电流传感器的外观的立体图。图11是从图10的XI-XI线箭头方向观察的剖视图。另外，在图8～图11中，未图示磁传感器单元160。
如图8、图9所示，比较例涉及的电流传感器900具备第一电流传感器单元900a、第二电流传感器单元900b以及第三电流传感器单元900c。
第一电流传感器单元900a、第二电流传感器单元900b以及第三电流传感器单元900c各自具备：流过测定对象的电流的一次导体110a；以及检测由流过一次导体110a的测定对象的电流产生的磁场的强度的第一磁传感器元件120a和第二磁传感器元件120b。具体地，在第一电流传感器单元900a、第二电流传感器单元900b以及第三电流传感器单元900c各自中，在一次导体110a的开口部10插入有磁传感器单元160。
在第一电流传感器单元900a、第二电流传感器单元900b以及第三电流传感器单元900c各自中，测定对象的电流分流为两个流路并如箭头1a、1b、1c所示地在一次导体110a的长度方向(Y轴方向)上流过一次导体110a。
第一电流传感器单元900a、第二电流传感器单元900b以及第三电流传感器单元900c各自的一次导体110a在宽度方向(X轴方向)上空开间隔且彼此在长度方向(Y轴方向)上延伸。第一电流传感器单元900a的拱状部111和反拱状部116、第二电流传感器单元900b的拱状部111和反拱状部116、以及第三电流传感器单元900c的拱状部111和反拱状部116，位于在一次导体110a的宽度方向(X轴方向)上延伸的假想直线上。即，第一电流传感器单元900a、第二电流传感器单元900b以及第三电流传感器单元900c各自中的、通过一次导体110a的开口部10的中心而在宽度方向(X轴方向)上延伸的中心线C1位于同一直线上。
如图10、图11所示，本发明的实施方式2涉及的电流传感器200具备第一电流传感器单元200a、第二电流传感器单元200b以及第三电流传感器单元200c。
第一电流传感器单元200a、第二电流传感器单元200b以及第三电流传感器单元200c各自具备：流过测定对象的电流的一次导体110a、110b、110c；以及检测由流过一次导体110a、110b、110c的测定对象的电流产生的磁场的强度的第一磁传感器元件120a和第二磁传感器元件120b。具体地，在第一电流传感器单元200a、第二电流传感器单元200b以及第三电流传感器单元200c各自中，在一次导体110a、110b、110c的开口部10插入有磁传感器单元160。
在第一电流传感器单元200a、第二电流传感器单元200b以及第三电流传感器单元200c各自中，测定对象的电流分流为两个流路并如箭头1a、1b、1c所示地在一次导体110a、110b、110c的长度方向(Y轴方向)上流过一次导体110a、110b、110c。
第一电流传感器单元200a、第二电流传感器单元200b以及第三电流传感器单元200c各自的一次导体110a、110b、110c在宽度方向(X轴方向)上空开间隔且彼此在长度方向(Y轴方向)上延伸。第一电流传感器单元200a的拱状部111和反拱状部116、第二电流传感器单元200b的拱状部111和反拱状部116、以及第三电流传感器单元200c的拱状部111和反拱状部116在长度方向(Y轴方向)上位于相互偏移的位置。
具体地，如图10所示，通过一次导体110a的开口部10的中心并在宽度方向(X轴方向)上延伸的中心线C1与通过一次导体110b的开口部10的中心并在宽度方向(X轴方向)上延伸的中心线C2，在长度方向(Y轴方向)上偏移了距离M1。通过一次导体110c的开口部10的中心并在宽度方向(X轴方向)上延伸的中心线C3与中心线C2在长度方向(Y轴方向)上偏移了距离M2。
中心线C1与中心线C2之间的距离M1被设定为，一次导体110b的拱状部111以外的部分以及反拱状部116以外的部分位于第一电流传感器单元200a中的中心线Lc上，并且一次导体110a的拱状部111以外的部分以及反拱状部116以外的部分位于第二电流传感器单元200b中的中心线Lc上。
中心线C2与中心线C3之间的距离M2被设定为，一次导体110c的拱状部111以外的部分以及反拱状部116以外的部分位于第二电流传感器单元200b中的中心线Lc上，并且一次导体110b的拱状部111以外的部分以及反拱状部116以外的部分位于第三电流传感器单元200c中的中心线Lc上。
在此，对验证了在比较例涉及的电流传感器900中第一电流传感器单元900a以及第二电流传感器单元900b各自产生的磁场给第三电流传感器单元900c的测定值带来的影响、和在实施方式2涉及的电流传感器200中第一电流传感器单元200a以及第二电流传感器单元200b各自产生的磁场给第三电流传感器单元200c的测定值带来的影响的仿真分析结果进行说明。
作为仿真分析的条件，将一次导体110a、110b、110c各自的宽度设为13mm，厚度设为1.5mm，并且设为了M1＝M2＝18.0mm、Hb＝7.0mm。在一次导体110a、110b、110c各自流过了600A的电流(在第一流路部流过300A，在第二流路部流过300A)。在该条件下，对中心线Lc上的被测定磁场的磁通量密度分布进行了仿真分析。在一次导体的宽度方向(X轴方向)上，中心线Lc的起点为一次导体的一端，中心线Lc的终点为一次导体的另一端。
图12是以与图9相同的剖视示出了对在比较例涉及的电流传感器的两个一次导体流过了测定对象外的电流时产生的磁场的磁通量密度进行了仿真分析的结果的等高线图。在图12中，按照朝向一次导体110a的宽度方向(X轴方向)的一方的磁场的磁通量密度高的顺序示出了E1～E5，并按照朝向一次导体110a的宽度方向(X轴方向)的另一方的磁场的磁通量密度高的顺序示出了E11～E16。
图13是示出从图12的中心线Lc上的起点到终点的X轴方向分量的磁通量密度的位移的曲线图。在图13中，在纵轴示出了X轴方向分量的磁通量密度(T)，在横轴示出了X轴方向上的距起点的距离(mm)。
图14是以与图11相同的剖视示出了对在本发明的实施方式2涉及的电流传感器的两个一次导体流过了测定对象外的电流时产生的磁场的磁通量密度进行了仿真分析的结果的等高线图。在图14中，按照朝向一次导体110a、110b、110c的宽度方向(X轴方向)的一方的磁场的磁通量密度高的顺序示出了E1～E5，并按照朝向一次导体110a的宽度方向(X轴方向)的另一方的磁场的磁通量密度高的顺序示出了E11～E16。
图15是示出从图14的中心线Lc上的起点到终点的X轴方向分量的磁通量密度的位移的曲线图。在图15中，在纵轴示出了X轴方向分量的磁通量密度(T)，在横轴示出了X轴方向上的距起点的距离(mm)。
如图12所示，在比较例涉及的电流传感器900中，在延伸部114的下方以及延伸部119的下方，产生了朝向一次导体110a的宽度方向(X轴方向)的一方的磁场。在延伸部114的上方以及延伸部119的上方，产生了朝向一次导体110a的宽度方向(X轴方向)的另一方的磁场。
如图13所示，在比较例涉及的电流传感器900中，在最接近第二电流传感器单元900b的起点的位置处，朝向一次导体110a的宽度方向(X轴方向)的另一方的磁场的磁通量密度的绝对值最大，并随着X轴方向上的距起点的距离变大，朝向一次导体110a的宽度方向(X轴方向)的另一方的磁场的磁通量密度的绝对值下降。其结果是，第一电流传感器单元900a以及第二电流传感器单元900b各自产生的磁场对第三电流传感器单元900c的测定值有影响。
如图14所示，在本发明的实施方式2涉及的电流传感器200中，在一次导体110a、110b的下方，产生了朝向一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)的一方的磁场。在一次导体110a、110b的上方，产生了朝向一次导体110a、110b的宽度方向(X轴方向)的另一方的磁场。
如图15所示，在本发明的实施方式2涉及的电流传感器200中，在中心线Lc上的整体，朝向一次导体110a的宽度方向(X轴方向)的磁场的磁通量密度几乎为0T。
从上述的仿真分析结果能够确认，在本发明的实施方式2涉及的电流传感器200中，能够抑制第一电流传感器单元200a以及第二电流传感器单元200b各自产生的磁场对第三电流传感器单元200c的测定值造成影响，从而能够降低第三电流传感器单元200c的测定误差。
对于第一电流传感器单元200a以及第二电流传感器单元200b，也能够得到同样的效果。如上所述，在本实施方式涉及的电流传感器200中，能够抑制环绕与对应的一次导体相邻的一次导体的磁场的影响而降低测定误差。
(实施方式3)
以下，对本发明的实施方式3涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式3涉及的电流传感器300仅第三电流传感器单元的配置与实施方式2涉及的电流传感器200不同，因此对与实施方式2涉及的电流传感器200相同的结构标注相同的附图标记，不再重复其说明。
图16是示出本发明的实施方式3涉及的电流传感器的外观的立体图。在图16中，未图示磁传感器单元160。
如图16所示，本发明的实施方式3涉及的电流传感器300具备第一电流传感器单元300a、第二电流传感器单元300b以及第三电流传感器单元300c。
第一电流传感器单元300a、第二电流传感器单元300b以及第三电流传感器单元300c各自具备：流过测定对象的电流的一次导体110a、110b；以及检测由流过一次导体110a、110b的测定对象的电流产生的磁场的强度的第一磁传感器元件120a和第二磁传感器元件120b。具体地，在第一电流传感器单元300a、第二电流传感器单元300b以及第三电流传感器单元300c各自中，在一次导体110a、110b的开口部10插入有磁传感器单元160。
在第一电流传感器单元300a、第二电流传感器单元300b以及第三电流传感器单元300c各自中，测定对象的电流分流为两个流路并如箭头1a、1b、1c所示地在一次导体110a、110b的长度方向(Y轴方向)上流过一次导体110a、110b。
第一电流传感器单元300a、第二电流传感器单元300b以及第三电流传感器单元300c各自的一次导体110a、110b在宽度方向(X轴方向)上空格间隔且彼此在长度方向(Y轴方向)上延伸。第一电流传感器单元300a的拱状部111和反拱状部116、以及第二电流传感器单元300b的拱状部111和反拱状部116在长度方向(Y轴方向)上位于相互偏移的位置。第二电流传感器单元300b的拱状部111和反拱状部116、以及第三电流传感器单元300c的拱状部111和反拱状部116在长度方向(Y轴方向)上位于相互偏移的位置。第一电流传感器单元300a的拱状部111和反拱状部116、以及第三电流传感器单元300c的拱状部111和反拱状部116在长度方向(Y轴方向)上位于相互偏移的位置。
第一电流传感器单元300a的拱状部111和反拱状部116、以及第三电流传感器单元300c的拱状部111和反拱状部116，位于在一次导体110a的宽度方向(X轴方向)上延伸的假想直线上。即，第一电流传感器单元300a以及第三电流传感器单元300c各自中的、通过一次导体110a的开口部10的中心并在宽度方向(X轴方向)上延伸的中心线C1位于同一直线上。
如图16所示，通过一次导体110a的开口部10的中心并在宽度方向(X轴方向)上延伸的中心线C1与通过一次导体110b的开口部10的中心并在宽度方向(X轴方向)上延伸的中心线C2，在长度方向(Y轴方向)上偏移了距离M1。
中心线C1与中心线C2之间的距离M1被设定为，一次导体110b的拱状部111以外的部分以及反拱状部116以外的部分位于第一电流传感器单元300a以及第三电流传感器单元300c各自中的中心线Lc上，并且一次导体110a的拱状部111以外的部分以及反拱状部116以外的部分位于第二电流传感器单元300b中的中心线Lc上。
像本实施方式涉及的电流传感器300那样，只要相互相邻的一次导体彼此的拱状部111以及反拱状部116在一次导体的长度方向(Y轴方向)上位于偏移的位置，就能够抑制环绕与对应的一次导体相邻的一次导体的磁场的影响而降低测定误差，无需像实施方式2涉及的电流传感器200那样，全部的一次导体110a、110b、110c的拱状部111以及反拱状部116彼此在一次导体的长度方向(Y轴方向)上位于偏移的位置。
(实施方式4)
以下，对本发明的实施方式4涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式4涉及的电流传感器仅一次导体的形状与实施方式1涉及的电流传感器100不同，因此对于与实施方式1涉及的电流传感器100相同的结构将不再重复说明。
图17是示出本发明的实施方式4涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。如图17所示，本发明的实施方式4涉及的电流传感器具备的一次导体410a包含从一次导体410a的宽度方向(X轴方向)观察分别具有半圆状的形状的拱状部411以及反拱状部416。在拱状部411以及反拱状部416的内侧形成有开口部40。在一次导体410a的开口部40插入磁传感器单元。在本实施方式涉及的电流传感器中，磁传感器单元的框体具有大致圆柱状的外形。
在本实施方式涉及的电流传感器中，也可抑制环绕与对应的一次导体相邻的一次导体的磁场以及外部磁场的影响而降低测定误差，并且可谋求小型化。
(实施方式5)
以下，对本发明的实施方式5涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式5涉及的电流传感器仅一次导体的形状与实施方式1涉及的电流传感器100不同，因此对于与实施方式1涉及的电流传感器100相同的结构将不再重复说明。
图18是示出本发明的实施方式5涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。图19是从箭头XIX方向观察图18的一次导体的侧视图。
如图18、图19所示，本发明的实施方式5涉及的电流传感器具备的板状的一次导体510a包含表面以及背面，并具有长度方向(Y轴方向)、与长度方向(Y轴方向)正交的宽度方向(X轴方向)、以及与长度方向(Y轴方向)和宽度方向(X轴方向)正交的厚度方向(Z轴方向)。
在本实施方式中，从一次导体510a的宽度方向(X轴方向)观察，第一流路部511向一次导体510a的表面侧鼓出。从一次导体510a的宽度方向(X轴方向)观察，第二流路部516向一次导体510a的背面侧鼓出。第二流路部516在一次导体510a的宽度方向(X轴方向)上与第一流路部511排列。从一次导体510a的宽度方向(X轴方向)观察，形成有被第一流路部511和第二流路部516包围的区域50。狭缝515在一次导体510a的宽度方向(X轴方向)上位于一次导体510a的中央。
从一次导体510a的宽度方向(X轴方向)观察，第一流路部511以及第二流路部516各自具有半长圆状的形状。第一流路部511由第一突出部512和第二突出部513、以及延伸部514构成，第一突出部512和第二突出部513相互隔开间隔，并从一次导体510a的表面呈圆弧状突出，延伸部514在一次导体510a的长度方向(Y轴方向)上延伸，并将第一突出部512与第二突出部513相连。第二流路部516由第三突出部517和第四突出部518、以及延伸部519构成，第三突出部517和第四突出部518相互隔开间隔，并从一次导体510a的背面呈圆弧状突出，延伸部519在一次导体510a的长度方向(Y轴方向)上延伸，并将第三突出部517与第四突出部518相连。
在由第一流路部511和第二流路部516形成的空间插入有磁传感器单元。由此，从一次导体510a的宽度方向(X轴方向)观察，第一磁传感器元件120a位于区域50的内部，并且从一次导体510a的厚度方向(Z轴方向)观察，第一磁传感器元件120a位于第一流路部511的背面侧。从一次导体510a的宽度方向(X轴方向)观察，第二磁传感器元件120b位于区域50的内部，并且从一次导体510a的厚度方向(Z轴方向)观察，第二磁传感器元件120b位于第二流路部516的表面侧。
在本实施方式涉及的电流传感器中，也可抑制环绕与对应的一次导体相邻的一次导体的磁场以及外部磁场的影响而降低测定误差，并且可谋求小型化。
(实施方式6)
以下，对本发明的实施方式6涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式6涉及的电流传感器仅一次导体的形状与实施方式1涉及的电流传感器100不同，因此对于与实施方式1涉及的电流传感器100相同的结构，将不再重复说明。
图20是示出本发明的实施方式6涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。图21是从箭头XXI方向观察图20的一次导体的侧视图。图22是从箭头XXII方向观察图20的一次导体的顶视图。图23是从箭头XXIII方向观察图20的一次导体的主视图。
如图20～图23所示，本发明的实施方式6涉及的电流传感器具备的板状的一次导体610a包含表面以及背面，并具有长度方向(Y轴方向)、与长度方向(Y轴方向)正交的宽度方向(X轴方向)、以及与长度方向(Y轴方向)和宽度方向(X轴方向)正交的厚度方向(Z轴方向)。
在本实施方式中，第二流路部616在一次导体610a的宽度方向(X轴方向)上与第一流路部611排列。从一次导体610a的宽度方向(X轴方向)观察，形成有被第一流路部611和第二流路部616包围的区域60。狭缝615在一次导体610a的宽度方向(X轴方向)上位于一次导体610a的中央。
第一流路部611具有长度方向(Y轴方向)上的一端611a以及另一端611b。第二流路部616具有长度方向(Y轴方向)上的一端616a以及另一端616b。第一流路部611的一端611a与第二流路部616的一端616a将狭缝615夹在中间，并在宽度方向(X轴方向)上排列。第一流路部611的另一端611b与第二流路部616的另一端616b将狭缝615夹在中间，并在一次导体610a的宽度方向(X轴方向)上排列。
一次导体610a的长度方向(Y轴方向)上的第一流路部611的一端611a与第一流路部611的另一端611b在一次导体610a的厚度方向(Z轴方向)上的位置彼此不同。长度方向(Y轴方向)上的第二流路部616的一端616a与第二流路部616的另一端616b在一次导体610a的厚度方向(Z轴方向)上的位置彼此不同。一次导体610a的长度方向(Y轴方向)上的第一流路部611的一端611a与第二流路部616的一端616a在一次导体610a的厚度方向(Z轴方向)上的位置彼此相等。一次导体610a的长度方向(Y轴方向)上的第一流路部611的另一端611b与第二流路部616的另一端616b在一次导体610a的厚度方向(Z轴方向)上的位置彼此相等。
第一流路部611包含弯折部613，该弯折部613将一次导体610a的厚度方向(Z轴方向)上的第一流路部611的一端611a的位置与第一流路部611的另一端611b的位置相连。第二流路部616包含弯折部617，该弯折部617将一次导体610a的厚度方向(Z轴方向)上的第二流路部616的一端616a的位置与第二流路部616的另一端616b的位置相连。第一流路部611的弯折部613与第二流路部616的弯折部617在一次导体610a的长度方向(Y轴方向)上位于相互隔开间隔的位置。
在本实施方式中，第一流路部611包含：从一端611a起在长度方向(Y轴方向)上延伸的延伸部614；以及从延伸部614的长度方向(Y轴方向)上的端部起在厚度方向(Z轴方向)上呈直线状延伸并朝向另一端611b的弯折部613。即，第一流路部611形成为阶梯状。延伸部614与第一流路部611的一端611a相接。弯折部613与第一流路部611的另一端611b相接。另外，弯折部613的形状并不限于上述形状，从一次导体610a的宽度方向(X轴方向)观察，也可以在相对于一次导体610a的长度方向(Y轴方向)以及厚度方向(Z轴方向)中的每一个交叉的方向上呈直线状延伸，还可以弯曲。
第二流路部616包含：从一端616a起在厚度方向(Z轴方向)上呈直线状延伸的弯折部617；以及从弯折部617的厚度方向(Z轴方向)的端部起在长度方向(Y轴方向)上延伸并朝向另一端616b的延伸部619。即，第二流路部616形成为阶梯状。延伸部619与第二流路部616的另一端616b相接。弯折部617与第二流路部616的一端616a相接。另外，弯折部617的形状并不限于上述形状，从一次导体610a的宽度方向(X轴方向)观察，也可以在相对于一次导体610a的长度方向(Y轴方向)以及厚度方向(Z轴方向)分别交叉的方向上呈直线状延伸，还可以弯曲。
在由第一流路部611和第二流路部616形成的空间插入有磁传感器单元。由此，从一次导体610a的宽度方向(X轴方向)观察，第一磁传感器元件120a位于区域60的内部，并且从一次导体610a的厚度方向(Z轴方向)观察，第一磁传感器元件120a位于第一流路部611的背面侧。从一次导体610a的宽度方向(X轴方向)观察，第二磁传感器元件120b位于区域60的内部，并且从一次导体610a的厚度方向(Z轴方向)观察，第二磁传感器元件120b位于第二流路部616的表面侧。
在本实施方式涉及的电流传感器中，也可抑制环绕与对应的一次导体相邻的一次导体的磁场以及外部磁场的影响而降低测定误差，并且可谋求小型化。
(实施方式7)
以下，对本发明的实施方式7涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式7涉及的电流传感器与实施方式2涉及的电流传感器200的不同点主要在于，电流传感器单元在一次导体的厚度方向上排列，因此对于与实施方式2涉及的电流传感器200同样的结构，将不再重复说明。
图24是示出本发明的实施方式7涉及的电流传感器的外观的立体图。图25是从XXV方向观察图24的电流传感器的侧视图。如图24、图25所示，本发明的实施方式7涉及的电流传感器700具备第一电流传感器单元700a、第二电流传感器单元700b以及第三电流传感器单元700c。
第一电流传感器单元700a、第二电流传感器单元700b以及第三电流传感器单元700c各自具备：流过测定对象的电流的一次导体710a、710b、710c；以及检测由流过一次导体710a、710b、710c的测定对象的电流产生的磁场的强度的第一磁传感器元件120a和第二磁传感器元件120b。具体地，在第一电流传感器单元200a、第二电流传感器单元200b以及第三电流传感器单元200c各自中，在一次导体710a、710b、710c的开口部70插入有磁传感器单元160。
在第一电流传感器单元700a、第二电流传感器单元700b以及第三电流传感器单元700c各自中，测定对象的电流分流为两个流路并如箭头1a、1b、1c所示地在一次导体710a、710b、710c的长度方向(Y轴方向)上流过一次导体710a、710b、710c。
第一电流传感器单元700a、第二电流传感器单元700b以及第三电流传感器单元700c各自的一次导体710a、710b、710c相互空开间隔而并列配置，并在长度方向(Y轴方向)上延伸。在本实施方式中，一次导体710a、710b、710c在厚度方向(Z轴方向)上空开间隔而相互排列。第一电流传感器单元700a的拱状部111和反拱状部116、第二电流传感器单元700b的拱状部111和反拱状部116、以及第三电流传感器单元700c的拱状部111和反拱状部116在长度方向(Y轴方向)上位于相互偏移的位置。
具体地，如图24、图25所示，通过一次导体710a的开口部70的中心并在宽度方向(X轴方向)上延伸的中心线C1与通过一次导体710b的开口部70的中心并在宽度方向(X轴方向)上延伸的中心线C2，在长度方向(Y轴方向)上偏移了距离M1。通过一次导体710c的开口部70的中心并在宽度方向(X轴方向)上延伸的中心线C3与中心线C2在长度方向(Y轴方向)上偏移了距离M2。
其结果是，从一次导体710a、710b、710c的宽度方向(X轴方向)观察，第一电流传感器单元700a的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自位于第二电流传感器单元700b以及第三电流传感器单元700c各自的开口部70的外侧。从一次导体710a、710b、710c的宽度方向(X轴方向)观察，第二电流传感器单元700b的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自位于第一电流传感器单元700a以及第三电流传感器单元700c各自的开口部70的外侧。从一次导体710a、710b、710c的宽度方向(X轴方向)观察，第三电流传感器单元700c的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自位于第一电流传感器单元700a以及第二电流传感器单元700b各自的开口部70的外侧。
从一次导体710a、710b、710c的厚度方向(Z轴方向)观察，第一电流传感器单元700a的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自与第二电流传感器单元700b的一次导体710b以及第三电流传感器单元700c的一次导体710c重叠。从一次导体710a、710b、710c的厚度方向(Z轴方向)观察，第二电流传感器单元700b的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自与第一电流传感器单元700a的一次导体710a以及第三电流传感器单元700c的一次导体710c重叠。从一次导体710a、710b、710c的厚度方向(Z轴方向)观察，第三电流传感器单元700c的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自与第一电流传感器单元700a的一次导体710a以及第二电流传感器单元700b的一次导体710b重叠。
其结果是，环绕一次导体710b的磁场对第一电流传感器单元700a的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自同样地进行作用。环绕一次导体710c的磁场对第一电流传感器单元700a的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自同样地进行作用。因此，与外部磁场同样地，能够抑制环绕一次导体710b的磁场以及环绕一次导体710c的磁场影响到第一电流传感器单元700a的测定值。
同样地，环绕一次导体710a的磁场对第二电流传感器单元700b的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自同样地进行作用。环绕一次导体710c的磁场对第二电流传感器单元700b的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自同样地进行作用。因此，与外部磁场同样地，能够抑制环绕一次导体710a的磁场以及环绕一次导体710c的磁场影响到第二电流传感器单元700b的测定值。
同样地，环绕一次导体710a的磁场对第三电流传感器单元700c的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自同样地进行作用。环绕一次导体710b的磁场对第三电流传感器单元700c的第一磁传感器元件120a以及第二磁传感器元件120b各自同样地进行作用。因此，与外部磁场同样地，能够抑制环绕一次导体710a的磁场以及环绕一次导体710b的磁场影响到第三电流传感器单元700c的测定值。
如上所述，在本实施方式涉及的电流传感器700中，也能够抑制环绕与对应的一次导体相邻的一次导体的磁场以及外部磁场的影响而降低测定误差。
在上述的实施方式的说明中，也可以对能够组合的结构相互进行组合。在电流传感器中，框体可以与一次导体构成为一体，也可以构成为能够相对于一次导体进行拆装。
应认为，本次公开的实施方式在所有方面均为例示，而不是限制性的。本发明的范围不是由上述的说明示出，而是由权利要求书来示出，意图包含与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。
附图标记说明
2：检测轴，3：灵敏度变化轴，10、40、70：开口部，50、60：被包围的区域，100、200、300、700、900：电流传感器，100a、200a、300a、700a、900a：第一电流传感器单元，100b、200b、300b、700b、900b：第二电流传感器单元，110、110a、110b、110c、410a、510a、610a、710a、710b、710c：一次导体，110be、112e、113e、114e、119e：磁场，111、411：拱状部，112、512：第一突出部，113、513：第二突出部，114、119、514、519、614、619：延伸部，115、515、615：狭缝，116、416：反拱状部，117、517：第三突出部，118、518：第四突出部，120a：第一磁传感器元件，120b：第二磁传感器元件，130：基板，140a、140b：电子部件，150：框体，151：下部框体，152：上部框体，152p：导出口，160：磁传感器单元，190：计算部，200c、300c、700c、900c：第三电流传感器单元，511、611：第一流路部，516、616：第二流路部，611a、616a：一端，611b、616b：另一端，613、617：弯折部。

Claims (15)

1.一种电流传感器，具备：
第一电流传感器单元；以及
第二电流传感器单元，
所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自包含：
板状的导体，流过测定对象的电流，包含表面以及背面，并具有长度方向、与该长度方向正交的宽度方向、以及与所述长度方向和所述宽度方向正交的厚度方向；以及
第一磁传感器元件和第二磁传感器元件，检测由所述电流产生的磁场的强度，
在所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自中，
所述导体包含所述电流在所述长度方向上的中途分流而流过的第一流路部以及第二流路部，
从所述宽度方向观察，形成有被所述第一流路部和所述第二流路部包围的区域，
从所述宽度方向观察，所述第一磁传感器元件位于所述区域的内部，并且位于所述第一流路部的背面侧，
从所述宽度方向观察，所述第二磁传感器元件位于所述区域的内部，并且位于所述第二流路部的表面侧，
所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自的所述导体相互空开间隔而并列配置，并在所述长度方向上延伸，
所述第一电流传感器单元的所述区域在所述长度方向上位于与所述第二电流传感器单元的所述区域偏移的位置，从而从所述宽度方向观察，所述第一电流传感器单元的所述第一磁传感器元件以及所述第二磁传感器元件各自位于所述第二电流传感器单元的所述区域的外侧，并且从所述宽度方向观察，所述第二电流传感器单元的所述第一磁传感器元件以及所述第二磁传感器元件各自位于所述第一电流传感器单元的所述区域的外侧。
2.根据权利要求1所述的电流传感器，其中，
所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自的所述导体在所述宽度方向上空开间隔而相互排列，
从所述宽度方向观察，所述第一电流传感器单元的所述第一磁传感器元件以及所述第二磁传感器元件各自与所述第二电流传感器单元的所述导体重叠，并且从所述宽度方向观察，所述第二电流传感器单元的所述第一磁传感器元件以及所述第二磁传感器元件各自与所述第一电流传感器单元的所述导体重叠。
3.根据权利要求1所述的电流传感器，其中，
所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自的所述导体在所述厚度方向上空开间隔而相互排列，
从所述厚度方向观察，所述第一电流传感器单元的所述第一磁传感器元件以及所述第二磁传感器元件各自与所述第二电流传感器单元的所述导体重叠，并且从所述厚度方向观察，所述第二电流传感器单元的所述第一磁传感器元件以及所述第二磁传感器元件各自与所述第一电流传感器单元的所述导体重叠。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的电流传感器，其中，
所述导体包含：拱状部，弯曲为向所述厚度方向的一方突出并在所述长度方向上延伸，构成所述第一流路部。
5.根据权利要求4所述的电流传感器，其中，
所述导体还包含：反拱状部，弯曲为向所述厚度方向的另一方突出并在所述长度方向上延伸，构成所述第二流路部。
6.根据权利要求5所述的电流传感器，其中，
在所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自中，所述拱状部与所述反拱状部彼此具有同一形状。
7.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的电流传感器，其中，
从所述宽度方向观察，所述第一流路部向所述导体的表面侧鼓出。
8.根据权利要求7所述的电流传感器，其中，
从所述宽度方向观察，所述第二流路部向所述导体的背面侧鼓出。
9.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的电流传感器，其中，
所述第一流路部以及所述第二流路部各自具有所述长度方向上的一端和另一端，
所述长度方向上的所述第一流路部的一端与所述第一流路部的另一端在所述厚度方向上的位置彼此不同，
所述长度方向上的所述第二流路部的一端与所述第二流路部的另一端在所述厚度方向上的位置彼此不同，
所述长度方向上的所述第一流路部的一端与所述第二流路部的一端在所述厚度方向上的位置彼此相等，
所述长度方向上的所述第一流路部的另一端与所述第二流路部的另一端在所述厚度方向上的位置彼此相等，
所述第一流路部包含将所述厚度方向上的所述第一流路部的所述一端的位置与所述第一流路部的所述另一端的位置相连的弯折部，
所述第二流路部包含将所述厚度方向上的所述第二流路部的所述一端的位置与所述第二流路部的所述另一端的位置相连的弯折部，
所述第一流路部的所述弯折部与所述第二流路部的所述弯折部在所述长度方向上位于相互隔开间隔的位置。
10.根据权利要求1至权利要求9中的任一项所述的电流传感器，其中，
在所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自中，
通过在所述导体设置有在所述长度方向上延伸的狭缝，从而所述第一流路部与所述第二流路部在所述宽度方向上位于相互空开间隔的位置。
11.根据权利要求10所述的电流传感器，其中，
在所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自中，所述狭缝在所述宽度方向上位于所述导体的中央。
12.根据权利要求1至权利要求11中的任一项所述的电流传感器，其中，
在所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自中，所述第一磁传感器元件以及所述第二磁传感器元件安装在一个基板。
13.根据权利要求1至权利要求12中的任一项所述的电流传感器，其中，
所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自还具备：计算部，通过对所述第一磁传感器元件的检测值和所述第二磁传感器元件的检测值进行运算，从而计算所述电流的值，
在所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自中，
关于由流过所述导体的所述电流产生的磁场的强度，所述第一磁传感器元件的检测值的相位与所述第二磁传感器元件的检测值的相位为反相，
所述计算部为减法器或差动放大器。
14.根据权利要求1至权利要求12中的任一项所述的电流传感器，其中，
所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自还具备：计算部，通过对所述第一磁传感器元件的检测值和所述第二磁传感器元件的检测值进行运算，从而计算所述电流的值，
在所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自中，
关于由流过所述导体的所述电流产生的磁场的强度，所述第一磁传感器元件的检测值的相位与所述第二磁传感器元件的检测值的相位为同相，
所述计算部为加法器或加法放大器。
15.根据权利要求1至权利要求14中的任一项所述的电流传感器，其中，
在所述第一电流传感器单元以及所述第二电流传感器单元各自中，
所述第一磁传感器元件以及所述第二磁传感器元件各自具有检测轴，并配置为该检测轴朝向所述宽度方向，
所述第一磁传感器元件以及所述第二磁传感器元件各自构成为检测灵敏度根据所述长度方向上的偏置磁场的强度而变化。
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