WO2011081197A1 - 磁界検出装置及び電流センサ - Google Patents

磁界検出装置及び電流センサ Download PDF

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WO2011081197A1
WO2011081197A1 PCT/JP2010/073753 JP2010073753W WO2011081197A1 WO 2011081197 A1 WO2011081197 A1 WO 2011081197A1 JP 2010073753 W JP2010073753 W JP 2010073753W WO 2011081197 A1 WO2011081197 A1 WO 2011081197A1
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WO
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magnetic field
magnetic
field detection
core
detection device
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PCT/JP2010/073753
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English (en)
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Inventor
弘喜 中島
考一 今井
拓矢 大胡
礼二 奥野
純也 福田
Original Assignee
Tdk株式会社
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Publication date
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Priority to US13/519,802 priority patent/US9086444B2/en
Priority to JP2011547725A priority patent/JP5657570B2/ja
Priority to EP10841052.3A priority patent/EP2520945B1/en
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic field detection device and a current sensor, and more particularly to a magnetic field detection device and a current sensor that use a magnetic field detection element such as a GMR element or a Hall element that is limited in the direction of the detection magnetic field.
  • a magnetic field detection element such as a GMR element or a Hall element that is limited in the direction of the detection magnetic field.
  • the magnetic field detection device has a magnetic field detection element such as a GMR (Giant Magneto Resistive) element or a Hall element, and detects a magnetic field generated from a magnetic field generation source (such as a current or a magnet) by the magnetic field detection element.
  • a magnetic field detection element such as a GMR (Giant Magneto Resistive) element or a Hall element
  • Patent Document 1 discloses an example of a magnetic field detection device using a Hall element.
  • a magnetic path is configured using a magnetic material called a C core.
  • FIG. 30 is a schematic diagram showing an example of a C core.
  • the vertical direction of the drawing is the vertical direction
  • the horizontal direction and the depth direction are the horizontal direction.
  • the C core 100 is named because it is an annular magnetic body having a gap 101 in the middle, and surrounds the periphery of the magnetic field generation source 102 (here, current).
  • the magnetic field 103 generated by the magnetic field generation source 102 is concentrated inside the C core 100, and the magnetic field 103 is also concentrated inside the gap 101 (space 104).
  • the magnetic field detection element is thus provided in the space 104 where the magnetic field 103 is concentrated.
  • the Hall sensor described in Patent Document 1 is also provided in the space 104.
  • the direction of the magnetic flux in the space in the gap of the C core is biased to only one direction (vertical direction in the example of FIG. 30).
  • the gap of the C core is a space sandwiched between two parallel magnetic pole faces facing each other, and only the magnetic flux entering and exiting the C core through these magnetic pole faces appears in the space in the gap. Since the direction of the magnetic flux traveling between the two parallel magnetic pole faces is substantially perpendicular to the magnetic pole face, the direction of the magnetic flux in the space in the gap is substantially limited to the direction perpendicular to the magnetic pole face.
  • the installation direction of the magnetic field detection element is generally determined by factors such as a circuit configuration which are not related to the magnetic flux direction.
  • the conventional magnetic field detection device has a problem that the degree of freedom in selecting the type of the magnetic field detection element is low.
  • one of the objects of the present invention is to provide a magnetic field detection device and a current sensor that can increase the degree of freedom in selecting the type of the magnetic field detection element.
  • a magnetic field detection apparatus includes a first magnetic field generation source for generating a magnetic field, a first magnetic body provided so as to surround the first magnetic field generation source, and a magnetic field. And a first gap is provided in the first magnetic body, and the magnetic field detection element is generated from the first magnetic field generation source outside the first gap. It arrange
  • the direction of the magnetic flux passing through the magnetic field detection element can be appropriately selected by appropriately selecting the installation location of the magnetic field detection element. Therefore, the degree of freedom in selecting the type of the magnetic field detection element is increased.
  • the first gap is constituted by two parallel first and second magnetic pole faces, and the magnetic field detection element is different from the first and second magnetic pole faces. It is good also as arrange
  • the first magnetic body has a first end portion extending in a direction perpendicular to the magnetic pole surface with the first magnetic pole surface as an end surface, and the magnetic field detection The element may be disposed on a side of the first end. According to this, the magnetic field detection element can detect the magnetic flux entering and exiting the first magnetic body through the side surface of the first end.
  • the first magnetic body includes a second end portion having the second magnetic pole surface, and an overhang portion projecting perpendicularly to the gap direction of the first gap from the second end portion. It is good also as having. According to this, since the amount of magnetic flux entering and exiting the first magnetic body through the side surface of the first end portion increases, the sensitivity of the magnetic field detection element can be increased.
  • each of the magnetic field detection devices at least a part of the magnetic field generation source may be provided in the first gap. According to this, since the distribution of the magnetic flux entering and exiting the first magnetic body spreads through the side surface in the vicinity of the first gap, the installation location of the magnetic field detecting element can be widened.
  • Each of the magnetic field detection devices further includes a second magnetic field generation source that generates a magnetic field, and a second magnetic body that is provided so as to surround the second magnetic field generation source.
  • a second gap may be provided, and the magnetic field detection element may be disposed outside the second gap and at a position where a magnetic field generated from the second magnetic field generation source can be detected. According to this, the magnetic field detection element can suitably detect both of the magnetic fields generated by the first and second magnetic field generation sources.
  • the second gap is constituted by two parallel third and fourth magnetic pole surfaces, and the magnetic field detection element is different from the third and fourth magnetic pole surfaces.
  • the magnetic flux entering and exiting the second magnetic body through the side surface in the vicinity of the second gap may be arranged so as to be detectable.
  • a magnetic field detection device includes a magnetic field detection element that detects a magnetic field, a first magnetic core provided so as to surround the magnetic field detection element from four directions in a horizontal plane, and the first A second magnetic core provided to surround the magnetic core from four directions in a first plane perpendicular to the horizontal plane, a lower surface of the first magnetic core, and the second magnetic core
  • a first magnetic field generation source provided between the lower inner wall surface and the upper surface of the first magnetic core and the upper inner wall surface of the second magnetic core are in magnetic contact with each other.
  • the lower surface of the first magnetic core and the lower inner wall surface of the second magnetic core may be separated from each other.
  • the first and second magnetic cores form a magnetic path, and the lower surface of the first magnetic core and the lower inner wall surface of the second magnetic core are used as magnetic pole surfaces, respectively.
  • a gap is constructed. Therefore, the first magnetic body described above is realized by the first and second magnetic cores, and the degree of freedom in selecting the type of the magnetic field detection element is increased.
  • the first and second magnetic cores shield the external magnetic field, it is possible to increase the resistance to the external magnetic field.
  • the magnetic field detection device further includes a second magnetic field generation source provided between a lower surface of the first magnetic core and a lower inner wall surface of the second magnetic core, and the first magnetic field
  • the generation source and the second magnetic field generation source may be provided on opposite sides of the first surface with the magnetic field detection element interposed therebetween. According to this, the magnetic field detection element can suitably detect both of the magnetic fields generated by the first and second magnetic field generation sources.
  • the magnetic field detection elements are provided on opposite sides of a center line perpendicular to the first surface of the first magnetic field generation source and the second magnetic field generation source, and are identical to each other. It is good also as having a pair of magnetoresistive element which has these pin directions. According to this, a magnetic field can be detected by connecting a pair of magnetoresistive elements in series between the power supply voltage and the ground voltage and acquiring the voltage between them.
  • the pin direction of the pair of magnetoresistive elements may be different from the extending direction of the center line, and the pin direction of the pair of magnetoresistive elements may be orthogonal to the center line.
  • the free directions of the pair of magnetoresistive elements may be the same, and the magnetic field detection device may further include a third magnetic field generation source that generates a magnetic field parallel to the free direction.
  • each of the first and second magnetic field generation sources is a linear conductor that generates a magnetic field when a current flows, and the extending directions of the first and second magnetic field generation sources are
  • the first surface may be orthogonal to the first surface.
  • each of the first and second magnetic cores may constitute a line-symmetric closed curve.
  • the normal vector of the closed curve formed by the first magnetic core and the normal vector of the closed curve formed by the second magnetic core may be orthogonal to each other.
  • At least a part of the lower surface of the first magnetic core may be located above the lower surface of the magnetic field detection element. According to this, the sensitivity of the magnetic field detection element can be controlled.
  • the current sensor according to the present invention is any one of the above-described magnetic field detection devices, and the first magnetic field generation source is a conductor through which a current flows.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the structure of the magnetic field detection apparatus 1 by the 4th Embodiment of this invention. It is a schematic diagram which shows the structure of the magnetic field detection apparatus by the 5th Embodiment of this invention. It is a circuit diagram which shows the connection of four GMR elements by the 5th Embodiment of this invention, a pin direction, and a free direction.
  • A is a perspective view of the magnetic field detection apparatus by the 6th Embodiment of this invention.
  • (B) is the figure which drew the 2nd magnetic body core slightly shifted in (a), in order to show the internal structure of a magnetic field detection apparatus.
  • FIG. 10A is a sectional view showing a section taken along the line CC ′ of FIG.
  • FIG. 9B is a sectional view showing a section taken along the line DD ′ of FIG. (A) is the figure which entered the external magnetic field which came from the z direction in sectional drawing of the magnetic field detection apparatus shown in FIG.11 (b).
  • FIG. 11B is a cross-sectional view of the magnetic field detection device shown in FIG. FIG.
  • FIG. 11C is a diagram in which an external magnetic field coming from the y direction is written in the top view of the substrate shown in FIG. (D) is the figure which entered the external magnetic field which arrived from the x direction in the top view of the board
  • substrate shown in FIG. (A) is a figure which shows the result of having simulated the magnetic field near a magnetic field detection apparatus.
  • (B) is the enlarged view which expanded (a) in the 1st magnetic body core vicinity.
  • A) is a perspective view which shows the magnetic field detection apparatus by the 7th Embodiment of this invention.
  • (B) is the perspective view which looked at the magnetic field detection apparatus by the 7th Embodiment of this invention from the angle different from (a).
  • (A) (b) is sectional drawing of the magnetic field detection apparatus by the 9th Embodiment of this invention corresponding to sectional drawing of FIG.10 (b). It is a perspective view of the magnetic field detection apparatus by the 10th Embodiment of this invention. It is sectional drawing of the magnetic field detection apparatus by the 10th Embodiment of this invention corresponding to sectional drawing of FIG.10 (b).
  • (A) is sectional drawing which shows the modification which provided the slit in the upper and lower surfaces of the 2nd magnetic body core.
  • (B) is sectional drawing which shows the modification which provided the slit in the upper surface of the 2nd magnetic body core.
  • (A) is sectional drawing which shows the modification which provided the slit in the both sides of the x direction of a 1st magnetic body core.
  • (B) is sectional drawing which shows the modification which provided the slit in the one side surface of the x direction of a 1st magnetic body core.
  • (A) is sectional drawing which shows the modification (example which made the corner
  • (B) is sectional drawing which shows the modification (example which made the corner
  • (A) is sectional drawing which shows the modification which made the cross-sectional shape of the 1st magnetic body core round (circle).
  • (B) is sectional drawing which shows the modification which made the cross-sectional shape of the 2nd magnetic body core round (ellipse).
  • (C) is a cross-sectional view showing a modified example in which the cross-sectional shape of the first magnetic core 12 is a rhombus (an example in which square diagonal lines are parallel to the x direction and the y direction). It is a figure which shows the modification which the space where a magnetic field detection element is arrange
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a magnetic field detection device 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the magnetic field detection device 1 includes a C core 2 (first magnetic body) that is an annular magnetic body, a conductor 3 (first magnetic field generation source) that extends in the depth direction of the drawing, and a magnetic field. And a detection element 4.
  • FIG. 1 and each of the drawings shown later show x, y, and z axes for indicating directions.
  • the conductor 3 is configured so that a current flows. When this current flows, the conductor 3 functions as a magnetic field generation source that generates the illustrated magnetic field B1. In the example of FIG. 1, a current flows from the front of the drawing to the back, and therefore the magnetic field B1 is clockwise.
  • the C core 2 is provided so as to surround the cross section of the conductor 3, and functions as a magnetic path of the magnetic field B1.
  • the C core 2 is not completely annular, and a gap G1 (first gap) is provided in the middle.
  • Gap G1 is two parallel pole faces 2a, is constituted by 2b, the inside of the space S IN, the direction of the magnetic flux is substantially biased only in the z direction as shown in FIG.
  • the direction of the magnetic flux is in various directions depending on the location.
  • the C core 2 has magnetic pole faces 2a, 2b (first and second magnetic pole faces) constituting the gap G1 as end faces, and ends 2c, 2d (z direction) extending in a direction perpendicular to them (z direction). First and second end portions).
  • the direction of the magnetic flux in the vicinity of the side surfaces of these end portions 2c and 2d is almost the same as the side surface of the end portions 2c and 2d as shown in FIG. It is a vertical direction (x direction).
  • the magnetic field detection element 4 is a GMR element or a Hall element in the present embodiment.
  • the magnetic field detection element 4 is disposed outside the gap G1 and at a position where the magnetic field B1 can be detected.
  • this arrangement is an arrangement in which the magnetic flux entering and exiting the C core 2 can be detected through the side surfaces (side surfaces of the end portions 2c and 2d) near the gap G1 different from the magnetic pole surfaces 2a and 2b.
  • the direction of the magnetic flux passing through the magnetic field detection element 4 can be appropriately selected by appropriately selecting a specific installation location of the magnetic field detection element 4. For example, if the magnetic field detection element 4 is installed beside the ends 2c and 2d (inside the space S shown in the figure), the magnetic flux containing a large amount of horizontal (x direction) components passes through the magnetic field detection element 4. Thus, the magnetic field detecting element 4 can be arranged.
  • the GMR element can be used as the magnetic field detection element 4 of the magnetic field detection apparatus 1 using the C core 2 while following the normal installation direction (magnetic field detection direction, that is, the direction in which the pin direction is the horizontal direction).
  • the Hall element since the magnetic flux in the space S includes a lot of vertical direction (z direction) components, the Hall element also has a normal installation direction (the magnetic field detection direction, that is, the normal direction of the semiconductor thin film constituting the Hall element is vertical). It can be used as the magnetic field detection element 4 of the magnetic field detection device 1 using the C core 2 in accordance with the orientation of the direction.
  • another gap may be formed in the C core 2 in addition to the gap G1.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a specific configuration when a GMR element is used as the magnetic field detection element 4.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing connections, pin directions and free directions of the GMR elements R1 to R4 shown in FIG.
  • the magnetic field detection element 4 in this example has a pair of GMR elements R1 and R2 and another pair of GMR elements R3 and R4.
  • the GMR element R1 and the GMR element R2, and the GMR element R3 and the GMR element R4 are arranged in line symmetry with respect to the straight line A extending in the y direction.
  • the GMR elements R1 and R2 are arranged on the opposite side across the straight line A.
  • the distances from the GMR elements R1 to R4 to the straight line A are equal to each other.
  • the GMR elements R1 and R3 are disposed on the same side.
  • the pin directions of the GMR elements R2 and R4 are parallel to the x direction and directed toward the C core 2.
  • the pin directions of the GMR elements R1 and R3 are opposite to the pin directions of the GMR elements R2 and R4.
  • the pin direction of each element is indicated by an arrow P.
  • a pair of magnets 30 and 31 (third magnetic field generating sources) are arranged at both ends of the magnetic field detection element 4 in the y direction, and the pair of magnets 30 and 31 allows the GMR elements R1 to R4 to be in the free direction. Is defined to face the same direction in the y direction in the absence of the magnetic fields B1 and B2. That is, the free direction of each GMR element R1 to R4 is orthogonal to the respective pin direction.
  • FIG. 3 shows a free direction of each element in the absence magnetic field B1, B2 is an arrow F 1.
  • the magnetic field detection element 4 includes a permalloy yoke 20 provided on both sides of the GMR elements R1 to R4 in the x direction, and terminal electrodes 21 to 24 connected to the GMR elements R1 to R4. And a planar spiral coil 25 for forming a closed loop disposed below each of the GMR elements R1 to R4.
  • each GMR element R1 to R4 constitutes a full bridge circuit. Specifically, the GMR elements R 1 and R 2 are connected in series between the terminal electrode 22 and the terminal electrode 21. Similarly, the GMR elements R 4 and R 3 are also connected in series between the terminal electrode 22 and the terminal electrode 21. The terminal electrode 22 is supplied with the power supply voltage Vcc, and the terminal electrode 21 is grounded. A connection point between the GMR element R 1 and the GMR element R 2 is connected to the terminal electrode 23, and a connection point between the GMR element R 3 and the GMR element R 4 is connected to the terminal electrode 24.
  • a voltage Va appearing at the terminal electrode 23 and a voltage Vb appearing at the terminal electrode 24 are used as the output of the magnetic field detection element 4.
  • the relationship between the voltages Va and Vb and the magnetic fields B1 and B2 will be described.
  • a magnetic field B1 shown in FIG. 1 is generated.
  • the magnetic field B1 is applied to the GMR elements R1 to R4 as a magnetic field parallel to the x direction.
  • the application of the magnetic field, the free direction of each of the GMR elements R1 ⁇ R4 is changed to F 2 direction or F 3 direction shown in FIG.
  • both a GMR element and a Hall element having a magnetic field detection direction different by 90 ° when installed in a normal manner are used. It becomes possible. That is, it is possible to increase the degree of freedom when selecting the type of the magnetic field detection element.
  • the magnetic field detection element 4 installed in the space S in the magnetic field detection apparatus 1 according to the present embodiment, it is preferable to use a GMR element rather than a Hall element. Since the magnetic flux component in the horizontal direction (x direction) is very small in the space S, the magnetic field detection element 4 can be obtained by using a GMR element that detects the magnetic flux in the horizontal direction (x direction) as the magnetic field detection element 4. This is because the magnetic field can be detected without saturating.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the magnetic field detection apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • the magnetic field detection device 1 according to the present embodiment is different from the magnetic field detection device 1 according to the first embodiment in that the shape of the C core 2 is different.
  • the end 2d is not extended in a direction perpendicular to one magnetic pole surface 2b constituting the gap G1.
  • the C core 2 has a projecting portion 2e that projects perpendicularly from the end 2d in the gap direction of the gap G1 (the normal direction of the magnetic pole surfaces 2a and 2b, the z direction shown).
  • the distance between the side surface of the end portion 2c and the end portion 2d is shorter than that of the first embodiment due to the presence of the overhang portion 2e. Accordingly, since the amount of magnetic flux entering and exiting the C core 2 through the side surface of the end 2c increases, the sensitivity when the magnetic field detection element 4 is installed in the space S is increased.
  • another gap may be formed in the C core 2 in addition to the gap G1 in order to control the magnetic field generated from the conductor 3.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the magnetic field detection apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention.
  • the magnetic field detection device 1 according to the present embodiment is different from the magnetic field detection device 1 according to the second embodiment in that the shape of the C core 2 is different and the position and shape of the conductor 3 are different.
  • the lengths of the gap G1 and the overhang portion 2e are long.
  • the conductor 3 is comprised with the flat conductor. A part of the conductor 3 is provided inside the elongated gap G1.
  • the conductor 3 since the conductor 3 is in the gap G1, the magnetic flux cannot pass through the gap G1, and accordingly, as shown in FIG. 5, the outer side surface of the end 2c.
  • the distribution of magnetic flux entering and exiting the C core 2 through 2ca is widened. Therefore, as shown in FIG. 5, the area of the space S suitable as the installation location of the magnetic field detection element 4 is widened, and the installation location of the magnetic field detection element 4 can be widened.
  • another gap may be formed in the C core 2 in addition to the gap G1 in order to control the magnetic field generated from the conductor 3.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the magnetic field detection apparatus 1 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the magnetic field detection device 1 according to the present embodiment is different from the magnetic field detection device 1 according to the third embodiment in that the shape of the C core 2 is different.
  • the C core 2 has a protruding portion 2f that protrudes from the tip of the overhang portion 2e toward the magnetic field detection element 4 (toward the space S).
  • the upper surface of the protrusion 2f is parallel to the magnetic pole surface 2b.
  • the magnetic flux emitted from the outer side surface 2ca of the end portion 2c converges on the upper surface of the protruding portion 2f, and the protruding portion 2f creates a flow of magnetic flux to the protruding portion 2e. It is done.
  • the magnetic field detection device 1 according to the present embodiment passes through the inside of the C core 2 as compared with the magnetic field detection device 1 according to the third embodiment. And the amount of magnetic flux passing through the space S is increased.
  • the amount of magnetic flux passing through the magnetic field detection element 4 also increases, and the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 4 is enhanced.
  • the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 4 can be controlled by the presence or absence of the protrusion 2f.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of the magnetic field detection apparatus 1 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the magnetic field detection device 1 according to the present embodiment has a configuration in which two magnetic field detection devices 1 according to the third embodiment are combined.
  • the magnetic field detection device 1 according to the present embodiment further includes a C core 5 (second magnetic material) that is an annular magnetic body in the magnetic field detection device 1 according to the third embodiment, It has the structure provided with the conductor 6 (2nd magnetic field generation source) extended
  • C core 5 second magnetic material
  • the C core 5 has a gap G2 (second gap) constituted by two parallel magnetic pole faces 5a and 5b, like the C core 2. Further, the magnetic pole surface 5a constituting the gap G2 is an end surface, an end portion 5c extending in a direction perpendicular thereto, an end portion 5d having the magnetic pole surface 5b, and a gap direction from the end portion 5d to the gap G2 (magnetic pole) A normal direction of the surfaces 5a and 5b (the z direction shown in the figure) and a projecting portion 5e projecting perpendicularly.
  • These shapes of the C core 5 are symmetric with respect to the C core 2 with the yz plane including the straight line B shown in the figure interposed therebetween.
  • the overhang portion 5e is integrated with the overhang portion 2e.
  • the conductor 6 is a flat conductor similar to the conductor 3, but the direction of current flow is opposite to that of the conductor 3 (in the example of FIG. 7, the direction is from the back of the drawing toward the front).
  • the magnetic flux direction of the magnetic field B2 generated using 6 as the magnetic field generation source is also opposite to the magnetic field B1 (counterclockwise in the example of FIG. 7).
  • Either a GMR element or a Hall element can be used as the magnetic field detection element 4, but when the GMR element is used, it is arranged not at the straight line B shown in the figure but at a position slightly shifted in the x direction. This is because on the straight line B, the x-direction component cancels out between the magnetic field B1 and the magnetic field B2, and no x-direction component remains.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing connections, pin directions, and free directions of the GMR elements R1 to R4 in this example.
  • the connection relationship between the GMR elements R1 and R2 is the same as that in the example shown in FIG. 3, but the pin directions of the GMR elements R2 and R4 are different from the example in FIG. Specifically, the pin directions of the GMR elements R1 to R4 are all the same.
  • the outer side surface 2ca of the end portion 2c and the outer side surface 5ca of the end portion 5c face each other, and the magnetic flux emitted from the C core 2 through each of them gathers around the straight line B and is integrated.
  • the exits 2e and 5e are entered. Therefore, as illustrated in FIG. 7, by arranging the magnetic field detection element 4 in the region between the outer side surface 2 ca and the outer side surface 5 ca, particularly in the vicinity of the straight line B, the magnetic field detection element 4 can reduce both the magnetic fields B 1 and B 2. It becomes possible to detect suitably.
  • the GMR elements R1 to R4 shown in FIG. 8 are used as the magnetic field detecting element 4, since the pin directions of the GMR elements R1 to R4 are the same, the influence of a uniform external magnetic field such as geomagnetism is offset. You can also get the effect.
  • the C core 2 and the C core 5 have shapes symmetrical to each other with respect to the yz plane including the straight line B, and the GMR element R1, the GMR element R2, the GMR element R3, and the GMR Since the element R4 is arranged symmetrically with respect to each other across the straight line A extending in the y direction, and the full bridge circuit is configured by the GMR elements R1 to R4, the voltages Va and Vb can be stabilized. It is possible.
  • the specific circuit configuration of the magnetic field detection element 4 is not limited to a full bridge circuit configured by four GMR elements as shown in FIG. 3, but a half bridge circuit configured by two GMR elements is adopted. Is also possible.
  • FIG. 9A is a perspective view of the magnetic field detection apparatus 10 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a diagram in which the second magnetic core 13 is drawn slightly shifted in FIG. 9A in order to show the internal structure of the magnetic field detection device 1.
  • FIG. 9C is a diagram transparently depicting the first magnetic core 12 and the substrate 15 in FIG. 9B in order to show the structure of the conductor 14.
  • FIG. 10 is a top view of the substrate 15.
  • 11 (a) and 11 (b) are cross-sectional views showing cross sections taken along the line CC ′ and the line DD ′ in FIG. 9 (a), respectively. In FIG. 11 (b), lines of magnetic force are also drawn.
  • a magnetic field detection device 10 includes a magnetic field detection element 11 that detects a magnetic field and a magnetic field detection element 11 that are arranged on an xy plane (first surface).
  • the first magnetic core 12 provided so as to surround from four directions in the plane) and the first magnetic core 12 provided so as to surround from four directions in the xz plane (second plane).
  • Second magnetic core 13 conductor 14 provided between the lower surface of first magnetic core 12 and the lower inner wall surface of second magnetic core 13 (first and second magnetic field generation sources) ).
  • the magnetic field detection element 11 and the first magnetic core 12 are arranged on a resin printed board 15 arranged on the conductor 14.
  • the magnetic field detection device 10 is a current sensor that detects a current flowing through the conductor 14 by detecting a magnetic field generated by a current flowing through the conductor 14.
  • the magnetic field detection device 10 is generally used for motors, industrial equipment, automobiles, and the like.
  • the conductor 14 is a bus bar (electric wire path used for distribution of electric energy) constituted by a flat conductor, and a yz plane passing through the center of the magnetic field detection element 11 as shown in FIG. It has a folded structure that is plane-symmetric with respect to the (third plane). More specifically, as shown in FIG. 11B, a portion 14a provided directly below the left side surface in the x direction of the first magnetic core 12 and the right side surface in the x direction of the first magnetic core 12 14b, and a portion 14b provided immediately below the bottom of FIG. 11B, which are connected on the back side of FIG. As shown in FIG.
  • a portion 14c (folded portion) parallel to the x direction of the conductor 14 is a region (magnetic core 12) that does not overlap with the magnetic core 12 and its internal region as viewed from the z direction. It is preferable to arrange it on the outside. By doing in this way, it can suppress that the magnetic field which generate
  • the conductor 14 functions as a first and second magnetic field generation source that generates the magnetic fields B1 and B2 shown in FIG.
  • the magnetic fields B1 and B2 have opposite magnetic flux directions, but this is due to the folded structure described above, and as shown in FIG. 11B, the direction of the current is reversed between the portion 14a and the portion 14b. Is due to.
  • Both the first and second magnetic cores 12 and 13 are annular magnetic bodies containing a ferromagnetic material, and constitute magnetic paths of magnetic fields B1 and B2 generated in the conductor 14.
  • Both the first and second magnetic cores 12 have a closed curve structure that is plane-symmetric with respect to a yz plane that passes through the center of the magnetic field detection element 11.
  • the normal vector (z-direction vector) of the closed curve constituted by the first magnetic core 12 and the normal vector (vector in the y direction) of the closed curve constituted by the second magnetic core 13 are orthogonal to each other. .
  • the upper surface of the first magnetic core 12 and the upper inner wall surface of the second magnetic core 13 are in magnetic contact. For this reason, as shown in FIG. 11B, a part of the magnetic flux flowing on the upper surface of the second magnetic core 13 enters the inside from the upper surface of the first magnetic core 12.
  • being in magnetic contact means being close enough to be regarded as having no magnetic gap.
  • a minute space for the adhesive is generated between them. May be considered to have no magnetic gap.
  • a third gap and a fourth gap are provided between the upper surface of the first magnetic body 12 and the upper inner wall surface of the second magnetic body 13. It may be formed.
  • the third gap and the fourth gap may be formed in either the first magnetic body 12 or the second magnetic body 13.
  • the lower surface of the first magnetic core 12 and the lower inner wall surface of the second magnetic core 13 are spaced apart from each other as shown in FIG. 13 constitute gaps G1 and G2 provided in the magnetic path entering the first magnetic core 12 from the upper surface of the first magnetic core 12.
  • the configuration of the conductor 14 and the first and second magnetic cores 12 and 13 as described above includes the same structure as that of the magnetic field detection device 1 shown in FIG. That is, the portions 14a and 14b of the conductor 14 correspond to the conductors 3 and 6 in FIG. 7, respectively, and the second magnetic core 13 corresponds to a portion of the C cores 2 and 5 excluding the end portions 2c and 5c.
  • the first magnetic core 12 corresponds to the end portions 2c and 5c. Therefore, the magnetic flux emitted through the inner wall surface of the first magnetic core 12 is centered on the yz plane (the yz plane including the straight line F shown in FIG. 11B) passing through the center of the magnetic field detecting element 11. And enters the lower inner wall surface of the integrated second magnetic core 13.
  • the magnetic field detection element 11 causes both of the magnetic fields B 1 and B 2 to flow. It becomes possible to detect suitably.
  • the magnetic field detection element 11 either a GMR element or a Hall element can be used.
  • a GMR element When a GMR element is used as the magnetic field detection element 11, it is preferable to use a full bridge circuit similar to the configuration shown in FIG. 2, as shown in FIG. 10 corresponds to the straight line A in FIG. 2, and the straight line E is on the same yz plane as the straight line F in FIG. 11B.
  • the connection and pin direction of the GMR elements R1 to R4 it is preferable to adopt the same configuration as the example shown in FIG. By doing this, it is possible to confirm that the magnetic fields B1 and B2 generated from the conductor 14 are applied by measuring the difference Va ⁇ Vb between the voltages Va and Vb.
  • the direction of the magnetic field can be detected, and therefore the direction of the current flowing through the conductor 14 can also be detected. Further, since the pin directions of the GMR elements R1 to R4 are the same, an effect of canceling the influence of a uniform external magnetic field such as geomagnetism can be obtained.
  • the first and second magnetic cores 12 and 13 form a magnetic path, and the lower surface of the first magnetic core 12
  • the gaps G1 and G2 are configured with the lower inner wall surface of the second magnetic core 13 as the magnetic pole surface. Accordingly, the first and second magnetic cores 12 and 13 realize the C core 2 (first magnetic body) and the C core 5 (second magnetic body) described in the fifth embodiment. The degree of freedom in selecting the type of the magnetic field detection element 11 is increased.
  • the magnetic field detection device 10 since the first and second magnetic cores 12 and 13 shield the external magnetic field, it is possible to increase the resistance to the external magnetic field. Hereinafter, this point will be described in detail.
  • FIG. 12A is a diagram in which an external magnetic field coming from the z direction is written in the cross-sectional view of the magnetic field detection device 10 shown in FIG. 11B. As shown in the figure, the external magnetic field coming from the z direction is shielded by the second magnetic core 13 and does not reach the magnetic field detection element 11.
  • FIG. 12B is a diagram in which an external magnetic field arriving from the x direction is written in the cross-sectional view of the magnetic field detection device 10 shown in FIG. As shown in the figure, the external magnetic field coming from the x direction is also shielded by the second magnetic core 13 and does not reach the magnetic field detection element 11.
  • FIG. 12C is a diagram in which an external magnetic field coming from the y direction is written in the top view of the substrate 15 shown in FIG. As shown in the figure, the external magnetic field coming from the y direction is shielded by the first magnetic core 12 and does not reach the magnetic field detection element 11.
  • FIG. 12D is a diagram in which an external magnetic field coming from the x direction is written in the top view of the substrate 15 shown in FIG. As shown in the figure, the external magnetic field coming from the x direction is also shielded by the first magnetic core 12.
  • At least any one of the first and second magnetic cores 12 and 13 is an external magnetic field that has arrived from any of the x, y, and z directions. It is shielded suitably by either. Therefore, it is possible to increase the resistance against an external magnetic field.
  • FIGS. 13A and 13B are diagrams showing the results of simulating the magnetic field in the vicinity of the magnetic field detection device 10. This figure shows a cross-sectional view of the magnetic field detection device 10 shown in FIG. 11B, and magnetic lines of force are written around it.
  • (A) is a figure which shows the whole magnetic field detection apparatus 10
  • (b) is an enlarged view of the 1st magnetic body core 12 vicinity.
  • the magnetic flux direction of the magnetic flux emitted from the inner wall surface of the first magnetic core 12 is initially parallel to the x direction and gradually tilts away from the inner wall surface, Eventually it becomes parallel to the z direction.
  • the magnetic flux passing through the vicinity of the left and right end portions of the magnetic field detection element 11 includes an x-direction component. Therefore, the magnetic field can be suitably detected by the pair of GMR elements.
  • the magnetic field in the vicinity of the magnetic field detection device 10 also includes a z-direction component. Therefore, the Hall element can also be used as the magnetic field detecting element 11 while following the normal installation direction (installed so that the magnetic field detection direction is parallel to the normal direction of the substrate 15). In the case where a Hall element is used as the magnetic field detection element 11, it may be arranged at a position slightly shifted left and right from the center line in the x direction. This is because the magnetic flux having the z-direction component passes through the magnetic field detection element 11 even if arranged in such a manner.
  • FIG. 14 (a) is a perspective view showing a magnetic field detection apparatus 10 according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the second magnetic core 13 is drawn with a slight shift as in FIG. 9B.
  • FIG. 14B is a perspective view showing the magnetic field detection device 10 viewed from an angle different from that in FIG.
  • the magnetic field detection device 10 according to the present embodiment is different from the magnetic field detection device 10 according to the sixth embodiment in the shape of the first magnetic core 12.
  • this point will be described in detail.
  • the first magnetic core 12 has a notch 12a on the lower side of the side surfaces on both sides in the x direction. A part of the lower surface of the magnetic core 12 is located above the lower surface of the magnetic field detecting element 11.
  • the flow of the magnetic field can be controlled by appropriately adjusting the size of the notch 12a, and thus the sensitivity of the magnetic field detection element 11 can be controlled. This will be described in detail below.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the magnetic field detection apparatus 10 according to the present embodiment corresponding to the cross-sectional view of FIG. Comparing FIG. 11B and FIG. 15, the position of the magnetic flux emitted from the inner wall surface of the first magnetic core 12 is different. That is, in the configuration of FIG. 11B, the magnetic flux comes out from a position above the point X shown in FIG. 15, but in this embodiment, the magnetic flux comes out only from a position above the point Y higher than the point X. become.
  • the magnetic field detection element 11 can detect a magnetic field with higher sensitivity than the magnetic field detection element 11 of FIG.
  • the amount of magnetic flux passing through the magnetic field detecting element 11 can be controlled by the presence or absence of the notch 12a.
  • the amount of magnetic flux passing through the magnetic field detection element 11 can also be controlled by changing the size (height and / or width) of the notch 12a. Therefore, according to the magnetic field detection apparatus 10 according to the present embodiment, the sensitivity of the magnetic field detection element 11 can be controlled by appropriately adjusting the presence / absence and size of the notch 12a.
  • FIG. 16 is a perspective view showing a magnetic field detection apparatus 10 according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the second magnetic core 13 is drawn with a slight shift as in FIG. 9B.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the magnetic field detection device 10 according to the present embodiment corresponding to the cross-sectional view of FIG.
  • the magnetic field detection device 10 according to the present embodiment is different from the magnetic field detection device 10 according to the sixth embodiment in that it has a third magnetic core 50.
  • this point will be described in detail.
  • the third magnetic core 50 is formed between the lower surface of the magnetic field detection element 11 (more specifically, the lower surface of the substrate 15) and the second magnetic core 13. It is arranged at a position overlapping the magnetic field detection element 11 when viewed from the direction.
  • the height H of the third magnetic core 50 is set to be shorter than the distance between the lower surface of the substrate 15 and the lower inner wall surface of the second magnetic core 13.
  • the width W in the x direction of the third magnetic core 50 is such that when the same material as that of the first and second magnetic cores 12 and 13 is used for the third magnetic core 50, the second magnetic core 13. It is preferable to set it to be twice or more the maximum thickness (the maximum value of the thickness at a place other than the corner C shown in FIG. 17). By doing so, the third magnetic core 50 is less likely to be saturated. In addition, it is possible to make the saturation level uniform between the third magnetic core 50 and the second magnetic core 13. As a specific example, it is preferable that the thickness of the second magnetic core is 1.5 mm and the width W is 3.0 mm.
  • the width W is preferably set wider than the width of the magnetic field detection element 11 in the x direction.
  • the width W can be narrowed by configuring the third magnetic core 50 with a material having a high saturation magnetic flux density. If the width W is narrowed, the amount of magnetic field in the x direction applied to the magnetic field detection element 11 is increased, and the area of the magnetic field detection element 11 formed integrally with the substrate 15 can be reduced. If the third magnetic core 50 is made of a material having a high saturation magnetic flux density, the third magnetic core 50 is less likely to be saturated, so that it is possible to increase the density of the current flowing through the conductor 14. . From the viewpoint that the magnetic flux passing through the first and second magnetic cores 12 and 13 is concentrated in the third magnetic core 50, the saturation magnetic flux density of the third magnetic core 50 is set to the first and second magnetic cores 50. It is preferable to make it larger than the saturation magnetic flux density of the second magnetic cores 12 and 13.
  • the depth (width in the y direction) of the third magnetic core 50 is preferably slightly longer than the depth of the first magnetic core 12. If the depth of the third magnetic core 50 is shorter than the depth of the first magnetic core 12, the third magnetic core 50 is disposed under the magnetic field detection element 11 in the worst case due to an assembly accuracy problem or the like. Or the magnetic field may be disturbed. Such a problem can be solved by making the depth of the third magnetic core 50 longer than the depth of the first magnetic core 12.
  • the upper surface of the third magnetic core 50 faces the upper inner wall surface of the second magnetic core 13 in parallel, but these two parallel magnetic pole faces do not substantially form a magnetic gap. . This is because most of the magnetic flux that enters the upper side from the side of the second magnetic core 13 flows into the first magnetic core 12 as shown in FIG. This is because the magnetic flux passing through the vicinity of the opposite surface becomes extremely dilute. Therefore, also in the present embodiment, the magnetic field detection element 11 is provided outside the gap (outside the gaps G1 and G2).
  • the third magnetic core 50 is in magnetic contact with the second magnetic core 13 on the lower surface, and constitutes the protrusion 2f described in the fourth embodiment. That is, the magnetic flux emitted through the inner wall surface of the first magnetic core 12 converges on the upper surface of the third magnetic core 50.
  • the third magnetic core 50 creates a magnetic flux flow to the second magnetic core 13.
  • the magnetic field detection device 10 according to the present embodiment includes the magnetic field detection element 11 as compared with the magnetic field detection device 10 according to the sixth embodiment.
  • the amount of magnetic flux passing therethrough is increased, and the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 4 is increased.
  • the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 11 can be controlled by the presence or absence of the third magnetic core 50.
  • the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 11 can also be controlled by adjusting the height H of the third magnetic core 50. That is, as the height H increases, the amount of magnetic flux passing through the third magnetic core 50 increases. Therefore, the amount of magnetic flux passing through the magnetic field detection element 11 increases, and the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 11 increases.
  • the third magnetic core 50 may be divided into two or more.
  • the plurality of third magnetic cores 50 are arranged so as to be symmetric with respect to the yz plane, and the magnetic field detection element 11 is arranged so as to be a target with respect to the yz plane. Is preferred. By arranging in this way, it is possible to form a bridge circuit using a plurality of magnetic field detecting elements 50.
  • the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 4 can be improved by providing the third magnetic core 50. Further, the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 11 can be controlled by adjusting the height H of the third magnetic core 50.
  • a plurality of third magnetic cores 50 may be arranged in the xy plane.
  • a plurality of third magnetic cores 50 may be stacked in the z direction.
  • the third magnetic core 50 may be a separate magnetic core from the second magnetic core 12, or may be integrated with the second magnetic core 12.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a magnetic field detection apparatus 10 according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19A is a side view showing a state in which the magnetic field detection device 10 according to the present embodiment is mounted on the substrate 60.
  • FIGS. 19B and 19C are plan views of the back surface 60a of the substrate 60, respectively.
  • FIG. 19B is a first example of the magnetic field detection apparatus 10 according to the present embodiment, and FIG. The 2nd Example of the magnetic field detection apparatus 10 by embodiment is each shown.
  • FIGS. 20A and 20B are cross-sectional views of the magnetic field detection device 10 according to the present embodiment, each corresponding to the cross-sectional view of FIG. 10B, and FIG. The embodiment shown in FIG. 20B corresponds to the second embodiment.
  • the magnetic field detection device 10 according to the present embodiment is different from the magnetic field detection device 10 according to the sixth embodiment in that two conductors 14 (conductors 14-1 and 14-2) are provided.
  • two conductors 14 (conductors 14
  • each of the conductors 14-1 and 14-2 has the same structure as the conductor 14 described in the sixth embodiment. That is, as shown in FIG. 18, the conductor 14-1 includes a portion 14-1a provided immediately below the left side surface in the x direction of the first magnetic core 12, and a right side in the x direction of the first magnetic core 12. And a portion 14-1b provided directly below the side surface, and these are connected on the back side in the y direction in FIG. Similarly, the conductor 14-2 is also provided immediately below the x-direction right side surface of the first magnetic core 12 and the portion 14-2a provided just below the x-direction left side surface of the first magnetic core 12. 14-2b, which are connected on the back side in the y direction in FIG.
  • the arrangement of the conductor 14-1 in the magnetic field detection device 10 is the same as that of the conductor 14 described in the sixth embodiment.
  • the conductor 14-2 is disposed between the lower surface of the conductor 14-1 and the second magnetic core 13 at a position overlapping the conductor 14-1 when viewed from the z direction.
  • An insulating layer (not shown) is provided between the conductor 14-1 and the conductor 14-2, and the conductor 14-1 and the conductor 14-2 are electrically insulated by this insulating layer.
  • the magnetic field detection device 10 is mounted on the substrate 60 by piercing the open ends of the conductors 14-1 and 14-2 into the substrate 60.
  • the portions 14-1a and 14-2a are electrically connected to the wiring pattern 61a on the back surface 60a of the substrate 60, respectively, and the portions 14-1b and 14-2b are respectively connected to the wiring pattern 61a.
  • the back surface 60a of the substrate 60 is electrically connected to the wiring pattern 61b. Therefore, the conductors 14-1 and 14-2 are connected in parallel between the wiring patterns 61a and 61b.
  • the portion 14-1a is electrically connected to the wiring pattern 62a on the back surface 60a of the substrate 60, and the portions 14-1b and 14-2a are respectively formed on the substrate 60.
  • the back surface 60a is electrically connected to the wiring pattern 62b
  • the portion 14-2b is electrically connected to the wiring pattern 62c on the back surface 60a of the substrate 60. Therefore, the conductors 14-1 and 14-2 are connected in series between the wiring patterns 62a and 62c.
  • the amount of current that passes through the magnetic field detection device 10 is compared with the case of the sixth embodiment shown in FIG. 11B. Will not change. Accordingly, the amount of magnetic flux passing through the first and second magnetic cores 12 and 13 is approximately the same as that in the example of FIG. 11B, as shown in FIG. Therefore, the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 11 is comparable to that of the sixth embodiment.
  • the inside of the magnetic field detection device 10 is compared with the case of the sixth embodiment shown in FIG.
  • the amount of current passing through is doubled. Therefore, as shown in FIG. 20B, the amount of magnetic flux passing through the first and second magnetic cores 12 and 13 is greatly increased compared to the example of FIG.
  • the amount of magnetic flux that passes through also increases. Therefore, the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 11 is higher than that in the sixth embodiment.
  • the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 11 can be controlled by connecting the wiring pattern of the substrate 60.
  • FIG. 21 is a perspective view showing the magnetic field detection apparatus 10 according to the tenth embodiment of the present invention.
  • the second magnetic core 13 is drawn with a slight shift as in FIG. 9B.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of the magnetic field detection apparatus 10 according to the present embodiment corresponding to the cross-sectional view of FIG.
  • the magnetic field detection apparatus 10 according to the present embodiment is different from the magnetic field detection apparatus 10 according to the sixth embodiment in that it includes fourth magnetic cores 51a and 51b.
  • this point will be described in detail.
  • the fourth magnetic cores 51a and 51b are respectively disposed between the portions 14a and 14b of the conductor 14 and the lower surface of the first magnetic core 12 (more specifically, the lower surface of the substrate 15). As shown in FIG. 22, one end of each of the fourth magnetic cores 51 a and 51 b is in magnetic contact with the second magnetic core 13, and the other end is the inner wall surface of the first magnetic core 12. And are substantially overlapped when viewed in the z direction.
  • the fourth magnetic cores 51 a and 51 b are preferably arranged so as not to contact the conductor 14. This is because the fourth magnetic cores 51a and 51b are likely to be magnetically saturated when contacted.
  • the fourth magnetic cores 51 a and 51 b may be formed integrally with the second magnetic core 13 or may be separated from the second magnetic core 13. Furthermore, the fourth magnetic cores 51 a and 51 b may be configured to be attached to the back surface of the substrate 15.
  • the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 11 is lower than that in the sixth embodiment, but the degree of this sensitivity decrease is the x direction of the fourth magnetic cores 51a and 51b.
  • the magnetic field detection sensitivity of the magnetic field detection element 11 is controlled by adjusting the width L in the x direction of the fourth magnetic cores 51a and 51b. Is possible.
  • the GMR element is installed so that the pin direction is parallel to the x direction.
  • the GMR element is arranged so that the x-direction component of the magnetic field can be measured, but by placing the GMR element so that the pin direction is between the x direction and the z direction (that is, the pin direction is the x axis). It is also possible to measure both the x-direction component and the z-direction component.
  • the angle formed by the pin direction and the x-axis is preferably within ⁇ 45 °, and this makes it possible to measure mainly the x-direction component (not the z-direction component).
  • the present invention is a magnetoresistive element other than a GMR element as a magnetic field detection element, such as a TMR (Tunnel Magneto-Resistance) element or an AMR.
  • TMR Tunnelnel Magneto-Resistance
  • AMR AMR
  • FIG. 23A is an example in which slits 13 a are provided on the upper and lower surfaces of the second magnetic core 13.
  • FIG. 23B is an example in which a slit 13 a is provided on the upper surface of the second magnetic core 13.
  • FIG. 24A shows an example in which slits 12 b are provided on both side surfaces in the x direction of the first magnetic core 12.
  • FIG. 24B is an example in which a slit 12 b is provided on one side surface in the x direction of the first magnetic core 12.
  • FIG. 25A is an example in which the cross-sectional shape of the first magnetic core 12 is a rounded square (an example in which the corner is R or C-shaped).
  • FIG. 25B is an example in which the cross-sectional shape of the second magnetic core 13 is a rounded quadrangle (an example in which the corner is an R or C shape).
  • FIG. 26A shows an example in which the cross-sectional shape of the first magnetic core 12 is round (circular).
  • FIG. 26B shows an example in which the cross-sectional shape of the second magnetic core 13 is round (elliptical).
  • FIG. 25A is an example in which the cross-sectional shape of the first magnetic core 12 is a rounded square (an example in which the corner is R or C-shaped).
  • FIG. 25B is an example in which the cross-sectional shape of the second magnetic core 13 is a rounded quadrangle (an example in which the corner is an R or C shape).
  • FIG. 26A shows an example in which the cross-sectional shape of the first
  • 26C is an example in which the cross-sectional shape of the first magnetic core 12 is a rhombus (an example in which square diagonal lines are parallel to the x direction and the y direction).
  • a cross-sectional shape without corners is employed as in the examples described in FIGS. 25A and 25B and FIGS. 26A and 26B, there is a corner portion because magnetic flux leakage at the corner portion is reduced. Compared with the configuration, the shielding effect of the external magnetic field is improved. Further, when a diamond-shaped cross-sectional shape is employed as in the example shown in FIG. 26C, the same shielding effect as in the example in which each side of the quadrangle is parallel to the x direction and the y direction can be obtained.
  • the plane is symmetrical with respect to the yz plane including the straight lines E and F shown in FIG. 10 and FIG. It is preferable to use a simple shape. And when using the full bridge circuit which consists of four GMR elements as the magnetic field detection element 4, it is preferable to arrange
  • FIG. 27 shows a cross-sectional view of a magnetic field detection device according to such an example.
  • the sizes of the gaps G1 and G2 are set to zero, the substrate 15 is removed, and the positions of the conductors 14 (parts 14a and 14b) are determined.
  • the first magnetic core 12 is moved to the side.
  • the portions 14a and 14b are arranged at positions (more specifically, on the upper side) that are asymmetric with respect to the vertical center line G shown in FIG.
  • the magnetic field detection element 11 is the same as the above-described embodiments in that it is disposed outside the gaps G1 and G2, but the space T in which the magnetic field detection element 11 is disposed is the first magnetic body. It is different from each embodiment in that it is completely surrounded by the core 12 and the second magnetic core 13. In other words, the magnetic field detecting element 11 is in a state of being completely magnetically shielded, but is generated in the conductor 14 because the portions 14a and 14b of the conductor 14 are disposed at positions asymmetric with respect to the center line G. A part of the magnetic field also appears in the space T. The magnetic field also leaks from the inner surface of the first magnetic core 12. Therefore, as in the fifth embodiment described above, the degree of freedom when selecting the type of the magnetic field detection element 11 is increased. In addition, with this configuration, the magnetic field detection element 11 can be reduced in size.
  • FIGS. 28A to 28C are diagrams showing examples in which the tips 14ax and 14bx of the portions 14a and 14b of the bus bar 14 are bent to one side in the z direction. 28A to 28C correspond to FIGS. 9A to 9C.
  • FIG. 29A shows an example in which the tips 14ax and 14bx are bent in the other side in the z direction
  • FIG. 29B shows an example in which the tips 14ax and 14bx are bent in the x direction.
  • 28A and 28B correspond to FIG. 9A, respectively.

Abstract

　磁界検出素子の種類を選択する際の自由度を高められる磁界検出装置及び電流センサを提供する。　磁界検出装置１において、磁界を発生する導体３と、導体３を取り囲むように設けられたＣコア２と、磁界を検出する磁界検出素子４とを備え、Ｃコア２にはギャップＧ１が設けられ、磁界検出素子４は、ギャップＧ１の外部であって導体３から発生した磁界を検出可能な位置に配置される。ギャップＧ１の外部であれば、磁束の磁束方向は場所によって様々であるので、磁界検出素子４の設置場所を適宜選択することで、磁界検出素子４を通過する磁束の方向を適宜選択できる。したがって、磁界検出素子４の種類を選択する際の自由度が高められている。

Description

磁界検出装置及び電流センサ
　本発明は磁界検出装置及び電流センサに関し、特に検出磁界方向に制限があるＧＭＲ素子やホール素子などの磁界検出素子を用いる磁界検出装置及び電流センサに関する。
　近年、モーター、産業機器、自動車など各種の用途に磁界検出装置が用いられるようになっている。磁界検出装置は、ＧＭＲ(Giant Magneto Resistive)素子やホール素子などの磁界検出素子を有し、この磁界検出素子により、磁界発生源（電流や磁石など）から生ずる磁界を検出する装置である。特許文献１には、ホール素子を用いる磁界検出装置の例が開示されている。
　特許文献１に開示される磁界検出装置では、磁界発生源で生じた磁界を磁界検出素子に集中させるため、Ｃコアと呼ばれる磁性体を用いて磁路を構成している。
　図３０は、Ｃコアの例を示す模式図である。同図では、図面縦方向が垂直方向であり、横方向及び奥行き方向が水平方向である。Ｃコア１００は、同図に示すように、途中にギャップ１０１を有する環状の磁性体であることからその名が付けられており、磁界発生源１０２（ここでは電流）の周囲を取り囲むようにして設けられる。この構成により、磁界発生源１０２で発生した磁界１０３がＣコア１００の内部に集中し、ギャップ１０１の内部（空間１０４）にも磁界１０３が集中する。磁界検出素子は、こうして磁界１０３が集中する空間１０４内に設けられる。特許文献１に記載されるホールセンサも、この空間１０４内に設けられている。
特開２００８－２０４０３号公報
　図３０にも示すように、Ｃコアのギャップ内の空間における磁束の方向は、ほぼ一方向（図３０の例では垂直方向）のみに偏っている。つまり、Ｃコアのギャップは対向する２つの平行な磁極面に挟まれた空間であり、ギャップ内の空間には、これら磁極面を通じてＣコアに出入りする磁束のみが現れる。そして、２つの平行な磁極面の間を行き来する磁束の方向は磁極面にほぼ垂直となることから、ギャップ内の空間における磁束の方向は磁極面と垂直な方向に実質的に限定される。
　ところで、磁界検出素子の設置の向きは、磁束方向とは関係のない、例えば回路構成などの要因で決められてしまうことが一般的である。例えばＧＭＲ素子は磁界検出方向（＝強磁性固定層（ピン層）の磁化方向（ピン方向））が水平方向となるように設置されることになるのが一般的であるし、ホール素子は磁界検出方向（＝ホール素子を構成する半導体薄膜の法線方向）が垂直方向となるように設置されることになるのが一般的である。このような設置の向きに従う限り、図３０に示したＣコアのギャップ内には、ホール素子しか設置することができない。逆に、例えば上辺部にギャップを有するＣコアでは、ＧＭＲ素子しか設置できない。このように、従来の磁界検出装置には、磁界検出素子の種類を選択する際の自由度が低いという問題がある。
　したがって、本発明の目的のひとつは、磁界検出素子の種類を選択する際の自由度を高められる磁界検出装置及び電流センサを提供することにある。
　上記目的を達成するための本発明による磁界検出装置は、磁界を発生する第１の磁界発生源と、前記第１の磁界発生源を取り囲むように設けられた第１の磁性体と、磁界を検出する磁界検出素子とを備え、前記第１の磁性体には第１のギャップが設けられ、前記磁界検出素子は、前記第１のギャップの外部であって前記第１の磁界発生源から発生した磁界を検出可能な位置に配置されることを特徴とする。
　第１のギャップの外部であれば、磁束の磁束方向は場所によって様々であるので、磁界検出素子の設置場所を適宜選択することで、磁界検出素子を通過する磁束の方向を適宜選択できる。したがって、磁界検出素子の種類を選択する際の自由度が高められている。
　上記磁界検出装置において、前記第１のギャップは、２つの平行な第１及び第２の磁極面によって構成され、前記磁界検出素子は、前記第１及び第２の磁極面とは異なる前記第１のギャップ近傍の側面を通じて前記第１の磁性体に出入りする磁束を検出可能に配置されることとしてもよい。
　また、この磁界検出装置において、前記第１の磁性体は、前記第１の磁極面を端面とし、前記磁極面と垂直な方向に延設された第１の端部を有し、前記磁界検出素子は、前記第１の端部の側方に配置されることとしてもよい。これによれば、磁界検出素子は、第１の端部の側面を通じて第１の磁性体に出入りする磁束を検出できる。
　さらに、前記第１の磁性体は、前記第２の磁極面を有する第２の端部と、前記第２の端部から前記第１のギャップのギャップ方向と垂直に張り出した張出部とを有することとしてもよい。これによれば、第１の端部の側面を通じて第１の磁性体に出入りする磁束の量が多くなるので、磁界検出素子の感度を高められる。
　上記各磁界検出装置において、前記磁界発生源の少なくとも一部は、前記第１のギャップ内に設けられることとしてもよい。これによれば、第１のギャップ近傍の側面を通じて第１の磁性体に出入りする磁束の分布が広がるので、磁界検出素子の設置場所を広く取ることができるようになる。
　上記各磁界検出装置において、磁界を発生する第２の磁界発生源と、前記第２の磁界発生源を取り囲むように設けられた第２の磁性体とをさらに備え、前記第２の磁性体には第２のギャップが設けられ、前記磁界検出素子は、前記第２のギャップの外部であって前記第２の磁界発生源から発生した磁界を検出可能な位置に配置されることとしてもよい。これによれば、磁界検出素子は、第１及び第２の磁界発生源でそれぞれ発生する磁界の両方を好適に検出できる。
　また、上記磁界検出装置において、前記第２のギャップは、２つの平行な第３及び第４の磁極面によって構成され、前記磁界検出素子は、前記第３及び第４の磁極面とは異なる前記第２のギャップ近傍の側面を通じて前記第２の磁性体に出入りする磁束も検出可能に配置されることとしてもよい。
　本発明の他の一側面による磁界検出装置は、磁界を検出する磁界検出素子と、前記磁界検出素子を、水平面内の四方から取り囲むように設けられた第１の磁性体コアと、前記第１の磁性体コアを、前記水平面と垂直な第１の面内の四方から取り囲むように設けられた第２の磁性体コアと、前記第１の磁性体コアの下面と前記第２の磁性体コアの下側内壁面との間に設けられた第１の磁界発生源とを備え、前記第１の磁性体コアの上面と前記第２の磁性体コアの上側内壁面とは磁気的に接触しており、前記第１の磁性体コアの下面と前記第２の磁性体コアの下側内壁面とは離隔していることとしてもよい。
　本発明によれば、第１及び第２の磁性体コアにより磁路が構成されるとともに、第１の磁性体コアの下面と第２の磁性体コアの下側内壁面とをそれぞれ磁極面としてギャップが構成される。したがって、第１及び第２の磁性体コアにより上述した第１の磁性体が実現され、磁界検出素子の種類を選択する際の自由度が高められている。また、第１及び第２の磁性体コアが外部磁界を遮蔽するので、外部磁界に対する耐性を高めることが可能になる。
　上記磁界検出装置において、前記第１の磁性体コアの下面と前記第２の磁性体コアの下側内壁面との間に設けられた第２の磁界発生源をさらに備え、前記第１の磁界発生源と前記第２の磁界発生源とは、前記磁界検出素子を挟んで前記第１の面内の互いに反対側に設けられることとしてもよい。これによれば、磁界検出素子は、第１及び第２の磁界発生源でそれぞれ発生する磁界の両方を好適に検出できる。
　上記磁界検出装置において、前記磁界検出素子は、前記第１の磁界発生源と前記第２の磁界発生源の前記第１の面に垂直な中心線を挟んで互いに反対側に設けられ、互いに同一のピン方向を有する一対の磁気抵抗素子を有することとしてもよい。これによれば、一対の磁気抵抗素子を電源電圧と接地電圧の間に直列接続し、その間の電圧を取得することで、磁界を検出することができる。なお、前記一対の磁気抵抗素子のピン方向は、前記中心線の延伸方向とは異なることとしてもよいし、前記一対の磁気抵抗素子のピン方向は、前記中心線と直交することとしてもよい。さらに、前記一対の磁気抵抗素子のフリー方向は互いに同一であり、前記磁界検出装置は、前記フリー方向と平行な磁界を発生する第３の磁界発生源をさらに備えるとしてもよい。
　上記各磁界検出装置において、前記第１及び第２の磁界発生源はそれぞれ、電流が流れることにより磁界を発生する線状の導体であり、前記第１及び第２の磁界発生源の延伸方向は、前記第１の面と直交することとしてもよい。
　上記各磁界検出装置において、前記第１及び第２の磁性体コアはそれぞれ、線対称な閉曲線を構成することとしてもよい。また、前記第１の磁性体コアにより構成される閉曲線の法線ベクトルと、前記第２の磁性体コアにより構成される閉曲線の法線ベクトルとは直交することとしてもよい。
　また、上記各磁界検出装置において、前記第１の磁性体コアの下面の少なくとも一部は、前記磁界検出素子の下面より上方に位置していることとしてもよい。これによれば、磁界検出素子の感度をコントロールできる。
　また、本発明による電流センサは、上記各磁界検出装置のいずれかであり、前記第１の磁界発生源は電流の流れる導体であることを特徴とする電流センサである。
　本発明によれば、磁界検出素子の種類を選択する際の自由度を高めることが可能になる。
本発明の第１の実施の形態による磁界検出装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施の形態による磁界検出素子としてＧＭＲ素子を用いる場合の具体的な構成の例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による４つのＧＭＲ素子の接続並びにピン方向及びフリー方向を示す回路図である。 本発明の第２の実施の形態による磁界検出装置の構成を示す模式図である。 本発明の第３の実施の形態による磁界検出装置の構成を示す模式図である。 本発明の第４の実施の形態による磁界検出装置１の構成を示す模式図である。 本発明の第５の実施の形態による磁界検出装置の構成を示す模式図である。 本発明の第５の実施の形態による４つのＧＭＲ素子の接続並びにピン方向及びフリー方向を示す回路図である。 （ａ）は、本発明の第６の実施の形態による磁界検出装置の斜視図である。（ｂ）は、磁界検出装置の内部構造を示すために、（ａ）において第２の磁性体コアを少しずらして描いた図である。（ｃ）は、磁界発生源としての導体の構造を示すために、（ｂ）において第１の磁性体コアと基板とを透過的に描いた図である。 本発明の第６の実施の形態による基板の上面図である。 （ａ）は、図９（ａ）のＣ－Ｃ'線の断面を示す断面図である。（ｂ）は、図９（ａ）のＤ－Ｄ'線の断面を示す断面図である。 （ａ）は、図１１（ｂ）に示した磁界検出装置の断面図に、ｚ方向から到来した外部磁界を書き入れた図である。（ｂ）は、図１１（ｂ）に示した磁界検出装置の断面図に、ｘ方向から到来した外部磁界を書き入れた図である。（ｃ）は、図１０に示した基板の上面図に、ｙ方向から到来した外部磁界を書き入れた図である。（ｄ）は、図１０に示した基板の上面図に、ｘ方向から到来した外部磁界を書き入れた図である。 （ａ）は、磁界検出装置付近の磁界をシミュレーションした結果を示す図である。（ｂ）は、（ａ）を第１の磁性体コア付近で拡大した拡大図である。 （ａ）は、本発明の第７の実施の形態による磁界検出装置を示す斜視図である。（ｂ）は、本発明の第７の実施の形態による磁界検出装置を、（ａ）とは異なる角度から見た斜視図である。 本発明の第７の実施の形態による磁界検出装置の断面図である。 本発明の第８の実施の形態による磁界検出装置の斜視図である。 図１０（ｂ）の断面図に対応する本発明の第８の実施の形態による磁界検出装置の断面図である。 本発明の第９の実施の形態による磁界検出装置の斜視図である。 （ａ）は、本発明の第９の実施の形態による磁界検出装置を基板にマウントした状態を示す側面図である。（ｂ）（ｃ）はそれぞれ基板の裏面の平面図である。 （ａ）（ｂ）は、図１０（ｂ）の断面図に対応する本発明の第９の実施の形態による磁界検出装置の断面図である。 本発明の第１０の実施の形態による磁界検出装置の斜視図である。 図１０（ｂ）の断面図に対応する本発明の第１０の実施の形態による磁界検出装置の断面図である。 （ａ）は、第２の磁性体コアの上下面にスリットを設けた変形例を示す断面図である。（ｂ）は、第２の磁性体コアの上面にスリットを設けた変形例を示す断面図である。 （ａ）は、第１の磁性体コアのｘ方向の両側面にスリットを設けた変形例を示す断面図である。（ｂ）は、第１の磁性体コアのｘ方向の一方側面にスリットを設けた変形例を示す断面図である。 （ａ）は、第１の磁性体コアの断面形状を角丸四角形とした変形例（角をＲ若しくはＣ形状とした例）を示す断面図である。（ｂ）は、第２の磁性体コアの断面形状を角丸四角形とした変形例（角をＲ若しくはＣ形状とした例）を示す断面図である。 （ａ）は、第１の磁性体コアの断面形状を丸形（円形）とした変形例を示す断面図である。（ｂ）は、第２の磁性体コアの断面形状を丸形（楕円形）とした変形例を示す断面図である。（ｃ）は、第１の磁性体コア１２の断面形状をひし形とした変形例（四角形の対角線をｘ方向及びｙ方向と平行とした例）を示す断面図である。 磁界検出素子の配置される空間が、第１の磁性体コアと第２の磁性体コアによって完全に囲まれていることとした変形例を示す図である。 バスバーの先端をｚ方向の一方側に折り曲げた変形例を示す図である。（ａ）～（ｃ）は、図９（ａ）～（ｃ）に対応している。 （ａ）は、バスバーの先端をｚ方向の他方側に折り曲げた変形例を示す図である。（ｂ）は、バスバーの先端をｘ方向に折り曲げた変形例を示す図である。（ａ）（ｂ）はそれぞれ、図９（ａ）に対応している。 本発明の背景技術によるＣコアの例を示す模式図である。
　以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
　図１は、本発明の第１の実施の形態による磁界検出装置１の構成を示す模式図である。同図に示すように、磁界検出装置１は、環状の磁性体であるＣコア２（第１の磁性体）と、図面奥行き方向に延伸する導体３（第１の磁界発生源）と、磁界検出素子４とを備えている。なお、図１及び後掲する各図には、方向を示すためのｘ，ｙ，ｚ軸を示している。
　導体３には、電流が流れるよう構成されている。この電流が流れることにより、導体３は、図示した磁界Ｂ１を発生する磁界発生源として機能する。図１の例では、図面手前から奥に向かって電流が流れており、したがって磁界Ｂ１は右回りとなっている。
　Ｃコア２は、導体３の断面を取り囲むように設けられており、磁界Ｂ１の磁路として機能する。Ｃコア２は完全な環状ではなく、途中にギャップＧ１（第１のギャップ）が設けられる。ギャップＧ１は、２つの平行な磁極面２ａ，２ｂによって構成されており、その内部の空間ＳＩＮでは、図１に示すように磁束の方向がｚ方向のみにほぼ偏っている。これに対し、ギャップＧ１の外部の空間（Ｃコア２及び空間ＳＩＮによって占められる空間以外の空間）では、磁束の方向は、場所によって様々な方向を向いている。
　Ｃコア２は、ギャップＧ１を構成する磁極面２ａ，２ｂ（第１及び第２の磁極面）をそれぞれ端面とし、これらと垂直な方向（ｚ方向）に延設された端部２ｃ，２ｄ（第１及び第２の端部）を有している。これら端部２ｃ，２ｄの側面近傍における磁束の方向（端部２ｃ，２ｄの側面を通じてＣコア２に出入りする磁束の方向）は、図１に示すように、端部２ｃ，２ｄの側面とほぼ垂直な方向（ｘ方向）となっている。
　磁界検出素子４は、本実施の形態ではＧＭＲ素子又はホール素子である。磁界検出素子４は、ギャップＧ１の外部であって、かつ磁界Ｂ１を検出可能な位置に配置される。この配置は、換言すれば、磁極面２ａ，２ｂとは異なるギャップＧ１近傍の側面（端部２ｃ，２ｄの側面）を通じてＣコア２に出入りする磁束を検出可能な配置である。
　ギャップＧ１の外部では、図１に示すように、磁束の磁束方向は場所によって様々である。このため、磁界検出装置１では、磁界検出素子４の具体的な設置場所を適宜選択することで、磁界検出素子４を通過する磁束の方向を適宜選択できる。例えば、端部２ｃ，２ｄの側方（図示した空間Ｓの内部）に磁界検出素子４を設置することとすれば、水平方向（ｘ方向）成分を多く含む磁束が磁界検出素子４を通過するように磁界検出素子４を配置することが可能である。したがって、ＧＭＲ素子を、通常どおりの設置の向き（磁界検出方向、すなわちピン方向が水平方向となる向き）に従いながら、Ｃコア２を用いる磁界検出装置１の磁界検出素子４として利用可能になる。また、空間Ｓ内の磁束は垂直方向（ｚ方向）成分も多く含むことから、ホール素子も、通常どおりの設置の向き（磁界検出方向、すなわちホール素子を構成する半導体薄膜の法線方向が垂直方向となる向き）に従いながら、Ｃコア２を用いる磁界検出装置１の磁界検出素子４として利用可能である。なお、本実施の形態では、導体３から発生する磁界を制御する上でギャップＧ１以外にも別のギャップをＣコア２に形成しても良い。
　図２は、磁界検出素子４としてＧＭＲ素子を用いる場合の具体的な構成の例を示す図である。また、図３は、図２に示したＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４の接続並びにピン方向及びフリー方向を示す回路図である。この例における磁界検出素子４は、一対のＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２と、他の一対のＧＭＲ素子Ｒ３，Ｒ４とを有する。ＧＭＲ素子Ｒ１とＧＭＲ素子Ｒ２、ＧＭＲ素子Ｒ３とＧＭＲ素子Ｒ４はそれそれ、ｙ方向に延伸する直線Ａを挟んで互いに線対称に配置される。言い換えると、ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２は、直線Ａを挟んで反対側に配置される。ＧＭＲ素子Ｒ３，Ｒ４についても同様である。そして、各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４から直線Ａまでの距離は互いに等しくなっている。なお、ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ３は、同じ側に配置される。
　ＧＭＲ素子Ｒ２，Ｒ４のピン方向は、ｘ方向と平行であり、かつＣコア２に向かう向きとなっている。一方、ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ３のピン方向は、ＧＭＲ素子Ｒ２，Ｒ４のピン方向と逆向きになっている。図３には、各素子のピン方向を矢印Ｐで示している。また、磁界検出素子４のｙ方向両端には一対の磁石３０，３１（第３の磁界発生源）が配置されており、この一対の磁石３０，３１により、各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４のフリー方向は、磁界Ｂ１，Ｂ２がない状態ではｙ方向の同一方向を向くように規定されている。つまり、各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４のフリー方向は、それぞれのピン方向と直交している。図３には、磁界Ｂ１，Ｂ２がない状態における各素子のフリー方向を矢印Ｆ１で示している。
　図２に示すように、磁界検出素子４は他にも、各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４のｘ方向両側に設けられるパーマロイヨーク２０と、各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４に接続された端子電極２１～２４と、各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４の下側に配置されたクローズトループ形成用の平面スパイラルコイル２５とを有している。
　図３に示すように、各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４はフルブリッジ回路を構成する。具体的には、ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２は端子電極２２と端子電極２１の間に直列接続される。同様に、ＧＭＲ素子Ｒ４，Ｒ３も端子電極２２と端子電極２１の間に直列接続される。端子電極２２には電源電圧Ｖｃｃが供給され、端子電極２１は接地される。ＧＭＲ素子Ｒ１とＧＭＲ素子Ｒ２の接続点は端子電極２３に接続され、ＧＭＲ素子Ｒ３とＧＭＲ素子Ｒ４の接続点は端子電極２４に接続される。
　磁界検出素子４の出力としては、端子電極２３に現れる電圧Ｖａと、端子電極２４に現れる電圧Ｖｂとが用いられる。以下、電圧Ｖａ，Ｖｂと磁界Ｂ１，Ｂ２の関係について説明する。
　導体３に電流が流れると、図１に示す磁界Ｂ１が発生する。この磁界Ｂ１は、図３に示すように、ｘ方向に平行な磁界としてＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４に印加される。この磁界の印加により、各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４のフリー方向は図３に示したＦ２方向又はＦ３方向に変化する。
　各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４のフリー方向がＦ２方向に変化した場合、ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ３の抵抗値は減少し、ＧＭＲ素子Ｒ２，Ｒ４の抵抗値は増加する。したがって、電圧Ｖａは増加し、電圧Ｖｂは減少する。一方、各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４のフリー方向がＦ３方向に変化した場合、ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ３の抵抗値は増加し、ＧＭＲ素子Ｒ２，Ｒ４の抵抗値は減少する。したがって、電圧Ｖａは減少し、電圧Ｖｂは増加する。したがって、いずれの場合であっても、電圧Ｖａ，Ｖｂの差Ｖａ－Ｖｂを測定することにより、磁界が印加されていることを確認することができる。また、差Ｖａ－Ｖｂの符号を確認することにより、磁界の向きも検出でき、したがって導体３に流れる電流の向きも検出できることになる。
　以上説明したように、本実施の形態による磁界検出装置１によれば、磁界検出素子４として、通常どおりに設置した場合の磁界検出方向が９０°異なるＧＭＲ素子とホール素子の両方を用いることが可能になる。つまり、磁界検出素子の種類を選択する際の自由度を高めることが可能になっている。
　なお、本実施の形態による磁界検出装置１において空間Ｓに設置する磁界検出素子４としては、どちらかと言えばホール素子よりもＧＭＲ素子を用いることが好ましい。これは、空間Ｓにおいては水平方向（ｘ方向）の磁束成分が微小であることから、水平方向（ｘ方向）の磁束を検出するＧＭＲ素子を磁界検出素子４として用いることで、磁界検出素子４を飽和させることなく磁界を検出可能となるためである。
　図４は、本発明の第２の実施の形態による磁界検出装置１の構成を示す模式図である。本実施の形態による磁界検出装置１は、Ｃコア２の形状が異なる点で、第１の実施の形態による磁界検出装置１と相違している。
　具体的には、Ｃコア２では、端部２ｄは、ギャップＧ１を構成する一方の磁極面２ｂと垂直な方向に延設されてはいない。一方でＣコア２は、端部２ｄからギャップＧ１のギャップ方向（磁極面２ａ，２ｂの法線方向。図示したｚ方向。）と垂直に張り出した張出部２ｅを有している。
　本実施の形態によるＣコア２の構成によれば、張出部２ｅが存在していることにより、第１の実施の形態に比べて、端部２ｃの側面と端部２ｄの距離が近くなる。したがって、端部２ｃの側面を通じてＣコア２に出入りする磁束の量が多くなるので、空間Ｓ内に磁界検出素子４を設置した場合の感度が高められる。なお、本実施の形態でも、導体３から発生する磁界を制御する上でギャップＧ１以外にも別のギャップをＣコア２に形成しても良い。
　図５は、本発明の第３の実施の形態による磁界検出装置１の構成を示す模式図である。本実施の形態による磁界検出装置１は、Ｃコア２の形状が異なる点と、導体３の位置及び形状が異なる点とで、第２の実施の形態による磁界検出装置１と相違している。
　具体的には、Ｃコア２では、ギャップＧ１と張出部２ｅの長さが長くなっている。また、導体３は、平板状の導体により構成されている。そして、導体３の一部は、長くなったギャップＧ１の内部に設けられている。
　本実施の形態によるＣコア２の構成によれば、ギャップＧ１内に導体３があるため、磁束はギャップＧ１内を通過できず、その分、図５に示すように、端部２ｃの外側側面２ｃａを通じてＣコア２に出入りする磁束の分布が広がる。したがって、図５に示すように、磁界検出素子４の設置場所として好適な空間Ｓの面積が広がり、磁界検出素子４の設置場所を広く取ることができるようになる。なお、本実施の形態でも、導体３から発生する磁界を制御する上でギャップＧ１以外にも別のギャップをＣコア２に形成しても良い。
　図６は、本発明の第４の実施の形態による磁界検出装置１の構成を示す模式図である。本実施の形態による磁界検出装置１は、Ｃコア２の形状が異なる点で、第３の実施の形態による磁界検出装置１と相違している。
　具体的には、本実施の形態によるＣコア２は、張出部２ｅの先端から磁界検出素子４側に向かって（空間Ｓに向かって）突出した突起部２ｆを有している。突起部２ｆの上面は、磁極面２ｂと平行となっている。
　本実施の形態によるＣコア２の構成によれば、端部２ｃの外側側面２ｃａから出た磁束が突起部２ｆの上面に収束し、突起部２ｆによって張出部２ｅへの磁束の流れが作られる。その結果、図６と図５を比較すると理解されるように、本実施の形態による磁界検出装置１では、第３の実施の形態による磁界検出装置１に比べて、Ｃコア２の内部を通過する磁束及び空間Ｓ内を通過する磁束の量が多くなっている。これに伴い、磁界検出素子４を通過する磁束の量も増え、磁界検出素子４の磁界検出感度が高められている。別の観点から言えば、突起部２ｆの有無により、磁界検出素子４の磁界検出感度をコントロールすることが可能になる。
　図７は、本発明の第５の実施の形態による磁界検出装置１の構成を示す模式図である。本実施の形態による磁界検出装置１は、第３の実施の形態による磁界検出装置１を２つ組み合わせた構成を有している。
　図７に示すように、本実施の形態による磁界検出装置１は、第３の実施の形態による磁界検出装置１においてさらに、環状の磁性体であるＣコア５（第２の磁性体）と、図面奥行き方向に延伸する導体６（第２の磁界発生源）とを備えた構成を有する。
　Ｃコア５は、Ｃコア２と同様、２つの平行な磁極面５ａ，５ｂによって構成されたギャップＧ２（第２のギャップ）を有する。また、ギャップＧ２を構成する磁極面５ａを端面とし、これと垂直な方向に延設された端部５ｃと、磁極面５ｂを有する端部５ｄと、端部５ｄからギャップＧ２のギャップ方向（磁極面５ａ，５ｂの法線方向。図示したｚ方向。）と垂直に張り出した張出部５ｅとを有している。Ｃコア５のこれらの形状は、図示した直線Ｂを含むｙ－ｚ面を挟んでＣコア２と面対称な形状となっている。張出部５ｅは、張出部２ｅと一体化している。
　導体６は、導体３と同様の平板状の導体であるが、電流の流れる向きが導体３とは逆（図７の例では、図面奥から手前に向かう方向）になっており、したがって、導体６を磁界発生源として発生する磁界Ｂ２の磁束方向も、磁界Ｂ１とは逆（図７の例では左回り）となっている。
　磁界検出素子４としてはＧＭＲ素子又はホール素子のいずれも用いることができるが、ＧＭＲ素子を用いる場合、図示した直線Ｂ上ではなく、ｘ方向に少しずれた位置に配置される。直線Ｂ上では磁界Ｂ１と磁界Ｂ２とでｘ方向成分が打ち消し合い、ｘ方向成分が残らないためである。
　磁界検出素子４としてＧＭＲ素子を用いる場合について、より具体的な構成の例を挙げて説明する。この例におけるＧＭＲ素子の具体的な構成は、図２に示した例と同様である。ただし、図２の直線Ａは、図７の直線Ｂと同一のｙ－ｚ面上にあるとする。一方、図８は、この例におけるＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４の接続並びにピン方向及びフリー方向を示す回路図である。図３に示すように、各ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ２の接続関係は図３に示した例と同様であるが、ＧＭＲ素子Ｒ２，Ｒ４のピン方向が図３の例とは異なっている。具体的には、ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４のピン方向がすべて同じ向きとなっている。
　導体３，６に電流が流れると、図７に示す磁界Ｂ１，Ｂ２が発生する。この磁界Ｂ１，Ｂ２により、図８に示すように、ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ３とＧＭＲ素子Ｒ２，Ｒ４とでは、互いに反対向きの磁界が印加される。これらの磁界の印加により、各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４のフリー方向は図８に示したＦ２方向又はＦ３方向に変化する。図８から明らかなように、ＧＭＲ素子Ｒ２，Ｒ４に関しては、図３に示した例とは逆の変化となっている。
　各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４のフリー方向がＦ２方向に変化した場合、ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ３の抵抗値は減少し、ＧＭＲ素子Ｒ２，Ｒ４の抵抗値は増加する。したがって、電圧Ｖａは増加し、電圧Ｖｂは減少する。一方、各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４のフリー方向がＦ３方向に変化した場合、ＧＭＲ素子Ｒ１，Ｒ３の抵抗値は増加し、ＧＭＲ素子Ｒ２，Ｒ４の抵抗値は減少する。したがって、電圧Ｖａは減少し、電圧Ｖｂは増加する。したがって、いずれの場合であっても、電圧Ｖａ，Ｖｂの差Ｖａ－Ｖｂを測定することにより、磁界が印加されていることを確認することができる。また、差Ｖａ－Ｖｂの符号を確認することにより、磁界の向きも検出でき、したがって導体３，６に流れる電流の向きも検出できることになる。
　以上の構成により、端部２ｃの外側側面２ｃａと端部５ｃの外側側面５ｃａが向かい合うことになり、しかもそれぞれを通じてＣコア２から出た磁束は、直線Ｂを中心として集合し、一体化した張出部２ｅ，５ｅに入ることになる。したがって、図７に例示したように、外側側面２ｃａと外側側面５ｃａの間の領域、特に直線Ｂ付近に磁界検出素子４を配置することにより、磁界検出素子４は、磁界Ｂ１，Ｂ２の両方を好適に検出できるようになる。
　また、磁界検出素子４として図８に示したＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４を用いる場合、ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４のピン方向が互いに同一であることから、地磁気などの一様な外部磁界の影響が相殺されるという効果も得られる。
　また、Ｃコア２とＣコア５とが、直線Ｂを含むｙ－ｚ面を挟んで互いに面対称な形状を有していることとし、かつＧＭＲ素子Ｒ１とＧＭＲ素子Ｒ２、ＧＭＲ素子Ｒ３とＧＭＲ素子Ｒ４をそれそれ、ｙ方向に延伸する直線Ａを挟んで互いに線対称に配置し、さらに各ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４によりフルブリッジ回路を構成したことから、電圧Ｖａ，Ｖｂを安定化することが可能になっている。
　なお、磁界検出素子４の具体的な回路構成としては、図３に示したような４つのＧＭＲ素子によって構成するフルブリッジ回路に限らず、２つのＧＭＲ素子によって構成するハーフブリッジ回路を採用することも可能である。
　図９（ａ）は、本発明の第６の実施の形態による磁界検出装置１０の斜視図である。図９（ｂ）は、磁界検出装置１の内部構造を示すために、図９（ａ）において第２の磁性体コア１３を少しずらして描いた図である。図９（ｃ）は、導体１４の構造を示すために、図９（ｂ）において第１の磁性体コア１２と基板１５とを透過的に描いた図である。また、図１０は、基板１５の上面図である。また、図１１（ａ）（ｂ）はそれぞれ、図９（ａ）のＣ－Ｃ'線、Ｄ－Ｄ'線の断面を示す断面図である。図１１（ｂ）には、磁力線も描いている。
　まず、図９（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態による磁界検出装置１０は、磁界を検出する磁界検出素子１１と、磁界検出素子１１を、ｘ－ｙ面（第１の平面）内の四方から取り囲むように設けられた第１の磁性体コア１２と、第１の磁性体コア１２を、ｘ－ｚ面（第２の平面）内の四方から取り囲むように設けられた第２の磁性体コア１３と、第１の磁性体コア１２の下面と第２の磁性体コア１３の下側内壁面との間に設けられた導体１４（第１及び第２の磁界発生源）とを備える。なお、磁界検出素子１１及び第１の磁性体コア１２は、導体１４の上に配置された樹脂製のプリント基板１５の上に配置される。
　磁界検出装置１０は、導体１４を流れる電流により発生する磁界を検出することにより、導体１４に電流が流れていることを検出する電流センサである。磁界検出装置１０は、モーター、産業機器、自動車などに汎用的に用いられる。
　導体１４は、平板状の導体により構成されたバスバー（電気エネルギーの分配に使用される電線路）であり、図９（ｃ）に示すように、磁界検出素子１１の中心を通るｙ－ｚ面（第３の平面）に対して面対称な折り返し構造を有している。より具体的には、図１１（ｂ）に示すように、第１の磁性体コア１２のｘ方向左側側面の真下に設けられた部分１４ａと、第１の磁性体コア１２のｘ方向右側側面の真下に設けられた部分１４ｂとを有し、これらが図１１（ｂ）の奥側で接続している。なお、導体１４のｘ方向に平行な部分１４ｃ（折り返し部分）は、図１１（ａ）に示すように、ｚ方向から見て磁性体コア１２及びその内部領域と重複しない領域（磁性体コア１２の外側）に配置することが好ましい。このようにすることで、導体１４の折り返し部分１４ｃから発生する磁界が、磁性体コア１２で囲まれた空間内部へ進入することを抑制できる。
　導体１４は、電流が流れることにより、図１１（ｂ）に示した磁界Ｂ１，Ｂ２を発生する第１及び第２の磁界発生源として機能する。磁界Ｂ１，Ｂ２は互いに反対回りの磁束方向を有するが、これは、上記の折り返し構造のため、図１１（ｂ）に示すように、部分１４ａと部分１４ｂとで電流の向きが逆になることによるものである。
　第１及び第２の磁性体コア１２，１３はともに、強磁性材料を含む環状の磁性体であり、導体１４で発生する磁界Ｂ１，Ｂ２の磁路を構成する。第１及び第２の磁性体コア１２はともに、磁界検出素子１１の中心を通るｙ－ｚ面に対して面対称な閉曲線構造を有する。第１の磁性体コア１２により構成される閉曲線の法線ベクトル（ｚ方向のベクトル）と、第２の磁性体コア１３により構成される閉曲線の法線ベクトル（ｙ方向のベクトル）とは直交する。
　第１の磁性体コア１２の上面と第２の磁性体コア１３の上側内壁面とは、磁気的に接触している。このため、図１１（ｂ）に示すように、第２の磁性体コア１３の上面を流れる磁束の一部は、第１の磁性体コア１２の上面からその内部に入る。なお、磁気的に接触しているとは、磁気的なギャップがないとみなせる程度に接近していることを意味する。例えば、第１の磁性体コア１２の上面と第２の磁性体コア１３の上側内壁面とを接着剤で貼り付けた場合、これらの間に接着剤分の微小なスペースが生ずるが、一般的には磁気的なギャップはないとみなしてよい。
　なお、導体１４から発生する磁界を制御する上で必要な場合には、第１の磁性体１２の上面と第２の磁性体１３の上側内壁面間に第３のギャップ、第４のギャップを形成しても良い。また、第３のギャップ、第４のギャップは第１の磁性体１２あるいは第２の磁性体１３のいずれに形成しても良い。
　一方、第１の磁性体コア１２の下面と第２の磁性体コア１３の下側内壁面とは、図１１（ｂ）に示すように離隔しており、これにより、第２の磁性体コア１３の上面から第１の磁性体コア１２に入る磁路に設けられたギャップＧ１，Ｇ２を構成している。
　以上のような導体１４並びに第１及び第２の磁性体コア１２，１３の構成は、図７に示した磁界検出装置１と同一の構造を含んでいる。つまり、導体１４の部分１４ａ，１４ｂがそれぞれ図７の導体３，６に相当し、第２の磁性体コア１３はＣコア２，５のうち端部２ｃ，５ｃを除いた部分に相当し、第１の磁性体コア１２は端部２ｃ，５ｃに相当する。したがって、第１の磁性体コア１２の内壁面を通じて出た磁束は、磁界検出素子１１の中心を通るｙ－ｚ面（図１１（ｂ）に示した直線Ｆを含むｙ－ｚ面）を中心として集合し、一体化した第２の磁性体コア１３の下側内壁面に入ることになる。そして、第１の磁性体コア１２の内壁面間の領域、特に直線Ｆを含むｙ－ｚ面付近に磁界検出素子１１を配置することにより、磁界検出素子１１は、磁界Ｂ１，Ｂ２の両方を好適に検出できるようになる。
　磁界検出素子１１としては、ＧＭＲ素子とホール素子のいずれも用いることができる。磁界検出素子１１としてＧＭＲ素子を用いる場合には、図１０にも示すように、図２に示した構成と同様のフルブリッジ回路を用いることが好適である。なお、図１０に示した直線Ｅが図２の直線Ａに相当し、直線Ｅは図１１（ｂ）の直線Ｆと同一のｙ－ｚ面上にあるとする。そして、ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４の接続及びピン方向としては、図８に示した例と同様の構成を採用することが好適である。こうすることで、電圧Ｖａ，Ｖｂの差Ｖａ－Ｖｂを測定することにより、導体１４から発生した磁界Ｂ１，Ｂ２が印加されていることを確認することができる。また、差Ｖａ－Ｖｂの符号を確認することにより、磁界の向きも検出でき、したがって導体１４に流れる電流の向きも検出できることになる。また、ＧＭＲ素子Ｒ１～Ｒ４のピン方向が互いに同一であることから、地磁気などの一様な外部磁界の影響が相殺されるという効果も得られる。
　以上説明したように、本実施の形態による磁界検出装置１０によれば、第１及び第２の磁性体コア１２，１３により磁路が構成されるとともに、第１の磁性体コア１２の下面と第２の磁性体コア１３の下側内壁面とをそれぞれ磁極面としてギャップＧ１，Ｇ２が構成される。したがって、第１及び第２の磁性体コア１２，１３により第５の実施の形態にて説明したＣコア２（第１の磁性体）及びＣコア５（第２の磁性体）が実現され、磁界検出素子１１の種類を選択する際の自由度が高められている。
　また、本実施の形態による磁界検出装置１０によれば、第１及び第２の磁性体コア１２，１３が外部磁界を遮蔽するので、外部磁界に対する耐性を高めることが可能になる。以下、この点につき、詳しく説明する。
　図１２（ａ）は、図１１（ｂ）に示した磁界検出装置１０の断面図に、ｚ方向から到来した外部磁界を書き入れた図である。同図に示すように、ｚ方向から到来した外部磁界は第２の磁性体コア１３によって遮蔽され、磁界検出素子１１には届かない。
　図１２（ｂ）は、図１１（ｂ）に示した磁界検出装置１０の断面図に、ｘ方向から到来した外部磁界を書き入れた図である。同図に示すように、ｘ方向から到来した外部磁界も第２の磁性体コア１３によって遮蔽され、磁界検出素子１１には届かない。
　図１２（ｃ）は、図１０に示した基板１５の上面図に、ｙ方向から到来した外部磁界を書き入れた図である。同図に示すように、ｙ方向から到来した外部磁界は第１の磁性体コア１２によって遮蔽され、磁界検出素子１１には届かない。
　図１２（ｄ）は、図１０に示した基板１５の上面図に、ｘ方向から到来した外部磁界を書き入れた図である。同図に示すように、ｘ方向から到来した外部磁界は第１の磁性体コア１２によっても遮蔽される。
　このように、本実施の形態による磁界検出装置１０によれば、ｘ，ｙ，ｚいずれの方向から到来した外部磁界であっても、第１及び第２の磁性体コア１２，１３の少なくともいずれか一方により、好適に遮蔽される。したがって、外部磁界に対する耐性を高めることが可能になっている。
　図１３（ａ）（ｂ）は、磁界検出装置１０付近の磁界をシミュレーションした結果を示す図である。同図には、図１１（ｂ）に示した磁界検出装置１０の断面図を示し、その周囲に磁力線を書き込んでいる。（ａ）は磁界検出装置１０の全体を示す図であり、（ｂ）は第１の磁性体コア１２付近の拡大図である。
　図１３（ａ）（ｂ）に示すように、第１の磁性体コア１２の内壁面から出た磁束の磁束方向は、初めはｘ方向に平行であり、内壁面から離れるにしたがって次第に傾き、最終的にはｚ方向に平行となる。磁界検出素子１１の左右の端部付近を通過する磁束はｘ方向成分を含んでおり、したがって、一対のＧＭＲ素子によって好適に磁界を検出することが可能になっている。
　また、図１３（ａ）（ｂ）から明らかなように、磁界検出装置１０付近の磁界はｚ方向成分も含んでいる。したがって、ホール素子も、通常どおりの設置の向き（磁界検出方向が基板１５の法線方向に平行となるよう設置すること。）に従いながら、磁界検出素子１１として使用することが可能である。なお、磁界検出素子１１としてホール素子を用いる場合には、ｘ方向の中心線から左右に多少ずれたところに配置しても構わない。そのように配置しても、ｚ方向成分を有する磁束が磁界検出素子１１を通過するからである。
　図１４（ａ）は、本発明の第７の実施の形態による磁界検出装置１０を示す斜視図である。同図では、磁界検出装置１０の内部構造を示すために、図９（ｂ）と同様に第２の磁性体コア１３を少しずらして描いている。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）とは異なる角度から見た磁界検出装置１０を示す斜視図である。本実施の形態による磁界検出装置１０は、第１の磁性体コア１２の形状の点において、第６の実施の形態による磁界検出装置１０と相違している。以下、この点について詳しく説明する。
　本実施の形態による第１の磁性体コア１２は、図１４（ａ）（ｂ）に示すように、ｘ方向両側の側面の下側に切り欠き１２ａを有しており、これにより、第１の磁性体コア１２の下面の一部が磁界検出素子１１の下面より上方に位置している。
　本実施の形態による磁界検出装置１によれば、切り欠き１２ａの大きさを適宜調節することで磁界の流れをコントロールでき、したがって、磁界検出素子１１の感度をコントロールすることが可能になる。以下、詳しく説明する。
　図１５は、図１１（ｂ）の断面図に対応する本実施の形態による磁界検出装置１０の断面図である。図１１（ｂ）と図１５とを比較すると、第１の磁性体コア１２の内壁面から出る磁束の位置が異なっている。すなわち、図１１（ｂ）の構成では、図１５に示した点Ｘより上の位置から磁束が出るが、本実施の形態では、点Ｘより高い点Ｙより上の位置からのみ磁束が出ることになる。
　図１１（ｂ）に記載した磁力線から明らかなように、図１１（ｂ）の構成では、第１の磁性体コア１２の内壁面の比較的下側から出た磁束は、磁界検出素子１１を通過していない。これに対し、本実施の形態では、図１５に記載したように、より多くの磁束が磁界検出素子１１を通過する。したがって、本実施の形態による磁界検出素子１１は、図１１（ｂ）の磁界検出素子１１に比べ、高い感度で磁界を検出することが可能になっている。
　このように、切り欠き１２ａの有無により、磁界検出素子１１を通過する磁束の量をコントロールすることができる。また、切り欠き１２ａの大きさ（高さ及び／又は幅）を変化させることによっても、磁界検出素子１１を通過する磁束の量をコントロールすることが可能である。したがって、本実施の形態による磁界検出装置１０によれば、切り欠き１２ａの有無及び大きさを適宜調節することで、磁界検出素子１１の感度をコントロールすることが可能になっている。
　図１６は、本発明の第８の実施の形態による磁界検出装置１０を示す斜視図である。同図では、磁界検出装置１０の内部構造を示すために、図９（ｂ）と同様に第２の磁性体コア１３を少しずらして描いている。また、図１７は、図１０（ｂ）の断面図に対応する本実施の形態による磁界検出装置１０の断面図である。本実施の形態による磁界検出装置１０は、第３の磁性体コア５０を有する点において、第６の実施の形態による磁界検出装置１０と相違している。以下、この点について詳しく説明する。
　第３の磁性体コア５０は、図１６及び図１７に示すように、磁界検出素子１１の下面（より具体的には、基板１５の下面）と第２の磁性体コア１３の間の、ｚ方向から見て磁界検出素子１１と重なる位置に配置される。第３の磁性体コア５０の高さＨは、基板１５の下面と第２の磁性体コア１３の下側内壁面の間の距離より短く設定される。
　第３の磁性体コア５０のｘ方向の幅Ｗは、第３の磁性体コア５０に第１及び第２の磁性体コア１２、１３と同じ材料を用いる場合、第２の磁性体コア１３の最大厚み(図１７に示した角部Ｃ以外の場所の厚みの最大値)の２倍以上に設定することが好ましい。こうすることで、第３の磁性体コア５０が飽和しにくくなる。また、第３の磁性体コア５０と第２の磁性体コア１３とで飽和レベルを揃えることが可能になる。具体的な例を挙げると、第２の磁性体コアの厚みを１．５ｍｍとし、幅Ｗを３．０ｍｍとすることが好ましい。また、幅Ｗは、磁界検出素子１１のｘ方向の幅より広く設定することが好ましい。
なお、幅Ｗは、第３の磁性体コア５０を飽和磁束密度の高い材質によって構成することで、狭くすることが可能である。幅Ｗを狭くすれば、磁界検出素子１１にかかるｘ方向の磁界量が増加し、基板１５に一体に形成された磁界検出素子１１の面積を低減できるので、部品の小型化が可能となる。なお、第３の磁性体コア５０を飽和磁束密度の高い材質によって構成すれば、第３の磁性体コア５０が飽和しにくくなることから、導体１４に流す電流の密度を上げることも可能となる。また、第１及び第２の磁性体コア１２，１３を通過する磁束が第３の磁性体コア５０に集約するという観点からは、第３の磁性体コア５０の飽和磁束密度を第１及び第２の磁性体コア１２，１３の飽和磁束密度よりも大きくすることが好ましい。
　第３の磁性体コア５０の奥行（ｙ方向の幅）は、第１の磁性体コア１２の奥行より若干長い程度が好ましい。第３の磁性体コア５０の奥行が第１の磁性体コア１２の奥行より短いと、組み立て精度の問題などにより、最悪の場合、磁界検出素子１１の下に第３の磁性体コア５０が配置されなかったり、磁界が乱れる可能性がある。第３の磁性体コア５０の奥行を第１の磁性体コア１２の奥行より長くすることで、このような問題を解決できる。
　なお、第３の磁性体コア５０の上面は第２の磁性体コア１３の上側内壁面と平行に対向しているが、これら対向する２つの平行な磁極面は実質的に磁気ギャップを構成しない。これは、第２の磁性体コア１３の側辺から上辺に入る磁束は、図１７に示すようにほとんどの部分が第１の磁性体コア１２側に流れ込み、第３の磁性体コア５０の上面との対向面付近を通過する磁束は極めて希薄となるからである。したがって、本実施の形態においても、磁界検出素子１１はギャップの外部（ギャップＧ１，Ｇ２の外部）に設けられている。
　第３の磁性体コア５０は下面で第２の磁性体コア１３と磁気的に接触しており、第４の実施の形態にて説明した突起部２ｆを構成している。つまり、第１の磁性体コア１２の内壁面を通じて出た磁束は、第３の磁性体コア５０の上面に収束する。そして、第３の磁性体コア５０によって、第２の磁性体コア１３への磁束の流れが作られる。その結果、図１７と図１１（ｂ）を比較すると理解されるように、本実施の形態による磁界検出装置１０では、第６の実施の形態による磁界検出装置１０に比べて磁界検出素子１１を通過する磁束の量が多くなっており、磁界検出素子４の磁界検出感度が高められている。別の観点から言えば、第３の磁性体コア５０の有無により、磁界検出素子１１の磁界検出感度をコントロールすることが可能になる。
　磁界検出素子１１の磁界検出感度は、第３の磁性体コア５０の高さＨの調節によってもコントロールできる。つまり、高さＨが高いほど、第３の磁性体コア５０を通過する磁束の量が増加する。したがって、磁界検出素子１１を通過する磁束の量が増え、磁界検出素子１１の磁界検出感度が上がることになる。
　なお、第３の磁性体コア５０は２以上に分割してもよい。この場合、複数の第３の磁性体コア５０をｙ－ｚ面に対して対称となるように配置し、かつ、磁界検出素子１１をｙ－ｚ面に対して対象となるように配置することが好ましい。このように配置することにより、複数の磁界検出素子５０を使用し、ブリッジ回路を形成することが可能となる。
　以上説明したように、本実施の形態による磁界検出装置１０によれば、第３の磁性体コア５０を設けたことで、磁界検出素子４の磁界検出感度を向上できる。また、第３の磁性体コア５０の高さＨの調節によって、磁界検出素子１１の磁界検出感度をコントロールすることが可能になる。
　なお、第３の磁性体コア５０は、ｘ－ｙ面内に複数個配置してもよい。また、ｚ方向に複数個の第３の磁性体コア５０を積層してもよい。さらに、第３の磁性体コア５０は、第２の磁性体コア１２と別体の磁性体コアであってもよいし、第２の磁性体コア１２と一体化していてもよい。
　図１８は、本発明の第９の実施の形態による磁界検出装置１０を示す斜視図である。図１９（ａ）は、本実施の形態による磁界検出装置１０を基板６０にマウントした状態を示す側面図である。図１９（ｂ）（ｃ）はそれぞれ基板６０の裏面６０ａの平面図であり、図１９（ｂ）は本実施の形態による磁界検出装置１０の第１の実施例、図１９（ｃ）は本実施の形態による磁界検出装置１０の第２の実施例をそれぞれ示している。また、図２０（ａ）（ｂ）は、それぞれが図１０（ｂ）の断面図に対応する本実施の形態による磁界検出装置１０の断面図であり、図２０（ａ）は上記第１の実施例、図２０（ｂ）は上記第２の実施例にそれぞれ対応している。本実施の形態による磁界検出装置１０は、導体１４が２本（導体１４－１，１４－２）設けられている点で、第６の実施の形態による磁界検出装置１０と相違している。以下、この点について詳しく説明する。
　導体１４－１，１４－２は、それぞれが第６の実施の形態で説明した導体１４と同一の構造を有している。つまり、図１８に示すように、導体１４－１は、第１の磁性体コア１２のｘ方向左側側面の真下に設けられた部分１４－１ａと、第１の磁性体コア１２のｘ方向右側側面の真下に設けられた部分１４－１ｂとを有し、これらが図１８のｙ方向奥側で接続した構成を有している。同様に、導体１４－２も、第１の磁性体コア１２のｘ方向左側側面の真下に設けられた部分１４－２ａと、第１の磁性体コア１２のｘ方向右側側面の真下に設けられた部分１４－２ｂとを有し、これらが図１８のｙ方向奥側で接続した構成を有している。
　導体１４－１の磁界検出装置１０内における配置は、第６の実施の形態で説明した導体１４と同一である。一方、導体１４－２は、導体１４－１の下面と第２の磁性体コア１３の間の、ｚ方向から見て導体１４－１と重なる位置に配置される。導体１４－１と導体１４－２との間には図示しない絶縁層が設けられ、この絶縁層によって導体１４－１と導体１４－２とは電気的に絶縁されている。
　図１９（ａ）に示すように、本実施の形態による磁界検出装置１０は、導体１４－１，１４－２の開放端を基板６０に突き刺すことにより、基板６０にマウントされる。図１９（ｂ）に示す第１の実施例では、部分１４－１ａ，１４－２ａはそれぞれ基板６０の裏面６０ａで配線パターン６１ａと電気的に接続し、部分１４－１ｂ，１４－２ｂはそれぞれ基板６０の裏面６０ａで配線パターン６１ｂと電気的に接続している。したがって、導体１４－１，１４－２は、配線パターン６１ａ，６１ｂの間に並列に接続されている。一方、図１９（ｃ）に示す第２の実施例では、部分１４－１ａは基板６０の裏面６０ａで配線パターン６２ａと電気的に接続し、部分１４－１ｂ，１４－２ａはそれぞれ基板６０の裏面６０ａで配線パターン６２ｂと電気的に接続し、部分１４－２ｂは基板６０の裏面６０ａで配線パターン６２ｃと電気的に接続している。したがって、導体１４－１，１４－２は、配線パターン６２ａ，６２ｃの間に直列に接続されている。
　導体１４－１，１４－２が並列に接続される第１の実施例では、図１１（ｂ）に示した第６の実施の形態の場合と比べ、磁界検出装置１０内を通過する電流量は変わらない。したがって、第１及び第２の磁性体コア１２，１３を通過する磁束の量は、図２０（ａ）に示すように、図１１（ｂ）の例と同程度となる。したがって、磁界検出素子１１の磁界検出感度も第６の実施の形態と同程度である。
　これに対し、導体１４－１，１４－２が直列に接続される第２の実施例では、図１１（ｂ）に示した第６の実施の形態の場合と比べ、磁界検出装置１０内を通過する電流量が２倍になる。したがって、第１及び第２の磁性体コア１２，１３を通過する磁束の量は、図２０（ｂ）に示すように、図１１（ｂ）の例と比べて大きく増え、磁界検出素子１１を通過する磁束の量も大きくなる。したがって、磁界検出素子１１の磁界検出感度は、第６の実施の形態に比べて高くなる。
　このように、本実施の形態による磁界検出装置１０によれば、基板６０の配線パターンの結線によって、磁界検出素子１１の磁界検出感度をコントロールすることが可能になる。
　図２１は、本発明の第１０の実施の形態による磁界検出装置１０を示す斜視図である。同図では、磁界検出装置１０の内部構造を示すために、図９（ｂ）と同様に第２の磁性体コア１３を少しずらして描いている。また、図２２は、図１０（ｂ）の断面図に対応する本実施の形態による磁界検出装置１０の断面図である。本実施の形態による磁界検出装置１０は、第４の磁性体コア５１ａ，ｂを有する点において、第６の実施の形態による磁界検出装置１０と相違している。以下、この点について詳しく説明する。
　第４の磁性体コア５１ａ，５１ｂはそれぞれ、導体１４の部分１４ａ，１４ｂと第１の磁性体コア１２の下面（より具体的には、基板１５の下面）との間に配置される。図２２に示すように、第４の磁性体コア５１ａ，５１ｂそれぞれの一端は第２の磁性体コア１３と磁気的に接触しており、他端は、第１の磁性体コア１２の内壁面とｚ方向に見て概ね重なる位置に設けられる。
　なお、第４の磁性体コア５１ａ，５１ｂは、導体１４と接触しないように配置することが好ましい。接触すると、第４の磁性体コア５１ａ，５１ｂが磁気的に飽和しやすくなるからである。また、第４の磁性体コア５１ａ，５１ｂは、第２の磁性体コア１３と一体に成形してもよいし、第２の磁性体コア１３とは別体としてもよい。さらに、第４の磁性体コア５１ａ，５１ｂは、基板１５の裏面に貼り付けて構成することとしてもよい。
　以上のような第４の磁性体コア５１ａ，５１ｂを設けたことにより、図２２に示すように、磁界検出素子１１を通過する磁束の量が図１１（ｂ）の例と比べて減少している。したがって、本実施の形態では、磁界検出素子１１の磁界検出感度は、第６の実施の形態に比べて低くなるが、この感度低下の程度は、第４の磁性体コア５１ａ，５１ｂのｘ方向の幅Ｌの調節によってコントロールできる。つまり、幅Ｌが長いほど第４の磁性体コア５１ａ，５１ｂを通過する磁束の量が増える一方、磁界検出素子１１を通過する磁束の量は減少する。したがって、幅Ｌの値を調節することにより、磁界検出素子１１の磁界検出感度コントロールできることになる。
　以上説明したように、本実施の形態による磁界検出装置１０によれば、第４の磁性体コア５１ａ，５１ｂのｘ方向の幅Ｌの調節によって、磁界検出素子１１の磁界検出感度をコントロールすることが可能になる。
　以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。
　例えば、上記各実施の形態では、図３や図８に示したように、ピン方向がｘ方向と平行になるようにＧＭＲ素子を設置している。つまり、磁界のｘ方向成分を測定できるようにＧＭＲ素子を配置しているが、ピン方向がｘ方向とｚ方向の間を向くようにＧＭＲ素子を設置することで（つまり、ピン方向がｘ軸に対して傾いた状態とすることで）、ｘ方向成分とｚ方向成分の両方を測定できるようにしてもよい。この場合、ピン方向とｘ軸のなす角は±４５°以内とすることが好ましく、こうすることで、（ｚ方向成分ではなく）ｘ方向成分をメインに測定することが可能になる。
　また、上記各実施の形態ではＧＭＲ素子及びホール素子を用いる例を取り上げて説明したが、本発明は、磁界検出素子としてＧＭＲ素子以外の磁気抵抗素子、例えばＴＭＲ(Tunnel Magneto-Resistance)素子やＡＭＲ(An-Isotropic Magneto-Resistance)素子などを用いる場合にも同様に適用できる。
　また、第６乃至第１０の実施の形態において説明した第１及び第２の磁性体コア１２，１３は、途中に微小なスリットを有していてもよい。図２３（ａ）は、第２の磁性体コア１３の上下面にスリット１３ａを設けた例である。また、図２３（ｂ）は、第２の磁性体コア１３の上面にスリット１３ａを設けた例である。また、図２４（ａ）は、第１の磁性体コア１２のｘ方向の両側面にスリット１２ｂを設けた例である。また、図２４（ｂ）は、第１の磁性体コア１２のｘ方向の一方側面にスリット１２ｂを設けた例である。これらのようにスリットを設けた場合、若干外部磁界の遮蔽効果は減少するものの、ほぼ問題なく電流センサとして磁界検出装置１０を機能させることが可能である。
　また、第１及び第２の磁性体コア１２，１３の断面形状は、第６乃至第１０の実施の形態において説明したような四角形に限られない。図２５（ａ）は、第１の磁性体コア１２の断面形状を角丸四角形とした例（角をＲ若しくはＣ形状とした例）である。また、図２５（ｂ）は、第２の磁性体コア１３の断面形状を角丸四角形とした例（角をＲ若しくはＣ形状とした例）である。また、図２６（ａ）は、第１の磁性体コア１２の断面形状を丸形（円形）とした例である。また、図２６（ｂ）は、第２の磁性体コア１３の断面形状を丸形（楕円形）とした例である。また、図２６（ｃ）は、第１の磁性体コア１２の断面形状をひし形とした例（四角形の対角線をｘ方向及びｙ方向と平行とした例）である。図２５（ａ）（ｂ）や図２６（ａ）（ｂ）に記載した例のように角のない断面形状を採用した場合、角部での磁束の漏れが少なくなるため、角部がある構成に比べ、外部磁界の遮蔽効果が向上する。また、図２６（ｃ）に記載した例のようにひし形の断面形状を採用した場合、四角形の各辺をｘ方向及びｙ方向と平行とした例と同様の遮蔽効果が得られる。
　なお、図２５の各図や図２６の各図に示した磁性体コアを採用する場合、図１０，図１１（ｂ）に示した直線Ｅ，Ｆを含むｙ－ｚ面を挟んで面対称な形状とすることが好ましい。そして、磁界検出素子４として４つのＧＭＲ素子からなるフルブリッジ回路を用いる場合、図１０に示したものと同様に、直線Ｅを挟んで線対称に配置することが好ましい。こうすることで、より安定した出力を得ることが可能になる。
　また、構成によっては、ギャップの大きさをゼロとしても、磁界検出素子の種類を選択する際の自由度を高めることができる。図２７は、このような例による磁界検出装置の断面図を示している。同図に示す例では、図１１（ｂ）に示した磁界検出装置において、ギャップＧ１，Ｇ２の大きさをゼロとするととともに、基板１５を除去し、導体１４（部分１４ａ，１４ｂ）の位置を、第１の磁性体コア１２の側方に移動している。そして、部分１４ａ，１４ｂは、図２７に示した上下方向の中心線Ｇに対して非対称となる位置（より具体的には上側）に配置している。
　図２７の例では、磁界検出素子１１は、ギャップＧ１，Ｇ２の外部に配置されている点では上述した各実施の形態と同様であるが、その配置される空間Ｔが、第１の磁性体コア１２と第２の磁性体コア１３によって完全に囲まれている点で各実施の形態と異なっている。つまり、磁界検出素子１１は完全に磁気シールドされた状態となっているが、導体１４の部分１４ａ，１４ｂが中心線Ｇに対して非対称な位置に配置されているために、導体１４で発生した磁界の一部は、空間Ｔ内にも現れる。そして、その磁界は第１の磁性体コア１２内璧面からも漏れ出る。したがって、上述した第５の実施の形態などと同様に、磁界検出素子１１の種類を選択する際の自由度が高められている。また、このような構成とすることで、磁界検出素子１１の小型化が可能になる。
　また、図９に示した例ではバスバー１４の各部分１４ａ，１４ｂの先端がｙ方向に真っ直ぐ延伸していたが、本発明によれば、これをｘ方向やｚ方向に折り曲げることが可能にある。図２８（ａ）～（ｃ）は、バスバー１４の各部分１４ａ，１４ｂの先端１４ａｘ，１４ｂｘがｚ方向の一方側に折れ曲がっている例を示す図である。図２８（ａ）～（ｃ）は、図９（ａ）～（ｃ）に対応している。同様に、図２９（ａ）は先端１４ａｘ，１４ｂｘがｚ方向の他方側に折れ曲がっている例を示し、図２９（ｂ）は、先端１４ａｘ，１４ｂｘがｘ方向に折れ曲がっている例を示している。図２８（ａ）（ｂ）はそれぞれ、図９（ａ）に対応している。
　バスバー１４の先端を折り曲げた場合、折り曲げた部分からは折り曲げていない部分とは異なる方向の磁界が発生することになる。これは、磁界検出素子１１の検出精度を下げる要因となり得るが、本発明では、折り曲げた部分から生ずる磁界を第１及び第２の磁性体コア１２，１３によって遮蔽することができるので、折り曲げた部分から発生する磁界を気にせずに、バスバー１４の先端を自由に折り曲げることが可能になる。
１，１０　磁界検出装置
２，５　Ｃコア
２ａ，２ｂ，５ａ，５ｂ　磁極面
２ｃ，２ｄ，５ｃ，５ｄ　端部
２ｃａ，５ｃａ　外側側面
２ｅ，５ｅ　張出部
３，６　導体
４，１１　磁界検出素子
１２　　第１の磁性体コア
１３　　第２の磁性体コア
１４，１４－１，１－４２　　導体（バスバー）
１４ａ，１４ｂ　導体１４の部分
１４－１ａ，１４－１ｂ　導体１４－１の部分
１４－２ａ，１４－２ｂ　導体１４－２の部分
１５　　基板
２０　　パーマロイヨーク
２１～２４　端子電極
２５　　平面スパイラルコイル
３０，３１　磁石
５０　　第３の磁性体コア
５１ａ，５１ｂ　第４の磁性体コア
Ｂ１，Ｂ２　磁界
Ｇ１，Ｇ２　ギャップ
Ｒ１～Ｒ４　ＧＭＲ素子

Claims (26)

  1. 　磁界を発生する第１の磁界発生源と、
    　前記第１の磁界発生源を取り囲むように設けられた第１の磁性体と、
    　磁界を検出する磁界検出素子とを備え、
    　前記第１の磁性体には第１のギャップが設けられ、
    　前記磁界検出素子は、前記第１のギャップの外部であって前記第１の磁界発生源から発生した磁界を検出可能な位置に配置される
    　ことを特徴とする磁界検出装置。
  2. 　前記第１のギャップは、２つの平行な第１及び第２の磁極面によって構成され、
    　前記磁界検出素子は、前記第１及び第２の磁極面とは異なる前記第１のギャップ近傍の側面を通じて前記第１の磁性体に出入りする磁束を検出可能に配置されることを特徴とする請求項１に記載の磁界検出装置。
  3. 　前記第１の磁性体は、前記第１の磁極面を端面とし、前記第１の磁極面と垂直な方向に延設された第１の端部を有し、
    　前記磁界検出素子は、前記第１の端部の側方に配置される
    　ことを特徴とする請求項２に記載の磁界検出装置。
  4. 　前記第１の磁性体は、
    　前記第２の磁極面を有する第２の端部と、
    　前記第２の端部から前記第１のギャップのギャップ方向と垂直に張り出した張出部とを有する
    　ことを特徴とする請求項３に記載の磁界検出装置。
  5. 　前記第１の磁性体は、前記張出部から前記磁界検出素子側に向かって突出した突起部を有する
    　ことを特徴とする請求項４に記載の磁界検出装置。
  6. 　前記磁界発生源の少なくとも一部は、前記第１のギャップ内に設けられる
    　ことを特徴とする請求項１に記載の磁界検出装置。
  7. 　磁界を発生する第２の磁界発生源と、
    　前記第２の磁界発生源を取り囲むように設けられた第２の磁性体とをさらに備え、
    　前記第２の磁性体には第２のギャップが設けられ、
    　前記磁界検出素子は、前記第２のギャップの外部であって前記第２の磁界発生源から発生した磁界を検出可能な位置に配置される
    　ことを特徴とする請求項１に記載の磁界検出装置。
  8. 　前記第２のギャップは、２つの平行な第３及び第４の磁極面によって構成され、
    　前記磁界検出素子は、前記第３及び第４の磁極面とは異なる前記第２のギャップ近傍の側面を通じて前記第２の磁性体に出入りする磁束も検出可能に配置される
    　ことを特徴とする請求項７に記載の磁界検出装置。
  9. 　磁界を検出する磁界検出素子と、
    　前記磁界検出素子を、水平面内の四方から取り囲むように設けられた第１の磁性体コアと、
    　前記第１の磁性体コアを、前記水平面と垂直な第１の面内の四方から取り囲むように設けられた第２の磁性体コアと、
    　前記第１の磁性体コアの下面と前記第２の磁性体コアの下側内壁面との間に設けられた第１の磁界発生源とを備え、
    　前記第１の磁性体コアの上面と前記第２の磁性体コアの上側内壁面とは磁気的に接触しており、
    　前記第１の磁性体コアの下面と前記第２の磁性体コアの下側内壁面とは離隔している
    　ことを特徴とする磁界検出装置。
  10. 　前記第１の磁性体コアの下面と前記第２の磁性体コアの下側内壁面との間に設けられた第２の磁界発生源をさらに備え、
    　前記第１の磁界発生源と前記第２の磁界発生源とは、前記磁界検出素子を挟んで前記第１の面内の互いに反対側に設けられる
    　ことを特徴とする請求項９に記載の磁界検出装置。
  11. 　前記磁界検出素子は、前記第１の磁界発生源と前記第２の磁界発生源の前記第１の面に垂直な中心線を挟んで互いに反対側に設けられ、互いに同一のピン方向を有する一対の磁気抵抗素子を有する
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の磁界検出装置。
  12. 　前記一対の磁気抵抗素子のピン方向は、前記中心線の延伸方向とは異なる
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の磁界検出装置。
  13. 　前記一対の磁気抵抗素子のピン方向は、前記中心線と直交する
    　ことを特徴とする請求項１２に記載の磁界検出装置。
  14. 　前記一対の磁気抵抗素子のフリー方向は互いに同一であり、
    　前記磁界検出装置は、前記フリー方向と平行な磁界を発生する第３の磁界発生源をさらに備える
    　ことを特徴とする請求項１１に記載の磁界検出装置。
  15. 　前記第１及び第２の磁界発生源はそれぞれ、電流が流れることにより磁界を発生する線状の導体であり、
    　前記第１及び第２の磁界発生源の延伸方向は、前記第１の面と直交する
    　ことを特徴とする請求項１０に記載の磁界検出装置。
  16. 　前記第１の磁界発生源を構成する前記線状の導体の一端と、前記第２の磁界発生源を構成する前記線状の導体の一端とが互いに電気的に接続されることにより、折り返し構造を有する導体が構成される
    　ことを特徴とする請求項１５に記載の磁界検出装置。
  17. 　垂直方向から見て互いに重なる位置に、２つの前記折り返し構造を有する導体が設けられる
    　ことを特徴とする請求項１６に記載の磁界検出装置。
  18. 　前記２つの折り返し構造を有する導体は並列に接続される
    　ことを特徴とする請求項１７に記載の磁界検出装置。
  19. 　前記２つの折り返し構造を有する導体は直列に接続される
    　ことを特徴とする請求項１７に記載の磁界検出装置。
  20. 　前記第１及び第２の磁性体コアはそれぞれ、線対称な閉曲線を構成する
    　ことを特徴とする請求項９に記載の磁界検出装置。
  21. 　前記第１の磁性体コアにより構成される閉曲線の法線ベクトルと、前記第２の磁性体コアにより構成される閉曲線の法線ベクトルとは直交する
    　ことを特徴とする請求項２０に記載の磁界検出装置。
  22. 　前記第１の磁性体コアの下面の少なくとも一部は、前記磁界検出素子の下面より上方に位置している
    　ことを特徴とする請求項９に記載の磁界検出装置。
  23. 　前記磁界検出素子の下面と前記第２の磁性体コアとの間の、垂直方向から見て前記磁界検出素子と重なる位置に配置され、かつ下面が前記第２の磁性体コアと磁気的に接触する第３の磁性体コアをさらに備える
    　ことを特徴とする請求項９に記載の磁界検出装置。
  24. 　それぞれ前記第１及び第２の磁界発生源と前記第１の磁性体コアの下面との間に配置され、かつそれぞれの一端が前記第２の磁性体コアと磁気的に接触する２つの第４の磁性体コアをさらに備える
    　ことを特徴とする請求項１に記載の磁界検出装置。
  25. 　請求項１に記載の磁界検出装置であり、
    　前記第１の磁界発生源は電流の流れる導体である
    　ことを特徴とする電流センサ。
  26. 　請求項９に記載の磁界検出装置であり、
    　前記第１の磁界発生源は電流の流れる導体である
    　ことを特徴とする電流センサ。
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