JP6520896B2 - 磁気センサ用インダクタンス素子及びこれを備える磁気センサ - Google Patents

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Description

本発明は磁気センサ用インダクタンス素子及びこれを備える磁気センサに関し、特に、フラックスゲート型の磁気センサ用インダクタンス素子及びこれを備える磁気センサに関する。
外部磁場を検出する磁気センサとして、フラックスゲート型の磁気センサが知られている。特許文献１及び２には、フラックスゲート型の磁気センサの例が示されている。
特許文献１及び２に記載されたフラックスゲート型の磁気センサは、基板上に形成されたフラックスゲートコアと、その周囲に巻回されたソレノイドコイルを備えている。このうち、特許文献１に記載されたフラックスゲート型の磁気センサでは、フラックスゲートコアが一方向に直線的に延在しており、これにより当該方向に生じている磁束を検出することができる。一方、特許文献２に記載されたフラックスゲート型の磁気センサでは、フラックスゲートコアがループ状であり、これにより閉磁路が構成されている。
国際公開第２０１０／１３４３４８号 特開２００９−２８１８号公報
しかしながら、特許文献１に記載されたフラックスゲート型の磁気センサは、フラックスゲートコアが直線的な形状を有していることから、反磁場の影響を抑えるためには、フラックスゲートコアの長さを一方向に長くする必要が生じ、素子サイズが大型化するという問題があった。特許文献２に記載されたフラックスゲート型の磁気センサにおいても、検出感度を高めるためには、ループ状のフラックスゲートコアを大型化する必要が生じ、やはり素子サイズが大型化してしまう。
したがって、本発明は、小型で且つ検出感度の高いフラックスゲート型の磁気センサ用インダクタンス素子及びこれを備える磁気センサを提供することを目的とする。
本発明による磁気センサ用インダクタンス素子は、基体と、前記基体上に設けられた可飽和磁性薄板磁心と、前記可飽和磁性薄板磁心の周囲に巻回されたコイル導体とを備え、前記可飽和磁性薄板磁心は、第１の方向に直線的に延在する第１の区間とメアンダ状である第２の区間を含み、前記コイル導体は、前記可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回されていることを特徴とする。
また、本発明による磁気センサは、上記の磁気センサ用インダクタンス素子と、前記コイル導体に接続された検出回路とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、可飽和磁性薄板磁心が直線的な第１の区間とメアンダ状である第２の区間を含んでいることから、物理長を拡大することなく、実効磁路長を拡大することができる。しかも、直線的な第１の区間にコイル導体を巻回していることから、コイル導体と可飽和磁性薄板磁心を効率よく磁気結合させることができる。これにより、小型で且つ検出感度の高いフラックスゲート型の磁気センサ用インダクタンス素子及びこれを備える磁気センサを提供することが可能となる。
本発明において、前記可飽和磁性薄板磁心は、メアンダ状である第３の区間をさらに含み、前記第１の区間の両端は、それぞれ前記第２及び第３の区間に接続されていても構わない。これによれば、メアンダ状の区間が複数設けられることから、素子サイズの大型化を抑制しつつ、実効磁路長をより拡大することができる。或いは、前記可飽和磁性薄板磁心は、前記第１の方向に直線的に延在する第４の区間をさらに含み、前記第２の区間の両端は、それぞれ前記第１及び第４の区間に接続されていても構わない。これによれば、直線状の区間が複数設けられることから、コイル導体のターン数を増大することができる。
本発明において、前記基体は、前記第１の方向と直交する第２の方向における幅が第１の幅である第１の搭載領域と、前記第２の方向における幅が前記第１の幅よりも広い第２の幅である第２の搭載領域と含む形状を有し、前記可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間は、前記基体の前記第１の搭載領域上に設けられ、前記可飽和磁性薄板磁心の前記第２の区間は、前記基体の前記第２の搭載領域上に設けられ、前記コイル導体は、前記基体の前記第１の搭載領域の周囲に巻回されていても構わない。これによれば、バルク状の基体を用いたシンプルな磁気センサ用インダクタンス素子を提供することが可能となる。
この場合、前記基体の前記第２の搭載領域に設けられ、前記コイル導体の端部に接続される端子電極をさらに備えることが好ましい。これによれば、表面実装型の磁気センサ用インダクタンス素子を提供することが可能となる。
また、本発明による磁気センサ用インダクタンス素子は、前記基体の前記第２の搭載領域に固定され、前記第２の方向に生じる磁束をバイパスさせる磁気シールドをさらに備えていても構わない。これによれば、第１の方向の磁束に対する選択性を高めることが可能となる。
本発明において、前記基体は、積層された複数の絶縁基板を含み、前記可飽和磁性薄板磁心は、前記複数の絶縁基板が有する第１の表面に形成され、前記コイル導体は、前記複数の絶縁基板が有する前記第１の表面とは異なる第２及び第３の表面にそれぞれ形成された第１及び第２の平面導体パターンと、前記複数の絶縁基板の少なくとも一つを貫通して設けられ、前記第１の平面導体パターンと前記第２の平面導体パターンを接続する第１のスルーホール導体とを含んでいても構わない。これによれば、積層プロセスを用いて磁気センサ用インダクタンス素子を作製することが可能となる。
この場合、前記複数の絶縁基板は、この順に積層された第１、第２、第３及び第４の絶縁基板を少なくとも含み、前記第１の表面は、前記第２の絶縁基板と前記第３の絶縁基板の間に位置し、前記第２の表面は、前記第１の絶縁基板と前記第２の絶縁基板の間に位置し、前記第３の表面は、前記第３の絶縁基板と前記第４の絶縁基板の間に位置することが好ましい。これによれば、第１乃至第３の表面が外部に露出しないことから、製品の信頼性を高めることが可能となる。
また、本発明による磁気センサ用インダクタンス素子は、前記複数の絶縁基板が有する前記第１乃至第３の表面とは異なる第４の表面に形成され、測定対象電流が流れるバスバー層をさらに備えていても構わない。これによれば、バスバー層に流れる測定対象電流によって生じる磁界を可飽和磁性薄板磁心に印加することが可能となる。
本発明において、前記可飽和磁性薄板磁心は、第１及び第２の可飽和磁性薄板磁心を含み、前記コイル導体は、第１及び第２のコイル導体を含み、前記第１のコイル導体は、前記第１の可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回され、前記第２のコイル導体は、前記第２の可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回され、前記複数の絶縁基板は、前記第１乃至第４の表面とは異なる第５乃至第７の表面をさらに有し、前記第１の可飽和磁性薄板磁心は、前記第１の表面に形成され、前記第１のコイル導体は、前記第２及び第３の表面にそれぞれ形成された前記第１及び第２の平面導体パターンと、前記第１のスルーホール導体とを含み、前記第２の可飽和磁性薄板磁心は、前記第５の表面に形成され、前記第２のコイル導体は、前記第６及び第７の表面にそれぞれ形成された第３及び第４の平面導体パターンと、前記複数の絶縁基板の少なくとも一つを貫通して設けられ、前記第３の平面導体パターンと前記第４の平面導体パターンを接続する第２のスルーホール導体とを含み、前記第４の表面は、前記第１乃至第３の表面と前記第５乃至第７の表面の間に位置していても構わない。本発明によれば、素子の平面サイズを抑制しつつ、バスバー層に流れる測定対象電流に基づいて差動信号を得ることが可能となる。
本発明において、前記可飽和磁性薄板磁心は、第１及び第２の可飽和磁性薄板磁心を含み、前記コイル導体は、第１及び第２のコイル導体を含み、前記第１のコイル導体は、前記第１の可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回され、前記第２のコイル導体は、前記第２の可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回され、前記第１及び第２の可飽和磁性薄板磁心は、いずれも前記第１の表面に形成され、前記第１のコイル導体は、前記第２及び第３の表面にそれぞれ形成された前記第１及び第２の平面導体パターンと、前記第１のスルーホール導体とを含み、前記第２のコイル導体は、前記第２及び第３の表面にそれぞれ形成された第３及び第４の平面導体パターンと、前記複数の絶縁基板の少なくとも一つを貫通して設けられ、前記第３の平面導体パターンと前記第４の平面導体パターンを接続する第２のスルーホール導体とを含み、前記バスバー層は、積層方向から見て前記第１の可飽和磁性薄板磁心と重なる第１のバスバーパターンと、積層方向から見て前記第２の可飽和磁性薄板磁心と重なる第２のバスバーパターンとを含み、前記第１及び第２のバスバーパターンには前記測定対象電流が互いに逆方向に流れるよう構成されていても構わない。本発明によれば、素子の高さを抑制しつつ、バスバー層に流れる測定対象電流に基づいて差動信号を得ることが可能となる。
本発明による磁気センサ用インダクタンス素子は、前記複数の絶縁基板が有する前記第１乃至第３の表面とは異なる第８の表面に形成され、前記第１の方向と直交する第２の方向に生じる磁束をバイパスさせる磁気シールドをさらに備えていても構わない。これによれば、第１の方向の磁束に対する選択性を高めることが可能となる。
この場合、前記磁気シールドは、前記第１の方向に生じる磁束に対して磁気抵抗となるギャップを備えることが好ましい。これによれば、検出対象となる磁束が磁気シールドを通過しにくくなることから、磁気シールドによる検出感度の低下を防止することが可能となる。
本発明において、前記コイル導体は、前記可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に共通に巻回された検出コイル及び補償コイルを含んでいても構わない。これによれば、クローズドループ制御に適した磁気センサ用インダクタンス素子を提供することが可能となる。
本発明において、前記可飽和磁性薄板磁心は、アモルファス磁性金属からなることが好ましい。これによれば、低コストで感度の高い磁気センサ用インダクタンス素子を提供することが可能となる。
このように、本発明によれば、小型で且つ検出感度の高いフラックスゲート型の磁気センサ用インダクタンス素子及びこれを備える磁気センサを提供することが可能となる。
図１は、本発明の第１の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａの外観を示す略斜視図である。 図２は、磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａの分解斜視図である。 図３は、第２の絶縁基板１２０及びコイル導体１４０を外した状態における磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａの上面図である。 図４は、磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａの磁気特性を示すグラフである。 図５は、可飽和磁性薄板磁心１３０の比透磁率の分布を示す図である。 図６は、可飽和磁性薄板磁心１３０の指向性を説明するための図である。 図７は、コイル導体１４０の内径及び外径が磁気特性に与える影響を説明するためのグラフである。 図８は、コイル導体１４０の内径及び外径が磁気特性に与える影響を説明するためのグラフである。 図９は、コイル導体１４０の内径及び外径を説明するための模式図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｂの外観を示す図であり、（ａ）は略斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。 図１１は、本発明の第３の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｃの外観を示す略斜視図である。 図１２は、本発明の第４の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｄの外観を示す略斜視図である。 図１３は、磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｄの分解斜視図である。 図１４は、磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｄの磁気特性を示すグラフである。 図１５は、可飽和磁性薄板磁心１３０の比透磁率の分布を示す図である。 図１６は、本発明の第５の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａの構成を示す略分解斜視図である。 図１７は、絶縁基板２１２，２１３上のパターン構造を説明するための平面図である。 図１８は、絶縁基板２１２上のパターン構造の変形例を説明するための平面図である。 図１９は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａを回路基板３００に搭載した状態を示す略斜視図である。 図２０は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａを備えた磁気センサ３２０の回路図である。 図２１は、本発明の第６の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｂの構成を示す略分解斜視図である。 図２２は、絶縁基板２５３，２５４上のパターン構造を説明するための平面図である。 図２３は、本発明の第７の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｃの構成を示す略分解斜視図である。 図２４は、絶縁基板２１５上のパターン構造の変形例を説明するための平面図である。 図２５は、本発明の第８の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｄの構成を示す略分解斜視図である。 図２６は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｄを回路基板３００に搭載した状態を示す略斜視図である。 図２７は、本発明の第９の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｅの構成を示す略分解斜視図である。 図２８は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｅを回路基板３００に搭載した状態を示す略斜視図である。 図２９は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｅを備えた磁気センサ３３０の回路図である。 図３０は、本発明の第１０の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｆの構成を示す略分解斜視図である。 図３１は、バスバー層２９０に流れる測定対象電流Ｉｐの方向と磁束の向きを説明するための模式図である。 図３２は、本発明の第１１の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｇの主要部の構成を示す平面図である。 図３３は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｇの等価回路図である。 図３４は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｇを備えた磁気センサ３４０の回路図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａの外観を示す略斜視図である。また、図２は、磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａの分解斜視図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａは、平面視で（ｚ方向から見て）略Ｈ型形状を有する第１及び第２の絶縁基板１１０，１２０と、第１の絶縁基板１１０と第２の絶縁基板１２０の間に挟まれた可飽和磁性薄板磁心１３０と、第１及び第２の絶縁基板１１０，１２０に巻回されたコイル導体１４０とを備える。尚、図２においては、コイル導体１４０は省略されている。
第１及び第２の絶縁基板１１０，１２０は、可飽和磁性薄板磁心１３０及びコイル導体１４０を支持するバルク状の基体であり、ＬＴＣＣ等のセラミック系絶縁材料や、アルミナ、酸化マグネシウム又はランタンアルミネート等の単結晶又は多結晶絶縁材料、或いは、ガラスエポキシ等の樹脂系絶縁材料などからなる。
図３は、第２の絶縁基板１２０及びコイル導体１４０を外した状態における磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａの上面図である。
図３に示すように、第１の絶縁基板１１０は、ｘ方向における中央部に位置する第１の搭載領域１１１と、第１の搭載領域１１１から見てｘ方向の両側に位置する第２及び第３の搭載領域１１２，１１３を有する。第２及び第３の搭載領域１１２，１１３のｙ方向における幅Ｗ２は、第１の搭載領域１１１のｙ方向における幅Ｗ１よりも広い。また、第２及び第３の搭載領域１１２，１１３は、第１の搭載領域１１１よりもｚ方向における厚みが大きい。第２の絶縁基板１２０の平面形状（ｘｙ形状）も第１の絶縁基板１１０の平面形状と同じであるが、本実施形態では第２の絶縁基板１２０のｚ方向における厚みは一定であり、且つ、第１の絶縁基板１１０のｚ方向における厚みよりも薄く設定されている。これにより、第１の絶縁基板１１０と第２の絶縁基板１２０を重ねると、全体としてボビン形状となる。
可飽和磁性薄板磁心１３０は、透磁率の高い軟磁性材料からなる薄板であり、その厚さは例えば１０〜数百μｍ程度である。特に限定されるものではないが、可飽和磁性薄板磁心１３０の材料としては、Ｆｅ系／Ｃｏ系のアモルファス磁性金属を用いることが好ましい。Ｆｅ系／Ｃｏ系のアモルファス磁性金属は、フェライトなどの磁性材料と比べて透磁率が非常に高いことから、微弱な磁場を高感度に検出することができる。
可飽和磁性薄板磁心１３０は、あらかじめ所定の平面形状に成型したＦｅ／Ｃｏ系のアモルファス磁性薄板を第１の絶縁基板１１０に貼り付けても構わないし、第１の絶縁基板１１０の表面にＦｅ／Ｃｏ系のアモルファス磁性をスパッタリング等により形成した後、パターニングすることによって形成しても構わない。パターニング方法としては、コストが安価なウェットエッチングを用いることが好ましい。この場合、スピンコーティング法によってＦｅ／Ｃｏ系アモルファス磁性材料上にフォトレジストを塗布した後、露光装置を用いて露光を行う。この時、露光装置の露光部とフォトレジストとの間に、ネガパターンがプリントされたガラスマスクを介在させることで、非エッチング領域のみを露光する。そして、第１の絶縁基板１１０をエッチング液に入れて不要なＦｅ／Ｃｏ系アモルファス磁性材料を取り除き、さらに、フォトレジストを除去剤により取り除けば、所望の平面形状を有する可飽和磁性薄板磁心１３０を得ることができる。
図３に示すように、可飽和磁性薄板磁心１３０は、第１の搭載領域１１１上に設けられた第１の区間１３１と、第２の搭載領域１１２上に設けられた第２の区間１３２と、第３の搭載領域１１３上に設けられた第３の区間１３３とを有している。第１の区間１３１はｘ方向に直線的に延在し、その一端は第２の区間１３２の一端に接続され、他端は第３の区間１３３の一端に接続される。
第２及び第３の区間１３２，１３３はメアンダ状に蛇行している。つまり、ｙ方向に延びる成分を有しており、これにより、可飽和磁性薄板磁心１３０のｘ方向における物理長よりも実効磁路長が拡大されている。第２及び第３の区間１３２，１３３の他端は、ｘ方向に開放されている。尚、図２及び図３に示す例では、第２及び第３の区間１３２，１３３がｙ方向に折り返す部分をそれぞれ２箇所有しているが、本発明がこれに限定されるものではなく、より多くの折り返し部分を有していても構わない。また、折り返し部分の形状についても、直角に曲がる形状である必要はなく、曲線的に曲がる形状であっても構わない。
このような形状を有する可飽和磁性薄板磁心１３０は、第１の絶縁基板１１０と第２の絶縁基板１２０の間に挟み込まれ、これによって物理的に保護される。第１及び第２の絶縁基板１１０，１２０の表面は平坦であっても構わないが、一方又は両方の表面に可飽和磁性薄板磁心１３０を収容する凹部を設けておけば、可飽和磁性薄板磁心１３０に物理的なストレスがかかることがない。
コイル導体１４０は、第１の絶縁基板１１０と第２の絶縁基板１２０を重ねた状態で、第１の搭載領域１１１の周囲に巻回されている。これにより、可飽和磁性薄板磁心１３０のうち、第１の区間１３１の周囲にコイル導体１４０が巻回されることになる。ここで、第１の搭載領域１１１は、第２及び第３の搭載領域１１２，１１３よりもｙ方向における幅が狭いことから、コイル導体１４０の脱落が防止されるとともに、空芯部分が少なくなり可飽和磁性薄板磁心１３０と効率よく磁気結合することができる。また、第１の絶縁基板１１０は、第１の搭載領域１１１における厚みが薄く設定されていることから、磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａを回路基板に搭載した場合に、コイル導体１４０と回路基板の干渉が防止される。
コイル導体１４０を構成するワイヤの本数については特に限定されないが、本実施形態においてはコイル導体１４０が２本のワイヤによって構成されている。そして、２本のワイヤの一端は、第１の絶縁基板１１０の第２の搭載領域１１２に設けられた端子電極１５１，１５２にそれぞれ接続され、２本のワイヤの他端は、第１の絶縁基板１１０の第３の搭載領域１１３に設けられた端子電極１５３，１５４にそれぞれ接続される。コイル導体１４０を構成する２本のワイヤは、一方を検出コイル、他方を補償コイルとして用いれば、いわゆるクローズドループ制御を行うことが可能となる。
図４は、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａの磁気特性を示すグラフである。図４において、実線は、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａの磁気特性を示し、破線は、比較例による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｘの磁気特性を示している。比較例による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｘは、ｘ方向におけるサイズ（物理長）については本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａと同じであるが、可飽和磁性薄板磁心１３０の全体が直線的であり、メアンダ状の区間を有していない。
図４に示すように、横軸を外部磁場の強度（Ｈｅｘｔ）、縦軸をコイル導体１４０の１ターンあたりのインダクタンス（ＡＬ−Ｖａｌｕｅ）とすると、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａでは、外部磁場の変化に応じてインダクタンスが急峻且つリニアに変化する特性が得られている。これに対し、比較例による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｘでは、外部磁場の変化に応じてインダクタンスが複雑に変化するばかりでなく、インダクタンスがほとんど変化しない磁場領域が存在するため、磁場強度の正確な測定が困難である。磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａと１００Ｘにこのような差が生じるのは、物理長が同じであっても、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａの方が実効磁路長が長いため、反磁場の影響が小さくなるためである。
図５（ａ）〜（ｃ）は、可飽和磁性薄板磁心１３０の比透磁率の分布を示す図であり、それぞれ図４に示す領域Ａ〜Ｃにおける比透磁率の分布を示している。図５においては、明るさが明るいほど比透磁率が高く、暗いほど比透磁率が低い。
図５（ａ）に示すように、外部磁場が弱い領域Ａにおいては、可飽和磁性薄板磁心１３０は飽和しておらず、したがって各部分とも比透磁率は十分に高い。そして、図５（ｂ）に示すように、外部磁場が中程度である領域Ｂにおいては、可飽和磁性薄板磁心１３０の第１の区間１３１から飽和が始まり、外部磁場が強くなるほど飽和する部分が広がっていく。そして、図５（ｃ）に示すように、外部磁場が強い領域Ｃにおいては、可飽和磁性薄板磁心１３０は完全に飽和し、磁場強度の変化に伴うインダクタンスの変化がほとんど無くなる。
図６は可飽和磁性薄板磁心１３０の指向性を説明するための図であり、（ａ）は外部磁場Ｈｅｘｔの磁束方向がｘ方向である場合を示し、（ｂ）は外部磁場Ｈｅｘｔの磁束方向がｙ方向である場合を示している。
図６（ａ）に示すように、外部磁場Ｈｅｘｔの磁束方向がｘ方向である場合、可飽和磁性薄板磁心１３０には磁束Φ１が生じる。この磁束Φ１は、メアンダ状の可飽和磁性薄板磁心１３０に沿って流れ、合成するとｘ方向の長さ分、可飽和磁性薄板磁心１３０の内部を流れることになり、この磁束によって磁気飽和が生じ、磁気抵抗が大きくなる。磁気抵抗は、インダクタンスに逆比例することから、インダクタンス値が減少する。これに対し、図６（ｂ）に示すように外部磁場Ｈｅｘｔの磁束方向がｙ方向である場合は、可飽和磁性薄板磁心１３０には磁束Φ２，Φ３が生じる。この磁束Φ２，Φ３は、ｘ方向に延在する部分１３９において打ち消されることから、外部磁場Ｈｅｘｔによって可飽和磁性薄板磁心１３０の内部を流れる磁束は合成すると小さくなる。そのため、磁気飽和が生じにくく、磁気抵抗の変化も小さいため、インダクタンス値の変化も小さい。このように、本実施形態においては、可飽和磁性薄板磁心１３０がｙ方向に蛇行しながらｘ方向に延在するメアンダ形状を有していることから、ｘ方向の外部磁場に対する指向性が高められる。
図７及び図８は、コイル導体１４０の内径及び外径が磁気特性に与える影響を説明するためのグラフであり、図７は外部磁場の強度（Ｈｅｘｔ）とインダクタンス（ＡＬ−Ｖａｌｕｅ）との関係を示し、図８はコイル導体１４０に流れる電流（Ｉｓ）とインダクタンス（ＡＬ−Ｖａｌｕｅ）との関係を示している。
図７及び図８のいずれにおいても、符号Ｃａはコイル導体１４０のｙｚ断面が図９（ａ）に示すサイズを有している場合の特性を示しており、符号Ｃｂはコイル導体１４０のｙｚ断面が図９（ｂ）に示すサイズを有している場合の特性を示している。図９（ａ）に示すコイル導体１４０は、内径が１．４ｍｍ×１．０ｍｍ、外径が２．６ｍｍ×２．２ｍｍであるのに対し、図９（ｂ）に示すコイル導体１４０は、内径が２．４ｍｍ×２．０ｍｍ、外径が３．６ｍｍ×３．２ｍｍである。
図７に示すように、コイル導体１４０に電流を流すことによって外部磁場を発生させると、符号Ｃａに示す特性ではインダクタンスが十分に低下するのに対し、符号Ｃｂに示す特性では空芯作用が強くなるため、インダクタンスが十分に低下しない。また、図８に示すように、コイル導体１４０に電流を流すことによって所定のインダクタンスを得る場合、符号Ｃａに示す特性に比べ、符号Ｃｂに示す特性では、コイル導体１４０と可飽和磁性薄板磁心１３０の距離が離れているため、より多くの電流Ｉｓが必要となる。しかも、コイル導体１４０の内径及び外径が大きいとワイヤ長が長くなるため、抵抗成分が増大するだけでなく、重量やコストも増大してしまう。このような点を考慮すれば、コイル導体１４０はできるだけ可飽和磁性薄板磁心１３０の近傍に巻回することが好ましい。
そして、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａでは、第１の絶縁基板１１０の第１の搭載領域１１１がｙ方向にくびれており、全体としてＨ型形状を有していることから、コイル導体１４０を可飽和磁性薄板磁心１３０の第１の区間１３１に近づけて巻回することができ、良好な特性を得ることが可能となる。
以上説明したように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａは、可飽和磁性薄板磁心１３０がメアンダ状の第２及び第３の区間１３２，１３３を有していることから、ｘ方向における素子サイズを抑制しつつ、実効磁路長を拡大することが可能となる。しかも、コイル導体１４０は直線的な第１の区間１３１の周囲に巻回され、この部分において基体のｙｚ断面が縮小されていることから、コイル導体１４０と可飽和磁性薄板磁心１３０の距離を短縮することもできる。これらにより、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａは、小型で且つ高い検出感度を得ることが可能となる。
＜第２の実施形態＞
図１０は本発明の第２の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｂの外観を示す図であり、（ａ）は略斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｂは、磁気シールド１６０を備えている点において、第１の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａと相違している。また、磁気シールド１６０とコイル導体１４０との干渉を防止するため、第２の絶縁基板１２０のｘ方向における両端に位置する鍔状領域１２２，１２３のｚ方向における高さが中央領域１２１のｚ方向における高さよりも高く設定されている。その他の構成は、第１の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ａと同一であることから、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
磁気シールド１６０はパーマロイなどの軟磁性材料からなり、ｘｙ平面からなる天面１６１とｘｚ平面を有する２つの側面１６２，１６３を有している。天面１６１は、第１及び第２の絶縁基板１１０，１２０からなる基体をｚ方向から覆い、２つの側面１６２，１６３は第１及び第２の絶縁基板１１０，１２０からなる基体をｙ方向から覆う。これに対し、基体のｘ方向における両側は磁気シールド１６０によって覆われておらず、開放されている。磁気シールド１６０は、コイル導体１４０と干渉しないよう、第１の絶縁基板１１０の第２及び第３の搭載領域１１２，１１３、或いは、第２の絶縁基板１２０の鍔状領域１２２，１２３に固定されている。
磁気シールド１６０は、ノイズとなる磁束をバイパスさせることにより、指向性を高める役割を果たす。本実施形態においてノイズとなる磁束はｙ方向の磁束であり、ｙ方向の磁束が可飽和磁性薄板磁心１３０を通ることなく、磁気シールド１６０をバイパスすることによって、検出すべきｘ方向の磁束に対する指向性を高めることが可能となる。
＜第３の実施形態＞
図１１は、本発明の第３の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｃの外観を示す略斜視図である。
図１１に示すように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｃは、磁気シールド１６０にスリット１６４が設けられている点において、第２の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｂと相違している。その他の構成は、第２の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｂと同一であることから、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
スリット１６４は、磁気シールド１６０をｘ方向に分断するよう、天面１６１においてはｙ方向に延在し、側面１６２，１６３においてはｚ方向に延在している。磁気シールド１６０にこのようなスリット１６４を設ければ、このスリット１６４がｘ方向の磁束に対して磁気抵抗となるギャップとして機能することから、検出すべきｘ方向の磁束が磁気シールド１６０をバイパスすることによる検出感度の低下を防止することが可能となる。
＜第４の実施形態＞
図１２は、本発明の第４の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｄの外観を示す略斜視図である。また、図１３は、磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｄの分解斜視図である。尚、図１３においては、コイル導体１４０は省略されている。
図１２及び図１３に示すように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｄは、第１及び第２の絶縁基板１１０，１２０の平面形状が略十字形である。つまり、第１の絶縁基板１１０は、ｘ方向における中央部に位置する第２の搭載領域１１２と、第２の搭載領域１１２から見てｘ方向の両側に位置する第１及び第４の搭載領域１１１，１１４を有している。第２の搭載領域１１２は、第１及び第４の搭載領域１１１，１１４よりもｙ方向における幅が広く、且つ、ｚ方向における厚みが大きい。第２の絶縁基板１２０の平面形状（ｘｙ形状）も第１の絶縁基板１１０の平面形状と同じである。
可飽和磁性薄板磁心１３０は、第１の搭載領域１１１上に設けられた第１の区間１３１と、第２の搭載領域１１２上に設けられた第２の区間１３２と、第４の搭載領域１１４上に設けられた第４の区間１３４とを有している。第１及び第４の区間１３１，１３４はｘ方向に直線的に延在する。そして、第２の区間１３２の一端は第１の区間１３１の一端に接続され、第２の区間１３２の他端は第４の区間１３４の一端に接続される。
コイル導体１４０は、第１の絶縁基板１１０と第２の絶縁基板１２０を重ねた状態で、第１及び第４の搭載領域１１１，１１４の周囲に巻回されている。これにより、可飽和磁性薄板磁心１３０のうち第１及び第４の区間１３１，１３４の周囲にコイル導体１４０が巻回されることになる。
本実施形態が例示するように、可飽和磁性薄板磁心１３０は、直線的な区間を複数備えていても構わないし、メアンダ状の区間が１つであっても構わない。
図１４は、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｄの磁気特性を示すグラフである。また、図１５（ａ）〜（ｃ）は、可飽和磁性薄板磁心１３０の比透磁率の分布を示す図であり、それぞれ図１４に示す領域Ａ〜Ｃにおける比透磁率の分布を示している。図１５においては、明るさが明るいほど比透磁率が高く、暗いほど比透磁率が低い。
図１５（ａ）に示すように、外部磁場が弱い領域Ａにおいては、可飽和磁性薄板磁心１３０は飽和しておらず、したがって各部分とも比透磁率は十分に高い。そして、図１５（ｂ）に示すように、外部磁場が中程度である領域Ｂにおいては、可飽和磁性薄板磁心１３０の第２の区間１３２から飽和が始まり、外部磁場が強くなるほど飽和する部分が広がっていく。そして、図１５（ｃ）に示すように、外部磁場が強い領域Ｃにおいては、可飽和磁性薄板磁心１３０は完全に飽和し、磁場強度の変化に伴うインダクタンスの変化がほとんど無くなる。
本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子１００Ｄにおいても、図１０に示した磁気シールド１６０を用いても構わない。この場合、磁気シールド１６０によって第１及び第２の絶縁基板１１０，１２０からなる基体をｙ方向及びｚ方向から全体的に覆っても構わないし、基体のうちｙｚ平面が拡大された中央部分、つまり、メアンダ状である第２の区間１３２を磁気シールド１６０が選択的に覆う構成であっても構わない。また、磁気シールド１６０にスリット１６４を設けても構わない。
＜第５の実施形態＞
図１６は、本発明の第５の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａの構成を示す略分解斜視図である。
図１６に示すように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａは、積層された複数の絶縁基板２１１〜２１４からなる基体と、基体のｘ方向における両端にそれぞれ設けられた端子電極２０１，２０２を備える。絶縁基板２１１〜２１４はｘｙ平面を主面とする平板状の基板であり、ｚ方向に積層されることによって基体を構成する。絶縁基板２１１〜２１４の材料としては、ＬＴＣＣ等のセラミック系絶縁材料や、アルミナ、酸化マグネシウム又はランタンアルミネート等の単結晶又は多結晶絶縁材料、ガラスエポキシ等の樹脂系絶縁材料などを用いることができる。
絶縁基板２１１〜２１４のｘ方向における一方の端部には、導体パターン２２１が形成されており、これらはスルーホール導体を介して互いに接続されるとともに、端子電極２０１に共通に接続される。同様に、絶縁基板２１１〜２１４のｘ方向における他方の端部には、導体パターン２２２が形成されており、これらはスルーホール導体を介して互いに接続されるとともに、端子電極２０２に共通に接続される。
図１７は、絶縁基板２１２，２１３上のパターン構造を説明するための平面図である。図１７には、絶縁基板２１２を上面２１２ａ側から見た平面図と、絶縁基板２１３を下面２１３ｂ側から見た平面図が示されている。
図１７に示すように、絶縁基板２１３の下面２１３ｂは第１の表面Ｓ１を構成し、可飽和磁性薄板磁心２３０が形成される。可飽和磁性薄板磁心２３０は、上述した可飽和磁性薄板磁心１３０と同様、Ｆｅ系／Ｃｏ系などのアモルファス磁性金属を用いることが好ましい。可飽和磁性薄板磁心２３０は、ｘ方向に直線的に延在する第１の区間２３１と、メアンダ状に蛇行する第２及び第３の区間２３２，２３３を有する。第１の区間２３１の一端は第２の区間２３２に接続され、第１の区間２３１の他端は第３の区間２３３に接続されている。第２及び第３の区間２３２，２３３の他端は、ｘ方向に開放されている。図１７に示す例では、第２及び第３の区間２３２，２３３がｙ方向に折り返す部分をそれぞれ５箇所有しているが、本発明がこれに限定されるものではない。
また、絶縁基板２１２の下面２１２ｂ及び絶縁基板２１３の上面２１３ａは、それぞれ第２及び第３の表面Ｓ２，Ｓ３を構成し、コイル導体２４０を構成する各導体パターンが形成される。まず、第３の表面Ｓ３を構成する絶縁基板２１３の上面２１３ａには、平面視で（積層方向であるｚ方向から見て）可飽和磁性薄板磁心２３０の第１の区間２３１と重なるよう、ｙ方向に延在する複数の平面導体パターン２４２が形成されている。また、第２の表面Ｓ２を構成する絶縁基板２１２の下面２１２ｂには、平面視で可飽和磁性薄板磁心２３０の第１の区間２３１と重なるよう、複数の平面導体パターン２４１が形成されている。各平面導体パターン２４１は、ｙ方向における両端がそれぞれ第３の表面Ｓ３に形成された異なる平面導体パターン２４２の端部と平面視で重なるよう、両端がｘ方向に１ピッチずれている。
そして、平面視で重なる平面導体パターン２４１の端部と平面導体パターン２４２の端部は、絶縁基板２１２，２１３を貫通して設けられたスルーホール導体２４３を介して接続される。これにより、平面導体パターン２４１，２４２及びスルーホール導体２４３は、可飽和磁性薄板磁心２３０の第１の区間２３１の周囲に巻回されたコイルパターンを構成することになる。コイルパターンの両端は、それぞれ導体パターン２２１，２２２を介して端子電極２０１，２０２に接続される。
このように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａは、積層された複数の絶縁基板２１１〜２１４を用い、絶縁基板２１１〜２１４に含まれる３つの表面Ｓ１〜Ｓ３に可飽和磁性薄板磁心２３０及びコイル導体２４０を形成している。コイル導体２４０は、可飽和磁性薄板磁心２３０の第１の区間２３１の周囲に巻回されることから、コイル導体２４０に電流を流せば可飽和磁性薄板磁心２３０の第１の区間２３１に外部磁場を与えることができる。そして、可飽和磁性薄板磁心２３０は、メアンダ状に蛇行する第２及び第３の区間２３２，２３３を有していることから、素子のｘ方向におけるサイズを抑えつつ、可飽和磁性薄板磁心２３０の実効磁路長を拡大することができる。尚、最下層に位置する絶縁基板２１１と最上層に位置する絶縁基板２１４には、可飽和磁性薄板磁心２３０及びコイル導体２４０を構成する要素は形成されないが、これらは第２及び第３の表面Ｓ２，Ｓ３を保護する役割を果たす。
尚、図１７に示した例では、可飽和磁性薄板磁心２３０を絶縁基板２１３の下面２１３ｂに形成しているが、これに代えて、或いはこれに加えて、図１８に示すように、可飽和磁性薄板磁心２３０を絶縁基板２１２の上面２１２ａに形成しても構わない。絶縁基板２１２の上面２１２ａに形成する可飽和磁性薄板磁心２３０は、絶縁基板２１３の下面２１３ｂに形成された可飽和磁性薄板磁心２３０と平面視で完全に重なるよう、位置及び形状を正確に設計する必要がある。このように、可飽和磁性薄板磁心２３０が形成される第１の表面Ｓ１は、絶縁基板２１２，２１３間に位置すればよく、いずれの絶縁基板側に形成されていても構わない。可飽和磁性薄板磁心２３０を絶縁基板２１３の下面２１３ｂ及び絶縁基板２１２の上面２１２ａの両方に形成すれば、可飽和磁性薄板磁心２３０の厚さを２倍とすることができる。
同様に、コイル導体２４０を構成する平面導体パターン２４１についても、絶縁基板２１２の下面２１２ｂの代わりに、絶縁基板２１１の上面２１１ａに形成しても構わない。つまり、平面導体パターン２４１が形成される第２の表面Ｓ２は、絶縁基板２１１，２１２間に位置すればよく、いずれの絶縁基板側に形成されていても構わない。さらに、コイル導体２４０を構成する平面導体パターン２４２についても、絶縁基板２１３の上面２１３ａの代わりに、絶縁基板２１４の下面２１４ｂに形成しても構わない。つまり、平面導体パターン２４２が形成される第３の表面Ｓ３は、絶縁基板２１３，２１４間に位置すればよく、いずれの絶縁基板側に形成されていても構わない。
図１９は、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａを回路基板３００に搭載した状態を示す略斜視図である。
図１９に示す例では、ｙ方向に延在する配線パターンＬが回路基板３００上に形成されており、配線パターンＬを跨ぐように磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａが搭載される。配線パターンＬには、測定対象電流Ｉｐが流れる。さらに、回路基板３００には配線パターンＤ１，Ｄ２も形成されており、これらはハンダ３１０を介してそれぞれ磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａの端子電極２０１，２０２に接続される。
かかる構成により、配線パターンＬに測定対象電流Ｉｐが流れると、これによって生じる磁場強度に応じて可飽和磁性薄板磁心２３０のインダクタンスが変化することから、コイル導体２４０を介してインダクタンスの変化を検出すれば、測定対象電流Ｉｐの電流量を測定することが可能となる。
図２０は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａを備えた磁気センサ３２０の回路図である。
図２０に示す磁気センサ３２０は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａ及び検出回路３２１を含む。検出回路３２１は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４からなるブリッジ回路を含み、これらスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御することによって、コイル導体２４０に検出電流Ｉｓを流す。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は交互にオンオフされ、これにより、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａに磁気エネルギーを蓄積させる蓄積期間と、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａに蓄積された磁気エネルギーを放出させる放出期間が交互に繰り返される。
コイル導体２４０に流れる検出電流Ｉｓは外部磁場Ｈｅｘｔの強度に依存する。検出電流Ｉｓは抵抗Ｒｓｈによって検出電圧Ｖｓｈに変換されるため、これを検出することによって外部磁場Ｈｅｘｔの強度を知ることが可能となる。したがって、図１９に示す例のように、配線パターンＬを跨ぐように磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａを搭載すれば、配線パターンＬに流れる測定対象電流Ｉｐの電流量を測定することが可能となる。
＜第６の実施形態＞
図２１は、本発明の第６の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｂの構成を示す略分解斜視図である。
図２１に示すように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｂは、積層された複数の絶縁基板２５１〜２５６からなる基体と、基体のｘ方向における両端にそれぞれ設けられた端子電極２０１，２０２を備える。絶縁基板２５１〜２５６のｘ方向における一方の端部には、導体パターン２２１が形成されており、これらはスルーホール導体を介して互いに接続されるとともに、端子電極２０１に共通に接続される。同様に、絶縁基板２５１〜２５６のｘ方向における他方の端部には、導体パターン２２２が形成されており、これらはスルーホール導体を介して互いに接続されるとともに、端子電極２０２に共通に接続される。このように、本実施形態においては基体が６層の絶縁基板２５１〜２５６によって構成されている。
絶縁基板２５２の下面２５２ｂには、コイル導体２４０の一部を構成する平面導体パターン２４４が形成されている。また、絶縁基板２５５の上面２５５ａには、コイル導体２４０の一部を構成する平面導体パターン２４５が形成されている。
図２２は、絶縁基板２５３，２５４上のパターン構造を説明するための平面図である。図２２には、絶縁基板２５３を上面２５３ａ側から見た平面図と、絶縁基板２５４を下面２５４ｂ側から見た平面図が示されている。
本実施形態における絶縁基板２５３，２５４は、上述した第５の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａにおける絶縁基板２１２，２１３に対応する。したがって、絶縁基板２５４の下面２５４ｂは第１の表面Ｓ１を構成し、可飽和磁性薄板磁心２３０が形成される。また、絶縁基板２５３の下面２５３ｂ及び絶縁基板２５４の上面２５４ａは、それぞれ第２及び第３の表面Ｓ２，Ｓ３を構成し、コイル導体２４０の一部である平面導体パターン２４１，２４２が形成される。平面導体パターン２４１，２４２は、絶縁基板２５３，２５４を貫通して設けられたスルーホール導体２４３を介して接続される。
さらに、本実施形態においては、絶縁基板２５２の下面２５２ｂに平面導体パターン２４４が形成され、絶縁基板２５５の上面２５５ａに平面導体パターン２４５が形成される。平面導体パターン２４４，２４５は、平面視で（積層方向であるｚ方向から見て）可飽和磁性薄板磁心２３０の第１の区間２３１と重なるよう配置されており、且つ、平面視で重なる平面導体パターン２４４の端部と平面導体パターン２４５の端部は、絶縁基板２５２〜２５５を貫通して設けられたスルーホール導体２４６を介して接続される。これにより、平面導体パターン２４４，２４５及びスルーホール導体２４６は、可飽和磁性薄板磁心２３０の第１の区間２３１の周囲に巻回された第２のコイルパターンを構成することになる。そして、平面導体パターン２４１，２４２及びスルーホール導体２４３からなる第１のコイルパターンと、平面導体パターン２４４，２４５及びスルーホール導体２４６からなる第２のコイルパターンは、導体パターン２２１，２２２を介して端子電極２０１，２０２に直列に接続される。
これにより、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｂにおいては、可飽和磁性薄板磁心２３０の第１の区間２３１の周囲に巻回するコイル導体２４０のターン数を増やすことができる。その他の構成は、第５の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａと同様である。
＜第７の実施形態＞
図２３は、本発明の第７の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｃの構成を示す略分解斜視図である。
図２３に示すように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｃは、絶縁基板２１３と絶縁基板２１４の間に設けられた別の絶縁基板２１５を有し、絶縁基板２１５の上面２１５ａに磁気シールド２６０が設けられている点において、第５の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａと相違している。絶縁基板２１５の上面２１５ａは、第８の表面Ｓ８を構成する。その他の構成は、第５の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
磁気シールド２６０は、可飽和磁性薄板磁心２３０を覆うように設けられており、これによりノイズとなる磁束をバイパスさせることができる。本実施形態においてもノイズとなる磁束はｙ方向の磁束であり、ｙ方向の磁束が可飽和磁性薄板磁心２３０を通ることなく、磁気シールド２６０をバイパスすることによって、検出すべきｘ方向の磁束に対する指向性を高めることが可能となる。
また、図２４に示すように、磁気シールド２６０にスリット２６１を設けることよって磁気シールド２６０をｘ方向に分断しても構わない。磁気シールド２６０にこのようなスリット２６１を設ければ、このスリット２６１がｘ方向の磁束に対して磁気抵抗となるギャップとして機能することから、検出すべきｘ方向の磁束が磁気シールド２６０をバイパスすることによる検出感度の低下を防止することが可能となる。
＜第８の実施形態＞
図２５は、本発明の第８の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｄの構成を示す略分解斜視図である。
図２５に示すように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｄは、絶縁基板２１１のさらに下方に設けられた別の絶縁基板２１６，２１７を有し、絶縁基板２１７の上面２１７ａにバスバー層２９０が設けられている。絶縁基板２１７の上面２１７ａは、第４の表面Ｓ４を構成する。バスバー層２９０は、測定対象電流Ｉｐが流れる導体パターンであり、そのｙ方向における一端は端子電極２０３に接続され、ｙ方向における他端は端子電極２０４に接続されている。バスバー層２９０と端子電極２０３，２０４との接続は、絶縁基板２１３，２１４の上面２１３ａ，２１４ａに設けられた導体パターン２２３，２２４を介して行われる。導体パターン２２３とバスバー層２９０はスルーホール導体を介して互いに接続され、導体パターン２２４とバスバー層２９０もスルーホール導体を介して互いに接続される。
また、本実施形態においては、バスバー層２９０とコイル導体２４０との間に生じる容量成分を低減すべく、コイル導体２４０と端子電極２０１，２０２とを接続する導体パターンを絶縁基板２１３の上面２１３ａに配置している。その他の構成は、第５の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
バスバー層２９０は、平面視で可飽和磁性薄板磁心２３０と重なるように設けられている。図２５には回路基板３００に設けられる配線パターンＬ１，Ｌ２も図示されており、回路基板３００に磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｄを実装すると、図２６に示す構造が得られる。本実施形態においては、測定対象電流Ｉｐが流れる回路基板３００上の配線パターンがＬ１とＬ２に分断されており、配線パターンＬ１が端子電極２０３に接続され、配線パターンＬ２が端子電極２０４に接続されることによって、バスバー層２９０を介して測定対象電流Ｉｐが流れることになる。
このように、本実施形態においては、測定対象電流Ｉｐが流れるバスバー層２９０が基体の内部に設けられていることから、実装ばらつきに起因する測定誤差が生じないという利点を有する。しかも、バスバー層２９０と可飽和磁性薄板磁心２３０のｚ方向における距離を近接させることができることから、高い測定感度を得ることも可能となる。
本実施形態においても、絶縁基板２１６と絶縁基板２１７の間や、絶縁基板２１３と絶縁基板２１４の間に磁気シールドを設けても構わない。これによれば、よりノイズの影響を受けにくい磁気センサを構成することが可能となる。
＜第９の実施形態＞
図２７は、本発明の第９の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｅの構成を示す略分解斜視図である。
図２７に示すように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｅは、積層された複数の絶縁基板２７１〜２７８からなる基体と、基体のｘ方向における一端に設けられた端子電極２０１Ｔ，２０１Ｂと、基体のｘ方向における他端に設けられた端子電極２０２Ｔ，２０２Ｂと、基体のｙ方向における両側にそれぞれ設けられた端子電極２０３，２０４とを備える。
絶縁基板２７２，２７３の表面には、図１７を用いて説明した可飽和磁性薄板磁心２３０及びコイル導体２４０が形成されており、これらによって第１のインダクタンス素子Ｔが構成される。第１のインダクタンス素子Ｔに含まれるコイル導体２４０の両端は、それぞれ端子電極２０１Ｔ，２０２Ｔに接続される。同様に、絶縁基板２７６，２７７の表面には、図１７を用いて説明した可飽和磁性薄板磁心２３０及びコイル導体２４０が形成されており、これらによって第２のインダクタンス素子Ｂが構成される。第２のインダクタンス素子Ｂに含まれるコイル導体２４０の両端は、それぞれ端子電極２０１Ｂ，２０２Ｂに接続される。本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｅを回路基板３００に搭載すると、図２８に示すように、端子電極２０１Ｔ，２０１Ｂはそれぞれ配線パターンＤＴ１，ＤＢ１に接続され、端子電極２０２Ｔ，２０２Ｂはそれぞれ配線パターンＤＴ２，ＤＢ２に接続される。
そして、絶縁基板２７４の上面２７４ａには、バスバー層２９０が形成されている。上述の通り、バスバー層２９０は測定対象電流Ｉｐが流れる導体パターンであり、そのｙ方向における一端は端子電極２０３に接続され、ｙ方向における他端は端子電極２０４に接続されている。
かかる構成により、第１のインダクタンス素子Ｔと第２のインダクタンス素子Ｂとの間にバスバー層２９０が積層方向（ｚ方向）に挟まれることになる。その結果、バスバー層２９０に測定対象電流Ｉｐがｙ方向に流れると、第１のインダクタンス素子Ｔと第２のインダクタンス素子Ｂには、互いに逆方向の磁束が与えられることになる。
図２９は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｅを備えた磁気センサ３３０の回路図である。
図２９に示す磁気センサ３３０は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｅと検出回路３３１を含む。検出回路３３１は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４からなるブリッジ回路と、スイッチＳＷ５〜ＳＷ８からなるブリッジ回路を含み、これらスイッチＳＷ１〜ＳＷ８を制御することによって、第１のインダクタンス素子Ｔに含まれるコイル導体２４０に検出電流Ｉｓ１を流すとともに、第２のインダクタンス素子Ｂに含まれるコイル導体２４０に検出電流Ｉｓ２を流す。検出電流Ｉｓ１は抵抗Ｒｓｈ１によって検出電圧Ｖｓｈ１に変換され、検出電流Ｉｓ２は抵抗Ｒｓｈ２によって検出電圧Ｖｓｈ２に変換される。検出電圧Ｖｓｈ１，Ｖｓｈ２は、ローパスフィルタＬＰＦを介し、オペアンプＯＰ及び抵抗Ｒ１〜Ｒ４からなる差動アンプに入力される。かかる構成により、第１のインダクタンス素子Ｔの出力と第２のインダクタンス素子Ｔの出力の差分が出力電圧ＶＯＵＴとなって現れることになる。
そして、図２９に模式的に示すように、バスバー層２９０は、第１のインダクタンス素子Ｔと第２のインダクタンス素子Ｂの間に配置されていることから、バスバー層２９０に測定対象電流Ｉｐが流れると外部磁場Ｈｂｕｓが発生し、これによって第１のインダクタンス素子Ｔと第２のインダクタンス素子Ｂのインダクタンスが変化する。ここで、第１のインダクタンス素子Ｔに与えられる磁束の向きは、第２のインダクタンス素子Ｂに与えられる磁束の向きと１８０°逆であることから、差動アンプの出力電圧ＶＯＵＴのレベルは２倍となる。しかも、地磁気のように、第１及び第２のインダクタンス素子Ｔ，Ｂに対してコモンモードであるノイズ成分Ｈｎｏｉｓｅは、差動アンプにより除去される。
このように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｅを用いれば、地磁気などのノイズの影響を受けにくく、且つ、感度の高い磁気センサ（電流センサ）を構成することが可能となる。また、本実施形態においては、第１及び第２のインダクタンス素子Ｔ，Ｂを異なる層に形成していることから、基体を構成する絶縁基板の平面サイズが拡大することもない。
本実施形態においても、絶縁基板２７１と絶縁基板２７２の間や、絶縁基板２７７と絶縁基板２７８の間に磁気シールドを設けても構わない。これによれば、よりノイズの影響を受けにくい磁気センサを構成することが可能となる。
＜第１０の実施形態＞
図３０は、本発明の第１０の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｆの構成を示す略分解斜視図である。
図３０に示すように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｆは、積層された複数の絶縁基板２８１〜２８５からなる基体と、基体のｘ方向における一端に設けられた端子電極２０１Ｔ，２０１Ｂと、基体のｘ方向における他端に設けられた端子電極２０２Ｔ，２０２Ｂと、基体のｙ方向における一端に設けられた端子電極２０３，２０４とを備える。
絶縁基板２８３の表面には、図１７を用いて説明した可飽和磁性薄板磁心２３０及びコイル導体２４０が２組形成されており、これらは第１及び第２のインダクタンス素子Ｔ，Ｂを構成する。第１のインダクタンス素子Ｔに含まれるコイル導体２４０の両端は、それぞれ端子電極２０１Ｔ，２０２Ｔに接続され、第２のインダクタンス素子Ｂに含まれるコイル導体２４０の両端は、それぞれ端子電極２０１Ｂ，２０２Ｂに接続される。
また、絶縁基板２８１の上面２８１ａには、バスバー層２９０が形成されている。本実施形態においては、バスバー層２９０がｙ方向に折り返す平面形状を有しており、これにより第１のバスバーパターン２９１と第２のバスバーパターン２９２には、互いに１８０°異なる方向に測定対象電流Ｉｐが流れる。そして、第１のバスバーパターン２９１は平面視で第１のインダクタンス素子Ｔと重なり、第２のバスバーパターン２９２は平面視で第２のインダクタンス素子Ｂと重なる位置に配置されている。
これにより、バスバー層２９０に測定対象電流Ｉｐが流れると、図３１に示すように、第１のインダクタンス素子Ｔと第２のインダクタンス素子Ｂに与えられる磁場Ｈｂｕｓは、磁束の向きが互いに逆方向となる。一方、ノイズ成分Ｈｎｏｉｓｅは、第１及び第２のインダクタンス素子Ｔ，Ｂに対してコモンモードである。これにより、第９の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｅと同様、地磁気などのノイズの影響を受けにくく、且つ、感度の高い磁気センサ（電流センサ）を構成することが可能となる。しかも、本実施形態においては、第１及び第２のインダクタンス素子Ｔ，Ｂを同一層に形成していることから、基体を構成する絶縁基板の層数を少なくすることも可能となる。
＜第１１の実施形態＞
図３２は、本発明の第１１の実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｇの主要部の構成を示す平面図である。
本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｇは、基体の層構造が図２１及び図２２に示した磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｂと類似しており、６層の絶縁基板２５１〜２５６を有している。図３２には、絶縁基板２５３を上面２５３ａ側から見た平面図と、絶縁基板２５４を下面２５４ｂ側から見た平面図が示されている。
図３２に示すように、本実施形態においては、コイル導体２４０が検出コイル２４０Ｓと補償コイル２４０Ｃを含み、これらが可飽和磁性薄板磁心２３０の第１の区間２３１に共通に巻回されている。検出コイル２４０Ｓは、平面導体パターン２４１Ｓ，２４２Ｓ及びスルーホール導体２４３Ｓからなり、その一端は導体パターン２２１Ｓを介して端子電極２０１Ｓに接続され、他端は導体パターン２２２Ｓを介して端子電極２０２Ｓに接続される。また、補償コイル２４０Ｃは、平面導体パターン２４１Ｃ，２４２Ｃ及びスルーホール導体２４３Ｃからなり、その一端は導体パターン２２１Ｃを介して端子電極２０１Ｃに接続され、他端は導体パターン２２２Ｃを介して端子電極２０２Ｃに接続される。これにより、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｇは、図３３に示す回路を構成する。尚、図３２に示す例では、補償コイル２４０Ｃの外周に検出コイル２４０Ｓを巻回しているが、逆に、検出コイル２４０Ｓの外周に補償コイル２４０Ｃを巻回しても構わない。
図３４は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｇを備えた磁気センサ３４０の回路図である。
図３４に示す磁気センサ３４０は、磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｇと検出回路３４１を含む。検出回路３４１は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４からなるブリッジ回路を含み、これらスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御することによって、検出コイル２４０Ｓに検出電流Ｉｓを流す。検出電流Ｉｓは外部磁場Ｈｅｘｔの強度に依存する。検出電流Ｉｓは抵抗Ｒｓｈによって検出電圧Ｖｓｈに変換され、制御部３４２に入力される。制御部３４２は、検出電圧Ｖｓｈに基づいてドライバ３４３を制御することにより、端子電極２０２Ｃを所定の電位に駆動する。図３４に示すように、端子電極２０１Ｃは抵抗ＲＯＵＴを介して接地されていることから、端子電極２０２Ｃが所定の電位に駆動されると、補償コイル２４０Ｃには補償電流ＩＣが流れる。制御部３４２は、外部磁場Ｈｅｘｔが補償電流ＩＣによって打ち消されるよう制御を行う。
このように、本実施形態による磁気センサ用インダクタンス素子２００Ｇを用いれば、クローズドループ制御によって外部磁場Ｈｅｘｔの強度を測定することが可能となる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
１００Ａ〜１００Ｄ 磁気センサ用インダクタンス素子
１１０，１２０ 絶縁基板
１１１〜１１４ 搭載領域
１２１ 中央領域
１２２，１２３ 鍔状領域
１３０ 可飽和磁性薄板磁心
１３１ 第１の区間
１３２ 第２の区間
１３３ 第３の区間
１３４ 第４の区間
１４０ コイル導体
１５１〜１５４ 端子電極
１６０ 磁気シールド
１６１ 天面
１６２，１６３ 側面
１６４ スリット
２００Ａ〜２００Ｇ 磁気センサ用インダクタンス素子
２０１，２０１Ｂ，２０１Ｃ，２０１Ｓ，２０１Ｔ，２０２，２０２Ｂ，２０２Ｃ，２０２Ｓ，２０２Ｔ，２０３，２０４ 端子電極
２１１〜２１４，２５１〜２５６，２７１〜２７８，２８１〜２８５ 絶縁基板
２２１，２２１Ｃ，２２１Ｓ，２２２，２２２Ｃ，２２２Ｓ，２２３，２２４ 導体パターン
２３０ 可飽和磁性薄板磁心
２３１ 第１の区間
２３２ 第２の区間
２３３ 第３の区間
２４０ コイル導体
２４０Ｃ 補償コイル
２４０Ｓ 検出コイル
２４１，２４１Ｃ，２４１Ｓ，２４２、２４２Ｃ，２４２Ｓ、２４４〜２４６ 平面導体パターン
２４３，２４３Ｃ，２４３Ｓ，２４６ スルーホール導体
２９０ バスバー層
２９１ 第１のバスバーパターン
２９２ 第２のバスバーパターン
３００ 回路基板
３１０ ハンダ
３２０，３３０，３４０ 磁気センサ
３２１，３３１，３４１ 検出回路
３４２ 制御部
３４３ ドライバ
Ｂ，Ｔ インダクタンス素子
Ｄ１，Ｄ２，ＤＴ１，ＤＢ１，ＤＴ２，ＤＢ２ 配線パターン
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２ 配線パターン
Ｓ１ 第１の表面
Ｓ２ 第２の表面
Ｓ３ 第３の表面

Claims (16)

  1. 基体と、
    前記基体上に設けられた可飽和磁性薄板磁心と、
    前記可飽和磁性薄板磁心の周囲に巻回されたコイル導体と、を備え、
    前記可飽和磁性薄板磁心は、第１の方向に直線的に延在する第１の区間とメアンダ状である第２の区間を含み、
    前記コイル導体は、前記可飽和磁性薄板磁心の前記第２の区間に巻回されることなく、前記可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回されていることを特徴とする磁気センサ用インダクタンス素子。
  2. 基体と、
    前記基体上に設けられた可飽和磁性薄板磁心と、
    前記可飽和磁性薄板磁心の周囲に巻回されたコイル導体と、を備え、
    前記可飽和磁性薄板磁心は、第１の方向に直線的に延在する第１の区間とメアンダ状である第２及び第３の区間を含み、
    前記第１の区間の両端は、それぞれ前記第２及び第３の区間に接続され、
    前記コイル導体は、前記可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回されていることを特徴とする磁気センサ用インダクタンス素子。
  3. 基体と、
    前記基体上に設けられた可飽和磁性薄板磁心と、
    前記可飽和磁性薄板磁心の周囲に巻回されたコイル導体と、を備え、
    前記可飽和磁性薄板磁心は、第１の方向に直線的に延在する第１及び第４の区間とメアンダ状である第２の区間を含み、
    前記第２の区間の両端は、それぞれ前記第１及び第４の区間に接続され、
    前記コイル導体は、前記可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回されていることを特徴とする磁気センサ用インダクタンス素子。
  4. 基体と、
    前記基体上に設けられた可飽和磁性薄板磁心と、
    前記可飽和磁性薄板磁心の周囲に巻回されたコイル導体と、を備え、
    前記可飽和磁性薄板磁心は、第１の方向に直線的に延在する第１の区間とメアンダ状である第２の区間を含み、
    前記コイル導体は、前記可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回され、
    前記基体は、前記第１の方向と直交する第２の方向における幅が第１の幅である第１の搭載領域と、前記第２の方向における幅が前記第１の幅よりも広い第２の幅である第２の搭載領域と含む形状を有し、
    前記可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間は、前記基体の前記第１の搭載領域上に設けられ、
    前記可飽和磁性薄板磁心の前記第２の区間は、前記基体の前記第２の搭載領域上に設けられ、
    前記コイル導体は、前記基体の前記第１の搭載領域の周囲に巻回されていることを特徴とする磁気センサ用インダクタンス素子。
  5. 前記基体の前記第２の搭載領域に設けられ、前記コイル導体の端部に接続される端子電極をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の磁気センサ用インダクタンス素子。
  6. 前記基体の前記第２の搭載領域に固定され、前記第２の方向に生じる磁束をバイパスさせる磁気シールドをさらに備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の磁気センサ用インダクタンス素子。
  7. 前記基体は、積層された複数の絶縁基板を含み、
    前記可飽和磁性薄板磁心は、前記複数の絶縁基板が有する第１の表面に形成され、
    前記コイル導体は、前記複数の絶縁基板が有する前記第１の表面とは異なる第２及び第３の表面にそれぞれ形成された第１及び第２の平面導体パターンと、前記複数の絶縁基板の少なくとも一つを貫通して設けられ、前記第１の平面導体パターンと前記第２の平面導体パターンを接続する第１のスルーホール導体とを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気センサ用インダクタンス素子。
  8. 前記複数の絶縁基板は、この順に積層された第１、第２、第３及び第４の絶縁基板を少なくとも含み、
    前記第１の表面は、前記第２の絶縁基板と前記第３の絶縁基板の間に位置し、
    前記第２の表面は、前記第１の絶縁基板と前記第２の絶縁基板の間に位置し、
    前記第３の表面は、前記第３の絶縁基板と前記第４の絶縁基板の間に位置することを特徴とする請求項７に記載の磁気センサ用インダクタンス素子。
  9. 前記複数の絶縁基板が有する前記第１乃至第３の表面とは異なる第４の表面に形成され、測定対象電流が流れるバスバー層をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の磁気センサ用インダクタンス素子。
  10. 前記可飽和磁性薄板磁心は、第１及び第２の可飽和磁性薄板磁心を含み、
    前記コイル導体は、第１及び第２のコイル導体を含み、
    前記第１のコイル導体は、前記第１の可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回され、
    前記第２のコイル導体は、前記第２の可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回され、
    前記複数の絶縁基板は、前記第１乃至第４の表面とは異なる第５乃至第７の表面をさらに有し、
    前記第１の可飽和磁性薄板磁心は、前記第１の表面に形成され、
    前記第１のコイル導体は、前記第２及び第３の表面にそれぞれ形成された前記第１及び第２の平面導体パターンと、前記第１のスルーホール導体とを含み、
    前記第２の可飽和磁性薄板磁心は、前記第５の表面に形成され、
    前記第２のコイル導体は、前記第６及び第７の表面にそれぞれ形成された第３及び第４の平面導体パターンと、前記複数の絶縁基板の少なくとも一つを貫通して設けられ、前記第３の平面導体パターンと前記第４の平面導体パターンを接続する第２のスルーホール導体とを含み、
    前記第４の表面は、前記第１乃至第３の表面と前記第５乃至第７の表面の間に位置することを特徴とする請求項９に記載の磁気センサ用インダクタンス素子。
  11. 前記可飽和磁性薄板磁心は、第１及び第２の可飽和磁性薄板磁心を含み、
    前記コイル導体は、第１及び第２のコイル導体を含み、
    前記第１のコイル導体は、前記第１の可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回され、
    前記第２のコイル導体は、前記第２の可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に巻回され、
    前記第１及び第２の可飽和磁性薄板磁心は、いずれも前記第１の表面に形成され、
    前記第１のコイル導体は、前記第２及び第３の表面にそれぞれ形成された前記第１及び第２の平面導体パターンと、前記第１のスルーホール導体とを含み、
    前記第２のコイル導体は、前記第２及び第３の表面にそれぞれ形成された第３及び第４の平面導体パターンと、前記複数の絶縁基板の少なくとも一つを貫通して設けられ、前記第３の平面導体パターンと前記第４の平面導体パターンを接続する第２のスルーホール導体とを含み、
    前記バスバー層は、積層方向から見て前記第１の可飽和磁性薄板磁心と重なる第１のバスバーパターンと、積層方向から見て前記第２の可飽和磁性薄板磁心と重なる第２のバスバーパターンとを含み、前記第１及び第２のバスバーパターンには前記測定対象電流が互いに逆方向に流れることを特徴とする請求項９に記載の磁気センサ用インダクタンス素子。
  12. 前記複数の絶縁基板が有する前記第１乃至第３の表面とは異なる第８の表面に形成され、前記第１の方向と直交する第２の方向に生じる磁束をバイパスさせる磁気シールドをさらに備えることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の磁気センサ用インダクタンス素子。
  13. 前記磁気シールドは、前記第１の方向に生じる磁束に対して磁気抵抗となるギャップを備えることを特徴とする請求項６又は１２に記載の磁気センサ用インダクタンス素子。
  14. 前記コイル導体は、前記可飽和磁性薄板磁心の前記第１の区間に共通に巻回された検出コイル及び補償コイルを含むことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の磁気センサ用インダクタンス素子。
  15. 前記可飽和磁性薄板磁心は、アモルファス磁性金属からなることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の磁気センサ用インダクタンス素子。
  16. 請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の磁気センサ用インダクタンス素子と、
    前記コイル導体に接続された検出回路と、を備えることを特徴とする磁気センサ。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD798814S1 (en) 2014-12-02 2017-10-03 Tdk Corporation Coil component
US20170234942A1 (en) * 2016-02-11 2017-08-17 Texas Instruments Incorporated Layouts for interlevel crack prevention in fluxgate technology manufacturing
EP3507816A4 (en) * 2016-08-31 2020-02-26 Vishay Dale Electronics, LLC INDUCTANCE COIL COMPRISING A HIGH CURRENT COIL HAVING LOW DIRECT CURRENT RESISTANCE
WO2019110687A1 (en) * 2017-12-08 2019-06-13 Lem Intellectual Property Sa Toroidal fluxgate current transducer
JP2020085753A (ja) * 2018-11-29 2020-06-04 株式会社タムラ製作所 電流検出器
US11307055B2 (en) * 2019-09-18 2022-04-19 Analog Devices International Unlimited Company Sensor with magnetic shield
CN110865321A (zh) * 2019-12-13 2020-03-06 珠海多创科技有限公司 一种具有磁闭环调制效应的磁传感材料堆层结构及其制备方法
CN111123177B (zh) * 2020-01-20 2022-06-17 河南理工大学 一种折叠形多层铁芯正交磁通门传感器
JP7521936B2 (ja) * 2020-06-03 2024-07-24 Tdk株式会社 磁場検出装置及び磁場検出装置アレイ
USD1034462S1 (en) 2021-03-01 2024-07-09 Vishay Dale Electronics, Llc Inductor package
US11948724B2 (en) 2021-06-18 2024-04-02 Vishay Dale Electronics, Llc Method for making a multi-thickness electro-magnetic device
CN115602438B (zh) * 2022-11-10 2023-06-20 清远市震东电子科技有限公司 一种用于磁耦合电感器的磁芯制备工艺

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09127221A (ja) * 1995-10-27 1997-05-16 Sony Corp 地磁気方位センサ
US5930095A (en) * 1996-08-16 1999-07-27 Back Joo Superconducting current limiting device by introducing the air gap in the magnetic core
JP2002006015A (ja) * 2000-06-26 2002-01-09 Tokin Corp 高周波キャリア型磁気センサ、及びその製造方法、及びその磁気バイアス印加方法
JP2003107140A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Nec Tokin Corp 磁気センサ
JP2004193511A (ja) * 2002-12-13 2004-07-08 Murata Mfg Co Ltd 積層チップインダクタ
JP2007531178A (ja) * 2004-04-02 2007-11-01 Ｔｄｋ株式会社 磁気抵抗ヘッド用安定化器及び製造方法
JP2007178319A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Nec Tokin Corp 磁気検出素子及びその製造方法
JP4801012B2 (ja) * 2007-06-22 2011-10-26 日置電機株式会社 電流センサ
TWI438460B (zh) * 2009-05-21 2014-05-21 Fujikura Ltd 磁通閘感測器及使用該感測器之電子羅盤
DE102009047624A1 (de) * 2009-12-08 2011-06-09 Robert Bosch Gmbh Magnetfeldsensor
CN102738128B (zh) * 2011-03-30 2015-08-26 香港科技大学 大电感值集成磁性感应器件及其制造方法
CN103033770A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 周志敏 巨磁阻抗效应二维磁场传感器
JP5996867B2 (ja) * 2011-12-20 2016-09-21 日本電産サンキョー株式会社 磁気センサ装置
CN204241670U (zh) * 2014-12-17 2015-04-01 王国安 基于非晶态合金材料的高灵敏度磁场传感器
JP6024815B1 (ja) * 2015-11-02 2016-11-16 Tdk株式会社 磁気センサ用インダクタンス素子及びこれを備える電流センサ
JP6024814B1 (ja) * 2015-11-02 2016-11-16 Tdk株式会社 磁気センサ用インダクタンス素子及びこれを備える電流センサ
JP6759965B2 (ja) * 2016-10-19 2020-09-23 Tdk株式会社 磁気センサ用インダクタンス素子及びこれを備える電流センサ
JP2019074337A (ja) * 2017-10-12 2019-05-16 Tdk株式会社 磁気センサ及びこれを備える電流センサ

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