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Querverweis auf eine verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Offenbarung basiert und nimmt hierin Bezug auf die
japanische Patentanmeldung Nr. 2013-75804 , die am 1. April 2013 eingereicht wurde.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen magnetischen Abschirmungskörper für einen Strommesswertgeber und auf eine Strommesswertgebervorrichtung.
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Stand der Technik
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Zuvor wurde eine Strommesswertgebervorrichtung, die einen magnetischen Abschirmungskörper hat, beispielsweise in einer Patentliteratur 1 vorgeschlagen. Der magnetische Abschirmungskörper ist eine Komponente, die eine äußere Seite eines ringförmigen äußeren Schalenabschnitts für ein Aufnehmen eines Stromwahrnehmungsabschnitts umgibt und ein störendes Magnetfeld, das von einer Außenseite angelegt wird, abschirmt. In der Patentliteratur 1 wird der magnetische Abschirmungskörper vorgeschlagen, der zwei magnetische Abschirmungsglieder enthält, von denen jedes in einer halbrechteckigen Röhrenform, d. h. einer U-förmigen Form, konfiguriert ist und sind die magnetischen Abschirmungsglieder an dem ringförmigen äußeren Schalenabschnitt in solcher einer Art und Weise montiert, dass die magnetischen Schalenglieder in einer rechteckigen Röhrenform zusammengebaut sind.
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Der Strommesswertgeber, der solch einen magnetischen Abschirmungskörper hat, nimmt den Strom wahr, der durch den ringförmigen äußeren Schalenabschnitt, der sich in einem hohlen Abschnitt des magnetischen Abschirmungskörpers befindet, fließt. Der magnetische Abschirmungskörper, der in der recheckigen Röhrenform konfiguriert ist, hat vier Flächen, die sich in einer Richtung senkrecht zu einer Durchdringrichtung, die durch den hohlen Abschnitt des magnetischen Abschirmungskörpers durchdringt, erstrecken. Folglich schirmt der magnetische Abschirmungskörper ein störendes Magnetfeld ab, das aus vier Richtungen, von denen jede senkrecht zu einer entsprechenden der vier Flächen des magnetischen Abschirmungskörpers ist, angelegt wird.
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Jedoch sind in der Technik des obigen Stands der Technik die zwei magnetischen Abschirmungsglieder zusammengebaut, um den magnetischen Abschirmungskörper, der in der rechteckigen Röhrenform konfiguriert ist, zu bilden. Deshalb hat der magnetische Abschirmungskörper zwei Öffnungen, von denen sich jede in die Durchdringrichtung, die durch den hohlen Abschnitt des magnetischen Abschirmungskörpers durchdringt, öffnet. Folglich gibt es ein Problem, bei dem das störende Magnetfeld durch die zwei Öffnungen des magnetischen Abschirmungskörpers in den hohlen Abschnitt des magnetischen Abschirmungskörpers in zwei Richtungen eindringt. Infolgedessen ist es notwendig diese Richtungen, entlang denen der Strommesswertgeber den Einfluss des störenden Magnetfelds aufnimmt, zu berücksichtigen und es gibt dadurch eine Beschränkung mit Bezug auf eine Installation des Strommesswertgebers bezüglich eines Messsubjekts. Oder es wird die Verwendung des Strommesswertgebers auf eine Umgebung, wo das störende Magnetfeld schwach ist, beschränkt.
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Um hier den magnetischen Abschirmungseffekt des magnetischen Abschirmungskörpers in der Umgebung, wo ein starkes störendes Magnetfeld angelegt wird, sicherzustellen, ist es vorstellbar eine Dicke eines Plattenmaterials der magnetischen Abschirmungsglieder zu erhöhen. Jedoch wird ein Widerstandswert des Plattenmaterials in Erwiderung auf die Dicke des Plattenmaterials verringert, so dass es einen Nachteil aus einer Erhöhung einer Wärmeerzeugung gibt, die durch einen Wirbelstromverlust verursacht wird, der in dem magnetischen Abschirmungskörper, der das störende Magnetfeld aufnimmt, erzeugt wird. Deshalb hat die Wärmeerzeugung, die durch den Wirbelstromverlust verursacht wird, einen ungünstigen Einfluss auf eine Stromwahrnehmungscharakteristik des Strommesswertgebers. Infolgedessen ist die Erhöhung der Dicke des Plattenmaterials der magnetischen Abschirmungsglieder nicht erwünscht.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: JP 2010-14477 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung wurde in Hinblick auf die obigen Punkte gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen magnetischen Abschirmungskörper bereitzustellen, der ein Eindringen eines störenden Magnetfelds aus allen sechs Richtungen beschränken kann. Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Strommesswertgebervorrichtung, die solch einen magnetischen Abschirmungskörper enthält, bereitzustellen.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein magnetischer Abschirmungskörper für einen Strommesswertgeber bereitgestellt, wobei der magnetische Abschirmungskörper einen Aufnahmeraum, der den Strommesswertgeber mit einem magnetoresistiven Element, das einen Bezugsstrom wahrnimmt, aufnimmt, bildet. Der magnetische Abschirmungskörper enthält eine primäre magnetische Abschirmungsanordnung und eine sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung. Die primäre magnetische Abschirmungsanordnung enthält: eine primäre Platte, die ein Eindringen einer elektromagnetischen Welle beschränkt und zwei primäre Seitenflächenabschnitte hat, die einander gegenüberliegen und die integral und nahtlos mit einem primären obersten Flächenabschnitt an zwei Seiten jeweilig des primären obersten Flächenabschnitts in der primären Platte gebildet sind; und eine sekundäre Platte, die ein Eindringen einer elektromagnetischen Welle beschränkt und zwei sekundäre Seitenflächenabschnitte hat, die einander gegenüberliegen und die integral und nahtlos mit einem sekundären obersten Flächenabschnitt an zwei Seiten jeweilig des sekundären obersten Flächenabschnitts in der sekundären Platte gebildet sind. Die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung beschränkt ein Eindringen einer elektromagnetischen Welle und enthält eine Vielzahl an tertiären Platten, von denen jede zwei tertiäre Seitenflächenabschnitte hat, die einander gegenüberliegen und die integral und nahtlos mit einem tertiären obersten Flächenabschnitt an zwei Seiten jeweilig des tertiären obersten Flächenabschnitts in der tertiären Platte gebildet sind. In der primären magnetischen Abschirmungsanordnung sind die primäre Platte und die sekundäre Platte nacheinander geschichtet, so dass der primäre oberste Flächenabschnitt und der sekundäre oberste Flächenabschnitt miteinander in Berührung sind, und die zwei primären Seitenflächenabschnitte nichtparallel zu den zwei sekundären Seitenflächenabschnitten sind und jeweils benachbart zu diesen platziert sind. In der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung ist die Vielzahl an tertiären Platten nacheinander geschichtet, so dass die tertiären obersten Flächenabschnitte von jeden benachbarten zwei der Vielzahl an tertiären Platten miteinander in Berührung sind und die zwei tertiären Seitenflächenabschnitte von einer von jeden benachbarten zwei der Vielzahl an tertiären Platten mit den zwei tertiären Seitenflächenabschnitten jeweilig der anderen von jeden benachbarten zwei der Vielzahl an tertiären Platten in Berührung sind. Die primäre magnetische Abschirmungsanordnung und die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung sind zusammengebaut, um den Aufnahmeraum zu bilden, so dass der tertiäre oberste Flächenabschnitt von einer der Vielzahl an tertiären Platten, die benachbart zum Aufnahmeraum ist, einem der Abschnitte, primärer oberster Flächenabschnitt und sekundärer oberster Flächenabschnitt, der sich auf der Seite des tertiären obersten Flächenabschnitts befindet, gegenüberliegt, und die zwei tertiären Seitenflächenabschnitte von jeder tertiären Platte nichtparallel zu einem der Alternativen, zwei primäre Seitenflächenabschnitte und zwei sekundäre Seitenflächenabschnitte, sind und jeweils benachbart zu dieser platziert sind.
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Außerdem wird gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Strommesswertgebervorrichtung, die den oben beschriebenen magnetischen Abschirmungskörper enthält, und ein Strommesswertgeber, der in dem Aufnahmeraum des magnetischen Abschirmungskörpers aufgenommen ist und der ein magnetoresistives Element hat, das einen Bezugsstrom wahrnimmt, bereitgestellt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Prinzipschaubild, das einen Zustand zeigt, bei dem ein magnetischer Abschirmungskörper einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung an einer Sammelschiene installiert ist.
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2 ist ein Diagramm für ein Beschreiben eines Strommessprinzips eines Strommesswertgebers.
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3 ist ein Prinzipschaubild, das den magnetischen Abschirmungskörper zeigt.
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4 ist eine Darstellung der Einzelteile des magnetischen Abschirmungskörpers, der in 3 zu sehen ist.
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5 ist eine Querschnittsansicht entlang eines Querschnitts V in 1.
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6 ist eine Querschnittsansicht entlang eines Querschnitts VI in 1.
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7(a) ist ein Diagramm, das eine Teilung eines Wirbelstromverlusts in einem Fall zeigt, bei dem eine Vielzahl an dünnen Platten verwendet wird, und 7(b) ist ein Diagramm, das eine Erzeugung eines Wirbelstromverlusts in einem Fall zeigt, bei dem eine einzelne dünne Platte verwendet wird.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Wie es in 1 und 2 zu sehen ist, ist in einer Strommesswertgebervorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform ein magnetischer Abschirmungskörper 1 um einen Strommesswertgeber 10, der eine Größe eines Bezugsstroms, der durch eine Sammelschiene 2 fließt, wahrnimmt, herum platziert.
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Wie es in 1 zu sehen ist, ist die Sammelschiene 2 an ein Halteglied 3 befestigt. Das Halteglied 3 ist eine Komponente, die Positioniernuten und Positioniervorsprünge hat, und wird verwendet, um die Sammelschiene 2, den Strommesswertgeber 10 und den magnetischen Abschirmungskörper 1 in einer selbstausrichtenden Art und Weise nach einem Anpassen der Sammelschiene 2, des Strommesswertgebers 10, und des magnetischen Abschirmungskörpers 1 an das Halteglied 3 zu positionieren.
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Wie es in 2 zu sehen ist, enthält der Strommesswertgeber 10 einen Vormagnetisierungsmagnet 11 und ein magnetoresistives Element 12. Der Vormagnetisierungsmagnet 11 ist ein magnetfelderzeugendes Mittel für ein Erzeugen eines Vormagnetisierungsmagnetfelds in einer Richtung senkrecht zu einem Signalmagnetfeld, das erzeugt wird, wenn der Bezugsstrom, der ein Messsubjekt ist, durch die Sammelschiene 2 fließt. Das heißt, dass der Vormagnetisierungsmagnet 11 derart über der Sammelschiene 2 platziert ist, dass ein N-Pol (Nordpol) und ein S-Pol (Südpol) des Vormagnetisierungsmagneten 11 nacheinander entlang einer Flussrichtung des Bezugsstroms, d. h. einer Längsrichtung der Sammelschiene 2, angeordnet sind. Auf diese Weise legt der Vormagnetisierungsmagnet 11 das Vormagnetisierungsmagnetfeld an das magnetoresistive Element 12 an.
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Das magnetoresistive Element 12 enthält einen Wahrnehmungsabschnitt, der einen Widerstandswert von diesem ändert, wenn der Wahrnehmungsabschnitt einen Einfluss eines externen Magnetfelds aufnimmt. Beispielsweise ist das magnetoresistive Element 12 an einer Stelle platziert, die benachbart zur Sammelschiene 2 ist, d. h. einer Stelle, die sich zwischen der Sammelschiene 2 und dem Vormagnetisierungsmagnet 11 befindet.
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Der Strommesswertgeber 10 ist in einem Aufnahmeraum, der ein hohler Abschnitt des magnetischen Abschirmungskörpers 1 ist, in solch einer Art und Weise platziert, dass eine Stromrichtung des Bezugsstroms, der durch die Sammelschiene 2 fließt, d. h. der Längsrichtung der Sammelschiene 2, parallel zu dem Vormagnetisierungsmagnetfeld ist. Mit anderen Worten ist der Strommesswertgeber 10 in dem magnetischen Abschirmungskörper 1 in solch einer Art und Weise aufgenommen, dass das Signalmagnetfeld, das durch den Bezugsstrom erzeugt wird, der durch die Sammelschiene 2 fließt, senkrecht zum Vormagnetisierungsmagnetfeld ist. Deshalb wird das magnetoresisitive Element 12 in solch einer Art und Weise angeordnet, dass ein resultierendes Magnetfeld, das durch das Vormagnetisierungsmagnetfeld und das Signalmagnetfeld geschaffen wird, an das magnetoresistive Element 12 angelegt wird.
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Wenn der Bezugsstrom durch die Sammelschiene 2 fließt, wird das Signalmagnetfeld erzeugt. Wenn sich das resultierende Magnetfeld, das durch das Signalmagnetfeld und das Vormagnetisierungsmagnetfeld geschaffen wird, in Erwiderung auf die Größe des Bezugsstroms ändert, wird ein Magnetvektorwinkel θ geändert. Folglich nimmt das magnetoresistive Element 12 eine Änderung im Widerstandswert des Wahrnehmungsabschnitts wahr, die durch eine Änderung im Magnetvektorwinkel θ verursacht wird.
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Der magnetische Abschirmungskörper 1, der in 3 zu sehen ist, hat den Aufnahmeraum 4, der einen Abschnitt der Sammelschiene 2 und den Strommesswertgeber 10 aufnimmt. Der magnetische Abschirmungskörper 1 hat eine Funktion eines Abschirmens eines externen Magnetfelds. Der magnetische Aufbaukörper 1 enthält eine primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und eine sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30.
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Wie es in 4 zu sehen ist, enthält die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 eine primäre Platte 21 und eine Vielzahl an sekundären Platten 22, die nacheinander geschichtet sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der sekundären Platten 22 gleich zwei.
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Die primäre Platte 21 ist durch Biegen eines primären ebenen Plattenglieds 23, das ein Eindringen einer elektromagnetischen Welle beschränkt, gebildet. Insbesondere befinden sich in der primären Platte 21 zwei primäre Seitenflächenabschnitte (primäre Seitenwandabschnitte) 25a, 25b, die parallel zueinander sind und einander gegenüberliegen, an zwei Seiten jeweilig eines primären obersten Flächenabschnitts (primärer oberster Wandabschnitt) 24 und sind diese integral und nahtlos zusammen mit dem primären obersten Flächenabschnitt 24 gebildet. Außerdem ist jede sekundäre Platte 22 durch Biegen eines sekundären ebenen Plattenglieds 26, das ein Eindringen der elektromagnetischen Welle beschränkt, gebildet. Insbesondere befinden sich in jeder sekundären Platte 22 zwei sekundäre Seitenflächenabschnitte (sekundäre Seitenwandabschnitte) 28a, 28b, die parallel zueinander sind und einander gegenüberliegen, an zwei Seiten jeweilig eines sekundären obersten Flächenabschnitts (sekundärer oberster Wandabschnitt) 27 und sind diese integral und nahtlos zusammen mit dem sekundären obersten Flächenabschnitt 27 gebildet. Die zwei sekundären Platten 22 sind nacheinander in einer Richtung (eine Richtung von oben nach unten in 5), die senkrecht zu einer Ebene der Sammelschiene 2 ist, in solch einer Art und Weise geschichtet, dass die sekundären obersten Flächenabschnitte 27 der zwei sekundären Platten 22 parallel zueinander sind und miteinander in Berührung sind, und die sekundären Seitenflächenabschnitte 28a, 28b von einer der sekundären Platten 22 parallel zu den sekundären Seitenflächenabschnitten 28a, 28b jeweilig der anderen der sekundären Platten 22 sind und diese berühren.
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Jeder der sekundären Seitenflächenabschnitte 28a, 28b von jeder sekundären Platte 22 enthält zwei Vorsprünge 29 und diese zwei Vorsprünge 29 werden durch Erweitern zweier Abschnitte eines Endteils des entsprechenden sekundären Seitenflächenabschnitts 28a, 28b, der zu dem sekundären obersten Flächenabschnitt 27 entgegengesetzt ist, in einer Richtung weg von dem sekundären obersten Flächenabschnitt 27 gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform sind diese zwei Vorsprünge 29 in solch einer Art und Weise gebildet, dass zwei Endteile jeweilig des sekundären Seitenflächenabschnitts 28a, 28b, die einander in einer Richtung senkrecht zu einer Erweiterungsrichtung des sekundären Seitenflächenabschnitts 28a, 28b gegenüberliegen, in der Richtung weg von dem sekundären obersten Flächenabschnitt 27 erweitert sind. Mit anderen Worten ist ein Abschnitt des Endteils des sekundären Seitenflächenabschnitts 28a, 28b, der zu dem sekundären obersten Flächenabschnitt 27 entgegengesetzt ist, in Richtung des sekundären obersten Flächenabschnitts 27 ausgespart, um eine Aussparung (Öffnung) 28a1, 28b1 zu bilden, und definieren die Vorsprünge 29 die Aussparung 28a1, 28b1 zwischen den Vorsprüngen 29. Aufgrund der Anwesenheit der Aussparung 28a1, 28b1 und der Vorsprünge 29 bildet eine Fläche des sekundären Seitenflächenabschnitts 28a, 28b geteilte Flächen, die durch Teilen eines Teils des sekundären Seitenflächenabschnitts 28a, 28b gebildet werden. Die Sammelschiene 2 wird durch die Aussparungen 28a1, 28b1 der sekundären Seitenflächenabschnitte 28a, 28b aufgenommen.
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Die primäre Platte 21 und eine benachbarte der sekundären Platten 22, die benachbart zur primären Platte 21 ist, sind in der Richtung, die senkrecht zur Ebene der Sammelschiene 2 ist, in solch einer Art und Weise nacheinander geschichtet, dass der primäre oberste Flächenabschnitt 24 der primären Platte 21 und der sekundäre oberste Flächenabschnitt 27 der sekundären Platte 22 parallel zueinander sind und miteinander in Berührung sind. Außerdem sind die zwei sekundären Platten 22 in solch einer Art und Weise geschichtet, dass der sekundäre oberste Flächenabschnitt 27 von einer der sekundären Platten 22 und der sekundäre oberste Flächenabschnitt 27 von der anderen der sekundären Platten 22 parallel zueinander sind und miteinander in Berührung sind. Auf diese Weise befindet sich die primäre Platte 21 auf einer äußeren Seite und ist die eine der sekundären Platten 22 auf einer inneren Seite, d. h. der Seite des Aufnahmeraums 4, platziert.
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Die zwei primären Seitenflächenabschnitte 25a, 25b der primären Platte 21 werden zwischen den sekundären Seitenflächenabschnitten 28a, 28b von jeder sekundären Platte 22 gehalten. Insbesondere werden die primäre Platte 21 und die zwei sekundären Platten 22 in solch einer Art und Weise nacheinander geschichtet, dass die zwei primären Seitenflächenabschnitte 25a, 25b der primären Platte 21 senkrecht zu den zwei sekundären Seitenflächenabschnitten 28a, 28b von jeder sekundären Platte 22 sind. Die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 ist in der oben beschrieben Art und Weise aufgebaut.
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Dagegen enthält die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 eine Vielzahl an tertiären Platten 31, die nacheinender geschichtet sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der tertiären Platten 31 gleich drei. Jede tertiäre Platte 31 ist durch Biegen eines tertiären ebenen Plattenglieds 32, das ein Eindringen der elektromagnetischen Welle beschränkt, gebildet. Insbesondere befinden sich in jeder tertiären Platte 31 zwei tertiäre Seitenflächenabschnitte (tertiäre Seitenwandabschnitte) 34a, 34b, die parallel zueinander sind und einander gegenüberliegen, an zwei Seiten jeweilig eines tertiären obersten Flächenabschnitts (tertiärer oberster Wandabschnitt) 33 und sind diese integral und nahtlos zusammen mit dem tertiären obersten Flächenabschnitt 33 gebildet. Die drei tertiären Platten 31 sind in der Richtung senkrecht zur Ebene der Sammelschiene 2 in solch einer Art und Weise nacheinander geschichtet, dass die tertiären obersten Flächenabschnitte 33 von jeden benachbarten zwei der drei tertiären Platten 31 parallel zueinander sind und miteinander in Berührung sind, und die tertiären Seitenflächenabschnitte 34a, 34b von einer von jeden benachbarten zwei der tertiären Platten 31 parallel zu den tertiären Seitenflächenabschnitten 34a, 34b jeweilig der anderen von jeden benachbarten zwei der tertiären Platten 31 sind und diese berühren. Die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 ist in der oben beschriebenen Art und Weise aufgebaut.
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Jede der ebenen Plattenglieder 23, 26, 32 ist aus einer dünnen Platte hergestellt. Eine magnetische Stahlplatte (ein magnetisches Material), die eine Plattendicke von gleich 1 mm oder weniger als diese hat, spezieller eine Plattendicke von 0,5 mm, wird als die jeweiligen ebenen Plattenglieder 23, 26, 32 verwendet. Die Plattendicke der jeweiligen ebenen Plattenglieder 23, 26, 32 ist nicht auf 1 mm oder weniger beschränkt und kann abhängig von einem Bedarf größer als 1 mm sein. Ein dielektrischer Film ist auf einer Fläche der magnetischen Stahlplatte gebildet (d. h. jedes ebene Plattenglied 23, 26, 32 ist mit dem dielektrischen Film bedeckt). Außerdem wird jede Platte 21, 22, 31 in eine entsprechende Form, die in 3 zu sehen ist, gebogen, wenn eine dünne Platte, die in eine vorgegebene Form gearbeitet wird, durch einen Druckarbeitsprozess bearbeitet wird. Auf diese Weise ist jede Platte 21, 22, 31 in einer U-Form konfiguriert. Eine Größe des primären ebenen Plattenglieds 23 und eine Größe des sekundären ebenen Plattenglieds 26 sind derart festgesetzt, dass die primäre Platte 21 und die zwei sekundären Platten 22 nacheinander in einem sich fast berührenden Zustand geschichtet sind. In ähnlicher Weise ist eine Größe von jedem der drei tertiären ebenen Plattenglieder 32 derart festgesetzt, dass die drei tertiären ebenen Plattenglieder 32 nacheinander in einem sich fast berührenden Zustand geschichtet sind.
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Wie es in 3 zu sehen ist, sind die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 derart zusammengebaut, dass die tertiären obersten Flächenabschnitte 33 der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30 parallel zu dem primären obersten Flächenabschnitt 24 und den sekundären obersten Flächenabschnitten 27 der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 ist. Außerdem sind die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 derart zusammengebaut, dass die tertiären Seitenflächenabschnitte 34a, 34b der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30 parallel zu den primären Seitenflächenabschnitten 25a, 25b der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 sind und diese senkrecht zu den sekundären Seitenflächenabschnitten 28a, 28b der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 sind. Auf diese Weise ist der Aufnahmeraum 4 zwischen der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 und der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30 gebildet. Die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 sind derart an das Halteglied 3 installiert bzw. montiert, dass der Aufnahmeraum 4 zwischen der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 und der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30 gebildet ist.
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Die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 sind an das Halteglied 3 beispielsweise mit Schrauben, die gegen das Halteglied 3 festgezogen sind, befestigt, oder die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 sind an das Halteglied 3 durch Harzformen des magnetischen Abschirmungskörpers 1 befestigt.
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Außerdem gelten die Vorsprünge 29 von jedem sekundären Seitenflächenabschnitt 28a, 28b als die Abschnitte des sekundären Seitenflächenabschnitts 28a, 28b, der senkrecht zu den tertiären Seitenflächenabschnitten 34a, 34b ist, während sich die Abschnitte des sekundären Seitenflächenabschnitts 28a, 28b am Endteil des sekundären Seitenflächenabschnitts 28a, 28b gegenüberliegend von dem primären obersten Flächenabschnitt 24 und den sekundären obersten Flächenabschnitten 27 befinden und sich in der Richtung weg von dem primären obersten Flächenabschnitt 24 und den sekundären obersten Flächenabschnitten 27 erstrecken.
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Jeder oberste Flächenabschnitt 33 der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30 enthält zwei Vorsprünge 35, von denen jeder durch Hervorragen eines entsprechenden Abschnitts von dem tertiären obersten Flächenabschnitts 33 gebildet ist. Jeder dieser Vorsprünge 35 ist an einer Stelle gebildet, die der entsprechenden Aussparung 28a1, 28b1, die zwischen den Vorsprüngen 29 des entsprechenden sekundären Seitenflächenabschnitts 28a, 28b der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 definiert ist, entspricht. Die Vorsprünge 35 können einen Abschirmflächenbereich des tertiären obersten Flächenabschnitts 33 erweitern.
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Mit der oben beschriebenen Struktur des magnetischen Abschirmungskörpers 1 schirmt der primäre oberste Flächenabschnitt 24 der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 das störende Magnetfeld ab, das in einer Richtung von der Seite des primären obersten Flächenabschnitts 24 von der Sammelschiene 2 angelegt wird. Außerdem schirmen die primären Seitenflächenabschnitte 25a, 25b der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 das störende Magnetfeld ab, das von zwei Richtungen, die senkrecht zur Längsrichtung der Sammelschiene 2 in einer Ebene, die parallel zu einem ebenen Flächenabschnitt der Sammelschiene 2 ist, sind, angelegt wird. Außerdem schirmen die sekundären Seitenflächenabschnitte 28a, 28b der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30 das störende Magnetfeld ab, das von zwei Richtungen, die parallel zur Längsrichtung der Sammelschiene 2 in der Ebene, die parallel zum ebenen Flächenabschnitt der Sammelschiene 2 ist, sind, angelegt wird.
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Die tertiären obersten Flächenabschnitte 33 der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30 schirmen das störende Magnetfeld ab, das aus einer Richtung von der Seite des tertiären obersten Flächenabschnitts 33 von der Sammelschiene 2 angelegt wird. In ähnlicher Weise wie die primären Seitenflächenabschnitte 25a, 25b schirmen die tertiären Seitenflächenabschnitte 34a, 34b der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30 das störende Magnetfeld ab, das aus den zwei Richtungen, die senkrecht zur Längsrichtung der Sammelschiene 2 in der Ebene, die parallel zum ebenen Flächenabschnitt der Sammelschiene 2 ist, sind, angelegt wird. Dadurch hat der magnetische Abschirmungskörper 1 Flächen oder Abschnitte der Flächen, die das störende Magnetfeld von sämtlichen sechs Richtungen des magnetischen Abschirmungskörpers 1 abschirmen.
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Als nächstes wird der Strommesswertgeber 10 beschrieben, der in dem Aufnahmeraum 4 des magnetischen Abschirmungskörpers 1 platziert ist. Wie es in den jeweiligen Querschnitten von 5 und 6 zu sehen ist, enthält der Strommesswertgeber 10 eine Führung 13, einen Schaltungschip 14, und ein Harzpacket 15 neben dem Vormagnetisierungsmagnet 11 und dem magnetoresistiven Element 12, die oben behandelt wurden. In 5 und 6 wird das Halteglied 3 der Einfachheit halber entfernt.
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Die Führung 13 hat eine Fläche 13a, auf die der Vormagnetisierungsmagnet 11 installiert bzw. montiert ist, und eine andere Fläche 13b, auf die das magnetoresistive Element 12 und der Schaltungschip 14 installiert bzw. montiert sind. Außerdem führt der Schaltungschip 14 voreingestellte Berechnungen in Bezug auf ein Signal, das von dem magnetoresistiven Element 12 eingegeben wird, aus und gibt dadurch ein entsprechendes Signal, das dem Bezugsstrom entspricht, nach außen aus. Ein Verbindungskabel 16 stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem magnetoresistiven Element 12 und dem Schaltungschip 14 her und ein anderes Verbindungskabel 16 stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem Schaltungschip 14 und der Führung 13 her. Das Harzpacket 15 ist ein versiegelndes Glied, das den Vormagnetisierungsmagnet 11, das magnetoresistive Element 12, die Führung 13, den Schaltungschip 14, und einen Abschnitt der Führung 13 in solch einer Art und Weise versiegelt, dass der Abschnitt der Führung 13 frei von dem Harzpacket 15 liegt.
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Zum Zeitpunkt eines Aufnehmens des Strommesswertgebers 10 in den Aufnahmeraum 4 des magnetischen Abschirmungskörpers 1 sind die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 gegenüberliegend zueinander, während ein Zwischenraum 40 zwischen der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 und der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30 zwischengefügt ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind die primären Seitenflächenabschnitte 25a, 25b, die sekundären Seitenflächenabschnitte 28a, 28b, und die tertiären Seitenflächenabschnitte 34a, 34b angeordnet, während der Zwischenraum 40 dazwischen zwischengefügt ist. Der Zwischenraum 40 hat eine Funktion eines Aufnehmens der Sammelschiene 2, eine Funktion eines Ausgebens des Signals aus dem Aufnahmeraum 4 des magnetischen Abschirmungskörpers 1, und eine Funktion eines Widerstands, der das störende Magnetfeld durch die Luft, die in dem Zwischenraum 40 vorhanden ist, schwächt. Der Zwischenraum 40 wird in einer selbstausrichtenden Art und Weise gebildet, wenn die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 an das Halteglied 3 installiert bzw. montiert werden.
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Das magnetoresistive Element 12 hat eine Wahrnehmungsfläche 12a, die eine Änderung im Magnetfeld, das in dem Aufnahmeraum 4 zu einem Zeitpunkt eines Fließens des Bezugsstroms durch die Sammelschiene 2 erzeugt wird, wahrnimmt. Der Wahrnehmungsabschnitt, der oben beschrieben ist und der die Änderung im Magnetfeld wahrnimmt, ist in der Wahrnehmungsfläche 12a gebildet.
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Wie es in 6 zu sehen ist, wird das Signalmagnetfeld, das von der Sammelschiene 2 erzeugt wird, in dem Aufnahmeraum 4 erzeugt und wird dieses in dem Zwischenraum 40 zwischen der primären Abschirmungsanordnung 20 und der sekundären Abschirmungsanordnung 30 wieder freigegeben. Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig, Einflüsse auf die Wahrnehmungsfläche 12a des magnetoresistiven Elements 12 zu beschränken. In dem magnetischen Abschirmungskörper 1 wird ein Mittelabschnitt des Aufnahmeraums 4 am wenigsten durch das störende Magnetfeld beeinflusst. Deshalb ist die Wahrnehmungsfläche 12a des magnetoresistiven Elements 12 in dem Mittelabschnitt des magnetischen Abschirmungskörpers platziert.
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Insbesondere ist in einem Fall, bei dem eine Höhe des Aufnahmeraums 4, die in einer Richtung senkrecht zum primären obersten Flächenabschnitt 24 gemessen wird, durch h bezeichnet wird, die Wahrnehmungsfläche 12a des magnetoresistiven Elements 12 parallel zum primären obersten Flächenabschnitt 24 der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 und ist in einer Höhe von h/2 platziert. Außerdem sind die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 in solch einer Art und Weise zusammen gebaut, das eine Mittelstelle 12b der Wahrnehmungsfläche 12a des magnetoresistiven Elements 12 mit einer Mittelstelle 41 einer Ebene des Aufnahmeraums 4, die parallel zur primären obersten Flächenabschnitt 24 ist, in der Richtung senkrecht zum primären obersten Flächenabschnitt 24 der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 übereinstimmt. Das heißt, dass das magnetoresistieve Element 12 derart platziert ist, dass die Wahrnehmungsfläche 12a an der Stelle von h/2 in dem Aufnahmeraum 4 des magnetischen Abschirmungskörpers 1 symmetrisch wird.
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Die Stelle der Wahrnehmungsfläche 12a des magnetoresistiven Elements 12 in dem Aufnahmeraum 4 ist derart vorgestaltet, dass die Stelle der Wahrnehmungsfläche 12a in einer selbstausrichtenden Art und Weise bestimmt wird, wenn der Strommesswertgeber 10 an das Halteglied 3 platziert wird und der magnetische Abschirmungskörper 1 an das Halteglied 3 installiert bzw. montiert wird. Wenn die Stelle der Wahrnehmungsfläche 12a des magnetoresistiven Elements 12 in der oben beschriebenen Art und Weise definiert ist, kann die Wahrnehmungsfläche 12a des magnetoresistiven Elements 12 an der Stelle, die am weitesten von der Außenseite des magnetischen Abschirmungskörpers entfernt ist, platziert werden. Deshalb wird das magnetoresistive Element 12 weniger durch die Außenseite des magnetischen Abschirmungskörpers 1 beeinflusst und kann der Einfluss der Wahrnehmungscharakteristiken des magnetoresistiven Elements 12 verringert werden.
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Wie es außerdem in 5 zu sehen ist, muss sich nicht um das Signalmagnetfeld der Sammelschiene 2 in der Längsrichtung der Sammelschiene 2 gesorgt werden. Daher wird der Schwerpunkt auf das Beschränken des störenden Magnetfelds, das in den Aufnahmeraum 4 des magnetischen Abschirmungskörpers 1 eindringt, gesetzt, so dass der Zwischenraum 40 an der Stelle, die von dem magnetoresistiven Element 12 beabstanded ist, platziert ist, um ein direktes Anlegen des störenden Magnetfelds auf das magnetoresistive Element 12 zu vermeiden.
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Als nächstes werden die Vorteile des magnetischen Abschirmungskörpers 1 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform hat das charakteristische Merkmal eines Aufbauens des magnetischen Abschirmungskörpers 1, der in 3 und 4 gezeigt wird. Besonders in der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 sind die sekundären Seitenflächenabschnitte 28a, 28b der sekundären Platten 22 senkrecht zu den primären Seitenflächenabschnitten 25a, 25b der primären Platte 21. Deshalb kann die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 das Eindringen des störenden Magnetfelds aus den fünf Richtungen, die die zwei Richtungen der sekundären Seitenflächenabschnitten 28a, 28b enthalten, beschränken.
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Außerdem können in der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30 die tertiären obersten Flächenabschnitte 33 der tertiären Platten 31 das Eindringen des störenden Magnetfelds aus der Richtung beschränken, die nicht mit der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 abgeschirmt werden kann, das heißt, dass die tertiären obersten Flächenabschnitte 33 der tertiären Platten 31 das Eindringen des störenden Magnetfelds von der entgegengesetzten Seite, die zu dem primären obersten Flächenabschnitt 24 der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 entgegengesetzt ist, beschränken können. Sicherlich können die tertiären Seitenflächenabschnitte 34a, 34b das störende Magnetfeld, das aus den zwei Richtungen angelegt wird, die die gleichen wie die zwei Richtungen der primären Seitenflächenabschnitte 25a, 25b sind, abschirmen. Damit kann der magnetische Abschirmungskörper 1 das Eindringen des störenden Magnetfelds, das aus sämtlichen sechs Richtungen angelegt wird, beschränken. In der vorliegenden Ausführungsform kann aus einer praktischen Perspektive der magnetische Abschirmungskörper 1 in dem Magnetfeld von 10 mT (Millitesla) verwendet werden.
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Besonderns in einem Fall, bei dem die Sammelschiene 2 ein starkes störendes Magnetfeld und einen Hochfrequenzwechselstrom handhabt, beispielsweise in einem Fall, bei dem die Sammelschiene 2 den Strom leitet, der einen dreiphasigen AC-Motor (Wechselstrommotor) antreibt, kann der Strommesswertgeber 10 möglicherweise durch das störende Magnetfeld, das durch die Sammelschiene 2 erzeugt wird, die sich benachbart zum Strommesswertgeber befindet, beeinflusst werden. Jedoch kann der magnetische Abschirmungskörper 1 der vorliegenden Ausführungsform das störende Magnetfeld, das in sämtlichen sechs Richtungen an den magnetischen Abschirmungskörper 1 angelegt wird, abschirmen. Deshalb kann, selbst in dem Fall, bei dem der Hochfrequenzwechselstrom gehandhabt wird, der Abschirmungseffekt gegen das störende Magnetfeld umgesetzt werden.
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Außerdem sind in der vorliegenden Ausführungsform die primären Seitenflächenabschnitte 25a, 25b senkrecht zu den sekundären Seitenflächenabschnitten 28a, 28b und sind die primären Seitenflächenabschnitte 25a, 25b parallel zu den tertiären Seitenflächenabschnitten 34a, 34b. Deshalb kann die gesamte Form des magnetischen Abschirmungskörpers 1 hergestellt werden, um eine kubische Form sein. Folglich kann die Größe des gesamten magnetischen Abschirmungskörpers 1 minimiert werden.
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Hier in der vorliegenden Ausführungsform hat jeder sekundäre Seitenflächenabschnitt 28a, 28b die Vorsprünge 29, die durch Hervorragen der entsprechenden Abschnitte des sekundären Seitenflächenabschnitts 28a, 28b gebildet sind, so dass die Größe des Abschirmabschnitts, der das störende Magnetfeld abschirmt, in dem sekundären Seitenflächenabschnitt 28a, 28b erhöht werden kann. Daher kann der magnetische Abschirmungseffekt gegen das störende Magnetfeld verbessert werden.
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Außerdem hat der magnetische Abschirmungskörper 1 den Zwischenraum 40 beispielsweise zwischen den entsprechenden jeweiligen Seitenflächenabschnitten des magnetischen Abschirmungskörpers 1. Der Zwischenraum 40 kann beispielsweise aufgrund eines Bedarfs für ein Ausgeben des Signals nicht komplett beseitigt werden. Wie oben behandelt, fungiert jedoch die Luft, die in dem Zwischenraum 40 vorhanden ist, als der Widerstand, der das störende Magnetfeld schwächt. Deshalb kann die Plattendicke von jedem der Glieder, primäres ebenes Plattenglied 23, sekundäres ebenes Plattenglied 26, und tertiäres ebenes Plattenglied 32, die die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 bilden, vorteilhaft verringert werden.
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Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform jede der Anordnungen, primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30, durch das Schichten der dünnen Platten (die ebenen Plattenglieder 23, 26, 32), die voneinander isoliert sind, gekennzeichnet. Wie es auf diese Weise in 7(a) zu sehen ist, wird der Wirbelstromverlust, der proportional zu einem Quadrat der Plattendicke des jeweiligen ebenen Plattenglieds 23, 26, 32 ist, in kleine Fraktionen für die jeweiligen Platten geteilt. Folglich kann die Erzeugung der Wärme, die bei der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 und der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30 erzeugt wird, im Vergleich zu einem Fall, bei dem ein einzelnes ebenen Plattenglied 200, das eine Plattendicke hat, die gleich einer Summe von Plattendicken von drei Platten ist, verwendet wird, wie es in 7(b) zu sehen ist, weiter beschränkt werden.
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Wie es oben behandelt wurde, ist in dem Fall, bei dem die Sammelschiene 2 den Hochfrequenzwechselstrom handhabt, der Einfluss des störenden Magnetfelds, das von der benachbarten Sammelschiene 2 erzeugt wird, groß. Wenn jedoch der magnetische Abschirmungskörper 1 aus vielfachen dünnen Platten hergestellt wird, kann die Erzeugung der Wärme, die durch den Wirbelstromverlust verursacht wird, beschränkt werden. Folglich ist es möglich, den Einfluss auf eine Charakteristikänderung von beispielsweise dem Strommesswertgeber 10 oder dem magnetoresistiven Element 12, der durch die Erzeugung der Wärme bei dem magnetischen Abschirmungskörper 1 verursacht wird, zu beschränken.
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Andere Ausführungsformen
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Die Struktur des magnetischen Abschirmungskörpers 1, die in der obigen Ausführungsform gezeigt wird, ist ein Beispiel, und die Struktur des magnetischen Abschirmungskörpers der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebene Struktur beschränkt und kann zu einer anderen Struktur, die die vorliegende Offenbarung umsetzen kann, modifiziert werden. Beispielsweise hat in der obigen Ausführungsform der magnetische Abschirmungskörper 1 die kubische Form. Jedoch ist diese Form ein Beispiel von der Form des magnetischen Abschirmungskörpers 1. Deshalb sind die entsprechenden jeweiligen Flächen des magnetischen Abschirmungskörpers nicht notwendigerweise parallel zueinander oder senkrecht zueinander.
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Es ist insbesondere nur erforderlich, dass die primären Seitenflächenabschnitte 25a, 25b einander gegenüberliegen. Dies gilt auch für die sekundären Seitenflächenabschnitte 28a, 28b und die tertiären Seitenflächenabschnitte 34a, 34b. Außerdem ist es mit Bezug auf die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 nur erforderlich, dass die primäre Platte 21 und die sekundäre Platte 22 in solch einer Art und Weise nacheinander geschichtet sind, dass der primäre oberste Flächenabschnitt 24 und der sekundäre oberste Flächenabschnitt 27 nacheinander in Berührung sind, und die zwei primären Seitenflächenabschnitte 25a, 25b nichtparallel zu den zwei sekundären Seitenflächenabschnitten 28a, 28b sind und diese benachbart zu den zwei sekundären Seitenflächenabschnitten 28a, 28b platziert sind. Es ist mit Bezug auf die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 nur erforderlich, dass die drei tertiären Platten 31 in solch einer Art und Weise nacheinander geschichtet sind, dass die tertiären obersten Flächenabschnitte 33 von jeden benachbarten zwei der drei tertiären Platten 31 miteinander in Berührung sind und die zwei tertiären Seitenflächenabschnitte 34a, 34b von einer von jeden benachbarten zwei der tertiären Platten 31 die zwei tertiären Seitenflächenabschnitte 34a, 34b jeweilig von der anderen von jeden benachbarten zwei der tertiären Platten 31 berühren. In solch einem Fall sind die primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und die sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30 zusammengebaut, um den Aufnahmeraum 4 zu bilden, so dass der tertiäre oberste Flächenabschnitt 33 von einer der tertiären Platten 31, die benachbart zum Aufnahmeraum 4 ist, einem der Abschnitte, primärer oberster Flächenabschnitt 24 und sekundärer oberster Flächenabschnitt 27, der sich auf der Seite des tertiären obersten Flächenabschnitts 33 befindet, gegenüberliegt, und die zwei tertiären Seitenflächenabschnitte 34a, 34b von jeder tertiären Platte 31 nichtparallel zu einer der Alternativen, zwei primäre Seitenflächenabschnitte 25a, 25b und zwei sekundäre Seitenflächenabschnitte 28a, 28b, sind und jeweils benachbart zu dieser platziert sind.
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Hier können zum Zeitpunkt eines Zusammenbauens der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 und der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30 die tertiären Seitenflächenabschnitte 34a, 34b nichtparallel zu den primären Seitenflächenabschnitten 25a, 25b sein und können diese benachbart zu den primären Seitenflächenabschnitten 25a, 25b sein, wobei daneben die tertiären Seitenflächenplatten 34a, 34b nichtparallel zu den sekundären Seitenflächenabschnitten 28a, 28b sind und diese benachbart zu den sekundären Seitenflächenabschnitten 28a, 28b sind.
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Außerdem sind die Formen der Vorsprünge 29, die in jedem sekundären Seitenflächenabschnitt 28a, 28b gebildet sind, und die Formen der Vorsprünge 35, die in jedem tertiären obersten Flächenabschnitt 33 gebildet sind, nicht auf die einen, die in 3 und 4 zu sehen sind, beschränkt und können in einer passenden Art und Weise festgesetzt werden. Das heißt, dass, wenn eine Sektion(en) von jedem sekundären Seitenflächenabschnitt 28a, 28b und/oder eine Sektion(en) von jedem tertiären obersten Flächenabschnitt 33 hervorstehend ist bzw. sind, der Abschirmeffekt gegen das störende Magnetfeld in der Sektion(en) von jedem sekundären Seitenflächenabschnitt 28a, 28b und/oder der Sektion(en) von jedem tertiären obersten Flächenabschnitt 33 umgesetzt werden kann.
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Der Zwischenraum 40 kann in irgendeiner passenden Art und Weise festgesetzt werden. In der obigen Ausführungsform wird der Zwischenraum 40 zwischen den entsprechenden jeweiligen Seitenflächenabschnitten gebildet. Jedoch ist dies ein Beispiel, in dem der Zwischenraum 40 gebildet ist. Beispielsweise können die primären Seitenflächenabschnitte 25a, 25b die sekundären Seitenflächenabschnitte 28a, 28b berühren und können die tertiären Seitenflächenabschnitte 34a, 34b die primären Seitenflächenabschnitte 25a, 25b oder die sekundären Seitenflächenabschnitte 28a, 28b berühren.
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Außerdem wird in der obigen Ausführungsform jede der Anordnungen, primäre magnetische Abschirmungsanordnung 20 und sekundäre magnetische Abschirmungsanordnung 30, durch die drei Platten gebildet. Jedoch ist die Anzahl der dünnen Platten der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 nicht notwendigerweise die gleiche wie die Anzahl der dünnen Platten der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnung 30. Außerdem kann die Anzahl der primären Platten 21 und die Anzahl der sekundären Platten 22 der primären magnetischen Abschirmungsanordnung 20 und die Anzahl der tertiären Platten 31 der sekundären magnetischen Abschirmungsanordnungen 30 gemäß der Stärke des Magnetfelds, das an das magnetoresistive Element 12 angelegt wird, bestimmt werden.
