JP2023104335A - Current sensor, electric control device, current sensor module and manufacturing method therefor - Google Patents

Current sensor, electric control device, current sensor module and manufacturing method therefor Download PDF

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Teiichiro Oka
裕幸 平野
Hiroyuki Hirano
良一 毛受
Ryoichi Menju
真 高橋
Makoto Takahashi
隼人 木槫
Hayato Kikure
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Abstract

To provide a current sensor which has high measurement accuracy and can be easily mounted at a mounting position.SOLUTION: The current sensor includes a magnetic detection unit and a first soft magnetic body. A magnetic flux in a second direction generated by a current flowing through a conductor in the first direction is applied to the magnetic detection unit. The first soft magnetic body has: a bottom portion located on a side opposite to the conductor as viewed from the magnetic detection unit in a third direction orthogonal to the first direction; and a pair of wall portions each erected on the bottom portion and disposed to face each other so as to sandwich the conductor and the magnetic detection unit in the second direction.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電流センサ、電気制御装置、ならびに電流センサモジュールおよびその製造方法、に関する。 The present invention relates to a current sensor, an electric control device, a current sensor module and a manufacturing method thereof.

近年、ハイブリッド電気自動車(HEV: Hybrid Electric Vehicle)や電気自動車(EV: Electric Vehicle)等のバッテリーの残量の測定、モータの駆動電流の測定や、コンバータ、インバータ等の電力制御機器に、電流センサが用いられている。電流センサとしては、バスバー等の一次導体に電流が流れることにより発生する磁場を検出可能な磁気検出素子を含む磁気式の電流センサが知られている。磁気式の電流センサは、磁気検出素子として、例えば、AMR(Anisotropic Magneto Resistive effect)素子、GMR(GiantMagnetoResistive effect)素子、TMR(TunnelMagnetoResistive effect)素子等の磁気抵抗効果素子や、ホール素子等を有する。電流センサでは、それらの磁気抵抗効果素子や磁気検出素子により、バスバー等の一次導体に流れる電流が非接触状態で検出されるようになっている。 In recent years, current sensors have been used in hybrid electric vehicles (HEVs) and electric vehicles (EVs) to measure the remaining battery level, measure the drive current of motors, and power control devices such as converters and inverters. is used. As a current sensor, a magnetic current sensor including a magnetic detection element capable of detecting a magnetic field generated by a current flowing through a primary conductor such as a busbar is known. A magnetic current sensor has, for example, an AMR (Anisotropic Magneto Resistive effect) element, a GMR (GiantMagnetoResistive effect) element, a TMR (TunnelMagnetoResistive effect) element or other magnetoresistive effect element, a Hall element, or the like, as a magnetic detection element. In the current sensor, a current flowing through a primary conductor such as a busbar is detected in a non-contact state by the magnetoresistive effect element and the magnetic detection element.

例えば特許文献1には、空隙(ギャップ)を有するリング状の磁性体コアと、その空隙に配置された磁気検出素子を含む磁気センサとを備えた電流センサが開示されている。特許文献1の電流センサでは、導体から発生する磁束を磁性体コアに集束させ、空隙に配置されている磁気検出素子に、磁性体コアにより集束された磁束を印加させることができる。 For example, Patent Literature 1 discloses a current sensor that includes a ring-shaped magnetic core having a gap and a magnetic sensor including a magnetic detection element arranged in the gap. In the current sensor of Patent Document 1, the magnetic flux generated from the conductor can be focused on the magnetic core, and the magnetic flux focused by the magnetic core can be applied to the magnetic detection element arranged in the air gap.

特開2019-78542号公報JP 2019-78542 A

ところで、磁気センサを有する電流センサについては、高い測定精度を有することに加え、装着すべき箇所により簡便に装着できることが望まれる。 By the way, it is desired that a current sensor having a magnetic sensor has high measurement accuracy and can be easily installed depending on the location where it should be installed.

よって、高い測定精度を有すると共に、装着すべき箇所により簡便に装着できる電流センサを提供することが望まれる。 Therefore, it is desired to provide a current sensor which has high measurement accuracy and which can be easily attached to a location where it should be attached.

本発明の一実施態様としての電流センサは、磁気検出部と、第1軟磁性体とを備える。磁気検出部は、導体を第1方向に沿って流れる電流により発生する第2方向の磁束が付与される。第1軟磁性体は、第1方向と直交する第3方向において磁気検出部から見て導体と反対側に位置する底部と、底部にそれぞれ立設すると共に第2方向に導体および磁気検出部を挟むように対向配置された一対の壁部とを有する。 A current sensor as an embodiment of the present invention includes a magnetic detection section and a first soft magnetic body. The magnetic detector is given a magnetic flux in the second direction generated by a current flowing through the conductor along the first direction. The first soft magnetic body has a bottom portion located on the side opposite to the conductor when viewed from the magnetic detection portion in a third direction perpendicular to the first direction, and a bottom portion, and the conductor and the magnetic detection portion are erected in the second direction. and a pair of wall portions arranged opposite to each other so as to sandwich the wall portion.

本発明の一実施態様としての電気制御装置および電流センサモジュールは、上記の一実施態様としての電流センサを備える。 An electric control device and a current sensor module according to one embodiment of the present invention includes the current sensor according to one embodiment described above.

本発明の一実施態様としての電流センサモジュールの製造方法は、導体と、その導体を第1方向に流れる電流により発生する第2方向の磁束が付与される磁気検出部と、第1軟磁性体と、筐体とを備える電流センサモジュールの製造方法であって、第1方向および第2方向に沿って広がる底部と、その底部にそれぞれ立設すると共に第2方向に導体および磁気検出部を挟むように対向配置された第1壁部および第2壁部とを有する第1軟磁性体、を用意することと、第1方向に並ぶ一対の凹部を含むと共に第1軟磁性体および磁気検出部が設けられた筐体、を用意することと、一対の凹部に導体を嵌合させることとを含む。 A method of manufacturing a current sensor module according to an embodiment of the present invention includes a conductor, a magnetic detection section to which a magnetic flux in a second direction generated by a current flowing through the conductor in a first direction is applied, a first soft magnetic body and a housing, the bottom extending along the first direction and the second direction, and the bottom extending upright from the bottom and sandwiching the conductor and the magnetic detection unit in the second direction. preparing a first soft magnetic body having a first wall portion and a second wall portion facing each other, and including a pair of recessed portions aligned in the first direction, the first soft magnetic body and the magnetic detection portion and fitting the conductors into the pair of recesses.

本発明の一実施態様としての電流センサによれば、検出対象とする電流が流れる導体に対し、磁気検出部と第1軟磁性体との相対位置を変えることなく取り付けることができる。よって、高い測定精度を確保しつつ、簡便に取り付けることができる。
なお、本発明の効果はこれに限定されるものではなく、以下に記載のいずれの効果であってもよい。
According to the current sensor as one embodiment of the present invention, it is possible to attach the magnetism detecting section and the first soft magnetic body to the conductor through which the current to be detected flows without changing the relative positions thereof. Therefore, it can be attached easily while ensuring high measurement accuracy.
Note that the effect of the present invention is not limited to this, and may be any of the effects described below.

本発明の第1の実施の形態に係る電流センサの全体構成例を表す斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view showing the whole structural example of the current sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示した電流センサの主要部と導体とを模式的に表す斜視図である。2 is a perspective view schematically showing main parts and conductors of the current sensor shown in FIG. 1; FIG. 図1に示した電流センサの断面を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the cross section of the current sensor shown in FIG. 図1に示した電流センサの概略構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing a schematic configuration of a current sensor shown in FIG. 1; FIG. 図1に示した磁気検出部の回路構成を概略的に表す回路図である。2 is a circuit diagram schematically showing the circuit configuration of the magnetic detection unit shown in FIG. 1; FIG. 本発明の第1の実施の形態の第1変形例としての電流センサの断面を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the cross section of the current sensor as the 1st modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の第2変形例としての電流センサの断面を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the cross section of the current sensor as a 2nd modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の第3変形例としての電流センサの断面を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the cross section of the current sensor as the 3rd modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の第4変形例としての電流センサの断面を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the cross section of the current sensor as the 4th modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の第5変形例としての電流センサの断面を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the cross section of the current sensor as the 5th modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る電気制御装置の構成例を表すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of an electric control device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の実施例1-1の電流センサの断面構造を表す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a current sensor according to Example 1-1 of the present invention; 本発明の実施例1-1~1-5を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining Examples 1-1 to 1-5 of the present invention; 本発明の実施例2-1~2-3を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining Examples 2-1 to 2-3 of the present invention; 本発明の実施例3-1~3-2を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining Examples 3-1 and 3-2 of the present invention; 本発明の実施例4-1~4-2を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining Examples 4-1 and 4-2 of the present invention;

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
0.経緯
1.第1の実施の形態
導体の近傍に配置される電流センサの例。
2.第1の実施の形態の変形例
2.1 変形例1
2.2 変形例2
2.3 変形例3
2.4 変形例4
2.5 変形例5
3.第2の実施の形態
電流センサを備えた電気制御装置の例。
4.実施例
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The description will be given in the following order.
0. Background 1. First Embodiment An example of a current sensor arranged near a conductor.
2. 2. Modified example of the first embodiment 2.1 Modified example 1
2.2 Modification 2
2.3 Modification 3
2.4 Modification 4
2.5 Modification 5
3. Second Embodiment An example of an electric control device provided with a current sensor.
4. Example

<0.経緯>
いわゆる磁気式の電流センサの測定精度は、検出対象の電流が流れる一次導体(バスバー) 、磁気検出素子、磁気ヨークおよび磁気シールドの各々の形状のばらつきや相対位置の誤差の影響を受ける。磁気式の電流センサの測定精度は、さらに、磁気検出素子の感度や磁気ヨークの磁気特性にも影響される。したがって、電流センサが高い測定精度を実現するために、例えば複数の磁気検出素子のオフセットや感度のばらつきなどの、測定精度に影響する要素を電流センサの製造過程や電流センサの設置の過程において調整する必要がある。そのような測定精度に影響する要素の調整は、現状、例えば磁気検出素子と統合された集積回路によって電気的に行う方法が主流である。
<0. History>
The measurement accuracy of a so-called magnetic current sensor is affected by variations in shape and errors in the relative positions of the primary conductor (busbar) through which the current to be detected flows, the magnetic detection element, the magnetic yoke and the magnetic shield. The measurement accuracy of a magnetic current sensor is also affected by the sensitivity of the magnetic detection element and the magnetic characteristics of the magnetic yoke. Therefore, in order for the current sensor to achieve high measurement accuracy, factors that affect measurement accuracy, such as the offset of multiple magnetic detection elements and variations in sensitivity, must be adjusted during the current sensor manufacturing process and current sensor installation process. There is a need to. Currently, the mainstream method for adjusting such factors affecting measurement accuracy is to electrically perform, for example, an integrated circuit integrated with the magnetic sensing element.

ところで、そのような電気的調整の前段階として、一次導体と磁気検出素子と磁気シールド(もしくは磁気ヨーク)との相対位置を固定しておくことが望ましい。しかしながら、従来の磁気式の電流センサでは、一次導体が、磁気検出素子と磁気シールド(もしくは磁気ヨーク)との間に挿通される構成となっている。このため、磁気検出素子と磁気シールド(もしくは磁気ヨーク)とが一体化された電流センサの開口部に一次導体を挿通させる必要があり、一次導体を部分的に一旦取り外すなどの作業の手間がかかる。あるいは一次導体を動かすことができない態様であったり、一次導体を部分的に取り外すことができない態様であったりする場合には、一次導体を挟んで対向するように磁気検出素子と磁気シールド(もしくは磁気ヨーク)とを個別に設置したのち、上述した測定精度に影響する要素の電気的な調整をユーザが行う必要がある。このように、従来の電流センサでは、一次導体の近傍への設置手順が限定されたり、電流センサの測定精度に関わる電気的な調整をユーザが行う必要があったりするなど、作業性が悪いうえ、高い測定精度を確保することが困難となる場合があった。 By the way, it is desirable to fix the relative positions of the primary conductor, the magnetic detection element, and the magnetic shield (or the magnetic yoke) as a preliminary step for such electrical adjustment. However, in conventional magnetic current sensors, the primary conductor is inserted between the magnetic detection element and the magnetic shield (or magnetic yoke). For this reason, it is necessary to insert the primary conductor through the opening of the current sensor in which the magnetic detection element and the magnetic shield (or magnetic yoke) are integrated. . Alternatively, in the case where the primary conductor cannot be moved or the primary conductor cannot be partially removed, the magnetic detection element and the magnetic shield (or magnetic After installing the yoke separately, it is necessary for the user to make electrical adjustments to the factors affecting the measurement accuracy mentioned above. As described above, with conventional current sensors, the procedure for installing them in the vicinity of the primary conductor is limited, and the user is required to make electrical adjustments related to the measurement accuracy of the current sensor. , it may be difficult to ensure high measurement accuracy.

そこで本出願人は、上記課題に鑑みて検討および改良を重ねることにより、高い測定精度を有すると共に、装着すべき箇所により簡便に装着できる電流センサ、およびそれを備えた電気制御装置を提供するに至った。 Therefore, the applicant of the present invention has made repeated studies and improvements in view of the above problems to provide a current sensor that has high measurement accuracy and can be easily attached to a location where it should be attached, and an electric control device having the same. Arrived.

<1.第1の実施の形態>
[電流センサ1の構成]
最初に、図1から図3を参照して、本発明の第1の実施の形態としての電流センサ1の構成について説明する。図1は、電流センサ1の全体構成例を表す斜視図である。図1に示したように、電流センサ1は、例えば磁気検出部2と、磁気シールド4とを備える。電流センサ1は、例えば導体5の近傍に配置される。導体5は、例えばZ軸方向に延在している。導体5には、Z軸方向に沿って、電流センサ1の検出対象である電流Imが流れるようになっている。なお、電流センサ1と導体5とを備えたものが本発明の電流センサモジュールに対応する。
<1. First Embodiment>
[Configuration of current sensor 1]
First, the configuration of a current sensor 1 as a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. FIG. 1 is a perspective view showing an example of the overall configuration of a current sensor 1. FIG. As shown in FIG. 1 , the current sensor 1 includes, for example, a magnetic detection section 2 and a magnetic shield 4 . The current sensor 1 is arranged near the conductor 5, for example. The conductor 5 extends, for example, in the Z-axis direction. A current Im to be detected by the current sensor 1 flows through the conductor 5 along the Z-axis direction. A module including the current sensor 1 and the conductor 5 corresponds to the current sensor module of the present invention.

電流センサ1は、筐体3をさらに備えていてもよい。筐体3は、例えば樹脂などの絶縁材料からなり、例えば導体5が延在するZ軸方向に並ぶ一対の凹部31,32を含んでいる。一対の凹部31,32は導体5と嵌合可能に構成されている。導体5には例えば一対の凹部31,32と対応する位置に孔が設けられており、導体5は、例えばねじ6により一対の凹部31,32にねじ止めされるようになっている。また、磁気検出部2および磁気シールド4は筐体3に設けられている。なお、磁気シールド4の一部は筐体3に埋設されている。このため、導体5が筐体3に固定されることにより、導体5と、磁気検出部2および磁気シールド4との相対位置が固定されるようになっている。また、導体5と、磁気検出部2および磁気シールド4とは、筐体3によって電気的に絶縁されている。導体5には例えば数百V以上の高電圧が印加されるのに対し、磁気検出部2は例えば数V程度の低電圧で駆動するデバイスである。但し、導体5および磁気検出部2にそれぞれ印加される電圧は上記に限定されるものではなく、任意に選択可能である。
なお、図1では、筐体3および磁気検出部2を明示するため、導体5は破線で示している。また、本実施の形態では、導体5は、電流センサ1の構成要素に含まれない場合を例示している。
Current sensor 1 may further include housing 3 . The housing 3 is made of an insulating material such as resin, and includes a pair of recesses 31 and 32 aligned in the Z-axis direction along which the conductor 5 extends. The pair of recesses 31 and 32 are configured to be fittable with the conductor 5 . The conductor 5 is provided with holes at positions corresponding to the pair of recesses 31 and 32, for example, and the conductor 5 is screwed into the pair of recesses 31 and 32 by screws 6, for example. Also, the magnetic detection unit 2 and the magnetic shield 4 are provided in the housing 3 . A part of the magnetic shield 4 is embedded in the housing 3 . Therefore, by fixing the conductor 5 to the housing 3 , the relative positions of the conductor 5 and the magnetic detection section 2 and the magnetic shield 4 are fixed. Further, the conductor 5 is electrically insulated from the magnetic detection section 2 and the magnetic shield 4 by the housing 3 . A high voltage of, for example, several hundred volts or more is applied to the conductor 5, while the magnetic detection unit 2 is a device driven by a low voltage of, for example, several volts. However, the voltages applied to the conductor 5 and the magnetic detection unit 2 are not limited to the above, and can be selected arbitrarily.
In addition, in FIG. 1, the conductor 5 is indicated by a broken line in order to clearly show the housing 3 and the magnetic detection section 2. As shown in FIG. Moreover, in the present embodiment, the conductor 5 is not included in the constituent elements of the current sensor 1 as an example.

図2は、電流センサ1の主要部と導体5とを模式的に表す斜視図である。具体的には、図2は、導体5と、電流センサ1のうちの磁気検出部2および磁気シールド4との位置関係、ならびに磁気シールド4の外観を表している。また、図3は、電流センサ1の、Z軸方向と直交するXY面の断面を表す模式図である。図2および図3では、いずれも筐体3の図示を省略している。 FIG. 2 is a perspective view schematically showing the main part of the current sensor 1 and the conductor 5. As shown in FIG. Specifically, FIG. 2 shows the positional relationship between the conductor 5 , the magnetic detection section 2 of the current sensor 1 and the magnetic shield 4 , and the appearance of the magnetic shield 4 . Moreover, FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross section of the current sensor 1 in the XY plane orthogonal to the Z-axis direction. In both FIGS. 2 and 3, illustration of the housing 3 is omitted.

図3に示したように、電流センサ1では、導体5に電流ImがZ軸方向に沿って+Zの向きに流れると、導体5の周囲には磁束Bmが誘導される。磁束Bmは、例えば磁気シールド4および磁気検出部2の内部を通過する。磁束Bmは、磁気検出部2に対し、例えばX軸方向に沿った+Xの向きに印加されるようになっている。すなわち、磁気検出部2は、電流Imが+Zの向きに流れる場合、磁束Bmが+Xの向きに通過することとなる位置に配置される。本実施の形態では、導体5の幅に沿った方向をX軸方向とし、導体5の厚さ方向をY軸方向とする。
本実施の形態の「Z軸方向」、「X軸方向」、および「Y軸方向」は、それぞれ、本発明の「第1方向」、「第2方向」、および「第3方向」に対応する一具体例である。
As shown in FIG. 3 , in the current sensor 1 , magnetic flux Bm is induced around the conductor 5 when the current Im flows through the conductor 5 in the +Z direction along the Z-axis direction. The magnetic flux Bm passes through the inside of the magnetic shield 4 and the magnetic detection section 2, for example. The magnetic flux Bm is applied to the magnetic detection unit 2 in the +X direction along the X-axis direction, for example. That is, the magnetic detection unit 2 is arranged at a position where the magnetic flux Bm passes in the +X direction when the current Im flows in the +Z direction. In this embodiment, the direction along the width of the conductor 5 is the X-axis direction, and the thickness direction of the conductor 5 is the Y-axis direction.
"Z-axis direction", "X-axis direction", and "Y-axis direction" of the present embodiment respectively correspond to "first direction", "second direction", and "third direction" of the present invention. It is one specific example to do.

(導体5)
導体5は、例えばCu(銅)などの高導電性非磁性材料により構成される。導体5は、例えばZ軸方向を長手方向とするように延在し、Y軸方向を厚み方向とする略板状体である。導体5は、おおよそU字状をなす磁気シールド4により囲まれた空間を挿通するように配置されている。
(Conductor 5)
The conductor 5 is made of a highly conductive non-magnetic material such as Cu (copper). The conductor 5 is, for example, a substantially plate-like body extending in the Z-axis direction as the longitudinal direction and having the Y-axis direction as the thickness direction. The conductor 5 is arranged so as to pass through the space surrounded by the magnetic shield 4 which is roughly U-shaped.

(磁気シールド4)
磁気シールド4は、外乱磁場から磁気検出部2を磁気的に保護する部材である。すなわち、磁気シールド4は、検出対象とする磁束Bm以外の外部からの不要な磁場(磁束)の、磁気検出部2に対する影響を緩和する軟磁性体である。磁気シールド4は、導体5を流れる電流Imによって誘導される磁束Bmが、外乱磁場によって乱されるのを防ぐように作用する。図3に示したように、磁気シールド4は、XY断面において全体として略U字形状を有している。磁気シールド4は、導体5と物理的に接触することなく離間して配置されている。さらに、磁気シールド4は、導体5と電気的に絶縁されている。
(Magnetic shield 4)
The magnetic shield 4 is a member that magnetically protects the magnetic detector 2 from disturbance magnetic fields. In other words, the magnetic shield 4 is a soft magnetic material that mitigates the influence of an unnecessary external magnetic field (magnetic flux) other than the magnetic flux Bm to be detected on the magnetic detection section 2 . The magnetic shield 4 acts to prevent the magnetic flux Bm induced by the current Im flowing through the conductor 5 from being disturbed by the disturbance magnetic field. As shown in FIG. 3, the magnetic shield 4 has a substantially U shape as a whole in the XY cross section. The magnetic shield 4 is spaced apart without physical contact with the conductor 5 . Furthermore, the magnetic shield 4 is electrically insulated from the conductor 5 .

磁気シールド4は、底部41と、第1壁部42Aおよび第2壁部42Bとを含んでいる。底部41は、例えばXZ面に沿って広がる板状の部分である。第1壁部42Aおよび第2壁部42Bは、それぞれ例えばYZ面に沿って広がる板状の部分である。第1壁部42Aおよび第2壁部42Bは、底部41にそれぞれ立設すると共にX軸方向に導体5および磁気検出部2を挟むように対向配置されている。磁気シールド4は、例えば、珪素鋼、電磁鋼、純鉄(SUY)、パーマロイ、フェライト等の軟磁性材料を主たる構成材料として含んでいる。
磁気シールド4は、本発明の「第1軟磁性体」に対応する一具体例である。底部41は本発明の「底部」に対応する一具体例である。第1壁部42Aは、本発明の「第1壁部」に対応する一具体例である。第2壁部42Bは、本発明の「第2壁部」に対応する一具体例である。
The magnetic shield 4 includes a bottom portion 41, a first wall portion 42A and a second wall portion 42B. The bottom portion 41 is, for example, a plate-like portion extending along the XZ plane. The first wall portion 42A and the second wall portion 42B are plate-like portions extending along the YZ plane, for example. The first wall portion 42A and the second wall portion 42B stand on the bottom portion 41, respectively, and are opposed to each other so as to sandwich the conductor 5 and the magnetic detection portion 2 in the X-axis direction. The magnetic shield 4 includes, for example, silicon steel, electromagnetic steel, pure iron (SUY), permalloy, ferrite, or other soft magnetic material as a main constituent material.
The magnetic shield 4 is a specific example corresponding to the "first soft magnetic body" of the present invention. The bottom portion 41 is a specific example corresponding to the "bottom portion" of the present invention. The first wall portion 42A is a specific example corresponding to the "first wall portion" of the present invention. The second wall portion 42B is a specific example corresponding to the "second wall portion" of the present invention.

(磁気検出部2)
磁気検出部2は、Y軸方向において導体5と磁気シールド4の底部41との間に設けられている。すなわち、磁気検出部2は、Y軸方向において、導体5および磁気シールド4の底部41の双方と重なり合う位置に設けられている。したがって、底部41は、Y軸方向において磁気検出部2から見て導体5と反対側に位置する。なお、本実施形態では、磁気検出部2のX軸方向の中心位置は、導体5のX軸方向の中心位置と一致すると共に、磁気シールド4のX軸方向の中心位置とも一致していることが望ましい。但し、本発明はこれに限定されるものではない。また、図3では磁気検出部2が磁気シールド4と離間するように記載されているが、磁気検出部2と磁気シールド4とは接していてもよい。但し、磁気検出部2と導体5とは物理的に接触することなく互いに離間すると共に互いに電気的に絶縁されている。磁気検出部2には、導体5に電流Imが流れることで導体5の周囲に誘導される磁束Bmが印加されるようになっている。磁気検出部2は、磁束Bmの大きさや向きを検出するようになっている。なお、磁気検出部2の詳細な構成については後述する。
(Magnetic detector 2)
The magnetic detection part 2 is provided between the conductor 5 and the bottom part 41 of the magnetic shield 4 in the Y-axis direction. That is, the magnetic detection unit 2 is provided at a position overlapping both the conductor 5 and the bottom portion 41 of the magnetic shield 4 in the Y-axis direction. Therefore, the bottom portion 41 is located on the side opposite to the conductor 5 when viewed from the magnetic detection portion 2 in the Y-axis direction. In this embodiment, the center position of the magnetic detection unit 2 in the X-axis direction is aligned with the center position of the conductor 5 in the X-axis direction, and the center position of the magnetic shield 4 in the X-axis direction. is desirable. However, the present invention is not limited to this. In addition, although the magnetic detection section 2 is shown separated from the magnetic shield 4 in FIG. 3, the magnetic detection section 2 and the magnetic shield 4 may be in contact with each other. However, the magnetic detection part 2 and the conductor 5 are separated from each other without physical contact and are electrically insulated from each other. A magnetic flux Bm induced around the conductor 5 is applied to the magnetic detector 2 when the current Im flows through the conductor 5 . The magnetic detector 2 detects the magnitude and direction of the magnetic flux Bm. A detailed configuration of the magnetic detection unit 2 will be described later.

電流センサ1では、図3に示したように、底部41から第1壁部42Aの第1頂部42ATまでの第1距離H42Aおよび底部41から第2壁部42Bの第2頂部42BTまでの第2距離H42Bは、それぞれ、底部41と導体5との第3距離H5の2倍以上であるとよい。すなわち、導体5の中心位置は、底部41の上面を基準として、第1壁部42Aの高さの半分以下であって第2壁部42Bの高さの半分以下の位置にあるとよい。不要な外乱磁場(特にY軸方向の外乱磁場)の磁気検出部2への影響をより低減できるからである。なお、図3では、第1壁部42Aの高さである第1距離H42Aと、第2壁部42Bの高さである第2距離H42Bとが等しい場合を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなない。第1距離H42Aと第2距離H42Bとが互いに異なっていてもよい。 In the current sensor 1, as shown in FIG. 3, a first distance H42A from the bottom portion 41 to the first top portion 42AT of the first wall portion 42A and a second distance H42A from the bottom portion 41 to the second top portion 42BT of the second wall portion 42B. The distance H42B is preferably twice or more the third distance H5 between the bottom 41 and the conductor 5, respectively. That is, the center position of the conductor 5 is preferably at a position that is not more than half the height of the first wall portion 42A and not more than half the height of the second wall portion 42B with the upper surface of the bottom portion 41 as a reference. This is because the influence of an unnecessary disturbance magnetic field (especially a disturbance magnetic field in the Y-axis direction) on the magnetic detection section 2 can be further reduced. Note that FIG. 3 illustrates a case where the first distance H42A, which is the height of the first wall portion 42A, and the second distance H42B, which is the height of the second wall portion 42B, are equal. It is not limited to this. The first distance H42A and the second distance H42B may be different from each other.

さらに、電流センサ1では、図3に示したように、底部41と磁気検出部2との第4距離H2は、底部41と導体5との第3距離H5の半分未満であるとよい。磁気検出部2に対する外乱磁場からの遮蔽効果をより高めることができるからである。 Furthermore, in the current sensor 1, as shown in FIG. 3, the fourth distance H2 between the bottom portion 41 and the magnetic detection portion 2 is preferably less than half the third distance H5 between the bottom portion 41 and the conductor 5. This is because the effect of shielding the magnetic detection unit 2 from the disturbance magnetic field can be further enhanced.

図4は、磁気検出部2の概略構成を示すブロック図である。図4に示したように、磁気検出部2は、磁気検出素子部20および信号処理部60を有する。信号処理部60は、例えばA/D(アナログ-デジタル)変換部61と、演算部62とを含む。A/D変換部61は、磁気検出素子部20から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。演算部62は、A/D変換部61によりデジタル変換されたデジタル信号を演算処理する。なお、信号処理部60は、演算部62の下流側にD/A(デジタル-アナログ)変換部をさらに含んでいてもよい。D/A変換部を含むことにより、信号処理部60は、演算部62にて演算処理された演算処理結果をアナログ信号として出力することができる。 FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the magnetic detector 2. As shown in FIG. As shown in FIG. 4 , the magnetic detection section 2 has a magnetic detection element section 20 and a signal processing section 60 . The signal processing unit 60 includes an A/D (analog-digital) conversion unit 61 and a calculation unit 62, for example. The A/D conversion section 61 converts the analog signal output from the magnetic detection element section 20 into a digital signal. The calculation unit 62 performs calculation processing on the digital signal converted by the A/D conversion unit 61 . Note that the signal processing section 60 may further include a D/A (digital-analog) conversion section on the downstream side of the calculation section 62 . By including the D/A conversion section, the signal processing section 60 can output the result of arithmetic processing performed by the arithmetic section 62 as an analog signal.

図5は、図4に示した磁気検出素子部20の回路構成を概略的に表す回路図である。図5に示したように、磁気検出素子部20は、例えば第1抵抗部R1、第2抵抗部R2、第3抵抗部R3、および第4抵抗部R4の4つの抵抗部をブリッジ接続してなるホイートストンブリッジ回路Cを有する。但し、磁気検出素子部20は、第1抵抗部R1および第2抵抗部R2の2つの抵抗部をハーフブリッジ接続してなる回路を有するものであってもよい。第1~第4抵抗部R1~R4は、それぞれ一の磁気抵抗効果素子(MR素子)を含んでいてもよいし、複数の磁気抵抗効果素子を含んでいてもよい。磁気抵抗効果素子は、例えばAMR素子、GMR素子、またはTMR素子などである。 FIG. 5 is a circuit diagram schematically showing the circuit configuration of the magnetic detection element section 20 shown in FIG. As shown in FIG. 5, the magnetic sensing element section 20 is formed by connecting four resistance sections, for example, a first resistance section R1, a second resistance section R2, a third resistance section R3, and a fourth resistance section R4. It has a Wheatstone bridge circuit C of However, the magnetic detection element section 20 may have a circuit formed by half-bridge connecting two resistance sections, the first resistance section R1 and the second resistance section R2. Each of the first to fourth resistance units R1 to R4 may include one magnetoresistive element (MR element), or may include a plurality of magnetoresistive elements. The magnetoresistive element is, for example, an AMR element, a GMR element, or a TMR element.

磁気検出素子部20が有するホイートストンブリッジ回路Cは、例えば電源ポートVと、グランドポートGと、2つの出力ポートE1,E2と、直列に接続された第1抵抗部R1および第2抵抗部R2と、直列に接続された第3抵抗部R3および第4抵抗部R4とを含む。第1抵抗部R1および第3抵抗部R3の各一端は、電源ポートVに接続される。第1抵抗部R1の他端は、第2抵抗部R2の一端と出力ポートE1とに接続される。第3抵抗部R3の他端は、第4抵抗部R4の一端と出力ポートE2とに接続される。第2抵抗部R2および第4抵抗部R4の各他端は、グランドポートGに接続される。電源ポートVには、所定の大きさの電源電圧が印加され、グランドポートGはグランドに接続される。 The Wheatstone bridge circuit C included in the magnetic detection element unit 20 includes, for example, a power supply port V, a ground port G, two output ports E1 and E2, and a first resistor R1 and a second resistor R2 connected in series. , a third resistance portion R3 and a fourth resistance portion R4 connected in series. One end of each of the first resistor portion R1 and the third resistor portion R3 is connected to the power port V. As shown in FIG. The other end of the first resistance portion R1 is connected to one end of the second resistance portion R2 and the output port E1. The other end of the third resistor R3 is connected to one end of the fourth resistor R4 and the output port E2. Each other end of the second resistance portion R2 and the fourth resistance portion R4 is connected to the ground port G. A power supply voltage of a predetermined magnitude is applied to the power supply port V, and the ground port G is connected to the ground.

第1~第4抵抗部R1~R4を構成する磁気抵抗効果素子は、例えば下部電極と、上部電極と、それら下部電極と上部電極との間に挟まれた磁気抵抗効果膜とを有する。磁気抵抗効果膜は、例えば下部電極側から順に積層された自由層、非磁性層、磁化固定層および反強磁性層を含んでいる。TMR素子の場合、非磁性層はトンネルバリア層である。GMR素子の場合、非磁性層は非磁性導電層である。 The magnetoresistive elements forming the first to fourth resistance sections R1 to R4 have, for example, a lower electrode, an upper electrode, and a magnetoresistive film sandwiched between the lower and upper electrodes. The magnetoresistive film includes, for example, a free layer, a nonmagnetic layer, a fixed magnetization layer and an antiferromagnetic layer, which are stacked in order from the lower electrode side. In the case of TMR elements, the non-magnetic layer is a tunnel barrier layer. For GMR elements, the non-magnetic layer is a non-magnetic conductive layer.

第1~第4抵抗部R1~R4がTMR素子またはGMR素子により構成される場合、磁気検出素子部20のホイートストンブリッジ回路C(図5)において、導体5から発生するX方向の磁場の磁界強度の変化に応じて、出力ポートE1,E2の電位差が変化し、出力ポートE1,E2の電位差に対応する信号がセンサ信号Sとして信号処理部60に出力される。差分検出器により、出力ポートE1,E2の電位差に対応する信号を増幅し、センサ信号Sとして信号処理部60のA/D変換部61に出力するとよい。 When the first to fourth resistance units R1 to R4 are composed of TMR elements or GMR elements, the magnetic field strength of the magnetic field in the X direction generated from the conductor 5 in the Wheatstone bridge circuit C (FIG. 5) of the magnetic detection element unit 20 , the potential difference between the output ports E1 and E2 changes, and a signal corresponding to the potential difference between the output ports E1 and E2 is output as the sensor signal S to the signal processing unit 60 . A signal corresponding to the potential difference between the output ports E1 and E2 may be amplified by a difference detector and output as the sensor signal S to the A/D converter 61 of the signal processor 60 .

A/D変換部61は、磁気検出部2から出力されるセンサ信号S(電流に関するアナログ信号)をデジタル信号に変換し、当該デジタル信号が演算部62に入力される。演算部62は、A/D変換部61によりアナログ信号から変換されたデジタル信号についての演算処理を行う。この演算部62は、例えば、マイクロコンピュータ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などにより構成される。 The A/D conversion section 61 converts the sensor signal S (analog signal related to current) output from the magnetic detection section 2 into a digital signal, and the digital signal is input to the calculation section 62 . The calculation unit 62 performs calculation processing on the digital signal converted from the analog signal by the A/D conversion unit 61 . The calculation unit 62 is configured by, for example, a microcomputer, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like.

なお、本実施の形態の電流センサ1では、磁気検出素子部20が磁気抵抗効果素子を含む場合に限定されるものではない。例えばホール素子を含むものであってもよい。
ホール素子は、例えばInSb,InAs,またはGaAsなどのキャリア移動度の大きな半導体膜の4辺に電極を設けるようにした構造を有する。
Note that the current sensor 1 of the present embodiment is not limited to the case where the magnetic detection element section 20 includes a magnetoresistive effect element. For example, it may include a Hall element.
The Hall element has a structure in which electrodes are provided on four sides of a semiconductor film such as InSb, InAs, or GaAs with high carrier mobility.

[電流センサモジュールの製造方法]
なお、電流センサモジュールは以下のように製造され得る。まず、導体5と、磁気シールド4と、磁気検出部2とをそれぞれ用意する。次に、筐体3を用意する。具体的には、例えばモールド成型によって、磁気シールド4の一部を埋設すると共に一対の凹部31,32を含むように筐体3を形成する。そののち、筐体3のうち、磁気シールド4の底部41と対応する位置に磁気検出部2を載置する。最後に、一対の凹部31,32に導体5を嵌合させ、ねじ6により締結するなどして導体5を筐体3に固定する(図1参照)。以上により、電流センサ1を備えた電流センサモジュールが完成する。
[Manufacturing method of current sensor module]
Note that the current sensor module can be manufactured as follows. First, the conductor 5, the magnetic shield 4, and the magnetic detection part 2 are each prepared. Next, the housing 3 is prepared. Specifically, for example, by molding, the housing 3 is formed so as to embed a portion of the magnetic shield 4 and to include a pair of concave portions 31 and 32 . After that, the magnetic detector 2 is placed in the housing 3 at a position corresponding to the bottom 41 of the magnetic shield 4 . Finally, the conductor 5 is fitted into the pair of recesses 31 and 32, and the conductor 5 is fixed to the housing 3 by fastening with screws 6 (see FIG. 1). As described above, a current sensor module including the current sensor 1 is completed.

[電流センサ1の作用効果]
本実施の形態の電流センサ1によれば、磁気シールド4が、Y軸方向において磁気検出部2から見て導体5と反対側に位置する底部41と、底部41にそれぞれ立設すると共にX軸方向に導体5および磁気検出部2を挟むように対向配置された第1壁部42Aおよび第2壁部42Bとを有するようにしている。このため、電流センサ1を、検出対象とする電流Imが流れる導体5に対し、磁気検出部2と磁気シールド4との相対位置を変えることなく取り付けることができる。よって、電流センサ1は、高い測定精度を確保しつつ、導体5に対し簡便に取り付けることを可能としている。あるいは、予め設置されている電流センサ1に対し、導体5を簡便に取り付けることができる。
[Action and effect of current sensor 1]
According to the current sensor 1 of the present embodiment, the magnetic shield 4 is erected on the bottom portion 41 located on the opposite side of the conductor 5 when viewed from the magnetic detection portion 2 in the Y-axis direction, and on the bottom portion 41, and on the X-axis direction. It has a first wall portion 42A and a second wall portion 42B facing each other so as to sandwich the conductor 5 and the magnetic detection portion 2 in the direction. Therefore, the current sensor 1 can be attached to the conductor 5 through which the current Im to be detected flows without changing the relative positions of the magnetic detection section 2 and the magnetic shield 4 . Therefore, the current sensor 1 can be easily attached to the conductor 5 while ensuring high measurement accuracy. Alternatively, the conductor 5 can be easily attached to the current sensor 1 that is installed in advance.

特に、本実施の形態の電流センサ1では、筐体3に磁気検出部2および磁気シールド4を設け、筐体3を介して磁気検出部2および磁気シールド4を一体化するようにしている。このため、電流センサ1の製造段階において磁気検出部2と磁気シールド4との相対位置が固定され、その後位置ずれが発生することはない。さらに、電流センサ1では、筐体3に予め形成されている一対の凹部31,32に、導体5を所定の精度で嵌合させて固定するようにしている。このため、磁気検出部2と磁気シールド4の相対位置は製造段階の状態で維持されるうえ、電流センサ1の設置作業に起因する磁気検出部2および磁気シールド4に対する導体5の相対位置の誤差も非常に小さくできる。すなわち、磁気検出部2および磁気シールド4が所定の精度で固定された筐体3の凹部31,32に対し導体5を再現性良く所定の精度で取り付けることができることから、電流センサ1の取り付け段階において、電流センサ1の測定精度に関わる電気的な調整をユーザが行わなくて済むこととなる。 In particular, in the current sensor 1 of the present embodiment, the magnetic detection unit 2 and the magnetic shield 4 are provided in the housing 3, and the magnetic detection unit 2 and the magnetic shield 4 are integrated through the housing 3. Therefore, the relative positions of the magnetic detector 2 and the magnetic shield 4 are fixed at the manufacturing stage of the current sensor 1, and no positional deviation occurs thereafter. Furthermore, in the current sensor 1 , the conductor 5 is fitted into a pair of concave portions 31 and 32 previously formed in the housing 3 with a predetermined accuracy and fixed. Therefore, the relative position of the magnetic detection unit 2 and the magnetic shield 4 is maintained in the state of the manufacturing stage, and the error in the relative position of the conductor 5 with respect to the magnetic detection unit 2 and the magnetic shield 4 due to the installation work of the current sensor 1 is reduced. can also be very small. That is, since the conductor 5 can be attached with good reproducibility and a predetermined accuracy to the concave portions 31 and 32 of the housing 3 to which the magnetic detection unit 2 and the magnetic shield 4 are fixed with a predetermined accuracy, the mounting stage of the current sensor 1 , the user does not have to perform electrical adjustment related to the measurement accuracy of the current sensor 1 .

また、本実施の形態の電流センサ1では、磁気シールド4の第1壁部42Aの高さである第1距離H42Aおよび第2壁部42Bの高さである第2距離H42Bが底部41と導体5との第3距離H5の2倍以上であれば、電流Imの測定精度がより向上する。特にY軸方向の不要な外乱磁場の磁気検出部2への影響をより低減できるからである。また、第3距離H5を第1距離H42Aおよび第2距離H42Bの半分以下とすることで、導体5と磁気検出部2とのY軸方向の距離を狭めることができる。このため、磁気検出部2に付与される磁束Bmの強度を高めることができ、電流センサ1における電流Imの検出感度が向上するうえ、磁気検出部2と導体5との相対位置ずれに起因する測定誤差を低減できる。 In addition, in the current sensor 1 of the present embodiment, the first distance H42A, which is the height of the first wall portion 42A of the magnetic shield 4, and the second distance H42B, which is the height of the second wall portion 42B, are separated from the bottom portion 41 and the conductor. 5, the measurement accuracy of the current Im is further improved. This is because, in particular, the influence of the unwanted disturbance magnetic field in the Y-axis direction on the magnetic detection unit 2 can be further reduced. Further, by setting the third distance H5 to be half or less of the first distance H42A and the second distance H42B, the distance in the Y-axis direction between the conductor 5 and the magnetic detection section 2 can be reduced. Therefore, the strength of the magnetic flux Bm applied to the magnetic detection unit 2 can be increased, the detection sensitivity of the current Im in the current sensor 1 is improved, and the relative positional deviation between the magnetic detection unit 2 and the conductor 5 Measurement errors can be reduced.

また、本実施の形態の電流センサ1では、底部41と磁気検出部2との第4距離H2が底部41と導体5との第3距離H5の半分未満であれば、磁気シールド4による磁気検出部2に対する外乱磁場からのシールド効果をより高めることができる。 Further, in the current sensor 1 of the present embodiment, if the fourth distance H2 between the bottom portion 41 and the magnetic detection portion 2 is less than half the third distance H5 between the bottom portion 41 and the conductor 5, the magnetic detection by the magnetic shield 4 The effect of shielding the portion 2 from the disturbance magnetic field can be further enhanced.

<2.第1の実施の形態の変形例>
[2.1 変形例1]
図6は、上記第1の実施の形態の第1変形例(変形例1)としての電流センサ1Aを表す断面模式図である。電流センサ1Aは、図6に示したように、導体5と磁気検出部2との間に設けられた磁気ヨーク7をさらに有するようにしたものである。電流センサ1Aの構成は、磁気ヨーク7をさらに備えるようにしたことを除き、電流センサ1の構成と実質的に同じである。磁気ヨーク7は、自らを磁束Bmが通過するように磁束Bmを集束する軟磁性体である。磁気ヨーク7は、例えばXZ平面に沿った主面を有し、Z軸方向に延在する板状の部材である。但し、磁気ヨーク7の形状は板状に限定されるものではない。また、電流センサ1Aでは、磁気ヨーク7のX軸方向の寸法W7は、導体5のX軸方向の寸法W5よりも大きい(W7>W5)ことが望ましい。磁気ヨーク7は、磁気シールド4と同様に、例えば珪素鋼、電磁鋼、純鉄(SUY)、パーマロイ等の軟磁性材料を主たる構成材料として含んでいる。なお、磁気ヨーク7は、本発明の「第2軟磁性体」に対応する一具体例である。
<2. Modification of First Embodiment>
[2.1 Modification 1]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a current sensor 1A as a first modification (modification 1) of the first embodiment. The current sensor 1A further has a magnetic yoke 7 provided between the conductor 5 and the magnetic detection section 2, as shown in FIG. The configuration of the current sensor 1A is substantially the same as the configuration of the current sensor 1, except that the magnetic yoke 7 is further provided. The magnetic yoke 7 is a soft magnetic body that converges the magnetic flux Bm so that the magnetic flux Bm passes through itself. The magnetic yoke 7 is, for example, a plate-shaped member having a main surface along the XZ plane and extending in the Z-axis direction. However, the shape of the magnetic yoke 7 is not limited to a plate shape. In the current sensor 1A, the dimension W7 of the magnetic yoke 7 in the X-axis direction is preferably larger than the dimension W5 of the conductor 5 in the X-axis direction (W7>W5). The magnetic yoke 7, like the magnetic shield 4, contains a soft magnetic material such as silicon steel, electromagnetic steel, pure iron (SUY), permalloy, etc. as a main constituent material. The magnetic yoke 7 is a specific example corresponding to the "second soft magnetic body" of the present invention.

このように、第1変形例としての電流センサ1A(図6)では、磁気ヨーク7をさらに備えるようにしたので、磁気ヨーク7を備えていない電流センサ1(図1など)と比較して、磁気検出部2と導体5との相対位置ずれに起因する測定誤差をより低減することができる。 As described above, the current sensor 1A (FIG. 6) as the first modified example is further provided with the magnetic yoke 7. Therefore, compared with the current sensor 1 (FIG. 1, etc.) not provided with the magnetic yoke 7, Measurement errors caused by relative positional deviation between the magnetic detection unit 2 and the conductor 5 can be further reduced.

[2.2 変形例2]
図7は、上記第1の実施の形態の第2変形例(変形例2)としての電流センサ1Bを表す断面模式図である。電流センサ1Bは、図7に示したように、第1軟磁性体として、2つに分割された磁気シールド4A,4Bを有するようにしたものである。電流センサ1Bの構成は、磁気シールド4の代わりに磁気シールド4A,4Bを有するようにしたことを除き、電流センサ1の構成と実質的に同じである。磁気シールド4Aと磁気シールド4Bとは、X軸方向に離間して対向するように配置されている。磁気検出部2は、Y軸方向において磁気シールド4Aと磁気シールド4Bとの隙間41Sと対応する位置にある。なお、隙間41Sは、Z軸方向に延在している。すなわち、磁気シールド4Aと磁気シールド4Bとは、物理的に接触することなく互いに離間して配置されている。
磁気シールド4Aが本発明の「第1部分」に対応する一具体例であり、磁気シールド4Bが本発明の「第2部分」に対応する一具体例である。
[2.2 Modification 2]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a current sensor 1B as a second modified example (modified example 2) of the first embodiment. As shown in FIG. 7, the current sensor 1B has magnetic shields 4A and 4B divided into two as the first soft magnetic body. The configuration of the current sensor 1B is substantially the same as the configuration of the current sensor 1, except that the magnetic shield 4 is replaced with magnetic shields 4A and 4B. The magnetic shield 4A and the magnetic shield 4B are arranged so as to face each other with a gap in the X-axis direction. The magnetic detection unit 2 is located at a position corresponding to the gap 41S between the magnetic shields 4A and 4B in the Y-axis direction. Note that the gap 41S extends in the Z-axis direction. That is, the magnetic shield 4A and the magnetic shield 4B are arranged apart from each other without physically contacting each other.
The magnetic shield 4A is a specific example corresponding to the "first part" of the invention, and the magnetic shield 4B is a specific example corresponding to the "second part" of the invention.

このように、第2変形例としての電流センサ1B(図7)では、磁気シールド4の代わりに、隙間41Sを隔てて対向するように配置された磁気シールド4Aおよび磁気シールド4Bを備えるようにした。このため、図7に示したように、磁気シールド4Aと磁気シールド4Bとの対向部分から磁束Bmが漏れることとなり、磁気検出部2において検出される磁束Bmの磁束密度が増大する。よって、電流センサ1(図1など)と比較して、磁気検出部2における電流Imの検出感度をより高めることができる。また、磁気検出部2へ付与される磁束Bmの磁束密度が向上するので、磁気検出部2の磁気検出素子部20としてMR素子の代わりに一般的にMR素子よりも感度の低いホール素子などを用いることもでき、設計の自由度が向上する。なお、電流センサ1Bでは、磁気シールド4Aの一部と磁気シールド4Bの一部とがつながっていてもよい。但し、その場合には、磁気検出部2において検出される磁束Bmの密度が増大する効果は限定的になる。 Thus, in the current sensor 1B (FIG. 7) as the second modified example, instead of the magnetic shield 4, the magnetic shield 4A and the magnetic shield 4B are arranged so as to face each other across the gap 41S. . Therefore, as shown in FIG. 7, the magnetic flux Bm leaks from the facing portion of the magnetic shield 4A and the magnetic shield 4B, and the magnetic flux density of the magnetic flux Bm detected by the magnetic detection section 2 increases. Therefore, compared with the current sensor 1 (FIG. 1 etc.), the detection sensitivity of the current Im in the magnetic detection part 2 can be improved more. Further, since the magnetic flux density of the magnetic flux Bm imparted to the magnetic detection section 2 is improved, instead of the MR element as the magnetic detection element section 20 of the magnetic detection section 2, a Hall element or the like, which generally has lower sensitivity than the MR element, can be used. It can also be used, and the degree of freedom in design is improved. In addition, in the current sensor 1B, a part of the magnetic shield 4A and a part of the magnetic shield 4B may be connected. However, in that case, the effect of increasing the density of the magnetic flux Bm detected by the magnetic detection unit 2 is limited.

[2.3 変形例3]
図8は、上記第1の実施の形態の第3変形例(変形例3)としての電流センサ1Cを表す断面模式図である。電流センサ1Cは、図8に示したように、図6の電流センサ1Aと図7の電流センサ1Bとを組み合わせた構成を有する。すなわち、磁気ヨーク7をさらに備えると共に、第1軟磁性体として、磁気シールド4の代わりに2つに分割された磁気シールド4A,4Bを有するようにしたものである。
[2.3 Modification 3]
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a current sensor 1C as a third modification (modification 3) of the first embodiment. As shown in FIG. 8, the current sensor 1C has a configuration in which the current sensor 1A of FIG. 6 and the current sensor 1B of FIG. 7 are combined. That is, it further includes a magnetic yoke 7 and, instead of the magnetic shield 4, has two divided magnetic shields 4A and 4B as the first soft magnetic body.

このように、第3変形例としての電流センサ1C(図8)では、電流センサ1(図1など)と比較して、磁気検出部2と導体5との相対位置ずれに起因する測定誤差をより低減することができる。さらに、磁気検出部2における電流Imの検出感度をより高めることができる。また、磁気検出部2へ付与される磁束Bmの磁束密度が向上するので、磁気検出部2の磁気検出素子部20としてMR素子の代わりに一般的にMR素子よりも感度の低いホール素子などを用いることもでき、設計の自由度が向上する。また、電流センサ1C(図8)では、Y軸方向の磁気ノイズ(外乱磁場)の磁気検出部2への影響を低減する効果も認められた。なお、電流センサ1Cにおいても、磁気シールド4Aの一部と磁気シールド4Bの一部とがつながっていてもよい。但し、その場合には、磁気検出部2において検出される磁束Bmの密度が増大する効果は限定的になる。 Thus, in the current sensor 1C (FIG. 8) as the third modified example, compared with the current sensor 1 (FIG. 1, etc.), the measurement error caused by the relative positional deviation between the magnetic detection unit 2 and the conductor 5 is reduced. can be further reduced. Furthermore, the detection sensitivity of the current Im in the magnetic detection section 2 can be further enhanced. Further, since the magnetic flux density of the magnetic flux Bm imparted to the magnetic detection section 2 is improved, instead of the MR element as the magnetic detection element section 20 of the magnetic detection section 2, a Hall element or the like, which generally has lower sensitivity than the MR element, can be used. It can also be used, and the degree of freedom in design is improved. In addition, in the current sensor 1C (FIG. 8), an effect of reducing the influence of magnetic noise (disturbance magnetic field) in the Y-axis direction on the magnetic detection unit 2 was also recognized. Also in the current sensor 1C, a portion of the magnetic shield 4A and a portion of the magnetic shield 4B may be connected. However, in that case, the effect of increasing the density of the magnetic flux Bm detected by the magnetic detection unit 2 is limited.

[2.4 変形例4]
図9は、上記第1の実施の形態の第4変形例(変形例4)としての電流センサ1Dを表す断面模式図である。電流センサ1Dは、図9に示したように、第1壁部42Aのうちの底部41と反対側の第1上端部43Aと、第2壁部42Bのうちの底部41と反対側の第2上端部43Bとが、互いに近づく方向に、すなわち内側に曲がっている。電流センサ1Dの構成は、第1壁部42Aの形状および第2壁部42Bの形状が異なることを除き、電流センサ1の構成と実質的に同じである。なお、第1上端部43Aと第2上端部43Bとの間隔W43は、幅W5よりも大きいことが望ましい(W43>W5)。導体5の近傍への電流センサ1Dの取り付け作業が容易となるからである。
ここで、第1上端部43Aが本発明の「第1上端部」に対応する一具体例であり、第2上端部43Bが本発明の「第2上端部」に対応する一具体例である。
[2.4 Modification 4]
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a current sensor 1D as a fourth modification (modification 4) of the first embodiment. As shown in FIG. 9, the current sensor 1D has a first upper end portion 43A of the first wall portion 42A opposite to the bottom portion 41 and a second wall portion 42B of the second wall portion 42B opposite to the bottom portion 41. The upper end portions 43B are bent in a direction toward each other, that is, inward. The configuration of the current sensor 1D is substantially the same as the configuration of the current sensor 1, except that the shape of the first wall portion 42A and the shape of the second wall portion 42B are different. The distance W43 between the first upper end portion 43A and the second upper end portion 43B is preferably larger than the width W5 (W43>W5). This is because the operation of attaching the current sensor 1D to the vicinity of the conductor 5 is facilitated.
Here, the first upper end portion 43A is a specific example corresponding to the "first upper end portion" of the present invention, and the second upper end portion 43B is a specific example corresponding to the "second upper end portion" of the present invention. .

このように、第4変形例としての電流センサ1D(図9)では、第1壁部42Aの第1上端部43Aおよび第2壁部42Bの第2上端部43Bを内側に曲げるようにした。このため、電流センサ1(図1など)と比較して、特にX軸方向の磁気ノイズ(外乱磁場)の磁気検出部2への影響を低減することができ、測定精度をより高めることができる。 Thus, in the current sensor 1D (FIG. 9) as the fourth modified example, the first upper end portion 43A of the first wall portion 42A and the second upper end portion 43B of the second wall portion 42B are bent inward. Therefore, compared to the current sensor 1 (FIG. 1, etc.), it is possible to reduce the influence of the magnetic noise (disturbance magnetic field) especially in the X-axis direction on the magnetic detection unit 2, and it is possible to further improve the measurement accuracy. .

[2.5 変形例5]
図10は、上記第1の実施の形態の第5変形例(変形例5)としての電流センサ1Eを表す断面模式図である。電流センサ1Eは、図9の電流センサ1Dの構成に磁気ヨーク7をさらに追加すると共に、第1軟磁性体として、磁気シールド4の代わりに2つに分割された磁気シールド4A,4Bを採用するようにしたものである。したがって、電流センサ1(図1など)と比較して、X軸方向およびY軸方向の双方の磁気ノイズ(外乱磁場)の磁気検出部2への影響を低減することができ、測定精度をよりいっそう高めることができる。また、隙間41Sを設けるようにしたので、磁気検出部2における電流Imの検出感度をより高めることができる。
[2.5 Modification 5]
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a current sensor 1E as a fifth modification (modification 5) of the first embodiment. The current sensor 1E further adds a magnetic yoke 7 to the configuration of the current sensor 1D of FIG. It is designed to Therefore, compared to the current sensor 1 (FIG. 1, etc.), the influence of magnetic noise (disturbance magnetic field) in both the X-axis direction and the Y-axis direction on the magnetic detection unit 2 can be reduced, and the measurement accuracy can be improved. can be further enhanced. Further, since the gap 41S is provided, the detection sensitivity of the current Im in the magnetic detection section 2 can be further enhanced.

<3.第2の実施の形態>
図11は、電流センサ1などを備えた電気制御装置の構成例を表すブロック図である。上記第1の実施の形態およびいくつかの変形例で説明した電流センサ1,1A~1Eは、いずれも、例えば図11に示した電気制御装置110に搭載することができる。
<3. Second Embodiment>
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of an electric control device including the current sensor 1 and the like. All of the current sensors 1, 1A to 1E described in the first embodiment and some modifications can be mounted on the electric control device 110 shown in FIG. 11, for example.

電気制御装置110は、例えば電流センサ111と、電源装置112と、制御回路113とを備える。電流センサ111は、電源装置112から出力される電流Iout、あるいは電源装置112に入力される電流Iinを測定するようになっている。なお、図11では、2つの電流センサ111を配置しているが、いずれか一方のみに電流センサ111が配置されたものであってもよい。電流センサ111において測定された電流値に関する情報は、制御回路113に送信されるようになっている。制御回路113は、例えば電流センサ111の動作および電源装置112の動作を制御する装置である。制御回路113は、例えば電流センサ111からの情報に基づいて電源装置112からの出力電流の調整を行う。電流センサ111には、上記実施の形態等で説明した電流センサ1,1A~1Eを適用することができる。なお、本発明の電気制御装置としては、例えば、ハイブリッド電気自動車(HEV: Hybrid Electric Vehicle)や電気自動車(EV: Electric Vehicle)等のバッテリマネジメントシステム、インバータ及びコンバータ等が挙げられる。 The electrical control device 110 includes, for example, a current sensor 111 , a power supply device 112 and a control circuit 113 . The current sensor 111 measures the current Iout output from the power supply device 112 or the current Iin input to the power supply device 112 . Although two current sensors 111 are arranged in FIG. 11, the current sensor 111 may be arranged only in one of them. Information about the current value measured by the current sensor 111 is transmitted to the control circuit 113 . The control circuit 113 is a device that controls the operation of the current sensor 111 and the operation of the power supply device 112, for example. The control circuit 113 adjusts the output current from the power supply device 112 based on information from the current sensor 111, for example. The current sensor 111 can be applied to the current sensors 1, 1A to 1E described in the above embodiments. Examples of the electric control device of the present invention include battery management systems, inverters and converters for hybrid electric vehicles (HEVs) and electric vehicles (EVs).

<4.実施例>
次に、図1などに示した上記第1の実施の形態の電流センサ1の性能と、図6,7,8,10にそれぞれ示した変形例1~3,5の電流センサ1A~1C,1Eの性能との比較を行った。
<4. Example>
Next, the performance of the current sensor 1 of the first embodiment shown in FIG. A comparison was made with the performance of 1E.

(実施例1-1)
上記第1の実施の形態の電流センサ1について、導体5に600Aの電流Imを流したときの磁気検出部2の中心位置に付与される磁束Bmの強度と、Y軸方向の磁気ノイズの影響と、X軸方向の磁気ノイズの影響と、位置ずれ耐性とについてシミュレーションにより求めた。ここで、導体5および磁気シールド4の各部位の寸法は図12に示した通りである。なお、測定点である磁気検出部2の中心位置は、底部41の表面から1.5mmの高さの位置とした。また、Y軸方向の磁気ノイズの影響とは、Y軸方向に1mTの外部磁場がある場合の出力誤差である。X軸方向の磁気ノイズの影響とは、X軸方向に1mTの外部磁場がある場合の出力誤差である。位置ずれ耐性とは、基準位置から磁気検出部2がX軸方向,Y軸方向およびZ軸方向の各方向に0.3mmずれた際の最大の出力誤差をいう。
(Example 1-1)
Regarding the current sensor 1 of the first embodiment, the intensity of the magnetic flux Bm applied to the center position of the magnetic detection unit 2 when a current Im of 600 A is passed through the conductor 5, and the influence of magnetic noise in the Y-axis direction , the influence of magnetic noise in the X-axis direction, and the resistance to positional deviation were obtained by simulation. Here, the dimensions of each portion of the conductor 5 and the magnetic shield 4 are as shown in FIG. The center position of the magnetic detection part 2, which is the measurement point, was set at a height of 1.5 mm from the surface of the bottom part 41. FIG. The influence of magnetic noise in the Y-axis direction is the output error when there is an external magnetic field of 1 mT in the Y-axis direction. The influence of magnetic noise in the X-axis direction is the output error when there is an external magnetic field of 1 mT in the X-axis direction. The positional displacement resistance means the maximum output error when the magnetic detection unit 2 is displaced from the reference position by 0.3 mm in each of the X-axis direction, Y-axis direction and Z-axis direction.

(実施例1-2)
上記第1の実施の形態の変形例1の電流センサ1Aの性能について、実施例1-1と同様にして求めた。但し、磁気ヨーク7の材質は磁気シールド4の材質と同一とし、磁気ヨーク7のX軸方向の寸法は12mmとし、磁気ヨーク7のY軸方向の寸法は1.5mmとした。また、磁気ヨーク7は、底部41と磁気シールド4との中間位置に存在するものとした。
(Example 1-2)
The performance of the current sensor 1A of Modification 1 of the first embodiment was obtained in the same manner as in Example 1-1. However, the material of the magnetic yoke 7 was the same as that of the magnetic shield 4, the dimension of the magnetic yoke 7 in the X-axis direction was 12 mm, and the dimension of the magnetic yoke 7 in the Y-axis direction was 1.5 mm. Also, the magnetic yoke 7 is assumed to exist at an intermediate position between the bottom portion 41 and the magnetic shield 4 .

(実施例1-3)
上記第1の実施の形態の変形例2の電流センサ1Bの性能について、実施例1-1と同様にして求めた。但し、隙間41Sの幅は2mmとした。
(Example 1-3)
The performance of the current sensor 1B of Modification 2 of the first embodiment was obtained in the same manner as in Example 1-1. However, the width of the gap 41S was set to 2 mm.

(実施例1-4)
上記第1の実施の形態の変形例3の電流センサ1Cの性能について、実施例1-1と同様にして求めた。但し、磁気ヨーク7の材質は磁気シールド4の材質と同一とし、磁気ヨーク7のX軸方向の寸法は12mmとし、磁気ヨーク7のY軸方向の寸法は1.5mmとした。また、磁気ヨーク7は、底部41と磁気シールド4との中間位置に存在するものとした。隙間41Sの幅は2mmとした。
(Example 1-4)
The performance of the current sensor 1C of Modification 3 of the first embodiment was obtained in the same manner as in Example 1-1. However, the material of the magnetic yoke 7 was the same as that of the magnetic shield 4, the dimension of the magnetic yoke 7 in the X-axis direction was 12 mm, and the dimension of the magnetic yoke 7 in the Y-axis direction was 1.5 mm. Also, the magnetic yoke 7 is assumed to exist at an intermediate position between the bottom portion 41 and the magnetic shield 4 . The width of the gap 41S was set to 2 mm.

(実施例1-5)
上記第1の実施の形態の変形例5の電流センサ1Eの性能について、実施例1-1と同様にして求めた。但し、磁気ヨーク7の材質は磁気シールド4の材質と同一とし、磁気ヨーク7のX軸方向の寸法は12mmとし、磁気ヨーク7のY軸方向の寸法は1.5mmとした。また、磁気ヨーク7は、底部41と磁気シールド4との中間位置に存在するものとした。隙間41Sの幅は2mmとした。さらに、第1壁部42Aの第1上端部43Aと第2壁部42Bの第2上端部43Bとの間隔W43を14mmとした。
(Example 1-5)
The performance of the current sensor 1E of Modification 5 of the first embodiment was obtained in the same manner as in Example 1-1. However, the material of the magnetic yoke 7 was the same as that of the magnetic shield 4, the dimension of the magnetic yoke 7 in the X-axis direction was 12 mm, and the dimension of the magnetic yoke 7 in the Y-axis direction was 1.5 mm. Also, the magnetic yoke 7 is assumed to exist at an intermediate position between the bottom portion 41 and the magnetic shield 4 . The width of the gap 41S was set to 2 mm. Furthermore, the interval W43 between the first upper end portion 43A of the first wall portion 42A and the second upper end portion 43B of the second wall portion 42B was set to 14 mm.

実施例1-1~1-5の各電流センサについての性能をまとめて図13に示す。但し、図13では、実施例1-1の各パラメータの特性値を1として規格化し、実施例1-2~1-5の各性能を示している。なお、磁束Bmについては数値が高いほうが望ましい。X軸方向の磁気ノイズおよびY軸方向の磁気ノイズについては、数値が低いほうが誤差の少ないことを表すので望ましい。位置ずれ耐性についても数値が低いほうが望ましい。 FIG. 13 summarizes the performance of each current sensor of Examples 1-1 to 1-5. However, in FIG. 13, the characteristic value of each parameter in Example 1-1 is normalized to 1, and each performance of Examples 1-2 to 1-5 is shown. It should be noted that the higher the numerical value of the magnetic flux Bm, the better. Regarding the magnetic noise in the X-axis direction and the magnetic noise in the Y-axis direction, the lower the numerical value, the smaller the error, which is desirable. It is desirable that the numerical value of the misalignment resistance is also low.

図13に示したように、実施例1-2では、実施例1-1と比較すると、磁束Bm、X軸方向の磁気ノイズ、およびY軸方向の磁気ノイズの各性能が低いが、位置ずれ耐性は向上していることがわかる。すなわち、磁気ヨークを設けることで、位置ずれ耐性を向上させることができることが確認された。 As shown in FIG. 13, in Example 1-2, compared with Example 1-1, each performance of the magnetic flux Bm, the magnetic noise in the X-axis direction, and the magnetic noise in the Y-axis direction is low. It can be seen that the tolerance is improved. That is, it was confirmed that by providing the magnetic yoke, it was possible to improve the resistance to displacement.

図13に示したように、実施例1-3では、実施例1-1と比較すると、X軸方向の磁気ノイズの影響を受けやすいものの、Y軸方向の磁気ノイズおよび位置ずれ耐性の各性能は向上していることがわかる。さらに、磁気検出部2に付与される磁束Bmの強度は大幅に向上することが確認できた。すなわち、隙間を設けた磁気シールドを用いることにより、X軸方向の磁気ノイズ以外の性能を向上させることができることが確認された。 As shown in FIG. 13, in Example 1-3, compared to Example 1-1, although it is more susceptible to magnetic noise in the X-axis direction, the performance of magnetic noise in the Y-axis direction and resistance to misalignment is found to be improving. Furthermore, it was confirmed that the strength of the magnetic flux Bm imparted to the magnetic detection section 2 was greatly improved. That is, it was confirmed that performance other than the magnetic noise in the X-axis direction could be improved by using the magnetic shield provided with the gap.

図13に示したように、実施例1-4では、実施例1-3と比較すると、磁束Bmの強度は低下するものの、位置ずれ耐性の性能がさらに向上していることがわかる。 As shown in FIG. 13, in Example 1-4, as compared with Example 1-3, the strength of the magnetic flux Bm is lower, but the performance of resistance to position deviation is further improved.

図13に示したように、実施例1-5では、実施例1-4と比較すると、磁束Bmの強度、X軸方向の磁気ノイズ、および位置ずれ耐性の各性能を向上させることができることがわかる。 As shown in FIG. 13, in Example 1-5, compared with Example 1-4, the strength of the magnetic flux Bm, the magnetic noise in the X-axis direction, and the resistance to positional deviation can be improved. Recognize.

(実施例2-1~2-3)
次に、上記第1の実施の形態の電流センサ1について、導体5のY軸方向の位置を変化させた場合の各性能への影響をシミュレーションにより求めた。実施例2-1の構成は、底部41と導体5との間隔を3.0mmとしたことを除き、実施例1-1の構成と同じである。実施例2-2の構成は、底部41と導体5との間隔を9.0mmとしたことを除き、実施例1-1の構成と同じである。実施例2-3の構成は、底部41と検出点である磁気検出部2の中心位置との間隔を4.5mmとしたことを除き、実施例1-1の構成と同じである。
(Examples 2-1 to 2-3)
Next, regarding the current sensor 1 of the first embodiment, the effect on each performance when changing the position of the conductor 5 in the Y-axis direction was obtained by simulation. The configuration of Example 2-1 is the same as that of Example 1-1 except that the distance between the bottom portion 41 and the conductor 5 is set to 3.0 mm. The configuration of Example 2-2 is the same as that of Example 1-1, except that the distance between the bottom portion 41 and the conductor 5 is set to 9.0 mm. The configuration of Example 2-3 is the same as that of Example 1-1 except that the distance between the bottom portion 41 and the center position of the magnetic detecting portion 2, which is the detection point, is 4.5 mm.

実施例2-1~2-3の各電流センサについての性能を実施例1-1の結果と併せてまとめて図14に示す。但し、図14では、実施例1-1の各パラメータの特性値を1として規格化し、実施例2-1~2-3の各性能を示している。 FIG. 14 summarizes the performance of each current sensor of Examples 2-1 to 2-3 together with the results of Example 1-1. However, FIG. 14 normalizes the characteristic value of each parameter of Example 1-1 to 1, and shows the performance of Examples 2-1 to 2-3.

図14に示したように、導体5を底部41に近づけるようにした実施例2-1では、実施例1-1と比較すると、磁気検出部2に付与される磁束Bmの強度が向上するうえ、X軸方向の磁気ノイズおよびY軸方向の磁気ノイズの各性能も向上することがわかる。ただし、位置ずれ耐性については、実施例1-1のほうが実施例2-1よりも良好であることがわかった。 As shown in FIG. 14, in Example 2-1 in which the conductor 5 is brought closer to the bottom portion 41, the intensity of the magnetic flux Bm applied to the magnetic detection unit 2 is improved compared to Example 1-1. , the magnetic noise in the X-axis direction and the magnetic noise in the Y-axis direction are also improved. However, it was found that Example 1-1 was better than Example 2-1 in terms of misalignment resistance.

一方、導体5を底部41から遠ざけるようにした実施例2-2では、実施例1-1と比較すると、磁気検出部2に付与される磁束Bmの強度、X軸方向の磁気ノイズおよびY軸方向の磁気ノイズの各性能がいずれも低下することがわかる。ただし、位置ずれ耐性については、実施例1-1よりも実施例2-2のほうが良好であることがわかった。 On the other hand, in Example 2-2 in which the conductor 5 is kept away from the bottom portion 41, compared with Example 1-1, the intensity of the magnetic flux Bm applied to the magnetic detection unit 2, the magnetic noise in the X-axis direction, and the magnetic noise in the Y-axis It can be seen that each performance of directional magnetic noise is degraded. However, it was found that Example 2-2 was better than Example 1-1 in terms of misalignment resistance.

また、磁気検出部2を底部41から遠ざける(すなわち導体5に近づける)ようにした実施例2-3では、実施例1-1と比較すると磁束Bmの強度が向上するうえ、X軸方向の磁気ノイズおよびY軸方向の磁気ノイズの各性能も向上することがわかる。ただし、位置ずれ耐性については、実施例1-1,2-1よりも低下することがわかる。 In addition, in Example 2-3 in which the magnetic detection unit 2 is moved away from the bottom part 41 (that is, brought closer to the conductor 5), the strength of the magnetic flux Bm is improved compared to Example 1-1, and the magnetic flux in the X-axis direction is improved. It can be seen that each performance of noise and magnetic noise in the Y-axis direction is also improved. However, it can be seen that the misalignment resistance is lower than in Examples 1-1 and 2-1.

(実施例3-1~3-2)
次に、上記第1の実施の形態の変形例5の電流センサ1Eについて、磁気ヨーク7の幅を変化させた場合の各性能への影響をシミュレーションにより求めた。実施例3-1の構成は、磁気ヨーク7の幅を導体5の幅よりも狭くしたことを除き、実施例1-5の構成と同じである。実施例3-2の構成は、磁気ヨーク7の幅を導体5の幅よりも広くしたことを除き、実施例1-5の構成と同じである。
(Examples 3-1 to 3-2)
Next, regarding the current sensor 1E of Modification 5 of the first embodiment, the effect on each performance when the width of the magnetic yoke 7 is changed was obtained by simulation. The configuration of Example 3-1 is the same as the configuration of Example 1-5 except that the width of the magnetic yoke 7 is narrower than the width of the conductor 5. FIG. The configuration of Example 3-2 is the same as the configuration of Example 1-5 except that the width of the magnetic yoke 7 is made wider than the width of the conductor 5. FIG.

実施例3-1~3-2の各電流センサについての性能を実施例1-5の結果と併せてまとめて図15に示す。但し、図15では、実施例1-5の各パラメータの特性値を1として規格化し、実施例3-1~3-2の各性能を示している。 FIG. 15 summarizes the performance of each current sensor of Examples 3-1 and 3-2 together with the results of Example 1-5. However, FIG. 15 normalizes the characteristic value of each parameter of Example 1-5 to 1, and shows each performance of Examples 3-1 and 3-2.

図15に示したように、導体5の幅よりも磁気ヨーク7の幅を狭めるようにした実施例3-1では、実施例1-5と比較すると、磁束Bmの強度が僅かに向上するものの、位置ずれ耐性が低下することがわかった。一方、導体5の幅よりも磁気ヨーク7の幅を広げるようにした実施例3-2では、実施例1-5と比較すると、磁束Bmの強度が僅かに低下するものの、位置ずれ耐性が向上することがわかった。 As shown in FIG. 15, in Example 3-1 in which the width of the magnetic yoke 7 is narrower than the width of the conductor 5, the strength of the magnetic flux Bm is slightly improved compared to Example 1-5. , the misalignment resistance is reduced. On the other hand, in Example 3-2, in which the width of the magnetic yoke 7 is made wider than the width of the conductor 5, the strength of the magnetic flux Bm is slightly lower than that of Example 1-5, but the resistance to displacement is improved. found to do.

(実施例4-1~4-2)
次に、上記第1の実施の形態の変形例3の電流センサ1Cについて、磁気シールド4Aの第1壁部42Aおよび磁気シールド4Bの第2壁部42Bをそれぞれ傾斜させるようにした場合の各性能への影響をシミュレーションにより求めた。実施例4-1の構成は、第1壁部42Aおよび磁気シールド4Bの第2壁部42Bをそれぞれ外側に傾斜させるようにしたことを除き、実施例1-4の構成と同じである。実施例4-2の構成は、第1壁部42Aおよび磁気シールド4Bの第2壁部42Bをそれぞれ内側に傾斜させるようにしたことを除き、実施例1-4の構成と同じである。
(Examples 4-1 to 4-2)
Next, regarding the current sensor 1C of Modification Example 3 of the first embodiment, each performance when the first wall portion 42A of the magnetic shield 4A and the second wall portion 42B of the magnetic shield 4B are each inclined. The effect on the The configuration of Example 4-1 is the same as that of Example 1-4 except that the first wall portion 42A and the second wall portion 42B of the magnetic shield 4B are each inclined outward. The configuration of Example 4-2 is the same as that of Example 1-4 except that the first wall portion 42A and the second wall portion 42B of the magnetic shield 4B are each inclined inward.

実施例4-1~4-2の各電流センサについての性能を実施例1-4,1-5の結果と併せてまとめて図16に示す。但し、図16では、実施例1-1の各パラメータの特性値を1として規格化し、実施例4-1,4-2,1-4,1-5の各性能を示している。 FIG. 16 summarizes the performance of each current sensor of Examples 4-1 and 4-2 together with the results of Examples 1-4 and 1-5. However, FIG. 16 normalizes the characteristic value of each parameter of Example 1-1 to 1, and shows the performance of Examples 4-1, 4-2, 1-4, and 1-5.

図16に示したように、実施例4-1では、実施例1-4と比較すると、磁束Bmの強度が僅かに向上すると共にX軸方向の磁気ノイズの影響が改善されるものの、位置ずれ耐性の性能が低下することがわかった。一方、実施例4-2では、実施例1-4と比較すると、X軸方向の磁気ノイズ、および位置ずれ耐性の各性能がいずれも低下することがわかった。 As shown in FIG. 16, in Example 4-1, compared with Example 1-4, the strength of the magnetic flux Bm is slightly improved and the influence of magnetic noise in the X-axis direction is improved. It was found that resistance performance was reduced. On the other hand, in Example 4-2, compared with Example 1-4, it was found that each performance of magnetic noise in the X-axis direction and resistance to misalignment were both lowered.

以上説明した実施形態および変形例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態等に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。すなわち、本発明は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。 The embodiments and modifications described above are described to facilitate understanding of the present invention, and are not described to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiments and the like is meant to include all design changes and equivalents that fall within the technical scope of the present invention. That is, the present invention is not limited to the above embodiments and the like, and various modifications are possible.

例えば上記実施の形態の電流センサ1(図1~3)では、磁気シールド4において底部41に第1壁部42Aおよび第2壁部42Bがそれぞれ物理的に接触した構造を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば底部41と、第1壁部42Aおよび第2壁部42Bの少なくとも一方とが物理的に離間されていてもよい。すなわち、本発明の底部と、第1壁部および第2壁部とは、物理的に接触していなくとも、互いに磁気的に連結されていればよい。 For example, the current sensor 1 (FIGS. 1 to 3) of the above embodiment exemplifies a structure in which the first wall portion 42A and the second wall portion 42B are in physical contact with the bottom portion 41 of the magnetic shield 4. The invention is not limited to this. For example, the bottom portion 41 and at least one of the first wall portion 42A and the second wall portion 42B may be physically separated. That is, the bottom portion of the present invention and the first wall portion and the second wall portion need only be magnetically connected to each other even if they are not in physical contact.

また、上記実施の形態の電流センサ1(図1~3)では、磁気シールド4のうちの底部41と第1壁部42Aおよび第2壁部42Bとの各々の連結部分が、いずれも湾曲した形状を有している。しかしながら、本発明はこの態様に限定されるものではない。例えば、それらの連結部は、屈曲した形状を有していてもよいし、角が面取りされた面取り形状であってもよい。 In addition, in the current sensor 1 (FIGS. 1 to 3) of the above embodiment, the connection portions between the bottom portion 41 of the magnetic shield 4 and the first wall portion 42A and the second wall portion 42B are curved. have a shape. However, the invention is not limited to this aspect. For example, the connecting portions may have a curved shape or a chamfered shape with chamfered corners.

なお、本発明は、電流センサを検出対象とする電流が流れる導体に対し取り付ける態様に限定されるものではなく、電流センサが設置されているところに、検出対象とする電流が流れる導体を取り付ける場合をも包含する概念である。 In addition, the present invention is not limited to a mode in which the current sensor is attached to the conductor through which the current to be detected flows. It is a concept that also includes

1…電流センサ、2…磁気検出部、20…磁気検出素子部、60…信号処理部、3…筐体、4…磁気シールド、41…底部、42A…第1壁部、42B…第2壁部、5…導体、6…ねじ、7…磁気ヨーク、Bm…磁束、Im…電流。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Current sensor 2... Magnetic detection part 20... Magnetic detection element part 60... Signal processing part 3... Housing 4... Magnetic shield 41... Bottom part 42A... First wall part 42B... Second wall Part 5... Conductor 6... Screw 7... Magnetic yoke Bm... Magnetic flux Im... Current.

Claims (13)

導体を第1方向に沿って流れる電流により発生する第2方向の磁束が付与される磁気検出部と、
前記第1方向と直交する第3方向において前記磁気検出部から見て前記導体と反対側に位置する底部と、前記底部にそれぞれ立設すると共に前記第2方向に前記導体および前記磁気検出部を挟むように対向配置された第1壁部および第2壁部とを有する第1軟磁性体と
を備える
電流センサ。
a magnetic detection unit to which a magnetic flux in a second direction generated by a current flowing through the conductor along the first direction is applied;
a bottom located on the side opposite to the conductor when viewed from the magnetic detection section in a third direction perpendicular to the first direction; A current sensor comprising: a first soft magnetic body having a first wall portion and a second wall portion that are arranged to face each other so as to sandwich the first wall portion and the second wall portion.
前記導体と前記磁気検出部との間に設けられた第2軟磁性体をさらに有する
請求項1記載の電流センサ。
The current sensor according to claim 1, further comprising a second soft magnetic body provided between the conductor and the magnetic detection section.
前記第2軟磁性体の前記第2方向の寸法は、前記導体の前記第2方向の寸法よりも大きい
請求項2記載の電流センサ。
The current sensor according to claim 2, wherein the dimension of the second soft magnetic body in the second direction is larger than the dimension of the conductor in the second direction.
前記第1軟磁性体は、前記第2方向に離間して対向するように配置された第1部分および第2部分を含む
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電流センサ。
The current sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the first soft magnetic body includes a first portion and a second portion that are spaced apart and face each other in the second direction.
前記磁気検出部は、前記第1部分と前記第2部分との隙間と前記第3方向に重なり合う位置にある
請求項4記載の電流センサ。
5. The current sensor according to claim 4, wherein the magnetic detector is positioned so as to overlap the gap between the first portion and the second portion in the third direction.
前記第1壁部のうちの前記底部と反対側の第1上端部と、前記第2壁部のうちの前記底部と反対側の第2上端部とが、互いに近づく方向に曲がっている
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電流センサ。
A first upper end portion of the first wall portion opposite to the bottom portion and a second upper end portion of the second wall portion opposite to the bottom portion are curved toward each other. The current sensor according to any one of claims 1 to 5.
前記底部から前記第1壁部の第1頂部までの第1距離および前記底部から前記第2壁部の第2頂部までの第2距離は、それぞれ、前記底部と前記導体との第3距離の2倍以上である
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電流センサ。
A first distance from the bottom to a first top of the first wall and a second distance from the bottom to a second top of the second wall are each greater than a third distance between the bottom and the conductor. The current sensor according to any one of claims 1 to 6, which is two times or more.
前記底部と前記磁気検出部との第4距離は、前記底部と前記導体との前記第3距離の半分未満である
請求項7に記載の電流センサ。
8. The current sensor of claim 7, wherein the fourth distance between the bottom and the magnetic sensing portion is less than half the third distance between the bottom and the conductor.
前記第1方向に並ぶ一対の凹部を含む筐体をさらに備え、
前記一対の凹部は、前記導体と嵌合可能に構成されている
請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の電流センサ。
Further comprising a housing including a pair of recesses arranged in the first direction,
The current sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein the pair of recesses are configured to be fittable with the conductor.
前記導体と、前記磁気検出部および前記第1軟磁性体とは、前記筐体によって電気的に絶縁されている
請求項9に記載の電流センサ。
The current sensor according to claim 9, wherein the conductor, the magnetic detection section, and the first soft magnetic body are electrically insulated by the housing.
請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の電流センサを備えた電気制御装置。 An electric control device comprising the current sensor according to any one of claims 1 to 10. 導体と、
前記導体を第1方向に沿って流れる電流により発生する第2方向の磁束が付与される磁気検出部と、
前記第1方向と直交する第3方向において前記磁気検出部から見て前記導体と反対側に位置する底部と、前記底部にそれぞれ立設すると共に前記第2方向に前記導体および前記磁気検出部を挟むように対向配置された第1壁部および第2壁部とを有する第1軟磁性体と
を備える
電流センサモジュール。
a conductor;
a magnetic detection unit to which a magnetic flux in a second direction generated by a current flowing through the conductor along the first direction is applied;
a bottom located on the side opposite to the conductor when viewed from the magnetic detection section in a third direction perpendicular to the first direction; A current sensor module comprising: a first soft magnetic body having a first wall portion and a second wall portion that are arranged to face each other so as to sandwich the first wall portion and the second wall portion.
導体と、前記導体を第1方向に流れる電流により発生する第2方向の磁束が付与される磁気検出部と、第1軟磁性体と、筐体とを備える電流センサモジュールの製造方法であって、
前記第1方向および前記第2方向に沿って広がる底部と、前記底部にそれぞれ立設すると共に前記第2方向に前記導体および前記磁気検出部を挟むように対向配置された第1壁部および第2壁部とを有する前記第1軟磁性体、を用意することと、
前記第1方向に並ぶ一対の凹部を含むと共に前記第1軟磁性体および前記磁気検出部が設けられた前記筐体、を用意することと、
前記一対の凹部に前記導体を嵌合させることと
を含む
電流センサモジュールの製造方法。
A method for manufacturing a current sensor module comprising: a conductor; a magnetic detection unit to which a magnetic flux in a second direction generated by a current flowing through the conductor in a first direction is applied; a first soft magnetic body; ,
A bottom portion that extends along the first direction and the second direction; providing the first soft magnetic body having two walls;
preparing the housing including a pair of recesses arranged in the first direction and provided with the first soft magnetic body and the magnetic detection unit;
A method of manufacturing a current sensor module, comprising fitting the conductor into the pair of recesses.
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