JPWO2016076114A1 - Current sensor - Google Patents

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Abstract

測定対象の電流が流れる1次導体(110)と、1次導体(110)を流れる上記電流により発生する磁界の強さを検出する少なくとも1つの磁気センサ(140a,140b)と、1次導体(110)および磁気センサ(140a,140b)の周りを囲む第1磁性体部(170)と、第1磁性体部(170)の周りを囲む第2磁性体部(180)とを備える。第1磁性体部(170)は、空隙(173)が設けられており、この空隙(173)により周方向において不連続となった筒形状を有する。A primary conductor (110) through which a current to be measured flows, at least one magnetic sensor (140a, 140b) for detecting the strength of a magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor (110), and a primary conductor ( 110) and a magnetic sensor (140a, 140b), a first magnetic body part (170) surrounding the periphery, and a second magnetic body part (180) surrounding the first magnetic body part (170). The first magnetic body portion (170) is provided with a gap (173), and has a cylindrical shape that is discontinuous in the circumferential direction due to the gap (173).

Description

本発明は、電流センサに関し、特に、測定対象の電流に応じて発生する磁界を検出することで測定対象の電流の値を測定する電流センサに関する。   The present invention relates to a current sensor, and more particularly to a current sensor that measures the value of a current to be measured by detecting a magnetic field generated according to the current to be measured.

電流センサの構成を開示した先行文献として、特開2011−149827号公報(特許文献1)、特開2012−117839号公報(特許文献2)、特開2010−2277号公報(特許文献3)、特開2013−171013号公報(特許文献4)、および、特開2010−223929号公報(特許文献5)がある。   As prior documents disclosing the configuration of the current sensor, JP 2011-149827 A (Patent Document 1), JP 2012-117839 A (Patent Document 2), JP 2010-2277 A (Patent Document 3), There exist Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-171013 (patent document 4) and Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-223929 (patent document 5).

特許文献1に記載された電流センサは、磁界センサと、被測定体としての電路を構成する一次導体に対して所定の位置関係を維持するように磁界センサを保持する第1のケース部と、第1のケース部に相対向して配置され、電路を囲むように保持する第2のケース部とを具備している。第1および第2のケース部は、それぞれ断面コの字状の磁性材料からなる第1および第2のシールド部材を有している。第1および第2のシールド部材は、電路と磁界センサとを覆うように相対向して配置され、その先端部は対向を避けてずらして配置されている。第1および第2のシールド部材の重なりを変化させるように、第2のケース部は第1のケース部に対して移動可能である。   The current sensor described in Patent Document 1 includes a magnetic field sensor, a first case portion that holds the magnetic field sensor so as to maintain a predetermined positional relationship with respect to a primary conductor that constitutes an electric circuit as a measurement target, and And a second case part disposed opposite to the first case part and held so as to surround the electric circuit. Each of the first and second case portions has first and second shield members made of a magnetic material having a U-shaped cross section. The first and second shield members are arranged so as to face each other so as to cover the electric circuit and the magnetic field sensor, and the tip portions thereof are arranged so as to avoid being opposed to each other. The second case portion is movable with respect to the first case portion so as to change the overlap of the first and second shield members.

特許文献2に記載された電流センサは、超常磁性体で形成された第1のシールド部材と、第1のシールド部材の外側を取り囲むように軟磁性体で形成された第2のシールド部材とを備える。   The current sensor described in Patent Document 2 includes a first shield member formed of a superparamagnetic material and a second shield member formed of a soft magnetic material so as to surround the outside of the first shield member. Prepare.

特許文献3に記載された電流センサは、U相、V相およびW相の各々について、バスバーと、絶縁基板と、磁気検出素子としてのホールICと、磁気シールド体とを備える。磁気シールド体は、上側磁気シールド部材および下側磁気シールド部材によって、バスバーと絶縁基板とホールICとを環状に囲む環状囲み部を構成することで、外部磁界から磁気遮蔽するものである。上側磁気シールド部材および下側磁気シールド部材の間に空隙が形成されている。空隙の高さ方向の位置は、バスバーの高さ方向の位置と同じまたは近傍であり、バスバーの側面と対向する部分に空隙が位置している。ホールICはバスバーの中央部の上方に配置されている。   The current sensor described in Patent Document 3 includes a bus bar, an insulating substrate, a Hall IC as a magnetic detection element, and a magnetic shield for each of the U phase, the V phase, and the W phase. In the magnetic shield body, the upper magnetic shield member and the lower magnetic shield member form an annular enclosure that annularly surrounds the bus bar, the insulating substrate, and the Hall IC, thereby magnetically shielding the external magnetic field. A gap is formed between the upper magnetic shield member and the lower magnetic shield member. The position in the height direction of the gap is the same as or near the position in the height direction of the bus bar, and the gap is located at a portion facing the side surface of the bus bar. The Hall IC is arranged above the central portion of the bus bar.

特許文献4に記載された電流センサは、バスバーと、2つの空隙を介して相互に対向する2つの磁性体と、2つの磁性体の間であって空隙を除く位置に設けられ、バスバーに流れる電流によって発生する磁界が感磁面に印加される感磁素子と、バスバーに流れる電流によって発生する磁界が印加され、当該磁界の変化に応じた誘導起電力を発生する導体部とを備える。   The current sensor described in Patent Document 4 is provided between the bus bar, two magnetic bodies facing each other through two gaps, and between the two magnetic bodies, excluding the gap, and flows to the bus bar. A magnetic sensing element to which a magnetic field generated by an electric current is applied to the magnetic sensitive surface; and a conductor part to which a magnetic field generated by an electric current flowing through the bus bar is applied and generates an induced electromotive force according to the change of the magnetic field.

特許文献5に記載された電流センサは、磁気コアと、ギャップ部に設置される少なくとも一つの磁電変換素子と、磁電変換素子に接続するセンサ回路部とを備える。磁気コアは、少なくとも1枚の板状の磁性材が略環状に屈曲させられて磁性材の端部間に設けられた空隙による1つのギャップ部により磁気回路が形成された構造を有する。磁性材の両端部は、互いに所定の距離かつ所定の面積をもって対向してギャップ部を形成する。少なくとも一つの端部の対向面は、凸状に加工されている。   The current sensor described in Patent Document 5 includes a magnetic core, at least one magnetoelectric conversion element installed in the gap portion, and a sensor circuit unit connected to the magnetoelectric conversion element. The magnetic core has a structure in which at least one plate-like magnetic material is bent in a substantially annular shape and a magnetic circuit is formed by one gap portion formed by a gap provided between the end portions of the magnetic material. Both end portions of the magnetic material are opposed to each other with a predetermined distance and a predetermined area to form a gap portion. The opposing surface of at least one end is processed into a convex shape.

特開2011−149827号公報JP 2011-149827 A 特開2012−117839号公報JP 2012-117839 A 特開2010−2277号公報JP 2010-2277 A 特開2013−171013号公報JP 2013-171013 A 特開2010−223929号公報JP 2010-223929 A

特許文献1,3,4に記載された電流センサにおいては、磁気シールドに設けられた空隙が、外部磁界に対して遮蔽されていない。そのため、磁気シールドに設けられた空隙から外部磁界が侵入して、電流センサに測定誤差が生じる可能性がある。   In the current sensors described in Patent Documents 1, 3, and 4, the air gap provided in the magnetic shield is not shielded from the external magnetic field. For this reason, an external magnetic field may enter from a gap provided in the magnetic shield, and a measurement error may occur in the current sensor.

特許文献2に記載された電流センサにおいては、第1のシールド部材に磁気ギャップが設けられていないため、電流センサの測定対象の電流により発生した磁界によって第1のシールド部材が磁気飽和する可能性がある。第1のシールド部材が磁気飽和した場合、第2のシールド部材の残留磁化によって発生する磁界の影響により、測定対象の電流の値0Aの状態においてもセンサ出力が発生し、測定誤差が生じる。   In the current sensor described in Patent Document 2, since the magnetic gap is not provided in the first shield member, there is a possibility that the first shield member is magnetically saturated by the magnetic field generated by the current to be measured by the current sensor. There is. When the first shield member is magnetically saturated, a sensor output is generated even in a state where the current to be measured is 0 A due to the influence of the magnetic field generated by the residual magnetization of the second shield member, resulting in a measurement error.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、残留磁化により発生する磁界および外部磁界による測定誤差を低減できる電流センサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a current sensor that can reduce a measurement error due to a magnetic field generated by residual magnetization and an external magnetic field.

本発明に基づく電流センサは、測定対象の電流が流れる1次導体と、1次導体を流れる上記電流により発生する磁界の強さを検出する少なくとも1つの磁気センサと、1次導体および磁気センサの周りを囲む第1磁性体部と、第1磁性体部の周りを囲む第2磁性体部とを備える。第1磁性体部は、空隙が設けられており、この空隙により周方向において不連続となった筒形状を有する。   A current sensor according to the present invention includes a primary conductor through which a current to be measured flows, at least one magnetic sensor for detecting the strength of a magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor, and the primary conductor and the magnetic sensor. A first magnetic body portion surrounding the periphery and a second magnetic body portion surrounding the first magnetic body portion are provided. The first magnetic body portion is provided with a gap, and has a cylindrical shape that is discontinuous in the circumferential direction due to the gap.

本発明の一形態においては、第2磁性体部は、空隙が設けられており、この空隙により周方向において不連続となった筒形状を有する。   In one embodiment of the present invention, the second magnetic body portion is provided with a gap, and has a cylindrical shape that is discontinuous in the circumferential direction due to the gap.

本発明の一形態においては、第2磁性体部は、全周に亘って繋がった筒形状を有する。
本発明の一形態においては、第1磁性体部は、少なくとも1つの第1磁性体部材で構成されている。第2磁性体部は、少なくとも1つの第2磁性体部材で構成されている。第2磁性体部材を構成する材料の初透磁率は、第1磁性体部材を構成する材料の初透磁率より高い。
In one form of this invention, the 2nd magnetic body part has the cylinder shape connected over the perimeter.
In one form of this invention, the 1st magnetic body part is comprised with the at least 1 1st magnetic body member. The second magnetic body portion is composed of at least one second magnetic member. The initial magnetic permeability of the material constituting the second magnetic member is higher than the initial permeability of the material constituting the first magnetic member.

本発明の一形態においては、第2磁性体部材が、第1磁性体部材より薄い。
本発明の一形態においては、1次導体は、平板形状を有する。磁気センサは、1次導体の厚さ方向および上記電流が流れる方向の両方と直交する方向の磁界を検出可能とされている。
In one embodiment of the present invention, the second magnetic member is thinner than the first magnetic member.
In an embodiment of the present invention, the primary conductor has a flat plate shape. The magnetic sensor can detect a magnetic field in a direction orthogonal to both the thickness direction of the primary conductor and the direction in which the current flows.

本発明の一形態においては、磁気センサは、1次導体の幅方向における中央部の、1次導体の厚さ方向における一方側および他方側の少なくとも一方に配置されている。   In one form of this invention, the magnetic sensor is arrange | positioned at least one of the one side and the other side in the thickness direction of a primary conductor of the center part in the width direction of a primary conductor.

本発明の一形態においては、電流センサは、磁気センサとして第1磁気センサと第2磁気センサとを備える。第1磁気センサと第2磁気センサとは、1次導体を挟んで互いに対向して位置している。   In one form of this invention, a current sensor is provided with the 1st magnetic sensor and the 2nd magnetic sensor as a magnetic sensor. The first magnetic sensor and the second magnetic sensor are positioned to face each other with the primary conductor interposed therebetween.

本発明の一形態においては、電流センサは、第1磁気センサの検出値と第2磁気センサの検出値とを演算することにより上記電流の値を算出する算出部をさらに備える。1次導体を流れる上記電流により発生する磁界の強さについて、第1磁気センサの検出値の位相と第2磁気センサの検出値の位相とが逆相である。算出部が減算器または差動増幅器である。   In one form of this invention, a current sensor is further provided with the calculation part which calculates the value of the said electric current by calculating the detection value of a 1st magnetic sensor, and the detection value of a 2nd magnetic sensor. Regarding the strength of the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor, the phase of the detection value of the first magnetic sensor and the phase of the detection value of the second magnetic sensor are opposite in phase. The calculation unit is a subtractor or a differential amplifier.

本発明の一形態においては、電流センサは、第1磁気センサの検出値と第2磁気センサの検出値とを演算することにより上記電流の値を算出する算出部をさらに備える。1次導体を流れる上記電流により発生する磁界の強さについて、第1磁気センサの検出値の位相と第2磁気センサの検出値の位相とが同相である。算出部が加算器または加算増幅器である。   In one form of this invention, a current sensor is further provided with the calculation part which calculates the value of the said electric current by calculating the detection value of a 1st magnetic sensor, and the detection value of a 2nd magnetic sensor. Regarding the strength of the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor, the phase of the detection value of the first magnetic sensor and the phase of the detection value of the second magnetic sensor are in phase. The calculation unit is an adder or a summing amplifier.

本発明によれば、残留磁化により発生する磁界および外部磁界による電流センサの測定誤差を低減できる。   According to the present invention, it is possible to reduce a measurement error of a current sensor due to a magnetic field generated by residual magnetization and an external magnetic field.

本発明の実施形態1に係る電流センサの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the current sensor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1の電流センサを矢印II方向から見た側面図である。It is the side view which looked at the current sensor of Drawing 1 from the direction of arrow II. 図2の電流センサをIII−III線矢印方向から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the current sensor of FIG. 2 from the III-III line arrow direction. 本発明の実施形態1に係る電流センサの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the current sensor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係る電流センサの回路基板の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the circuit board of the current sensor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係る電流センサの回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of the current sensor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 比較例1に係る1次導体の横断面形状を示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of a primary conductor according to Comparative Example 1. FIG. 実施例1に係る1次導体の横断面形状を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of a primary conductor according to Example 1. FIG. 実施例1に係る1次導体の周囲に発生する磁界を模式的に示す断面図である。3 is a cross-sectional view schematically showing a magnetic field generated around a primary conductor according to Example 1. FIG. 比較例1および実施例1に係る1次導体の幅方向の中央部の直上または直下に位置する基準線上における、1次導体の表面または裏面からの距離と1次導体の幅方向(X軸方向)の磁束密度との関係を示すグラフである。The distance from the front surface or the back surface of the primary conductor and the width direction of the primary conductor (X-axis direction) on the reference line located immediately above or directly below the central portion in the width direction of the primary conductor according to Comparative Example 1 and Example 1 ) Is a graph showing the relationship with the magnetic flux density. 磁気抵抗素子に作用する磁束密度と磁気抵抗素子の出力電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the magnetic flux density which acts on a magnetoresistive element, and the output voltage of a magnetoresistive element. 磁性材料の比透磁率と磁界の強さとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the relative magnetic permeability of a magnetic material, and the strength of a magnetic field. 本発明の実施形態2に係る電流センサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the current sensor which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3に係る電流センサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the current sensor which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4に係る電流センサにおいて、プリント基板および磁性体部材を1次導体に対して取り付けた状態を示す断面図である。In the current sensor according to Embodiment 4 of the present invention, it is a cross-sectional view showing a state where a printed board and a magnetic member are attached to a primary conductor. 本発明の実施形態4に係る電流センサにおいて、プリント基板および磁性体部材を1次導体に対して取り付ける前の状態を示す断面図である。In the current sensor according to Embodiment 4 of the present invention, it is a cross-sectional view showing a state before the printed board and the magnetic member are attached to the primary conductor. 本発明の実施形態5に係る電流センサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the current sensor which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態6に係る電流センサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the current sensor which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施形態7に係る電流センサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the current sensor which concerns on Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施形態8に係る電流センサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the current sensor which concerns on Embodiment 8 of this invention.

以下、本発明の各実施形態に係る電流センサについて図を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。   Hereinafter, a current sensor according to each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図2は、図1の電流センサを矢印II方向から見た側面図である。図3は、図2の電流センサをIII−III線矢印方向から見た断面図である。図4は、本発明の実施形態1に係る電流センサの構成を示す分解斜視図である。図5は、本発明の実施形態1に係る電流センサの回路基板の外観を示す斜視図である。図6は、本発明の実施形態1に係る電流センサの回路構成を示す回路図である。図1〜3においては、後述する1次導体110の幅方向をX軸方向、1次導体110の長さ方向をY軸方向、1次導体110の厚さ方向をZ軸方向として、図示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a current sensor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a side view of the current sensor of FIG. 1 viewed from the direction of arrow II. 3 is a cross-sectional view of the current sensor of FIG. 2 as viewed from the direction of arrows III-III. FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the current sensor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing an appearance of a circuit board of the current sensor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the current sensor according to Embodiment 1 of the present invention. 1-3, the width direction of the primary conductor 110, which will be described later, is shown as the X-axis direction, the length direction of the primary conductor 110 is shown as the Y-axis direction, and the thickness direction of the primary conductor 110 is shown as the Z-axis direction. ing.

図1〜6に示すように、本発明の実施形態1に係る電流センサ100は、測定対象の電流が流れる1次導体110と、1次導体110を流れる電流により発生する磁界の強さを検出する2つの磁気センサとを備える。2つの磁気センサは、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bから構成されている。本実施形態においては、電流センサ100は、2つの磁気センサを備えているが、これに限られず、少なくとも1つの磁気センサを備えていればよい。   As shown in FIGS. 1 to 6, the current sensor 100 according to the first embodiment of the present invention detects the primary conductor 110 through which the current to be measured flows and the strength of the magnetic field generated by the current through the primary conductor 110. Two magnetic sensors. The two magnetic sensors are composed of a first magnetic sensor 120a and a second magnetic sensor 120b. In the present embodiment, the current sensor 100 includes two magnetic sensors. However, the present invention is not limited to this, and it is only necessary to include at least one magnetic sensor.

さらに、電流センサ100は、1次導体110および2つの磁気センサの周りを囲む第1磁性体部170と、第1磁性体部170の周りを囲む第2磁性体部180とを備える。第1磁性体部170は、空隙173が設けられており、空隙173により周方向において不連続となった筒形状を有する。   Furthermore, the current sensor 100 includes a first magnetic body portion 170 surrounding the primary conductor 110 and the two magnetic sensors, and a second magnetic body portion 180 surrounding the first magnetic body portion 170. The first magnetic body 170 is provided with a gap 173 and has a cylindrical shape that is discontinuous in the circumferential direction by the gap 173.

本実施形態においては、第1磁性体部170は、2つの第1磁性体部材171,172から構成されている。ただし、第1磁性体部170の構成は上記に限られず、少なくとも1つの第1磁性体部材で構成されていればよい。2つの第1磁性体部材171,172は、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、互いの端部同士の間に空隙173が設けられた矩形形状を成し、1次導体110および2つの磁気センサの周りを囲んでいる。具体的には、2つの第1磁性体部材171,172は、後述する、第1回路基板160a、第2回路基板160b、および、第1回路基板160aと第2回路基板160bとに挟まれた部分の1次導体110に対して間隔を置いて周りを囲んでいる。   In the present embodiment, the first magnetic body 170 is composed of two first magnetic members 171 and 172. However, the structure of the 1st magnetic body part 170 is not restricted above, What is necessary is just to be comprised by the at least 1 1st magnetic body member. The two first magnetic members 171 and 172 have a rectangular shape in which a gap 173 is provided between ends of each of the first magnetic members 171 and 172 when viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction). Surrounding the primary conductor 110 and the two magnetic sensors. Specifically, the two first magnetic members 171 and 172 are sandwiched between a first circuit board 160a, a second circuit board 160b, and the first circuit board 160a and the second circuit board 160b, which will be described later. A portion of the primary conductor 110 is surrounded by a space.

本実施形態においては、第2磁性体部180は、全周に亘って繋がった筒形状を有する。第2磁性体部180は、1つの第2磁性体部材で構成されている。ただし、第2磁性体部180の構成は上記に限られず、少なくとも1つの第2磁性体部材で構成されていればよい。第2磁性体部材は、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、矩形形状を成し、2つの第1磁性体部材171,172に対して間隔を置いて周りを囲んでいる。   In this embodiment, the 2nd magnetic body part 180 has a cylinder shape connected over the perimeter. The second magnetic body portion 180 is composed of one second magnetic body member. However, the structure of the 2nd magnetic body part 180 is not restricted above, What is necessary is just to be comprised by the at least 1 2nd magnetic body member. The second magnetic body member has a rectangular shape when viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction), and surrounds the two first magnetic body members 171 and 172 with a space therebetween. Is enclosed.

1次導体110、第1回路基板160a、第2回路基板160b、2つの第1磁性体部材171,172、および、第2磁性体部材の各々の相対位置は、図示しないケースなどにより維持されている。ケースは、ポリフェニレンスルファイドなどの高温耐性を有するエンジニアリングプラスティックなどで形成されていることが好ましい。第1回路基板160aおよび第2回路基板160bの各々とケースとをネジにより締結する場合には、磁場の乱れが生じないように、非磁性材料からなるネジで締結されていることが好ましい。   The relative positions of the primary conductor 110, the first circuit board 160a, the second circuit board 160b, the two first magnetic members 171 and 172, and the second magnetic member are maintained by a case (not shown). Yes. The case is preferably formed of an engineering plastic having high temperature resistance such as polyphenylene sulfide. When each of the first circuit board 160a and the second circuit board 160b and the case are fastened with screws, it is preferably fastened with screws made of a non-magnetic material so as not to disturb the magnetic field.

以下、各構成について詳細に説明する。
本実施形態においては、1次導体110は、平板形状を有している。1次導体110は、1次導体110の表面から裏面まで貫通した1つの貫通部を有している。具体的には、1次導体110の幅方向における中央部に、平面視にて円形の貫通孔110hが設けられている。電流は、1次導体110をY軸方向に流れる。
Hereinafter, each configuration will be described in detail.
In the present embodiment, the primary conductor 110 has a flat plate shape. The primary conductor 110 has one penetrating portion that penetrates from the front surface to the back surface of the primary conductor 110. Specifically, a circular through hole 110h is provided in a central portion in the width direction of the primary conductor 110 in a plan view. The current flows through the primary conductor 110 in the Y-axis direction.

本実施形態においては、1次導体110は、銅で構成されている。ただし、1次導体110の材料はこれに限られず、銀、アルミニウムなどの金属またはこれらの金属を含む合金でもよい。1次導体110は、表面処理が施されていてもよい。たとえば、ニッケル、錫、銀、銅などの金属またはこれらの金属を含む合金からなる、少なくとも1層のめっき層が、1次導体110の表面に設けられていてもよい。   In the present embodiment, the primary conductor 110 is made of copper. However, the material of the primary conductor 110 is not limited to this, and may be a metal such as silver or aluminum or an alloy containing these metals. The primary conductor 110 may be subjected to a surface treatment. For example, at least one plating layer made of a metal such as nickel, tin, silver, copper, or an alloy containing these metals may be provided on the surface of the primary conductor 110.

本実施形態においては、薄板をプレス加工することにより1次導体110が形成されている。ただし、1次導体110の形成方法はこれに限られず、切削、鍛造または鋳造などの方法によって1次導体110が形成されてもよい。   In the present embodiment, the primary conductor 110 is formed by pressing a thin plate. However, the method of forming the primary conductor 110 is not limited to this, and the primary conductor 110 may be formed by a method such as cutting, forging, or casting.

本実施形態においては、第1磁気センサ120aは、第1オペアンプ140aおよび第1受動素子150aとともに第1プリント基板130aに実装されている。第1磁気センサ120aは、第1プリント基板130aの中央に配置されている。第1磁気センサ120a、第1プリント基板130a、第1オペアンプ140aおよび第1受動素子150aは、第1回路基板160aを構成している。第1プリント基板130aは、ガラスエポキシまたはアルミナからなる基板、および、基板上に銅箔などの金属箔がパターニングされて形成された配線を含む。第1回路基板160aには、第1磁気センサ120aからの信号を演算する演算回路が構成されている。   In the present embodiment, the first magnetic sensor 120a is mounted on the first printed circuit board 130a together with the first operational amplifier 140a and the first passive element 150a. The first magnetic sensor 120a is disposed at the center of the first printed circuit board 130a. The first magnetic sensor 120a, the first printed board 130a, the first operational amplifier 140a, and the first passive element 150a constitute a first circuit board 160a. The first printed circuit board 130a includes a substrate made of glass epoxy or alumina, and wiring formed by patterning a metal foil such as a copper foil on the substrate. The first circuit board 160a is configured with an arithmetic circuit that calculates a signal from the first magnetic sensor 120a.

第2磁気センサ120bは、第2オペアンプ140bおよび第2受動素子150bとともに第2プリント基板130bに実装されている。第2磁気センサ120bは、第2プリント基板130bの中央に配置されている。第2磁気センサ120b、第2プリント基板130b、第2オペアンプ140bおよび第2受動素子150bは、第2回路基板160bを構成している。第2プリント基板130bは、ガラスエポキシまたはアルミナからなる基板、および、基板上に銅箔などの金属箔がパターニングされて形成された配線を含む。第2回路基板160bには、第2磁気センサ120bからの信号を演算する演算回路が構成されている。   The second magnetic sensor 120b is mounted on the second printed circuit board 130b together with the second operational amplifier 140b and the second passive element 150b. The second magnetic sensor 120b is disposed at the center of the second printed circuit board 130b. The second magnetic sensor 120b, the second printed board 130b, the second operational amplifier 140b, and the second passive element 150b constitute a second circuit board 160b. Second printed circuit board 130b includes a substrate made of glass epoxy or alumina, and a wiring formed by patterning a metal foil such as a copper foil on the substrate. The second circuit board 160b is configured with an arithmetic circuit that calculates a signal from the second magnetic sensor 120b.

第1回路基板160aは、1次導体110の表面上に載置されている。第1磁気センサ120aは、第1プリント基板130aを1次導体110との間に挟んで、貫通孔110hの直上に位置している。第2回路基板160bは、1次導体110の裏面上に配置されている。第2磁気センサ120bは、第2プリント基板130bを1次導体110との間に挟んで、貫通孔110hの直下に位置している。   The first circuit board 160 a is placed on the surface of the primary conductor 110. The first magnetic sensor 120a is located immediately above the through hole 110h with the first printed board 130a sandwiched between the primary conductor 110. The second circuit board 160 b is disposed on the back surface of the primary conductor 110. The second magnetic sensor 120b is located directly below the through hole 110h with the second printed board 130b sandwiched between the primary conductor 110.

すなわち、第1磁気センサ120aと第2磁気センサ120bとは、1次導体110を挟んで互いに反対側に位置している。第1磁気センサ120aは、1次導体110の幅方向(X軸方向)における中央部の、1次導体110の厚さ方向(Z軸方向)における一方側(上方側)に配置されている。第2磁気センサ120bは、1次導体110の幅方向(X軸方向)における中央部の、1次導体110の厚さ方向(Z軸方向)における他方側(下方側)に配置されている。   That is, the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are located on opposite sides of the primary conductor 110. The first magnetic sensor 120 a is disposed on one side (upper side) in the thickness direction (Z-axis direction) of the primary conductor 110 in the central portion in the width direction (X-axis direction) of the primary conductor 110. The second magnetic sensor 120b is disposed on the other side (lower side) in the thickness direction (Z-axis direction) of the primary conductor 110 at the center in the width direction (X-axis direction) of the primary conductor 110.

第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々の検出軸の方向(感磁方向)は、1次導体110の幅方向(X軸方向)である。すなわち、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々は、1次導体110の厚さ方向(Z軸方向)および1次導体110を電流が流れる方向(Y軸方向)の両方と直交する方向(X軸方向)の磁界を検出可能とされている。   The direction (magnetic direction) of the detection axis of each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is the width direction (X-axis direction) of the primary conductor 110. That is, each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is orthogonal to both the thickness direction (Z-axis direction) of the primary conductor 110 and the direction in which the current flows through the primary conductor 110 (Y-axis direction). The magnetic field in the direction (X-axis direction) can be detected.

第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々は、検出軸の一方向に向いた磁界を検出した場合に正の値で出力し、かつ、検出軸の一方向とは反対方向に向いた磁界を検出した場合に負の値で出力する、入出力特性を有している。   Each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b outputs a positive value when a magnetic field directed in one direction of the detection axis is detected, and is directed in a direction opposite to the one direction of the detection axis. It has an input / output characteristic that outputs a negative value when a magnetic field is detected.

第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々は、4つのAMR(Anisotropic Magneto Resistance)素子からなるホイートストンブリッジ型のブリッジ回路を有する。なお、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々が、AMR素子に代えて、GMR(Giant Magneto Resistance)、TMR(Tunnel Magneto Resistance)、BMR(Balistic Magneto Resistance)、CMR(Colossal Magneto Resistance)などの磁気抵抗素子を有していてもよい。また、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々が、2つの磁気抵抗素子からなるハーフ・ブリッジ回路を有していてもよい。その他にも、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bとして、ホール素子を有する磁気センサ、磁気インピーダンス効果を利用するMI(Magneto Impedance)
素子を有する磁気センサまたはフラックスゲート型磁気センサなどを用いることができる。磁気抵抗素子およびホール素子などの磁気素子は、樹脂パッケージされていてもよく、または、シリコーン樹脂若しくはエポキシ樹脂などでポッティングされていてもよい。
Each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b has a Wheatstone bridge type bridge circuit including four AMR (Anisotropic Magneto Resistance) elements. Each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b replaces the AMR element with GMR (Giant Magneto Resistance), TMR (Tunnel Magneto Resistance), BMR (Balistic Magneto Resistance), and CMR (Colossal Magneto Resistance). It may have a magnetoresistive element. Further, each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b may have a half bridge circuit including two magnetoresistive elements. In addition, as the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b, a magnetic sensor having a Hall element, MI (Magneto Impedance) using a magnetic impedance effect
A magnetic sensor having an element or a flux gate type magnetic sensor can be used. Magnetic elements such as a magnetoresistive element and a Hall element may be packaged with a resin, or may be potted with a silicone resin or an epoxy resin.

第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々のAMR素子は、バーバーポール型電極を含むことによって、奇関数入出力特性を有している。具体的には、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々のAMR素子は、バーバーポール型電極を含むことにより、所定の角度に電流が流れるようにバイアスされている。第1磁気センサ120aのAMR素子における磁気抵抗膜の磁化方向と、第2磁気センサ120bのAMR素子における磁気抵抗膜の磁化方向とは、同一方向である。これにより、外部磁界の影響による出力精度の低下を小さくすることができる。   Each of the AMR elements of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b has an odd function input / output characteristic by including a barber pole type electrode. Specifically, each AMR element of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b includes a barber pole type electrode, and is biased so that a current flows at a predetermined angle. The magnetization direction of the magnetoresistive film in the AMR element of the first magnetic sensor 120a and the magnetization direction of the magnetoresistive film in the AMR element of the second magnetic sensor 120b are the same direction. Thereby, the fall of the output accuracy by the influence of an external magnetic field can be made small.

図6に示すように、電流センサ100は、第1磁気センサ120aの検出値と第2磁気センサ120bの検出値とを演算することにより1次導体110を流れる電流の値を算出する算出部190を備える。算出部190は、差動増幅器である。ただし、算出部190が減算器であってもよい。   As shown in FIG. 6, the current sensor 100 calculates the value of the current flowing through the primary conductor 110 by calculating the detection value of the first magnetic sensor 120a and the detection value of the second magnetic sensor 120b. Is provided. The calculation unit 190 is a differential amplifier. However, the calculation unit 190 may be a subtracter.

図1,3,4に示すように、1次導体110を電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、第1磁性体部材171,172は、それぞれL字形状を有する。第1磁性体部材171,172の各々は、第1板状部と、第1板状部に直交している第2板状部とを有している。第1磁性体部材171,172の各々の第1板状部と1次導体110とは、互いに平行に位置している。   As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the first magnetic members 171 and 172 each have an L shape when the primary conductor 110 is viewed from the direction in which current flows (Y-axis direction). Each of the first magnetic members 171 and 172 includes a first plate-like portion and a second plate-like portion that is orthogonal to the first plate-like portion. The first plate-like portions of the first magnetic members 171 and 172 and the primary conductor 110 are located in parallel to each other.

2つの空隙173の各々は、1次導体110を電流が流れる方向(Y軸方向)において、第1磁性体部170の一端から他端まで延在している。2つの空隙173の各々は、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、第1磁性体部材171,172が成す矩形形状の対角に位置している。1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、第1磁性体部材171,172が成す矩形形状の中心位置と、1次導体110の貫通孔110hの位置とは重なっている。   Each of the two gaps 173 extends from one end to the other end of the first magnetic body portion 170 in the direction in which the current flows through the primary conductor 110 (Y-axis direction). Each of the two gaps 173 is located at the diagonal of the rectangular shape formed by the first magnetic members 171 and 172 when viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction). When viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction), the rectangular center position formed by the first magnetic members 171 and 172 overlaps the position of the through hole 110h of the primary conductor 110. Yes.

第1磁性体部材171,172の各々は、PBパーマロイで構成されている。第2磁性体部材は、PCパーマロイで構成されている。PBパーマロイは、Ni成分を約45%含み、残部が主にFe成分である合金である。PCパーマロイはNi成分を約80%含み、残部が主にFe成分である合金である。第2磁性体部材を構成する材料の初透磁率が、第1磁性体部材171,172の各々を構成する材料の初透磁率より高い方が好ましい。第1磁性体部材171,172および第2磁性体部材の各々の材料としては、上記に限られず、軟鉄鋼、ケイ素鋼、電磁鋼、PBパーマロイ、PCパーマロイ、ニッケル合金、鉄合金またはフェライトなどの、透磁率および飽和磁束密度の高い磁性体材料が好ましい。   Each of the first magnetic members 171 and 172 is made of PB permalloy. The second magnetic member is made of PC permalloy. PB permalloy is an alloy that contains approximately 45% of the Ni component, with the balance being mainly the Fe component. PC permalloy is an alloy containing about 80% of the Ni component, with the balance being mainly the Fe component. It is preferable that the initial permeability of the material constituting the second magnetic member is higher than the initial permeability of the material constituting each of the first magnetic members 171 and 172. The material of each of the first magnetic members 171 and 172 and the second magnetic member is not limited to the above, and may be soft iron steel, silicon steel, electromagnetic steel, PB permalloy, PC permalloy, nickel alloy, iron alloy, ferrite, etc. A magnetic material having high magnetic permeability and saturation magnetic flux density is preferable.

本実施形態においては、第2磁性体部材は、第1磁性体部材171,172の各々より薄い。ただし、第2磁性体部材は、第1磁性体部材171,172の各々と同等以上に厚くてもよい。   In the present embodiment, the second magnetic member is thinner than each of the first magnetic members 171 and 172. However, the second magnetic member may be equal to or thicker than each of the first magnetic members 171 and 172.

本実施形態においては、薄板をプレス加工することにより第1磁性体部材171,172および第2磁性体部材の各々が形成されている。ただし、第1磁性体部材171,172および第2磁性体部材の各々の形成方法はこれに限られず、切削、鍛造または鋳造などの方法によって第1磁性体部材171,172および第2磁性体部材の各々が形成されてもよい。   In the present embodiment, each of the first magnetic members 171 and 172 and the second magnetic member is formed by pressing a thin plate. However, the formation method of each of the first magnetic members 171 and 172 and the second magnetic member is not limited to this, and the first magnetic members 171 and 172 and the second magnetic member are formed by a method such as cutting, forging or casting. Each of these may be formed.

第1磁性体部材171,172と第2磁性体部材との間の隙間は、比透磁率が1に近い材料で満たされていることが好ましい。具体的には、樹脂、無機物、セラミックス、若しくはこれらの複合材料、または空気などで、上記隙間が満たされていることが好ましい。樹脂では、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、ポリアミド系樹脂、エポキシ樹脂、または、フェノール樹脂などを用いることができる。無機物では、ガラスなどを用いることができる。セラミックスでは、アルミナまたはステアタイトなどを用いることができる。   The gap between the first magnetic members 171 and 172 and the second magnetic member is preferably filled with a material having a relative permeability close to 1. Specifically, the gap is preferably filled with a resin, an inorganic material, ceramics, a composite material thereof, or air. As the resin, polyphenylene sulfide resin, polybutylene terephthalate resin, liquid crystal polymer, polyamide resin, epoxy resin, phenol resin, or the like can be used. As the inorganic material, glass or the like can be used. For ceramics, alumina or steatite can be used.

ここで、貫通部を有さない比較例1の1次導体110、および、貫通孔110hが設けられた実施例1の1次導体110について、1次導体110の幅方向(X軸方向)における中央部の直上または直下の位置における、1次導体110の表面110sまたは裏面110tからの距離と磁束密度との関係をシミュレーション解析した結果について説明する。   Here, in the width direction (X-axis direction) of the primary conductor 110 with respect to the primary conductor 110 of Comparative Example 1 that does not have a through portion and the primary conductor 110 of Example 1 in which the through hole 110h is provided. The result of simulation analysis of the relationship between the distance from the front surface 110s or the back surface 110t of the primary conductor 110 and the magnetic flux density at a position immediately above or directly below the center will be described.

図7は、比較例1に係る1次導体の横断面形状を示す断面図である。図8は、実施例1に係る1次導体の横断面形状を示す断面図である。図7,8に示すように、比較例1および実施例1において、1次導体110の横断面の外形は、幅30mm、厚さ2.5mmとした。実施例1に係る1次導体110の幅方向の中央部に、直径2mmの貫通孔110hを設けた。比較例1および実施例1において、1次導体110を流れる電流の値を100Aとして、図7,8に示すように、1次導体110の幅方向の中央部の直上または直下に位置する基準線1上における磁束密度分布をシミュレーション解析により算出した。なお、比較例1および実施例1においては、第1磁性体部材171,172および第2磁性体部材は配置していない。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing the cross-sectional shape of the primary conductor according to Comparative Example 1. FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the cross-sectional shape of the primary conductor according to the first embodiment. As shown in FIGS. 7 and 8, in Comparative Example 1 and Example 1, the outer shape of the cross section of the primary conductor 110 was 30 mm wide and 2.5 mm thick. A through hole 110h having a diameter of 2 mm was provided at the center in the width direction of the primary conductor 110 according to the first embodiment. In Comparative Example 1 and Example 1, assuming that the value of the current flowing through the primary conductor 110 is 100A, as shown in FIGS. 7 and 8, the reference line located immediately above or immediately below the central portion in the width direction of the primary conductor 110 The magnetic flux density distribution on 1 was calculated by simulation analysis. In Comparative Example 1 and Example 1, the first magnetic members 171 and 172 and the second magnetic member are not arranged.

図9は、実施例1に係る1次導体の周囲に発生する磁界を模式的に示す断面図である。図9においては、図8と同一の断面視にて図示している。図10は、比較例1および実施例1に係る1次導体の幅方向の中央部の直上または直下に位置する基準線上における、1次導体の表面または裏面からの距離と1次導体の幅方向(X軸方向)の磁束密度との関係を示すグラフである。図10においては、縦軸に磁束密度(mT)、横軸に1次導体110の表面110sまたは裏面110tからの距離(mm)を示している。また、図10においては、実施例1に係る1次導体110のデータを実線で、比較例1に係る1次導体110のデータを点線で示している。   FIG. 9 is a cross-sectional view schematically illustrating a magnetic field generated around the primary conductor according to the first embodiment. In FIG. 9, the same sectional view as FIG. 8 is shown. FIG. 10 shows the distance from the front surface or the back surface of the primary conductor and the width direction of the primary conductor on the reference line located immediately above or directly below the central portion in the width direction of the primary conductor according to Comparative Example 1 and Example 1. It is a graph which shows the relationship with the magnetic flux density of (X-axis direction). In FIG. 10, the vertical axis represents the magnetic flux density (mT), and the horizontal axis represents the distance (mm) from the front surface 110s or the back surface 110t of the primary conductor 110. In FIG. 10, the data of the primary conductor 110 according to the first embodiment is indicated by a solid line, and the data of the primary conductor 110 according to the comparative example 1 is indicated by a dotted line.

図9に示すように、いわゆる右ねじの法則によって、貫通孔110hの左側に位置する1次導体110を流れる電流10により磁界110eが発生する。同様に、貫通孔110hの右側に位置する1次導体110を流れる電流10により磁界110eが発生する。   As shown in FIG. 9, the magnetic field 110e is generated by the current 10 flowing through the primary conductor 110 located on the left side of the through hole 110h according to the so-called right-handed screw law. Similarly, a magnetic field 110e is generated by the current 10 flowing through the primary conductor 110 located on the right side of the through hole 110h.

1次導体110の幅方向の中央部の直上に位置する基準線1上においては、貫通孔110hの左側に位置する1次導体110を流れる電流10により発生した磁界110eによるZ軸方向の磁束密度LZと、貫通孔110hの右側に位置する1次導体110を流れる電流10により発生した磁界110eによるZ軸方向の磁束密度RZとが、打ち消し合う。一方、貫通孔110hの左側に位置する1次導体110を流れる電流10により発生した磁界110eによるX軸方向の磁束密度LXと、貫通孔110hの右側に位置する1次導体110を流れる電流10により発生した磁界110eによるX軸方向の磁束密度RXとが、組み合わされる。   On the reference line 1 located immediately above the central portion in the width direction of the primary conductor 110, the magnetic flux density in the Z-axis direction due to the magnetic field 110e generated by the current 10 flowing through the primary conductor 110 located on the left side of the through hole 110h. LZ and the magnetic flux density RZ in the Z-axis direction due to the magnetic field 110e generated by the current 10 flowing through the primary conductor 110 located on the right side of the through hole 110h cancel each other. On the other hand, the magnetic flux density LX in the X-axis direction due to the magnetic field 110e generated by the current 10 flowing through the primary conductor 110 located on the left side of the through hole 110h and the current 10 flowing through the primary conductor 110 located on the right side of the through hole 110h. The magnetic flux density RX in the X-axis direction due to the generated magnetic field 110e is combined.

1次導体110の幅方向の中央部の直下に位置する基準線1上においては、貫通孔110hの左側に位置する1次導体110を流れる電流10により発生した磁界110eによるZ軸方向の磁束密度LZと、貫通孔110hの右側に位置する1次導体110を流れる電流10により発生した磁界110eによるZ軸方向の磁束密度RZとが、打ち消し合う。一方、貫通孔110hの左側に位置する1次導体110を流れる電流10により発生した磁界110eによるX軸方向の磁束密度LXと、貫通孔110hの右側に位置する1次導体110を流れる電流10により発生した磁界110eによるX軸方向の磁束密度RXとが、組み合わされる。   On the reference line 1 located immediately below the central portion in the width direction of the primary conductor 110, the magnetic flux density in the Z-axis direction due to the magnetic field 110e generated by the current 10 flowing through the primary conductor 110 located on the left side of the through hole 110h. LZ and the magnetic flux density RZ in the Z-axis direction due to the magnetic field 110e generated by the current 10 flowing through the primary conductor 110 located on the right side of the through hole 110h cancel each other. On the other hand, the magnetic flux density LX in the X-axis direction due to the magnetic field 110e generated by the current 10 flowing through the primary conductor 110 located on the left side of the through hole 110h and the current 10 flowing through the primary conductor 110 located on the right side of the through hole 110h. The magnetic flux density RX in the X-axis direction due to the generated magnetic field 110e is combined.

図10に示すように、比較例1に係る1次導体110の幅方向の中央部の直上に位置する基準線1上におけるX軸方向の磁束密度は、1次導体110の表面110sからの距離が大きくなるに従って低下している。一方、実施例1に係る1次導体110の幅方向の中央部の直上に位置する基準線1上におけるX軸方向の磁束密度は、1次導体110の表面110sからの距離が4mmに到達するまでは距離が大きくなるに従って増加し、1次導体110の表面110sから4mm以上10mm以下の位置においては略一定になっている。   As shown in FIG. 10, the magnetic flux density in the X-axis direction on the reference line 1 located immediately above the central portion in the width direction of the primary conductor 110 according to Comparative Example 1 is the distance from the surface 110 s of the primary conductor 110. Decreases as the value increases. On the other hand, the magnetic flux density in the X-axis direction on the reference line 1 located immediately above the central portion in the width direction of the primary conductor 110 according to the first embodiment reaches a distance of 4 mm from the surface 110s of the primary conductor 110. The distance increases as the distance increases, and is substantially constant at a position of 4 mm to 10 mm from the surface 110 s of the primary conductor 110.

実施例1に係る1次導体110の幅方向の中央部の直上に位置する基準線1上におけるX軸方向の磁束密度は、1次導体110の表面110sからの距離に関わらず、比較例に係る1次導体110の幅方向の中央部の直上に位置する基準線1上におけるX軸方向の磁束密度より低くなっている。これは、貫通孔110hの部分に、電流が流れていないためである。   The magnetic flux density in the X-axis direction on the reference line 1 located immediately above the central portion in the width direction of the primary conductor 110 according to Example 1 is the comparative example regardless of the distance from the surface 110s of the primary conductor 110. It is lower than the magnetic flux density in the X-axis direction on the reference line 1 located immediately above the central portion in the width direction of the primary conductor 110. This is because no current flows through the through hole 110h.

同様に、比較例1に係る1次導体110の幅方向の中央部の直下に位置する基準線1上におけるX軸方向の磁束密度は、1次導体110の裏面110tからの距離が大きくなるに従って低下している。一方、実施例1に係る1次導体110の幅方向の中央部の直下に位置する基準線1上におけるX軸方向の磁束密度は、1次導体110の裏面110tからの距離が4mmに到達するまでは距離が大きくなるに従って増加し、1次導体110の裏面110tから4mm以上10mm以下の位置においては略一定になっている。   Similarly, the magnetic flux density in the X-axis direction on the reference line 1 located immediately below the center in the width direction of the primary conductor 110 according to Comparative Example 1 increases as the distance from the back surface 110t of the primary conductor 110 increases. It is falling. On the other hand, the magnetic flux density in the X-axis direction on the reference line 1 located immediately below the central portion in the width direction of the primary conductor 110 according to the first embodiment reaches a distance of 4 mm from the back surface 110t of the primary conductor 110. The distance increases as the distance increases, and is substantially constant at a position of 4 mm to 10 mm from the back surface 110 t of the primary conductor 110.

実施例1に係る1次導体110の幅方向の中央部の直下に位置する基準線1上におけるX軸方向の磁束密度は、1次導体110の裏面110tからの距離に関わらず、比較例に係る1次導体110の幅方向の中央部の直下に位置する基準線1上におけるX軸方向の磁束密度より低くなっている。これは、貫通孔110hの部分に、電流が流れていないためである。   The magnetic flux density in the X-axis direction on the reference line 1 located immediately below the central portion in the width direction of the primary conductor 110 according to Example 1 is the comparative example regardless of the distance from the back surface 110t of the primary conductor 110. It is lower than the magnetic flux density in the X-axis direction on the reference line 1 located immediately below the central portion in the width direction of the primary conductor 110. This is because no current flows through the through hole 110h.

このシミュレーション解析の結果から分かるように、本実施形態に係る電流センサ100においては、第1磁気センサ120aを、1次導体110の貫通孔110hの直上の位置に配置することにより、第1磁気センサ120aに作用する磁束密度を低減することができる。よって、1次導体110に大電流が流れた場合においても、第1磁気センサ120aの磁気抵抗素子が磁気飽和することを抑制することができる。   As can be seen from the result of the simulation analysis, in the current sensor 100 according to the present embodiment, the first magnetic sensor 120a is disposed at a position immediately above the through hole 110h of the primary conductor 110, thereby providing the first magnetic sensor. The magnetic flux density acting on 120a can be reduced. Therefore, even when a large current flows through the primary conductor 110, it is possible to suppress the magnetic saturation of the magnetoresistive element of the first magnetic sensor 120a.

同様に、第2磁気センサ120bを、1次導体110の貫通孔110hの直下の位置に配置することにより、第2磁気センサ120bに作用する磁束密度を低減することができる。よって、1次導体110に大電流が流れた場合においても、第2磁気センサ120bの磁気抵抗素子が磁気飽和することを抑制することができる。   Similarly, by disposing the second magnetic sensor 120b at a position immediately below the through hole 110h of the primary conductor 110, the magnetic flux density acting on the second magnetic sensor 120b can be reduced. Therefore, even when a large current flows through the primary conductor 110, it is possible to suppress magnetic saturation of the magnetoresistive element of the second magnetic sensor 120b.

図11は、磁気抵抗素子に作用する磁束密度と磁気抵抗素子の出力電圧との関係を示すグラフである。図11においては、縦軸に磁気抵抗素子の出力電圧、横軸に磁気抵抗素子に作用する磁束密度を示している。   FIG. 11 is a graph showing the relationship between the magnetic flux density acting on the magnetoresistive element and the output voltage of the magnetoresistive element. In FIG. 11, the vertical axis represents the output voltage of the magnetoresistive element, and the horizontal axis represents the magnetic flux density acting on the magnetoresistive element.

図11に示すように、磁気抵抗素子が磁気飽和していない第1領域T1においては、磁気抵抗素子に作用する磁束密度の増加に比例して磁気抵抗素子の出力電圧が増加する。磁気抵抗素子が磁気飽和している第2領域T2においては、磁気抵抗効果素子に作用する磁束密度が増加しても磁気抵抗素子の出力電圧はほとんど増加しない。As shown in FIG. 11, in the first region T 1 where the magnetoresistive element is not magnetically saturated, the output voltage of the magnetoresistive element increases in proportion to the increase of the magnetic flux density acting on the magnetoresistive element. In the second region T 2 where the magnetoresistive element is magnetically saturated, the output voltage of the magnetoresistive element hardly increases even if the magnetic flux density acting on the magnetoresistive effect element increases.

本実施形態に係る電流センサ100においては、複雑な回路によらずに1次導体110に貫通孔110hを設けた簡易な構造で磁気抵抗素子に作用する磁束密度を低減することにより、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bを第1領域T1にて動作させることができる。その結果、電流センサ100の入力ダイナミックレンジを拡大させることができ、電流センサ100によって大電流を正確に測定することが可能となる。In the current sensor 100 according to the present embodiment, the first magnetism is reduced by reducing the magnetic flux density acting on the magnetoresistive element with a simple structure in which the through hole 110h is provided in the primary conductor 110 without using a complicated circuit. the sensor 120a and the second magnetic sensor 120b can be operated in the first region T 1. As a result, the input dynamic range of the current sensor 100 can be expanded, and a large current can be accurately measured by the current sensor 100.

また、第1磁気センサ120aを1次導体110の貫通孔110hの直上の位置に配置し、第2磁気センサ120bを1次導体110の貫通孔110hの直下の位置に配置することにより、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に作用するX軸方向およびZ軸方向の磁束密度を低減することができるため、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に加わる磁界の強度にばらつきが生ずることを抑制できる。その結果、電流センサ100によって被測定電流の大きさを安定して測定することができる。   In addition, the first magnetic sensor 120a is disposed at a position immediately above the through hole 110h of the primary conductor 110, and the second magnetic sensor 120b is disposed at a position immediately below the through hole 110h of the primary conductor 110, thereby Since the magnetic flux density in the X-axis direction and the Z-axis direction acting on each of the magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b can be reduced, the strength of the magnetic field applied to each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. It is possible to suppress the occurrence of variations. As a result, the current sensor 100 can stably measure the magnitude of the current to be measured.

上記のように、実施例1に係る1次導体110の幅方向の中央部の直上または直下に位置する基準線1上において、1次導体110の表面110sまたは裏面110tから4mm以上10mm以下の位置は、X軸方向の磁束密度が略一定になっているロバスト領域である。   As described above, on the reference line 1 located immediately above or directly below the central portion in the width direction of the primary conductor 110 according to the first embodiment, a position of 4 mm to 10 mm from the front surface 110s or the back surface 110t of the primary conductor 110. Is a robust region in which the magnetic flux density in the X-axis direction is substantially constant.

本実施形態に係る電流センサ100においては、第1磁気センサ120aが、第1プリント基板130aを1次導体110との間に挟んで、貫通孔110hの直上に位置していることにより第1磁気センサ120aがロバスト領域内に位置している。すなわち、第1磁気センサ120aがロバスト領域内に位置するように、第1プリント基板130aの厚さを適宜設定している。   In the current sensor 100 according to the present embodiment, the first magnetic sensor 120a is positioned directly above the through hole 110h with the first printed board 130a interposed between the primary conductor 110 and the first magnetic sensor 120a. The sensor 120a is located in the robust area. That is, the thickness of the first printed circuit board 130a is appropriately set so that the first magnetic sensor 120a is positioned in the robust region.

同様に、電流センサ100においては、第2磁気センサ120bが、第2プリント基板130bを1次導体110との間に挟んで、貫通孔110hの直下に位置していることにより第2磁気センサ120bがロバスト領域内に位置している。すなわち、第2磁気センサ120bがロバスト領域内に位置するように、第2プリント基板130bの厚さを適宜設定している。   Similarly, in the current sensor 100, the second magnetic sensor 120b is located directly below the through hole 110h with the second printed circuit board 130b sandwiched between the primary conductor 110 and the second magnetic sensor 120b. Is located in the robust region. That is, the thickness of the second printed circuit board 130b is appropriately set so that the second magnetic sensor 120b is located in the robust region.

第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々をロバスト領域内に位置させることにより、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に加わる磁界の強度にばらつきが生ずることを安定して抑制できる。その結果、電流センサ100によって被測定電流の大きさをさらに安定して測定することができる。なお、1次導体110に貫通孔110hを設ける代わりに、絞り加工などにより凹部を設けた場合にも同様にロバスト領域を形成することができる。   By positioning each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b within the robust region, it is possible to stably cause variations in the strength of the magnetic field applied to each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. Can be suppressed. As a result, the current sensor 100 can more stably measure the magnitude of the current to be measured. In addition, instead of providing the through hole 110h in the primary conductor 110, a robust region can be similarly formed when a recess is provided by drawing or the like.

図9に示すように、第1磁気センサ120aに作用するX軸方向の磁束の向きと、第2磁気センサ120bに作用するX軸方向磁束の向きとが反対であるため、1次導体110を流れる電流により発生する磁界の強さについて、第1磁気センサ120aの検出値の位相と、第2磁気センサ120bの検出値の位相とは、逆相である。   As shown in FIG. 9, since the direction of the magnetic flux in the X-axis direction acting on the first magnetic sensor 120a is opposite to the direction of the magnetic flux in the X-axis direction acting on the second magnetic sensor 120b, the primary conductor 110 is connected. Regarding the strength of the magnetic field generated by the flowing current, the phase of the detection value of the first magnetic sensor 120a is opposite to the phase of the detection value of the second magnetic sensor 120b.

よって、第1磁気センサ120aの検出した磁界の強さを正の値とすると、第2磁気センサ120bの検出した磁界の強さは負の値となる。第1磁気センサ120aの検出値と第2磁気センサ120bの検出値とは、算出部190に送信される。   Therefore, when the strength of the magnetic field detected by the first magnetic sensor 120a is a positive value, the strength of the magnetic field detected by the second magnetic sensor 120b is a negative value. The detection value of the first magnetic sensor 120a and the detection value of the second magnetic sensor 120b are transmitted to the calculation unit 190.

算出部190は、第1磁気センサ120aの検出値から第2磁気センサ120bの検出値を減算する。その結果、第1磁気センサ120aの検出値の絶対値と、第2磁気センサ120bの検出値の絶対値とが加算される。この加算結果から、1次導体110を流れた電流の値が算出される。   The calculation unit 190 subtracts the detection value of the second magnetic sensor 120b from the detection value of the first magnetic sensor 120a. As a result, the absolute value of the detection value of the first magnetic sensor 120a and the absolute value of the detection value of the second magnetic sensor 120b are added. From this addition result, the value of the current flowing through the primary conductor 110 is calculated.

本実施形態に係る電流センサ100においては、第1磁気センサ120aと第2磁気センサ120bとの間に、1次導体110、第1プリント基板130a、および第2プリント基板130bが位置しているため、外部磁界源は、物理的に第1磁気センサ120aと第2磁気センサ120bとの間に位置することができない。   In the current sensor 100 according to the present embodiment, the primary conductor 110, the first printed board 130a, and the second printed board 130b are located between the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. The external magnetic field source cannot be physically located between the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b.

そのため、外部磁界源から第1磁気センサ120aに印加される磁界のうちの検出軸の方向における磁界成分の向きと、外部磁界源から第2磁気センサ120bに印加される磁界のうちの検出軸の方向における磁界成分の向きとは、同じ向きとなる。よって、第1磁気センサ120aの検出した外部磁界の強さを正の値とすると、第2磁気センサ120bの検出した外部磁界の強さも正の値となる。   Therefore, the direction of the magnetic field component in the direction of the detection axis of the magnetic field applied to the first magnetic sensor 120a from the external magnetic field source and the detection axis of the magnetic field applied to the second magnetic sensor 120b from the external magnetic field source. The direction of the magnetic field component in the direction is the same direction. Therefore, if the strength of the external magnetic field detected by the first magnetic sensor 120a is a positive value, the strength of the external magnetic field detected by the second magnetic sensor 120b is also a positive value.

その結果、算出部190が第1磁気センサ120aの検出値から第2磁気センサ120bの検出値を減算することにより、第1磁気センサ120aの検出値の絶対値と、第2磁気センサ120bの検出値の絶対値とが減算される。これにより、外部磁界源からの磁界は、ほとんど検出されなくなる。すなわち、外部磁界の影響が低減される。   As a result, the calculation unit 190 subtracts the detection value of the second magnetic sensor 120b from the detection value of the first magnetic sensor 120a, thereby detecting the absolute value of the detection value of the first magnetic sensor 120a and the detection of the second magnetic sensor 120b. The absolute value of the value is subtracted. Thereby, the magnetic field from the external magnetic field source is hardly detected. That is, the influence of the external magnetic field is reduced.

本実施形態の変形例として、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bにおいて、検出値が正となる検出軸の方向を互いに反対方向(180°反対)にしてもよい。この場合、第1磁気センサ120aの検出する外部磁界の強さを正の値とすると、第2磁気センサ120bの検出する外部磁界の強さは負の値となる。   As a modification of the present embodiment, in the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b, the directions of the detection axes with positive detection values may be opposite to each other (180 ° opposite). In this case, if the strength of the external magnetic field detected by the first magnetic sensor 120a is a positive value, the strength of the external magnetic field detected by the second magnetic sensor 120b is a negative value.

一方、1次導体110を流れる電流により発生する磁界の強さについて、第1磁気センサ120aの検出値の位相と、第2磁気センサ120bの検出値の位相とは同相となる。   On the other hand, regarding the strength of the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110, the phase of the detection value of the first magnetic sensor 120a and the phase of the detection value of the second magnetic sensor 120b are in phase.

本変形例においては、算出部190として差動増幅器に代えて加算器または加算増幅器を用いる。外部磁界の強さについては、第1磁気センサ120aの検出値と第2磁気センサ120bの検出値とを加算器または加算増幅器によって加算することにより、第1磁気センサ120aの検出値の絶対値と、第2磁気センサ120bの検出値の絶対値とが減算される。これにより、外部磁界源からの磁界は、ほとんど検出されなくなる。すなわち、外部磁界の影響が低減される。   In this modification, an adder or an addition amplifier is used as the calculation unit 190 instead of the differential amplifier. Regarding the strength of the external magnetic field, the detected value of the first magnetic sensor 120a and the detected value of the second magnetic sensor 120b are added by an adder or an adding amplifier, thereby obtaining the absolute value of the detected value of the first magnetic sensor 120a. The absolute value of the detection value of the second magnetic sensor 120b is subtracted. Thereby, the magnetic field from the external magnetic field source is hardly detected. That is, the influence of the external magnetic field is reduced.

一方、1次導体110を流れる電流により発生する磁界の強さについては、第1磁気センサ120aの検出値と第2磁気センサ120bの検出値とを加算器または加算増幅器によって加算することにより、第1磁気センサ120aの検出値の絶対値と、第2磁気センサ120bの検出値の絶対値とが加算される。この加算結果から、1次導体110を流れた電流の値が算出される。   On the other hand, the strength of the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110 is obtained by adding the detection value of the first magnetic sensor 120a and the detection value of the second magnetic sensor 120b by an adder or an addition amplifier. The absolute value of the detection value of the first magnetic sensor 120a and the absolute value of the detection value of the second magnetic sensor 120b are added. From this addition result, the value of the current flowing through the primary conductor 110 is calculated.

このように、第1磁気センサ120aと第2磁気センサ120bとの入出力特性を互いに逆の極性にしつつ、差動増幅器に代えて加算器または加算増幅器を算出部として用いてもよい。   As described above, an adder or an addition amplifier may be used as the calculation unit instead of the differential amplifier while the input / output characteristics of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b have opposite polarities.

本実施形態に係る電流センサ100においては、上記のように、第1磁性体部材171,172の各々はPBパーマロイで構成され、第2磁性体部材はPCパーマロイで構成されている。図12は、磁性材料の比透磁率と磁界の強さとの関係を示すグラフである。図12においては、縦軸に磁性材料の比透磁率、横軸に磁界の強さを示している。磁性材料の磁気シールドとしての効果は、磁性材料の透磁率が高いほど大きくなる。図12に示すように、磁界の強さが1.0(Oe)程度であるとき、PBパーマロイおよびPCパーマロイは、軟鉄鋼および電磁鋼と同程度の比透磁率まで低下する。よって、上記の算出部190によって外部磁界源からの磁界をほとんど検出されなくすることにより、外部磁界の強さに関わらず外部磁界の影響を低減することができる。   In the current sensor 100 according to the present embodiment, as described above, each of the first magnetic members 171 and 172 is made of PB permalloy, and the second magnetic member is made of PC permalloy. FIG. 12 is a graph showing the relationship between the relative permeability of the magnetic material and the strength of the magnetic field. In FIG. 12, the vertical axis represents the relative permeability of the magnetic material, and the horizontal axis represents the magnetic field strength. The effect of the magnetic material as a magnetic shield increases as the magnetic material has a higher magnetic permeability. As shown in FIG. 12, when the strength of the magnetic field is about 1.0 (Oe), the PB permalloy and the PC permalloy are reduced to the same relative permeability as that of the soft iron steel and the electromagnetic steel. Therefore, the influence of the external magnetic field can be reduced regardless of the strength of the external magnetic field by making the calculation unit 190 hardly detect the magnetic field from the external magnetic field source.

図1,3に示すように、本実施形態に係る電流センサ100においては、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々は、第1磁性体部170および第2磁性体部180によって周りを2重に囲まれているため、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に誤差要因である外部磁界が到達することを確実に抑制できる。その結果、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々が、不要な外部磁界を検知しないようにすることができる。すなわち、第1磁性体部170および第2磁性体部180の各々が、磁気シールドとして機能する。   As shown in FIGS. 1 and 3, in the current sensor 100 according to the present embodiment, each of the first magnetic sensor 120 a and the second magnetic sensor 120 b is surrounded by a first magnetic body portion 170 and a second magnetic body portion 180. Since the two are surrounded by two, it is possible to reliably suppress the external magnetic field that is an error factor from reaching each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. As a result, each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b can be prevented from detecting an unnecessary external magnetic field. That is, each of the first magnetic body portion 170 and the second magnetic body portion 180 functions as a magnetic shield.

第1磁性体部170に空隙173が設けられることにより、1次導体110を流れる電流により発生する磁界によって第1磁性体部170内を周回する磁束に対する磁気抵抗が増加する。その結果、第1磁性体部材171,172が、1次導体110を流れる電流により発生する磁界によって磁気飽和することを抑制できる。これにより、第2磁性体部材の残留磁化によって発生する磁界が第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に到達することを抑制できる。また、1次導体110を流れる電流により発生する磁界によって、第2磁性体部材が磁気飽和することを抑制できる。   By providing the air gap 173 in the first magnetic body portion 170, the magnetic resistance against the magnetic flux circulating in the first magnetic body portion 170 is increased by the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110. As a result, the magnetic saturation of the first magnetic members 171 and 172 due to the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110 can be suppressed. Thereby, the magnetic field generated by the residual magnetization of the second magnetic member can be prevented from reaching each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. In addition, it is possible to suppress the second magnetic member from being magnetically saturated by a magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110.

よって、本実施形態に係る電流センサ100は、第1磁性体部170および第2磁性体部180を有することにより、ヒステリシスの増加を抑制しつつ入力と出力との線形性を確保して、測定誤差を低減することができる。   Therefore, the current sensor 100 according to the present embodiment includes the first magnetic body portion 170 and the second magnetic body portion 180, thereby ensuring linearity between input and output while suppressing increase in hysteresis. The error can be reduced.

本実施形態に係る電流センサ100においては、2つの空隙173の各々が、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、第1磁性体部材171,172が成す矩形形状の対角に位置していることにより、第1磁性体部材171,172の残留磁化により発生する磁界による測定誤差を低減することができる。   In the current sensor 100 according to the present embodiment, each of the two air gaps 173 has a rectangular shape formed by the first magnetic members 171 and 172 when viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction). , The measurement error due to the magnetic field generated by the remanent magnetization of the first magnetic members 171 and 172 can be reduced.

本実施形態に係る電流センサ100においては、第2磁性体部180が全周に亘って繋がった筒形状を有していることにより、第2磁性体部180の周方向に外部磁界の侵入路となる空隙が存在しない。そのため、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に誤差要因である外部磁界が到達することをより確実に抑制できる。   In the current sensor 100 according to the present embodiment, since the second magnetic body portion 180 has a cylindrical shape that is connected over the entire circumference, an intrusion path of an external magnetic field in the circumferential direction of the second magnetic body portion 180. There are no voids. Therefore, it is possible to more reliably suppress the external magnetic field that is an error factor from reaching each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b.

本実施形態に係る電流センサ100においては、第2磁性体部材を構成する材料の初透磁率が、第1磁性体部材171,172の各々を構成する材料の初透磁率より高いため、外部磁界を効果的に遮蔽することができる。   In the current sensor 100 according to the present embodiment, the initial magnetic permeability of the material forming the second magnetic member is higher than the initial magnetic permeability of the material forming each of the first magnetic members 171 and 172. Can be effectively shielded.

本実施形態に係る電流センサ100においては、第2磁性体部材は、第1磁性体部材171,172の各々より薄いため、電流センサ100が小型および軽量になり、電流センサ100を廉価に製造可能となる。   In the current sensor 100 according to the present embodiment, since the second magnetic member is thinner than each of the first magnetic members 171, 172, the current sensor 100 becomes smaller and lighter, and the current sensor 100 can be manufactured at low cost. It becomes.

また、本実施形態に係る電流センサ100においては、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々をロバスト領域内に位置させることにより、電流センサ100の組み立てに高い精度が要求されないため、電流センサ100を容易に製造可能である。   Further, in the current sensor 100 according to the present embodiment, since the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are positioned in the robust region, high accuracy is not required for the assembly of the current sensor 100. The sensor 100 can be easily manufactured.

以下、本発明の実施形態2に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態2に係る電流センサ200は、第2磁性体部に空隙が設けられている点のみ実施形態1に係る電流センサと異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。   Hereinafter, a current sensor according to Embodiment 2 of the present invention will be described. Note that the current sensor 200 according to the second embodiment is different from the current sensor according to the first embodiment only in that a gap is provided in the second magnetic body portion, and thus the description of other configurations will not be repeated.

(実施形態2)
図13は、本発明の実施形態2に係る電流センサの構成を示す断面図である。図13においては、図3と同様の方向から電流センサを見た断面視にて図示している。
(Embodiment 2)
FIG. 13: is sectional drawing which shows the structure of the current sensor which concerns on Embodiment 2 of this invention. FIG. 13 is a cross-sectional view of the current sensor viewed from the same direction as in FIG.

図13に示すように、本発明の実施形態2に係る電流センサ200は、第2磁性体部280は、空隙273が設けられており、空隙273により周方向において不連続となった筒形状を有する。本実施形態においては、第2磁性体部280は、2つの第2磁性体部材281,282から構成されている。2つの第2磁性体部材281,282は、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、互いの端部同士の間に空隙273が設けられた矩形形状を成し、2つの第1磁性体部材171,172に対して間隔を置いて周りを囲んでいる。   As shown in FIG. 13, in the current sensor 200 according to Embodiment 2 of the present invention, the second magnetic body portion 280 is provided with a gap 273, and has a cylindrical shape that is discontinuous in the circumferential direction by the gap 273. Have. In the present embodiment, the second magnetic body portion 280 includes two second magnetic members 281 and 282. The two second magnetic members 281 and 282 have a rectangular shape in which a gap 273 is provided between the ends of the second magnetic members 281 and 282 when viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction). The two first magnetic members 171 and 172 are surrounded by an interval.

図13に示すように、1次導体110を電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、第2磁性体部材281,282は、それぞれL字形状を有する。第2磁性体部280の空隙273は、第1磁性体部材171,172の各々の角部171r,172rの外側に位置している。   As shown in FIG. 13, the second magnetic members 281 and 282 each have an L shape when the primary conductor 110 is viewed from the direction in which current flows (Y-axis direction). The air gap 273 of the second magnetic body portion 280 is located outside the corner portions 171r and 172r of the first magnetic body members 171 and 172.

第2磁性体部材281,282の各々は、第3板状部と、第3板状部に直交している第4板状部とを有している。第2磁性体部材281,282の各々の第3板状部と1次導体110とは、互いに平行に位置している。第2磁性体部材281の第3板状部と、第1磁性体部材172の第1板状部とは、互いに間隔を置いて平行に位置している。第2磁性体部材282の第3板状部と、第1磁性体部材171の第1板状部とは、互いに間隔を置いて平行に位置している。   Each of the second magnetic members 281 and 282 has a third plate-like portion and a fourth plate-like portion orthogonal to the third plate-like portion. The third plate-like portions of the second magnetic members 281 and 282 and the primary conductor 110 are positioned in parallel to each other. The third plate-like portion of the second magnetic member 281 and the first plate-like portion of the first magnetic member 172 are positioned in parallel with a distance from each other. The third plate-like portion of the second magnetic member 282 and the first plate-like portion of the first magnetic member 171 are positioned in parallel with a distance from each other.

第2磁性体部材281の第4板状部と、第1磁性体部材171の第2板状部とは、互いに間隔を置いて平行に位置している。第2磁性体部材282の第4板状部と、第1磁性体部材172の第2板状部とは、互いに間隔を置いて平行に位置している。   The fourth plate-like portion of the second magnetic member 281 and the second plate-like portion of the first magnetic member 171 are located in parallel with a distance from each other. The fourth plate-like portion of the second magnetic member 282 and the second plate-like portion of the first magnetic member 172 are positioned in parallel with a distance from each other.

2つの空隙273の各々は、1次導体110を電流が流れる方向(Y軸方向)において、第2磁性体部280の一端から他端まで延在している。2つの空隙273の各々は、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、第2磁性体部材281,282が成す矩形形状の対角に位置している。1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、第2磁性体部材281,282が成す矩形形状の中心位置と、1次導体110の貫通孔110hの位置とは重なっている。   Each of the two gaps 273 extends from one end of the second magnetic body portion 280 to the other end in the direction in which the current flows through the primary conductor 110 (Y-axis direction). Each of the two air gaps 273 is located at the diagonal of the rectangular shape formed by the second magnetic members 281 and 282 when viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction). When viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction), the center position of the rectangular shape formed by the second magnetic members 281 and 282 overlaps the position of the through hole 110h of the primary conductor 110. Yes.

第2磁性体部材281,282の各々は、PCパーマロイで構成されているが、第2磁性体部材281,282の各々の材料は、PCパーマロイに限られず、軟鉄鋼、ケイ素鋼、電磁鋼、PBパーマロイ、ニッケル合金、鉄合金またはフェライトなどの、透磁率および飽和磁束密度の高い磁性体材料が好ましい。   Each of the second magnetic members 281 and 282 is made of PC permalloy, but each material of the second magnetic members 281 and 282 is not limited to PC permalloy, and soft iron steel, silicon steel, electromagnetic steel, A magnetic material having high magnetic permeability and high saturation magnetic flux density, such as PB permalloy, nickel alloy, iron alloy or ferrite, is preferable.

本実施形態においては、薄板をプレス加工することにより第2磁性体部材281,282の各々が形成されている。ただし、第2磁性体部材281,282の各々の形成方法はこれに限られず、切削、鍛造または鋳造などの方法によって第2磁性体部材281,282の各々が形成されてもよい。   In the present embodiment, each of the second magnetic members 281 and 282 is formed by pressing a thin plate. However, the method of forming each of the second magnetic members 281 and 282 is not limited to this, and each of the second magnetic members 281 and 282 may be formed by a method such as cutting, forging, or casting.

図13に示すように、本実施形態に係る電流センサ200においては、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々は、第1磁性体部170および第2磁性体部280によって周りを2重に囲まれているため、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に誤差要因である外部磁界が到達することを抑制できる。その結果、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々が、不要な外部磁界を検知しないようにすることができる。すなわち、第1磁性体部170および第2磁性体部280の各々が、磁気シールドとして機能する。   As shown in FIG. 13, in the current sensor 200 according to this embodiment, each of the first magnetic sensor 120 a and the second magnetic sensor 120 b is surrounded by a first magnetic body portion 170 and a second magnetic body portion 280. Since it is surrounded by multiple layers, it is possible to suppress the external magnetic field that is an error factor from reaching each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. As a result, each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b can be prevented from detecting an unnecessary external magnetic field. That is, each of the first magnetic body portion 170 and the second magnetic body portion 280 functions as a magnetic shield.

また、第2磁性体部280の空隙273が、第1磁性体部材171,172の各々の角部171r,172rの外側に位置していることにより、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの周りを、第1磁性体部170および第2磁性体部280によって略完全に囲むことができる。そのため、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に誤差要因である外部磁界が到達することを確実に抑制できる。   Further, since the air gap 273 of the second magnetic body portion 280 is positioned outside the corner portions 171r and 172r of the first magnetic body members 171 and 172, the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. Can be substantially completely surrounded by the first magnetic body portion 170 and the second magnetic body portion 280. Therefore, it is possible to reliably suppress the external magnetic field that is an error factor from reaching each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b.

本実施形態に係る電流センサ200においては、第2磁性体部280に空隙273が設けられることにより、1次導体110を流れる電流により発生する磁界または外部磁界によって第2磁性体部280内を周回する磁束に対する磁気抵抗が増加する。その結果、第2磁性体部材281,282が、1次導体110を流れる電流により発生する磁界または外部磁界によって磁気飽和することを抑制できる。これにより、第2磁性体部280の磁気シールドとしての機能を維持できるため、外部磁界が第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に到達することを抑制できる。   In the current sensor 200 according to the present embodiment, the air gap 273 is provided in the second magnetic body portion 280 so that the second magnetic body portion 280 circulates in the second magnetic body portion 280 by a magnetic field generated by a current flowing through the primary conductor 110 or an external magnetic field. Increases the magnetic resistance to the magnetic flux. As a result, it is possible to prevent the second magnetic members 281 and 282 from being saturated with a magnetic field generated by a current flowing through the primary conductor 110 or an external magnetic field. Thereby, since the function as a magnetic shield of the 2nd magnetic body part 280 can be maintained, it can suppress that an external magnetic field reaches each of the 1st magnetic sensor 120a and the 2nd magnetic sensor 120b.

本実施形態に係る電流センサ200においても、第1磁性体部170および第2磁性体部280を有することにより、ヒステリシスの増加を抑制しつつ入力と出力との線形性を確保して、測定誤差を低減することができる。   Also in the current sensor 200 according to the present embodiment, by having the first magnetic body portion 170 and the second magnetic body portion 280, linearity between the input and the output is ensured while suppressing an increase in hysteresis, and a measurement error is achieved. Can be reduced.

以下、本発明の実施形態3に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態3に係る電流センサ300は、1つのプリント基板に2つの磁気センサが実装されている点のみ実施形態2に係る電流センサと異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。   Hereinafter, a current sensor according to Embodiment 3 of the present invention will be described. Note that the current sensor 300 according to the third embodiment is different from the current sensor according to the second embodiment only in that two magnetic sensors are mounted on one printed circuit board, and thus the description of the other configurations will not be repeated.

(実施形態3)
図14は、本発明の実施形態3に係る電流センサの構成を示す断面図である。図14においては、図3と同様の方向から電流センサを見た断面視にて図示している。図14に示すように、本発明の実施形態3に係る電流センサ300においては、プリント基板330cは、貫通孔330hに1次導体110を挿入された状態で保持される。すなわち、プリント基板330cは、1次導体110に垂直に位置している。
(Embodiment 3)
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a configuration of a current sensor according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 14, it shows in the cross sectional view which looked at the current sensor from the same direction as FIG. As shown in FIG. 14, in the current sensor 300 according to the third embodiment of the present invention, the printed circuit board 330c is held in a state where the primary conductor 110 is inserted into the through hole 330h. That is, the printed circuit board 330 c is positioned perpendicular to the primary conductor 110.

第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bは、差動増幅器および受動素子と共にプリント基板330cに実装されている。なお、図14においては、差動増幅器および受動素子は図示していない。差動増幅器および受動素子は、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bが実装されているプリント基板330cとは異なるプリント基板に、実装されていてもよい。   The first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are mounted on the printed board 330c together with a differential amplifier and a passive element. In FIG. 14, the differential amplifier and the passive element are not shown. The differential amplifier and the passive element may be mounted on a printed circuit board different from the printed circuit board 330c on which the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are mounted.

第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bは、貫通孔330hを挟んで互いに反対側に位置している。第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々は、貫通孔330hに対して間隔を置いて位置している。プリント基板330cの貫通孔330hに1次導体110が挿入された状態において、第1磁気センサ120aは貫通孔330hの直上に位置し、第2プリント基板130bは貫通孔330hの直下に位置している。すなわち、第1磁気センサ120aと第2磁気センサ120bとは、1次導体110を挟んで互いに反対側に位置している。   The first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are located on opposite sides of the through hole 330h. Each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is located at an interval with respect to the through hole 330h. In a state where the primary conductor 110 is inserted into the through hole 330h of the printed board 330c, the first magnetic sensor 120a is located immediately above the through hole 330h, and the second printed board 130b is located directly below the through hole 330h. . That is, the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are located on opposite sides of the primary conductor 110.

本実施形態に係る電流センサ300においては、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々は、ロバスト領域内に位置している。すなわち、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bがロバスト領域内に位置するように、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々と貫通孔330hとの間隔を適宜設定している。   In the current sensor 300 according to the present embodiment, each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is located in the robust region. That is, the interval between each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b and the through hole 330h is appropriately set so that the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are positioned in the robust region.

第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々の検出軸の方向(感磁方向)は、1次導体110の幅方向(X軸方向)である。本実施形態に係る電流センサ300においても、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に作用するX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向の磁束密度を低減することができるため、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bに加わる磁界の強度にばらつきが生ずることを抑制できる。その結果、電流センサ300によって被測定電流の大きさを安定して測定することができる。   The direction (magnetic direction) of the detection axis of each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is the width direction (X-axis direction) of the primary conductor 110. Also in the current sensor 300 according to the present embodiment, the magnetic flux density in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction acting on each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b can be reduced. Variations in the strength of the magnetic field applied to the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b can be suppressed. As a result, the current sensor 300 can stably measure the magnitude of the current to be measured.

以下、本発明の実施形態4に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態4に係る電流センサ400は、プリント基板および磁性体部材が1次導体に対して付け外し可能に構成されている点のみ実施形態3に係る電流センサと異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。   Hereinafter, a current sensor according to Embodiment 4 of the present invention will be described. The current sensor 400 according to the fourth embodiment differs from the current sensor according to the third embodiment only in that the printed circuit board and the magnetic member are configured to be detachable from the primary conductor. Will not repeat the description.

(実施形態4)
図15は、本発明の実施形態4に係る電流センサにおいて、プリント基板および磁性体部材を1次導体に対して取り付けた状態を示す断面図である。図16は、本発明の実施形態4に係る電流センサにおいて、プリント基板および磁性体部材を1次導体に対して取り付ける前の状態を示す断面図である。図15,16においては、図3と同様の方向から電流センサを見た断面視にて図示している。
(Embodiment 4)
FIG. 15: is sectional drawing which shows the state which attached the printed circuit board and the magnetic body member with respect to the primary conductor in the current sensor which concerns on Embodiment 4 of this invention. FIG. 16: is sectional drawing which shows the state before attaching a printed circuit board and a magnetic body member with respect to a primary conductor in the current sensor which concerns on Embodiment 4 of this invention. 15 and 16 are cross-sectional views of the current sensor as viewed from the same direction as in FIG.

図15,16に示すように、本発明の実施形態4に係る電流センサ400においては、第1磁性体部材171、第2磁性体部材281、および、プリント基板430cが、樹脂または接着剤などからなる第1接合部材491により互いに接合されて一体になっている。第1磁性体部材172および第2磁性体部材282が、樹脂または接着剤などからなる第2接合部材492により互いに接合されて一体になっている。   As shown in FIGS. 15 and 16, in the current sensor 400 according to the fourth embodiment of the present invention, the first magnetic member 171, the second magnetic member 281 and the printed circuit board 430c are made of resin or adhesive. These are joined together by a first joining member 491 to be integrated. The first magnetic member 172 and the second magnetic member 282 are joined together by a second joining member 492 made of resin or adhesive.

具体的には、プリント基板430cの周面と第1磁性体部材171の内面とが、第1接合部材491により互いに接合されている。互いに対向している、第1磁性体部材171の第2板状部の外面と第2磁性体部材281の第4板状部の内面とが、第1接合部材491により互いに接合されている。互いに対向している、第1磁性体部材172の第2板状部の外面と第2磁性体部材282の第4板状部の内面とが、第2接合部材492により互いに接合されている。第1接合部材491および第2接合部材492の各々が樹脂で構成されている場合には、熱溶着により上記の部材同士が接合される。   Specifically, the peripheral surface of the printed circuit board 430 c and the inner surface of the first magnetic member 171 are joined to each other by the first joining member 491. The outer surface of the second plate-like portion of the first magnetic member 171 and the inner surface of the fourth plate-like portion of the second magnetic member 281 that are opposed to each other are joined to each other by the first joining member 491. The outer surface of the second plate-like portion of the first magnetic member 172 and the inner surface of the fourth plate-like portion of the second magnetic member 282 that are opposed to each other are joined to each other by the second joining member 492. When each of the 1st joining member 491 and the 2nd joining member 492 is comprised with resin, said members are joined by heat welding.

プリント基板430cの周面のうち、第1磁性体部材171および第2磁性体部材281に囲まれていな端面側から、反対側の端面に向けて貫通溝430hが設けられている。プリント基板430cと第2磁性体部材281の第3板状部との間には、第1磁性体部材172の第1板状部が挿入可能な隙間が設けられている。   A through groove 430h is provided from the end surface side of the peripheral surface of the printed circuit board 430c not surrounded by the first magnetic member 171 and the second magnetic member 281 to the opposite end surface. A gap is provided between the printed circuit board 430c and the third plate-like portion of the second magnetic member 281 so that the first plate-like portion of the first magnetic member 172 can be inserted.

プリント基板430c、第1磁性体部材171,172および第2磁性体部材281,282を1次導体110に対して取り付ける際には、プリント基板430cの貫通溝430hに1次導体110が挿入されるように、矢印41で示す方向にプリント基板430c、第1磁性体部材171および第2磁性体部材281を1次導体110に対して接近させる。また、プリント基板430cと第2磁性体部材281の第3板状部との間の隙間に第1磁性体部材172の第1板状部が挿入されるように、矢印42で示す方向に第1磁性体部材172および第2磁性体部材282を1次導体110に対して接近させる。   When the printed circuit board 430c, the first magnetic members 171 and 172, and the second magnetic members 281 and 282 are attached to the primary conductor 110, the primary conductor 110 is inserted into the through groove 430h of the printed circuit board 430c. As described above, the printed circuit board 430 c, the first magnetic member 171, and the second magnetic member 281 are moved closer to the primary conductor 110 in the direction indicated by the arrow 41. The first plate-like portion of the first magnetic member 172 is inserted in the direction indicated by the arrow 42 so that the first plate-like portion of the first magnetic member 172 is inserted into the gap between the printed circuit board 430c and the third plate-like portion of the second magnetic member 281. The first magnetic member 172 and the second magnetic member 282 are moved closer to the primary conductor 110.

図15に示すように、プリント基板430cおよび磁性体部材を1次導体110に対して取り付けた状態においては、プリント基板430cは、貫通溝430hに1次導体110を挿入された状態で保持される。すなわち、プリント基板430cは、1次導体110に垂直に位置している。   As shown in FIG. 15, in a state where the printed circuit board 430c and the magnetic member are attached to the primary conductor 110, the printed circuit board 430c is held in a state where the primary conductor 110 is inserted into the through groove 430h. . That is, the printed circuit board 430 c is positioned perpendicular to the primary conductor 110.

本実施形態においては、2つの空隙173および2つの空隙273の各々は、第1接合部材491および第2接合部材492の少なくとも一方によって埋められている。本実施形態に係る電流センサ400においては、プリント基板430cおよび磁性体部材が1次導体110に対して付け外し可能に構成されているため、電流センサ400の組み立ておよび分解が容易である。   In the present embodiment, each of the two gaps 173 and the two gaps 273 is filled with at least one of the first joining member 491 and the second joining member 492. In the current sensor 400 according to the present embodiment, the printed circuit board 430c and the magnetic member are configured to be detachable from the primary conductor 110, so that the assembly and disassembly of the current sensor 400 is easy.

本実施形態に係る電流センサ400においても、2つの空隙173の各々が、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、第1磁性体部材171,172が成す矩形形状の対角に位置していることにより、第1磁性体部材171,172の残留磁化により発生する磁界による測定誤差を低減することができる。   Also in the current sensor 400 according to the present embodiment, each of the two gaps 173 has a rectangular shape formed by the first magnetic members 171 and 172 when viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction). , The measurement error due to the magnetic field generated by the remanent magnetization of the first magnetic members 171 and 172 can be reduced.

また、第2磁性体部280の空隙273が、第1磁性体部材171,172の各々の角部171r,172rの外側に位置していることにより、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの周りを、第1磁性体部170および第2磁性体部280によって略完全に囲むことができる。そのため、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に誤差要因である外部磁界が到達することを確実に抑制できる。   Further, since the air gap 273 of the second magnetic body portion 280 is positioned outside the corner portions 171r and 172r of the first magnetic body members 171 and 172, the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. Can be substantially completely surrounded by the first magnetic body portion 170 and the second magnetic body portion 280. Therefore, it is possible to reliably suppress the external magnetic field that is an error factor from reaching each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b.

以下、本発明の実施形態5に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態5に係る電流センサ500は、第1磁性体部の構造のみ実施形態1に係る電流センサと異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。   Hereinafter, a current sensor according to Embodiment 5 of the present invention will be described. In addition, since the current sensor 500 according to the fifth embodiment is different from the current sensor according to the first embodiment only in the structure of the first magnetic body portion, the description of other configurations will not be repeated.

(実施形態5)
図17は、本発明の実施形態5に係る電流センサの構成を示す断面図である。図17においては、図3と同様の方向から電流センサを見た断面視にて図示している。図17に示すように、電流センサ500は、1次導体110および2つの磁気センサの周りを囲む第1磁性体部570と、第1磁性体部570の周りを囲む第2磁性体部180とを備える。第1磁性体部570は、空隙573が設けられており、空隙573により周方向において不連続となった筒形状を有する。
(Embodiment 5)
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a configuration of a current sensor according to Embodiment 5 of the present invention. 17 is a cross-sectional view of the current sensor as viewed from the same direction as in FIG. As shown in FIG. 17, the current sensor 500 includes a first magnetic body portion 570 that surrounds the primary conductor 110 and the two magnetic sensors, and a second magnetic body portion 180 that surrounds the first magnetic body portion 570. Is provided. The first magnetic body portion 570 is provided with a gap 573 and has a cylindrical shape that is discontinuous in the circumferential direction by the gap 573.

本実施形態においては、第1磁性体部570は、2つの第1磁性体部材571,572から構成されている。2つの第1磁性体部材571,572は、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、互いの端部同士の間に空隙573が設けられた矩形形状を成し、1次導体110および2つの磁気センサの周りを囲んでいる。具体的には、2つの第1磁性体部材571,572は、第1回路基板160a、第2回路基板160b、および、第1回路基板160aと第2回路基板160bとに挟まれた部分の1次導体110に対して間隔を置いて周りを囲んでいる。   In the present embodiment, the first magnetic body portion 570 is composed of two first magnetic members 571 and 572. The two first magnetic members 571 and 572 have a rectangular shape in which a gap 573 is provided between the ends of the first magnetic members 571 and 572 when viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction). Surrounding the primary conductor 110 and the two magnetic sensors. Specifically, the two first magnetic members 571 and 572 are the first circuit board 160a, the second circuit board 160b, and one of the portions sandwiched between the first circuit board 160a and the second circuit board 160b. It surrounds the second conductor 110 with a space.

1次導体110を電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、第1磁性体部材571,572は、それぞれU字形状を有する。第1磁性体部材571,572の各々は、第1板状部と、第1板状部に直交している第2板状部と、第2板状部に直交して第1板状部と対向している他の第1板状部を有している。第1磁性体部材571,572の各々の第1板状部および他の第1板状部と、1次導体110とは、それぞれ互いに平行に位置している。   The first magnetic members 571 and 572 each have a U shape when viewed from the direction in which the current flows through the primary conductor 110 (Y-axis direction). Each of the first magnetic members 571 and 572 includes a first plate-shaped portion, a second plate-shaped portion orthogonal to the first plate-shaped portion, and a first plate-shaped portion orthogonal to the second plate-shaped portion. And the other first plate-like portion facing each other. The first plate-like portions and the other first plate-like portions of the first magnetic members 571 and 572 and the primary conductor 110 are positioned in parallel to each other.

2つの空隙573の各々は、1次導体110を電流が流れる方向(Y軸方向)において、第1磁性体部570の一端から他端まで延在している。2つの空隙573の各々は、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、第1磁性体部材571,572が成す矩形形状の互いに対向する2辺に位置している。具体的には、第1磁性体部材571の第1板状部と、第1磁性体部材572の第1板状部との間に、一の空隙573が形成されている。第1磁性体部材571の他の第1板状部と、第1磁性体部材572の他の第1板状部との間に、他の空隙573が形成されている。   Each of the two gaps 573 extends from one end to the other end of the first magnetic body portion 570 in the direction in which the current flows through the primary conductor 110 (Y-axis direction). Each of the two gaps 573 is located on two opposite sides of the rectangular shape formed by the first magnetic members 571 and 572 when viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction). . Specifically, one gap 573 is formed between the first plate-like portion of the first magnetic member 571 and the first plate-like portion of the first magnetic member 572. Another gap 573 is formed between the other first plate-like portion of the first magnetic member 571 and the other first plate-like portion of the first magnetic member 572.

図17に示すように、本実施形態に係る電流センサ500においては、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々は、第1磁性体部570および第2磁性体部180によって周りを2重に囲まれているため、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に誤差要因である外部磁界が到達することを抑制できる。その結果、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々が、不要な外部磁界を検知しないようにすることができる。すなわち、第1磁性体部570および第2磁性体部180の各々が、磁気シールドとして機能する。   As shown in FIG. 17, in the current sensor 500 according to this embodiment, each of the first magnetic sensor 120 a and the second magnetic sensor 120 b is surrounded by a first magnetic body portion 570 and a second magnetic body portion 180. Since it is surrounded by multiple layers, it is possible to suppress the external magnetic field that is an error factor from reaching each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. As a result, each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b can be prevented from detecting an unnecessary external magnetic field. That is, each of the first magnetic body portion 570 and the second magnetic body portion 180 functions as a magnetic shield.

第1磁性体部570に空隙573が設けられることにより、1次導体110を流れる電流により発生する磁界によって第1磁性体部570内を周回する磁束に対する磁気抵抗が増加する。その結果、第1磁性体部材571,572が、1次導体110を流れる電流により発生する磁界によって磁気飽和することを抑制できる。これにより、第2磁性体部材の残留磁化によって発生する磁界が第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に到達することを抑制できる。また、1次導体110を流れる電流により発生する磁界によって、第2磁性体部材が磁気飽和することを抑制できる。   By providing the air gap 573 in the first magnetic body portion 570, the magnetic resistance against the magnetic flux circulating in the first magnetic body portion 570 is increased by the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110. As a result, the magnetic saturation of the first magnetic members 571 and 572 due to the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110 can be suppressed. Thereby, the magnetic field generated by the residual magnetization of the second magnetic member can be prevented from reaching each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. In addition, it is possible to suppress the second magnetic member from being magnetically saturated by a magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110.

よって、本実施形態に係る電流センサ500は、第1磁性体部570および第2磁性体部180を有することにより、ヒステリシスの増加を抑制しつつ入力と出力との線形性を確保して、測定誤差を低減することができる。   Therefore, the current sensor 500 according to the present embodiment includes the first magnetic body portion 570 and the second magnetic body portion 180, thereby ensuring linearity between input and output while suppressing an increase in hysteresis. The error can be reduced.

以下、本発明の実施形態6に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態6に係る電流センサ600は、第2磁性体部に空隙が設けられている点のみ実施形態5に係る電流センサと異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。   Hereinafter, a current sensor according to Embodiment 6 of the present invention will be described. Note that the current sensor 600 according to the sixth embodiment is different from the current sensor according to the fifth embodiment only in that a gap is provided in the second magnetic body portion, and thus the description of other configurations will not be repeated.

(実施形態6)
図18は、本発明の実施形態6に係る電流センサの構成を示す断面図である。図18においては、図3と同様の方向から電流センサを見た断面視にて図示している。図18に示すように、本発明の実施形態6に係る電流センサ600は、第2磁性体部680は、空隙673が設けられており、空隙673により周方向において不連続となった筒形状を有する。本実施形態においては、第2磁性体部680は、2つの第2磁性体部材681,682から構成されている。2つの第2磁性体部材681,682は、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、互いの端部同士の間に空隙673が設けられた矩形形状を成し、2つの第1磁性体部材571,572に対して間隔を置いて周りを囲んでいる。
(Embodiment 6)
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a configuration of a current sensor according to Embodiment 6 of the present invention. 18 is a cross-sectional view of the current sensor as viewed from the same direction as in FIG. As shown in FIG. 18, in the current sensor 600 according to Embodiment 6 of the present invention, the second magnetic body portion 680 is provided with a gap 673, and has a cylindrical shape that is discontinuous in the circumferential direction by the gap 673. Have. In the present embodiment, the second magnetic body portion 680 is composed of two second magnetic members 681 and 682. The two second magnetic members 681 and 682 have a rectangular shape in which a gap 673 is provided between the ends of each of the second magnetic members 681 and 682 when viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction). The two first magnetic members 571 and 572 are surrounded by an interval.

図18に示すように、1次導体110を電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、第2磁性体部材681,682は、それぞれU字形状を有する。第2磁性体部材681,682の各々は、第3板状部と、第3板状部に直交している第4板状部と、第4板状部に直交して第3板状部と対向している他の第3板状部を有している。第2磁性体部材681,682の各々の第3板状部および他の第3板状部と、1次導体110とは、それぞれ互いに平行に位置している。第2磁性体部材681の第4板状部と、第1磁性体部材571の第2板状部とは、互いに間隔を置いて平行に位置している。第2磁性体部材682の第4板状部と、第1磁性体部材572の第2板状部とは、互いに間隔を置いて平行に位置している。   As shown in FIG. 18, the second magnetic members 681 and 682 each have a U shape when the primary conductor 110 is viewed from the direction in which current flows (Y-axis direction). Each of the second magnetic members 681 and 682 includes a third plate-shaped portion, a fourth plate-shaped portion orthogonal to the third plate-shaped portion, and a third plate-shaped portion orthogonal to the fourth plate-shaped portion. And has another third plate-like portion facing each other. The third plate-like portion and other third plate-like portions of the second magnetic members 681 and 682 and the primary conductor 110 are positioned in parallel to each other. The fourth plate-like portion of the second magnetic member 681 and the second plate-like portion of the first magnetic member 571 are positioned parallel to each other with a space therebetween. The fourth plate-like portion of the second magnetic member 682 and the second plate-like portion of the first magnetic member 572 are positioned in parallel with a distance from each other.

2つの空隙673の各々は、1次導体110を電流が流れる方向(Y軸方向)において、第2磁性体部680の一端から他端まで延在している。2つの空隙673の各々は、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、第2磁性体部材681,682が成す矩形形状の互いに対向する2辺に位置している。具体的には、第2磁性体部材681の第3板状部と、第2磁性体部材682の第3板状部との間に、一の空隙673が形成されている。第2磁性体部材681の他の第3板状部と、第2磁性体部材682の他の第3板状部との間に、他の空隙673が形成されている。また、第1磁性体部材572の第1板状部と、第2磁性体部材681の第3板状部とが対向している。第1磁性体部材572の他の第1板状部と、第2磁性体部材681の他の第3板状部とが対向している。   Each of the two gaps 673 extends from one end of the second magnetic body portion 680 to the other end in the direction in which the current flows through the primary conductor 110 (Y-axis direction). Each of the two gaps 673 is located on two opposite sides of the rectangular shape formed by the second magnetic members 681 and 682 when viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction). . Specifically, one gap 673 is formed between the third plate-like portion of the second magnetic member 681 and the third plate-like portion of the second magnetic member 682. Another gap 673 is formed between the other third plate-like portion of the second magnetic member 681 and the other third plate-like portion of the second magnetic member 682. Further, the first plate-like portion of the first magnetic member 572 and the third plate-like portion of the second magnetic member 681 are opposed to each other. The other first plate-like portion of the first magnetic member 572 and the other third plate-like portion of the second magnetic member 681 are opposed to each other.

図18に示すように、本実施形態に係る電流センサ600においては、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々は、第1磁性体部570および第2磁性体部680によって周りを2重に囲まれているため、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に誤差要因である外部磁界が到達することを抑制できる。その結果、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々が、不要な外部磁界を検知しないようにすることができる。すなわち、第1磁性体部570および第2磁性体部680の各々が、磁気シールドとして機能する。   As shown in FIG. 18, in the current sensor 600 according to the present embodiment, each of the first magnetic sensor 120 a and the second magnetic sensor 120 b is surrounded by a first magnetic body portion 570 and a second magnetic body portion 680. Since it is surrounded by multiple layers, it is possible to suppress the external magnetic field that is an error factor from reaching each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. As a result, each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b can be prevented from detecting an unnecessary external magnetic field. That is, each of the first magnetic body portion 570 and the second magnetic body portion 680 functions as a magnetic shield.

第2磁性体部680に空隙673が設けられることにより、1次導体110を流れる電流により発生する磁界または外部磁界によって第2磁性体部680内を周回する磁束に対する磁気抵抗が増加する。その結果、第2磁性体部材681,682が、1次導体110を流れる電流により発生する磁界または外部磁界によって磁気飽和することを抑制できる。これにより、第2磁性体部680の磁気シールドとしての機能を維持できるため、外部磁界が第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に到達することを抑制できる。   By providing the air gap 673 in the second magnetic body portion 680, the magnetic resistance against the magnetic flux circulating around the second magnetic body portion 680 is increased by the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110 or the external magnetic field. As a result, it is possible to suppress the second magnetic members 681 and 682 from being saturated with a magnetic field generated by a current flowing through the primary conductor 110 or an external magnetic field. Thereby, since the function as a magnetic shield of the 2nd magnetic body part 680 can be maintained, it can suppress that an external magnetic field reaches each of the 1st magnetic sensor 120a and the 2nd magnetic sensor 120b.

本実施形態に係る電流センサ600においても、第1磁性体部570および第2磁性体部680を有することにより、ヒステリシスの増加を抑制しつつ入力と出力との線形性を確保して、測定誤差を低減することができる。   The current sensor 600 according to the present embodiment also includes the first magnetic body portion 570 and the second magnetic body portion 680, thereby ensuring linearity between the input and the output while suppressing an increase in hysteresis, thereby measuring errors. Can be reduced.

以下、本発明の実施形態7に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態7に係る電流センサ700は、第1磁性体部の構造のみ実施形態1に係る電流センサと異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。   Hereinafter, a current sensor according to Embodiment 7 of the present invention will be described. In addition, since the current sensor 700 according to the seventh embodiment is different from the current sensor according to the first embodiment only in the structure of the first magnetic body portion, the description of other configurations will not be repeated.

(実施形態7)
図19は、本発明の実施形態7に係る電流センサの構成を示す断面図である。図19においては、図3と同様の方向から電流センサを見た断面視にて図示している。図19に示すように、電流センサ700は、1次導体110および2つの磁気センサの周りを囲む第1磁性体部770と、第1磁性体部770の周りを囲む第2磁性体部180とを備える。第1磁性体部770は、空隙773が設けられており、空隙773により周方向において不連続となった筒形状を有する。
(Embodiment 7)
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a configuration of a current sensor according to Embodiment 7 of the present invention. In FIG. 19, it shows in the cross sectional view which looked at the current sensor from the same direction as FIG. As shown in FIG. 19, the current sensor 700 includes a first magnetic body portion 770 surrounding the primary conductor 110 and the two magnetic sensors, and a second magnetic body portion 180 surrounding the first magnetic body portion 770. Is provided. The first magnetic body portion 770 is provided with a gap 773 and has a cylindrical shape that is discontinuous in the circumferential direction by the gap 773.

本実施形態においては、第1磁性体部770は、1つの第1磁性体部材から構成されている。第1磁性体部材の端部同士は、間隔を置いて対向している。第1磁性体部材は、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、端部同士の間に空隙773が設けられた矩形形状を成し、1次導体110および2つの磁気センサの周りを囲んでいる。具体的には、第1磁性体部材は、第1回路基板160a、第2回路基板160b、および、第1回路基板160aと第2回路基板160bとに挟まれた部分の1次導体110に対して間隔を置いて周りを囲んでいる。空隙773は、1次導体110を電流が流れる方向(Y軸方向)において、第1磁性体部770の一端から他端まで延在している。   In the present embodiment, the first magnetic body portion 770 is composed of one first magnetic body member. The ends of the first magnetic member are opposed to each other with an interval. The first magnetic member has a rectangular shape in which a gap 773 is provided between end portions when viewed from a direction (Y-axis direction) in which a current flowing through the primary conductor 110 flows. Surrounds two magnetic sensors. Specifically, the first magnetic body member is connected to the first circuit board 160a, the second circuit board 160b, and the portion of the primary conductor 110 sandwiched between the first circuit board 160a and the second circuit board 160b. And surrounds them at intervals. The air gap 773 extends from one end of the first magnetic body portion 770 to the other end in the direction in which the current flows through the primary conductor 110 (Y-axis direction).

図19に示すように、本実施形態に係る電流センサ700においては、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々は、第1磁性体部770および第2磁性体部180によって周りを2重に囲まれているため、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に誤差要因である外部磁界が到達することを抑制できる。その結果、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々が、不要な外部磁界を検知しないようにすることができる。すなわち、第1磁性体部770および第2磁性体部180の各々が、磁気シールドとして機能する。   As shown in FIG. 19, in the current sensor 700 according to this embodiment, each of the first magnetic sensor 120 a and the second magnetic sensor 120 b is surrounded by a first magnetic body portion 770 and a second magnetic body portion 180. Since it is surrounded by multiple layers, it is possible to suppress the external magnetic field that is an error factor from reaching each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. As a result, each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b can be prevented from detecting an unnecessary external magnetic field. That is, each of the first magnetic body portion 770 and the second magnetic body portion 180 functions as a magnetic shield.

第1磁性体部770に空隙773が設けられることにより、1次導体110を流れる電流により発生する磁界によって第1磁性体部770内を周回する磁束に対する磁気抵抗が増加する。その結果、第1磁性体部材が、1次導体110を流れる電流により発生する磁界によって磁気飽和することを抑制できる。これにより、第2磁性体部材の残留磁化によって発生する磁界が第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に到達することを抑制できる。また、1次導体110を流れる電流により発生する磁界によって、第2磁性体部材が磁気飽和することを抑制できる。   By providing the air gap 773 in the first magnetic body portion 770, the magnetic resistance against the magnetic flux circulating in the first magnetic body portion 770 is increased by the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110. As a result, it is possible to suppress the magnetic saturation of the first magnetic member due to the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110. Thereby, the magnetic field generated by the residual magnetization of the second magnetic member can be prevented from reaching each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. In addition, it is possible to suppress the second magnetic member from being magnetically saturated by a magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110.

よって、本実施形態に係る電流センサ700は、第1磁性体部770および第2磁性体部180を有することにより、ヒステリシスの増加を抑制しつつ入力と出力との線形性を確保して、測定誤差を低減することができる。   Therefore, the current sensor 700 according to the present embodiment includes the first magnetic body portion 770 and the second magnetic body portion 180, thereby ensuring linearity between input and output while suppressing an increase in hysteresis. The error can be reduced.

以下、本発明の実施形態8に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態8に係る電流センサ800は、第2磁性体部に空隙が設けられている点のみ実施形態7に係る電流センサと異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。   The current sensor according to Embodiment 8 of the present invention will be described below. Note that the current sensor 800 according to the eighth embodiment is different from the current sensor according to the seventh embodiment only in that a gap is provided in the second magnetic body portion, and therefore the description of other configurations will not be repeated.

(実施形態8)
図20は、本発明の実施形態8に係る電流センサの構成を示す断面図である。図20においては、図3と同様の方向から電流センサを見た断面視にて図示している。図20に示すように、本発明の実施形態8に係る電流センサ800は、第2磁性体部880は、空隙873が設けられており、空隙873により周方向において不連続となった筒形状を有する。本実施形態においては、第2磁性体部880は、1つの第2磁性体部材から構成されている。第2磁性体部材の端部同士は、間隔を置いて対向している。第2磁性体部材は、1次導体110を流れる電流が流れる方向(Y軸方向)から見て、互いの端部同士の間に空隙873が設けられた矩形形状を成し、第1磁性体部材に対して間隔を置いて周りを囲んでいる。空隙873は、1次導体110を電流が流れる方向(Y軸方向)において、第2磁性体部880の一端から他端まで延在している。
(Embodiment 8)
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a configuration of a current sensor according to Embodiment 8 of the present invention. In FIG. 20, it shows in the cross sectional view which looked at the current sensor from the same direction as FIG. As shown in FIG. 20, in the current sensor 800 according to Embodiment 8 of the present invention, the second magnetic body portion 880 has a gap 873, and has a cylindrical shape that is discontinuous in the circumferential direction by the gap 873. Have. In the present embodiment, the second magnetic body portion 880 is composed of one second magnetic body member. The ends of the second magnetic member are opposed to each other with an interval. The second magnetic member has a rectangular shape in which a gap 873 is provided between the ends of the first magnetic member as viewed from the direction in which the current flowing through the primary conductor 110 flows (Y-axis direction). Surrounding the member at a distance. The air gap 873 extends from one end of the second magnetic body portion 880 to the other end in the direction in which the current flows through the primary conductor 110 (Y-axis direction).

図20に示すように、本実施形態に係る電流センサ800においては、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々は、第1磁性体部770および第2磁性体部880によって周りを2重に囲まれているため、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に誤差要因である外部磁界が到達することを抑制できる。その結果、第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々が、不要な外部磁界を検知しないようにすることができる。すなわち、第1磁性体部770および第2磁性体部880の各々が、磁気シールドとして機能する。   As shown in FIG. 20, in the current sensor 800 according to the present embodiment, each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is surrounded by a first magnetic body portion 770 and a second magnetic body portion 880. Since it is surrounded by multiple layers, it is possible to suppress the external magnetic field that is an error factor from reaching each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b. As a result, each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b can be prevented from detecting an unnecessary external magnetic field. That is, each of the first magnetic body portion 770 and the second magnetic body portion 880 functions as a magnetic shield.

第2磁性体部880に空隙873が設けられることにより、1次導体110を流れる電流により発生する磁界または外部磁界によって第2磁性体部880内を周回する磁束に対する磁気抵抗が増加する。その結果、第2磁性体部材が、1次導体110を流れる電流により発生する磁界または外部磁界によって磁気飽和することを抑制できる。これにより、第2磁性体部880の磁気シールドとしての機能を維持できるため、外部磁界が第1磁気センサ120aおよび第2磁気センサ120bの各々に到達することを抑制できる。   By providing the air gap 873 in the second magnetic body portion 880, the magnetic resistance against the magnetic flux circulating around the second magnetic body portion 880 is increased by the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor 110 or the external magnetic field. As a result, it is possible to suppress the second magnetic member from being saturated with a magnetic field generated by a current flowing through the primary conductor 110 or an external magnetic field. Thereby, since the function as a magnetic shield of the 2nd magnetic body part 880 can be maintained, it can suppress that an external magnetic field reaches | attains each of the 1st magnetic sensor 120a and the 2nd magnetic sensor 120b.

本実施形態に係る電流センサ800においても、第1磁性体部770および第2磁性体部880を有することにより、ヒステリシスの増加を抑制しつつ入力と出力との線形性を確保して、測定誤差を低減することができる。   The current sensor 800 according to the present embodiment also includes the first magnetic body portion 770 and the second magnetic body portion 880, thereby ensuring the linearity between the input and the output while suppressing an increase in hysteresis, and measuring error. Can be reduced.

今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 基準線、10 電流、100,200,300,400,500,600,700,800 電流センサ、110 1次導体、110e 磁界、110h,330h 貫通孔、110s 表面、110t 裏面、120a 第1磁気センサ、120b 第2磁気センサ、130a 第1プリント基板、130b 第2プリント基板、140a 第1オペアンプ、140b 第2オペアンプ、150a 第1受動素子、150b 第2受動素子、160a 第1回路基板、160b 第2回路基板、170,570,770 第1磁性体部、171,172,571,572 第1磁性体部材、171r,172r 角部、173,273,573,673,773,873 空隙、180,280,680,880 第2磁性体部、190 算出部、281,282,681,682 第2磁性体部材、330c,430c プリント基板、430h 貫通溝、491 第1接合部材、492 第2接合部材、IC ホール、LX,LZ,RX,RZ 磁束密度、T1 第1領域、T2 第2領域。1 reference line, 10 current, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 current sensor, 110 primary conductor, 110e magnetic field, 110h, 330h through hole, 110s surface, 110t back surface, 120a first magnetic sensor , 120b second magnetic sensor, 130a first printed circuit board, 130b second printed circuit board, 140a first operational amplifier, 140b second operational amplifier, 150a first passive element, 150b second passive element, 160a first circuit board, 160b second Circuit board, 170, 570, 770 First magnetic body part, 171, 172, 571, 572 First magnetic body member, 171r, 172r Corner part, 173, 273, 573, 673, 773, 873 Air gap, 180, 280, 680, 880 2nd magnetic body part, 190 calculation part, 281, 282, 68 , 682 second magnetic member, 330c, 430c printed board, 430h through grooves, 491 first joint member, 492 a second joining member, IC Hall, LX, LZ, RX, RZ flux density, T 1 first region, T 2 second area.

Claims (10)

測定対象の電流が流れる1次導体と、
前記1次導体を流れる前記電流により発生する磁界の強さを検出する少なくとも1つの磁気センサと、
前記1次導体および前記磁気センサの周りを囲む第1磁性体部と、
前記第1磁性体部の周りを囲む第2磁性体部とを備え、
前記第1磁性体部は、空隙が設けられており、該空隙により周方向において不連続となった筒形状を有する、電流センサ。
A primary conductor through which the current to be measured flows;
At least one magnetic sensor for detecting the strength of a magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor;
A first magnetic body portion surrounding the primary conductor and the magnetic sensor;
A second magnetic body portion surrounding the first magnetic body portion,
The first magnetic body portion is provided with a gap, and has a cylindrical shape that is discontinuous in the circumferential direction due to the gap.
前記第2磁性体部は、空隙が設けられており、該空隙により周方向において不連続となった筒形状を有する、請求項1に記載の電流センサ。   The current sensor according to claim 1, wherein the second magnetic body portion is provided with a gap, and has a cylindrical shape that is discontinuous in the circumferential direction due to the gap. 前記第2磁性体部は、全周に亘って繋がった筒形状を有する、請求項1に記載の電流センサ。   The current sensor according to claim 1, wherein the second magnetic body portion has a cylindrical shape connected over the entire circumference. 前記第1磁性体部は、少なくとも1つの第1磁性体部材で構成され、
前記第2磁性体部は、少なくとも1つの第2磁性体部材で構成され、
前記第2磁性体部材を構成する材料の初透磁率は、前記第1磁性体部材を構成する材料の初透磁率より高い、請求項1から3のいずれか1項に記載の電流センサ。
The first magnetic part is composed of at least one first magnetic member,
The second magnetic body portion is composed of at least one second magnetic body member,
4. The current sensor according to claim 1, wherein an initial permeability of a material constituting the second magnetic member is higher than an initial permeability of a material constituting the first magnetic member.
前記第2磁性体部材が、前記第1磁性体部材より薄い、請求項4に記載の電流センサ。   The current sensor according to claim 4, wherein the second magnetic member is thinner than the first magnetic member. 前記1次導体は、平板形状を有し、
前記磁気センサは、前記1次導体の厚さ方向および前記電流が流れる方向の両方と直交する方向の磁界を検出可能とされている、請求項1から5のいずれか1項に記載の電流センサ。
The primary conductor has a flat plate shape,
The current sensor according to claim 1, wherein the magnetic sensor is capable of detecting a magnetic field in a direction orthogonal to both a thickness direction of the primary conductor and a direction in which the current flows. .
前記磁気センサは、前記1次導体の幅方向における中央部の、前記1次導体の厚さ方向における一方側および他方側の少なくとも一方に配置されている、請求項1から6のいずれか1項に記載の電流センサ。   The said magnetic sensor is arrange | positioned in the center part in the width direction of the said primary conductor in at least one of the one side in the thickness direction of the said primary conductor, and the other side. The current sensor described in 1. 前記磁気センサとして第1磁気センサと第2磁気センサとを備え、
前記第1磁気センサと前記第2磁気センサとは、前記1次導体を挟んで互いに対向して位置している、請求項1から7のいずれか1項に記載の電流センサ。
A first magnetic sensor and a second magnetic sensor as the magnetic sensor;
8. The current sensor according to claim 1, wherein the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are positioned to face each other with the primary conductor interposed therebetween.
前記第1磁気センサの検出値と前記第2磁気センサの検出値とを演算することにより前記電流の値を算出する算出部をさらに備え、
前記1次導体を流れる前記電流により発生する磁界の強さについて、前記第1磁気センサの検出値の位相と前記第2磁気センサの検出値の位相とが逆相であり、
前記算出部が減算器または差動増幅器である、請求項8に記載の電流センサ。
A calculation unit that calculates a value of the current by calculating a detection value of the first magnetic sensor and a detection value of the second magnetic sensor;
Regarding the strength of the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor, the phase of the detection value of the first magnetic sensor and the phase of the detection value of the second magnetic sensor are in reverse phase,
The current sensor according to claim 8, wherein the calculation unit is a subtractor or a differential amplifier.
前記第1磁気センサの検出値と前記第2磁気センサの検出値とを演算することにより前記電流の値を算出する算出部をさらに備え、
前記1次導体を流れる前記電流により発生する磁界の強さについて、前記第1磁気センサの検出値の位相と前記第2磁気センサの検出値の位相とが同相であり、
前記算出部が加算器または加算増幅器である、請求項8に記載の電流センサ。
A calculation unit that calculates a value of the current by calculating a detection value of the first magnetic sensor and a detection value of the second magnetic sensor;
Regarding the strength of the magnetic field generated by the current flowing through the primary conductor, the phase of the detection value of the first magnetic sensor and the phase of the detection value of the second magnetic sensor are in phase,
The current sensor according to claim 8, wherein the calculation unit is an adder or a summing amplifier.
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