JP2019012031A - Current sensor - Google Patents

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彰 ▲高▼橋
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Abstract

To provide a current sensor with a structure that current field derived in a current path next to a current path targeted for measurement is hard to be given as noise field to a magnetic sensing element detecting the current path targeted for measurement.SOLUTION: A first shield 11u and a second shield 12u are provided at a position across current path 2u of U phase and magnetic sensing element 5u. An outside end E2 of a second facing plane 13w of the second shield 12u is located between an outside end E1 of a first facing plane 13u of the first shield 11u and the magnetic sensing element 5u. An angle α between a magnetic line of force M2 caused by driving current flowing through a current path 2v of V phase and entering to the magnetic sensing element 5u, and an element vertical line Sv can be made small, and current field becomes hard to be detected by the magnetic sensing element 5u as noise field.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、複数の電流路のそれぞれに磁気検知素子が対向し、磁気検知素子によってそれぞれの電流路に流れる電流が検知される電流センサに関する。   The present invention relates to a current sensor in which a magnetic sensing element faces each of a plurality of current paths, and a current flowing through each current path is detected by the magnetic sensing element.

特許文献1に記載された電流センサは、X方向に並んで平行に配置された2本のバスバのそれぞれにセンサ素子が対向しており、それぞれのバスバに流れる電流で誘導される磁界がセンサ素子で検知される。それぞれのバスバとこれに対向するセンサ素子は、対を成すシールド板でZ方向から挟まれている。このシールド板を設けることによって、磁気センサによって電流計測する対象であるバスバに起因する磁界以外の磁界を遮断できるようにしている。   In the current sensor described in Patent Document 1, a sensor element is opposed to each of two bus bars arranged in parallel in the X direction, and a magnetic field induced by a current flowing through each bus bar is a sensor element. Is detected. Each bus bar and the sensor element facing the bus bar are sandwiched by a pair of shield plates from the Z direction. By providing this shield plate, it is possible to block a magnetic field other than the magnetic field caused by the bus bar that is the target of current measurement by the magnetic sensor.

ただし、この構造では、電流計測する対象であるバスバの隣りに位置するバスバに流れる電流によって誘導される磁力線が、一対のシールド板で誘導されて、電流計測に使用されている磁気センサに入り込み、この磁力線がノイズ磁界として検知される問題がある。   However, in this structure, the lines of magnetic force induced by the current flowing in the bus bar located next to the bus bar that is the current measurement target are induced by the pair of shield plates and enter the magnetic sensor used for current measurement, There is a problem that this magnetic field line is detected as a noise magnetic field.

そこで、特許文献1に記載された電流センサでは、磁気センサの感磁方向を、X方向に対して傾かせて配置し、隣りのバスバの電流で誘導される磁力線が、磁気センサに対して感磁方向から入りにくい構造にして、隣りのバスバからの磁力線がノイズ磁界として影響するのを低減している。   Therefore, in the current sensor described in Patent Document 1, the magnetic sensor is arranged such that the magnetic sensing direction is inclined with respect to the X direction, and the magnetic lines of force induced by the current of the adjacent bus bar are sensitive to the magnetic sensor. The structure is difficult to enter from the magnetic direction to reduce the influence of magnetic field lines from adjacent bus bars as a noise magnetic field.

特開2016−200438号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-200388

しかし、特許文献1に記載された電流センサは、磁気センサの感磁方向が、電流計測の対象となるバスバに斜めに向けられているため、電流計測の対象となるバスバに流れる電流で誘導される計測磁界のうちの電流センサの感磁方向に向く成分が削減されることになる。そのため、電流計測の対象となるバスバで誘導された磁界に対する検知感度が低下する課題がある。   However, the current sensor described in Patent Document 1 is induced by the current flowing in the current measurement target bus bar because the magnetic sensor's magnetic sensing direction is obliquely directed to the current measurement target bus bar. The component of the measurement magnetic field that is oriented in the direction of the magnetic sensing of the current sensor is reduced. Therefore, there is a problem that the detection sensitivity to a magnetic field induced by a bus bar that is a target of current measurement is lowered.

また、複数の電流センサを支持しているセンサ基板では、電流センサを取付けるための取付け面を斜めに形成する必要があり、センサ基板の構造が複雑になる。また、隣りのバスバの電流に起因する磁界の影響を最小にするために、電流センサの傾斜角度を最適に設定することも難しい。   Moreover, in the sensor board | substrate which supports the several current sensor, it is necessary to form the attachment surface for attaching a current sensor diagonally, and the structure of a sensor board | substrate becomes complicated. It is also difficult to optimally set the inclination angle of the current sensor in order to minimize the influence of the magnetic field caused by the current of the adjacent bus bar.

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、磁気検知素子の感度軸を斜めに配置することなく、隣に位置する電流路に流れる電流で誘導されるノイズ磁界の影響を低減できるようにした電流センサを提供することを目的としている。   The present invention solves the above-described conventional problems, and can reduce the influence of a noise magnetic field induced by a current flowing in an adjacent current path without arranging the sensitivity axis of the magnetic sensing element obliquely. An object of the present invention is to provide a current sensor.

本発明は、平行に配置された複数の電流路のそれぞれに対向する磁気検知素子が設けられ、それぞれの前記電流路に流れる電流で誘導された磁界が前記磁気検知素子で検知される電流センサにおいて、
全ての前記電流路を直交して横断する方向を横方向とし、前記電流路の電流方向および横方向の双方に直交する方向を縦方向としたときに、
前記磁気検知素子は、それぞれの前記電流路に縦方向から対向して、その感度軸が横方向に向けられ、
前記電流路と前記磁気検知素子の双方を縦方向の両側から挟む第1シールドと第2シールドとが設けられ、前記第1シールドは、前記電流方向および横方向の双方に平行な平面であって前記磁気検知素子に対向する第1対向平面を有し、前記第2シールドは、前記電流方向および横方向の双方に平行な平面であって前記電流路に対向する第2対向平面を有しており、
前記第1対向平面と前記第2対向平面のそれぞれが、隣りに前記電流路が存在しない外側に向けられた外側端部を有し、前記第2対向平面の前記外側端部が、前記第1対向平面の前記外側端部と前記磁気検知素子との間に位置していることを特徴とするものである。
The present invention provides a current sensor in which a magnetic sensing element facing each of a plurality of current paths arranged in parallel is provided, and a magnetic field induced by a current flowing in each of the current paths is detected by the magnetic sensing element. ,
When the direction that crosses all the current paths orthogonally is the horizontal direction, and the direction that is orthogonal to both the current direction and the horizontal direction of the current path is the vertical direction,
The magnetic sensing elements are opposed to the current paths from the vertical direction, and their sensitivity axes are directed in the horizontal direction.
A first shield and a second shield sandwiching both the current path and the magnetic sensing element from both sides in the vertical direction are provided, and the first shield is a plane parallel to both the current direction and the lateral direction. A first opposing plane facing the magnetic sensing element; and the second shield is a plane parallel to both the current direction and the lateral direction and facing the current path. And
Each of the first opposing plane and the second opposing plane has an outer end that faces the outside where the current path does not exist next to the first opposing plane, and the outer end of the second opposing plane is the first It is located between the said outer side edge part of an opposing plane, and the said magnetic sensing element.

本発明の電流センサは、前記磁気検知素子と前記第1対向平面との距離が、前記磁気検知素子と前記第2対向平面との距離よりも短いものである。   In the current sensor of the present invention, a distance between the magnetic sensing element and the first opposing plane is shorter than a distance between the magnetic sensing element and the second opposing plane.

本発明の電流センサは、前記第1シールドと前記第2シールドが、それぞれの前記電流路ごとに個別に設けられており、
前記第1対向平面と前記第2対向平面は、前記外側端部と、隣りに前記電流路が存在する内側に向けられた内側端部とをしているものとして構成できる。
In the current sensor of the present invention, the first shield and the second shield are individually provided for each of the current paths,
The first opposing plane and the second opposing plane can be configured to have the outer end and an inner end directed inward where the current path is adjacent.

本発明の電流センサは、互いに対向する前記第1シールドと前記第2シールドでは、前記第1対向平面の前記内側端部と前記第2対向平面の前記内側端部とが、縦方向で同じ位置に形成されていることが好ましい。   In the current sensor according to the present invention, in the first shield and the second shield facing each other, the inner end portion of the first opposing plane and the inner end portion of the second opposing plane are at the same position in the vertical direction. It is preferable to be formed.

本発明の電流センサは、前記電流路が3本設けられ、それぞれの前記電流路に前記第1シールドと前記第2シールドが対向しており、
横方向の両側に位置する前記第1シールドおよび前記第2シールドでは、前記第2対向平面の前記外側端部が、前記第1対向平面の前記外側端部と前記磁気検知素子との間に位置し、前記第1対向平面の前記内側端部と前記第2対向平面の前記内側端部とが、縦方向で同じ位置に形成されており、
前記縦方向の中央に位置する前記第1シールドおよび前記第2シールドでは、前記第1対向平面の横方向の両端部と、前記第2対向平面の横方向の両端部とが、共に縦方向で同じ位置に形成されているものである。
In the current sensor of the present invention, the three current paths are provided, and the first shield and the second shield face each of the current paths,
In the first shield and the second shield positioned on both sides in the lateral direction, the outer end portion of the second opposing plane is positioned between the outer end portion of the first opposing plane and the magnetic sensing element. The inner end portion of the first opposing plane and the inner end portion of the second opposing plane are formed at the same position in the vertical direction,
In the first shield and the second shield located at the center in the longitudinal direction, both lateral ends of the first opposing plane and lateral ends of the second opposing plane are both longitudinal. They are formed at the same position.

本発明の電流センサは、前記第1対向平面の横方向の長さ寸法をL、前記第1対向平面の前記外側端部と前記第2対向平面の前記外側端部との、横方向の距離である短縮長をLcとしたときに、Lc/Lの比が、0.11以上で0.44以下であることが好ましい。   In the current sensor of the present invention, the lateral length of the first opposing plane is L, and the lateral distance between the outer end of the first opposing plane and the outer end of the second opposing plane is When the shortened length is Lc, the ratio of Lc / L is preferably 0.11 or more and 0.44 or less.

本発明の電流センサは、第1シールドの第1対向平面の外側端部よりも、第2シールドの第2対向平面の外側端部を、磁気検知素子に近い位置に配置することで、隣りの電流路の電流で誘導される磁界のうちの、磁気検知素子の感度軸に向く磁力線の成分を低減させることができるようになり、隣りの電流路からの磁界によるノイズを抑制できるようになる。   According to the current sensor of the present invention, the outer end of the second opposing plane of the second shield is arranged closer to the magnetic sensing element than the outer end of the first opposing plane of the first shield. Of the magnetic field induced by the current in the current path, the component of the lines of magnetic force directed to the sensitivity axis of the magnetic sensing element can be reduced, and noise due to the magnetic field from the adjacent current path can be suppressed.

また、磁気検知素子の感度軸が、複数の電流路が並ぶ横方向に向けられているため、計測対象となる電流路で誘導された磁界に対する磁気検知素子の検知感度を高く維持することができる。また、それぞれの磁気検知素子の組み付けも容易である。   In addition, since the sensitivity axis of the magnetic sensing element is oriented in the lateral direction in which a plurality of current paths are arranged, the detection sensitivity of the magnetic sensing element with respect to the magnetic field induced in the current path to be measured can be maintained high. . Also, the assembly of each magnetic sensing element is easy.

本発明の第1の実施形態の電流センサを示す斜視図、The perspective view which shows the current sensor of the 1st Embodiment of this invention, (A)は図1に示す電流センサをII−II線で切断した断面図、(B)は比較例の電流センサの断面図、(A) is sectional drawing which cut | disconnected the current sensor shown in FIG. 1 by the II-II line, (B) is sectional drawing of the current sensor of a comparative example, (A)は図1に示す電流センサにおける磁力線分布のシミュレーション結果を示す説明図、(B)は比較例の電流センサにおける磁力線分布のシミュレーション結果を示す説明図、(A) is explanatory drawing which shows the simulation result of the magnetic force line distribution in the current sensor shown in FIG. 1, (B) is explanatory drawing which shows the simulation result of the magnetic force line distribution in the current sensor of a comparative example, (A)は本発明の実施形態の電流センサにおいて磁気検知素子に向かう磁力線の傾きを模式的に示す説明図、(B)は比較例の電流センサにおいて磁気検知素子に向かう磁力線の傾きを模式的に示す説明図、(A) is explanatory drawing which shows typically the inclination of the magnetic force line which goes to a magnetic detection element in the current sensor of embodiment of this invention, (B) is typical about the inclination of the magnetic force line which goes to a magnetic detection element in the current sensor of a comparative example. Explanatory diagram shown in the (A)は、図1に示す実施形態の電流センサにおいて、U相における第2対向平面の外側端部の短縮長と、磁気検知素子に向かう磁力線の縦方向(Z方向)に対する傾き角度との関係を示す線図、(B)は、図1に示す実施形態の電流センサにおいて、W相における第2対向平面の外側端部の短縮長と、磁気検知素子に向かう磁力線の縦方向(Z方向)に対する傾き角度との関係を示す線図、(A) is the shortening length of the outer edge part of the 2nd opposing plane in U phase in the current sensor of embodiment shown in FIG. 1, and the inclination angle with respect to the vertical direction (Z direction) of the magnetic force line toward a magnetic sensing element. FIG. 4B is a diagram showing the relationship, in the current sensor of the embodiment shown in FIG. 1, the shortened length of the outer end portion of the second opposing plane in the W phase and the longitudinal direction (Z direction) of the magnetic force lines toward the magnetic sensing element ) Is a diagram showing the relationship between the angle of inclination and (A)は第1実施例の電流センサにおいて、U相、V相、W相に個別に電流を与えたときに、磁気検知素子に与えられる磁束密度の変化を示す線図、(B)は第1実施例の電流センサにおいて、U相、V相、W相のそれぞれに電流を与えたときの、隣りの電流路の電流に起因する磁界が磁気検知素子に与える影響度を示す線図、(A) is the diagram which shows the change of the magnetic flux density given to a magnetic sensing element when a current is separately given to the U phase, V phase, and W phase in the current sensor of the first embodiment, and (B) In the current sensor of the first embodiment, a diagram showing the influence of the magnetic field caused by the current in the adjacent current path on the magnetic sensing element when current is applied to each of the U phase, V phase, and W phase; (A)は第2実施例の電流センサにおいて、U相、V相、W相に個別に電流を与えたときに、磁気検知素子に与えられる磁束密度の変化を示す線図、(B)は第2実施例の電流センサにおいて、U相、V相、W相のそれぞれに電流を与えたときの、隣りの電流路の電流に起因する磁界が磁気検知素子に与える影響度を示す線図、(A) is the diagram which shows the change of the magnetic flux density given to a magnetic sensing element when a current is separately given to the U phase, V phase, and W phase in the current sensor of the second embodiment, and (B) is a diagram. In the current sensor of the second embodiment, a diagram showing the influence of the magnetic field caused by the current in the adjacent current path on the magnetic sensing element when current is applied to each of the U phase, V phase, and W phase, (A)は比較例の電流センサにおいて、U相、V相、W相に個別に電流を与えたときに、磁気検知素子に与えられる磁束密度の変化を示す線図、(B)は比較例の電流センサにおいて、U相、V相、W相のそれぞれに電流を与えたときの、隣りの電流路の電流に起因する磁界が磁気検知素子に与える影響度を示す線図、(A) is a diagram showing changes in magnetic flux density applied to the magnetic sensing element when current is individually applied to the U phase, V phase, and W phase in the current sensor of the comparative example, and (B) is a comparative example. FIG. 5 is a diagram showing the influence of a magnetic field caused by a current in an adjacent current path on a magnetic sensing element when current is applied to each of the U phase, V phase, and W phase in the current sensor of FIG. 本発明の第2の実施形態の電流センサを示す断面図、Sectional drawing which shows the current sensor of the 2nd Embodiment of this invention,

図1と図2(A)に、本発明の第1の実施形態の電流センサ1が示されている。
この電流センサ1では、3本の電流路2u,2v,2wに流れる電流の電流量やその変化が検知される。電流路2u,2v,2wには、自動車などに使用される三相交流モータを駆動するための駆動電流が流れる。電流路2uにU相の駆動電流Iuが流され、電流路2vにV相の駆動電流Ivが流され、電流路2wにW相の駆動電流Iwが流される。駆動電流Iu,Iv,Iwは比較的大容量の交流電流であり、それぞれ位相が120度相違している。
1 and 2A show a current sensor 1 according to a first embodiment of the present invention.
The current sensor 1 detects the amount of current flowing through the three current paths 2u, 2v, 2w and changes thereof. A drive current for driving a three-phase AC motor used in an automobile or the like flows through the current paths 2u, 2v, and 2w. A U-phase drive current Iu flows through the current path 2u, a V-phase drive current Iv flows through the current path 2v, and a W-phase drive current Iw flows through the current path 2w. The drive currents Iu, Iv, and Iw are relatively large-capacity alternating currents, each having a phase difference of 120 degrees.

電流路2u,2v,2wは、バスバと呼ばれるものであり、銅または銅合金などの低抵抗の金属材料で形成されている。電流路2u,2v,2wは、平板形状であり、Y方向に向けて直線状で、互いに平行に延びている。図2(A)に示すように、電流路2u,2v,2wは断面形状が長方形である。電流路2u,2v,2wは、Z1側の表面とZ2側の表面がX−Y平面と平行な平面であり、図2(A)に示す断面図では、Z1側の表面とZ2側の表面が長辺となってX1−X2方向に延びている。   The current paths 2u, 2v, 2w are called bus bars and are formed of a low-resistance metal material such as copper or a copper alloy. The current paths 2u, 2v, 2w have a flat plate shape, are linear in the Y direction, and extend in parallel to each other. As shown in FIG. 2A, the current paths 2u, 2v, 2w have a rectangular cross-sectional shape. In the current paths 2u, 2v, and 2w, the surface on the Z1 side and the surface on the Z2 side are planes parallel to the XY plane. In the cross-sectional view shown in FIG. 2A, the surface on the Z1 side and the surface on the Z2 side Is long and extends in the X1-X2 direction.

電流センサ1は、全ての電流路2u,2v,2wを直交して横断する方向であるX方向が横方向である。また、Y方向が、電流路2u,2v,2wに駆動電流Iu,Iv,Iwが流れる電流方向である。電流方向であるY方向と、横方向であるX方向の双方に直交する方向であるZ方向が縦方向である。   In the current sensor 1, the X direction which is a direction orthogonally crossing all the current paths 2u, 2v and 2w is a horizontal direction. The Y direction is the current direction in which the drive currents Iu, Iv, Iw flow in the current paths 2u, 2v, 2w. The Z direction, which is the direction perpendicular to both the Y direction, which is the current direction, and the X direction, which is the horizontal direction, is the vertical direction.

図2(A)に示すように、電流路2u,2v,2wよりもZ1側にプリント配線基板3が設けられている。プリント配線基板3の下面である実装面3aは、横方向(X方向)と電流方向(Y方向)の双方に平行な平面である。プリント配線基板3の実装面3aに、磁気検知素子5u,5v,5wが実装されている。磁気検知素子5uは、U相の電流路2uを横方向(X方向)に二分する中心線Ou上に位置して、電流路2uにZ1側から対向している。磁気検知素子5vは、V相の電流路2vを横方向(X方向)に二分する中心線Ov上に位置して、電流路2vにZ1側から対向している。さらに、磁気検知素子5wは、W相の電流路2wを横方向(X方向)に二分する中心線Ow上に位置して、電流路2wにZ1側から対向している。   As shown in FIG. 2A, the printed wiring board 3 is provided on the Z1 side of the current paths 2u, 2v, 2w. The mounting surface 3a which is the lower surface of the printed wiring board 3 is a plane parallel to both the horizontal direction (X direction) and the current direction (Y direction). Magnetic detection elements 5 u, 5 v, 5 w are mounted on the mounting surface 3 a of the printed wiring board 3. The magnetic sensing element 5u is positioned on a center line Ou that bisects the U-phase current path 2u in the lateral direction (X direction), and faces the current path 2u from the Z1 side. The magnetic detection element 5v is located on a center line Ov that bisects the V-phase current path 2v in the lateral direction (X direction), and faces the current path 2v from the Z1 side. Further, the magnetic detection element 5w is positioned on a center line Ow that bisects the W-phase current path 2w in the lateral direction (X direction), and faces the current path 2w from the Z1 side.

磁気検知素子5u,5v,5wは、巨大磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子(GMR素子)、トンネル効果を利用した磁気抵抗効果素子(TMR素子)、あるいは単数または複数のホール素子で構成されており、磁力線に対して最も感度が高い軸である感度軸が、横方向(X方向)に向けられている。   The magnetic sensing elements 5u, 5v, 5w are configured by a magnetoresistive effect element (GMR element) using a giant magnetoresistive effect, a magnetoresistive effect element (TMR element) using a tunnel effect, or one or a plurality of Hall elements. The sensitivity axis, which is the axis with the highest sensitivity to magnetic field lines, is directed in the lateral direction (X direction).

図2(A)に示すように、U相の電流路2uおよび磁気検知素子5uは、縦方向(Z方向)の両側から第1シールド11uと第2シールド12uで挟まれている。第1シールド11uは、磁気検知素子5uにZ1側から対向する第1対向平面13uを有し、第2シールド12uは、電流路2uにZ2側から対向する第2対向平面14uを有している。V相の電流路2vおよび磁気検知素子5vは、縦方向(Z方向)の両側から第1シールド11vと第2シールド12vで挟まれている。第1シールド11vは、磁気検知素子5vにZ1側から対向する第1対向平面13vを有し、第2シールド12vは、電流路2vにZ2側から対向する第2対向平面14vを有している。さらに、W相の電流路2wおよび磁気検知素子5wも、縦方向(Z方向)の両側から第1シールド11wと第2シールド12wで挟まれている。第1シールド11wは、同様に第1対向平面13wを有し、第2シールド12wは、第2対向平面14wを有している。   As shown in FIG. 2A, the U-phase current path 2u and the magnetic sensing element 5u are sandwiched between the first shield 11u and the second shield 12u from both sides in the longitudinal direction (Z direction). The first shield 11u has a first opposing plane 13u that faces the magnetic sensing element 5u from the Z1 side, and the second shield 12u has a second opposing plane 14u that faces the current path 2u from the Z2 side. . The V-phase current path 2v and the magnetic sensing element 5v are sandwiched between the first shield 11v and the second shield 12v from both sides in the vertical direction (Z direction). The first shield 11v has a first opposing plane 13v that faces the magnetic sensing element 5v from the Z1 side, and the second shield 12v has a second opposing plane 14v that faces the current path 2v from the Z2 side. . Further, the W-phase current path 2w and the magnetic sensing element 5w are also sandwiched between the first shield 11w and the second shield 12w from both sides in the longitudinal direction (Z direction). Similarly, the first shield 11w has a first opposing plane 13w, and the second shield 12w has a second opposing plane 14w.

U相の第1シールド11uおよび第2シールド12uと、V相の第1シールド11vおよび第2シールド12vと、W相の第1シールド11wおよび第2シールド12wは、いずれもNi−Fe合金などの透磁率の高い磁性材料で形成されている。   The U-phase first shield 11u and second shield 12u, the V-phase first shield 11v and second shield 12v, and the W-phase first shield 11w and second shield 12w are all made of Ni-Fe alloy or the like. It is made of a magnetic material with high magnetic permeability.

第1シールド11u,11v,11wの第1対向平面13u,13v,13wは、電流方向(Y方向)と横方向(X方向)の双方に平行な同一平面上に位置している。第2シールド12u,12v,12wの第2対向平面14u,14v,14wは、電流方向(Y方向)と横方向(X方向)の双方に平行な同一平面上に位置している。   The first opposing planes 13u, 13v, 13w of the first shields 11u, 11v, 11w are located on the same plane parallel to both the current direction (Y direction) and the lateral direction (X direction). The second opposing planes 14u, 14v, 14w of the second shields 12u, 12v, 12w are located on the same plane parallel to both the current direction (Y direction) and the lateral direction (X direction).

電流路2u,2v,2wとプリント配線基板3との間、プリント配線基板3と第1シールド11u,11v,11wとの間、および電流路2u,2v,2wと第2シールド12u,12v,12wとの間は、絶縁材料で埋められており、電気的に絶縁されている。前記絶縁材料としては樹脂材料などが使用される。また、樹脂などの絶縁材料を用いずに、プリント配線基板3や、第1シールド11u,11v,11wおよび第2シールド12u,12v,12wなどを、筐体などの支持部材で支持し、各部材間に空隙が形成されていてもよい。   Between the current paths 2u, 2v, 2w and the printed wiring board 3, between the printed wiring board 3 and the first shields 11u, 11v, 11w, and between the current paths 2u, 2v, 2w and the second shields 12u, 12v, 12w Is embedded with an insulating material and is electrically insulated. A resin material or the like is used as the insulating material. Further, without using an insulating material such as resin, the printed wiring board 3, the first shields 11u, 11v, 11w, the second shields 12u, 12v, 12w, and the like are supported by a support member such as a housing, and each member Gaps may be formed between them.

図2(A)に示すように、U相の第1シールド11uに形成された第1対向平面13uは、隣りに電流路や第1シールドおよび第2シールドが存在しない外側(X1側)に向く外側端部E1と、隣りに電流路2vと第1シールド11vおよび第2シールド12vが存在する内側(X2側)に向く内側端部E3を有している。同様に、U相の第2シールド12uに形成された第2対向平面14uは、X1側に向く外側端部E2とX2側に向く内側端部E3を有している。   As shown in FIG. 2A, the first opposing plane 13u formed on the U-phase first shield 11u faces the outside (X1 side) where the current path, the first shield, and the second shield do not exist next to each other. It has an outer end E1, and an inner end E3 facing the inner side (X2 side) where the current path 2v, the first shield 11v, and the second shield 12v exist next to each other. Similarly, the second opposing plane 14u formed on the U-phase second shield 12u has an outer end E2 facing the X1 side and an inner end E3 facing the X2 side.

U相の第1シールド11uに形成された第1対向平面13uの横方向(X方向)の幅寸法はL1であり、第2シールド12uに形成された第2対向平面14uの横方向の幅寸法は、前記幅寸法L1よりも短い。そして、第2対向平面14uの外側端部E2は、第1対向平面13uの外側端部E1よりもX2側に位置している。すなわち、第2対向平面14uの外側端部E2は、第1対向平面13uの外側端部E1と磁気検知素子5uとの間に位置している。外側端部E1と外側端部E2のX方向の距離が、第2対向平面14uの短縮長Lcである。また、U相の第1対向平面13uの内側端部E3と、第2対向平面14uの内側端部E3は、縦方向(Z方向)において同じ位置にある。   The width dimension in the lateral direction (X direction) of the first opposing plane 13u formed on the U-phase first shield 11u is L1, and the width dimension in the lateral direction of the second opposing plane 14u formed on the second shield 12u. Is shorter than the width dimension L1. And the outer side edge part E2 of the 2nd opposing plane 14u is located in the X2 side rather than the outer side edge part E1 of the 1st opposing plane 13u. That is, the outer end E2 of the second opposing plane 14u is located between the outer end E1 of the first opposing plane 13u and the magnetic detection element 5u. The distance in the X direction between the outer end E1 and the outer end E2 is the shortened length Lc of the second opposing plane 14u. The inner end E3 of the U-phase first opposing plane 13u and the inner end E3 of the second opposing plane 14u are at the same position in the vertical direction (Z direction).

W相の第1シールド11wに形成された第1対向平面13wは、隣りに電流路や第1シールドおよび第2シールドが存在しない外側(X2側)に向く外側端部E1と、隣りに電流路2vと第1シールド11vおよび第2シールド12vが存在する内側(X1側)に向く内側端部E3を有している。また、U相の第2シールド12uに形成された第2対向平面14uは、X2側に向く外側端部E2とX1側に向く内側端部E3を有している。   The first opposing plane 13w formed in the W-phase first shield 11w has an outer end E1 facing the outer side (X2 side) where no current path or first shield and second shield exist adjacent to each other, and an adjacent current path. 2v, an inner end E3 facing the inner side (X1 side) where the first shield 11v and the second shield 12v exist. The second opposing plane 14u formed on the U-phase second shield 12u has an outer end E2 facing the X2 side and an inner end E3 facing the X1 side.

W相の第1シールド11wに形成された第1対向平面13wの横方向(X方向)の幅寸法はL1であり、第2シールド12wに形成された第2対向平面14wの横方向の幅寸法は、前記幅寸法L1よりも短い。なお、U相の第1対向平面13uの幅寸法L1と、W相の第1対向平面13wの幅寸法L1は同じである。W相の第2対向平面14wの外側端部E2は、第1対向平面13wの外側端部E1よりもX1側に位置しており、第2対向平面14wの外側端部E2は、第1対向平面13wの外側端部E1と磁気検知素子5wの間に位置している。W相においても、外側端部E1と外側端部E2とのX方向の距離が、第2対向平面14wの短縮長Lcである。また、W相の第1対向平面13wの内側端部E3と、第2対向平面14wの内側端部E3は、縦方向(Z方向)において同じ位置にある。   The width dimension in the lateral direction (X direction) of the first opposing plane 13w formed on the W-phase first shield 11w is L1, and the width dimension in the lateral direction of the second opposing plane 14w formed on the second shield 12w. Is shorter than the width dimension L1. The width dimension L1 of the U-phase first opposing plane 13u and the width dimension L1 of the W-phase first opposing plane 13w are the same. The outer end E2 of the second opposing plane 14w of the W phase is located closer to the X1 side than the outer end E1 of the first opposing plane 13w, and the outer end E2 of the second opposing plane 14w is the first opposite. It is located between the outer end E1 of the plane 13w and the magnetic sensing element 5w. Also in the W phase, the distance in the X direction between the outer end E1 and the outer end E2 is the shortened length Lc of the second opposing plane 14w. The inner end E3 of the W-phase first opposing plane 13w and the inner end E3 of the second opposing plane 14w are at the same position in the vertical direction (Z direction).

中央に位置するV相の第1シールド11vに形成された第1対向平面13vと、第2シールド12vに形成された第2対向平面14vは、その両端部E4が、いずれも縦方向(Z方向)において同じ位置に形成されている。V相の第1対向平面13vおよび第2対向平面14vの幅寸法L2は、U相とV相における第1対向平面13u,13wの幅寸法L1よりも短い。ただし、幅寸法L2が幅寸法L1より大きくてもよいし、幅寸法L1と幅寸法L2とが同じであってもよい。   The first opposing plane 13v formed on the V-phase first shield 11v located at the center and the second opposing plane 14v formed on the second shield 12v are both end portions E4 in the vertical direction (Z direction). ) In the same position. The width dimension L2 of the first opposing plane 13v and the second opposing plane 14v in the V phase is shorter than the width dimension L1 of the first opposing planes 13u and 13w in the U phase and the V phase. However, the width dimension L2 may be larger than the width dimension L1, and the width dimension L1 and the width dimension L2 may be the same.

U相の第1対向平面13uおよび第2対向平面14uのそれぞれのX2側に向く内側端部E3と、V相の第1対向平面13vおよび第2対向平面14vのそれぞれのX1側に向く端部E4との間には、横方向(X方向)に間隔δが空けられている。また、W相の第1対向平面13wおよび第2対向平面14wのそれぞれのX1側に向く内側端部E3と、V相の第1対向平面13vおよび第2対向平面14vのそれぞれのX2側に向く端部E4との間にも、横方向(X方向)に間隔δが空けられている。   Inner ends E3 facing the X2 side of the U-phase first opposing plane 13u and the second opposing plane 14u, and ends facing the X1 side of the V-phase first opposing plane 13v and the second opposing plane 14v, respectively. An interval δ is provided in the horizontal direction (X direction) between E4 and E4. Also, the inner end E3 facing the X1 side of each of the W-phase first opposing plane 13w and the second opposing plane 14w, and the X2-side of each of the V-phase first opposing plane 13v and the second opposing plane 14v. An interval δ is also provided in the lateral direction (X direction) between the end portion E4 and the end portion E4.

図2(B)に比較例の電流センサ101が示されている。
比較例の電流センサ101は、図2(A)に示す第1の実施形態の電流センサ1と構成部材が同じである。ただし、U相の第1シールド11uに形成された第1対向平面13uと、第2シールド12uに形成された第2対向平面14uは、横方向の幅寸法L1が同じであり、第1対向平面13uと第2対向平面14uは、その横方向の両端部E3,E5が縦方向(Z方向)において一致している。W相においても、第1対向平面13wと第2対向平面14wとで、横方向の幅寸法L1が同じであり、第1対向平面13wと第2対向平面14wは、その横方向の両端部E3,E5が縦方向(Z方向)において一致している。
FIG. 2B shows a current sensor 101 of a comparative example.
The current sensor 101 of the comparative example has the same components as the current sensor 1 of the first embodiment shown in FIG. However, the first opposing plane 13u formed on the U-phase first shield 11u and the second opposing plane 14u formed on the second shield 12u have the same width dimension L1 in the lateral direction, and the first opposing plane 13u and the 2nd opposing plane 14u have the both ends E3 and E5 of the horizontal direction corresponded in the vertical direction (Z direction). Also in the W phase, the first opposing plane 13w and the second opposing plane 14w have the same lateral width L1, and the first opposing plane 13w and the second opposing plane 14w have both end portions E3 in the lateral direction. , E5 coincide in the vertical direction (Z direction).

次に、前記電流センサ1の動作を説明する。
電流センサ1では、電流路2u,2v,2wに流れる駆動電流Iu,Iv,Iwによって三相交流モータが駆動される。駆動電流Iu,Iv,Iwは、位相が互いに120度相違する交流電流である。
Next, the operation of the current sensor 1 will be described.
In the current sensor 1, the three-phase AC motor is driven by the drive currents Iu, Iv, Iw flowing in the current paths 2u, 2v, 2w. The drive currents Iu, Iv, and Iw are alternating currents whose phases are different from each other by 120 degrees.

U相の電流路2uに流れる駆動電流Iuで誘導される電流磁界は、電流路2uに対向する磁気検知素子5uで検知される。磁気検知素子5uの感度軸は横方向(X方向)に向けられているため、電流磁界のうちのX方向に向く成分が磁気検知素子5uで検知される。V相の電流路2vに流れる駆動電流Ivで誘導される電流磁界のX方向の成分は、電流路2vに対向する磁気検知素子5vで検知され、W相の電流路2wに流れる駆動電流Iwで誘導される電流磁界のX方向の成分は、電流路2wに対向する磁気検知素子5wで検知される。   The current magnetic field induced by the drive current Iu flowing in the U-phase current path 2u is detected by the magnetic detection element 5u facing the current path 2u. Since the sensitivity axis of the magnetic detection element 5u is oriented in the horizontal direction (X direction), the component of the current magnetic field directed in the X direction is detected by the magnetic detection element 5u. The X-direction component of the current magnetic field induced by the drive current Iv flowing in the V-phase current path 2v is detected by the magnetic detection element 5v facing the current path 2v, and the drive current Iw flowing in the W-phase current path 2w. The component in the X direction of the induced current magnetic field is detected by the magnetic detection element 5w facing the current path 2w.

磁気検知素子5u,5v,5wは、感度軸が、X方向に向けられ、電流路2u,2v,2wに流れる駆動電流Iu,Iv,Iwで誘導される電流磁界のX方向成分を検知することができるため、磁気検知素子5u,5v,5wによって、高感度の磁界検知が可能である。また、プリント配線基板3の実装面3aが平面であるため、磁気検知素子5u,5v,5wの実装面3aへの実装作業が容易である。   The magnetic sensing elements 5u, 5v, 5w detect the X-direction component of the current magnetic field induced by the drive currents Iu, Iv, Iw flowing in the current paths 2u, 2v, 2w with the sensitivity axis directed in the X direction. Therefore, it is possible to detect the magnetic field with high sensitivity by using the magnetic detection elements 5u, 5v, and 5w. Further, since the mounting surface 3a of the printed wiring board 3 is a flat surface, the mounting work of the magnetic sensing elements 5u, 5v, 5w on the mounting surface 3a is easy.

U相の電流路2uは第1シールド11uと第2シールド12uに挟まれ、V相の電流路2vは第1シールド11vと第2シールド12vに挟まれ、W相の電流路2wは第1シールド11wと第2シールド12wに挟まれている。そのため、電流路2u,2v,2wに流れる駆動電流Iu,Iv,Iwに起因する磁界以外のノイズ磁界を遮断することが可能である。   The U-phase current path 2u is sandwiched between the first shield 11u and the second shield 12u, the V-phase current path 2v is sandwiched between the first shield 11v and the second shield 12v, and the W-phase current path 2w is the first shield. 11w and the second shield 12w. Therefore, it is possible to block noise magnetic fields other than the magnetic field caused by the drive currents Iu, Iv, and Iw flowing in the current paths 2u, 2v, and 2w.

ただし、平行に配置された複数の電流路2u,2v,2wに流れる駆動電流Iu,Iv,Iwを検知する電流センサ1では、計測対象となる電流路に対向している磁気検知素子に対し、隣りに位置する電流路に流れる駆動電流で誘導される電流磁界が、ノイズ磁界として作用する課題がある。   However, in the current sensor 1 that detects the drive currents Iu, Iv, and Iw flowing through the plurality of current paths 2u, 2v, and 2w arranged in parallel, the magnetic detection element facing the current path to be measured is There is a problem that a current magnetic field induced by a drive current flowing in a current path located adjacently acts as a noise magnetic field.

図3(A)には、第1の実施形態の電流センサ1において、V相の電流路2vに流れる駆動電流Ivで誘導される磁力線の分布と、U相の磁気検知素子5uとの関係がシミュレーション結果として示されている。図3(B)には、比較例の電流センサ101において、V相の電流路2vに流れる駆動電流Ivで誘導される磁力線の分布と、U相の磁気検知素子5uとの関係がシミュレーション結果として示されている。   FIG. 3A shows the relationship between the distribution of the lines of magnetic force induced by the drive current Iv flowing in the V-phase current path 2v and the U-phase magnetic sensing element 5u in the current sensor 1 of the first embodiment. It is shown as a simulation result. FIG. 3B shows, as a simulation result, the relationship between the distribution of magnetic lines of force induced by the drive current Iv flowing in the V-phase current path 2v and the U-phase magnetic sensing element 5u in the current sensor 101 of the comparative example. It is shown.

図4(A)は、図3(A)に示すシミュレーション結果を説明するための模式図であり、図4(B)は、図3(B)に示すシミュレーション結果を説明するための模式図である。図4(A)(B)には、第1シールド12uの第1対向平面13uと第2シールド12uの第2対向平面14uとの対向間隔の中心を通過する横方向中心線O1が示されている。   4A is a schematic diagram for explaining the simulation result shown in FIG. 3A, and FIG. 4B is a schematic diagram for explaining the simulation result shown in FIG. 3B. is there. 4A and 4B show a lateral center line O1 that passes through the center of the opposing distance between the first opposing plane 13u of the first shield 12u and the second opposing plane 14u of the second shield 12u. Yes.

図3(A)に示す第1の実施形態の電流センサ1と、図3(B)に示す比較例の電流センサ101の双方において、V相の電流路2vに駆動電流Ivが流れると、駆動電流Ivで誘導された電流磁界の磁力線の一部が、電流路2vに対向する第1シールド11vと第2シールド12vの内部に引き込まれるとともに、一部の磁力線が、距離δを空けて隣りに位置するU相の第1シールド11uおよび第2シールド12uに引き込まれる。そして、U相の第1シールド11uと第2シールド12uとの間を横断する磁力線が、U相の電流路2uに対向する磁気検知素子5uに与えられる。   In both the current sensor 1 of the first embodiment shown in FIG. 3A and the current sensor 101 of the comparative example shown in FIG. 3B, the drive current Iv flows through the V-phase current path 2v. A part of the magnetic field lines of the current magnetic field induced by the current Iv are drawn into the first shield 11v and the second shield 12v facing the current path 2v, and a part of the magnetic field lines are adjacent to each other with a distance δ. The U-phase first shield 11u and the second shield 12u are positioned. The magnetic lines of force that cross between the U-phase first shield 11u and the second shield 12u are applied to the magnetic sensing element 5u facing the U-phase current path 2u.

図3(B)と図4(B)では、比較例の電流センサ101において、V相の電流路2vに流れる駆動電流Ivで誘導されて、U相の第1シールド11uと第2シールド12uに導かれた磁束のうちの、第1対向平面13uと第2対向平面14uの双方の外側端部E5の間を横断する磁力線がMaで示され、第1対向平面13uと第2対向平面14uの間を横断して磁気検知素子5uに入る磁力線がMbで示されている。   3B and 4B, in the current sensor 101 of the comparative example, the current is induced by the drive current Iv flowing in the V-phase current path 2v, and is applied to the U-phase first shield 11u and the second shield 12u. Of the guided magnetic flux, the line of magnetic force crossing between the outer end portions E5 of both the first opposed plane 13u and the second opposed plane 14u is indicated by Ma, and the first opposed plane 13u and the second opposed plane 14u The magnetic field lines that cross the gap and enter the magnetic sensing element 5u are indicated by Mb.

比較例の電流センサ101は、U相の第1シールド11uの第1対向平面13uと第2シールド12uの第2対向平面14uの双方の外側端部E5が、縦方向(Z方向)の同一線上に位置している。そのため、それぞれの外側端部E5の間を渡る前記磁力線Maが、横方向中心線O1に対して、縦方向(Z1−Z2方向)において線対称形状に延び、且つX1方向へ向けて突状に膨らむ経路を通過する。磁気検知素子5uに入る磁力線Mbも、横方向中心線O1に対して縦方向に線対称で延び、X1方向へ向けて突状に膨らむ経路を通過する。   In the current sensor 101 of the comparative example, both outer end portions E5 of the first opposing plane 13u of the U-phase first shield 11u and the second opposing plane 14u of the second shield 12u are on the same line in the vertical direction (Z direction). Is located. Therefore, the magnetic field lines Ma between the respective outer ends E5 extend in a line-symmetric shape in the longitudinal direction (Z1-Z2 direction) with respect to the lateral center line O1, and project in the X1 direction. Go through the bulging path. The magnetic lines of force Mb entering the magnetic detection element 5u also extend symmetrically in the vertical direction with respect to the horizontal center line O1 and pass through a path that bulges in a protruding shape in the X1 direction.

図4(B)では、前記磁力線Mbが磁気検知素子5uに作用する作用線と、磁気検知素子5uを通過して縦方向に延びる素子垂直線Svとの角度がβで示されている。磁力線MbがX1方向に向けて突形状で横方向中心線O1に対してZ方向に線対称形状の経路を通過するため、比較例では、前記角度βが大きくなってしまう。   In FIG. 4B, an angle between an action line at which the magnetic force line Mb acts on the magnetic detection element 5u and an element vertical line Sv that passes through the magnetic detection element 5u and extends in the vertical direction is indicated by β. Since the magnetic field lines Mb project in the X1 direction and pass through a path that is line-symmetric in the Z direction with respect to the lateral center line O1, the angle β is increased in the comparative example.

図3(A)と図4(A)では、第1の実施形態の電流センサ1において、V相の電流路2vに流れる駆動電流Ivで誘導されてU相の第1シールド11uと第2シールド12uに導かれた磁束のうちの、第1対向平面13uの外側端部E1と第2対向平面14uの外側端部E2の間を横断する磁力線がM1で示され、第1対向平面13uと第2対向平面14uの間を横断して磁気検知素子5uに入る磁力線がM2で示されている。   3A and 4A, in the current sensor 1 of the first embodiment, the U-phase first shield 11u and the second shield are induced by the drive current Iv flowing through the V-phase current path 2v. Of the magnetic flux guided to 12u, the magnetic field lines crossing between the outer end E1 of the first opposing plane 13u and the outer end E2 of the second opposing plane 14u are indicated by M1, and the first opposing plane 13u and the first Magnetic field lines that enter between the two opposing planes 14u and enter the magnetic sensing element 5u are indicated by M2.

第1の実施形態の電流センサ1は、U相の第1シールド11uの第1対向平面13uの外側端部E1よりも第2シールド12uの第2対向平面14uの外側端部E2がX2側に位置し、外側端部E2が外側端部E1と磁気検知素子5uとの間に位置している。そのため、外側端部E1と外側端部E2の間の空間を横断する磁力線M1が、横方向中心線O1に対して、縦方向(Z1−Z2方向)において非対称形状となり、図4(B)に示す外側端部E5間を渡る磁力線Maよりも反時計方向(γ方向)へ傾いた経路を通過する。これに追従して、磁気検知素子5uに入る磁力線M2も、横方向中心線O1に対して、縦方向(Z1−Z2方向)において非対称形状となり、図4(B)に示す磁力線Mbよりもγ方向に傾く経路を通過する。   In the current sensor 1 of the first embodiment, the outer end E2 of the second opposing plane 14u of the second shield 12u is closer to the X2 side than the outer end E1 of the first opposing plane 13u of the U-phase first shield 11u. The outer end E2 is located between the outer end E1 and the magnetic sensing element 5u. Therefore, the magnetic force line M1 crossing the space between the outer end E1 and the outer end E2 has an asymmetric shape in the longitudinal direction (Z1-Z2 direction) with respect to the lateral center line O1, and is shown in FIG. It passes through a path inclined counterclockwise (γ direction) with respect to the magnetic field line Ma between the outer end portions E5 shown. Following this, the magnetic force line M2 entering the magnetic detection element 5u also has an asymmetric shape in the vertical direction (Z1-Z2 direction) with respect to the horizontal center line O1, and is γ more than the magnetic force line Mb shown in FIG. It passes through a path inclined in the direction.

その結果、図4(A)に示すように、前記磁力線Mbが磁気検知素子5uに作用する作用線と、磁気検知素子5uを通過して縦方向に延びる素子垂直線Svとの角度αは、図4(B)に示す前記角度βよりも小さくなる。   As a result, as shown in FIG. 4A, the angle α between the action line at which the magnetic force line Mb acts on the magnetic detection element 5u and the element vertical line Sv that passes through the magnetic detection element 5u and extends in the vertical direction is It becomes smaller than the angle β shown in FIG.

実施形態の電流センサ1では、磁力線M2が磁気検知素子5uに作用する作用線と、素子垂直線Svとの角度αが、比較例の電流センサ101の角度βよりも小さい。磁気検知素子5uの感度軸は横方向(X方向)に向けられているため、第1の実施形態の電流センサ1は、比較例の電流センサ101に比べて、磁気検知素子5uに対して感度軸と平行に向く磁力線の成分を削減できるようになり、計測対象となる電流路の隣りに位置する電流路の駆動電流で誘導される電流磁界が、ノイズ磁界として影響するのを抑制できるようになる。   In the current sensor 1 of the embodiment, the angle α between the line of action where the magnetic force line M2 acts on the magnetic detection element 5u and the element vertical line Sv is smaller than the angle β of the current sensor 101 of the comparative example. Since the sensitivity axis of the magnetic sensing element 5u is oriented in the lateral direction (X direction), the current sensor 1 of the first embodiment is more sensitive to the magnetic sensing element 5u than the current sensor 101 of the comparative example. It is possible to reduce the component of magnetic field lines that are parallel to the axis, and to suppress the influence of the current magnetic field induced by the drive current of the current path located next to the current path to be measured as a noise magnetic field. Become.

図2(A)に示すように、W相の電流路2wを挟む位置にある第1シールド11wと第2シールド12wは、第1対向平面13wの外側端部E1よりも、第2対向平面14wの外側端部E2がX1側に位置している。したがって、V相の電流路2vに流れる駆動電流Ivで誘導される磁力線と、W相を検知するための磁気検知素子5wとの関係が、図3(A)および図4(A)に対して横方向(X方向)で線対称形状となる。したがって、W相においても、同様に、V相の電流路2vに流れる駆動電流Ivで誘導される磁束が、磁気検知素子5wに与えるノイズを低減することが可能になる。   As shown in FIG. 2 (A), the first shield 11w and the second shield 12w located at the position sandwiching the W-phase current path 2w are located on the second opposing plane 14w rather than the outer end E1 of the first opposing plane 13w. The outer end E2 is located on the X1 side. Therefore, the relationship between the magnetic lines of force induced by the drive current Iv flowing in the V-phase current path 2v and the magnetic detection element 5w for detecting the W-phase is compared to FIGS. 3 (A) and 4 (A). It becomes a line symmetrical shape in the horizontal direction (X direction). Accordingly, similarly in the W phase, it is possible to reduce the noise that the magnetic flux induced by the drive current Iv flowing in the V-phase current path 2v gives to the magnetic detection element 5w.

図2(A)に示すように、第1の実施形態の電流センサ1は、U相の第1シールド11uと第2シールド12u、V相の第1シールド11vと第2シールド12v、W相の第1シールド11wと第2シールド12wが、各相毎に個別に分割して設けられている。そのため、外部からの磁界を、各相毎に個別に遮断することができるようになり、外部からのノイズ磁界の影響を受けにくくなる。   As shown in FIG. 2A, the current sensor 1 of the first embodiment includes a U-phase first shield 11u and a second shield 12u, a V-phase first shield 11v, a second shield 12v, and a W-phase. The first shield 11w and the second shield 12w are provided separately for each phase. For this reason, the magnetic field from the outside can be individually shielded for each phase, and is not easily affected by the noise magnetic field from the outside.

ただし、本発明では、図2(A)に示す間隔δを設けずに、U相、V相、W相で、第1シールドがX方向に連続し、第2シールドもX方向に連続している構造であってもよい。   However, in the present invention, without providing the interval δ shown in FIG. 2A, the first shield is continuous in the X direction and the second shield is also continuous in the X direction in the U phase, the V phase, and the W phase. It may be a structure.

図9に、本発明の第2の実施形態の電流センサ201が示されている。
この電流センサ201は、U相とW相の2相の電流路2u,2wと、U相の電流路2uを挟む位置に配置された第1シールド11uおよび第2シールド12uと、W相の電流路2wを挟む位置に配置された第1シールド11wおよび第2シールド12wと、が設けられている。U相の電流路2uと第1シールド11uとの間に、磁気検知素子5uが設けられ、W相の電流路2wと第1シールド11wとの間に、磁気検知素子5wが設けられている。電流路2uと電流路2wには、三相交流モータを駆動する駆動電流のうちの2系統の駆動電流が流れる。
FIG. 9 shows a current sensor 201 according to the second embodiment of the present invention.
The current sensor 201 includes U-phase and W-phase two-phase current paths 2u and 2w, a first shield 11u and a second shield 12u disposed between the U-phase current path 2u, and a W-phase current. A first shield 11w and a second shield 12w arranged at positions sandwiching the path 2w are provided. A magnetic sensing element 5u is provided between the U-phase current path 2u and the first shield 11u, and a magnetic sensing element 5w is provided between the W-phase current path 2w and the first shield 11w. Two currents out of drive currents for driving the three-phase AC motor flow through the current paths 2u and 2w.

図9に示すように、U相の第1シールド11uの第1対向平面13uの外側端部E1に対して、第2シールド12uの第2対向平面14uの外側端部E2が短縮長LcだけX2方向に位置している。また、W相の第1シールド11wの第1対向平面13wの外側端部E1に対して、第2シールド12wの第2対向平面14wの外側端部E2が短縮長LcだけX1方向に位置している。   As shown in FIG. 9, the outer end E2 of the second opposing plane 14u of the second shield 12u is X2 by the shortened length Lc with respect to the outer end E1 of the first opposing plane 13u of the U-phase first shield 11u. Located in the direction. The outer end E2 of the second opposing plane 14w of the second shield 12w is positioned in the X1 direction by the shortened length Lc with respect to the outer end E1 of the first opposing plane 13w of the W-phase first shield 11w. Yes.

この電流センサ201においても、外側端部E1に対して外側端部E2を短縮長Lcだけ短縮しているため、隣りに位置する電流路で誘導される電流磁界によるノイズの影響を低減することができる。   Also in this current sensor 201, since the outer end E2 is shortened by the shortened length Lc with respect to the outer end E1, it is possible to reduce the influence of noise caused by the current magnetic field induced in the adjacent current path. it can.

また、本発明の実施形態の電流センサは、電流路に流れる電流が、モータ用の駆動電流以外の電流であってもよい。   In the current sensor according to the embodiment of the present invention, the current flowing in the current path may be a current other than the driving current for the motor.

以下の構造の電流センサ1について、特性をシミュレーションした。
(図5(A)と図5(B)の説明)
図2(A)に示す第1の実施形態の電流センサ1において、電流路2u,2v,2wの縦方向(Z方向)の厚さ寸法H1を4mmとし、電流路2u,2v,2wの横方向(X方向)の幅寸法を15mmとした。U相の第1シールド11uおよび第2シールド12uと、V相の第1シールド11vおよび第2シールド12vと、W相の第1シールド11wおよび第2シールド12wは、いずれも縦方向(Z方向)の厚さ寸法を1.5mmとした。
The characteristics of the current sensor 1 having the following structure were simulated.
(Explanation of FIGS. 5A and 5B)
In the current sensor 1 of the first embodiment shown in FIG. 2A, the thickness dimension H1 in the vertical direction (Z direction) of the current paths 2u, 2v, 2w is 4 mm, and the current paths 2u, 2v, 2w The width dimension in the direction (X direction) was 15 mm. The U-phase first shield 11u and the second shield 12u, the V-phase first shield 11v and the second shield 12v, and the W-phase first shield 11w and the second shield 12w are all in the vertical direction (Z direction). The thickness dimension was 1.5 mm.

電流路2u,2v,2wのZ1側に向く表面と、磁気検知素子5u,5v,5wとの縦方向(Z方向)の距離H2を2.5mmとした。電流路2u,2v,2wのZ1側に向く表面と、各第1シールド11u,11v,11wの第1対向平面13u,13v,13wとの縦方向(Z方向)の距離H3を5mmとし、電流路2u,2v,2wのZ2側に向く表面と、各第2シールド12u,12v,12wの第2対向平面14u,14v,14wとの縦方向(Z方向)の距離H4を2mmとした。   The distance H2 in the vertical direction (Z direction) between the surface of the current paths 2u, 2v, 2w facing the Z1 side and the magnetic detection elements 5u, 5v, 5w was 2.5 mm. The distance H3 in the vertical direction (Z direction) between the surface facing the Z1 side of the current paths 2u, 2v, 2w and the first opposing planes 13u, 13v, 13w of the first shields 11u, 11v, 11w is 5 mm, The distance H4 in the vertical direction (Z direction) between the surface facing the Z2 side of the paths 2u, 2v, 2w and the second opposing planes 14u, 14v, 14w of the second shields 12u, 12v, 12w was 2 mm.

図5(A)に、U相の第1対向平面13uの外側端部E1に対する第2対向平面14uの外側端部E2のX2方向への短縮長Lcと、図4(A)に示す磁力線M2が磁気検知素子5uに作用する作用線と、素子垂直線Svとの角度αとの関係が示されている。図5(B)には、W相の第1対向平面13wの外側端部E1に対する第2対向平面14wの外側端部E2のX1方向への短縮長Lcと、磁力線M2が磁気検知素子5uに作用するときの作用線と、素子垂直線Svとの角度αとの関係を示している。   FIG. 5A shows a shortened length Lc in the X2 direction of the outer end E2 of the second opposing plane 14u relative to the outer end E1 of the U-phase first opposing plane 13u, and the magnetic field lines M2 shown in FIG. 4A. Shows the relationship between the line of action acting on the magnetic sensing element 5u and the angle α between the element vertical line Sv. In FIG. 5B, the shortened length Lc in the X1 direction of the outer end E2 of the second opposing plane 14w with respect to the outer end E1 of the W-phase first opposing plane 13w and the magnetic force lines M2 are applied to the magnetic sensing element 5u. The relationship between the action line when acting and the angle α between the element vertical line Sv is shown.

図5(A)(B)はいずれも、横軸が、外側端部E1に対する外側端部E2の短縮長Lc(mm)であり、縦軸は、前記角度α(度)である。   5A and 5B, the horizontal axis is the shortened length Lc (mm) of the outer end E2 with respect to the outer end E1, and the vertical axis is the angle α (degrees).

図5(A)(B)では、U相の第1対向平面13uの横方向の幅寸法L1と、W相の第1対向平面13wの横方向の幅寸法L1を、17mm、18mm、19mm、23mmとした4種類の電流センサ1について、短縮長Lcと、角度αとの関係をシミュレーションした。なお、V相の第1対向平面13vと第2対向平面14vの幅寸法L2を17mmとし、U相とV相およびW相で隣り合うシールドの間隔δを、7.5mmとした。   5A and 5B, the lateral width L1 of the first opposing plane 13u of the U phase and the lateral width L1 of the first opposing plane 13w of the W phase are 17 mm, 18 mm, 19 mm, For the four types of current sensors 1 having a diameter of 23 mm, the relationship between the shortened length Lc and the angle α was simulated. The width dimension L2 of the V-phase first opposing plane 13v and the second opposing plane 14v was 17 mm, and the interval δ between the shields adjacent to each other in the U-phase, V-phase, and W-phase was 7.5 mm.

図4(A)に示されているように、U相では、短縮長Lcが小さいときは、磁気検知素子5uを通過する磁力線M2が素子垂直線Svに対して時計方向へ角度αだけ傾くため、図5(A)に示す縦軸の符号は「正」になる。短縮長Lcが長くなるにしたがって角度αが小さくなり、さらに短縮長Lcが長くなると、角度αが反時計方向へ傾くようになり、図5(A)の縦軸の符号が「負」になる。   As shown in FIG. 4A, in the U phase, when the shortened length Lc is small, the magnetic force line M2 passing through the magnetic sensing element 5u is inclined clockwise by the angle α with respect to the element vertical line Sv. The sign of the vertical axis shown in FIG. As the shortened length Lc becomes longer, the angle α becomes smaller. When the shortened length Lc becomes longer, the angle α becomes inclined counterclockwise, and the sign of the vertical axis in FIG. 5A becomes “negative”. .

図5(B)に示すように、W相では、短縮長Lcが小さいときは、角度αは反時計方向に傾くため、縦軸の符号が「負」となる。短縮長Lcが長くなるにしたがって角度αが小さくなり、さらに短縮長Lcが長くなると、角度αが時計方向へ傾き、縦軸の符号が「正」になる。   As shown in FIG. 5B, in the W phase, when the shortened length Lc is small, the angle α is tilted counterclockwise, so the sign of the vertical axis is “negative”. As the shortened length Lc increases, the angle α decreases. When the shortened length Lc further increases, the angle α tilts clockwise and the sign of the vertical axis becomes “positive”.

図5(A)(B)に示すように、U相の第1対向平面13uとW相の第1対向平面13wの幅寸法L1が17mmのときは、外側端部E1に対する外側端部E2の短縮長Lcが約6mmのときに、前記角度αがゼロに近くなって、V相の電流路2vに流れる駆動電流Ivで誘導される電流磁界が、U相の磁気検知素子5uにおいて、ノイズ磁界としてほとんど検知されなくなる。幅寸法L1が18mmのときは、短縮長Lcが約5mmのときに、U相の磁気検知素子5uにおいて、ノイズ磁界としてほとんど検知されなくなる。幅寸法L1が19mmのときは、短縮長Lcが約4mmのときに、U相の磁気検知素子5uにおいて、ノイズ磁界としてほとんど検知されなくなる。幅寸法L1が23mmのときも、短縮長Lcが約4mmのときに、U相の磁気検知素子5uにおいて、ノイズ磁界としてほとんど検知されなくなる。   As shown in FIGS. 5A and 5B, when the width dimension L1 of the U-phase first opposing plane 13u and the W-phase first opposing plane 13w is 17 mm, the outer end E2 with respect to the outer end E1 When the shortened length Lc is about 6 mm, the angle α is close to zero, and the current magnetic field induced by the drive current Iv flowing in the V-phase current path 2v is a noise magnetic field in the U-phase magnetic sensing element 5u. Will be almost undetectable. When the width dimension L1 is 18 mm, the U-phase magnetic sensing element 5u is hardly detected as a noise magnetic field when the shortened length Lc is about 5 mm. When the width dimension L1 is 19 mm, the U-phase magnetic sensing element 5u is hardly detected as a noise magnetic field when the shortened length Lc is about 4 mm. Even when the width dimension L1 is 23 mm, the U-phase magnetic sensing element 5u is hardly detected as a noise magnetic field when the shortened length Lc is about 4 mm.

図5(A)のシミュレーション結果から、第1対向平面13uの幅寸法L1が短いと、短縮長Lcの影響が大きくなり、短縮長Lcを長くしないと、V相の電流路2vの駆動電流Ivに起因するノイズ磁界の影響を低下させることができないことが分かる。これは、第1対向平面13uの幅寸法L1が短くなると、磁気検知素子5uから第1対向平面13uの外側端部E1までの距離、および磁気検知素子5uから第2対向平面14uの外側端部E2までの距離が短くなり、その結果、磁気検知素子5uを通過する磁力線(図4(A)のM2および図4(B)のMb)のX1方向の膨らみが大きくなるからであると考えられる。そのため、磁力線M2,MbのX1方向の膨らみに起因する素子垂直線Svに対する角度α、βを小さくするためには、外側端部E1に対する外側端部E2の短縮長Lcを長くすることが必要になる。   From the simulation result of FIG. 5A, if the width dimension L1 of the first opposing plane 13u is short, the influence of the shortened length Lc becomes large. If the shortened length Lc is not increased, the drive current Iv of the V-phase current path 2v is increased. It turns out that the influence of the noise magnetic field resulting from this cannot be reduced. This is because when the width dimension L1 of the first opposing plane 13u becomes shorter, the distance from the magnetic sensing element 5u to the outer end E1 of the first opposing plane 13u, and the outer end of the second opposing plane 14u from the magnetic sensing element 5u. This is because the distance to E2 is shortened, and as a result, the bulge in the X1 direction of the magnetic lines of force (M2 in FIG. 4A and Mb in FIG. 4B) passing through the magnetic sensing element 5u increases. . Therefore, in order to reduce the angles α and β with respect to the element vertical line Sv due to the expansion of the magnetic force lines M2 and Mb in the X1 direction, it is necessary to increase the shortened length Lc of the outer end E2 with respect to the outer end E1. Become.

逆に、第1対向平面13uの幅寸法L1が長いと、磁気検知素子5uから第1対向平面13uの外側端部E1までの距離、および磁気検知素子5uから第2対向平面14uの外側端部E2までの距離が長くなり、磁気検知素子5uを通過する磁力線M2,MbのX1方向の膨らみが小さくなる。そのため、外側端部E1に対する外側端部E2の短縮長Lcを少し変化させるだけで、磁力線M2,Mbの素子垂直線Svに対する角度αを小さくする効果を得られるようになると考えられる。
これは、W相に関する図5(B)に示すシミュレーション結果においても同じである。
Conversely, when the width L1 of the first opposing plane 13u is long, the distance from the magnetic sensing element 5u to the outer end E1 of the first opposing plane 13u and the outer end of the second opposing plane 14u from the magnetic sensing element 5u. The distance to E2 becomes longer, and the bulges in the X1 direction of the magnetic lines of force M2 and Mb passing through the magnetic sensing element 5u become smaller. Therefore, it is considered that the effect of reducing the angle α of the magnetic lines of force M2 and Mb with respect to the element vertical line Sv can be obtained by slightly changing the shortened length Lc of the outer end E2 with respect to the outer end E1.
This is the same also in the simulation result shown in FIG.

図5(A)(B)から、V相の駆動電流Ivで誘導される電流磁界が、磁気検知素子5u,5wへノイズ磁界として作用する影響を低減できるためのLc/Lの比は、幅寸法L1が18mmの実施例を基準にして、Lc/L=2/18以上でLc/L=8/18以下、すなわち0.11以上で0.44以下であることが好ましい。この数値範囲は、幅寸法L1が17mm以上で23mm以下の範囲で有効と考えられる。   5A and 5B, the ratio of Lc / L for reducing the influence of the current magnetic field induced by the V-phase drive current Iv acting as a noise magnetic field on the magnetic sensing elements 5u and 5w is the width. Based on an example in which the dimension L1 is 18 mm, it is preferable that Lc / L = 2/18 or more and Lc / L = 8/18 or less, that is, 0.11 or more and 0.44 or less. This numerical range is considered effective when the width L1 is 17 mm or more and 23 mm or less.

図6は、第1実施例の電流センサにおいて、隣り合う電流路で誘導されるノイズ磁界の影響を示す線図、図7は、第2実施例の電流センサにおいて、隣り合う電流路で誘導されるノイズ磁界の影響を示す線図、図8は、比較例の電流センサにおいて、隣り合う電流路で誘導されるノイズ磁界の影響を示す線図である。   FIG. 6 is a diagram showing the influence of a noise magnetic field induced in adjacent current paths in the current sensor of the first embodiment, and FIG. 7 is induced in adjacent current paths in the current sensor of the second embodiment. FIG. 8 is a diagram showing the influence of the noise magnetic field induced in the adjacent current path in the current sensor of the comparative example.

(第1実施例)
図2(A)に示す構造の電流センサ1であり、電流路2u,2v,2wの縦方向(Z方向)の厚さ寸法H1を4mmとし、電流路2u,2v,2wの横方向(X方向)の幅寸法を15mmとした。U相の第1シールド11uおよび第2シールド12uと、V相の第1シールド11vおよび第2シールド12vと、W相の第1シールド11wおよび第2シールド12wは、いずれも縦方向(Z方向)の厚さ寸法を1.5mmとした。
(First embodiment)
2A, the thickness H1 in the vertical direction (Z direction) of the current paths 2u, 2v, 2w is set to 4 mm, and the horizontal direction of the current paths 2u, 2v, 2w (X Direction) width dimension was 15 mm. The U-phase first shield 11u and the second shield 12u, the V-phase first shield 11v and the second shield 12v, and the W-phase first shield 11w and the second shield 12w are all in the vertical direction (Z direction). The thickness dimension was 1.5 mm.

電流路2u,2v,2wのZ1側に向く表面と、磁気検知素子5u,5v,5wとの縦方向(Z方向)の距離H2を2.5mmとした。電流路2u,2v,2wのZ1側に向く表面と、各第1シールド11u,11v,11wの第1対向平面13u,13v,13wとの縦方向(Z方向)の距離H3を5mmとし、電流路2u,2v,2wのZ2側に向く表面と、各第2シールド12u,12v,12wの第2対向平面14u,14v,14wとの縦方向(Z方向)の距離H4を2mmとした。   The distance H2 in the vertical direction (Z direction) between the surface of the current paths 2u, 2v, 2w facing the Z1 side and the magnetic detection elements 5u, 5v, 5w was 2.5 mm. The distance H3 in the vertical direction (Z direction) between the surface facing the Z1 side of the current paths 2u, 2v, 2w and the first opposing planes 13u, 13v, 13w of the first shields 11u, 11v, 11w is 5 mm, The distance H4 in the vertical direction (Z direction) between the surface facing the Z2 side of the paths 2u, 2v, 2w and the second opposing planes 14u, 14v, 14w of the second shields 12u, 12v, 12w was 2 mm.

U相の第1シールド11uの第1対向平面13uの横方向の幅寸法L1と、W相の第1シールド11wの第1対向平面13wの横方向の幅寸法L1を、18mmとし、V相の第1対向平面13vと第2対向平面14vの幅寸法L2を17mmとし、U相とV相およびW相で隣り合うシールドの間隔δを、7.5mmとした。   The lateral width L1 of the first opposing plane 13u of the U-phase first shield 11u and the lateral width L1 of the first opposing plane 13w of the W-phase first shield 11w are 18 mm, and the V-phase The width dimension L2 of the first opposing plane 13v and the second opposing plane 14v was 17 mm, and the interval δ between the shields adjacent to each other in the U phase, the V phase, and the W phase was 7.5 mm.

そして、U相の第1対向平面13uの外側端部E1に対する、第2対向平面14uの外側端部E2のX2方向への短縮長Lcを5mmとし、W相においても、第1対向平面13wの外側端部E1に対する、第2対向平面14wの外側端部E2のX1方向への短縮長Lcを5mmとした。Lc/Lは、0.28である。   The shortened length Lc in the X2 direction of the outer end E2 of the second opposing plane 14u with respect to the outer end E1 of the first opposing plane 13u of the U phase is 5 mm, and even in the W phase, the first opposing plane 13w The shortened length Lc in the X1 direction of the outer end E2 of the second opposing plane 14w with respect to the outer end E1 was set to 5 mm. Lc / L is 0.28.

(第2実施例)
U相の第1対向平面13uの外側端部E1に対する、第2対向平面14uの外側端部E2のX2方向への短縮長Lcを6mmとし、W相においても、第1対向平面13wの外側端部E1に対する、第2対向平面14wの外側端部E2のX1方向への短縮長Lcを6mmとした。Lc/Lは、0.33である。
それ以外の寸法は、第1実施例と同じである。
(Second embodiment)
The shortened length Lc in the X2 direction of the outer end E2 of the second opposing plane 14u relative to the outer end E1 of the U-phase first opposing plane 13u is 6 mm, and the outer end of the first opposing plane 13w also in the W phase The shortened length Lc in the X1 direction of the outer end portion E2 of the second opposing plane 14w with respect to the portion E1 was 6 mm. Lc / L is 0.33.
Other dimensions are the same as in the first embodiment.

(比較例)
U相における第1対向平面13uと第2対向平面14uの幅寸法を共に18mmとし、W相における第1対向平面13wと第2対向平面14wの幅寸法を共に18mmとした。すなわち短縮長Lcをゼロとした。
それ以外の寸法は、第1実施例と同じである。
(Comparative example)
The width dimension of the first opposing plane 13u and the second opposing plane 14u in the U phase was both 18 mm, and the width dimension of the first opposing plane 13w and the second opposing plane 14w in the W phase was both 18 mm. That is, the shortened length Lc was set to zero.
Other dimensions are the same as in the first embodiment.

(図6、図7、図8の説明)
図6は第1実施例、図7は第2実施例、図8は比較例、そのそれぞれに関するシミュレーション結果である。
図6(A)と図7(A)および図8(A)には、U相の電流路2uにのみ交流の駆動電流Iuを流し、他の電流路2v,2wに駆動電流Iv,Iwを流さない状態で、電流路2uに対向する磁気検知素子5uで検知した磁束密度の変化と、V相の電流路2vにのみ交流の駆動電流Ivを流し、他の電流路2u,2wに駆動電流Iu,Iwを流さない状態で、電流路2vに対向する磁気検知素子5vで検知した磁束密度の変化と、W相の電流路2wにのみ交流の駆動電流Iwを流し、他の電流路2u,2vに駆動電流Iu,Ivを流さない状態で、電流路2wに対向する磁気検知素子5wで検知した磁束密度の変化が示されている。
(Explanation of FIGS. 6, 7 and 8)
FIG. 6 shows the first embodiment, FIG. 7 shows the second embodiment, FIG. 8 shows the comparative example, and the simulation results for each.
In FIGS. 6A, 7A, and 8A, an alternating drive current Iu is supplied only to the U-phase current path 2u, and the drive currents Iv, Iw are supplied to the other current paths 2v, 2w. In a state where no current flows, a change in magnetic flux density detected by the magnetic sensing element 5u facing the current path 2u, and an AC driving current Iv is allowed to flow only in the V-phase current path 2v, and driving currents are transmitted in the other current paths 2u and 2w. Changes in the magnetic flux density detected by the magnetic sensing element 5v facing the current path 2v without flowing Iu and Iw, and an AC drive current Iw is allowed to flow only in the W-phase current path 2w, and the other current paths 2u, A change in magnetic flux density detected by the magnetic detection element 5w opposed to the current path 2w in the state where the drive currents Iu and Iv are not supplied to 2v is shown.

図6(A)と図7(A)および図8(A)は、横軸に、測定基準となる時間(msec)が示され、縦軸に、磁気検知素子5u,5v,5wのそれぞれで検知された磁束密度(mT)が示されている。U相の磁気検知素子5uで検知された磁束密度の変化と、V相の磁気検知素子5vで検知された磁束密度の変化、およびW相の磁気検知素子5wで検知された磁束密度の変化は、図6(A)、図7(A)、図8(A)において、位相がそれぞれ120度相違するように、横軸方向に時間をずらしてプロットしている。   6A, FIG. 7A, and FIG. 8A, the horizontal axis indicates the measurement reference time (msec), and the vertical axis indicates the magnetic sensing elements 5u, 5v, and 5w, respectively. The detected magnetic flux density (mT) is shown. Changes in magnetic flux density detected by the U-phase magnetic sensing element 5u, changes in magnetic flux density detected by the V-phase magnetic sensing element 5v, and changes in magnetic flux density detected by the W-phase magnetic sensing element 5w 6A, FIG. 7A, and FIG. 8A, the time is plotted in the horizontal axis direction so that the phases are 120 degrees different from each other.

図6(B)と図7(B)および図8(B)のシミュレーション結果は、U相の電流路2uとV相の電流路2vおよびW相の電流路2wに、位相が互いに120度相違する駆動電流Iu,Iv,Iwを同時に流したときに、隣りの電流路に流れる駆動電流で誘導されたノイズ磁界が、磁気検知素子5u,5v,5wのそれぞれに与える影響を示したものである。   The simulation results of FIGS. 6B, 7B, and 8B show that the U-phase current path 2u, the V-phase current path 2v, and the W-phase current path 2w are 120 degrees out of phase with each other. This shows the influence of the noise magnetic field induced by the drive current flowing in the adjacent current path on each of the magnetic sensing elements 5u, 5v, 5w when the drive currents Iu, Iv, Iw to be simultaneously flowed. .

図6(B)、図7(B)、図8(B)の横軸は経過時間(msec)を示している。図6(B)、図7(B)、図8(B)の縦軸は、U相とV相およびW相に位相を互いに120度ずらした駆動電流Iu、Iv,Iwを同時に与えて、磁気検知素子5u,5v,5wのそれぞれで測定される磁束密度をB1とし、図6(A)、図7(A)、図8(A)の磁束密度の検知出力、すなわちU相とV相およびW相に個別に駆動電流Iu、Iv,Iwを与えて、磁気検知素子5u,5v,5wのそれぞれで個別に検知された磁束密度をB0として、{(B1−B0)/B0}×100(%)を計算した計算値である。   The horizontal axes of FIG. 6B, FIG. 7B, and FIG. 8B indicate elapsed time (msec). The vertical axes of FIGS. 6B, 7B, and 8B simultaneously apply drive currents Iu, Iv, and Iw whose phases are shifted by 120 degrees to the U phase, the V phase, and the W phase, The magnetic flux density measured by each of the magnetic sensing elements 5u, 5v, and 5w is B1, and the magnetic flux density detection outputs of FIGS. 6A, 7A, and 8A, that is, the U phase and the V phase. In addition, the drive currents Iu, Iv, and Iw are individually applied to the W phase, and the magnetic flux density individually detected by each of the magnetic detection elements 5u, 5v, and 5w is B0, and {(B1-B0) / B0} × 100 (%) Is a calculated value.

図8(A)(B)に示す比較例を見ると、U相の磁気検知素子5uの検知出力とW相の磁気検知素子5wの検知出力に対して、V相の駆動電流Ivで誘導された電流磁界がノイズ磁界として影響を与えていることが分かる。例えば、図8に示す時刻(i)すなわち10msecの時刻では、図8(A)に示すU相の磁気検知素子5uで検知される磁束密度がほぼゼロであるのに対し、V相の駆動電流Ivで誘導される電流磁界の磁束密度が10mT程度であり、U相の磁気検知素子5uの検知出力に対し、V相の電流磁界が、1%程度のノイズ磁界として影響を与えていることが分かる。
また、V相の電流磁界は、W相の検知出力に対しても、同様にノイズ磁界として影響を与えている。
8A and 8B, the detection output of the U-phase magnetic detection element 5u and the detection output of the W-phase magnetic detection element 5w are induced by the V-phase drive current Iv. It can be seen that the current magnetic field affects the noise magnetic field. For example, at the time (i) shown in FIG. 8, that is, the time of 10 msec, the magnetic flux density detected by the U-phase magnetic detection element 5u shown in FIG. The magnetic flux density of the current magnetic field induced by Iv is about 10 mT, and the V-phase current magnetic field affects the detection output of the U-phase magnetic detection element 5 u as a noise magnetic field of about 1%. I understand.
Further, the V-phase current magnetic field similarly affects the W-phase detection output as a noise magnetic field.

なお、図8(B)に示す、V相の磁気検知素子5vの検知出力に関しては、例えば時刻(i)では、V相の駆動電流Ivと、隣りのW相の駆動電流Iwの駆動電流Iwとが逆位相である。また、時刻5msecと時刻15msecにおいては、V相の駆動電流Ivと、隣りのU相の駆動電流Iuとが逆位相である。またそれ以外の時間では、U相の駆動電流Iuと、W相の駆動電流Iwとが逆位相となることが多い、そのため、磁束が相殺されて、U相の駆動電流Iuで誘導される磁界と、W相の駆動電流Iwで誘導される電流磁界が、V相の磁気検知素子5vに与える影響が少なくなるものと考えられる。   As for the detection output of the V-phase magnetic detection element 5v shown in FIG. 8B, for example, at time (i), the V-phase drive current Iv and the drive current Iw of the adjacent W-phase drive current Iw. And are in opposite phase. In addition, at time 5 msec and time 15 msec, the V-phase drive current Iv and the adjacent U-phase drive current Iu are in opposite phases. At other times, the U-phase drive current Iu and the W-phase drive current Iw are often in opposite phases. Therefore, the magnetic field is canceled and the magnetic field induced by the U-phase drive current Iu. It is considered that the influence of the current magnetic field induced by the W-phase drive current Iw on the V-phase magnetic sensing element 5v is reduced.

これに対し、図6(B)に示す第1実施例のシミュレーション結果と、図7(B)に示すシミュレーション結果では、U相とV相とW相の全ての磁気検知素子5u,5v,5wにおいて、隣りの駆動電流で誘導される電流磁界がノイズ磁界としてほとんど影響していないことが分かる。   On the other hand, in the simulation result of the first embodiment shown in FIG. 6B and the simulation result shown in FIG. 7B, all the magnetic detection elements 5u, 5v, 5w of the U phase, the V phase, and the W phase are used. It can be seen that the current magnetic field induced by the adjacent drive current hardly affects the noise magnetic field.

1 電流センサ
2u,2v,2w 電流路
5u,5v,5w 磁気検知素子
11u,11v,11w 第1シールド
12u,12v,12w 第2シールド
13u,13v,13w 第1対向平面
14u,14v,14w 第2対向平面
E1 第1対向平面の外側端部
E2 第2対向平面の外側端部
Iu,Iv,Iw 駆動電流
Lc 短縮長
M1,M2 磁力線
Sv 素子垂直線
1 current sensors 2u, 2v, 2w current paths 5u, 5v, 5w magnetic sensing elements 11u, 11v, 11w first shields 12u, 12v, 12w second shields 13u, 13v, 13w first opposing planes 14u, 14v, 14w second Opposing plane E1 Outer end E2 of first opposing plane Outer end Iu, Iv, Iw of second opposing plane Drive current Lc Shortening length M1, M2 Magnetic field line Sv Element vertical line

Claims (6)

平行に配置された複数の電流路のそれぞれに対向する磁気検知素子が設けられ、それぞれの前記電流路に流れる電流で誘導された磁界が前記磁気検知素子で検知される電流センサにおいて、
全ての前記電流路を直交して横断する方向を横方向とし、前記電流路の電流方向および横方向の双方に直交する方向を縦方向としたときに、
前記磁気検知素子は、それぞれの前記電流路に縦方向から対向して、その感度軸が横方向に向けられ、
前記電流路と前記磁気検知素子の双方を縦方向の両側から挟む第1シールドと第2シールドとが設けられ、前記第1シールドは、前記電流方向および横方向の双方に平行な平面であって前記磁気検知素子に対向する第1対向平面を有し、前記第2シールドは、前記電流方向および横方向の双方に平行な平面であって前記電流路に対向する第2対向平面を有しており、
前記第1対向平面と前記第2対向平面のそれぞれが、隣りに前記電流路が存在しない外側に向けられた外側端部を有し、前記第2対向平面の前記外側端部が、前記第1対向平面の前記外側端部と前記磁気検知素子との間に位置していることを特徴とする電流センサ。
In a current sensor in which a magnetic sensing element facing each of a plurality of current paths arranged in parallel is provided, and a magnetic field induced by a current flowing in each of the current paths is detected by the magnetic sensing element,
When the direction that crosses all the current paths orthogonally is the horizontal direction, and the direction that is orthogonal to both the current direction and the horizontal direction of the current path is the vertical direction,
The magnetic sensing elements are opposed to the current paths from the vertical direction, and their sensitivity axes are directed in the horizontal direction.
A first shield and a second shield sandwiching both the current path and the magnetic sensing element from both sides in the vertical direction are provided, and the first shield is a plane parallel to both the current direction and the lateral direction. A first opposing plane facing the magnetic sensing element; and the second shield is a plane parallel to both the current direction and the lateral direction and facing the current path. And
Each of the first opposing plane and the second opposing plane has an outer end that faces the outside where the current path does not exist next to the first opposing plane, and the outer end of the second opposing plane is the first A current sensor, wherein the current sensor is located between the outer end portion of the opposing plane and the magnetic sensing element.
前記磁気検知素子と前記第1対向平面との距離が、前記磁気検知素子と前記第2対向平面との距離よりも短い請求項1記載の電流センサ。   The current sensor according to claim 1, wherein a distance between the magnetic sensing element and the first opposing plane is shorter than a distance between the magnetic sensing element and the second opposing plane. 前記第1シールドと前記第2シールドは、それぞれの前記電流路ごとに個別に設けられており、
前記第1対向平面と前記第2対向平面は、前記外側端部と、隣りに前記電流路が存在する内側に向けられた内側端部とをしている請求項1または2記載の電流センサ。
The first shield and the second shield are individually provided for each of the current paths,
3. The current sensor according to claim 1, wherein each of the first opposing plane and the second opposing plane includes the outer end portion and an inner end portion directed inward where the current path exists adjacent thereto.
互いに対向する前記第1シールドと前記第2シールドでは、前記第1対向平面の前記内側端部と前記第2対向平面の前記内側端部とが、縦方向で同じ位置に形成されている請求項3記載の電流センサ。   In the first shield and the second shield facing each other, the inner end portion of the first opposing plane and the inner end portion of the second opposing plane are formed at the same position in the vertical direction. 3. The current sensor according to 3. 前記電流路が3本設けられ、それぞれの前記電流路に前記第1シールドと前記第2シールドが対向しており、
横方向の両側に位置する前記第1シールドおよび前記第2シールドでは、前記第2対向平面の前記外側端部が、前記第1対向平面の前記外側端部と前記磁気検知素子との間に位置し、前記第1対向平面の前記内側端部と前記第2対向平面の前記内側端部とが、縦方向で同じ位置に形成されており、
前記縦方向の中央に位置する前記第1シールドおよび前記第2シールドでは、前記第1対向平面の横方向の両端部と、前記第2対向平面の横方向の両端部とが、共に縦方向で同じ位置に形成されている請求項4記載の電流センサ。
The three current paths are provided, and the first shield and the second shield are opposed to each of the current paths,
In the first shield and the second shield positioned on both sides in the lateral direction, the outer end portion of the second opposing plane is positioned between the outer end portion of the first opposing plane and the magnetic sensing element. The inner end portion of the first opposing plane and the inner end portion of the second opposing plane are formed at the same position in the vertical direction,
In the first shield and the second shield located at the center in the longitudinal direction, both lateral ends of the first opposing plane and lateral ends of the second opposing plane are both longitudinal. The current sensor according to claim 4, wherein the current sensor is formed at the same position.
前記第1対向平面の横方向の長さ寸法をL、前記第1対向平面の前記外側端部と前記第2対向平面の前記外側端部との、横方向の距離である短縮長をLcとしたときに、
Lc/Lの比が、0.11以上で0.44以下である請求項3ないし5のいずれかに記載の電流センサ。
The lateral length dimension of the first opposing plane is L, and the shortened length which is the lateral distance between the outer end portion of the first opposing plane and the outer end portion of the second opposing plane is Lc. When
The current sensor according to claim 3, wherein a ratio of Lc / L is 0.11 or more and 0.44 or less.
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