WO2013080557A1 - 電流センサ - Google Patents
電流センサ Download PDFInfo
- Publication number
- WO2013080557A1 WO2013080557A1 PCT/JP2012/007675 JP2012007675W WO2013080557A1 WO 2013080557 A1 WO2013080557 A1 WO 2013080557A1 JP 2012007675 W JP2012007675 W JP 2012007675W WO 2013080557 A1 WO2013080557 A1 WO 2013080557A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- magnetic field
- magnetic shield
- magnetic
- gap
- sensor substrate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
電流センサは、センサ基板(10)と、該センサ基板(10)の一面(10a)に設けられた磁電変換素子(20)と、センサ基板(10)、及び、被測定電流が流れる被測定導体(90)の周囲を囲み、外部と内部とを磁気的に遮蔽する磁気シールド部(30)とを有する。電流センサは、被測定電流にて生じた磁界による磁電変換素子(20)の電気信号の変動に基づいて、被測定電流を測定する。磁気シールド部(30)には空隙(33)が少なくとも1つ形成されている。さらに、磁気シールド部(30)は、空隙(33)にて生じた空隙磁界、及び、磁気シールド部(30)の外部にて生じた外部磁界の少なくとも一方が、磁電変換素子(20)に印加されるのを抑制する抑制手段を有し、電流の検出精度の低下を抑制する。
Description
本開示は、2011年12月2日に出願された日本出願番号2011-265131号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、被測定電流から生じる磁界による磁電変換素子の出力信号の変動に基づいて、被測定電流を測定する電流センサに関するものである。
従来、例えば特許文献1に示されるように、被測定電流が流れるバスバーと、バスバーに対して固定配置された磁気検出素子と、磁気検出素子を磁気遮蔽する磁気シールド体と、を備える電流センサが提案されている。磁気シールド体は、バスバーと磁気検出素子とを内側に囲む環状囲み部を有し、該環状囲み部には、磁気シールド体の磁気飽和を抑制するための空隙が形成されている。
上記したように、特許文献1に示される電流センサでは、環状囲み部(磁気シールド体)に空隙が形成されている。磁気シールド体内を流れる磁束は、上記した空隙にて放出され、外部に磁界を形成する。そのため、空隙にて生じた磁界(以下、空隙磁界と示す)が磁気検出素子に印加され、これによって電流の検出精度が低下する虞がある。また、磁気シールド体の外部にて発生した外部磁界の内、磁気シールド体にて吸収し切れず、磁気シールド体内に透過した磁界が磁気検出素子に印加され、これによって電流の検出精度が低下する虞がある。
本開示は上記問題点に鑑み、電流の検出精度の低下を抑制することができる電流センサを提供することを目的とする。
本開示の一態様によれば、電流センサは、センサ基板と、該センサ基板の一面に設けられ、印加磁界によって出力信号が変動する磁電変換素子と、センサ基板、及び、被測定電流が流れる被測定導体の周囲を共に囲むことで、外部と内部とを磁気的に遮蔽する磁気シールド部と、を有する。電流センサは、被測定電流にて生じた磁界による磁電変換素子の出力信号の変動に基づいて、被測定電流を測定する。磁気シールド部は、磁気シールド部内の磁気飽和を抑制するための空隙を少なくとも一つ有する。さらに、磁気シールド部は、空隙にて生じた空隙磁界、及び、磁気シールド部の外部にて生じた外部磁界の少なくとも一方が、磁電変換素子に印加されるのを抑制する抑制手段を有する。
これによれば、抑制手段によって、空隙磁界及び外部磁界の少なくとも一方が磁電変換素子に印加されることが抑制される。これにより、電流の検出精度の低下が抑制される。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。図面において、
第1実施形態に係る電流センサの概略構成を示す断面図である。
空隙磁界を説明するための断面図である。
磁電変換素子に印加される磁界を説明するための断面図である。
外部磁界による空隙磁界を説明するための断面図である。
磁電変換素子に印加される磁界を説明するための断面図である。
第2実施形態に係る電流センサの概略構成を示す断面図である。
第3実施形態に係る電流センサの概略構成を示す断面図である。
凸部の変形例を示す断面図である。
凸部の変形例を示す断面図である。
第4実施形態に係る電流センサの概略構成を示す断面図である。
電流センサの変形例を示す断面図である。
電流センサの変形例を示す断面図である。
電流センサの変形例を示す断面図である。
電流センサの変形例を示す断面図である。
電流センサの変形例を示す断面図である。
電流センサの変形例を示す断面図である。
電流センサの変形例を示す断面図である。
電流センサの変形例を示す断面図である。
以下、本開示の実施の形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
[1]
電流センサは、センサ基板10と、該センサ基板10の一面10aに形成された、印加磁界によって出力信号が変動する磁電変換素子20と、前記センサ基板10、及び、被測定電流が流れる被測定導体90の周囲を囲むことで、外部と内部とを磁気的に遮蔽する磁気シールド部30とを有する。電流センサは、前記被測定電流にて生じた磁界による前記磁電変換素子20の出力信号の変動に基づいて、前記被測定電流を測定する。前記磁気シールド部30には、前記磁気シールド部30内の磁気飽和を抑制するための空隙33が少なくとも1つ形成されている。さらに、前記磁気シールド部30は、前記空隙33にて生じた空隙磁界、及び、前記磁気シールド部30の外部にて生じた外部磁界の少なくとも一方が、前記磁電変換素子20に印加されるのを抑制する抑制手段を有している。
[1-1]
上記[1]の電流センサは、以下のように構成されていてもよい。
(第1実施形態)
[1]
電流センサは、センサ基板10と、該センサ基板10の一面10aに形成された、印加磁界によって出力信号が変動する磁電変換素子20と、前記センサ基板10、及び、被測定電流が流れる被測定導体90の周囲を囲むことで、外部と内部とを磁気的に遮蔽する磁気シールド部30とを有する。電流センサは、前記被測定電流にて生じた磁界による前記磁電変換素子20の出力信号の変動に基づいて、前記被測定電流を測定する。前記磁気シールド部30には、前記磁気シールド部30内の磁気飽和を抑制するための空隙33が少なくとも1つ形成されている。さらに、前記磁気シールド部30は、前記空隙33にて生じた空隙磁界、及び、前記磁気シールド部30の外部にて生じた外部磁界の少なくとも一方が、前記磁電変換素子20に印加されるのを抑制する抑制手段を有している。
[1-1]
上記[1]の電流センサは、以下のように構成されていてもよい。
前記磁気シールド部30は、第1部31と、該第1部31よりも透磁率の高い第2部32と、から成り、前記空隙33は、前記第2部32によって形作られており、前記抑制手段は、前記第2部32により提供される。
空隙33を形作る部位は、絶えず、磁気シールド部30内に吸収された磁界を放出しているので、磁気飽和し難い性質を有する。また、磁気シールド部30の磁気抵抗が低いと、磁気シールド部30は磁気飽和し易くなるが、外部磁界を遮蔽するシールド性が向上される。これらに対して、[1-1]では、空隙33が、第1部31よりも透磁率の高い(磁気抵抗が低い)第2部32によって構成されている。これにより、磁気シールド部30の磁気飽和が抑制されつつ、外部磁界を遮蔽するシールド性が向上される。この結果、外部磁界のセンサ基板10への印加が抑制される。
[1-2]
上記[1]及び[1-1]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[1-2]
上記[1]及び[1-1]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記磁電変換素子20は、前記センサ基板10の一面10aに沿う印加磁界によって出力信号が変動する性質を有する。前記一面10aは、互いに直交するx方向とy方向とによって規定されるx-y平面に平行し、z方向に直交する。前記一面10aを通り、前記x方向と前記z方向とによって規定されるx-z平面に沿った前記磁気シールド部30の断面において、前記磁気シールド部の内壁面の成す輪郭線が、前記x方向に沿い、且つ前記一面10aを通る基準線BLを介して対称な構造を成す。さらに、前記z方向における、前記空隙33の少なくとも一部の高さ位置と、前記センサ基板10の高さ位置とが同一となっている。
磁気シールド部30内を流れる磁束は空隙33にて放出され、外部に磁界を形成する。空隙33にて生じる磁界(空隙磁界)は、磁気シールド部30の形状によって変化する。これに対して、[1-2]では、磁電変換素子20の一面10aを通る、x-z平面に沿った磁気シールド部30の断面において、磁気シールド部30の内壁面の成す輪郭線が、基準線BLを介して対称な構造を成している。そして、磁気シールド部30における、対称な構造を成す部位に空隙33が形成され、z方向における、空隙33の高さ位置と、センサ基板10の高さ位置とが同一となっている。したがって、対称構造を成す部位によって囲まれた領域の空隙磁界は、基準線BLを介して対称となり、基準線BLでの向きが、基準線BLに直交する向きとなる。そのため、空隙磁界は、磁電変換素子20に対して垂直に印加されることとなる。磁電変換素子20は、一面10aに沿う印加磁界によって出力信号が変動する性質を有する。したがって、空隙磁界に対して、磁電変換素子20の出力信号は変動し難い。以上、示したように、空隙磁界による磁電変換素子20の出力信号の変動が抑制されるので、電流の検出精度の低下が抑制される。
[1-3]
上記[1-2]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[1-3]
上記[1-2]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記z方向における、前記空隙33全ての高さ位置と、前記センサ基板10の高さ位置とが同一である。
[1-3]に記載の構成とは異なり、z方向における、空隙の一部の高さ位置と、センサ基板の高さ位置とが同一である構成の場合、センサ基板10と高さ位置が異なる空隙33からも、空隙磁界が形成される。この空隙磁界における基準線BLでの向きは、基準線BLに直交する向きになるとは限らないので、磁電変換素子20に対して、一面10aに沿う方向の空隙磁界が印加される虞がある。このような空隙磁界が印加されると、空隙磁界によって磁電変換素子20の出力信号が変動し、電流の検出精度が低下する虞がある。したがって、[1-3]に記載のように、z方向における、空隙33全ての高さ位置と、センサ基板10の高さ位置とが同一である場合、磁電変換素子20に対して、一面10aに沿う方向の空隙磁界が印加されることが抑制され、電流の検出精度の低下が抑制される。
[1-4]
上記[1-2]および[1-3]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[1-4]
上記[1-2]および[1-3]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記z方向における、前記空隙33の中心の高さ位置と、前記一面10aの高さ位置とが同一である。
空隙磁界は、空隙33の中心から、外に向って同心円状、楕円状に形成される。したがって、[1-4]に記載のように、z方向における、空隙33の中心の高さ位置と、一面10aの高さ位置とが同一である構成の場合、z方向における、空隙の中心の高さ位置と、形成面の高さ位置とが異なる構成と比べて、空隙磁界における基準線BLでの向きが、基準線BLに直交する向きにより近づく。これにより、磁電変換素子20に対して、一面10aに沿う方向の空隙磁界が印加されることが抑制され、電流の検出精度の低下が抑制される。
[1-5]
上記[1-2]~[1-4]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[1-5]
上記[1-2]~[1-4]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記センサ基板10は、前記磁気シールド部30の中心に位置し、2つの前記空隙33が、前記センサ基板10を介して対向配置されている。
被測定導体90から生じた磁界は、磁気シールド部30内に伝播した後、磁気シールド部30に集磁され、磁気シールド部30内を一方向に回転する。したがって、センサ基板10を介して対向配置された空隙33それぞれで発生する空隙磁界の向きが反転し、磁気シールド部30の中心に位置するセンサ基板10には、反対方向であり、強度が同一の空隙磁界が印加される。この結果、センサ基板10では、空隙磁界がキャンセルされる。このように、磁電変換素子20に対して、一面10aに沿う方向の空隙磁界が印加されることが抑制されるので、電流の検出精度の低下が抑制される。
なお、[1-1]に記載の構成の場合、磁気シールド部30の磁気抵抗が低くなっているので、空隙磁界が増大する。そのため、[1-1]に記載の構成に[1-2]~[1-5]に記載の構成を適用すると、磁電変換素子20への空隙磁界の影響が効率的に抑制される。
以下、第1実施形態を図1~図5に基づいて詳説する。図1は、第1実施形態に係る電流センサの概略構成を示す断面図である。図2は、空隙磁界を説明するための断面図である。図3は、磁気抵抗効果素子に印加される磁界を説明するための断面図である。図4は、外部磁界による空隙磁界を説明するための断面図である。図5は、磁気抵抗効果素子に印加される磁界を説明するための断面図である。なお、図2,4では、空隙磁界を明瞭とするために、電流センサ100を簡略化している。以下においては、後述する形成面10aに沿い、互いに直交する方向をx方向、y方向と示し、形成面10aに直交する方向をz方向と示す。
図1に示すように、電流センサ100は、要部として、センサ基板10と、該センサ基板10に形成された磁電変換素子20と、センサ基板10及び被測定電流が流れる被測定導体90それぞれの周囲を囲む磁気シールド部30と、を有する。電流センサ100は、被測定電流から生じる磁界(以下、被測定磁界と示す)による磁電変換素子20の出力信号の変動に基づいて、被測定電流を測定する。本実施形態に係る電流センサ100は、上記した構成要素10~30の他に、バイアス磁石40、回路基板50、支持基板60、モールド樹脂70、及び、スペーサ80を有する。
センサ基板10は、半導体基板であり、その一面10aに、磁電変換素子20が形成されている(以下、一面10aを形成面10aと示す)。図1に示すように、センサ基板10は、形成面10aの裏面を搭載面として支持基板60に搭載されている。センサ基板10は、ワイヤ11を介して、回路基板50と電気的に接続されており、このワイヤ11を介して、磁電変換素子20の出力信号の変動を含む電気信号が回路基板50に出力される。
本実施形態に係る磁電変換素子20は、印加磁界によって抵抗値が変動する磁気抵抗効果素子であり、形成面10aに沿う印加磁界のみによって抵抗値が変動する性質を有する。磁電変換素子20は、図示しないが、形成面10aに沿う印加磁界に応じて磁化方向が変化する自由層と、非磁性の中間層と、磁化方向が固定されたピン層と、ピン層の磁化方向を固定する磁石層と、が順次積層されて成る。本実施形態に係る中間層は、絶縁性を有しており、磁電変換素子20は、トンネル磁気抵抗効果素子である。
自由層と固定層との間に電圧が印加されると、トンネル効果によって、自由層と固定層との間の中間層に電流(トンネル電流)が流れる。トンネル電流の流れ易さは、自由層と固定層の磁化方向に依存しており、自由層と固定層それぞれの磁化方向が平行の場合に最も流れ易く、反平行の場合に最も流れ難い。したがって、自由層と固定層それぞれの磁化方向が平行の場合に磁電変換素子20の抵抗値が最も小さく変化し、反平行の場合に抵抗値が最も大きく変化する。
本実施形態では、2つの磁電変換素子20によって、ハーフブリッジ回路が構成され、2つのハーフブリッジ回路によって、フルブリッジ回路が構成されている。ハーフブリッジ回路を構成する2つの磁電変換素子20の固定層の磁化方向が反平行となっており、2つの磁電変換素子20の抵抗値の変化は、反対方向になっている。すなわち、2つの磁電変換素子20の内の一方の抵抗値が小さくなる場合、他方の抵抗値が大きくなるようになっている。フルブリッジ回路を構成する、2つのハーフブリッジ回路の中点電位の差分が、ワイヤ11を介して回路基板50に出力される。
磁気シールド部30は、透磁率の高い材料から成り、筒状を成す。内部に、電流センサ100の構成要素10,20,40~80と、被測定導体90とが配置され、内部と外部とを磁気的に遮蔽する機能を果たす。図2に実線で示すように、被測定導体90から生じた被測定磁界は、磁気シールド部30の内部を伝播した後、磁気シールド部30内に集磁され、磁気シールド部30内を一方向に回転する。また、図4に実線で示すように、磁気シールド部30に集磁された外部磁界は、双方向に流動する。
磁気シールド部30には、磁気シールド部30内の磁気飽和を抑制するための空隙33が形成されており、磁気シールド部30内を流れる磁束は空隙33にて放出される。図2及び図4に一点鎖線で示すように、空隙33にて放出された磁束は、外部に磁界(以下、空隙磁界と示す)を形成する。本実施形態では、2つの空隙33が磁気シールド部30に形成されており、2つの空隙磁界が磁電変換素子20に印加される構成となっている。
バイアス磁石40は、永久磁石であり、自由層にバイアス磁界を印加する機能を果たす。バイアス磁界により、自由層の磁化方向の初期値(ゼロ点)が定まる。バイアス磁石40は、支持基板60を介してセンサ基板10と対向している。
回路基板50は、半導体基板に、磁電変換素子20の出力信号を処理する回路が形成されたものである。回路基板50は、磁電変換素子20によって構成されたフルブリッジ回路の出力信号に基づいて、被測定電流の電流値を算出する機能を果たす。回路基板50は、センサ基板10と並んで、支持基板60に搭載されている。
支持基板60は、非磁性材料から成るものである。モールド樹脂70は、センサ基板10、バイアス磁石40、回路基板50、及び、支持基板60を一体的に固定するとともに、被覆保護するものである。スペーサ80は、被測定導体90、及び、モールド樹脂70によって被覆されたセンサ基板10、バイアス磁石40、回路基板50、支持基板60を磁気シールド部30内に固定するものである。モールド樹脂70及びスペーサ80は、非磁性と絶縁性とを有する材料から成る。なお、図2に示すように、被測定電流は、y方向に流れている。
次に、本実施形態に係る電流センサ100の特徴点を説明する。本実施形態に係る磁気シールド部30は、第1部31と、該第1部31よりも透磁率の高い第2部32と、から成り、第1部31と第2部32とは、焼結拡散技術によって接合されている。そして、空隙33は、第2部32によって形作られている。
また、図1及び図2に示すように、形成面10a(磁電変換素子20)を通る、x方向とz方向とによって規定されるx-z平面によって分断された磁気シールド部30の内壁面の成す輪郭線、及び、断面形状は、x方向に沿い、且つ形成面10aを通る基準線BL(図に示す破線)を介して対称な構造を成している。そして、磁気シールド部30における対称な構造を成す部位に、空隙33が形成され、z方向における、空隙33の高さ位置と、センサ基板10の高さ位置とが同一となっている。
本実施形態では、空隙33の全ての高さ位置と、センサ基板10の高さ位置とが同一となっており、更に、空隙33の中心の高さ位置と、形成面10aの高さ位置とが同一となっている。また、センサ基板10は、磁気シールド部30における対称構造を成す部位の中心に位置し、2つの空隙33が、センサ基板10を介して対向配置されている。
次に、本実施形態に係る電流センサ100の作用効果を説明する。上記したように、被測定磁界は、磁気シールド部30の内部を伝播した後、磁気シールド部30内に集磁され、磁気シールド部30内を一方向に回転する。そして、磁気シールド部30内を流れる磁束は空隙33にて放出され、外部に空隙磁界が形成される。
このように、空隙33を形作る部位は、絶えず、磁気シールド部30内に吸収された磁界を放出しているので、磁気飽和し難い性質を有する。また、磁気シールド部30の磁気抵抗が低いと、磁気シールド部30は磁気飽和し易くなるが、外部磁界を遮蔽するシールド性が向上される。これらに対して、本実施形態では、空隙33が、第1部31よりも透磁率の高い(磁気抵抗が低い)第2部32によって構成されている。これにより、磁気シールド部30の磁気飽和が抑制されつつ、外部磁界を遮蔽するシールド性が向上される。この結果、外部磁界のセンサ基板への印加が抑制される。
ところで、空隙磁界は、磁気シールド部30の形状によって変化するが、本実施形態では、磁気シールド部30における基準線BLを介して対称な構造を成す部位に空隙33が形成されている。したがって、対称構造を成す部位によって囲まれた領域の空隙磁界は、基準線BLを介して対称となり、基準線BLでの向きが、基準線BLに直交する向きとなる。
これに対して、本実施形態では、z方向における、空隙33の高さ位置と、センサ基板10の高さ位置とが同一となっている。そのため、図3及び図5に示すように、空隙磁界は、磁電変換素子20に対して垂直に印加されることとなる。上記したように、磁電変換素子20は、形成面10aに沿う印加磁界によって抵抗値が変動する性質を有する。したがって、空隙磁界に対して、磁電変換素子20の抵抗値は変動し難くなっている。以上により、空隙磁界による磁電変換素子20の抵抗値の変動が抑制されるので、電流の検出精度の低下が抑制される。
z方向における、空隙の一部の高さ位置と、センサ基板の高さ位置とが同一である構成の場合、センサ基板と高さ位置が異なる空隙からも、空隙磁界が形成される。この空隙磁界における基準線BLでの向きは、基準線BLに直交する向きになるとは限らないので、磁電変換素子20に対して、形成面10aに沿う方向の空隙磁界が印加される虞がある。このような空隙磁界が印加されると、空隙磁界によって磁電変換素子20の抵抗値が変動し、電流の検出精度が低下する虞がある。
これに対して、本実施形態では、z方向における、空隙33全ての高さ位置と、センサ基板10の高さ位置とが同一となっている。この場合、磁電変換素子20に対して、形成面10aに沿う方向の空隙磁界が印加されることが抑制され、電流の検出精度の低下が抑制される。
図2に示すように、空隙磁界は、空隙33の中心から、外に向って同心円状、楕円状に形成される。本実施形態では、z方向における、空隙33の中心の高さ位置と、形成面10aの高さ位置とが同一となっている。これによれば、z方向における、空隙33の中心の高さ位置と、形成面10aの高さ位置とが異なる構成と比べて、空隙磁界における基準線BLでの向きが、基準線BLに直交する向きにより近づく。これにより、磁電変換素子20に対して、形成面10aに沿う方向の空隙磁界が印加されることが抑制され、電流の検出精度の低下が抑制される。
センサ基板10は、磁気シールド部30における対称構造を成す部位の中心に位置し、2つの空隙33が、センサ基板10を介して対向配置されている。上記したように、被測定磁界は、磁気シールド部30の内部を伝播した後、磁気シールド部30に集磁され、磁気シールド部30内を一方向に回転する。したがって、図2及び図3に示すように、センサ基板10を介して対向配置された空隙33それぞれで発生する空隙磁界の向きが反転し、磁気シールド部30の中心に位置するセンサ基板10には、反対方向であり、強度が同一の空隙磁界が印加される。この結果、センサ基板10では、空隙磁界がキャンセルされる。このように、磁電変換素子20に対して、形成面10aに沿う方向の空隙磁界が印加されることが抑制されるので、電流の検出精度の低下が抑制される。
なお、図4に示すように、磁気シールド部30に集磁された外部磁界は、磁気シールド部30内の一方向だけではなく双方向に流動する。したがって、図5に示すように、センサ基板10を介して対向配置された空隙33それぞれで発生する、外部磁界に起因する空隙磁界の向きが同一と成り、磁気シールド部30の中心に位置するセンサ基板10には、同一方向であり、強度が同一の空隙磁界が印加されることとなる。しかしながら、上記したように、磁電変換素子20は、形成面10aに沿う印加磁界によって抵抗値が変動する性質を有する。したがって、外部磁界に起因する空隙磁界に対して、磁電変換素子20の抵抗値は変動し難く、磁電変換素子20の抵抗値の変動が抑制されるので、電流の検出精度の低下が抑制される。図4において、符号190は、例えば、磁気シールド30の外部に配置され、磁界(外部磁界)を生じる外部素子(外部導体等)を示す。
磁気シールド部30内に、回路基板50が設けられている。これによれば、磁気シールド部外に回路基板が設けられた構成と比べて、電流センサ100の体格の増大が抑制される。また、回路基板50に外部磁界が印加されることが抑制される。
センサ基板10、バイアス磁石40、回路基板50、及び、支持基板60がモールド樹脂70によって一体的に固定され、被覆保護されている。これによれば、導電性を有する異物を介して、意図しない部位が電気的に接続されることが抑制される。また、センサ基板10、バイアス磁石40、回路基板50、及び、支持基板60の機械的な接続強度が向上される。
被測定導体90、及び、モールド樹脂70によって被覆されたセンサ基板10、バイアス磁石40、回路基板50、支持基板60は、スペーサ80を介して、磁気シールド部30内に固定されている。これによれば、被測定導体とセンサ基板それぞれが独立して磁気シールド部に固定された構成と比べて、被測定導体90とセンサ基板10との相対位置の変動が抑制される。これにより、相対位置の変動による電流の検出精度の低下が抑制される。
2つの磁電変換素子20によって、ハーフブリッジ回路が構成され、2つのハーフブリッジ回路によって、フルブリッジ回路が構成されている。そして、フルブリッジ回路を構成する、2つのハーフブリッジ回路の中点電位の差分が、回路基板50に出力される。これによれば、1つのハーフブリッジ回路の中点電位に基づいて電流を検出する構成と比べて、電流の検出精度が向上される。
本実施形態では、バイアス磁石40から発せられるバイアス磁界を自由層に印加することで、自由層の磁化方向の初期値(ゼロ点)を定めた構成となっている。これに対して、磁気抵抗効果素子に印加される空隙磁界の印加方向を定めるために、磁気シールド部内に集磁コアを配置する構成も考えられる。しかしながら、この構成の場合、上記したバイアス磁界が集磁コア内を通ることとなるので、自由層の磁化方向のゼロ点を定めることができなくなる。したがって、本実施形態に係る電流センサ100は、磁気シールド部内に集磁コアが設けられた電流センサとは根本的な構成が異なる。
(第2実施形態)
[2-1]
上記[1]および[1-1]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[2-1]
上記[1]および[1-1]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記磁気シールド部30の外面には、互いに対向する突起部34が形成されており、該突起部34における互いに対向する対向面は、前記空隙33の開口端を構成する壁面と連なっている。そして、前記抑制手段は、前記突起部34から成る。
空隙33を形作る部位は、絶えず、磁気シールド部30内に吸収された磁界を放出しているので、磁気飽和し難い性質を有する。また、磁気シールド部30の磁気抵抗が低いと、磁気シールド部30は磁気飽和し易くなるが、外部磁界を遮蔽するシールド性が向上される。これらに対して、[2-1]では、空隙33の開口端を構成する壁面と対向面が連なり、互いに対向する突起部34が磁気シールド部30の外面に形成されている。これによれば、突起部34でも磁界が放出されるので、実質的に、空隙33を形作る端面の表面積が増大することとなる。空隙磁界は端面に直交し、磁気抵抗は、空隙磁界に直交する面積に反比例する性質を有する。したがって、上記構成によれば、空隙33を形作る部位の磁気抵抗が小さくなるので、磁気シールド部30の磁気飽和を抑えつつ、外部磁界を遮蔽するシールド性を向上することができる。この結果、外部磁界のセンサ基板10への印加が抑制される。
[2-2]
上記[2-1]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[2-2]
上記[2-1]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記磁気シールド部30は、第1部31と、該第1部31よりも透磁率の高い第2部32と、から成り、前記突起部34は、前記第2部32から成る。
これによれば、突起部が第1部位から成る構成と比べて、外部磁界を遮蔽するシールド性を向上することができる。この結果、外部磁界のセンサ基板10への印加が抑制される。
[2-3]
上記[2-1]および[2-2]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[2-3]
上記[2-1]および[2-2]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記磁電変換素子20は、前記センサ基板10の一面10aに沿う印加磁界によって出力信号が変動する性質を有する。前記一面10aは、互いに直交するx方向とy方向とによって規定されるx-y平面に平行し、z方向に直交する。前記一面10aを通り、前記x方向と前記z方向とによって規定されるx-z平面に沿った前記磁気シールド部30の断面において、前記磁気シールドの内壁面の成す輪郭線が、前記x方向に沿い、且つ前記一面10aを通る基準線BLを介して対称な構造を成す。さらに、前記z方向における、前記空隙33の少なくとも一部の高さ位置と、前記センサ基板10の高さ位置とが同一となっている。
[2-4]
上記[2-3]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[2-4]
上記[2-3]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記z方向における、前記空隙33全ての高さ位置と、前記センサ基板10の高さ位置とが同一である。
[2-5]
上記[2-3]および[2-4]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[2-5]
上記[2-3]および[2-4]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記z方向における、前記空隙33の中心の高さ位置と、前記一面10aの高さ位置とが同一である。
[2-6]
上記[2-3]~[2-5]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[2-6]
上記[2-3]~[2-5]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記センサ基板10は、前記磁気シールド部30の中心に位置し、2つの前記空隙33が、前記センサ基板10を介して対向配置されている。
これら、[2-3]~[2-6]に記載の構成の奏する作用効果は、第1実施形態で示した[1-2]~[1-5]に記載の構成が奏する作用効果と同等なので、その記載を省略する。なお、[2-1]及び[2-2]に記載の構成の場合、磁気シールド部30の磁気抵抗が低くなっているので、空隙磁界が増大する。そのため、[2-1]及び[2-2]に記載の構成に[2-3]~[2-6]に記載の構成を適用すると、磁電変換素子20への空隙磁界の影響を効率的に抑制することができる。
以下、第2実施形態を図6に基づいて説明する。図6は、第2実施形態に係る電流センサの概略構成を示す断面図であり、第1実施形態で示した図1に対応している。
第2実施形態に係る電流センサ100は、第1実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第1実施形態で示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与している。
本実施形態に係る電流センサ100は、磁気シールド部30の外面に突起部34が形成されたことを特徴とする。図6に示すように、2つの突起部34が、z方向にて互いに対向しており、各突起部34の対向面が、空隙33の開口端と連なっている。
空隙33を形作る部位は、絶えず、磁気シールド部30内に吸収された磁界を放出しているので、磁気飽和し難い性質を有する。また、磁気シールド部30の磁気抵抗が低いと、磁気シールド部30は磁気飽和し易くなるが、外部磁界を遮蔽するシールド性が向上される。これらに対して、本実施形態では、空隙33の開口端を構成する壁面と対向面が連なり、互いに対向する突起部34が磁気シールド部30の外面に形成されている。これによれば、突起部34でも磁界が放出されるので、実質的に、空隙33を形作る端面の表面積が増大することとなる。空隙磁界は端面に直交し、磁気抵抗は、空隙磁界に直交する面積に反比例する性質を有する。したがって、上記構成によれば、空隙33を形作る部位の磁気抵抗が小さくなるので、磁気シールド部30の磁気飽和を抑えつつ、外部磁界を遮蔽するシールド性を向上することができる。この結果、外部磁界のセンサ基板への印加が抑制される。
本実施形態では、突起部34の構成材料について特に限定していないが、その構成材料としては第1実施形態で示した第1部31よりも透磁率の高い第2部32から成る構成を採用することもできる。これによれば、突起部が第1部位から成る構成と比べて、外部磁界を遮蔽するシールド性を向上することができる。この結果、外部磁界がセンサ基板10に印加されることが抑制される。
(第3実施形態)
[3-1]
上記[1]、[1-1]、[2-1]、及び、[2-2]の電流センサは
さらに以下のように構成されていてもよい。
[3-1]
上記[1]、[1-1]、[2-1]、及び、[2-2]の電流センサは
さらに以下のように構成されていてもよい。
前記磁気シールド部30における、前記空隙33を構成し、互いに対向する2つの対向面それぞれには、一方の前記対向面から他方の前記対向面に向かって突起した凸部35が形成されている。2つの前記対向面それぞれに形成された2つの前記凸部35の先端は互いに対向しており、前記凸部35の先端は、前記対向面における前記磁気シールド部30の内面と外面との中間、若しくは、該中間よりも前記外面側に位置している。さらに、前記抑制手段は、前記凸部35により提供される。
空隙磁界の密度分布は、空隙33を構成する対向面、及び、凸部35の形状に依存し、その発生中心は、互いに対向する凸部35の先端に位置する。[3-1]では、凸部35の先端が、対向面の中間、若しくは、中間よりも外側に位置している。そのため、磁気シールド部30の内部に形成される空隙磁界の密度分布が、外部に形成される空隙磁界の密度分布よりも粗となる。これによれば、空隙磁界のセンサ基板10への印加が抑制される。
[3-2]
上記[3-1]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[3-2]
上記[3-1]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記磁電変換素子20は、前記センサ基板10の一面10aに沿う印加磁界によって出力信号が変動する性質を有する。前記一面10aは、互いに直交するx方向とy方向とによって規定されるx-y平面に平行し、z方向に直交しており、前記一面10aを通り、前記x方向と前記z方向とによって規定されるx-z平面に沿った前記磁気シールド部30の断面において、前記磁気シールド部30の内壁面の成す輪郭線が、前記x方向に沿い、且つ前記一面10aを通る基準線BLを介して対称な構造を成す。さらに、前記z方向における、前記空隙33の少なくとも一部の高さ位置と、前記センサ基板10の高さ位置とが同一となっている。
[3-3]
上記[3-2]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[3-3]
上記[3-2]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記z方向における、前記空隙33全ての高さ位置と、前記センサ基板10の高さ位置とが同一である。
[3-4]
上記[3-2]および[3-3]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[3-4]
上記[3-2]および[3-3]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記z方向における、前記空隙33の中心の高さ位置と、前記一面10aの高さ位置とが同一である。
[3-5]
上記[3-2]~[3-4]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[3-5]
上記[3-2]~[3-4]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記センサ基板10は、前記磁気シールド部30の中心に位置し、2つの前記空隙33が、前記センサ基板10を介して対向配置されている。
これら、[3-2]~[3-5]に記載の構成の奏する作用効果は、第1実施形態で示した[1-2]~[1-5]に記載の構成が奏する作用効果と同等なので、その記載を省略する。
以下、第3実施形態を図7に基づいて説明する。図7は、第3実施形態に係る電流センサの概略構成を示す断面図であり、第1実施形態で示した図1に対応している。
第3実施形態に係る電流センサは、上記した各実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、上記した各実施形態で示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与している。
本実施形態に係る電流センサ100は、空隙33を形作る端面に凸部35が形成されたことを特徴とする。図7に示すように、2つの凸部35は、z方向にて互いに対向し、その先端が、空隙33を形作る端面の中間よりも、外側に位置している。
空隙磁界の密度分布は、空隙33を構成する端面、及び、凸部35の形状に依存し、その発生中心は、互いに対向する凸部35の先端に位置する。本実施形態では、凸部35の先端が、端面の中間よりも外側に位置している。そのため、磁気シールド部30の内部に形成される空隙磁界の密度分布が、外部に形成される空隙磁界の密度分布よりも粗となる。これによれば、空隙磁界のセンサ基板10への印加が抑制される。
なお、本実施形態では、図7に示すように、断面三角形状の凸部35が端面に形成された例を示した。しかしながら、凸部35の形状として上記例に限定されない。例えば、図8に示すように、断面四角形状を採用することができる。図8は、凸部の変形例を示す断面図である。
本実施形態では、凸部35の先端が、端面の中間よりも外側に位置した例を示した。しかしながら、凸部35の先端の位置としては、端面の中間、若しくは、中間よりも外側に位置していれば良い。例えば、図9に示すように、凸部35の先端が、磁気シールド部30の外面と連なった構成を採用することもできる。図9は、凸部の変形例を示す断面図である。
(第4実施形態)
[4-1]
上記[1]および[1-1]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
[4-1]
上記[1]および[1-1]の電流センサは、さらに以下のように構成されていてもよい。
前記センサ基板10の一面10aは、互いに直交するx方向とy方向とによって規定されるx-y平面に平行し、z方向に直交している。前記磁気シールド部30は、前記z方向に延びる第1延設部と第2延設部を有する。前記第1延設部の外壁面と前記第2延設部の内壁面とが、前記x方向にて互いに対向して、前記空隙33が形作られている。前記抑制手段は、前記第1延設部と前記第2延設部から成る。前記センサ基板は、前記第1延設部における前記第2延設部との対向面よりも前記z方向に離れている。
これによれば、空隙磁界の発生中心が、互いに対向する2つの延設部の中心に位置し、空隙磁界の密度分布は、その発生中心から遠ざかるほど粗となる。[4-1]では、センサ基板10が空隙磁界の発生中心よりもz方向に離れている。そのため、センサ基板が、空隙磁界の発生中心とz方向にて同じ位置にある構成と比べて、空隙磁界のセンサ基板10への印加が抑制される。
以下、第4実施形態を図10に基づいて説明する。図10は、第4実施形態に係る電流センサの概略構成を示す断面図であり、第1実施形態で示した図1に対応している。
第4実施形態に係る電流センサは、上記した各実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、上記した各実施形態で示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与している。
本実施形態に係る電流センサ100は、磁気シールド部30の構成と、センサ基板10の位置に特徴がある。図10に示すように、磁気シールド部30は、上部シールド36、及び、下部シールド37を有し、シールド36,37それぞれは、一つの開口部を有する箱形状を成している。上部シールド36の側壁の外壁面間の距離は、下部シールド37の側壁の内壁面間の距離よりも短くなっており、各シールド36,37の底部内面が互いに対向し、下部シールド37の収納空間内に、上部シールド36の側壁が配置される態様で、センサ基板10を収納する空間が構成されている。そして、上部シールド36の側壁の外面と、下部シールド37の側壁の内面とがx-y平面に沿う方向にて対向して、空隙33が構成されている。この空隙33を構成する、シールド36,37の対向面にて、空隙磁界が発生する。図10に示すように、センサ基板10は、空隙磁界の発生部位よりもz方向に離れ、上部シールド36によってその周囲が囲まれている。なお、上記したシールド36,37の側壁が、[4-1]に記載の延設部に相当する。
空隙磁界の密度分布は、その発生中心であるシールド36,37の対向面から遠ざかるほど粗となる。これに対して、本実施形態では、センサ基板10が空隙磁界の発生中心よりもz方向に離れている。そのため、センサ基板が、空隙磁界の発生中心とz方向にて同じ位置にある構成と比べて、空隙磁界のセンサ基板10への印加が抑制される。
本実施形態では、磁気シールド部30が上部シールド36と下部シールド37とを有する例を示した。しかしながら、図11に示す磁気シールド部30においても、本実施形態と同等の作用効果を奏することができる。図11に示す磁気シールド部30は、紙面左方に位置する底部と、該底部の両端部からx方向に延びる2つの側壁部と、該側壁部それぞれの端部から、z方向に延びる2つの延設部と、を有し、2つの側壁部のx方向の長さが異なり、一方の延設部の外面と、他方の延設部の内面とが互いに対向した構成となっている。延設部の対向面にて空隙33が構成され、空隙33よりもセンサ基板10が、z方向に離れて配置されている。図11は、磁気シールド部30の変形例を示す断面図である。
(その他の実施形態)
図12に示すように、第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせることも可能である。すなわち、空隙33が第2部32によって形作られ、突起部34が磁気シールド部30の外面に形成された構成を採用することもできる。なお、図13に示すように、突起部34を第2部32と同一の材料によって形成しても良い。図12及び図13は、電流センサの変形例を示す断面図である。
図12に示すように、第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせることも可能である。すなわち、空隙33が第2部32によって形作られ、突起部34が磁気シールド部30の外面に形成された構成を採用することもできる。なお、図13に示すように、突起部34を第2部32と同一の材料によって形成しても良い。図12及び図13は、電流センサの変形例を示す断面図である。
図14に示すように、第1実施形態と第3実施形態とを組み合わせることも可能である。すなわち、凸部35が第2部32によって形作られた構成を採用することもできる。図14は、電流センサの変形例を示す断面図である。
図15に示すように、第1実施形態と第4実施形態とを組み合わせることも可能である。すなわち、x-y平面に沿う方向にて対向することで空隙33を構成する、上部シールド36の側壁の先端と、下部シールド37の側壁の先端とが第2部32によって形作られた構成を採用することもできる。図15は、電流センサの変形例を示す断面図である。
図16に示すように、第2実施形態と第3実施形態とを組み合わせることも可能である。すなわち、実質的に、空隙33を形作る端面としての機能を果たす突起部34の対向面に、凸部35が形成された構成を採用することもできる。凸部35の頂点は、磁気シールド部30の内面と、突起部34の外面との間の中間、若しくは、中間よりも外側に位置している。図16は、電流センサの変形例を示す断面図である。
図17に示すように、第1実施形態~第3実施形態を組み合わせることも可能である。すなわち、空隙33が第2部32によって形作られ、突起部34が磁気シールド部30の外面に形成され、実質的に、空隙33を形作る端面としての機能を果たす突起部34の対向面に、凸部35が形成された構成を採用することもできる。凸部35の頂点は、磁気シールド部30の内面と、突起部34の外面との間の中間、若しくは、中間よりも外側に位置している。なお、図18に示すように、突起部34が第2部32と同一の材料によって形成されていても良い。図17及び図18は、電流センサの変形例を示す断面図である。
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
第1~第3実施形態では、形成面10a(磁電変換素子20)を通るx-z平面に沿った磁気シールド部30の断面形状が、基準線BLを介して対称な構造を成している例を示した。したがって、形成面10a(磁電変換素子20)を通らないx-z平面に沿った磁気シールド部30の断面形状は、基準線BLを介して対称な構造となっていなくとも良い。すなわち、磁気シールド部30の全てが、基準線BLを介して対称な構造でなくとも良い。更に言えば、形成面10a(磁電変換素子20)を通るx-z平面に沿った断面において、磁気シールド部30の外壁面の輪郭線が、基準線BLを介して対称な構造でなくとも良い。これによっても、対称構造を成す部位によって囲まれた領域(形成面10aを通るx-z平面に沿った断面において、磁気シールド部30の内壁面によって囲まれた領域)の空隙磁界は、基準線BLを介して対称となり、基準線BLでの向きが、基準線BLに直交する向きとなる。そのため、空隙磁界は、磁電変換素子20に対して垂直に印加される。
第1~第3実施形態では、空隙33の全ての高さ位置と、センサ基板10の高さ位置とが同一となっている例を示した。しかしながら、空隙33の一部の高さ位置と、センサ基板10の高さ位置とが同一の構成を採用することもできる。
第1~第3実施形態では、空隙33の中心の高さ位置と、形成面10aの高さ位置とが同一となっている例を示した。しかしながら、空隙33の中心の高さ位置と、形成面10aの高さ位置とが異なっていても良い。
第1~第3実施形態では、センサ基板10は、磁気シールド部30における対称構造を成す部位の中心に位置する例を示した。しかしながら、センサ基板10は、中心に位置していなくとも良い。
第1~第4実施形態では、2つの空隙33が、センサ基板10を介して対向配置された例を示した。しかしながら、2つの空隙33は、センサ基板10を介して対向配置されていなくとも良い。
第1~第4実施形態では、磁電変換素子20として、磁気抵抗効果素子がセンサ基板10に形成された例を示した。しかしながら、磁電変換素子20としては上記例に限定されない。たとえば、印加磁界によって電圧値が変動するホール素子を採用することもできる。特に、第1~第3実施形態の場合、磁電変換素子20として、形成面10aに沿う印加磁界のみによって電圧値が変動するホール素子を採用すると良い。
第1~第4実施形態では、中間層が絶縁性を有し、磁電変換素子20がトンネル磁気抵抗効果素子である例を示した。しかしながら、中間層が導電性を有し、磁電変換素子20は巨大磁気抵抗効果素子(GMR)でも良い。また、AMRでも良い。
第1~第4実施形態では、磁電変換素子20によって、フルブリッジ回路が構成された例を示した。しかしながら、磁電変換素子20によって、ハーフブリッジ回路が構成された構成を採用することもできる。
第1~第4実施形態では、バイアス磁石40が永久磁石である例を示した。しかしながら、バイアス磁石40はソレノイドでも良い。
第1~第4実施形態では、回路基板50とセンサ基板10とがワイヤ11を介して電気的に接続され、回路基板50とセンサ基板10と並んで、支持基板60に搭載された例を示した。しかしながら、回路基板50にセンサ基板10が積層され、電気的及び機械的に接続されたスタック構造を採用することもできる。
第1~第4実施形態では、2つの空隙33が磁気シールド部30に形成された例を示した。しかしながら、1つ、若しくは、3つ以上の空隙33が磁気シールド部30に形成された構成を採用することもできる。
Claims (10)
- センサ基板(10)と、
該センサ基板(10)の一面(10a)に設けられ、印加磁界によって出力信号が変動する磁電変換素子(20)と、
前記センサ基板(10)、及び、被測定電流が流れる被測定導体(90)の周囲を囲み、外部と内部とを磁気的に遮蔽する磁気シールド部(30)と、を有し、
前記被測定電流にて生じた磁界による前記磁電変換素子(20)の出力信号の変動に基づいて、前記被測定電流を測定する電流センサであって、
前記磁気シールド部(30)には、前記磁気シールド部(30)内の磁気飽和を抑制するための空隙(33)が少なくとも1つ形成され、
前記磁気シールド部(30)は、前記空隙(33)にて生じた空隙磁界、及び、前記磁気シールド部(30)の外部にて生じた外部磁界の少なくとも一方が、前記磁電変換素子(20)に印加されるのを抑制する抑制手段を有することを特徴とする電流センサ。 - 前記磁気シールド部(30)は、第1部(31)と、該第1部(31)よりも透磁率の高い第2部(32)と、から成り、前記空隙(33)は、前記第2部(32)によって形作られており、前記抑制手段は、前記第2部(32)により提供されていることを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。
- 前記磁気シールド部(30)は、その外面に、互いに対向する突起部(34)を有し、
該突起部(34)における互いに対向する対向面は、前記空隙(33)の開口端を構成する壁面と連なっており、
前記抑制手段は、前記突起部(34)により提供されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電流センサ。 - 前記磁気シールド部(30)は、第1部(31)と、該第1部(31)よりも透磁率の高い第2部(32)と、から成り、
前記突起部(34)は、前記第2部(32)から成ることを特徴とする請求項3に記載の電流センサ。 - 前記磁気シールド部(30)は、前記空隙(33)を構成し、互いに対向する2つの対向面を有し、前記対向面のそれぞれは、他方の前記対向面に向かって突起した凸部(35)を有し、2つの前記対向面の前記凸部(35)の先端は互いに対向しており、
前記凸部(35)の先端は、前記対向面における前記磁気シールド部(30)の内面と外面との中間、若しくは、該中間よりも前記外面側に位置し、
前記抑制手段は、前記凸部(35)により提供されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電流センサ。 - 前記磁電変換素子(20)は、前記センサ基板(10)の一面(10a)に沿う印加磁界によって出力信号が変動する性質を有し、
前記一面(10a)は、互いに直交するx方向とy方向とによって規定されるx-y平面に平行し、z方向に直交しており、
前記一面(10a)を通る、前記x方向と前記z方向とによって規定されるx-z平面に沿った前記磁気シールド部(30)の断面において、前記シールド部(30)の内壁面の成す輪郭線は、前記x方向に沿い、且つ前記一面(10a)を通る基準線(BL)に対して対称な構造を成し、
前記z方向における、前記空隙(33)の少なくとも一部の高さ位置と、前記センサ基板(10)の高さ位置とが同一となっていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の電流センサ。 - 前記z方向における、前記空隙(33)全ての高さ位置と、前記センサ基板(10)の高さ位置とが同一であることを特徴とする請求項6に記載の電流センサ。
- 前記z方向における、前記空隙(33)の中心の高さ位置と、前記一面(10a)の高さ位置とが同一であることを特徴とする請求項6または7に記載の電流センサ。
- 前記センサ基板(10)は、前記磁気シールド部(30)の中心に位置し、
2つの前記空隙(33)が、前記センサ基板(10)を介して対向配置されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の電流センサ。 - 前記センサ基板(10)の一面(10a)は、互いに直交するx方向とy方向とによって規定されるx-y平面に平行し、z方向に直交しており、
前記磁気シールド部(30)は、前記z方向に延びる第1延設部と第2延設部を有し、前記第1延設部の外壁面と前記第2延設部の内壁面とが、前記x方向にて互いに対向して、前記空隙(33)が形作られており、
前記抑制手段は、前記第1延設部と前記第2延設部から成り、
前記センサ基板は、前記第1延設部における前記第2延設部との対向面よりも前記z方向に離れていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電流センサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011265131A JP2013117447A (ja) | 2011-12-02 | 2011-12-02 | 電流センサ |
JP2011-265131 | 2011-12-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2013080557A1 true WO2013080557A1 (ja) | 2013-06-06 |
Family
ID=48535046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2012/007675 WO2013080557A1 (ja) | 2011-12-02 | 2012-11-29 | 電流センサ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013117447A (ja) |
WO (1) | WO2013080557A1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016173334A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | トヨタ自動車株式会社 | 電流センサ |
US10048294B2 (en) | 2014-06-20 | 2018-08-14 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Current detection device |
JP2018191478A (ja) * | 2017-05-10 | 2018-11-29 | 株式会社デンソー | 制御モジュール |
CN111936870A (zh) * | 2018-03-20 | 2020-11-13 | 株式会社电装 | 电流传感器 |
CN113791263A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-12-14 | 华为数字能源技术有限公司 | 电流检测装置和电子设备 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6350785B2 (ja) * | 2013-09-03 | 2018-07-04 | Tdk株式会社 | インバータ装置 |
JP6416571B2 (ja) * | 2014-09-25 | 2018-10-31 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電流検出装置 |
JP6536544B2 (ja) * | 2016-06-15 | 2019-07-03 | 株式会社デンソー | 電流センサ |
JP6536553B2 (ja) * | 2016-12-12 | 2019-07-03 | 株式会社デンソー | 電流センサ |
WO2017217267A1 (ja) * | 2016-06-15 | 2017-12-21 | 株式会社デンソー | 電流センサ |
CN109313223B (zh) * | 2016-06-15 | 2021-02-26 | 株式会社电装 | 电流传感器 |
JP6627989B2 (ja) | 2016-12-01 | 2020-01-08 | 株式会社村田製作所 | 電流センサ及び電流センサユニット |
JP7087512B2 (ja) * | 2018-03-20 | 2022-06-21 | 株式会社デンソー | 電流センサ |
JP6988684B2 (ja) | 2018-05-18 | 2022-01-05 | 株式会社デンソー | 電流センサ |
JP7215451B2 (ja) * | 2020-03-19 | 2023-01-31 | Tdk株式会社 | 電流センサ及びその製造方法、電気制御装置、並びに電流センサの設計方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0792199A (ja) * | 1993-07-28 | 1995-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電流センサ |
JP2007192820A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Sentron Ag | 電流測定装置 |
JP2008275321A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Tdk Corp | 電流センサ |
JP2010008050A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Tdk Corp | 電流センサ |
JP2011149827A (ja) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 通電情報計測装置 |
-
2011
- 2011-12-02 JP JP2011265131A patent/JP2013117447A/ja active Pending
-
2012
- 2012-11-29 WO PCT/JP2012/007675 patent/WO2013080557A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0792199A (ja) * | 1993-07-28 | 1995-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電流センサ |
JP2007192820A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Sentron Ag | 電流測定装置 |
JP2008275321A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Tdk Corp | 電流センサ |
JP2010008050A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Tdk Corp | 電流センサ |
JP2011149827A (ja) * | 2010-01-21 | 2011-08-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 通電情報計測装置 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10048294B2 (en) | 2014-06-20 | 2018-08-14 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Current detection device |
JP2016173334A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | トヨタ自動車株式会社 | 電流センサ |
JP2018191478A (ja) * | 2017-05-10 | 2018-11-29 | 株式会社デンソー | 制御モジュール |
CN111936870A (zh) * | 2018-03-20 | 2020-11-13 | 株式会社电装 | 电流传感器 |
CN113791263A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-12-14 | 华为数字能源技术有限公司 | 电流检测装置和电子设备 |
WO2023020013A1 (zh) * | 2021-08-18 | 2023-02-23 | 华为数字能源技术有限公司 | 电流检测装置和电子设备 |
CN113791263B (zh) * | 2021-08-18 | 2024-03-26 | 华为数字能源技术有限公司 | 电流检测装置和电子设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013117447A (ja) | 2013-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2013080557A1 (ja) | 電流センサ | |
JP5482736B2 (ja) | 電流センサ | |
US9086444B2 (en) | Magnetic field detection device and current sensor | |
JP5680287B2 (ja) | 電流センサ | |
WO2012157558A1 (ja) | 磁気センサ装置 | |
JP6658676B2 (ja) | 電流センサ | |
JP6131588B2 (ja) | 電流センサ | |
JP2013238580A (ja) | 電流センサ | |
JP2007183221A (ja) | 電流センサ | |
JP5899012B2 (ja) | 磁気センサ | |
JP2013145165A (ja) | 電流センサ機構 | |
US20150048819A1 (en) | Magnetic sensor device | |
WO2014045559A1 (ja) | 電流センサ | |
CN110837066B (zh) | 磁场感测装置 | |
JP5678285B2 (ja) | 電流センサ | |
WO2013161496A1 (ja) | 電流センサ | |
JP5556603B2 (ja) | 磁気アイソレータ | |
WO2012060069A1 (ja) | 電流センサ | |
JP6673077B2 (ja) | 電流センサ | |
JP2013047610A (ja) | 磁気平衡式電流センサ | |
JP2014098634A (ja) | 電流センサ | |
JP7215451B2 (ja) | 電流センサ及びその製造方法、電気制御装置、並びに電流センサの設計方法 | |
JP7367657B2 (ja) | 電流センサ及び電気制御装置 | |
US11543469B2 (en) | Current sensor, and electric control apparatus including the current sensor | |
JP2012159309A (ja) | 磁気センサおよび磁気センサ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12852579 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12852579 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |