JP2014098634A - Current sensor - Google Patents

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Shinji Mitsuya
真司 三ツ谷
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Alps Green Devices Co Ltd
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Alps Green Devices Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current sensor that is capable of reducing deterioration of measurement accuracy even if a magnetic shield member has a space.SOLUTION: A current sensor comprises: a current path (12) in which a first current path (12a) allowing measured current to flow in one direction and a second current path (12b) electrically connected to the first current path (12a) and allowing the measured current to flow in a direction opposite to the one direction are provided in parallel; multiple magnetoelectric transducers (13) that are provided corresponding to the first current path (12a) and the second current path (12b) and detect a magnetic field generated when the measured current flows through the current path (12); and a magnetic shield member (15) that covers the magnetoelectric transducer (13), the first current path (12a) and the second current path (12b). The magnetic shield member (15) has a space (15g) along the one direction, and the gap (15g) is provided at a position equally distant from both the first current path (12a) and the second current path (12b).

Description

本発明は、被測定電流が流れたときに発生する磁界を検出して電流路に流れる被測定電流を測定する電流センサに関する。   The present invention relates to a current sensor that detects a magnetic field generated when a current to be measured flows and measures a current to be measured flowing in a current path.

近年、各種機器の制御や監視のために、各種機器に取り付けて各種機器に流れる被測定電流を測定する電流センサが一般に用いられてきた。この種の電流センサとして、電流路に流れる被測定電流から生じる磁界を感知する磁電変換素子やホール素子等の磁電変換素子を用いた方法の電流センサが良く知られている。そして、この電流センサの測定精度を向上させるため、外部磁界の影響を低減する磁気シールド部材を備えた電流センサが良く知られている。   In recent years, in order to control and monitor various devices, current sensors that are attached to various devices and measure currents flowing through the various devices have been generally used. As this type of current sensor, a current sensor using a magnetoelectric conversion element such as a magnetoelectric conversion element or a Hall element that senses a magnetic field generated from a current to be measured flowing in a current path is well known. In order to improve the measurement accuracy of the current sensor, a current sensor including a magnetic shield member that reduces the influence of an external magnetic field is well known.

上述した電流センサとして、特許文献1(従来例)では、図14に示すような電流センサ900が開示されている。図14は、従来例の電流センサ900を説明する図であって、図14Aは、電流センサ900の構成の概略を示す図であり、図14Bは、磁性体コア905の内部に発生する磁界の向きをシミュレーションにて示した図である。図14に示す電流センサ900は、計測対象となる電流が相互に逆方向に流れるよう同一配線の一部が平行に配設された平行配設部を有する被電流計測配線(電流バー)902と、平行な配線によって形成される平面に対して垂直方向の磁界を検出する磁気検出手段(磁気センサ)903と、磁気検出手段(磁気センサ)903にて検出した磁界に基づいて、被電流計測配線(電流バー)902に流れた電流を検出する電流検出手段(コイル)904と、平行配設部を囲う磁性体コア905と、を備えて構成されている。そして、この磁性体コア905は、被電流計測配線(電流バー)902に電流が流れることにより発生した磁界を増強させるとともに、外部磁界が磁気検出手段(磁気センサ)903にて検出されることを抑制するよう、当該外部磁界を遮蔽する磁気シールドの機能も有している。これにより、低コストで外部磁気ノイズの誤検出を抑制した信頼性の高い電流センサ900を提供できるとしている。   As the above-described current sensor, Patent Document 1 (conventional example) discloses a current sensor 900 as shown in FIG. 14A and 14B are diagrams illustrating a conventional current sensor 900. FIG. 14A is a diagram illustrating an outline of the configuration of the current sensor 900. FIG. 14B illustrates a magnetic field generated in the magnetic core 905. It is the figure which showed direction by simulation. A current sensor 900 shown in FIG. 14 includes a current measurement wiring (current bar) 902 having a parallel arrangement portion in which a part of the same wiring is arranged in parallel so that currents to be measured flow in opposite directions. Magnetic detection means (magnetic sensor) 903 for detecting a magnetic field in a direction perpendicular to a plane formed by parallel wirings, and current measurement wiring based on the magnetic field detected by the magnetic detection means (magnetic sensor) 903 (Current bar) 902 is configured to include a current detection means (coil) 904 that detects a current flowing in the 902 and a magnetic core 905 that surrounds the parallel arrangement portion. The magnetic core 905 reinforces the magnetic field generated by the current flowing through the current measurement wiring (current bar) 902 and detects that the external magnetic field is detected by the magnetic detection means (magnetic sensor) 903. It also has the function of a magnetic shield that shields the external magnetic field so as to suppress it. Thus, it is possible to provide a highly reliable current sensor 900 that suppresses erroneous detection of external magnetic noise at low cost.

このような磁気シールド部材を用いる場合、磁気シールド部材としてつなぎ目或いは隙間が無いものを用いるのが磁気シールドにとって好適であるが、そのためには、磁気シールド部材を深絞り加工や成形加工等の難しい工法で作製しなければいけなかった。このため、図14Bに示す従来例の磁性体コア905のように、2つの部品を組み合わせて、隙間(905a、905b)を有した構成にするのが一般的であった。特に、磁気シールドだけの機能を有する磁気シールド部材の場合、板状の金属板を折り曲げて加工すると、容易にしかも安価に磁気シールド部材を作製することができた。その際にも、いずれかの部分に隙間を有した構成となってしまう。   When using such a magnetic shield member, it is preferable for the magnetic shield to have no joints or gaps as the magnetic shield member. To that end, however, the magnetic shield member is difficult to be deep drawn or molded. I had to make it. For this reason, as in the conventional magnetic core 905 shown in FIG. 14B, it has been common to combine two components into a configuration having gaps (905a, 905b). In particular, in the case of a magnetic shield member having a function of only a magnetic shield, it was possible to produce a magnetic shield member easily and inexpensively by bending and processing a plate-like metal plate. Even in that case, it becomes the structure which has the clearance gap in either part.

特開2010−276422号公報JP 2010-276422 A

しかしながら、図14Aでは図示されていないが、図14Bに示すような隙間905a、905bがある場合、隙間905a、905bの部分から漏れ磁界が発生し、この漏れ磁界により磁性体コア905の内部の磁界が乱されてしまう。このため、磁気検出手段(磁気センサ)903にて検出する磁界が不安定となり、電流センサ900の測定精度が悪化するという課題があった。   However, although not shown in FIG. 14A, when there are gaps 905a and 905b as shown in FIG. Will be disturbed. For this reason, the magnetic field detected by the magnetic detection means (magnetic sensor) 903 becomes unstable, and there is a problem that the measurement accuracy of the current sensor 900 deteriorates.

本発明は、上述した課題を解決するもので、磁気シールド部材に隙間があっても測定精度の悪化を低減することができる電流センサを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a current sensor that can reduce deterioration in measurement accuracy even when there is a gap in a magnetic shield member.

この課題を解決するために、本発明の電流センサは、一方向に被測定電流が流れる第1電流路と、前記第1電流路と電気的に接続され、前記一方向とは逆向きの他方向に前記被測定電流が流れる第2電流路と、が平行に配設された電流路と、前記第1電流路及び前記第2電流路に対応して配設され、前記電流路に前記被測定電流が流れたときに発生する磁界を検出する複数の磁電変換素子と、前記磁電変換素子、前記第1電流路及び前記第2電流路を囲う磁気シールド部材と、を備え、前記磁気シールド部材には、前記一方向に沿った隙間があり、前記隙間は、前記第1電流路及び前記第2電流路のそれぞれから等距離の位置に設けられていることを特徴としている。   In order to solve this problem, the current sensor of the present invention includes a first current path through which a current to be measured flows in one direction, an electrical connection with the first current path, and a direction opposite to the one direction. A second current path through which the current to be measured flows in a direction, a current path disposed in parallel, and a first current path and a second current path, the current path being disposed in correspondence with the first current path and the second current path. A plurality of magnetoelectric transducers that detect a magnetic field generated when a measurement current flows; and a magnetic shield member that surrounds the magnetoelectric transducers, the first current path, and the second current path, and the magnetic shield member Has a gap along the one direction, and the gap is provided at a position equidistant from each of the first current path and the second current path.

これによれば、本発明の電流センサは、第1電流路及び第2電流路を囲う磁気シールド部材の隙間が第1電流路及び第2電流路のそれぞれから等距離の位置に設けられているので、この隙間の部分の磁界は、第1電流路から生じる磁界と第2電流路から生じる磁界とが逆向きでしかも同じ強さの磁界となっている。このため、どちらかに偏って隙間がある場合と比較して、磁気シールド部材の隙間から漏れる漏れ磁界を小さく抑えることができる。このことにより、磁気シールド部材に隙間があっても、隙間から漏れる漏れ磁界の影響が少なく、測定精度の悪化を低減することができる。   According to this, in the current sensor of the present invention, the gap between the magnetic shield members surrounding the first current path and the second current path is provided at a position equidistant from each of the first current path and the second current path. Therefore, the magnetic field in the gap is a magnetic field in which the magnetic field generated from the first current path and the magnetic field generated from the second current path are in opposite directions and have the same strength. For this reason, the leakage magnetic field which leaks from the clearance gap between the magnetic shield members can be reduced compared to the case where there is a gap on either side. Thereby, even if there is a gap in the magnetic shield member, the influence of the leakage magnetic field leaking from the gap is small, and the deterioration of the measurement accuracy can be reduced.

また、本発明の電流センサは、前記磁電変換素子の内、前記第1電流路に対応して配設される第1磁電変換素子と前記第2電流路に対応して配設される第2磁電変換素子との組み合わせが、少なくとも1組以上あり、前記組み合わせの前記第1磁電変換素子及び前記第2磁電変換素子は、前記隙間から等距離の位置に設けられていることを特徴としている。   In addition, the current sensor of the present invention includes a first magnetoelectric conversion element disposed corresponding to the first current path and a second corresponding to the second current path among the magnetoelectric conversion elements. There are at least one combination with the magnetoelectric conversion element, and the first magnetoelectric conversion element and the second magnetoelectric conversion element of the combination are provided at positions equidistant from the gap.

これによれば、第1電流路に配設される第1磁電変換素子及び第2電流路に配設される第2磁電変換素子が隙間から等距離の位置に設けられているので、外部磁界や電流路に被測定電流が流れたときに発生する磁界による、この隙間から漏れてくる漏れ磁界の影響が、2つの磁電変換素子に同じ強さで現れてくる。このため、2つの磁電変換素子からの出力を差動処理することにより、漏れ磁界の影響をより正確に相殺することができる。このことにより、磁気シールド部材に隙間があっても、隙間から漏れる漏れ磁界の影響が少なく、測定精度の悪化をより低減することができる。   According to this, since the first magnetoelectric conversion element arranged in the first current path and the second magnetoelectric conversion element arranged in the second current path are provided at positions equidistant from the gap, the external magnetic field The influence of the leakage magnetic field leaking from this gap due to the magnetic field generated when the current to be measured flows through the current path appears in the two magnetoelectric transducers with the same strength. For this reason, it is possible to more accurately cancel the influence of the leakage magnetic field by differentially processing the outputs from the two magnetoelectric conversion elements. Thereby, even if there is a gap in the magnetic shield member, the influence of the leakage magnetic field leaking from the gap is small, and the deterioration of the measurement accuracy can be further reduced.

また、本発明の電流センサは、前記磁気シールド部材は、1枚のシールド基材を折り曲げて形成されており、前記隙間は、1個所であることを特徴としている。   In the current sensor of the present invention, the magnetic shield member is formed by bending a single shield base material, and the gap is at one place.

これによれば、1枚のシールド基材を折り曲げて形成されて生じた隙間が1個所であるので、隙間が2個所、或いはそれ以上の場合と比較し、隙間からの漏れ磁界をより小さくすることができ、測定精度の悪化をより一層低減することができる。   According to this, since the gap formed by bending one shield base material is one place, the leakage magnetic field from the gap is made smaller than in the case where the gap is two places or more. It is possible to further reduce the deterioration of measurement accuracy.

本発明の電流センサは、第1電流路及び第2電流路を囲う磁気シールド部材の隙間が第1電流路及び第2電流路のそれぞれから等距離の位置に設けられているので、この隙間の部分の磁界は、第1電流路から生じる磁界と第2電流路から生じる磁界とが逆向きでしかも同じ強さの磁界となっている。このため、それぞれの磁界が相殺されて、磁気シールド部材の隙間から漏れる漏れ磁界を小さく抑えることができる。このことにより、磁気シールド部材に隙間があっても、隙間から漏れる漏れ磁界の影響が少なく、測定精度の悪化を低減することができる。   In the current sensor of the present invention, the gaps of the magnetic shield members surrounding the first current path and the second current path are provided at equal distances from the first current path and the second current path. In the magnetic field of the part, the magnetic field generated from the first current path is opposite to the magnetic field generated from the second current path and has the same strength. For this reason, each magnetic field is canceled and the leakage magnetic field which leaks from the clearance gap between magnetic shield members can be suppressed small. Thereby, even if there is a gap in the magnetic shield member, the influence of the leakage magnetic field leaking from the gap is small, and the deterioration of the measurement accuracy can be reduced.

本発明の第1実施形態の電流センサを説明する分解斜視図である。It is an exploded perspective view explaining the current sensor of a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態の電流センサを説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the current sensor of a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態の電流センサを説明する図であって、図2に示すZ1側から見た上面図である。It is a figure explaining the current sensor of 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is the top view seen from the Z1 side shown in FIG. 本発明の第1実施形態の電流センサを説明する図であって、図3の一部を省略した上面図である。It is a figure explaining the current sensor of 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is the top view which abbreviate | omitted a part of FIG. 本発明の第1実施形態の電流センサを説明する図であって、図4の一部を省略した上面図である。It is a figure explaining the current sensor of 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is the top view which abbreviate | omitted a part of FIG. 本発明の第1実施形態の電流センサを説明する図であって、図3に示すVI−VI線における断面図である。It is a figure explaining the current sensor of 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing in the VI-VI line shown in FIG. 本発明の第1実施形態の電流センサを説明する図であって、図3に示すVII−VII線における断面図である。It is a figure explaining the current sensor of 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing in the VII-VII line shown in FIG. 本発明の第1実施形態の電流センサを説明する構成図であって、図6における磁気シールド部材と内部磁界との関係の一例を示した断面図である。It is a block diagram explaining the current sensor of 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing which showed an example of the relationship between the magnetic shielding member in FIG. 6, and an internal magnetic field. 本発明の第1実施形態の電流センサを説明する構成図であって、図6における磁気シールド部材と外部部磁界との関係の一例を示した断面図である。It is a block diagram explaining the current sensor of 1st Embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing which showed an example of the relationship between the magnetic shielding member in FIG. 6, and an external part magnetic field. 磁気シールド部材の隙間の影響をシミュレーションしたモデル図であって、図10Aは、本発明の第1実施形態の電流センサのモデル図であり、図10Bは、比較例1のモデル図であり、図10Cは、比較例2のモデル図である。10A is a model diagram simulating the influence of the gap of the magnetic shield member, FIG. 10A is a model diagram of the current sensor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a model diagram of Comparative Example 1, 10C is a model diagram of Comparative Example 2. FIG. 本発明の第1実施形態の電流センサのシミュレーション結果であり、図11Aは、内部磁場による影響を各モデル間で比較したグラフであり、図11Bは、図11Aに示すP部分を拡大して示したグラフである。11A and 11B are simulation results of the current sensor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 11A is a graph in which the influence of the internal magnetic field is compared between the models. FIG. 11B is an enlarged view of the P portion shown in FIG. It is a graph. 本発明の第1実施形態の電流センサのシミュレーション結果であり、外部磁場による影響を各モデル間で比較したグラフである。It is the simulation result of the current sensor of 1st Embodiment of this invention, and is the graph which compared the influence by an external magnetic field between each model. 本発明の第1実施形態の電流センサの変形例を説明する図であって、図13Aは、図6と対比した変形例1の断面図であり、図13Bは、電流路の変形例2の斜視図である。FIG. 13A is a cross-sectional view of Modification 1 compared with FIG. 6, and FIG. 13B is a diagram of Modification 2 of the current path, illustrating a modification of the current sensor according to the first embodiment of the present invention. It is a perspective view. 従来例の電流センサを説明する図であって、図14Aは、電流センサの構成の概略を示す図であり、図14Bは、磁性体コアの内部に発生する磁界の向きをシミュレーションにて示した図である。FIG. 14A is a diagram for explaining a conventional current sensor, and FIG. 14A is a diagram showing an outline of the configuration of the current sensor, and FIG. FIG.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する分解斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する斜視図である。図3は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する図であって、図2に示すZ1側から見た上面図である。図4は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する図であって、図3の上ケース11Aを省略した上面図である。図5は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する図であって、図4の磁気シールド部材15の一部を省略した上面図である。図6は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する図であって、図3に示すVI−VI線における断面図である。図7は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する図であって、図3に示すVII−VII線における断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view illustrating the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and is a top view seen from the Z1 side shown in FIG. 4 is a diagram illustrating the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and is a top view in which the upper case 11A of FIG. 3 is omitted. FIG. 5 is a diagram illustrating the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and is a top view in which a part of the magnetic shield member 15 of FIG. 4 is omitted. 6 is a diagram for explaining the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line VI-VI shown in FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line VII-VII shown in FIG.

本発明の第1実施形態の電流センサ101は、図1ないし図5に示すように、第1電流路12aと第2電流路12bとが平行に配設された電流路12と、電流路12に電流が流れたときに発生する磁界を検出する複数の磁電変換素子13と、磁電変換素子13、第1電流路12a及び第2電流路12bを囲う磁気シールド部材15と、を備えて構成される。他に、電流センサ101は、複数の磁電変換素子13間を接続する回路パターン(図示していない)を有した絶縁基板19と、電流路12を位置決めして支持する支持部材52と、電流路12、磁電変換素子13、磁気シールド部材15、絶縁基板19及び支持部材52を収容する筐体11と、が設けられている。   As shown in FIGS. 1 to 5, the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention includes a current path 12 in which a first current path 12 a and a second current path 12 b are arranged in parallel, and a current path 12. And a plurality of magnetoelectric transducers 13 for detecting a magnetic field generated when a current flows through the magnetic field, and a magnetic shield member 15 surrounding the magnetoelectric transducers 13, the first current path 12a and the second current path 12b. The In addition, the current sensor 101 includes an insulating substrate 19 having a circuit pattern (not shown) that connects the plurality of magnetoelectric transducers 13, a support member 52 that positions and supports the current path 12, and a current path. 12, a magnetoelectric conversion element 13, a magnetic shield member 15, an insulating substrate 19, and a housing 11 that accommodates a support member 52 are provided.

筐体11は、図1ないし図3、図6、図7に示すように、箱状に形成された上ケース11Aと、底面と底面の両端から延設された側面とでU字状に形成された下ケース11Dと、から構成されている。そして、磁気センサパッケージ14が搭載された絶縁基板19と電流路12と磁気シールド部材15と支持部材52とを、上ケース11Aと下ケース11Dとで挟むようにして収容している。また、図2及び図3に示すように、電流路12の一部と支持部材52の一部が筐体11からはみ出して収容されている。また、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、LCP(液晶ポリマー)等の合成樹脂材料を用いており、射出成形等で作製している。   As shown in FIGS. 1 to 3, 6, and 7, the housing 11 is formed in a U shape with an upper case 11 </ b> A formed in a box shape and a bottom surface and side surfaces extending from both ends of the bottom surface. The lower case 11D. The insulating substrate 19, on which the magnetic sensor package 14 is mounted, the current path 12, the magnetic shield member 15, and the support member 52 are accommodated so as to be sandwiched between the upper case 11A and the lower case 11D. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a part of the current path 12 and a part of the support member 52 are protruded from the housing 11 and accommodated. In addition, synthetic resin materials such as ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), and LCP (liquid crystal polymer) are used, which are produced by injection molding or the like.

電流路12は、銅(Cu)等の導電性の良い材質を用い、図1、図4及び図5に示すように、U字形状を一部に有しており、このU字形状は、平行に配設された第1電流路12a及び第2電流路12bと、第1電流路12aと第2電流路12bとを電気的に接続した連結部12kと、から構成されている。そして、電流路12に被測定電流が流れると、第1電流路12aには一方向(例えば図5に示すY1方向)に被測定電流が流れ、連結部12kを介して、第2電流路12bには一方向とは逆向きの他方向(例えば図5に示すY2方向)に被測定電流が流れるようになっている。   The current path 12 is made of a material having good conductivity such as copper (Cu) and has a U-shape in part as shown in FIGS. 1, 4 and 5. The first current path 12a and the second current path 12b are arranged in parallel, and a connecting portion 12k that electrically connects the first current path 12a and the second current path 12b. When the current to be measured flows through the current path 12, the current to be measured flows through the first current path 12a in one direction (for example, the Y1 direction shown in FIG. 5), and the second current path 12b passes through the connecting portion 12k. The current to be measured flows in the other direction opposite to the one direction (for example, the Y2 direction shown in FIG. 5).

更に、電流路12には、第1電流路12a及び第2電流路12bに連続して、端子部17a及び端子部17bが、連結部12kと反対側に設けられ、U字形状の縦方向(図1に示すY2方向)に向けて形成されている。そして、この端子部17a及び端子部17bの端部には、図示していない被測定電流路(測定したい電流路)と接続し固定するための孔17hが設けられている。この電流路12の被測定電流路への接続及び固定は、図示はしていないが、電流路12の孔17hを利用し、ボルト及びナット等を用いて、容易に達成することができる。なお、電流路12の材質に銅(Cu)を用いたが、これに限定されるものではなく、導電性の良い材質であれば良く、例えばアルミニウム(Al)等でも良い。   Further, the current path 12 is provided with a terminal portion 17a and a terminal portion 17b on the side opposite to the connecting portion 12k, in succession to the first current path 12a and the second current path 12b. (Y2 direction shown in FIG. 1). The end portions of the terminal portion 17a and the terminal portion 17b are provided with holes 17h for connecting and fixing a current path to be measured (current path to be measured) (not shown). Although connection and fixation of the current path 12 to the current path to be measured are not shown, they can be easily achieved by using the holes 17h of the current path 12 and using bolts, nuts, and the like. In addition, although copper (Cu) was used for the material of the electric current path 12, it is not limited to this, What is necessary is just a material with good electroconductivity, for example, aluminum (Al) etc. may be sufficient.

また、電流路12は、電流センサ101が組み立てられた際には、図1、図6及び図7に示す支持部材52の上方側(図6に示すZ1側)に配置され、支持部材52に載置される。   In addition, when the current sensor 101 is assembled, the current path 12 is disposed on the upper side (Z1 side shown in FIG. 6) of the support member 52 shown in FIGS. Placed.

支持部材52は、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、LCP(液晶ポリマー)等の合成樹脂材料を用いており、図1に示すように、中央に孔が設けられた平板状の基部52dと、基部52dから延設された複数の部位と、から構成されている。この複数の部位は、基部52dの一方側端部(図1に示すY2方向側の端部)の左右に形成された立設部52rと、この立設部52rに挟まれた位置に設けられた突設部52tと、基部52dの他方側端部(図1に示すY1方向側の端部)の左右に形成された延設部52eとから構成されている。また、支持部材52は、合成樹脂材料を用いているので、射出成形等で加工され、このような複雑な形状を容易に作製することができる。   The support member 52 uses a synthetic resin material such as ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), LCP (liquid crystal polymer), and has a hole in the center as shown in FIG. Are formed of a flat base portion 52d provided with a plurality of portions extending from the base portion 52d. The plurality of portions are provided at a position sandwiched between the standing portion 52r formed on the left and right of one end portion (the Y2 direction side end portion shown in FIG. 1) of the base portion 52d. The projecting portion 52t and the extending portion 52e formed on the left and right of the other end portion (the Y1 direction end portion shown in FIG. 1) of the base portion 52d. Further, since the support member 52 uses a synthetic resin material, it is processed by injection molding or the like, and such a complicated shape can be easily produced.

電流路12が支持部材52に載置された際には、図1、図4及び図5に示すように、電流路12の端子部17a及び端子部17bのそれぞれの外側に形成された傾斜部12mと、支持部材52の立設部52rに設けられた傾斜壁52kと、を当接させている。更に、電流路12のU字形状の幅方向(図5に示すX方向)の外側端面12tと、支持部材52の延設部52eとを当接させているとともに、支持部材52の突設部52tを電流路12のスリット部12sに嵌め込んでいる。これにより、電流路12と支持部材52との位置決めを正確に行なうことができる。   When the current path 12 is placed on the support member 52, as shown in FIGS. 1, 4 and 5, the inclined portions formed on the outer sides of the terminal portion 17a and the terminal portion 17b of the current path 12, respectively. 12m and an inclined wall 52k provided on the standing portion 52r of the support member 52 are brought into contact with each other. Further, the outer end face 12t of the U-shaped width direction (X direction shown in FIG. 5) of the current path 12 and the extending portion 52e of the supporting member 52 are brought into contact with each other, and the protruding portion of the supporting member 52 is provided. 52t is fitted into the slit portion 12s of the current path 12. As a result, the current path 12 and the support member 52 can be accurately positioned.

磁電変換素子13は、電流路12に電流が流れたときに発生する磁界を検出する素子であって、例えば、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気検出素子(GMR(Giant Magneto Resistive)素子という)を用い、図1、図4ないし図6に示すように、第1電流路12aに対応して配設される第1磁電変換素子13Aと、第2電流路12bに対応して配設される第2磁電変換素子13Bと、の1組が配設されている。そして、この1組の磁電変換素子13(第1磁電変換素子13A、第2磁電変換素子13B)は、GMR素子をシリコン基板上に作製した後、GMR素子を切り出してチップを作り、切り出されたGMR素子のチップと信号の取り出しのためのリード端子14rとを電気的に接続して、熱硬化性の合成樹脂でパッケージングして、磁気センサパッケージ14としている。なお、このGMR素子が、磁界の変化に応じてGMR素子における抵抗値が変化する性質を有しているので、磁電変換素子13は、この抵抗値の変化から電流路12に流れる被測定電流を算出することにより、電流路12に流れる被測定電流を測定することができる。   The magnetoelectric conversion element 13 is an element that detects a magnetic field generated when a current flows through the current path 12. For example, a magnetic detection element (GMR (Giant Magneto Resistive) element) using a giant magnetoresistance effect is used. As shown in FIG. 1 and FIGS. 4 to 6, the first magnetoelectric transducer 13A disposed corresponding to the first current path 12a and the second corresponding to the second current path 12b are used. One set of two magnetoelectric conversion elements 13B is provided. The pair of magnetoelectric transducers 13 (the first magnetoelectric transducer 13A and the second magnetoelectric transducer 13B) were cut out after the GMR element was fabricated on the silicon substrate, and the GMR element was cut out to make a chip. The GMR element chip and a lead terminal 14r for signal extraction are electrically connected and packaged with a thermosetting synthetic resin to form a magnetic sensor package 14. Since this GMR element has a property that the resistance value of the GMR element changes according to the change of the magnetic field, the magnetoelectric conversion element 13 causes the current to be measured flowing in the current path 12 to flow from the change of the resistance value. By calculating, the measured current flowing in the current path 12 can be measured.

また、磁電変換素子13(第1磁電変換素子13A、第2磁電変換素子13B)は、リード端子14rと回路パターン(図示していない)とがはんだ付けされ、図1、図5及び図6に示すように、電流路12のU字形状と対向して配設された絶縁基板19に搭載されている。そして、電流路12と絶縁基板19とが配設された際に、図4ないし図6に示すように、第1磁電変換素子13Aが一方の第1電流路12a上に設けられるとともに、第2磁電変換素子13Bが他方の第2電流路12b上に設けられるようになる。   The magnetoelectric conversion element 13 (the first magnetoelectric conversion element 13A and the second magnetoelectric conversion element 13B) is soldered to the lead terminal 14r and a circuit pattern (not shown), as shown in FIGS. As shown, the current path 12 is mounted on an insulating substrate 19 disposed to face the U shape. When the current path 12 and the insulating substrate 19 are disposed, as shown in FIGS. 4 to 6, the first magnetoelectric conversion element 13A is provided on the first current path 12a and the second The magnetoelectric conversion element 13B is provided on the other second current path 12b.

また、図5に示すように、第1磁電変換素子13Aと第2磁電変換素子13Bの感度軸方向KDが、同じ方向(図5では、X2方向)を向いて配設されているとともに、第1磁電変換素子13Aと第2磁電変換素子13Bの感度影響軸方向EDが、同じ方向(図5では、Y1方向)を向いて配設されている。そして、本発明の第1実施形態の電流センサ101は、第1磁電変換素子13Aからの信号と第2磁電変換素子13Bからの信号とを算出することで、被測定電流路(測定したい電流路)に流れる被測定電流の電流値を精度良く測定することができる。なお、本発明の第1実施形態では、感度影響軸方向EDが、磁電変換素子13(第1磁電変換素子13A、第2磁電変換素子13B)にかけられたバイアスの方向になっており、感度軸方向KDと感度影響軸方向EDとのなす角が90°の場合について説明したが、この90°に限るものではない。   Further, as shown in FIG. 5, the sensitivity axis direction KD of the first magnetoelectric conversion element 13A and the second magnetoelectric conversion element 13B is arranged in the same direction (X2 direction in FIG. 5), and The sensitivity influence axis direction ED of the first magnetoelectric conversion element 13A and the second magnetoelectric conversion element 13B is arranged so as to face the same direction (Y1 direction in FIG. 5). The current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention calculates a signal from the first magnetoelectric conversion element 13A and a signal from the second magnetoelectric conversion element 13B, thereby measuring a current path to be measured (current path to be measured). ) Can be accurately measured. In the first embodiment of the present invention, the sensitivity influence axis direction ED is the direction of the bias applied to the magnetoelectric conversion element 13 (the first magnetoelectric conversion element 13A and the second magnetoelectric conversion element 13B). Although the case where the angle formed by the direction KD and the sensitivity affecting axis direction ED is 90 ° has been described, the angle is not limited to 90 °.

絶縁基板19は、一般に広く知られている片面のプリント配線板を用いており、ガラス入りのエポキシ樹脂のベース基板に、ベース基板上に設けられた銅(Cu)等の金属箔をパターニングして、回路を構成するための回路パターンを形成している。なお、絶縁基板19にガラス入りのエポキシ樹脂からなるプリント配線板を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばセラミック配線板、フレキシブル配線板でも良い。   The insulating substrate 19 uses a generally well-known single-sided printed wiring board, and a metal foil such as copper (Cu) provided on the base substrate is patterned on a glass-containing epoxy resin base substrate. A circuit pattern for configuring the circuit is formed. In addition, although the printed wiring board which consists of an epoxy resin containing glass was used for the insulating substrate 19, it is not limited to this, For example, a ceramic wiring board and a flexible wiring board may be used.

また、絶縁基板19が電流路12と対向して配設された際には、図1、図4、図5及び図7に示すように、絶縁基板19の一端側にある左右の外周側壁19sと支持部材52の延設部52eの内側壁52wとを当接させているとともに、絶縁基板19の他端側にある左右の外周側壁19tと支持部材52の立設部52rの内側壁52zとを当接させている。これにより、絶縁基板19と支持部材52との位置決めを正確に行なうことができる。   When the insulating substrate 19 is disposed to face the current path 12, as shown in FIGS. 1, 4, 5, and 7, left and right outer peripheral side walls 19s on one end side of the insulating substrate 19 are provided. And the inner wall 52w of the extended portion 52e of the support member 52, the left and right outer peripheral walls 19t on the other end side of the insulating substrate 19, and the inner wall 52z of the standing portion 52r of the support member 52 Are in contact. As a result, the insulating substrate 19 and the support member 52 can be accurately positioned.

磁気シールド部材15は、透磁率の高い珪素鋼を用い、図1、図6及び図7に示すように、上面15a、底面15b、左右の側面15s、側面15tで構成され、矩形の筒状に成形されている。そして、磁気シールド部材15が組み込まれた際には、図4ないし図6に示すように、2つの磁電変換素子13(第1磁電変換素子13A、第2磁電変換素子13B)と第1電流路12a及び第2電流路12bとを囲うようにして配設されるようになる。なお、磁気シールド部材15の材料として珪素鋼を用いたが、磁気シールド効果を有する材質であれば、これに限るものではない。   The magnetic shield member 15 is made of silicon steel having a high magnetic permeability, and as shown in FIGS. 1, 6 and 7, is composed of an upper surface 15a, a bottom surface 15b, left and right side surfaces 15s, and a side surface 15t, and has a rectangular cylindrical shape. Molded. When the magnetic shield member 15 is assembled, as shown in FIGS. 4 to 6, the two magnetoelectric conversion elements 13 (the first magnetoelectric conversion element 13A and the second magnetoelectric conversion element 13B) and the first current path are provided. 12a and the second current path 12b are arranged so as to surround them. Although silicon steel is used as the material of the magnetic shield member 15, the material is not limited to this as long as the material has a magnetic shield effect.

また、磁気シールド部材15が組み込まれた際には、図4、図5及び図7に示すように、磁気シールド部材15の左右の側面15s、側面15tの内壁15wと支持部材52の延設部52eの外側壁52pとを当接させているとともに、磁気シールド部材15の左右の側面15s、側面15tの内壁15wと支持部材52の立設部52rの外側壁52qとを当接させている。これにより、磁気シールド部材15と支持部材52との位置決めを正確に行なうことができる。   When the magnetic shield member 15 is assembled, as shown in FIGS. 4, 5, and 7, the left and right side surfaces 15 s of the magnetic shield member 15, the inner wall 15 w of the side surface 15 t, and the extending portion of the support member 52 are provided. The outer wall 52p of the magnetic shield member 15 is in contact with the left and right side surfaces 15s, the inner wall 15w of the side surface 15t, and the outer wall 52q of the standing portion 52r of the support member 52. Thereby, the magnetic shield member 15 and the support member 52 can be positioned accurately.

また、磁気シールド部材15の作製は、1枚のシールド基材(珪素鋼板)を折り曲げることにより、容易に作製することができる。そのため、磁気シールド部材15には、上面15aに一方向(図1及び図4に示すY方向)に沿った隙間15gが1個所、形成されている。   The magnetic shield member 15 can be easily manufactured by bending one shield base material (silicon steel plate). Therefore, the magnetic shield member 15 is formed with one gap 15g along one direction (Y direction shown in FIGS. 1 and 4) on the upper surface 15a.

この隙間15gは、図6及び図7に示すように、第1電流路12a及び第2電流路12bのそれぞれから等距離の位置に設けられている。この両者の相対位置関係は、磁気シールド部材15と支持部材52とが位置決めされているとともに、電流路12と支持部材52とが位置決めされていることにより、正確に達成することができる。   As shown in FIGS. 6 and 7, the gap 15g is provided at a position equidistant from each of the first current path 12a and the second current path 12b. The relative positional relationship between the two can be accurately achieved by positioning the magnetic shield member 15 and the support member 52 and positioning the current path 12 and the support member 52.

更に、この隙間15gは、図4及び図6に示すように、第1磁電変換素子13A及び第2磁電変換素子13Bのそれぞれから等距離の位置に設けられている。これは、磁気シールド部材15と支持部材52とが位置決めされているとともに、磁電変換素子13が搭載された絶縁基板19と支持部材52とが位置決めされていることにより、正確に達成することができる。なお、本発明の第1実施形態では、支持部材52を基準として、電流路12、磁電変換素子13及び磁気シールド部材15の相対位置を正確に決めているが、支持部材52に限らず、例えば、筐体11や絶縁基板19、或いはその他の部品を用いて行なっても良い。   Further, as shown in FIGS. 4 and 6, the gap 15g is provided at a position equidistant from each of the first magnetoelectric conversion element 13A and the second magnetoelectric conversion element 13B. This can be accurately achieved by positioning the magnetic shield member 15 and the support member 52 and positioning the insulating substrate 19 on which the magnetoelectric conversion element 13 is mounted and the support member 52. . In the first embodiment of the present invention, the relative positions of the current path 12, the magnetoelectric transducer 13 and the magnetic shield member 15 are accurately determined with reference to the support member 52. However, the present invention is not limited to the support member 52. Alternatively, the case 11, the insulating substrate 19, or other parts may be used.

次に、この磁気シールド部材15のシールド効果について簡単に説明する。図8は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する構成図であって、図6における磁気シールド部材15と内部磁界との関係の一例を示した断面図である。図9は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する構成図であって、図6における磁気シールド部材15と外部部磁界との関係の一例を示した断面図である。   Next, the shielding effect of the magnetic shield member 15 will be briefly described. FIG. 8 is a configuration diagram illustrating the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view illustrating an example of the relationship between the magnetic shield member 15 and the internal magnetic field in FIG. 6. FIG. 9 is a configuration diagram illustrating the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view illustrating an example of the relationship between the magnetic shield member 15 and the external magnetic field in FIG. 6.

図8に示すように、一方向に被測定電流が流れる第1電流路12aにより生じる内部磁界と、一方向とは逆向きの他方向に被測定電流が流れる第2電流路12bにより生じる内部磁界とが、磁気シールド部材15内において、お互いに打ち消し合う向きになっているので、磁気シールド部材15のシールド効果が飽和しない。しかも、磁気シールド部材15の隙間15gが第1電流路12a及び第2電流路12bのそれぞれから等距離の位置に設けられているので、この隙間15gの部分の磁界は、それぞれ逆向きでしかも同じ強さの磁界となっている。このため、どちらかに偏って隙間15gがある場合と比較して、磁気シールド部材15の隙間15gから漏れる漏れ磁界を小さく抑えることができる。このことにより、磁気シールド部材15に隙間15gがあっても、隙間15gから漏れる漏れ磁界の影響が少なく、測定精度の悪化を低減することができる。   As shown in FIG. 8, the internal magnetic field generated by the first current path 12a through which the measured current flows in one direction and the internal magnetic field generated by the second current path 12b through which the measured current flows in the other direction opposite to the one direction. However, in the magnetic shield member 15, the directions of the magnetic shield members 15 cancel each other, so that the shielding effect of the magnetic shield member 15 is not saturated. Moreover, since the gap 15g of the magnetic shield member 15 is provided at a position equidistant from each of the first current path 12a and the second current path 12b, the magnetic fields in the gap 15g are in the opposite directions and the same. It is a strong magnetic field. For this reason, it is possible to suppress the leakage magnetic field leaking from the gap 15g of the magnetic shield member 15 smaller than when the gap 15g is biased to either side. As a result, even if there is a gap 15g in the magnetic shield member 15, the influence of the leakage magnetic field leaking from the gap 15g is small, and the deterioration of measurement accuracy can be reduced.

また、磁気シールド部材15は、最も磁電変換素子13(13A、13B)の感度に影響を及ぼす感度軸方向KD(図9に示すX方向で、矢印の向きはプラスの向きを示している)から入る外部磁界に対して、この磁気シールド部材15が磁路として作用するので、磁電変換素子13への外部磁界の影響を低減することができる。   Further, the magnetic shield member 15 is from the sensitivity axis direction KD that most affects the sensitivity of the magnetoelectric transducer 13 (13A, 13B) (in the X direction shown in FIG. 9, the direction of the arrow indicates a positive direction). Since this magnetic shield member 15 acts as a magnetic path for the incoming external magnetic field, the influence of the external magnetic field on the magnetoelectric transducer 13 can be reduced.

また、図9に示すように、例えば隙間15gがある上面15aに対して直角方向(図9に示すZ1方向)からの外部磁界MXが存在したとしても、第1電流路12aに配設される第1磁電変換素子13A及び第2電流路12bに配設される第2磁電変換素子13Bが隙間15gから等距離の位置に設けられているので、この隙間15gから漏れてくる漏れ磁界の影響が、2つの磁電変換素子13に同じ強さで現れてくる。このため、2つの磁電変換素子13からの出力を差動処理することにより、漏れ磁界の影響をより正確に相殺することができる。更に、電流路12に被測定電流が流れたときに発生する内部磁界による、隙間15gから漏れる漏れ磁界の影響も、同様にして正確に相殺することができる。これらのことにより、磁気シールド部材15に隙間15gがあっても、隙間15gから漏れる漏れ磁界の影響が少なく、測定精度の悪化をより低減することができる。なお、図9では、Z1方向から外部磁界MXが入るように象徴的に示しているが、Z1方向以外から入る外部磁界に対して同様のことが言える。   Further, as shown in FIG. 9, for example, even if there is an external magnetic field MX from a direction perpendicular to the upper surface 15a with the gap 15g (Z1 direction shown in FIG. 9), it is disposed in the first current path 12a. Since the first magnetoelectric conversion element 13A and the second magnetoelectric conversion element 13B disposed in the second current path 12b are provided at the same distance from the gap 15g, the influence of the leakage magnetic field leaking from the gap 15g is affected. The two magnetoelectric transducers 13 appear with the same strength. For this reason, it is possible to more accurately cancel the influence of the leakage magnetic field by differentially processing the outputs from the two magnetoelectric conversion elements 13. Further, the influence of the leakage magnetic field leaking from the gap 15g due to the internal magnetic field generated when the current to be measured flows through the current path 12 can be accurately canceled out in the same manner. As a result, even if there is a gap 15g in the magnetic shield member 15, the influence of the leakage magnetic field leaking from the gap 15g is small, and the deterioration of measurement accuracy can be further reduced. In FIG. 9, the external magnetic field MX is symbolically shown as entering from the Z1 direction, but the same can be said for the external magnetic field entering from outside the Z1 direction.

更に、本発明の第1実施形態では、1枚のシールド基材を折り曲げて形成されて生じた隙間15gが1個所であるので、隙間15gが2個所、或いはそれ以上の場合と比較し、隙間15gからの漏れ磁界をより小さくすることができ、測定精度の悪化をより一層低減することができる。   Furthermore, in the first embodiment of the present invention, since the gap 15g formed by bending one shield base material is one place, the gap 15g is larger than two places or more than the gap 15g. The leakage magnetic field from 15 g can be further reduced, and the deterioration of measurement accuracy can be further reduced.

最後に、上述した効果について検証を行なった結果を説明する。図10は、磁気シールド部材15の隙間15gの影響をシミュレーションしたモデル図であって、図10Aは、本発明の第1実施形態の電流センサ101のモデル図(AA)であり、図10Bは、比較例1のモデル図(BB)で、磁気シールド部材B15の隙間が無い場合であり、図10Cは、比較例2のモデル図(CC)で、磁気シールド部材C15の隙間Cgが片側にずれた場合である。図11は、本発明の第1実施形態の電流センサ101のシミュレーション結果であり、図11Aは、内部磁場による影響を各モデル間で比較したグラフであり、図11Bは、図11Aに示すP部分を拡大して示したグラフである。図11中のA1は、電流センサ101のモデル図(AA)の結果であり、B1は、比較例1のモデル図(BB)の結果であり、C1は、比較例2のモデル図(CC)の結果である。図12は、本発明の第1実施形態の電流センサ101のシミュレーション結果であり、外部磁場による影響を各モデル間で比較したグラフである。このシミュレーションに用いた外部磁場は、図10に示すZ1方向から一様な磁場(1mTとした)がかかったものとした。また、図12中のA2は、電流センサ101のモデル図(AA)の結果であり、B2は、比較例1のモデル図(BB)の結果であり、C2は、比較例2のモデル図(CC)の結果である。なお、図11及び図12の横軸は、図10Aに示す隙間15gの中心をゼロとし、X1方向をプラス位置、X2方向をマイナス位置として表しており、縦軸は、磁束密度を示している。   Finally, the results of verifying the effects described above will be described. FIG. 10 is a model diagram simulating the influence of the gap 15g of the magnetic shield member 15. FIG. 10A is a model diagram (AA) of the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. In the model diagram (BB) of Comparative Example 1, there is no gap of the magnetic shield member B15. FIG. 10C is the model diagram (CC) of Comparative Example 2, and the gap Cg of the magnetic shield member C15 is shifted to one side. Is the case. FIG. 11 is a simulation result of the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 11A is a graph in which the influence of the internal magnetic field is compared between the models. FIG. 11B is a P portion shown in FIG. It is the graph which expanded and showed. 11, A1 is the result of the model diagram (AA) of the current sensor 101, B1 is the result of the model diagram (BB) of Comparative Example 1, and C1 is the model diagram (CC) of Comparative Example 2. Is the result of FIG. 12 is a simulation result of the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and is a graph comparing the influence of an external magnetic field between models. The external magnetic field used in this simulation was a uniform magnetic field (1 mT) applied from the Z1 direction shown in FIG. Further, A2 in FIG. 12 is the result of the model diagram (AA) of the current sensor 101, B2 is the result of the model diagram (BB) of Comparative Example 1, and C2 is the model diagram of Comparative Example 2 ( CC). The horizontal axis of FIGS. 11 and 12 represents the center of the gap 15g shown in FIG. 10A as zero, the X1 direction as a positive position, and the X2 direction as a negative position, and the vertical axis represents magnetic flux density. .

その結果、磁気シールド部材C15の隙間Cgが片側にずれたプラス位置側において、図11Bに示すように、電流センサ101のモデル図(AA)の結果A1と隙間がない比較例1のモデル図(BB)の結果B1とがほぼ一致しているのに対し、隙間Cgが片側にずれた比較例2のモデル図(CC)の結果C1が、大きくずれていることが分かる。この隙間Cgのずれが、比較例2において測定精度の悪化を引き起こす一因となる。このことにより、磁気シールド部材15に隙間15gがあっても、隙間15gから漏れる漏れ磁界の影響が少なく、測定精度の悪化を低減することができるといえる。   As a result, on the plus position side where the gap Cg of the magnetic shield member C15 is shifted to one side, as shown in FIG. 11B, the model diagram (AA) of the current sensor 101 and the model diagram of the comparative example 1 having no gap ( It can be seen that the result C1 of the model diagram (CC) of the comparative example 2 in which the gap Cg is shifted to one side is largely shifted, while the result B1 of BB) is substantially the same. This deviation of the gap Cg is one factor that causes a deterioration in measurement accuracy in Comparative Example 2. Thus, even if there is a gap 15g in the magnetic shield member 15, it can be said that the influence of the leakage magnetic field leaking from the gap 15g is small, and the deterioration of measurement accuracy can be reduced.

また、図12に示すように、電流センサ101のモデル図(AA)の結果A2と隙間がない比較例1のモデル図(BB)の結果B2とが多少のずれはあるが同じ傾向なのに対し、隙間Cgが片側にずれた比較例2のモデル図(CC)の結果C2は、大きくずれているうえに、磁気シールド部材C15の隙間Cgが片側にずれたプラス位置側が大幅なずれが生じていることが分かる。この隙間Cgのずれにより、電流センサ101や隙間がない比較例1のモデルと比較して、磁束密度のずれが大きく左右のバランスが悪くなり、比較例2において測定精度の悪化を引き起こす一因となる。このことにより、磁気シールド部材15に隙間15gがあっても、隙間15gから漏れる漏れ磁界の影響が少なく、測定精度の悪化を低減することができるといえる。   In addition, as shown in FIG. 12, the result A2 of the model diagram (AA) of the current sensor 101 and the result B2 of the model diagram (BB) of the comparative example 1 without a gap tend to be the same, although there is a slight deviation. The result C2 of the model diagram (CC) of the comparative example 2 in which the gap Cg is shifted to one side is greatly shifted, and a significant shift occurs on the plus position side where the gap Cg of the magnetic shield member C15 is shifted to one side. I understand that. Due to this gap Cg deviation, compared to the current sensor 101 and the model of Comparative Example 1 without the gap, the deviation of the magnetic flux density is large and the balance between the left and right is worsened. Become. Thus, even if there is a gap 15g in the magnetic shield member 15, it can be said that the influence of the leakage magnetic field leaking from the gap 15g is small, and the deterioration of measurement accuracy can be reduced.

以上により、本発明の電流センサ101は、第1電流路12a及び第2電流路12bを囲う磁気シールド部材15の隙間15gが第1電流路12a及び第2電流路12bのそれぞれから等距離の位置に設けられているので、この隙間15gの部分の磁界は、第1電流路12aから生じる磁界と第2電流路12bから生じる磁界とが逆向きで、しかも同じ強さの磁界となっている。このため、どちらかに偏って隙間15gがある場合と比較して、磁気シールド部材15の隙間15gから漏れる漏れ磁界を小さく抑えることができる。このことにより、磁気シールド部材15に隙間15gがあっても、隙間15gから漏れる漏れ磁界の影響が少なく、測定精度の悪化を低減することができる。   As described above, in the current sensor 101 of the present invention, the gap 15g of the magnetic shield member 15 surrounding the first current path 12a and the second current path 12b is located at an equal distance from each of the first current path 12a and the second current path 12b. Therefore, the magnetic field in the gap 15g is a magnetic field having the same strength as the magnetic field generated from the first current path 12a and the magnetic field generated from the second current path 12b in opposite directions. For this reason, it is possible to suppress the leakage magnetic field leaking from the gap 15g of the magnetic shield member 15 smaller than when the gap 15g is biased to either side. As a result, even if there is a gap 15g in the magnetic shield member 15, the influence of the leakage magnetic field leaking from the gap 15g is small, and the deterioration of measurement accuracy can be reduced.

また、第1電流路12aに配設される第1磁電変換素子13A及び第2電流路12bに配設される第2磁電変換素子13Bが隙間15gから等距離の位置に設けられているので、外部磁界や電流路12に被測定電流が流れたときに発生する磁界による、この隙間15gから漏れてくる漏れ磁界の影響が、2つの磁電変換素子13に同じ強さで現れてくる。このため、2つの磁電変換素子13からの出力を差動処理することにより、漏れ磁界の影響をより正確に相殺することができる。このことにより、磁気シールド部材15に隙間15gがあっても、隙間15gから漏れる漏れ磁界の影響が少なく、測定精度の悪化をより低減することができる。   In addition, since the first magnetoelectric conversion element 13A disposed in the first current path 12a and the second magnetoelectric conversion element 13B disposed in the second current path 12b are provided at equal distances from the gap 15g, The influence of the leakage magnetic field leaking from the gap 15g due to the external magnetic field or the magnetic field generated when the current to be measured flows through the current path 12 appears in the two magnetoelectric transducers 13 with the same strength. For this reason, it is possible to more accurately cancel the influence of the leakage magnetic field by differentially processing the outputs from the two magnetoelectric conversion elements 13. Thereby, even if there is a gap 15g in the magnetic shield member 15, the influence of the leakage magnetic field leaking from the gap 15g is small, and the deterioration of the measurement accuracy can be further reduced.

また、1枚のシールド基材を折り曲げて形成されて生じた隙間15gが1個所であるので、隙間15gが2個所、或いはそれ以上の場合と比較し、隙間15gからの漏れ磁界を小さくすることができ、測定精度の悪化をより一層低減することができる。   In addition, since the gap 15g formed by bending one shield base material is one place, the leakage magnetic field from the gap 15g should be reduced as compared with the case where the gap 15g is two places or more. And the deterioration of measurement accuracy can be further reduced.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, it can deform | transform and implement as follows, These embodiments also belong to the technical scope of this invention.

図13は、本発明の第1実施形態の電流センサ101の変形例を説明する図であって、図13Aは、図6と対比した変形例1の断面図であり、図13Bは、電流路12の変形例2の斜視図である。   FIG. 13 is a diagram illustrating a modification of the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 13A is a cross-sectional view of Modification 1 compared with FIG. 6, and FIG. 13B is a current path. It is a perspective view of the modification 2 of 12.

<変形例1>
上記第1実施形態では、隙間15gが1個所形成された磁気シールド部材15を好適に用いたが、図13Aに示すように、隙間15jが第1電流路12a及び第2電流路12bのそれぞれから等距離の位置に設けられているとともに、隙間15jが第1磁電変換素子13A及び第2磁電変換素子13Bから等距離の位置に設けられており、2箇所の隙間(15g、15j)を有する構成でも良い。
<Modification 1>
In the first embodiment, the magnetic shield member 15 formed with one gap 15g is preferably used. However, as shown in FIG. 13A, the gap 15j extends from each of the first current path 12a and the second current path 12b. A configuration in which the gap 15j is provided at an equidistant position, and the gap 15j is provided at an equidistant position from the first and second magnetoelectric conversion elements 13A and 13B, and has two gaps (15g, 15j). But it ’s okay.

<変形例2>
上記第1実施形態では、電流路12がU字形状に形成された構成にしたが、平行に配設された第1電流路12aと第2電流路12bとが電気的に接続していれば良く、例えば、図13Bに示すように、下方に折り曲げたれた連結部12jであっても良く、連結部はどのような形状であっても良い。
<Modification 2>
In the first embodiment, the current path 12 is formed in a U shape. However, if the first current path 12a and the second current path 12b arranged in parallel are electrically connected to each other. For example, as shown in FIG. 13B, the connecting portion 12j bent downward may be used, and the connecting portion may have any shape.

<変形例3>
上記第1実施形態では、磁電変換素子13を1組設けた構成にしたが、磁電変換素子13を2組設けた構成、或いはそれ以上設けた構成でも良い。
<Modification 3>
In the first embodiment, a configuration in which one set of the magnetoelectric conversion elements 13 is provided, but a configuration in which two sets of the magnetoelectric conversion elements 13 are provided, or a configuration in which more than one set is provided may be employed.

<変形例4>
上記第1実施形態では、1枚のシールド基材(珪素鋼板)を折り曲げて磁気シールド部材15を好適に用いたが、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)、PP(ポリプロピレン)等の合成樹脂に扁平状の磁性粉末を分散させて、射出成形等により成形した成形部材を2つ組み合わせて、磁気シールド部材としても良い。また、磁性粉末を含有しない合成樹脂部材に、磁気シールド層を合成樹脂部材の内側の全面或いは外側の全面のいずれかに塗布して形成し、2つの合成樹脂部材を組み合わせて、磁気シールド部材としても良い。
<Modification 4>
In the first embodiment, one shield base material (silicon steel plate) is bent and the magnetic shield member 15 is preferably used. However, a flat plate is formed on a synthetic resin such as ABS (acrylonitrile butadiene styrene) or PP (polypropylene). A magnetic shield member may be formed by combining two molded members formed by injection molding or the like by dispersing magnetic powder. In addition, a magnetic shield layer is applied to a synthetic resin member that does not contain magnetic powder and applied to either the entire inner surface or the entire outer surface of the synthetic resin member, and the two synthetic resin members are combined to form a magnetic shield member. Also good.

<変形例5>
上記第1実施形態では、電流路12の断面形状が矩形の板状のタイプ、所謂バスバータイプを用いたが、断面形状が円形若しくは楕円形の電線のタイプの電流路を用いても良い。
<Modification 5>
In the first embodiment, the current path 12 has a rectangular plate shape, that is, a so-called bus bar type. However, a current path of a circular or elliptical cross section may be used.

<変形例6>
上記第1実施形態では、磁電変換素子13を電流路12に対して絶縁基板19を挟んで配設した構成にしたが、磁電変換素子13を電流路12に対向して配設した構成でも良い。
<Modification 6>
In the first embodiment, the magnetoelectric conversion element 13 is disposed with the insulating substrate 19 sandwiched between the current path 12, but the magnetoelectric conversion element 13 may be disposed facing the current path 12. .

<変形例7>
上記第1実施形態では、磁電変換素子13を熱硬化性の合成樹脂でパッケージングして磁気センサパッケージ14とし、絶縁基板19に実装したが、磁電変換素子13をそのまま絶縁基板19に実装、所謂ベアチップ実装しても良い。
<Modification 7>
In the first embodiment, the magnetoelectric conversion element 13 is packaged with a thermosetting synthetic resin to form the magnetic sensor package 14 and mounted on the insulating substrate 19. However, the magnetoelectric conversion element 13 is mounted on the insulating substrate 19 as it is, so-called Bare chip mounting may be used.

<変形例8>
上記第1実施形態では、磁電変換素子13としてGMR素子を好適に用いたが、他に、MR(Magneto Resistive) 素子、AMR(Anisotropic Magneto Resistive)素子、TMR(Tunnel Magneto Resistive)素子、ホール素子等であっても良い。
<Modification 8>
In the first embodiment, a GMR element is preferably used as the magnetoelectric conversion element 13, but in addition, an MR (Magneto Resistive) element, an AMR (Anisotropic Magneto Resistive) element, a TMR (Tunnel Magneto Resistive) element, a Hall element, and the like. It may be.

本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the object of the present invention.

12 電流路
12a 第1電流路
12b 第2電流路
13 磁電変換素子
13A 第1磁電変換素子
13B 第2磁電変換素子
15 磁気シールド部材
15g、15j 隙間
101 電流センサ
12 current path 12a first current path 12b second current path 13 magnetoelectric conversion element 13A first magnetoelectric conversion element 13B second magnetoelectric conversion element 15 magnetic shield member 15g, 15j gap 101 current sensor

Claims (3)

一方向に被測定電流が流れる第1電流路と、前記第1電流路と電気的に接続され、前記一方向とは逆向きの他方向に前記被測定電流が流れる第2電流路と、が平行に配設された電流路と、
前記第1電流路及び前記第2電流路に対応して配設され、前記電流路に前記被測定電流が流れたときに発生する磁界を検出する複数の磁電変換素子と、
前記磁電変換素子、前記第1電流路及び前記第2電流路を囲う磁気シールド部材と、を備え、
前記磁気シールド部材には、前記一方向に沿った隙間があり、
前記隙間は、前記第1電流路及び前記第2電流路のそれぞれから等距離の位置に設けられていることを特徴とする電流センサ。
A first current path through which the current to be measured flows in one direction, and a second current path electrically connected to the first current path and through which the current to be measured flows in another direction opposite to the one direction, Current paths arranged in parallel;
A plurality of magnetoelectric transducers disposed corresponding to the first current path and the second current path and detecting a magnetic field generated when the current to be measured flows through the current path;
A magnetic shield member surrounding the magnetoelectric conversion element, the first current path, and the second current path;
The magnetic shield member has a gap along the one direction,
The gap is provided at a position equidistant from each of the first current path and the second current path.
前記磁電変換素子の内、前記第1電流路に対応して配設される第1磁電変換素子と前記第2電流路に対応して配設される第2磁電変換素子との組み合わせが、少なくとも1組以上あり、
前記組み合わせの前記第1磁電変換素子及び前記第2磁電変換素子は、前記隙間から等距離の位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。
Of the magnetoelectric conversion elements, a combination of a first magnetoelectric conversion element arranged corresponding to the first current path and a second magnetoelectric conversion element arranged corresponding to the second current path is at least There are more than one set,
2. The current sensor according to claim 1, wherein the first magnetoelectric conversion element and the second magnetoelectric conversion element of the combination are provided at a position equidistant from the gap.
前記磁気シールド部材は、1枚のシールド基材を折り曲げて形成されており、
前記隙間は、1個所であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電流センサ。
The magnetic shield member is formed by bending one shield base material,
The current sensor according to claim 1, wherein the gap is one place.
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