JP2021135186A - Current sensor - Google Patents

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健 奥山
Takeshi Okuyama
健 奥山
亮利 藤森
Akitoshi Fujimori
亮利 藤森
尚樹 二口
Naoki Futakuchi
尚樹 二口
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Abstract

To provide a current sensor including a magnetic substance core composed of a magnetic substance material, capable of inhibiting decrease in current measuring accuracy due to residual magnetization of the magnetic substance core.SOLUTION: A current sensor 1 is provided which comprises: a conductor 10 which extends in a predetermined direction and which current flows in the predetermined direction; a detector element 11 detecting a magnetic field generated by the current flowing through the conductor 10; and a magnetic substance core 12 including two plate-like magnetic substances 121, 122 holding the conductor 10 and the detector element 11 therebetween from both sides of the detector element in a magneto-sensitive direction and collecting the magnetic field.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電流センサに関する。 The present invention relates to a current sensor.

従来、所定の方向に延伸し、その方向に電流を流す導電部と、導電部に流れる電流によって生じる磁場を検出する検出部と、導電部および前記検出部を囲う強磁性体材料からなるシールドとを備えた電流センサが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a conductive portion that stretches in a predetermined direction and allows a current to flow in that direction, a detection portion that detects a magnetic field generated by the current flowing through the conductive portion, and a shield made of a conductive portion and a ferromagnetic material that surrounds the detection portion. A current sensor is known (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載の電流センサにおけるシールドは、導電部に対向する底部と、導電部および検出部を間に挟んで底部から延伸する2つの側部とを有し、導電部および検出部に外部から入力する磁場を遮蔽して、検出部に対する外乱の影響を低減させる。 The shield in the current sensor described in Patent Document 1 has a bottom portion facing the conductive portion and two side portions extending from the bottom portion with the conductive portion and the detection portion sandwiched between them, and the conductive portion and the detection portion are external to the shield. The magnetic field input from is shielded to reduce the influence of disturbance on the detection unit.

特開2017−181415号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-181415

しかしながら、特許文献1に記載されるような電流センサにおいては、シールドにより外部の磁場の影響を抑えることができるものの、導電部に流れる電流により生じた磁場がシールドに印加されると残留磁化が生じるため、そのシールドの残留磁化により生じる磁場の影響により、電流の計測精度が低下するという問題がある。 However, in a current sensor as described in Patent Document 1, although the influence of an external magnetic field can be suppressed by the shield, residual magnetization occurs when the magnetic field generated by the current flowing through the conductive portion is applied to the shield. Therefore, there is a problem that the measurement accuracy of the current is lowered due to the influence of the magnetic field generated by the residual magnetization of the shield.

したがって、本発明の目的は、磁性体材料からなる磁性体コアを備えた電流センサであって、磁性体コアの残留磁化による電流の計測精度の低下を抑えることのできる電流センサを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a current sensor including a magnetic core made of a magnetic material, which can suppress a decrease in current measurement accuracy due to residual magnetization of the magnetic core. be.

本発明は、上記課題を解決することを目的として、所定の方向に延伸し、前記所定の方向に電流が流れる導電体と、前記導電体を流れる電流により生じる磁場を検知する検知素子と、前記導電体と前記検知素子を前記検知素子の感磁方向の両側から挟み込む2枚の板状の磁性体を有し、前記磁場を集磁する磁性体コアと、を備えた、電流センサを提供する。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, the present invention includes a conductor that is stretched in a predetermined direction and a current flows in the predetermined direction, a detection element that detects a magnetic field generated by a current flowing through the conductor, and the above-mentioned. Provided is a current sensor including a conductor and a magnetic material core having two plate-shaped magnetic materials sandwiching the detection element from both sides in the magnetic sensing direction of the detection element and collecting the magnetic field. ..

本発明によれば、磁性体材料からなる磁性体コアを備えた電流センサであって、磁性体コアの残留磁化による電流の計測精度の低下を抑えることのできる電流センサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a current sensor including a magnetic core made of a magnetic material, which can suppress a decrease in current measurement accuracy due to residual magnetization of the magnetic core.

図1は、本発明の実施の形態に係る電流センサの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a current sensor according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に記載の切断線A−Aで切断された電流センサの垂直断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the current sensor cut along the cutting line AA shown in FIG. 図3は、図2に示される電流センサの垂直断面図に、磁性体コアの残留磁化により生じる磁場の磁束密度のベクトルを加えた図である。FIG. 3 is a view obtained by adding a vector of the magnetic flux density of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core to the vertical cross-sectional view of the current sensor shown in FIG. 図4は、比較例としての、1枚の湾曲した板状の磁性体からなる磁性体コアを有する電流センサの垂直断面図に、磁性体コアの残留磁化により生じる磁場の磁束密度のベクトルを加えた図である。FIG. 4 shows, as a comparative example, a vertical cross-sectional view of a current sensor having a magnetic core made of one curved plate-shaped magnetic material, and a vector of the magnetic flux density of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core is added. It is a figure. 図5は、図3に示される本実施の形態に係る電流センサと、図4に示される比較例に係る電流センサにおける、磁性体コアの残留磁化により生じる磁場の磁束密度分布の例を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an example of the magnetic flux density distribution of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core in the current sensor according to the present embodiment shown in FIG. 3 and the current sensor according to the comparative example shown in FIG. Is. 図6(a)、(b)は、本発明の実施の形態に係る電流センサの変形例の垂直断面図である。6 (a) and 6 (b) are vertical cross-sectional views of a modified example of the current sensor according to the embodiment of the present invention. 図7は、本発明の実施の形態に係る電流センサの変形例の垂直断面図である。FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of a modified example of the current sensor according to the embodiment of the present invention.

[実施の形態]
図1は、本発明の実施の形態に係る電流センサ1の斜視図である。図2は、図1に記載の切断線A−Aで切断された電流センサ1の垂直断面図である。
[Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view of the current sensor 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the current sensor 1 cut along the cutting line AA shown in FIG.

電流センサ1は、所定の方向Xに延伸し、所定の方向Xに電流が流れる電流測定部101を有するバスバー10と、電流測定部101を流れる電流により生じる磁場を検知する検知素子11と、バスバー10の電流測定部101と検知素子11を両側から挟み込む2枚の板状の磁性体121、122を有し、上記の磁場を集磁する磁性体コア12とを備える。 The current sensor 1 has a bus bar 10 having a current measuring unit 101 that extends in a predetermined direction X and a current flows in the predetermined direction X, a detection element 11 that detects a magnetic field generated by a current flowing through the current measuring unit 101, and a bus bar. It has two plate-shaped magnetic bodies 121 and 122 that sandwich the current measuring unit 101 of 10 and the detection element 11 from both sides, and includes a magnetic body core 12 that collects the above magnetic field.

電流センサ1は、検知素子11が検知する電流測定部101を流れる電流により生じる磁場の大きさに基づいて、バスバー10を流れる電流の大きさを測定することができる。 The current sensor 1 can measure the magnitude of the current flowing through the bus bar 10 based on the magnitude of the magnetic field generated by the current flowing through the current measuring unit 101 detected by the detection element 11.

バスバー10は、例えば、インバータ装置、電動モータ、電池セルなどの端子に接続される平板状の配線部材であり、図2に示されるように、方向Xに垂直な電流測定部101の断面の形状は長方形である。 The bus bar 10 is, for example, a flat plate-shaped wiring member connected to terminals of an inverter device, an electric motor, a battery cell, and the like, and as shown in FIG. 2, the shape of the cross section of the current measuring unit 101 perpendicular to the direction X. Is rectangular.

バスバー10の代わりに、所定の方向Xに電流が流れるバスバー10以外の導電体を用いてもよい。この場合、方向Xに垂直な電流測定部の断面の形状は、バスバー10の電流測定部101と同様に長方形であってもよいし、他の形状であってもよい。 Instead of the bus bar 10, a conductor other than the bus bar 10 in which a current flows in a predetermined direction X may be used. In this case, the shape of the cross section of the current measuring unit perpendicular to the direction X may be rectangular or another shape like the current measuring unit 101 of the bus bar 10.

検知素子11は、上述のように、電流測定部101を流れる電流により生じる磁場を検知する素子である。このため、検知素子11は、電流測定部101を流れる電流により電流測定部101の周りに形成される磁場が通過する位置、すなわち電流測定部101に対向する位置に設置される。検知素子11は、磁場を感知する感磁部を有し、その感磁部の感磁方向は、水平方向(図1、2に示されるZ方向に平行な方向)である。図1、2に示されるように電流測定部101が平板状である場合は、電流測定部101の幅方向はZ方向に平行であるため、検知素子11の(感磁部の)感磁方向は、電流測定部101の幅方向に平行である。 As described above, the detection element 11 is an element that detects the magnetic field generated by the current flowing through the current measuring unit 101. Therefore, the detection element 11 is installed at a position where a magnetic field formed around the current measuring unit 101 due to the current flowing through the current measuring unit 101 passes, that is, a position facing the current measuring unit 101. The detection element 11 has a magnetically sensitive portion that senses a magnetic field, and the magnetically sensitive direction of the magnetically sensitive portion is a horizontal direction (a direction parallel to the Z direction shown in FIGS. 1 and 2). When the current measuring unit 101 has a flat plate shape as shown in FIGS. 1 and 2, the width direction of the current measuring unit 101 is parallel to the Z direction, so that the magnetic sensing direction (of the magnetic sensing unit) of the detection element 11 Is parallel to the width direction of the current measuring unit 101.

検知素子11は、例えば、GMR素子等の磁気抵抗効果素子から構成される感磁部を有し、電流センサ1は、検知素子11の感磁部が印加された磁場の大きさに応じて出力する電圧に基づいて、バスバー10に流れる電流値を取得する。 The detection element 11 has a magnetically sensitive portion composed of, for example, a magnetoresistive effect element such as a GMR element, and the current sensor 1 outputs according to the magnitude of the magnetic field applied to the magnetically sensitive portion of the detection element 11. The value of the current flowing through the bus bar 10 is acquired based on the voltage to be applied.

磁性体コア12は、電流測定部101を流れる電流により生じる磁場を集磁して検知素子11を通過する磁束密度を大きくする機能を有する。磁性体コア12は、例えば、ケイ素鋼板などの軟磁性体からなる。 The magnetic core 12 has a function of collecting a magnetic field generated by a current flowing through the current measuring unit 101 to increase the magnetic flux density passing through the detection element 11. The magnetic core 12 is made of a soft magnetic material such as a silicon steel plate.

図1、2に示されるように、磁性体121と磁性体122は、バスバー10の電流測定部101と検知素子11をZ方向に平行な検知素子11の感磁方向の両側から挟み込む。 As shown in FIGS. 1 and 2, the magnetic body 121 and the magnetic body 122 sandwich the current measuring unit 101 of the bus bar 10 and the detection element 11 from both sides of the detection element 11 parallel to the Z direction in the magnetic sensing direction.

磁性体コア12は、例えば、スリット123により2枚の磁性体121、122に分離された、湾曲した板状の磁性体である。この場合、磁性体121と磁性体122は、1枚の湾曲した板状の磁性体を分割することにより形成され、通常、スリット123を構成する磁性体121の端面121aと磁性体122の端面122aが互いに対向する。 The magnetic core 12 is, for example, a curved plate-shaped magnetic material separated into two magnetic materials 121 and 122 by a slit 123. In this case, the magnetic body 121 and the magnetic body 122 are formed by dividing one curved plate-shaped magnetic body, and usually, the end face 121a of the magnetic body 121 and the end face 122a of the magnetic body 122 constituting the slit 123 are formed. Face each other.

図1、2に示される磁性体コア12は、例えば、板状の底部とその両側に連続する板状の側部からなる、断面がU字型の1枚の湾曲した板状の磁性体の底部を分割することにより形成される。図1、2に示される磁性体121と磁性体122の下側の端部近傍は、1枚の湾曲した板状の磁性体の底部の一部であるため、互いの方向を向くように湾曲している。ここで、磁性体121と磁性体122の湾曲した部分をそれぞれ湾曲部121c、湾曲部122cとする。 The magnetic core 12 shown in FIGS. 1 and 2 is made of, for example, a curved plate-shaped magnetic material having a U-shaped cross section, which is composed of a plate-shaped bottom portion and plate-shaped side portions continuous on both sides thereof. It is formed by dividing the bottom. Since the vicinity of the lower end portion of the magnetic body 121 and the magnetic body 122 shown in FIGS. 1 and 2 is a part of the bottom portion of one curved plate-shaped magnetic body, it is curved so as to face each other. doing. Here, the curved portions of the magnetic body 121 and the magnetic body 122 are referred to as a curved portion 121c and a curved portion 122c, respectively.

なお、磁性体121と磁性体122における湾曲部121c、122cの上側の平面部分の傾斜角度が小さくなる(水平に近くなる)ほど磁気飽和しやすくなり、電流センサ1により検知できる電流の最大値が小さくなる。 The smaller the inclination angle (closer to horizontal) of the curved portions 121c and 122c of the magnetic material 121 and the magnetic material 122, the easier it is for magnetic saturation, and the maximum value of the current that can be detected by the current sensor 1 is increased. It becomes smaller.

図3は、図2に示される電流センサ1の垂直断面図に、磁性体コア12の残留磁化により生じる磁場の磁束密度のベクトルを加えた図である。図3は、バスバー10に電流を流して磁性体コア12に磁場を加えた後の、バスバー10に電流を流していない状態を示している。すなわち、図3にはバスバー10に流れる電流による磁場は示されていない。 FIG. 3 is a view obtained by adding a vector of the magnetic flux density of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core 12 to the vertical cross-sectional view of the current sensor 1 shown in FIG. FIG. 3 shows a state in which a current is not passed through the bus bar 10 after a current is passed through the bus bar 10 and a magnetic field is applied to the magnetic core 12. That is, FIG. 3 does not show the magnetic field due to the current flowing through the bus bar 10.

電流センサ1においては、磁性体121の上側の端面121b近傍と磁性体122の上側の端面122b近傍の間の残留磁化によって生じる磁場は磁性体122から磁性体121へ向かい、磁性体121の下側の端面121a近傍と磁性体122の下側の端面122a近傍の間の残留磁化によって生じる磁場は磁性体121から磁性体122へ向かう(バスバー10を流れる電流の方向を逆にするとこれらの磁場の向きは逆になる)。 In the current sensor 1, the magnetic field generated by the residual magnetization between the vicinity of the upper end surface 121b of the magnetic material 121 and the vicinity of the upper end surface 122b of the magnetic material 122 is directed from the magnetic material 122 to the magnetic material 121 and is on the lower side of the magnetic material 121. The magnetic field generated by the residual magnetization between the vicinity of the end face 121a and the vicinity of the lower end face 122a of the magnetic body 122 is directed from the magnetic body 121 to the magnetic body 122 (the direction of these magnetic fields when the direction of the current flowing through the bus bar 10 is reversed). Is the opposite).

そのため、磁性体121と磁性体122の間の空間において、磁性体コア12の残留磁化によって生じる磁性体121から磁性体122へ向かう磁場と磁性体コア12の残留磁化によって生じる磁性体122から磁性体121へ向かう磁場が打ち消し合って磁場の大きさが低減される。これによって、磁性体コア12の残留磁化に起因する電流の計測精度の低下を抑えることができる。 Therefore, in the space between the magnetic material 121 and the magnetic material 122, the magnetic field from the magnetic material 121 to the magnetic material 122 generated by the residual magnetization of the magnetic material core 12 and the magnetic material 122 generated by the residual magnetizing of the magnetic material core 12 to the magnetic material. The magnetic fields toward 121 cancel each other out, and the magnitude of the magnetic field is reduced. As a result, it is possible to suppress a decrease in current measurement accuracy due to the residual magnetization of the magnetic core 12.

磁性体コア12の残留磁化に起因する電流の計測精度の低下をより効果的に抑えるためには、磁性体121と磁性体122の間の空間における、磁性体コア12の残留磁化により生じる磁場の大きさ(強度の絶対値)が最小になる点(以下、点Pとする)に重なるように検知素子11を設置することが好ましい。 In order to more effectively suppress the decrease in current measurement accuracy due to the residual magnetization of the magnetic core 12, the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core 12 in the space between the magnetic material 121 and the magnetic material 122 It is preferable to install the detection element 11 so as to overlap the point where the size (absolute value of the intensity) is minimized (hereinafter referred to as the point P).

さらに、磁性体121と磁性体122の間の空間に、磁性体コア12の残留磁化によって生じる磁性体121から磁性体122へ向かう磁場と磁性体コア12の残留磁化によって生じる磁性体122から磁性体121へ向かう磁場が打ち消し合って、磁性体コア12の残留磁化によって生じる磁場の大きさがゼロになる点が存在すること、すなわち点Pにおける磁性体コア12の残留磁化により生じる磁場の大きさがゼロであることが好ましい。 Further, in the space between the magnetic material 121 and the magnetic material 122, a magnetic field from the magnetic material 121 to the magnetic material 122 generated by the residual magnetization of the magnetic material core 12 and a magnetic material 122 to the magnetic material generated by the residual magnetizing of the magnetic material core 12 There is a point where the magnetic fields toward 121 cancel each other out and the magnitude of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core 12 becomes zero, that is, the magnitude of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core 12 at the point P It is preferably zero.

点Pにおける磁性体コア12の残留磁化により生じる磁場の大きさがゼロである場合、点Pに重なるように検知素子11を設置することにより、磁性体コア12の残留磁化による電流の計測精度の低下を最小限に抑えることができる。 When the magnitude of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core 12 at the point P is zero, the detection element 11 is installed so as to overlap the point P, so that the measurement accuracy of the current due to the residual magnetization of the magnetic core 12 can be improved. The drop can be minimized.

例えば、磁性体121と磁性体122が面対称の関係にあり、その対称面に関して電流測定部101が面対称性を有する場合、その対称面上に磁性体コア12の残留磁化によって生じる磁場の大きさがゼロになる点Pが存在し得る。 For example, when the magnetic body 121 and the magnetic body 122 are in a plane symmetric relationship and the current measuring unit 101 has plane symmetry with respect to the plane of symmetry, the magnitude of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic body core 12 on the plane of symmetry. There can be a point P where is zero.

図3に示される例では、磁性体121と磁性体122が対称面πに関して面対称の関係にあり、電流測定部101が対称面πに関して面対称性を有するため、磁性体コア12の残留磁化によって生じる磁場の大きさがゼロになる点Pが対称面π上に存在する。図3中の点線の矢印は、点P近傍を通って点P近傍で打ち消し合う磁性体121から磁性体122へ向かう磁場と磁性体122から磁性体121へ向かう磁場を大まかに示したものである。そして、点Pに重なるように検知素子11が設置されているため、磁性体コア12の残留磁化に起因する電流の計測精度の低下が最小限に抑えられている。 In the example shown in FIG. 3, the magnetic body 121 and the magnetic body 122 have a plane symmetry relationship with respect to the plane of symmetry π, and the current measuring unit 101 has a plane symmetry with respect to the plane of symmetry π. There is a point P on the plane of symmetry π where the magnitude of the magnetic field generated by the magnetism becomes zero. The dotted arrow in FIG. 3 roughly indicates the magnetic field from the magnetic body 121 to the magnetic body 122 and the magnetic field from the magnetic body 122 to the magnetic body 121 that pass through the vicinity of the point P and cancel each other out in the vicinity of the point P. .. Since the detection element 11 is installed so as to overlap the point P, the decrease in current measurement accuracy due to the residual magnetization of the magnetic core 12 is minimized.

図4は、比較例としての、1枚の湾曲した板状の磁性体からなる磁性体コア52を有する電流センサ5の垂直断面図に、磁性体コア52の残留磁化により生じる磁場の磁束密度のベクトルを加えた図である。磁性体コア52は、スリット123を含まない磁性体コア12の形状に相当する形状を有し、電流測定部101の下面に対向する板状の底部523と、その両側に連続する板状の側部521、522から構成される。 FIG. 4 shows a vertical cross-sectional view of a current sensor 5 having a magnetic core 52 made of one curved plate-shaped magnetic material as a comparative example, showing the magnetic flux density of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core 52. It is the figure which added the vector. The magnetic core 52 has a shape corresponding to the shape of the magnetic core 12 that does not include the slit 123, and has a plate-shaped bottom portion 523 facing the lower surface of the current measuring unit 101 and plate-shaped sides continuous on both sides thereof. It is composed of parts 521 and 522.

図4に示されるように、電流センサ5においては、磁性体コア52の側部521と側部522の間の空間の全領域において、磁性体コア52の残留磁化により生じる磁場は側部522から側部521へ向かう。このため、残留磁化により生じる磁場が打ち消し合って低減することはほとんどなく(少なくとも水平方向(図1〜3のZ方向に平行な方向)のベクトルが打ち消し合って低減することはない)、電流センサ5においては、電流センサ1と比較して、検知素子11が残留磁化により生じる磁場から受ける影響が大きくなる。 As shown in FIG. 4, in the current sensor 5, in the entire region of the space between the side portion 521 and the side portion 522 of the magnetic material core 52, the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic material core 52 is from the side portion 522. Head to the side 521. Therefore, the magnetic fields generated by the remanent magnetization hardly cancel each other out and decrease (at least the vectors in the horizontal direction (direction parallel to the Z direction in FIGS. 1 to 3) cancel each other out and decrease), and the current sensor. In No. 5, the detection element 11 is greatly affected by the magnetic field generated by the residual magnetization as compared with the current sensor 1.

図5は、図3に示される本実施の形態に係る電流センサ1と、図4に示される比較例に係る電流センサ5における、磁性体コアの残留磁化により生じる磁場の磁束密度分布の例を示すグラフである。図5の縦軸は、電流測定部101の幅方向(Z方向に平行な方向)の中心を通る面π上の磁束密度を表し、横軸は、電流測定部101の表面(図3の上側の面)からの距離を表す。図5における電流センサ1、5の磁束密度は、電流センサ5のバスバー10の表面上の磁束密度を1として規格化されている。 FIG. 5 shows an example of the magnetic flux density distribution of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core in the current sensor 1 according to the present embodiment shown in FIG. 3 and the current sensor 5 according to the comparative example shown in FIG. It is a graph which shows. The vertical axis of FIG. 5 represents the magnetic flux density on the surface π passing through the center of the current measuring unit 101 in the width direction (direction parallel to the Z direction), and the horizontal axis represents the surface of the current measuring unit 101 (upper side of FIG. 3). Represents the distance from the surface). The magnetic flux densities of the current sensors 1 and 5 in FIG. 5 are standardized with the magnetic flux density on the surface of the bus bar 10 of the current sensor 5 as 1.

図5は、電流センサ1の磁性体コア12の残留磁化により生じる磁場が、電流センサ5の磁性体コア52の残留磁化により生じる磁場よりも格段に小さいことを示している。また、図5によれば、電流センサ1の磁性体コア12の残留磁化により生じる磁場の磁束密度がゼロになる点Pが、図5中に矢印で示される点(電流測定部101の表面からの距離がおよそ0.6mmである点)に存在する。 FIG. 5 shows that the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core 12 of the current sensor 1 is much smaller than the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core 52 of the current sensor 5. Further, according to FIG. 5, the point P at which the magnetic flux density of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic core 12 of the current sensor 1 becomes zero is indicated by an arrow in FIG. 5 (from the surface of the current measuring unit 101). The distance is about 0.6 mm).

電流センサ1においては、スリット123の幅(端面121aと端面122aの間隔)を調整することにより、端面121aと端面122aの間の磁場の分布を変化させて、磁性体コア12の残留磁化により生じる磁場の大きさが最小になる点Pの高さ方向(図1〜3のY方向に平行な方向)の位置を変えることができる。具体的には、点Pの位置が、スリット123の幅を狭めると下がり、広げると上がる。 In the current sensor 1, the width of the slit 123 (distance between the end face 121a and the end face 122a) is adjusted to change the distribution of the magnetic field between the end face 121a and the end face 122a, which is generated by the residual magnetization of the magnetic core 12. The position in the height direction (direction parallel to the Y direction in FIGS. 1 to 3) of the point P where the magnitude of the magnetic field is minimized can be changed. Specifically, the position of the point P goes down when the width of the slit 123 is narrowed, and goes up when the width of the slit 123 is widened.

検知素子11を磁性体122と磁性体121との間の空間における中心近くに設置することにより、磁性体コア12の外側の磁場から受ける影響をより低減することができる。また、検知素子11を電流測定部101からある程度離して設置することにより、電流が流れることにより発熱する電流測定部101から受ける熱の影響を抑えることができる。これらの事情に基づいて設定される検知素子11の設置位置に応じて、スリット123の幅を調整して点Pの位置を設定することができる。 By installing the detection element 11 near the center in the space between the magnetic material 122 and the magnetic material 121, the influence of the magnetic field outside the magnetic material core 12 can be further reduced. Further, by installing the detection element 11 at a certain distance from the current measuring unit 101, it is possible to suppress the influence of heat received from the current measuring unit 101 that generates heat due to the flow of the current. The position of the point P can be set by adjusting the width of the slit 123 according to the installation position of the detection element 11 set based on these circumstances.

(変形例1)
磁性体コア12は、電流測定部101と検知素子11を両側から挟み込む磁性体121と磁性体122を有していて、磁性体コア12の残留磁化によって生じる磁性体121から磁性体122へ向かう磁場と磁性体コア12の残留磁化によって生じる磁性体122から磁性体121へ向かう磁場が打ち消し合って、磁性体121と磁性体122の間の空間の磁場が低減されるのであれば、その形状は特に限定されない。
(Modification example 1)
The magnetic core 12 has a magnetic body 121 and a magnetic body 122 that sandwich the current measuring unit 101 and the detection element 11 from both sides, and a magnetic field from the magnetic body 121 to the magnetic body 122 generated by the residual magnetization of the magnetic body core 12. The shape is particularly good if the magnetic fields from the magnetic body 122 to the magnetic body 121 generated by the residual magnetization of the magnetic body core 12 cancel each other out and the magnetic field in the space between the magnetic body 121 and the magnetic body 122 is reduced. Not limited.

図6(a)は、電流センサ1の変形例である電流センサ2の垂直断面図である。電流センサ2は、電流センサ1の磁性体コア12と異なる形状の磁性体コア22を有する。磁性体コア22は、例えば、スリット223により2枚の磁性体221、222に分離された、湾曲した板状の磁性体であり、スリット223を構成する磁性体221の端面221aと磁性体222の端面222aが互いに対向する。 FIG. 6A is a vertical cross-sectional view of the current sensor 2 which is a modified example of the current sensor 1. The current sensor 2 has a magnetic core 22 having a shape different from that of the magnetic core 12 of the current sensor 1. The magnetic core 22 is, for example, a curved plate-shaped magnetic body separated into two magnetic bodies 221 and 222 by a slit 223, and the end faces 221a and the magnetic body 222 of the magnetic body 221 constituting the slit 223. The end faces 222a face each other.

磁性体コア22を構成する磁性体221、222は、電流測定部101と検知素子11を挟み込む部分が垂直(Y方向に平行)である点において磁性体コア12を構成する磁性体121、122と異なるが、磁性体コア22の残留磁化によって生じる磁性体221から磁性体222へ向かう磁場と磁性体コア22の残留磁化によって生じる磁性体222から磁性体221へ向かう磁場が打ち消し合って磁場の大きさが低減される領域が存在する。 The magnetic bodies 221 and 222 constituting the magnetic body core 22 are the magnetic bodies 121 and 122 constituting the magnetic body core 12 in that the portion sandwiching the current measuring unit 101 and the detection element 11 is vertical (parallel to the Y direction). Although different, the magnitude of the magnetic field is such that the magnetic field from the magnetic material 221 to the magnetic material 222 generated by the residual magnetization of the magnetic material core 22 and the magnetic field from the magnetic material 222 to the magnetic material 221 generated by the residual magnetism of the magnetic material core 22 cancel each other out. There is an area where is reduced.

図6(b)は、電流センサ1の変形例である電流センサ3の垂直断面図である。電流センサ3も、電流センサ1の磁性体コア12と異なる形状の磁性体コア32を有する。磁性体コア32は、例えば、スリット323により2枚の磁性体321、322に分離された、湾曲した板状の磁性体であり、スリット323を構成する磁性体321の端面321aと磁性体322の端面322aが互いに対向する。 FIG. 6B is a vertical cross-sectional view of the current sensor 3, which is a modified example of the current sensor 1. The current sensor 3 also has a magnetic core 32 having a shape different from that of the magnetic core 12 of the current sensor 1. The magnetic core 32 is, for example, a curved plate-shaped magnetic body separated into two magnetic bodies 321 and 322 by a slit 323, and the end faces 321a and the magnetic body 322 of the magnetic body 321 constituting the slit 323. The end faces 322a face each other.

磁性体コア32を構成する磁性体321、322は、それらの上側の端部が互いの方向を向くように湾曲している点において磁性体コア12を構成する磁性体121、122と異なるが、磁性体コア32の残留磁化によって生じる磁性体321から磁性体322へ向かう磁場と磁性体コア32の残留磁化によって生じる磁性体322から磁性体321へ向かう磁場が打ち消し合って磁場の大きさが低減される領域が存在する。 The magnetic bodies 321 and 322 constituting the magnetic body core 32 are different from the magnetic bodies 121 and 122 constituting the magnetic body core 12 in that their upper ends are curved so as to face each other. The magnitude of the magnetic field is reduced by canceling the magnetic field from the magnetic material 321 to the magnetic material 322 generated by the residual magnetization of the magnetic material core 32 and the magnetic field from the magnetic material 322 to the magnetic material 321 generated by the residual magnetism of the magnetic material core 32. There is an area.

電流センサ2、3のような、電流センサ1と2枚の磁性体の形状が異なる変形例においては、磁性体コアの残留磁化により生じる磁場の大きさが最小になる点PのYZ面内の位置が電流センサ1と異なり得る。また、電流センサ1と同様に、スリットの位置や形状によって、点PのYZ面内の位置が変化する。 In a modified example in which the shapes of the two magnetic bodies are different from those of the current sensor 1, such as the current sensors 2 and 3, the magnitude of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic body core is minimized in the YZ plane of the point P. The position may be different from the current sensor 1. Further, similarly to the current sensor 1, the position of the point P in the YZ plane changes depending on the position and shape of the slit.

(変形例2)
電流センサ1においては、例えば、電流測定部101、検知素子11、磁性体コア12をハウジングに収容したり、モールドで封止したりすることにより、電流測定部101の位置に対する検知素子11と磁性体コア12の位置を固定することができる。そのとき、磁性体コア12の磁性体121と磁性体122は分離しているため、磁性体コア52のような1つの部品からなる従来の磁性体コアと比較して、磁性体121と磁性体122の相対位置のずれが生じやすい場合がある。
(Modification 2)
In the current sensor 1, for example, the current measuring unit 101, the detecting element 11, and the magnetic core 12 are housed in a housing or sealed with a mold so that the current measuring unit 101 and the detection element 11 are magnetic with respect to the position of the current measuring unit 101. The position of the body core 12 can be fixed. At that time, since the magnetic body 121 and the magnetic body 122 of the magnetic body core 12 are separated, the magnetic body 121 and the magnetic body are compared with the conventional magnetic body core composed of one component such as the magnetic body core 52. The relative position of 122 may be easily displaced.

図7は、電流センサ1の変形例である電流センサ4の垂直断面図である。電流センサ4においては、磁性体コア12の磁性体121と磁性体122が、これらの相対的な位置が固定されるように、樹脂などからなる絶縁性の保持部材40により保持されている。磁性体121と磁性体122が保持部材40により固定されているため、磁性体コア12をハウジングへの収容やモールドでの封止を行う際の磁性体121と磁性体122の相対位置のずれを防ぐことができる。 FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of the current sensor 4, which is a modified example of the current sensor 1. In the current sensor 4, the magnetic body 121 and the magnetic body 122 of the magnetic body core 12 are held by an insulating holding member 40 made of resin or the like so that their relative positions are fixed. Since the magnetic body 121 and the magnetic body 122 are fixed by the holding member 40, the relative positions of the magnetic body 121 and the magnetic body 122 are displaced when the magnetic body core 12 is housed in the housing or sealed with a mold. Can be prevented.

(実施の形態の効果)
以上説明した実施の形態に係る電流センサによれば、バスバーを両側から挟み込む2つの磁性体で磁性体コアを構成することにより、磁性体コアの内側の磁場の大きさを低減し、磁性体コアの残留磁化による電流の計測精度の低下を抑えることができる。
(Effect of embodiment)
According to the current sensor according to the embodiment described above, the magnitude of the magnetic field inside the magnetic core is reduced by forming the magnetic core with two magnetic materials sandwiching the bus bar from both sides, and the magnetic core. It is possible to suppress a decrease in current measurement accuracy due to the residual magnetization of.

(実施の形態のまとめ)
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
(Summary of embodiments)
Next, the technical concept grasped from the above-described embodiment will be described with reference to the reference numerals and the like in the embodiment. However, the respective reference numerals and the like in the following description are not limited to the members and the like in which the components in the claims are specifically shown in the embodiment.

[1]所定の方向に延伸し、前記所定の方向に電流が流れる導電体(10)と、前記導電体(10)を流れる電流により生じる磁場を検知する検知素子(11)と、前記導電体(10)と前記検知素子(11)を前記検知素子(11)の感磁方向の両側から挟み込む2枚の板状の磁性体(121、122、221、222、321、322)を有し、前記磁場を集磁する磁性体コア(12、22、32)と、を備えた、電流センサ(1〜4)。 [1] A conductor (10) that is stretched in a predetermined direction and a current flows in the predetermined direction, a detection element (11) that detects a magnetic field generated by a current flowing through the conductor (10), and the conductor. It has two plate-shaped magnetic bodies (121, 122, 222, 222, 321 and 222) that sandwich (10) and the detection element (11) from both sides in the magnetic sensing direction of the detection element (11). Current sensors (1-4) including a magnetic core (12, 22, 32) that collects the magnetic field.

[2]前記2枚の磁性体(121、122、221、222、321、322)の間の空間における、前記磁性体コア(12、22、32)の残留磁化により生じる磁場の強さの絶対値が最小になる点に重なるように前記検知素子が設置された、上記[1]に記載の電流センサ(1〜4)。 [2] Absolute magnetic field strength generated by the residual magnetization of the magnetic core (12, 22, 32) in the space between the two magnetic materials (121, 122, 221 222, 321 and 222). The current sensor (1 to 4) according to the above [1], wherein the detection element is installed so as to overlap the point where the value becomes the minimum.

[3]前記2枚の磁性体(121、122、221、222、321、322)の間の空間に、前記磁性体コア(12、22、32)の残留磁化によって生じる磁場の大きさがゼロになる点が存在する、上記[2]に記載の電流センサ(1〜4)。 [3] In the space between the two magnetic materials (121, 122, 221 222, 321 and 222), the magnitude of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic material core (12, 22, 32) is zero. The current sensor (1 to 4) according to the above [2], wherein there is a point where the current sensor becomes.

[4]前記磁性体コア(12、22、32)が、スリット(123、223、323)により前記2枚の磁性体(121、122、221、222、321、322)に分離された、湾曲した板状の磁性体である、上記[1]〜[3]のいずれか1項に記載の電流センサ(1〜4)。 [4] The magnetic core (12, 22, 32) is separated into the two magnetic bodies (121, 122, 221, 222, 321 and 322) by a slit (123, 223, 323), and is curved. The current sensor (1 to 4) according to any one of the above [1] to [3], which is a plate-shaped magnetic material.

[5]前記スリット(123、223、323)を構成する前記2枚の磁性体(121、122、221、222、321、322)の端面(121a、122a、221a、222a、321a、322a)が互いに対向する、上記[4]に記載の電流センサ(1〜4)。 [5] The end faces (121a, 122a, 222a, 222a, 321a, 322a) of the two magnetic materials (121, 122, 221, 222, 321 and 222) constituting the slit (123, 223, 323) are The current sensors (1-4) according to the above [4], which face each other.

[6]前記導電体(10)がバスバーであり、前記2枚の磁性体(121、122、221、222、321、322)が、前記導電体(10)を幅方向の両側から挟み込む、上記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の電流センサ(1〜4)。 [6] The conductor (10) is a bus bar, and the two magnetic materials (121, 122, 222, 222, 321 and 222) sandwich the conductor (10) from both sides in the width direction. The current sensor (1 to 4) according to any one of [1] to [5].

[7]前記2枚の磁性体(121、122、221、222、321、322)が、相対的な位置が固定されるように絶縁性の保持部材(14)により保持された、上記[1]〜[6]のいずれか1項に記載の電流センサ(1〜4)。 [7] The two magnetic materials (121, 122, 221 222, 321 and 222) are held by an insulating holding member (14) so that their relative positions are fixed, as described in [1]. ] To [6], the current sensor (1 to 4) according to any one of the items.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変形して実施することが可能である。また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented within a range that does not deviate from the gist of the invention. In addition, the components of the above-described embodiment can be arbitrarily combined within a range that does not deviate from the gist of the invention.

また、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 Moreover, the embodiment described above does not limit the invention according to the claims. It should also be noted that not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.

1、2、3、4…電流センサ
10…バスバー
101…電流測定部
11…検知素子
12、22、32…磁性体コア
121、122、221、222、321、322…磁性体
121a、122a、221a、222a、321a、322a…端面
123、223、323…スリット
1, 2, 3, 4 ... Current sensor 10 ... Bus bar 101 ... Current measuring unit 11 ... Detection elements 12, 22, 32 ... Magnetic cores 121, 122, 222, 222, 321 and 322 ... Magnetic materials 121a, 122a, 221a , 222a, 321a, 322a ... End face 123, 223, 323 ... Slit

Claims (7)

所定の方向に延伸し、前記所定の方向に電流が流れる導電体と、
前記導電体を流れる電流により生じる磁場を検知する検知素子と、
前記導電体と前記検知素子を前記検知素子の感磁方向の両側から挟み込む2枚の板状の磁性体を有し、前記磁場を集磁する磁性体コアと、
を備えた、電流センサ。
A conductor that stretches in a predetermined direction and allows an electric current to flow in the predetermined direction,
A detection element that detects the magnetic field generated by the current flowing through the conductor, and
A magnetic core that has two plate-shaped magnetic bodies that sandwich the conductor and the detection element from both sides in the magnetic sensing direction of the detection element and collects the magnetic field.
With, current sensor.
前記2枚の磁性体の間の空間における、前記磁性体コアの残留磁化により生じる磁場の強さの絶対値が最小になる点に重なるように前記検知素子が設置された、
請求項1に記載の電流センサ。
The detection element was installed so as to overlap the point where the absolute value of the magnetic field strength generated by the residual magnetization of the magnetic material core is minimized in the space between the two magnetic materials.
The current sensor according to claim 1.
前記2枚の磁性体の間の空間に、前記磁性体コアの残留磁化によって生じる磁場の大きさがゼロになる点が存在する、
請求項2に記載の電流センサ。
In the space between the two magnetic materials, there is a point where the magnitude of the magnetic field generated by the residual magnetization of the magnetic material core becomes zero.
The current sensor according to claim 2.
前記磁性体コアが、スリットにより前記2枚の磁性体に分離された、湾曲した板状の磁性体である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電流センサ。
The magnetic core is a curved plate-shaped magnetic material separated into the two magnetic materials by a slit.
The current sensor according to any one of claims 1 to 3.
前記スリットを構成する前記2枚の磁性体の端面が互いに対向する、
請求項4に記載の電流センサ。
The end faces of the two magnetic materials constituting the slit face each other.
The current sensor according to claim 4.
前記導電体がバスバーであり、
前記2枚の磁性体が、前記導電体を幅方向の両側から挟み込む、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の電流センサ。
The conductor is a bus bar,
The two magnetic materials sandwich the conductor from both sides in the width direction.
The current sensor according to any one of claims 1 to 5.
前記2枚の磁性体が、相対的な位置が固定されるように絶縁性の保持部材により保持された、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の電流センサ。
The two magnetic materials were held by an insulating holding member so that their relative positions were fixed.
The current sensor according to any one of claims 1 to 6.
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