JP5849914B2 - Current sensor - Google Patents
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Description
本発明は、磁気検出素子と、この磁気検出素子にバイアス磁界を印加するバイアス磁石とを備える電流センサに関するものである。 The present invention relates to a current sensor including a magnetic detection element and a bias magnet that applies a bias magnetic field to the magnetic detection element.
従来より、印加される磁界に応じたセンサ信号を出力する磁気検出素子と、この磁気検出素子にバイアス磁界を印加するバイアス磁石とを備える電流センサが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a current sensor including a magnetic detection element that outputs a sensor signal corresponding to an applied magnetic field and a bias magnet that applies a bias magnetic field to the magnetic detection element is known (see, for example, Patent Document 1). .
このような電流センサは、例えば、被検出電流経路としてのバスバー等に流れる被検出電流を測定するのに用いられる。具体的には、電流センサは、被検出電流の電流方向とバイアス磁界とが平行となるようにバスバーに組み付けられる。そして、バスバーに被検出電流が流れると当該被検出電流に比例する電流磁界がバイアス磁界と垂直方向に形成されるため、磁気検出素子には、バイアス磁界と電流磁界とによって構成される合成磁界が印加される。したがって、磁気検出素子から合成磁界に応じたセンサ信号が出力される。 Such a current sensor is used, for example, to measure a detected current flowing in a bus bar or the like as a detected current path. Specifically, the current sensor is assembled to the bus bar so that the current direction of the detected current is parallel to the bias magnetic field. When a current to be detected flows through the bus bar, a current magnetic field proportional to the current to be detected is formed in a direction perpendicular to the bias magnetic field. Therefore, the magnetic detection element has a combined magnetic field composed of the bias magnetic field and the current magnetic field. Applied. Therefore, a sensor signal corresponding to the combined magnetic field is output from the magnetic detection element.
ところで、最近では、矩形板状のいわゆる棒磁石からなるバイアス磁石の中心に磁気検出素子を直接搭載してなる電流センサが提案されている。これによれば、バイアス磁石上に磁気検出素子を搭載しているため、平面方向における小型化を図ることができる。 Recently, a current sensor has been proposed in which a magnetic detection element is directly mounted at the center of a bias magnet made of a so-called bar magnet having a rectangular plate shape. According to this, since the magnetic detection element is mounted on the bias magnet, the size in the planar direction can be reduced.
しかしながら、このような電流センサでは、バイアス磁石上における磁気検出素子の取付位置がバイアス磁石の中心からずれると、検出精度が低下してしまうという問題がある。 However, in such a current sensor, there is a problem that detection accuracy is lowered when the mounting position of the magnetic detection element on the bias magnet is deviated from the center of the bias magnet.
すなわち、上記バイアス磁石における磁気検出素子を搭載する一面上では、図5に示されるように、N極およびS極の配列方向をX方向(図5中紙面左右方向)とし、このX方向と直交し、一面の面方向と平行な方向をY方向(図5中紙面上下方向)とすると、磁界は、バイアス磁石の中心を通り、X方向に延びる磁力線と、この磁力線に対してY方向に膨らんだ磁力線とにより構成される。言い換えると、X方向に延びる磁力線は、バイアス磁石の中心上にしか形成されない。 That is, on one surface of the bias magnet on which the magnetic detection element is mounted, as shown in FIG. 5, the arrangement direction of the N pole and the S pole is the X direction (left and right direction in FIG. 5), and is orthogonal to the X direction. If the direction parallel to the surface direction is the Y direction (up and down direction in FIG. 5), the magnetic field passes through the center of the bias magnet, extends in the X direction, and expands in the Y direction with respect to the magnetic field lines. It is composed of magnetic field lines. In other words, the magnetic field lines extending in the X direction are formed only on the center of the bias magnet.
そして、上記電流センサは、被検出電流経路としてのバスバー等に流れる被検出電流の電流方向がX方向と平行となるように配置されて用いられる。このため、磁気検出素子J20が、例えば、バイアス磁石J30の中心からずれた領域Aに配置されると、磁気検出素子J20を通過する磁力線と電流磁界とが垂直とならずに検出精度が低下してしまう。 The current sensor is arranged and used so that the current direction of the detected current flowing through the bus bar or the like as the detected current path is parallel to the X direction. For this reason, for example, when the magnetic detection element J20 is arranged in the region A that is shifted from the center of the bias magnet J30, the magnetic field lines passing through the magnetic detection element J20 and the current magnetic field do not become perpendicular, and the detection accuracy decreases. End up.
なお、バイアス磁石の一面上に位置する空間には、バイアス磁石の一面に形成される磁力線と同じ方向の磁力線が構成される。このため、上記では、バイアス磁石上に磁気検出素子を直接搭載してなる電流センサを例に挙げて説明したが、例えば、基板の一面側にバイアス磁石を搭載し、基板の他面側に、バイアス磁石の中心と対向するように磁気検出素子を搭載してなる電流センサにおいても同様の問題が発生する。 In the space located on one surface of the bias magnet, magnetic field lines in the same direction as the magnetic field lines formed on one surface of the bias magnet are formed. Therefore, in the above description, the current sensor in which the magnetic detection element is directly mounted on the bias magnet is described as an example. For example, the bias magnet is mounted on one side of the substrate, and the other side of the substrate is A similar problem occurs in a current sensor in which a magnetic detection element is mounted so as to face the center of the bias magnet.
本発明は上記点に鑑みて、磁気検出素子の取付位置がずれても検出精度の低下を抑制できる電流センサを提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a current sensor that can suppress a decrease in detection accuracy even when the mounting position of a magnetic detection element is shifted.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、バイアス磁石は、一面(31a)を有する底部(31)と、底部の一面に備えられ、一面の面方向と垂直方向に突出するN極の第1側部(32)と、底部の一面のうち第1側部と異なる領域に備えられ、一面の面方向と垂直方向に突出すると共に第1側部と対向配置されたS極の第2側部(33)と、を有し、底部は、一面側において、第1、第2側部の配列方向と直交する方向であって一面に沿った方向に極性が分割され、第1側部側の領域(31b)がN極とされていると共に、第2側部側の領域(31d)がS極とされており、磁気検出素子は、第1、第2側部の配列方向と平行な方向に延びる磁力線が通過する状態で配置されていることを特徴としている。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the bias magnet is provided with a bottom portion (31) having one surface (31a) and one surface of the bottom portion, and N protruding in a direction perpendicular to the surface direction of the one surface. The first side portion (32) of the pole and the S pole provided in a region different from the first side portion of one surface of the bottom portion, projecting in a direction perpendicular to the surface direction of the one surface, and arranged to face the first side portion. A second side portion (33), and the bottom portion is divided in a direction perpendicular to the arrangement direction of the first and second side portions on the one surface side and along the one surface. The side region (31b) is an N pole, the second side region (31d) is an S pole, and the magnetic detection element is arranged in the arrangement direction of the first and second side portions. It arrange | positions in the state which passes along the magnetic force line extended in the direction parallel to.
これによれば、底部の一面には、第1側部の中央部と第2側部の中央部との間に配置されている部分に第1、第2側部の配列方向に延びる磁力線が構成される(図6参照)。つまり、従来のバイアス磁石に対して、第1、第2側部の配列方向に延びる磁力線を増加させることができる。このため、磁気検出素子の取付位置が底部の一面の中心から多少ずれたとしても、磁気検出素子には第1、第2側部の配列方向と平行な方向の磁力線が通過することになり、検出精度の低下を抑制できる。言い換えると、検出精度を低下させずに、磁気検出素子の取付範囲を広くすることができる。 According to this, on one surface of the bottom portion, there are magnetic lines of force extending in the arrangement direction of the first and second side portions in a portion disposed between the central portion of the first side portion and the central portion of the second side portion. It is configured (see FIG. 6). That is, the lines of magnetic force extending in the arrangement direction of the first and second side portions can be increased with respect to the conventional bias magnet. For this reason, even if the mounting position of the magnetic detection element is slightly deviated from the center of the one surface of the bottom, magnetic lines of force in a direction parallel to the arrangement direction of the first and second side portions pass through the magnetic detection element. A decrease in detection accuracy can be suppressed. In other words, the attachment range of the magnetic detection element can be widened without reducing the detection accuracy.
この場合、請求項2に記載の発明のように、バイアス磁石は、第1側部が、一面の面方向と垂直方向に延びる第1中央領域(32a)と、第1中央領域を挟む2つの第1端部領域(32b)とが一体となって構成され、第2側部が、一面の面方向と垂直方向に延び、第1中央領域と対向配置される第2中央領域(33a)と、第2中央領域を挟み、第1端部領域とそれぞれ対向配置される2つの第2端部領域(33b)とが一体となって構成され、第1、第2中央領域の間に構成される磁界は、対向する第1、第2端部領域の間に構成される磁界より弱くされているものとすることができる。 In this case, as in the second aspect of the present invention, the bias magnet includes two biasing magnets having a first side portion extending in a direction perpendicular to the surface direction of one surface and a first central region sandwiched between the first central region. The first end region (32b) is integrally formed, and the second side portion extends in a direction perpendicular to the surface direction of the one surface, and the second central region (33a) arranged to face the first central region. The second end region (33b), which is disposed opposite to the first end region with the second center region in between, is integrally formed, and is configured between the first and second center regions. The magnetic field may be weaker than the magnetic field configured between the first and second end regions facing each other.
これによれば、第1、第2中央領域の間に構成される磁力線のうち第1、第2端部領域側の磁力線は、対向する第1、第2端部領域の間に構成される磁力線のうち第1、第2中央領域側の磁力線に干渉されて第1、第2側部の配列方向と平行になりやすい。このため、第1、第2側部の配列方向と平行となる磁力線をさらに増加させることができ、より磁気検出素子の取付位置のずれに対する検出精度の低下を抑制できる。 According to this, among the magnetic force lines formed between the first and second central regions, the magnetic force lines on the first and second end region sides are formed between the opposing first and second end regions. The magnetic field lines are likely to be parallel to the arrangement direction of the first and second side portions due to interference with the magnetic field lines on the first and second central region sides. For this reason, it is possible to further increase the lines of magnetic force that are parallel to the arrangement direction of the first and second side portions, and it is possible to further suppress a decrease in detection accuracy due to a shift in the mounting position of the magnetic detection element.
また、請求項6に記載の発明のように、バイアス磁石は、底部が、第1、第2側部の配列方向と直交する方向であって一面に沿った方向に極性が分割されていると共に極性が厚さ方向に分割され、一面側における第1側部側の領域であるN極とされた第1領域(31b)、第1領域と厚さ方向に連結されている第2領域(31c)、一面側における第2側部側の領域であるS極とされた第3領域(31d)、第3領域と厚さ方向に連結されている第4領域(31e)を有し、第2領域がS極、第4領域がN極とされているものとすることができる。 According to a sixth aspect of the present invention, the bias magnet has a bottom portion whose direction is perpendicular to the arrangement direction of the first and second side portions and whose polarity is divided along one surface. polarity is divided in the thickness direction, the first region (31b), a second region (31c which is connected to the first region in the thickness direction which is the N-pole is an area of the first side portion of the one side ), a third area that is an S pole is an area of the second side portion of the one side (31d), the fourth region being connected to the third region and the thickness direction (31e), a second It can be assumed that the region is an S pole and the fourth region is an N pole.
これによれば、バイアス磁石を4極構造としているため、小型化しつつ、第1、第2側部の配列方向と平行な方向に平行磁界をつくるための制御精度を向上させることができる。すなわち、バイアス磁石が2極構造の場合には、磁極面が第1、第2側部の配列方向と平行な方向を向くことで、第1側部または第2側部の部分で構成される磁石着磁面間方向(図3中のX方向)の磁石長さが短く、発生する磁力が弱いのに対し、バイアス磁石が4極構造の場合には、第1側部または第2側部の部分で構成される磁石の磁石着磁面間方向(図3中のZ方向)の磁石長さを長くすることが可能となる。したがって、バイアス磁石が4極構造の場合には、小さな体積で磁界の強さを大きくすることができ、小型な磁石で必要な磁力を得ることで、第1、第2側部の配列方向と平行な方向に平行磁界をつくるための制御精度を向上させることができる。言い換えれば、検出精度を向上させることができる。 According to this, since the bias magnet has a quadrupole structure, it is possible to improve control accuracy for creating a parallel magnetic field in a direction parallel to the arrangement direction of the first and second side portions while reducing the size. That is, when the bias magnet has a two-pole structure, the magnetic pole surface is formed in the first side portion or the second side portion by facing the direction parallel to the arrangement direction of the first and second side portions. Where the magnet length in the direction between the magnetized surfaces (X direction in FIG. 3) is short and the generated magnetic force is weak, the first side or the second side when the bias magnet has a four-pole structure. This makes it possible to increase the magnet length in the direction between the magnetized surfaces (the Z direction in FIG. 3). Therefore, when the bias magnet has a quadrupole structure, the strength of the magnetic field can be increased with a small volume, and by obtaining the necessary magnetic force with a small magnet, the arrangement direction of the first and second side portions can be determined. Control accuracy for creating a parallel magnetic field in parallel directions can be improved. In other words, the detection accuracy can be improved.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態における電流センサは、例えば、車載バッテリ等に接続されるバスバーに流れる被検出電流を検出するものに用いられると好適である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the current sensor in the present embodiment is preferably used for detecting a current to be detected flowing in a bus bar connected to an in-vehicle battery or the like.
図1および図2に示されるように、電流センサは、基板10上に、磁気検出素子20、バイアス磁石30、回路チップ40が搭載され、回路チップ40と電気的に接続される接続端子50のアウターリード部が露出するように各部材10〜50がモールド樹脂60に封止されて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the current sensor includes a
基板10は、CuやFe等の板材をエッチングやプレス加工等によって形成されるアイランドや接続リード等を有するリードフレームのアイランドにて構成されるものであり、一面10aおよび他面10bを有する矩形板状とされている。
The
磁気検出素子20は、例えば、異方性磁気抵抗素子(AMR)、巨大磁気抵抗素子(GMR)、トンネル磁器抵抗素子(TMR)等が形成された周知のセンサチップを用いて構成されており、印加される磁界に応じたセンサ信号を出力するものである。
The
バイアス磁石30は、磁気検出素子20にバイアス磁界Bbを印加するものであってフェライト等で構成されており、図3および図4に示されるように、矩形板状の底部31と、底部31の一面31aに備えられた第1、第2側部32、33とにより構成される断面U字型とされている。
The
具体的には、底部31の面方向における長手方向をX方向(図3中紙面左右方向)、X方向と直交し、かつ底部31の面方向と平行な方向をY方向(図3中紙面上下方向)、X方向およびY方向と直交する方向をZ方向(図4中紙面上下方向)とすると、底部31のX方向における一端部にZ方向に突出する柱状の第1側部32が備えられ、底部31のX方向における他端部にZ方向に突出する柱状の第2側部33が備えられ、第1、第2側部32、33は対向して配置されている。つまり、X方向とは、言い換えると、第1、第2側部32、33の配列方向といえる。また、第1、第2側部32、33は、それぞれY方向の長さが底部31のY方向の長さと同じとされている。
Specifically, the longitudinal direction in the surface direction of the
そして、図4に示されるように、バイアス磁石30は、第1側部32がN極、第2側部33がS極とされている。また、底部31は、極性がX方向およびZ方向(図4中紙面上下方向)にそれぞれ均等に2分割されており、第1、第2側部33、33が備えられる一面31a側であって第1側部32と連結されている第1領域31bがN極、この第1領域31bと厚さ方向に連結されている第2領域31cがS極、一面31a側であって第2側部33と連結されている第3領域31dがS極、この第3領域31dと厚さ方向に連結されている第4領域31eがN極とされている。
As shown in FIG. 4, the
つまり、本実施形態のバイアス磁石30は、4極構造の磁石とされている。そして、バイアス磁石30における底部31の一面31aの略中央部に、具体的には後述するが、X方向に延びる磁力線が通過するように上記磁気検出素子20が配置されている。
That is, the
なお、磁気検出素子20に印加されるバイアス磁界Bbとは、磁気検出素子20を通過する磁力線によって構成されるものである。
The bias magnetic field Bb applied to the
回路チップ40は、図1および図2に示されるように、基板10の一面10a上にバイアス磁石30と並べて配置されている。この回路チップ40は、磁気検出素子20に所定の電圧を印加する電源回路や磁気検出素子20から出力されるセンサ信号に対して所定の演算処理を行う演算回路が形成された周知のものが用いられ、図示しないワイヤを介して磁気検出素子20と電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
接続端子50は、リードフレームの接続リードで構成され、基板10の端部の外側にて基板10とは分離して配置されている。そして、回路チップ40と図示しないワイヤを介して電気的に接続されている。
The
モールド樹脂60は、例えば、エポキシ樹脂等からなり、接続端子50のうちアウターリード部(基板10側と反対側の部分)が露出するように、基板10、磁気検出素子20、バイアス磁石30、回路チップ40、接続端子50のうちインナーリード部(基板10側の部分)を封止している。
The
以上が本実施形態における電流センサの構成である。次に、バイアス磁石30の底部31の一面31a上に形成される磁界について、従来の電流センサにおけるバイアス磁石の一面上に形成される磁界と比較しつつ説明する。
The above is the configuration of the current sensor in the present embodiment. Next, the magnetic field formed on one
なお、バイアス磁石30の底部31の一面31a上に位置する空間には、バイアス磁石30の一面31aに形成される磁力線と同じ方向の磁力線が構成される。つまり、図5は、バイアス磁石J30の一面J31a上における磁界を示す図であると共に、バイアス磁石J30を一面J31a側から視た磁界を示す図である。同様に、図6は、バイアス磁石30の一面31a上における磁界を示す図であると共に、バイアス磁石30の一面31a側から視た磁界を示す図である。
In the space located on the one
まず、図5に示されるように、従来の電流センサにおけるバイアス磁石J30は、矩形板状とされているため、上記のように、一面J31aには、バイアス磁石J30の中心を通り、X方向に延びる磁力線と、この磁力線に対してY方向に膨らんだ磁力線が構成される。つまり、X方向に延びる磁力線は、バイアス磁石J30の中心上にしか形成されない。 First, as shown in FIG. 5, since the bias magnet J30 in the conventional current sensor has a rectangular plate shape, as described above, the surface J31a passes through the center of the bias magnet J30 in the X direction. The extending magnetic field lines and the magnetic field lines swollen in the Y direction with respect to the magnetic field lines are configured. That is, the magnetic field lines extending in the X direction are formed only on the center of the bias magnet J30.
これに対し、本実施形態では、バイアス磁石30は、底部31に、N極である第1側部32とS極である第2側部33とが対向して備えられている。このため、底部31の一面31aには、第1側部32の中央部と第2側部33の中央部との間に配置されている部分にX方向に延びる磁力線が構成される。
On the other hand, in the present embodiment, the
つまり、従来のバイアス磁石J30に対して、底部31の一面31aに形成される磁力線のうちX方向の磁力線を増加させることができる。このため、磁気検出素子20の取付位置が底部31の中心から領域Aにずれたとしても、磁気検出素子20にはX方向に延びる磁力線が通過する。
That is, the magnetic field lines in the X direction among the magnetic field lines formed on the one
以上説明したような電流センサは、図1に示されるように、本発明の被検出電流経路に相当するバスバー70に組みつけられて用いられる。具体的には、電流センサは、バスバー70に流れる電流方向(図1中紙面左右方向)と、第1、第2側部32、33の配列方向(図6中X方向)とが平行となるように、バスバー70に組み付けられる。そして、磁気検出素子20は、バイアス磁界Bb(磁気検出素子20を通過する磁力線)と電流磁界Biとによって構成される合成磁界Bsが印加されるため、合成磁界Bsに応じたセンサ信号を出力する。これにより、センサ信号が回路チップ40で所定の演算をされた後に接続端子50を介して外部回路に出力され、外部回路で被検出電流が測定される。
As shown in FIG. 1, the current sensor as described above is used by being assembled to a
以上説明したように、本実施形態の電流センサでは、バイアス磁石30が第1、第2側部32、33を有する断面U字型とされている。このため、底部31の一面31aには、第1側部32の中央部と第2側部33の中央部との間に配置されている部分にX方向に延びる磁力線が構成される(図6参照)。つまり、従来のバイアス磁石J30に対して、底部31の一面31aに形成される磁力線のうちX方向の磁力線を増加させることができる。このため、磁気検出素子20の取付位置が底部31の一面31aの中心から多少ずれたとしても、磁気検出素子20にはX方向の磁力線が通過することになり、検出精度が低下することを抑制できる。言い換えると、検出精度を低下させずに磁気検出素子20の取付範囲を広くすることができる。
As described above, in the current sensor of this embodiment, the
また、本実施形態では、バイアス磁石30を4極構造としているため、小型化しつつX方向に平行磁界をつくるための制御精度を向上させることができる。すなわち、バイアス磁石30が2極構造の場合には、磁極面がX方向を向くことで、第1側部32または第2側部33の部分で構成される磁石着磁面間方向(図3中のX方向)の磁石長さが短く、発生する磁力が弱いのに対し、バイアス磁石30が4極構造の場合には、第1側部32または第2側部33の部分で構成される磁石の磁石着磁面間方向(図3中のZ方向)の磁石長さを長くすることが可能となる。したがって、バイアス磁石30が4極構造の場合には、小さな体積で磁界の強さを大きくすることができ、小型な磁石で必要な磁力を得ることで、X方向に平行磁界をつくるための制御精度を向上させることができる。言い換えれば、検出精度を向上させることができる。
In the present embodiment, since the
なお、2極構造のバイアス磁石30とは、底部31の極性がX方向に2分割され、第1側部32と連なる領域がN極、第2側部33と連なる領域がS極とされた磁石のことである。
In the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してバイアス磁石30の構成を変更したものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the
図7に示されるように、本実施形態のバイアス磁石30は、第1側部32において、第2側部33と対向する面のうち中央部に底部31の一面31aと反対側の端部から底部31の一面31aに達する溝34がZ方向に延設されている。また、第2側部33において、第1側部32と対向する面のうち中央部に底部31の一面31aと反対側の端部から底部31の一面31aに達する溝35がZ方向に延設されている。そして、これら各溝34、35は同じ形状とされており、溝34、35同士が対向している。
As shown in FIG. 7, the
言い換えると、本実施形態の第1側部32は、Y方向に3分割された3つの領域からなり、第1中央領域32aと、この第1中央領域32aを挟み、第2側部33に向かって突出する2つの第1端部領域32bとが一体化されて構成されているといえる。また、第2側部33は、Y方向に3分割された3つの領域からなり、第2中央領域33aと、この第2中央領域33aを挟み、第1側部32に向かって突出する2つの第2端部領域33bとが一体化されて構成されているといえる。
In other words, the
すなわち、本実施形態のバイアス磁石30は、対向する第1、第2中央領域32a、33aの間隔が、対向する第1、第2端部領域32b、33bの間隔より長くされている。このため、対向する第1、第2中央領域32a、33aの間に構成される磁界が対向する第1、第2端部領域32b、33bの間に構成される磁界より弱くなる。
That is, in the
これによれば、図8に示されるように、対向する第1、第2中央領域32a、33aの間に構成される磁力線のうち第1、第2端部領域32b、33b側の磁力線は、第1、第2端部領域32b、33b側に膨らんだ磁力線となり、対向する第1、第2端部領域32b、33bの間に構成される磁力線のうち第1、第2中央領域32a、33a側の磁力線は第1、第2中央領域32a、33a側に膨らんだ磁力線となる。また、対向する第1、第2中央領域32a、33aの間に構成される磁界は対向する第1、第2端部領域32b、33bの間に構成される磁界より弱くされている。
According to this, as shown in FIG. 8, the magnetic field lines on the first and
このため、図7および図8に示されるように、対向する第1、第2中央領域32a、33aの間に構成される磁力線のうち第1、第2端部領域32b、33b側の磁力線は、対向する第1、第2端部領域32b、33bの間に構成される磁力線のうち第1、第2中央領域32a、33a側の磁力線に干渉されてX方向と平行になりやすい。
For this reason, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, the magnetic field lines on the first and
したがって、X方向に延びる磁力線をさらに増加させることができ、より磁気検出素子20の取付位置のずれに対して検出精度が低下することを抑制できる。
Therefore, it is possible to further increase the magnetic lines of force extending in the X direction, and it is possible to further suppress the detection accuracy from being lowered with respect to the displacement of the mounting position of the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第2実施形態に対してバイアス磁石30の構成を変更したものであり、その他に関しては第2実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the
図9に示されるように、本実施形態のバイアス磁石30は、第1側部32に溝34が形成されておらず、第1中央領域32aおよび第1端部領域32bにおけるX方向の長さが同じとされている。また、第2側部33に溝35が形成されておらず、第2中央領域33aおよび第2端部領域33bにおけるX方向の長さが同じとされている。
As shown in FIG. 9, in the
そして、本実施形態では、第1、第2側部32、33の第1、第2中央領域32a、33aは弱磁性材料であるフェライト等で構成されている。また、第1、第2側部32、33の第1、第2端部領域32b、33bは、第1、第2中央領域32a、33aを構成する材料よりも磁性が強い強磁性材料であるネオジウムやサマリウムコバルト等で構成されている。
In the present embodiment, the first and second
このような電流センサとしても、対向する第1、第2中央領域32a、33aの間に構成される磁界が対向する第1、第2端部領域32b、33bの間に構成される磁界より弱くなるため、上記第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
Even in such a current sensor, the magnetic field formed between the first and second
なお、本実施形態において、バイアス磁石30の全体を弱磁性体材料で構成し、第1端部領域32bのうち第2端部領域33bと対向する面および第2端部領域33bのうち第1端部領域32bと対向する面に強磁性材料で構成されたシート等を貼り付けるようにしても同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
(他の実施形態)
(1)上記第1〜第3実施形態では、磁気検出素子20およびバイアス磁石30がモールド樹脂60で封止されたものを説明したが、磁気検出素子20およびバイアス磁石30はモールド樹脂60で封止されていなくてもよい。この場合、例えば、磁気検出素子20のみをモールド樹脂等で封止するようにしてもよい。
(Other embodiments)
(1) In the first to third embodiments, the
また、上記各実施形態を組み合わせた電流センサとしてもよい。すなわち、上記第2実施形態と上記第3実施形態を組み合わせ、第1側部32に溝34を形成すると共に第2側部33に溝35を形成しつつ、第1、第2中央領域32a、33aを弱磁性材料で構成すると共に第1、第2端部領域32b、33bを強磁性材料で構成するようにしてもよい。
Moreover, it is good also as a current sensor which combined said each embodiment. That is, the first and second central regions 32a, the second embodiment and the third embodiment are combined to form the
さらに、上記各実施形態において、バイアス磁石30を2極構造の磁石としてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the
(2)上記第2、第3実施形態では、対向する第1、第2中央領域32a、33aの間に構成される磁界が対向する第1、第2端部領域32b、33bの間に構成される磁界より弱くなるバイアス磁石30を用いた電流センサを説明したが、このようなバイアス磁石30の構成は上記第2、第3実施形態に限られるものではない。
(2) In the second and third embodiments, the magnetic field formed between the opposed first and second
例えば、図10に示されるように、第1側部32のうち第2側部33と対向する面と反対側の面の中央部に溝34をZ方向に延設し、第2側部33のうち第1側部32と対向する面と反対側の面の中央部に溝34をZ方向に延設してもよい。第1、第2側部32、33の間に形成される磁界は、第1、第2側部32、33のX方向の長さにも依存し、第1、第2側部32、33の間隔がY方向に一定である場合には、X方向の長さが長くなる部分ほど磁界が強くなるため、このようなバイアス磁石30を用いた電流センサとしても上記第2、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。
For example, as shown in FIG. 10, a
また、上記第2実施形態の変形例として、図11に示されるように、底部31の一面31aにおいて、第1側部32の中心と第2側部33の中心との間隔が最も長くなり、第1側部32のY方向における端部と第2側部33のY方向における端部との間隔が最も短くなるようなバイアス磁石30を用いてもよい。つまり、第1側部32のうち第2側部33と対向する面および第2側部33のうち第1側部32と対向する面をテーパ状にしてもよい。
As a modification of the second embodiment, as shown in FIG. 11, the distance between the center of the
同様に、図10の変形例として、図12に示されるように、第1側部32のうち第2側部33と対向する一面と反対側の面および第2側部33のうち第1側部32と対向する一面と反対側の面をテーパ状にしてもよい。
Similarly, as a modification of FIG. 10, as shown in FIG. 12, the surface on the opposite side to the surface facing the
また、上記各実施形態では、底部31が基板10と接合されているものを説明したが、次のようにしてもよい。すなわち、図13(a)に示されるように、基板10の一面10aに磁気検出素子20を直接搭載すると共に、磁気検出素子20と底部31の中央部とが対向するように、バイアス磁石30のうち第1、第2側部32、33における一面31aと反対側の端部を基板10に接合するようにしてもよい。また、図13(b)に示されるように、図13(a)の変形例として、底部31の一面31aに磁気検出素子20を搭載した状態で、バイアス磁石30のうち第1、第2側部32、33における一面31aと反対側の端部を基板10に接合するようにしてもよい。
In the above embodiments, the bottom 31 is bonded to the
さらに、図13(c)に示されるように、基板10の一面10aに磁気検出素子20を直接搭載すると共に、基板10の他面10bに、磁気検出素子20と底部31の中央部とが対向するように、バイアス磁石30のうち第1、第2側部32、33における一面31aと反対側の端部を接合するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 13C, the
このような電流センサとしても、上記のように、バイアス磁石30の底部31の一面31a上に位置する空間には、バイアス磁石30の一面31aに形成される磁力線と同じ方向の磁力線が構成されるため、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
Also in such a current sensor, as described above, the magnetic force lines in the same direction as the magnetic force lines formed on the one
さらに、図14(a)に示されるように、底部31の一面31aに磁気検出素子20を搭載したバイアス磁石30の底部31をバスバー70に直接接合してもよい。また、図14(b)に示されるように、磁気検出素子20をバスバー70に直接搭載すると共に、磁気検出素子20と底部31の中央部とが対向するように、バイアス磁石30のうち第1、第2側部32、33における一面31aと反対側の端部をバスバー70に接合するようにしてもよい。そして、図14(c)に示されるように、図14(b)の変形例として、底部31の一面31aに磁気検出素子20を搭載した状態で、バイアス磁石30のうち第1、第2側部32、33における一面31aと反対側の端部をバスバー70に接合するようにしてもよい。さらに、図14(d)に示されるように、バスバー70の一面に磁気検出素子20を直接搭載すると共に、バスバー70の他面に、磁気検出素子20の中心と底部31の中央部とが対向するように、バイアス磁石30のうち第1、第2側部32、33における一面31aと反対側の端部を接合するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 14A, the bottom 31 of the
なお、このような電流センサとした場合には、磁気検出素子20、バイアス磁石30、バスバー70のうち磁気検出素子20およびバイアス磁石30を搭載する部分をモールド樹脂等で封止するようにしてもよい。また、磁気検出素子20のみをモールド樹脂等で封止するようにしてもよい。
In the case of such a current sensor, a portion of the
10 基板
20 磁気検出素子
30 バイアス磁石
31 底部
31a 一面
32 第1側部
33 第2側部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記合成磁界に応じたセンサ信号を出力する磁気検出素子(20)と、を備え、
前記バイアス磁石は、一面(31a)を有する底部(31)と、前記底部の一面に備えられ、前記一面の面方向と垂直方向に突出するN極の第1側部(32)と、前記底部の一面のうち前記第1側部と異なる領域に備えられ、前記一面の面方向と垂直方向に突出すると共に前記第1側部と対向配置されたS極の第2側部(33)と、を有し、
前記底部は、前記一面側において、前記第1、第2側部の配列方向と直交する方向であって前記一面に沿った方向に極性が分割され、前記第1側部側の領域(31b)がN極とされていると共に、前記第2側部側の領域(31d)がS極とされており、
前記磁気検出素子は、前記第1、第2側部の配列方向と平行な方向に延びる磁力線が通過する状態で配置されていることを特徴とする電流センサ。 A bias magnet (30) that generates a bias magnetic field (Bb) that constitutes a combined magnetic field (Bs) together with a current magnetic field (Bi) generated by the flow of the detected current through the detected current path (70);
A magnetic detection element (20) for outputting a sensor signal corresponding to the combined magnetic field,
The bias magnet includes a bottom portion (31) having one surface (31a), a first side portion (32) of an N pole that is provided on one surface of the bottom portion and projects in a direction perpendicular to the surface direction of the one surface, and the bottom portion. A second side portion (33) of an S pole that is provided in a region different from the first side portion of the one surface, protrudes in a direction perpendicular to the surface direction of the one surface and is opposed to the first side portion; Have
The bottom portion is divided in a direction perpendicular to the arrangement direction of the first and second side portions and along the one surface side on the one surface side, and the region (31b) on the first side portion side. Is the N pole, and the region (31d) on the second side is the S pole,
The current sensor, wherein the magnetic detection element is arranged in a state in which a magnetic force line extending in a direction parallel to the arrangement direction of the first and second side portions passes.
The current sensor according to claim 1, wherein the magnetic detection element is mounted at a central portion of the one surface.
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