JPH06118102A

JPH06118102A - 電流センサ

Info

Publication number: JPH06118102A
Application number: JP4270171A
Authority: JP
Inventors: Shinkichi Shimizu; 信吉清水; Shigemi Kurashima; 茂美倉島; Shigeo Tanji; 成生丹治
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-10-08
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1994-04-28

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は電流センサに関し、電源投入時の熱
平衡状態の達成を早め、且つ磁気検出手段の蓄熱を防
ぎ、さらに磁気検出手段の位置決めを確実にした電流セ
ンサを実現することを目的とする。【構成】磁性体または半導体の磁気抵抗素子またはホ
ール素子のような磁気検出手段１４と、検出磁界を発生
する磁界発生体１２を具備した電流センサにおいて、上
記磁気検出手段１４に電源を投入することにより発生す
るオフセット電圧の熱による電圧シフト量及び安定化時
間を減少させるために、該磁気検出手段１４を熱伝導性
の優れた絶縁性の樹脂２４により封止して成るように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電流センサに関する。詳
しくは、磁界発生体に流れる電流により発生する磁界を
磁気検出手段により検出して電流を検知する電流センサ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電流センサの３例を図６ (a)〜
(c) に示す。同図(a) に示すものは、コイル２を巻回し
たＣ型磁性体コア３のスリット状の開口部に挿入した磁
電変換素子（ホール素子）４と、磁電変換素子４を電気
的に接続した駆動・増幅回路５とにより構成されてい
る。そしてコイル２に通電して発生しコア３により増幅
された磁界を磁電変換素子４で検出し、コイル２に通電
された電流を検知するようになっている。

【０００３】この方式では、電流経路の発生する磁界が
弱いため、磁性体コア３に電流経路を巻き付けて磁束の
集束を図る必要があり、磁性体コア３が大きくなるため
形状が小型化できない欠点があった。このため、同図
(b),(c)に示す電流センサが提案されている。

【０００４】図６(b), (c)に示すものは、特開平１−２
９９４８１号に提案されているもので、符号６は磁気抵
抗素子、７はバイアス磁界を発生させる磁石、８は検出
磁界を発生する磁界発生体、９は磁気シールドケースで
ある。そして磁界発生体８から発生する磁界を直接磁気
抵抗素子６で検出し、磁界発生体８に流れる電流を検知
するようになっている。この電流センサでは磁性体コア
を用いていないため小型・軽量化は可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６(b), (c)
の電流センサでは、磁界発生体８と対向している磁気抵
抗素子６の周囲は、絶縁のために空間が空けてあり、そ
の空間の熱伝導率は悪いため（2.41×10⁴J/cm・s ・°
K)磁気抵抗素子が発生する熱の伝導が悪く、センサへの
電源投入時に、磁気抵抗素子が熱平衡に達するまでに時
間がかかっていた。（注: 熱伝導率の単位 1 J／cm・ｓ
・°K ＝ 0.2388 cal/cm・ｓ・°K)

【０００６】そのため、センサへの電源投入時に、磁界
発生体に電流が流れていない場合でも電流センサの出力
が変動し、それが落ちつくまでに時間が多くかかってい
た。また、磁気抵抗素子に蓄熱すると、その信頼性が劣
化するという問題もある。さらに磁界発生体に対する磁
気抵抗素子の位置決めが一定しないという問題もあっ
た。

【０００７】本発明は、電源投入時の熱平衡状態の達成
を早め、且つ磁気検出手段への蓄熱を防ぎ、さらに磁気
検出手段の位置決めを確実にした電流センサを実現しよ
うとする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電流センサに於
いては、磁性体または半導体の磁気抵抗素子またはホー
ル素子のような磁気検出手段１４と、検出磁界を発生す
る磁界発生体１２を具備した電流センサにおいて、上記
磁気検出手段１４に電源を投入することにより発生する
オフセット電圧の熱による電圧シフト量及び安定化時間
を減少させるために、該磁気検出手段１４を熱伝導性の
優れた絶縁性の樹脂２４により封止したことを特徴とす
る。

【０００９】また、それに加えて、上記磁気検出手段１
４を装入でき、且つプリント基板１３への固定用の弾性
爪２５ｂを有するホルダー２５を設けると共に、プリン
ト基板１３には、前記弾性爪２５ｂが挿入係止される孔
１３ａを設け、該孔１３ａに弾性爪２５ｂを挿入係止し
てホルダー２５をプリント基板１３に固定することを特
徴とする。

【００１０】また、それに加えて、上記磁気検出手段１
４に感度温度特性の補正手段を設けたことを特徴とす
る。この構成を採ることにより、電源投入時の熱平衡状
態の達成を早め、且つ磁気検出手段への蓄熱を防ぎ、さ
らに磁気検出手段の位置決めを確実にした電流センサが
得られる。

【００１１】

【作用】本発明では、図２(b) に示すように、ベース１
１と磁気検出手段１４との間に熱伝導性に優れた絶縁性
の樹脂２４を充填して磁気検出手段を封止したことによ
り、磁気検出手段１４からの放熱効果が向上し、電源投
入時の熱平衡状態の達成が早められる。その結果、電源
投入時の出力電圧変動は低減される。また磁気検出手段
１４の蓄熱が防止され、信頼性が向上する。また、図５
に示すように磁気検出手段を装着し、弾性爪２５ｂによ
りプリント基板１３に装着するホルダー２５を用いるこ
とにより、磁気検出手段１４の位置決めが一定となり、
電流センサとしての特性のバラツキを減少させることが
できる。

【００１２】

【実施例】図１及び図２は本発明の第１の実施例を示す
図であり、図１は分解斜視図、図２(a) は組立斜視図、
図２(b) は組立断面図である。図１において、符号１０
はプリント基板組立体、１１はベース、１２は磁界発生
体である。そして、プリント基板組立体１０はプリント
基板１３の裏面に磁気抵抗素子又はホール素子等を用い
た磁気検出手段１４が設けられ、上面に磁気検出手段１
４からの出力を増幅するアンプ１５と零点調整用ボリウ
ム１６，１６′が設けられ、また基板を貫通して入出力
用の端子１７が設けられている。

【００１３】また、ベース１１は絶縁性の樹脂で形成さ
れており、その上面からは磁気検出手段１４を装入する
凹部１８と、端子１７を入れる凹部１９とが形成され、
下面には磁界発生体１２を装入する凹部２０が形成され
ている。また磁界発生体１２は金属で略コの字形に形成
され、両端に取付孔２２が穿設されている。

【００１４】これらの各部材は図２の如く組立てられ
る。即ち同図(a), (b)の如く、ベース１１の下面の凹部
２０には磁界発生体１２が挿入され、ビス２１で固定さ
れる。またベース１１の上面からは、凹部１８に磁気検
出手段１４が装入されるが、その際凹部１８の内壁と、
磁気検出手段１４との間のすき間に熱伝導性に優れた絶
縁性の樹脂を充填する。そしてプリント基板１３はビス
２３によりベース１１に固定する。なお前記熱伝導性に
優れた絶縁性樹脂としては、放熱性シリコーンＲＴＶ樹
脂（シリコーンゴム）等が用いられる。

【００１５】このように構成された本実施例は、磁気検
出手段１４とベース１１の凹部１８との間に熱伝導性の
優れた樹脂２４が介在しているため、磁気検出手段１４
の放熱効率が良くなり、電源投入時の熱の平衡状態が速
やかに達成される。また、磁気検出手段が磁気抵抗素子
である場合、定格電力の５０％以上が印加されるものに
おいては、オフセットの変動が大きく出るものである
が、この周囲に絶縁・放熱用の樹脂を流し込むことによ
ってオフセット電圧の変動が改善される。

【００１６】図３は磁気検出手段として磁気抵抗素子を
用い、熱伝導率の優れた樹脂２４に熱伝導率 3.0×10^-4
cal/cm・ｓ・°K のシリコーンＲＴＶ樹脂を使用したと
きの効果を従来例と比較して示した図である。また図４
は熱伝導率 3.8×10^-3cal/cm・ｓ・°K のシリコーンＲ
ＴＶ樹脂を使用したときの効果を示した図である。両図
において縦軸には出力変動を、横軸に経過時間をとり、
曲線Ａで従来品の特性を、曲線Ｂ（点線）で実施例の特
性を示している。図から出力変動が５mV以下となる時間
は、図３においては２０秒（従来例）から８秒（実施
例）に短縮でき、図４においては２０秒（従来例）から
１秒（実施例）に短縮できたことを示している。

【００１７】図５は本発明の第２の実施例を示す図であ
り、(a) は要部の分解斜視図、(b)は組立断面図であ
る。同図(a) において、符号１３はプリント基板、１４
は磁気検出手段、２５はホルダーである。そして該ホル
ダー２５は熱変形の少ないＰＢＴ（ポリブチレンテレフ
タレート）又は耐熱ＡＢＳ樹脂等の耐熱性射出成形樹脂
あるいは放熱性シリコーンＲＴＶ樹脂を用いて形成さ
れ、磁気検出手段１４を保持する孔２５ａを有する本体
と、プリント基板１３への固定用の２つの弾性爪２５ｂ
とが設けられている。

【００１８】このように構成されたホルダー２５は、孔
２５ａに磁気検出手段１４を挿入固定した後、弾性爪２
５ｂをプリント基板１３に設けられた孔１３ａに挿入し
て固定され、さらに磁気検出手段のリード１４ａをプリ
ント基板１３のスルーホール１３ｂに半田付けされる。
そして図５(b) の如くベース１１に組み付けられ、ホル
ダー２５及び磁気検出手段１４は熱伝導率の優れた絶縁
性の樹脂２４で封止される。

【００１９】このように構成された本実施例は、前実施
例と同様な効果を有する上、磁気検出手段１４がホルダ
ー２５に固定され、さらにその弾性爪２５ｂでプリント
基板に設けられた孔１３ａに係合して固定されるため、
磁界発生体１２と磁気検出手段１４との相対位置はバラ
ツキがなく常に一定となり、電流磁界出力特性の変動が
なくなるという効果を有する。

【００２０】なお上記第２の実施例において、ホルダー
２５の材質を前記シリコーンＲＴＶ樹脂と同等のものを
使用することにより、熱平衡特性がさらに改善できる。
また第１，第２の実施例においては、磁気検出手段を樹
脂で封止するため、その熱抵抗が変わり、磁界感度の温
度特性が変化する場合があり、その場合は、それを見込
んだ感度温度特性の補正手段を設けることが好ましい。

【００２１】

【発明の効果】本発明に依れば、電源投入時の出力電圧
変動を抑えることができ、電流センサの特性の安定化に
寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施例を示す図で、(a) は組立
斜視図、(b) は組立断面図である。

【図３】本発明の実施例の特性を従来例と比較して示し
た図である。

【図４】本発明の実施例の特性を従来例と比較して示し
た図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示す図で、(a) は要部
の分解斜視図、(b) は組立断面図である。

【図６】従来の電流センサを示す図である。

【符号の説明】

１０…プリント基板組立体１１…ベース１２…磁界発生体１３…プリント基板１４…磁気検出手段１５…アンプ１６，１６′…零点調整用ボリウム１７…端子１８，１９，２０…凹部２１，２３…ビス２２…取付孔２４…熱伝導率の優れた樹脂２５…ホルダー２５ａ…孔２５ｂ…弾性爪

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体または半導体の磁気抵抗素子また
はホール素子のような磁気検出手段（１４）と、検出磁
界を発生する磁界発生体（１２）を具備した電流センサ
において、上記磁気検出手段（１４）に電源を投入することにより
発生するオフセット電圧の熱による電圧シフト量及び安
定化時間を減少させるために、該磁気検出手段（１４）
を熱伝導性の優れた絶縁性の樹脂（２４）により封止し
たことを特徴とする電流センサ。
【請求項２】上記磁気検出手段（１４）を装入でき、
且つプリント基板（１３）への固定用の弾性爪（２５
ｂ）を有するホルダー（２５）を設けると共に、プリン
ト基板（１３）には前記弾性爪（２５ｂ）が挿入係止さ
れる孔（１３ａ）を設け、該孔（１３ａ）に弾性爪（２
５ｂ）を挿入係止してホルダー（２５）をプリント基板
（１３）に固定することを特徴とする請求項１の電流セ
ンサ。
【請求項３】上記磁気検出手段（１４）に感度温度特
性の補正手段を設けたことを特徴とする請求項１の電流
センサ。