JP2697375B2

JP2697375B2 - 電流検出ユニット

Info

Publication number: JP2697375B2
Application number: JP3168663A
Authority: JP
Inventors: 寛幸大田; 勝重濱口
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1991-06-12
Filing date: 1991-06-12
Publication date: 1998-01-14
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JPH04366771A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コイルに流れる電流
を磁気センサを用いて検出する電流検出ユニットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の電流検出ユニットの従来例を図
８に示す。この電流検出ユニットは、基板３０の端部に
搭載した磁気センサ３２を、Ｃ型のコア３６に巻線３８
を施したコイル部３４のギャップ部４０内に位置させ、
巻線３８に電流が流れることによってギャップ部４０に
発生する磁束を磁気センサ３２で検知する構造をしてい
る。これによって、巻線３８（一次側）に流れる電流の
大きさを、一次側と電気的に絶縁された二次側において
検出することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の電流検出ユニットには次のような問題がある。
コア３６に巻線３８を巻いているためコイル部３４が
大型となり、そのため当該電流検出ユニットの小型化が
困難である。コイル部３４の上記のような取り付けは
複雑であり、組立性が悪い。従って、組立を自動化する
のも困難である。コア３６と磁気センサ３２との絶縁
を施すことが難しく、そのため図示のように絶縁シート
４２等の挟み込みが必要になり、この点からも組立性が
悪い。コイル部３４と、より具体的にはそのギャップ
部４０と磁気センサ３２との位置精度を良くすることが
困難である。検出感度のばらつきを少なくするために
は、コイル部３４と磁気センサ３２とを高い位置精度で
取り付けることが要求され、極めて組立にくい。

【０００４】そこでこの発明は、小型で組立性が良くか
つ検出感度のばらつきが少ない電流検出ユニットを提供
することを主たる目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る第１の電流検出ユニットは、絶縁体
中にコイルを形成するように導体を設けて成るチップコ
イルであってその中央部に凹部を有するものと、このチ
ップコイルの凹部内に搭載されていて同チップコイルが
発生する磁束を検知する磁気センサとを備えることを特
徴とする。

【０００６】また、この発明に係る第２の電流検出ユニ
ットは、絶縁体中にコイルを形成するように導体を設け
て成るチップコイルであってその中央部に穴を有するも
のを基板に搭載し、かつ同基板上であってチップコイル
の前記穴内に位置するように、同チップコイルが発生す
る磁束を検知する磁気センサを搭載して成ることを特徴
とする。

【０００７】

【作用】上記いずれの電流検出ユニットの場合も、チッ
プコイル内の導体に電流が流れることによって磁束が発
生し、これが磁気センサを横切る。磁気センサは、この
磁束を検知してそれに応じた出力を発生する。これによ
って、チップコイルに流れる電流の大きさ等を磁気セン
サによって検出することができる。

【０００８】

【実施例】図１は、この発明に至る前の参考例としての
電流検出ユニットを示す断面図であり、図２中の線Ａ−
Ａ方向に見たものに相当する。図２は、図１の電流検出
ユニットの平面図である。

【０００９】この電流検出ユニットは、チップコイル２
とその上の中央部に搭載された磁気センサ１２とを備え
ている。

【００１０】チップコイル２は、絶縁体４中に導体６を
コイルを形成するように螺旋状に設けたものであり、コ
イルの両端部は、この例では側面部に形成された二つの
外部電極８ａにそれぞれ接続されている。絶縁体４は、
要は所定の絶縁性能を有しておれば良く、その材料は絶
縁体、誘電体、更には磁性体のいずれでも良い。磁性体
を用いれば透磁率が向上するので当該電流検出ユニット
の感度をより向上させることができる。

【００１１】磁気センサ１２は、例えばホール素子、ホ
ール素子を含むホールＩＣ、磁気抵抗素子等であり、そ
の構成に応じて端子数は変わる。図示例のものは４本の
端子１３を有しており、それに合わせてチップコイル２
の上面には４本の電極１０を形成しており、この各電極
１０に磁気センサ１２の各端子１３を半田付け等によっ
て接続している。また各電極１０は、チップコイル２の
上記外部電極８ａとは反対側の側面部まで延設されて、
そこに形成された四つの外部電極８ｂにそれぞれ接続さ
れている。

【００１２】上記のようなチップコイル２の作り方には
色々あるが、その一例を図３に示す。即ち、このチップ
コイル２は、絶縁体、誘電体あるいは磁性体等から成る
グリーンシート４ａ上に導体６を所定パターンで（例え
ばスパイラル状に）形成したものを複数枚用意し、これ
らの上下に、上記グリーンシート４ａと同様のものであ
って導体６を形成していないグリーンシート４ｂを必要
枚配置し、これらを重ね合わせてプレスした後、全体を
焼成することによって作製することができる。各層の導
体６は、各グリーンシート４ａに設けたスルーホール７
（より具体的にはそこに充填した導体）によって直列に
（即ち螺旋状に）接続されている。また、一番上側と下
側の導体６の端部６ａは、グリーンシート４ａの端まで
引き出されており、そこで前述した外部電極８ａに接続
される。

【００１３】この場合、上側のグリーンシート４ｂによ
って絶縁層が形成され、その上に前述した接続用の電極
１０が形成されかつ磁気センサ１２が搭載されることに
なる。下側のグリーンシート４ｂは、その上のグリーン
シート４ａによって所要の絶縁が得られるのであれば、
必ずしも設けなくても良い。また、上記のようなグリー
ンシート４ａ、４ｂの代わりに、焼成済みのシートを用
いることも可能である。

【００１４】再び図１を参照して、このような電流検出
ユニットにおいては、チップコイル２内の導体６に二つ
の外部電極８ａを経由して電流を流すことができ、それ
によって例えば図１中に破線で示すように磁束φが発生
し、これが磁気センサ１２を横切ることになる。その結
果、磁気センサ１２はこの磁束φを検知して、その磁束
量に応じた電圧、抵抗値等の出力を発生する。これによ
って、チップコイル２中の導体６に流れる電流の大きさ
等を、それとの間で絶縁を保ちつつ、磁気センサ１２に
よって検出することができる。

【００１５】しかもこのような電流検出ユニットによれ
ば次のような利点がある。チップコイル２を用いてい
るのでコイル部の構造がコンパクトであり、従って当該
電流検出ユニットの小型化を図ることができる。チッ
プコイル２に磁気センサ１２を搭載したという簡単な構
造であるので、組立性が良い。チップコイル２内の導
体６と磁気センサ１２との絶縁は、チップコイル２を構
成する絶縁体４によって確保することができるので、従
来例と違って余分な絶縁シート等が不要であり、従って
この点からも組立性に優れている。チップコイル２上
に磁気センサ１２を搭載しているので、両者の位置精度
を容易に上げることができ、従って検出感度のばらつき
を少なくすることができ、また高感度化も容易である。

【００１６】ちなみにこのような電流検出ユニットは、
例えば、電話器との切換機能を有するファクシミリ、親
子式のコードレス電話器、電話器とモデムとの切換機能
を有するパソコン等において、所定のラインに電流が流
れていることを検知してスイッチ等を切り換える制御、
あるいはサーボモータの回転情報伝達、更には各種オー
トメーション分野での異常電流検出等に広く利用するこ
とができる。

【００１７】図４は、この発明の一実施例に係る電流検
出ユニットを示す断面図である。図１の例との相違点を
主体に説明すると、この電流検出ユニットは、前述した
ようなチップコイル２の中央部に凹部１４を設け、その
中に磁気センサ１２を配置している。このようにする
と、磁気センサ１２をより多くの磁束が横切るようにな
るので、より高感度の電流検出ユニットを実現すること
ができる。また、磁気センサ１２が出っ張らないので、
当該電流検出ユニットをより小型化することができる。

【００１８】このような電流検出ユニットを構成するチ
ップコイル２は、例えば図５に示すように、前述したよ
うなグリーンシート４ａおよび４ｂの上から適当枚に、
前記凹部１４に対応する貫通穴１４ａを設けておくこと
によって作ることができる。

【００１９】図６は、この発明の他の実施例に係る電流
検出ユニットを示す断面図である。図１および図４の例
との相違点を主体に説明すると、この電流検出ユニット
は、前述したようなチップコイル２であってその中央部
に貫通した穴１６を有するものを基板１８に搭載し、か
つ同基板１８上であってチップコイル２の穴１６内に位
置するように、前述したような磁気センサ１２を搭載し
ている。２０、２２は基板１８上の電極である。この例
の場合も、磁気センサ１２をより多くの磁束が横切るよ
うになるので、より高感度の電流検出ユニットを実現す
ることができる。

【００２０】このような電流検出ユニットを構成するチ
ップコイル２は、例えば図７に示すように、前述したよ
うなグリーンシート４ａおよび４ｂに、前記穴１６に対
応する貫通穴１６ａを設けておくことによって作ること
ができる。

【００２１】但し、上記穴１６は、必ずしも図示例のよ
うに貫通穴である必要はなく、要は磁気センサ１２を収
めることができれば良い。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、チップコイルに磁気セン
サを搭載した第１の発明によれば、チップコイルを用い
ているのでコイル部の構造がコンパクトであり、従って
当該電流検出ユニットの小型化を図ることができる。ま
た、チップコイルに磁気センサを搭載したという簡単な
構造であるので、組立性も良い。また、チップコイル内
の導体と磁気センサとの絶縁は、チップコイルを構成す
る絶縁体によって確保することができるので、余分な絶
縁シート等が不要であり、従ってこの点からも組立性に
優れている。更に、チップコイルに磁気センサを搭載し
ているので、両者の位置精度を容易に上げることがで
き、従って検出感度のばらつきを少なくすることがで
き、また高感度化も容易である。しかも、チップコイル
の中央部に凹部を設け、その中に磁気センサを搭載して
いるので、磁気センサをより多くの磁束が横切るように
なり、より高感度の電流検出ユニットを実現することが
できる。また、磁気センサが出っ張らないので、当該電
流検出ユニットをより小型化することができる。

【００２３】また、チップコイルと磁気センサを同一の
基板に搭載した第２の発明の場合も、チップコイルを用
いているのでコイル部の構造がコンパクトであり、従っ
て当該電流検出ユニットの小型化を図ることができる。
また、チップコイルを用いているのでコイル部の取り付
けが容易であり、従って組立性も良い。また、チップコ
イル内の導体と磁気センサとの絶縁は、チップコイルを
構成する絶縁体等によって確保することができるので、
余分な絶縁シート等が不要であり、従ってこの点からも
組立性に優れている。更に、チップコイルと磁気センサ
を同じ基板に搭載しているので、両者の位置精度を比較
的簡単に上げることができ、従って検出感度のばらつき
を少なくすることができ、また高感度化も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に至る前の参考例としての電流検出
ユニットを示す断面図である。

【図２】図１の電流検出ユニットの平面図である。

【図３】図１中のチップコイルの作り方の一例を示す
分解斜視図である。

【図４】この発明の一実施例に係る電流検出ユニット
を示す断面図である。

【図５】図４中のチップコイルの作り方の一例を示す
分解斜視図である。

【図６】この発明の他の実施例に係る電流検出ユニッ
トを示す断面図である。

【図７】図６中のチップコイルの作り方の一例を示す
分解斜視図である。

【図８】従来のチップコイルの一例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

２チップコイル４絶縁体６導体１２磁気センサ１４凹部１６穴１８基板

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁体中にコイルを形成するように導体
を設けて成るチップコイルであってその中央部に凹部を
有するものと、このチップコイルの凹部内に搭載されて
いて同チップコイルが発生する磁束を検知する磁気セン
サとを備えることを特徴とする電流検出ユニット。
【請求項２】絶縁体中にコイルを形成するように導体
を設けて成るチップコイルであってその中央部に穴を有
するものを基板に搭載し、かつ同基板上であってチップ
コイルの前記穴内に位置するように、同チップコイルが
発生する磁束を検知する磁気センサを搭載して成ること
を特徴とする電流検出ユニット。