WO2014050068A1 - 電流センサ - Google Patents

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WO2014050068A1
WO2014050068A1 PCT/JP2013/005612 JP2013005612W WO2014050068A1 WO 2014050068 A1 WO2014050068 A1 WO 2014050068A1 JP 2013005612 W JP2013005612 W JP 2013005612W WO 2014050068 A1 WO2014050068 A1 WO 2014050068A1
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current
current path
magnetoelectric conversion
magnetic flux
flux density
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PCT/JP2013/005612
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English (en)
French (fr)
Inventor
健 末永
田村　学
Original Assignee
アルプス・グリーンデバイス株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • 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 current sensor that measures a measured current flowing in various devices by using a magnetoelectric conversion element, and more particularly, to a current sensor suitable when the frequency of the measured current flowing in various devices mounted with an inverter or the like changes.
  • FIG. 27 is a view for explaining the current measurement device 900 disclosed in Patent Document 1, and is a cross-sectional view showing the positional relationship between the magnetic sensor 910 and the conductor 901 to be measured.
  • the current measuring device 900 is configured of a conductor to be measured 901 formed on a printed circuit board 911 and a magnetic sensor 910 (having a magnetic detection element inside) mounted on the printed circuit board 912.
  • the magnetic sensor 910 detects a magnetic field 920 generated in the width direction of the conductor 901 when the current to be measured flows through the conductor 901.
  • the frequency of the current to be measured flowing in such a flat shaped conductor to be measured 901 becomes high, the current to be measured is concentrated on the end of the conductor to be measured 901 by the skin effect, and the center of the conductor 901 to be measured Then, the current density decreases, and the current density increases near the end of the conductor 901 to be measured. Therefore, when the magnetic sensor 910 is disposed at the center of the conductor to be measured 901 (located at the end in FIG. 27), the magnetic field 920 near the center detected by the magnetic sensor 910 decreases and the current sensitivity of the current measuring device 900 There was a problem to say that it falls.
  • the magnetic sensor 910 is provided at a position separated by a predetermined distance from the central position CL in the width direction of the conductor 901 to be measured. As a result, it is possible to provide the current measurement apparatus 900 in which the decrease in measurement sensitivity is suppressed even in the case of a high-frequency measurement current.
  • the magnetic sensor 910 is disposed near the end of the conductor 901 to be measured in accordance with the frequency of the current to be measured, the same applies to other devices using the current to be measured having different frequencies.
  • the frequency changes depending on the state even with an apparatus the current sensitivity measured by the current measuring device 900 is largely different, and there is a problem that accurate measurement accuracy can not be obtained.
  • the case where the frequency of the current to be measured changes depending on the state is, for example, a case where the frequency of the current to be measured changes depending on states such as idling, acceleration and regenerative braking in an electric car or a hybrid car. Be
  • the present invention solves the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a current sensor that can perform measurement with high accuracy even if the frequency of the current to be measured changes.
  • the current sensor includes a first current path having a first flat portion and a measured current which is disposed on the first current path and flows in the first current path. And a first magnetoelectric conversion element for detecting magnetism generated in the first current path, wherein the first current path is connected to the first current path.
  • a lowest frequency magnetic flux density which is a magnetic flux density in the case of flowing the measured current of the lowest frequency used in the device, provided with a conductive first convex portion along the direction in which the current flows;
  • the first magnetoelectric conversion element is disposed at a position on the first current path where the maximum frequency magnetic flux density, which is the magnetic flux density in the case of flowing the measured current of the highest frequency to be used, substantially matches It is characterized.
  • the target of the lowest frequency used in the device is The lowest frequency magnetic flux density, which is the magnetic flux density when the measurement current flows, and the highest frequency magnetic flux density, which is the magnetic flux density when the highest frequency of the measured current flows, can be made closer to each other. Therefore, the first magnetoelectric conversion element can be disposed at a position where the change in magnetic flux density due to the change in frequency is small. As a result, even if the frequency of the current to be measured changes, the lowest frequency magnetic flux density and the highest frequency magnetic flux density do not differ significantly, so that the current value can be measured accurately.
  • the current sensor of the present invention is characterized in that the first convex portion is erected from any one end of the first flat portion.
  • the first magnetoelectric conversion element can be disposed closer to the center of the first current path, and the magnetic sensor (magnetoelectric conversion element) 910 is disposed outside the measured conductor (current path) 901 as in the conventional example.
  • the influence of the external magnetic field from the adjacent current paths and the like can be reduced as compared with the case where
  • the first flat portion and the first convex portion are integrally formed by bending a metal plate.
  • a second current path having a second flat portion and a magnetism generated when the current to be measured is disposed on the second current path and flows in the second current path.
  • a connecting portion for connecting one ends of the first current path and the second current path to each other, and the first current path and the second current path are connected in parallel
  • the other end of the second current path is connected to the device, and the second current path is provided with a conductive second convex portion along the direction in which the current to be measured flows.
  • the lowest frequency magnetic flux density which is the magnetic flux density when the measured current of the lowest frequency used in the device flows, and the highest frequency, the magnetic flux density when the measured current of the highest frequency used in the device flows
  • the second current path substantially matching the magnetic flux density
  • the second magnetoelectric conversion element is disposed at the position of the first convex portion, and the first convex portion is erected from the end portion on the side away from the second current path, and the second convex portion
  • the first magnetoelectric conversion element and the second magnetoelectric conversion element are provided on the same substrate, and the first magnetoelectric conversion element and the second magnetoelectric conversion element are provided on the same substrate.
  • the second magnetoelectric conversion element can be disposed at a position where the change in magnetic flux density due to the change in frequency is small. As a result, even if the frequency of the current to be measured changes, the lowest frequency magnetic flux density and the highest frequency magnetic flux density do not greatly differ, so that the current value can be measured with high accuracy also in the second current path.
  • the first magnetoelectric conversion element and the second magnetoelectric conversion element are respectively provided on the same substrate, when current flows in the external magnetic field or the current path (the first current path and the second current path) The influence of the generated internal magnetic field appears with the same strength in the two magnetoelectric transducers (the first magnetoelectric transducer and the second magnetoelectric transducer). Therefore, by differentially processing the outputs from the two magnetoelectric conversion elements (the first magnetoelectric conversion element and the second magnetoelectric conversion element), the influence of the magnetic field can be canceled more accurately. This can reduce the deterioration of the measurement accuracy of the current sensor.
  • the current sensor of the present invention has at least two or more of the first magnetoelectric conversion elements and at least two of the second magnetoelectric conversion elements, and at least one of the first magnetoelectric conversion elements is the first one.
  • the first flat shape in which at least one of the first magnetoelectric conversion elements is not provided while the first convex portion is disposed at the first position of the first flat portion on which the convex portion is provided.
  • a third position of the second portion, and at least one of the second magnetoelectric conversion elements is disposed at a second position of the second flat-shaped portion on which the second convex portion is erected; It is characterized in that at least one of the two magnetoelectric conversion elements is disposed at a fourth position of the second flat portion where the second convex portion is not provided.
  • the first magnetoelectric conversion element disposed at the first position of the first current path where the first convex portion is erected and the second position of the second current path where the second convex portion is erected And the second magnetoelectric conversion element, and the third position of the first current path where the first convex portion is not erected and the first magnetoelectric conversion provided at the fourth position of the second current path where the second convex portion is not erected
  • the element and the second magnetoelectric conversion element are separately disposed.
  • the magnetic amounts detected by the first magnetoelectric conversion element and the second magnetoelectric conversion element disposed at the first position and the second position, and the first magnetoelectric conversion element disposed at the third position and the fourth position The absolute amount of the amount of magnetism detected by the second magnetoelectric conversion element differs. Therefore, the first magnetoelectric conversion element and the second magnetoelectric conversion element disposed at the first position and the second position are disposed at the third position and the fourth position for high current measurement, and The second magnetoelectric conversion element can be used separately for constant current measurement. As a result, in the case of high current measurement, measurement can be performed in a wide range, and in the case of low current measurement, measurement can be performed with high accuracy.
  • the first flat portion, the first convex portion, the connection portion, the second flat portion and the second convex portion are integrally formed by bending a metal plate. It is characterized by
  • the first current path is provided with the conductive first convex portion that is long along the direction in which the current to be measured flows, the lowest frequency used in the device (the device to be measured)
  • the lowest frequency magnetic flux density which is the magnetic flux density when the current to be measured flows
  • the highest frequency magnetic flux density which is the magnetic flux density when the current to be measured at the highest frequency flows
  • the first magnetoelectric conversion element can be disposed at a position where the change in magnetic flux density due to the change in frequency is small.
  • FIG. 18A is a cross-sectional view taken along line XVII-XVII shown in FIG. 17
  • FIG. 18B is a block diagram illustrating the current sensor of the third embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII. It is a top view of the 1st current course of the model used for simulation of the current sensor of a 3rd embodiment of the present invention, the 2nd current course, and a connection part.
  • FIG. 22 (a) is a simulation result in the direction of XX-XX line shown in FIG. 19 in the current sensor of the third embodiment of the present invention, and FIG. It is a simulation result of the comparative example compared with a).
  • FIG. 22 (a) is a simulation result in the direction of XX-XX line shown in FIG. 19 in the current sensor of the third embodiment of the present invention, and FIG. It is a simulation result of the comparative example compared with a).
  • FIG. 23 is a view for explaining a modification of the current sensor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 23 (a) is a model of Modification 1, and FIG. 23 (b) is a model of Modification 2; 23 (c) is a model diagram of the third modification, and FIG. 23 (d) is a model diagram of the fourth modification. It is a figure explaining the modification of the current sensor of a 1st embodiment of the present invention, and Drawing 24 (a) is a top view of modification 5; Drawing 24 (b) is a top view of modification 6 It is.
  • FIG.25 (a) is a perspective view of the modification 7
  • FIG.25 (b) is a perspective of the modification 8.
  • FIG. 25 (c) is a perspective view of Modification 9
  • FIG. FIG. 26A is a view comparing with a current sensor according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 26A is a view of a model H101 of a comparative example used for the simulation
  • FIG. 26B is a simulation of the model H101. It is a graph of a result.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view for explaining a current sensor 101 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view for explaining the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention.
  • the insulating substrate 19 is omitted to facilitate the description.
  • FIG. 3 is a configuration diagram for explaining the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and is a top view seen from the Z1 side shown in FIG.
  • FIG. 4 is a configuration diagram for explaining the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line IV-IV shown in FIG.
  • the current sensor 101 includes a first current path 12 having a first flat portion 12f, and a first current path 12 disposed on the first current path 12.
  • a magnetoelectric conversion element 13 is provided.
  • the insulating substrate 19 disposed opposite to the first current path 12 and, although not shown, external control for supplying power to the current sensor 101 and for taking out a signal from the current sensor 101.
  • a connector is provided to connect to the device.
  • the first current path 12 is made of a metal material having good conductivity such as copper (Cu), and as shown in FIGS. 1 to 4, a first flat portion 12 f and one of the first current paths 12.
  • the first projection 12w is configured to have a first projection 12w erected from the end 12t, and the first projection 12w is formed along the flow direction of the current to be measured (Y direction shown in FIG. 2). There is. Further, although not shown, at both ends of the first current path 12, holding portions for connecting and fixing a current path to be measured (a current path to be measured) of a device (device to be measured) not shown. It is provided.
  • the first flat portion 12 f and the first convex portion 12 w are integrally formed by bending a metal plate such as copper (Cu). Thereby, when manufacturing the 1st flat part 12f and the 1st convex part 12w, it can manufacture easily from one metal plate. By this, the current sensor 101 can be made inexpensive.
  • the first magnetoelectric conversion element 13 is an element for detecting the magnetism generated when the current to be measured flows in the first current path 12 and is, for example, a magnetoresistance effect element (GMR (Giant) using a giant magnetoresistance effect. It is packaged in the magnetic sensor package 14 as shown in FIG. 4 using a Magneto Resistive) element. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the first magnetoelectric conversion element 13 is disposed on the first flat portion 12 f and disposed near the center of the first flat portion 12 f in the longitudinal direction. And the other end of the first current path 12. The sensitivity direction of the first magnetoelectric transducer 13 is disposed in the X direction shown in FIG.
  • GMR magnetoresistance effect element
  • the magnetic sensor package 14 is fabricated of a GMR element formed on a silicon substrate, and then electrically connected to a chip of the GMR element cut out and a lead terminal 14r for taking out a signal, and a thermosetting synthetic resin. Packaged and manufactured.
  • the magnetic sensor package 14 is soldered to the insulating substrate 19 which is a circuit substrate by the lead terminals 14r, and is connected to an external control device via a wiring pattern and a connector (not shown).
  • the first magnetoelectric conversion element 13 is packaged and disposed on the insulating substrate 19 as the magnetic sensor package 14, for example, the first magnetoelectric conversion element 13 may be disposed as it is, so-called bare chip mounting. good.
  • the insulating substrate 19 uses a widely known single-sided printed wiring board, and a metal foil such as copper (Cu) provided on the base substrate is patterned on a glass-filled epoxy resin base substrate. , Forming a wiring pattern.
  • a metal foil such as copper (Cu) provided on the base substrate is patterned on a glass-filled epoxy resin base substrate. , Forming a wiring pattern.
  • one magnetic sensor package 14 in which the first magnetoelectric transducer 13 is packaged is mounted on the insulating substrate 19.
  • a printed wiring board made of an epoxy resin containing glass is used as the insulating substrate 19, the present invention is not limited to this.
  • a ceramic wiring board or a flexible wiring board may be used.
  • a circuit board is preferably used as the insulating board 19.
  • the present invention is not limited to the circuit board, and the magnetic sensor package 14 is mounted by overlapping the circuit board on the insulating board 19. It may be configured to
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the first current path 12 of the model used for the simulation of the current sensor of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 (a) is a model A1
  • 6 is a cross-sectional view of the first current path 12 of the model used in the simulation of the current sensor according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 6 (a) is a model B1.
  • b) is model B2.
  • the numerical values used for this simulation (see FIGS. 5 and 6) set the entire length of the first current path 12 to 100 (mm), the entire width W 1 to 20 (mm), and the first flat portion 12f.
  • the thickness T1 of each of the models was 4 (mm), and the length of the first convex portion 12 w was 100 (mm).
  • the width W2 of the first protrusion 12w is 4 (mm), the thickness T2 is 4 (mm), and for the model A2, the width W2 of the first protrusion 12w is 4 (mm), and the thickness T2 is In the model B1, the width W2 of the first convex portion 12w is 6 (mm), the thickness T2 is 4 (mm), the width W2 of the first convex portion 12w is 8 (mm), and the thickness T2 of the model B1. It was 4 (mm) and was made variable.
  • the current sensor 101 shown in FIGS. 1 to 4 is an embodiment of the model A1.
  • FIG. 7 is a simulation result of the current sensor according to the first embodiment of the present invention, which is a graph corresponding to the model A1 of FIG. 5A and the model A2 of FIG. 5B.
  • FIG. 8 is a simulation result of the current sensor according to the first embodiment of the present invention, which is a graph corresponding to the model B1 of FIG. 6A and the model B2 of FIG. 6B.
  • the horizontal axes of the graphs in FIGS. 7 and 8 represent the width W1 of the first current path 12 and indicate the distances from the center (10 (mm) respectively on the left and right), and the vertical axes in the graphs in FIGS.
  • P11 in the figure indicates the lowest frequency magnetic flux density when the frequency of the current to be measured used in the device (device to be measured) is 10 (Hz) and the lowest frequency assumed
  • P2 in the figure is The frequency of the measured current used in the device (device to be measured) is 10 (kHz), which indicates the highest frequency magnetic flux density in the case of the highest frequency assumed.
  • FIG. 26 is a view comparing with the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 26 (a) is a view of a model H101 of a comparative example used for the simulation; These are graphs of the simulation result of the model H101.
  • the length of the current path H12 was 100 (mm)
  • the thickness H1 was 4 (mm)
  • the width H2 was 20 (mm).
  • the first convex is compared with the case where the magnetic flux density largely differs due to the difference between the low frequency and the high frequency of the current to be measured as shown in FIG.
  • the difference between the magnetic flux density due to the difference between the low frequency and the high frequency of the current to be measured that is, the difference between the lowest frequency magnetic flux density P11 and the highest frequency magnetic flux density P2 on the first flat portion 12f not provided with the portion 12w It was getting smaller. This is considered to be because the magnetic field around the first current path 12 was changed by providing the first convex portion 12 w. Therefore, the lowest frequency magnetic flux density P11 and the highest frequency magnetic flux density P2 can be made closer to each other by providing the conductive first convex portion 12w along the direction in which the current to be measured flows, and can be made more consistent.
  • the first magnetoelectric conversion element 13 be disposed at a position on the first current path 12 where the lowest frequency magnetic flux density P11 and the highest frequency magnetic flux density P2 substantially match.
  • the distance from the center is approximately 7 (mm) on the first flat portion 12f where the first convex portion 12w of the first current path 12 is not provided.
  • the first magnetoelectric conversion element 13 is disposed at a distance of about 6.5 (mm).
  • the distance from the center is about 5.5 (on the first flat portion 12 f where the first convex portion 12 w of the first current path 12 is not provided). It is desirable to arrange the first magnetoelectric conversion element 13 at the position of mm), and in the case of the model B2, on the first flat portion 12f where the first convex portion 12w of the first current path 12 is not provided, It is desirable to arrange the first magnetoelectric conversion element 13 at a distance of about 5 (mm) from the center.
  • the first magnetoelectric conversion element 13 can be disposed at a position where the change in magnetic flux density due to the change in frequency is small. Since the lowest frequency magnetic flux density P11 and the highest frequency magnetic flux density P2 do not differ greatly, it is possible to measure the current value accurately.
  • the current measuring device 900 of the conventional example the position (the R portion of the peak of the highest frequency magnetic flux density P2 shown in FIG. 26B) shown in FIG. Since the magnetic sensor 910 is provided at a distance of about 9 (mm), the difference between the lowest frequency magnetic flux density P11 and the highest frequency magnetic flux density P2 is large. Therefore, when applied to another device using a measured current having a different frequency or when the frequency changes depending on the state even with the same device, the current sensitivity measured by the current measuring device 900 is largely different, and accurate measurement The accuracy can not be obtained.
  • the first convex portion 12w is erected from the end 12t of the first flat portion 12f, and the height T2 and the width W2 of the first convex portion 12w are changed.
  • the position where the change of the magnetic flux density accompanying the frequency change is small can be arbitrarily changed.
  • the arrangement position of the 1st magnetoelectric conversion element 13 can also be set up arbitrarily.
  • the position where the change in the magnetic flux density accompanying the change in the frequency is small can be changed by changing the shape of the first convex portion 12w, for example, the length or the surface shape of the corner,
  • the arrangement position of the 1 magnetoelectric transducer 13 can be set arbitrarily.
  • the first convex portion 12w is erected from the end 12t of the first flat portion 12f, the lowest frequency magnetic flux density P11 and the highest frequency magnetic flux density P2 are approximately The coincident position can be moved to the center side of the first current path 12.
  • the first magnetoelectric conversion element 13 can be disposed closer to the center of the first current path 12 and the magnetic sensor (magnetoelectric conversion element) 910 is provided outside the measured conductor (current path) 901 as in the conventional example.
  • the influence of the external magnetic field from the adjacent current paths and the like can be reduced as compared with the case where the
  • the existence of this effect can solve the following problems.
  • By changing the height H2 and the width W2 of the first convex portion 12w it is possible to arbitrarily change the position where the lowest frequency magnetic flux density P11 and the highest frequency magnetic flux density P2 substantially coincide with each other.
  • the position where the sensor can be arranged is limited, and the current measuring device 900 as in the conventional example can solve the problem that the magnetic sensor (magnetoelectric conversion element) 910 can not be arranged at the best position.
  • the first magnetoelectric conversion element 13 be disposed at a position on the first current path 12 at which the lowest frequency magnetic flux density P11 and the highest frequency magnetic flux density P2 substantially match, the lowest frequency magnetic flux density
  • the first magnetoelectric conversion element 13 may be disposed at a position on the first current path 12 corresponding to a region where P11 and the maximum frequency magnetic flux density P2 become equal.
  • a region where the lowest frequency magnetic flux density P11 and the highest frequency magnetic flux density P2 are equal that is, the distance from the center is 4.5 (mm) to 7
  • the first magnetoelectric conversion element 13 may be disposed between 5 mm and preferably between 5.5 mm and 7 mm.
  • the distance from the center is between 2.5 (mm) and 7 (mm), preferably 4.5 (mm) to 6 (mm)
  • the first magnetoelectric conversion element 13 may be disposed between them.
  • the first convex portion 12 w can be provided so that the region in which the lowest frequency magnetic flux density P 11 and the highest frequency magnetic flux density P 2 are equal becomes wide.
  • the first magnetoelectric conversion element 13 can be disposed arbitrarily within the range of this region, so that, for example, even in the case where the position where the current sensor 101 can be disposed is limited in the on-vehicle application, the first The magnetoelectric conversion element 13 can be disposed at the best position.
  • the first current path 12 is provided with the conductive first convex portion 12 w which is long along the flowing direction of the current to be measured.
  • the lowest frequency magnetic flux density P11 which is the magnetic flux density in the case of flowing the measured current of the lowest frequency used in the device
  • the highest frequency magnetic flux density P2 which is the magnetic flux density in the case of flowing the measured current of the highest frequency
  • the first convex portion 12w is erected from one end 12t of the first flat portion 12f, a position where the lowest frequency magnetic flux density P11 and the highest frequency magnetic flux density P2 substantially coincide with each other is It can be moved to the center side of the current path 12.
  • the first magnetoelectric conversion element 13 can be disposed closer to the center of the first current path 12 and the magnetic sensor (magnetoelectric conversion element) 910 is provided outside the measured conductor (current path) 901 as in the conventional example.
  • the influence of the external magnetic field from the adjacent current paths and the like can be reduced as compared with the case where the
  • first flat portion 12f and the first convex portion 12w are integrally formed by bending a metal plate, one sheet of the first flat portion 12f and the first convex portion 12w can be manufactured. It can be easily manufactured from the metal plate of By this, the current sensor 101 can be made inexpensive.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view for explaining the current sensor 102 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view for explaining the current sensor 102 according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a configuration diagram for explaining the current sensor 102 according to the second embodiment of the present invention, and is a top view seen from the Z1 side shown in FIG.
  • FIGS. 10 and 11 show the substrate 29 in a transparent state for ease of explanation.
  • FIG. 12 is a configuration diagram for explaining the current sensor 102 according to the second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line XII-XII shown in FIG.
  • the current sensor 102 of the second embodiment differs from the first embodiment in that the second current path 62 and the second magnetoelectric conversion element 63 are provided.
  • the same composition as a 1st embodiment the same numerals are attached and detailed explanation is omitted.
  • the current sensor 102 has a first current path 22 having a first flat portion 22f and a second current path having a second flat portion 62f, as shown in FIGS. 62, a connection portion 92 connecting one ends of the first current path 22 and the second current path 62, a first magnetoelectric conversion element 23 disposed on the first current path 22, and a second current path 62 And a second magnetoelectric conversion element 63 disposed on the upper side.
  • a substrate 29 disposed opposite to the first current path 22 and the second current path 62, and although not shown, for supplying power to the current sensor 102 and for taking out a signal from the current sensor 102.
  • a connector is provided in order to connect to an external control device.
  • the first current path 22 is made of a metal material with good conductivity such as copper (Cu), and as shown in FIGS. 9 to 12, a first flat portion 22f and one of the first current paths 22.
  • the first convex portion 22 w is provided with a first convex portion 22 w standing from the end portion 22 t, and the first convex portion 22 w is formed along the flow direction of the current to be measured (Y direction shown in FIG. 10) There is.
  • a terminal portion 27A is provided on the other end side of the first current path 22 continuously to the first current path 22, and the terminal portion 27A is illustrated.
  • a through hole 27h is provided for connecting and fixing the measured current path (current path to be measured) of a non-apparatus (device to be measured).
  • the second current path 62 is made of a conductive metal material such as copper (Cu), and as shown in FIGS. 9 to 12, a second flat portion 62f and one of the second current paths 62.
  • the second convex portion 62w is provided with a second convex portion 62w standing from the end portion 62t, and the second convex portion 62w is formed along the flow direction of the current to be measured (Y direction shown in FIG. 10). There is.
  • a terminal portion 27B is provided continuously to the second current path 62 on the other end side of the second current path 62, and the terminal portion 27B is illustrated. There is provided a through hole 27k for connecting and fixing a current path to be measured (a current path to be measured) of a device (device to be measured).
  • the first current path 22 and the second current path 62 are arranged in parallel, as shown in FIGS. 9 to 11, and one end of each is connected by a connection portion 92.
  • the first convex portion 22 w of the first current path 22 is erected from the end 22 t on the side away from the second current path 62
  • the second convex portion 62 w of the second current path 62 is the first It is disposed to stand from an end 22t remote from the current path 22.
  • the 1st convex part 22w and the 2nd convex part 62w are arrange
  • the first current path 22, the second current path 62, and the connection portion 92 are U-shaped, and the first current path 22 and the second current path 62 are It is line symmetrical.
  • first flat portion 22f, the first convex portion 22w, the connection portion 92, the second flat portion 62f, and the second convex portion 62w described above integrally bend a metal plate such as copper (Cu). It is formed.
  • a metal plate such as copper (Cu).
  • the first magnetoelectric conversion element 23 is an element for detecting the magnetism generated when the current to be measured flows in the first current path 22.
  • the first magnetoelectric conversion element 23 is a magnetoresistance effect element using a giant magnetoresistance effect (GMR (Giant It is packaged in the magnetic sensor package 24 as shown in FIG. 12 using a Magneto Resistive) element.
  • GMR giant magnetoresistance effect
  • the first magnetoelectric conversion element 23 is disposed on the first flat portion 22f of the portion where the first convex portion 22w is erected.
  • the sensitivity direction of the first magnetoelectric transducer 23 is disposed in the X direction shown in FIG.
  • the second magnetoelectric conversion element 63 is an element for detecting the magnetism generated when the current to be measured flows in the second current path 62 and, like the first magnetoelectric conversion element 23, for example, the giant magnetoresistance effect
  • the magnetoresistive effect element (referred to as a GMR (Giant Magneto Resistive) element) used is packaged in a magnetic sensor package 64 as shown in FIG.
  • the second magnetoelectric conversion element 63 is disposed on the second flat portion 62f of the portion where the second convex portion 62w is provided.
  • the sensitivity direction of the second magnetoelectric transducer 63 is disposed in the X direction shown in FIG. Since differential processing is performed between the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63, the sensitivity axes of the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63 are in the same direction. It is arranged as
  • the magnetic sensor package (24, 64) described above electrically connects the chip of the GMR element cut out to the lead terminal (24r, 64r) for signal extraction after the GMR element is fabricated on a silicon substrate It is manufactured by packaging with a thermosetting synthetic resin.
  • the magnetic sensor package 24 and the magnetic sensor package 64 are provided on the same substrate 29 by being soldered to a substrate 29 which is a circuit substrate by lead terminals (24 r, 64 r).
  • the magnetic sensor package 24 and the magnetic sensor package 64 are connected to an external control device via a wiring pattern and a connector (not shown).
  • first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63 are packaged and disposed on the substrate 29 as the magnetic sensor package (24, 64), for example, the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion The element 63 may be disposed as it is, so-called bare chip mounting, and disposed on the same substrate 29.
  • the substrate 29 uses a widely known double-sided printed wiring board, and a metal foil such as copper (Cu) provided on a base substrate is patterned on a glass-filled epoxy resin base substrate, A wiring pattern is formed.
  • a metal foil such as copper (Cu) provided on a base substrate is patterned on a glass-filled epoxy resin base substrate, A wiring pattern is formed.
  • one magnetic sensor package (4, 64) in which the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63 are packaged is mounted on the substrate 29. It has become.
  • a printed wiring board made of epoxy resin containing glass is used as the substrate 29, the present invention is not limited to this.
  • a ceramic wiring board or a flexible wiring board may be used.
  • a circuit board is preferably used as the board 29.
  • the present invention is not limited to the circuit board, and the magnetic sensor package (24, 64) is obtained by superposing the circuit board on the board 29. May be mounted.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the first current path 22 and the second current path 62 of the model C1 used for the simulation of the current sensor of the second embodiment of the present invention.
  • the numerical values used for this simulation set the entire length of the first current path 22 to 100 (mm), the entire width W21 to 20 (mm), and the thickness T21 of the first flat portion 22f.
  • the length of the first convex portion 22w is 60 (mm), the width W22 is 4 (mm), and the height T22 is 10 (mm).
  • the overall length of the second current path 62 is 100 (mm), the overall width W 61 is 20 (mm), and the thickness T 61 of the second flat portion 62 f is 4 (mm).
  • the length was 60 (mm), the width W 62 was 4 (mm), and the height T 62 was 10 (mm).
  • the distance W41 between the first current path 22 and the second current path 62 is 5 (mm).
  • the magnetic flux density in a space 1 mm away from the surface of the first current path 22 and the second current path 62 was used.
  • the current sensor 102 shown in FIGS. 9 to 12 is an embodiment of the model C1.
  • FIG. 14 is a simulation result of the model C1 of the current sensor of the second embodiment of the present invention.
  • the horizontal axis of the graph in FIG. 14 indicates the distance in the width direction when the midpoint between the first current path 22 and the second current path 62 is zero, and the negative side is the first current path 22 and the positive side is the second. It is the current path 62.
  • the vertical axis of the graph of FIG. 14 indicates the magnetic flux density in a portion where the first convex portion 22 w of the first flat portion 22 f and the second convex portion 62 w of the second flat portion 62 f are not provided.
  • P21 in the figure indicates the lowest frequency magnetic flux density when the frequency of the current to be measured used in the device (device to be measured) is 10 (Hz) and the lowest frequency assumed
  • P22 in the figure is The frequency of the measured current used in the device (device to be measured) is 10 (kHz), which indicates the highest frequency magnetic flux density in the case of the highest frequency assumed.
  • the low frequency and the high frequency of the current to be measured are on the second flat portion 62f where the second convex portion 62w is not provided.
  • the difference in magnetic flux density due to the difference between the two that is, the difference between the lowest frequency magnetic flux density P21 and the highest frequency magnetic flux density P22 is small. It is considered that this is because the magnetic field around the second current path 62 was changed by providing the second convex portion 62 w. Therefore, the lowest frequency magnetic flux density P21 and the highest frequency magnetic flux density P22 can be made closer to each other by providing the conductive second convex portion 62w along the flowing direction of the current to be measured, and can be made to more coincide with each other.
  • the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element are provided at positions above the first current path 22 and the second current path 62 where the lowest frequency magnetic flux density P21 and the highest frequency magnetic flux density P22 substantially match.
  • 63 are provided.
  • the distance from the center is about ⁇ 7.5 (on the first flat portion 22f where the first convex portion 22w of the first current path 22 is not provided).
  • the first magnetoelectric conversion element 23 It is desirable to dispose the first magnetoelectric conversion element 23 at a position of about 5 (mm) from the other end of the first current path 22, and the second convex portion 62 w of the second current path 62 is provided The second magnetoelectric conversion element at a distance of about 7.5 (mm) ⁇ about 5 (mm) from the other end of the second current path 62 ⁇ on the second flat portion 62f which is not It is desirable to arrange 63.
  • the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63 can be disposed at a position where the change in magnetic flux density due to the frequency change is small. Since the lowest frequency magnetic flux density P ⁇ b> 21 and the highest frequency magnetic flux density P ⁇ b> 22 do not greatly differ even if the frequency of [1] changes, the current value can be measured accurately.
  • the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63 are provided on the same substrate 29 respectively, the current in the external magnetic field or the current path (the first current path 22 and the second current path 62) The influence by the internal magnetic field generated when the magnetic flux flows appears with the same strength in the two magnetoelectric conversion elements (the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63). Therefore, by differentially processing the outputs from the two magnetoelectric conversion elements (the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63), the influence of the magnetic field can be offset more accurately. By this, the deterioration of the measurement accuracy of the current sensor 102 can be reduced.
  • the position where the change of the magnetic flux density accompanying the frequency change is small It can be changed arbitrarily.
  • positioning position of the 1st desired magnetoelectric conversion element 23 can also be set arbitrarily.
  • the position at which the change in the magnetic flux density accompanying the change in the frequency is small can be arbitrarily changed by changing the shape of the first convex portion 22w, for example, the length or the surface shape of the corner. .
  • the first magnetoelectric conversion element 23 be disposed at a position on the first current path 22 where the lowest frequency magnetic flux density P21 and the highest frequency magnetic flux density P22 substantially match, the lowest frequency magnetic flux density
  • the first magnetoelectric conversion element 23 may be disposed at a position on the first current path 22 corresponding to a region where P21 and the maximum frequency magnetic flux density P22 become equal.
  • a region where the lowest frequency magnetic flux density P21 and the highest frequency magnetic flux density P22 are equal ie, the distance from the center is -6 (mm)
  • the first magnetoelectric conversion element 23 may be disposed between 14 (mm), preferably between -7 (mm) and -9 (mm).
  • the distance from the center is between 6 (mm) and 14 (mm), preferably between 7 (mm) and 9 (mm)
  • the second magnetoelectric conversion element 63 may be disposed.
  • the first convex portion 22 w and the second convex portion 62 w can be provided so that the region where the lowest frequency magnetic flux density P 21 and the highest frequency magnetic flux density P 22 are equal is wide.
  • the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63 can be disposed arbitrarily within the range of this region, for example, when the position where the current sensor 102 can be disposed is limited in an on-vehicle application Even if it is, the 1st magnetoelectric conversion element 23 and the 2nd magnetoelectric conversion element 63 can be arranged in the best position.
  • the first current path 22 is provided with the conductive first convex portion 22 w which is long along the flowing direction of the current to be measured.
  • the lowest frequency magnetic flux density P21 which is the magnetic flux density when the measured current of the lowest frequency used in the instrument
  • the highest frequency magnetic flux density P22 which is the magnetic flux density when the measured current of the highest frequency flows. It can be closely matched more closely. Therefore, the first magnetoelectric conversion element 23 can be disposed at a position where the change in magnetic flux density due to the change in frequency is small. As a result, even if the frequency of the current to be measured changes, the lowest frequency magnetic flux density P21 and the highest frequency magnetic flux density P22 do not greatly differ, so that the current value can be measured accurately.
  • the second current path 62 is provided with the conductive second convex portion 62w along the flowing direction of the current to be measured, the magnetic flux in the case of flowing the current to be measured of the lowest frequency used in the device.
  • the lowest frequency magnetic flux density P21 which is the density
  • the highest frequency magnetic flux density P22 which is the magnetic flux density in the case where the current to be measured at the highest frequency is supplied, can be made closer to each other.
  • the second magnetoelectric conversion element 63 can be disposed at a position where the change in magnetic flux density due to the change in frequency is small.
  • the lowest frequency magnetic flux density P21 and the highest frequency magnetic flux density P22 do not greatly differ, so that the current value can be measured accurately also in the second current path 62.
  • the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63 are provided on the same substrate 29 respectively, the current in the external magnetic field or the current path (the first current path 22 and the second current path 62) The influence by the internal magnetic field generated when the magnetic flux flows appears with the same strength in the two magnetoelectric conversion elements (the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63). Therefore, by differentially processing the outputs from the two magnetoelectric conversion elements (the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63), the influence of the magnetic field can be offset more accurately. By this, the deterioration of the measurement accuracy of the current sensor 102 can be reduced.
  • first flat portion 22f, the first convex portion 22w, the connection portion 92, the second flat portion 62f, and the second convex portion 62w are integrally formed by bending a metal plate such as copper (Cu).
  • a metal plate such as copper (Cu).
  • FIG. 15 is an exploded perspective view for explaining the current sensor 103 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a perspective view for explaining the current sensor 103 according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a configuration diagram for explaining the current sensor 103 according to the third embodiment of the present invention, and is a top view seen from the Z1 side shown in FIG.
  • FIGS. 16 and 17 show the substrate 29 in a transparent state for ease of explanation.
  • FIG. 18 is a configuration diagram for explaining a current sensor 103 according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 18 (a) is a cross-sectional view along line XVII-XVII shown in FIG.
  • the current sensor 103 according to the third embodiment is different from the second embodiment in that the first magnetoelectric conversion element 33 and the second magnetoelectric conversion element 73 are provided.
  • the same composition as a 1st embodiment and a 2nd embodiment the same numerals are attached and detailed explanation is omitted.
  • the current sensor 103 has a first current path 22 having a first flat portion 22f and a second current path having a second flat portion 62f, as shown in FIGS. 62, a connection portion 92 connecting one ends of the first current path 22 and the second current path 62, and a first magnetoelectric conversion element 23 and a first magnetoelectric conversion element 33 disposed on the first current path 22. , And a second magnetoelectric conversion element 63 and a second magnetoelectric conversion element 73 disposed on the second current path 62.
  • the substrate 29 disposed opposite to the first current path 22 and the second current path 62, and although not shown, for supplying power to the current sensor 103 and for taking out a signal from the current sensor 103.
  • a connector is provided in order to connect to an external control device.
  • the first current path 22, the second current path 62, and the connection portion 92 have the same structure as in the second embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
  • the first magnetoelectric conversion element 23 is disposed on the first position 22a of the first flat portion 22f on which the first convex portion 22w is provided.
  • the sensitivity direction of the first magnetoelectric transducer 23 is disposed in the X direction shown in FIG.
  • the first magnetoelectric conversion element 33 is an element for detecting the magnetism generated when the current to be measured flows in the first current path 22.
  • the first magnetoelectric conversion element 33 is a magnetoresistance effect element using a giant magnetoresistance effect (GMR (Giant It is packaged in a magnetic sensor package 34 as shown in FIG. 18 using a Magneto Resistive) element.
  • GMR giant magnetoresistance effect
  • the first magnetoelectric conversion element 33 is disposed on the third position 22c of the first flat portion 22f in which the first convex portion 22w is not provided.
  • the sensitivity direction of the first magnetoelectric conversion element 33 is disposed so as to be the X direction shown in FIG. 17 so that the same sensitivity axis as the first magnetoelectric conversion element 23 is directed.
  • the second magnetoelectric conversion element 63 is disposed on the second position 62b of the second flat portion 62f on which the second convex portion 62w is provided.
  • the sensitivity direction of the second magnetoelectric transducer 63 is disposed in the X direction shown in FIG.
  • the second magnetoelectric conversion element 73 is an element for detecting the magnetism generated when the current to be measured flows in the second current path 62, and, for example, a magnetoresistance effect element (GMR (Giant) using a giant magnetoresistance effect. It is packaged in a magnetic sensor package 74 as shown in FIG. In addition, as shown in FIGS. 16 and 17, the second magnetoelectric conversion element 73 is disposed on the fourth position 62d of the second flat portion 62f where the second convex portion 62w is not provided. The sensitivity direction of the second magnetoelectric conversion element 73 is disposed so as to be the X direction shown in FIG. 17 so that the same sensitivity axis as the second magnetoelectric conversion element 63 is directed.
  • GMR magnetoresistance effect element
  • the above-mentioned magnetic sensor package (24, 34, 64, 74) has a GMR element fabricated on a silicon substrate, and then the chip of the GMR element cut out and lead terminals (24r, 34r, 64r, 74r) are electrically connected and packaged by a thermosetting synthetic resin. And this magnetic sensor package (24, 34, 64, 74) is soldered to the board 29 which is a circuit board by lead terminals (24r, 34r, 64r, 74r), and provided on the same board 29 There is.
  • the magnetic sensor package (24, 34, 64, 74) is connected to an external control device via a wiring pattern and a connector (not shown).
  • magnetic field analysis was performed using a finite element analysis system regarding changes in the magnetic field when measured currents having different frequencies flow.
  • FIG. 19 is a plan view of the first current path 22, the second current path 62, and the connection portion 92 of the model D1 used for the simulation of the current sensor of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of the first current path 22 and the second current path 62 of the model D1 used for the simulation of the current sensor of the third embodiment of the present invention, and a cross section along line XVII-XVII shown in FIG.
  • FIG. FIG. 21 shows a simulation result of the current sensor according to the third embodiment of the present invention, which is a simulation result in the XVII-XVII line direction shown in FIG. 22 shows simulation results, and FIG. 22 (a) shows simulation results in the direction of XX-XX line shown in FIG.
  • the comparative example H131 is a model without the first convex portion 22w and the second convex portion 62w shown in FIG.
  • P31 in the figure indicates the lowest frequency magnetic flux density when the frequency of the measured current used in the device (device to be measured) is 10 (Hz) and the lowest frequency assumed
  • P32 in the figure is The frequency of the measured current used in the device (device to be measured) is 10 (kHz), which indicates the highest frequency magnetic flux density in the case of the highest frequency assumed.
  • the numerical values used for this simulation set the entire length L21 of the first current path 22 to 120 (mm), the entire width W 21 to 20 (mm), and the first flat portion
  • the thickness T21 of 22f is 4 (mm)
  • the length L22 of the first convex portion 22w is 60 (mm)
  • the width W22 is 4 (mm)
  • the height T22 is 4 (mm).
  • the entire length of the second current path 62 is also 100 (mm)
  • the entire width W 61 is 20 (mm)
  • the thickness T 61 of the second flat portion 62 f is 4 (mm).
  • the length was also 60 (mm), the width W 62 was 4 (mm), and the height T 62 was 4 (mm).
  • the length L53 from the end of the first current path 22 and the second current path 62 to the XVII-XVII line is 30 (mm), and the end of the first convex portion 22w and the second convex portion 62w is XVIII.
  • the length L63 to the -XVIII line is set to 20 (mm). That is, the length between the XVII-XVII line and the XVIII-XVIII line is 40 (mm).
  • the length W81 from the middle point of the first current path 22 and the second current path 62 to the XX-X line is 12.5 (mm).
  • the distance W41 between the first current path 22 and the second current path 62 is 5 (mm).
  • the magnetic flux density in a space 1 mm away from the surface of the first current path 22 and the second current path 62 was used.
  • the current sensor 103 shown in FIGS. 15 to 18 is an embodiment of the model D1.
  • the low frequency and high frequency of the current to be measured are on the second flat portion 62f where the second convex portion 62w is not provided.
  • the difference between the magnetic flux density due to the difference between the lower frequency magnetic flux density P31 and the highest frequency magnetic flux density P32 is smaller. It is considered that this is because the magnetic field around the second current path 62 was changed by providing the second convex portion 62 w. Therefore, the lowest frequency magnetic flux density P31 and the highest frequency magnetic flux density P32 can be made closer to each other by providing the conductive second convex portion 62w along the direction in which the current to be measured flows, and can be made more consistent.
  • the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element are disposed at positions above the first current path 22 and the second current path 62 where the lowest frequency magnetic flux density P31 and the highest frequency magnetic flux density P32 substantially match.
  • 63 are provided.
  • the distance from the center is about ⁇ 7.5 (on the first flat portion 22f where the first convex portion 22w of the first current path 22 is not provided).
  • the first magnetoelectric conversion element 23 It is desirable to dispose the first magnetoelectric conversion element 23 at a position of about 5 (mm) from the other end of the first current path 22, and the second convex portion 62 w of the second current path 62 is provided The second magnetoelectric conversion element at a distance of about 7.5 (mm) ⁇ about 5 (mm) from the other end of the second current path 62 ⁇ on the second flat portion 62f which is not It is desirable to arrange 63.
  • the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63 can be disposed at a position where the change in magnetic flux density due to the frequency change is small. Since the lowest frequency magnetic flux density P ⁇ b> 31 and the highest frequency magnetic flux density P ⁇ b> 32 do not greatly differ even if the frequency of [1] changes, the current value can be measured accurately.
  • the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63 are provided on the same substrate 29 respectively, the current in the external magnetic field or the current path (the first current path 22 and the second current path 62) The influence by the internal magnetic field generated when the magnetic flux flows appears with the same strength in the two magnetoelectric conversion elements (the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63). Therefore, by differentially processing the outputs from the two magnetoelectric conversion elements (the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63), the influence of the magnetic field can be offset more accurately. By this, the deterioration of the measurement accuracy of the current sensor 102 can be reduced.
  • both the lowest frequency magnetic flux density P31 and the highest frequency magnetic flux density P32 are based on the magnetic flux density of the portion (40 (mm) in the figure) of line XVIII-XVIII.
  • the magnetic flux density of the part (0 (mm) in the figure) is smaller. That is, the magnetic flux density of the portion of the XVII-XVII line at the first position 22a where the first convex portion 22w is erected and the magnetic flux density of the portion of the XVIII-XVIII line at the third position 22c where the first convex portion 22w is not erected Are very different.
  • both the lowest frequency magnetic flux density P31 and the highest frequency magnetic flux density P32 have the magnetic flux density of a portion (40 (mm) in the figure) of the XVIII-XVIII line.
  • the magnetic flux density in the portion of the XVII-XVII line (0 (mm) in the figure) is almost the same.
  • the first magnetoelectric conversion element 23 is disposed on the first position 22a of the first current path 22 where the first convex portion 22w is erected, and the first current path 22 where the first convex portion 22w is not erected.
  • the first magnetoelectric conversion element 33 By arranging the first magnetoelectric conversion element 33 on the third position 22c, the absolute amount of the magnetic quantity detected by the first magnetoelectric conversion element 33 differs from the magnetic quantity detected by the first magnetoelectric conversion element 33. . Therefore, the first magnetoelectric conversion element 23 disposed at the first position 22a can be used separately for high current measurement and the first magnetoelectric conversion element 33 disposed at the third position 22c for constant current measurement. .
  • the disposition position of the first magnetoelectric conversion element 23 is the first position 22a. mm) ⁇ 5 mm from the end of the first convex portion ⁇ to +5 (mm) is preferable, and the disposition position of the first magnetoelectric conversion element 33 is the third position 22c, which is -35 A region separated by (mm) ⁇ 15 (mm) or more from the end of the first convex portion ⁇ is preferable.
  • the amount of magnetism detected by the second magnetoelectric conversion element 63 and the absolute amount of magnetism detected by the second magnetoelectric conversion element 73 differ, so the second magnetoelectric conversion element 63 disposed at the second position 62b
  • the second magnetoelectric conversion element 73 disposed at the fourth position 62d can be used separately for high current measurement and low current measurement.
  • measurement can be performed in a wide range, and in the case of low current measurement, measurement can be performed with high accuracy.
  • the first magnetoelectric conversion element 33 and the second magnetoelectric conversion element 73 are provided on the same substrate 29 respectively, the current in the external magnetic field or the current path (the first current path 22 and the second current path 62)
  • the influence of the internal magnetic field generated when the magnetic flux flows appears in the two magnetoelectric conversion elements (the first magnetoelectric conversion element 33 and the second magnetoelectric conversion element 73) with the same strength. Therefore, by differentially processing the outputs from the two magnetoelectric conversion elements (the first magnetoelectric conversion element 33 and the second magnetoelectric conversion element 73), the influence of the magnetic field can be canceled more accurately. As a result, the deterioration of the measurement accuracy of the current sensor 103 can be reduced.
  • the first current path 22 is provided with the conductive first convex portion 22 w which is long along the flowing direction of the current to be measured, Equipment) the lowest frequency magnetic flux density P31, which is the magnetic flux density in the case of flowing the measured current of the lowest frequency used in the device), and the highest frequency magnetic flux density P32, which is the magnetic flux density in the case of flowing the measured current of the highest frequency It can be closely matched more closely. Therefore, the first magnetoelectric conversion element 23 can be disposed at a position where the change in magnetic flux density due to the change in frequency is small. As a result, even if the frequency of the current to be measured changes, the lowest frequency magnetic flux density P31 and the highest frequency magnetic flux density P32 do not greatly differ, so that the current value can be measured accurately.
  • the second current path 62 is provided with the conductive second convex portion 62w along the flowing direction of the current to be measured, the magnetic flux in the case of flowing the current to be measured of the lowest frequency used in the device.
  • the lowest frequency magnetic flux density P31 which is the density
  • the highest frequency magnetic flux density P32 which is the magnetic flux density in the case where the current to be measured at the highest frequency flows, can be brought closer to each other to be more consistent.
  • the second magnetoelectric conversion element 63 can be disposed at a position where the change in magnetic flux density due to the change in frequency is small. As a result, even if the frequency of the current to be measured changes, the lowest frequency magnetic flux density P31 and the highest frequency magnetic flux density P32 do not greatly differ, so that the current value can be measured accurately also in the second current path 62. .
  • the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63 are provided on the same substrate 29 respectively, the current in the external magnetic field or the current path (the first current path 22 and the second current path 62) The influence by the internal magnetic field generated when the magnetic flux flows appears with the same strength in the two magnetoelectric conversion elements (the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63). Therefore, by differentially processing the outputs from the two magnetoelectric conversion elements (the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63), the influence of the magnetic field can be offset more accurately. By this, the deterioration of the measurement accuracy of the current sensor 102 can be reduced.
  • the first magnetoelectric conversion element 33 and the second magnetoelectric conversion element 73 disposed at the position 62d are separately disposed.
  • the magnetic amount detected by the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63 disposed at the first position 22a and the second position 62b, and the third position 22c and the fourth position 62d are provided.
  • the absolute amount of the amount of magnetism detected by the first magnetoelectric conversion element 33 and the second magnetoelectric conversion element 73 differs. Therefore, the first magnetoelectric conversion element 23 and the second magnetoelectric conversion element 63 disposed at the first position 22a and the second position 62b are disposed at the third position 22c and the fourth position 62d for high current measurement.
  • the first magnetoelectric conversion element 33 and the second magnetoelectric conversion element 73 can be selectively used for constant current measurement. As a result, in the case of high current measurement, measurement can be performed in a wide range, and in the case of low current measurement, measurement can be performed with high accuracy.
  • FIG. 23 is a view for explaining a modification of the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 23 (a) is a model AC1 of the modification 1, and FIG. 23 (b) is a modification FIG. 23 (c) is a model AC3 of the third modification, and FIG. 23 (d) is a model AC4 of the fourth modification.
  • FIG. 24 is a view for explaining a modification of the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 24 (a) is a plan view of a current sensor C105 according to a modification 5; ) Is a plan view of a current sensor C106 of the sixth modification.
  • FIG. 24 is a view for explaining a modification of the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 24 (a) is a plan view of a current sensor C105 according to a modification 5; ) Is a plan view of a current sensor C106 of the sixth modification.
  • FIG. 24 is a view for explaining a modification
  • FIG. 25 is a view for explaining a modification of the current sensor 102 according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 25 (a) is a perspective view of the current sensor C107 according to the seventh modification.
  • b) is a perspective view of current sensor C108 of modification 8
  • Drawing 25 (c) is a perspective view of current sensor C109 of modification 9.
  • the first convex portion 12w is erected from the end 12t of the first flat portion 12f, and the end face of the first flat portion 12f is flush with one surface of the first convex portion 12w.
  • the first flat portion 12f is formed so that the end face of the first flat portion 12f and one surface of the first convex portion 12w are not flush.
  • the first convex portion C12w may be erected from the end portion 12t of the lens.
  • the structure of 1st convex part C22w which does not stand from the edge part 12t of the 1st flat-shaped part 12f may be sufficient.
  • the cross-sectional shape of the first convex portion 12 w is configured to be rectangular, but the shape is not limited to rectangular and may be configured to be other shape.
  • it may be a trapezoidal first convex portion C32w, or as shown in FIG. 23 (d), it may be a first convex portion C42w having a stepped portion. It may be formed, or may be formed in a step-like manner.
  • the first convex portion 12w is provided over the entire length in the longitudinal direction of the first current path 12. However, as shown in FIG. 24 (a), the first convex is formed in part of the longitudinal direction. A portion C52w may be provided, or as shown in FIG. 24 (b), a first convex portion C62w in which the end face of the first flat portion 12f and one surface of the first convex portion 12w are not flush. May be provided.
  • the first convex portion 22w of the first current path 22 and the second convex portion 62w of the second current path 62 are configured to face each other at the same size and at the same position. For example, as shown to Fig.25 (a), you may make it the structure mutually shifted and opposed.
  • the first convex portion 22 w of the first current path 22 and the second convex portion 62 w of the second current path 62 extend to the end portions in the longitudinal direction of the first current path 22 and the second current path 62.
  • the present invention is not limited to this.
  • the first convex portion 22w may be provided so as not to extend to the end (C72a, C72b) in the longitudinal direction.
  • the first current path A configuration may be provided in which wall portions 82 w erected from the end portions (C 72 a, C 72 b) in the longitudinal direction of the second current path 62 and the second current path 62 and the end portion C 92 t of the connection portion 92 are provided.
  • GMR elements are suitably used as the first magnetoelectric conversion element (13, 23, 33) and the second magnetoelectric conversion element (163, 7), but any magnetic detection element capable of detecting magnetism may be used.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the scope of the object of the present invention.

Abstract

【課題】被測定電流の周波数が変化しても精度良く測定ができる電流センサを提供することを目的とする。 【解決手段】電流センサ１０１は、第１扁平形状部１２ｆを有する第１電流路１２と、第１電流路１２上に配設され第１電流路１２に被測定電流が流れたときに発生する磁気を検出する第１磁電変換素子１３と、を備え、第１電流路１２が接続される機器の被測定電流を測定し、第１電流路１２には、被測定電流の流れる方向に沿って導電性の第１凸部１２ｗが設けられており、機器で用いられる最低周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度と、機器で用いられる最高周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度と、が、略一致する第１電流路１２上の位置に、第１磁電変換素子１３が配設されることを特徴としている。

Description

電流センサ
　本発明は、各種機器に流れる被測定電流を磁電変換素子によって測定する電流センサに関し、特に、インバータ等が搭載された各種機器に流れる被測定電流の周波数が変化する場合に適した電流センサに関する。
　近年、各種機器の制御や監視のために、各種機器に取り付けて各種機器に流れる被測定電流を測定する電流センサが一般に用いられている。この種の電流センサとして、電流路に流れる被測定電流から生じる磁界を検知する、磁気抵抗効果素子やホール素子等の磁電変換素子（磁気検出素子）を用いた方法が良く知られている。
　上述した電流センサの内で、扁平な形状の被測定導体（電流路）と絶縁基板上に配設された磁気センサとを用いた、特許文献１に提案されているような電流測定装置（電流センサ）９００が一般的に知られている。図２７は、特許文献１に開示されている電流測定装置９００を説明する図であって、磁気センサ９１０と被測定導体９０１との位置関係を示す断面図である。電流測定装置９００は、図２７に示すように、プリント基板９１１に形成された被測定導体９０１と、プリント基板９１２に搭載された磁気センサ９１０（内部に磁気検出素子を備えている）とから構成されており、被測定導体９０１に被測定電流が流れた際に、被測定導体９０１幅方向に生じる磁界９２０を磁気センサ９１０で検出している。
　ところで、このような扁平な形状の被測定導体９０１中を流れる被測定電流の周波数が高くなると、表皮効果により、被測定電流が被測定導体９０１の端部に集中し、被測定導体９０１の中央では電流密度が小さくなり、被測定導体９０１の端付近では電流密度が大きくなる。このため、磁気センサ９１０を被測定導体９０１の中央に配置した場合（図２７では端部に配置）、磁気センサ９１０が検知する中央付近の磁界９２０が低下し、電流測定装置９００の電流感度が下がると言う問題があった。
　そこで、従来例の電流測定装置９００では、図２７に示すように、被測定導体９０１の幅方向の中央位置ＣＬから所定距離だけ離れた位置に磁気センサ９１０を設けるようにしている。これにより、周波数が高い被測定電流であっても、測定感度の低下が抑えられた電流測定装置９００を提供できるとしている。
特開２００５－７００３７号公報
　しかしながら、従来例では、測定する被測定電流の周波数に合わせて磁気センサ９１０を被測定導体９０１の端付近に配置するので、周波数の違う被測定電流を用いた他の機器に適用する場合や同じ機器であっても周波数が状態によって変化する場合、電流測定装置９００で測定する電流感度が大きく違い、正確な測定精度が得られないと言う課題があった。なお、状態によって被測定電流の周波数が変化する場合とは、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車において、アイドリング時、加速時、回生ブレーキ時等の状態によって、被測定電流の周波数が変化する場合が挙げられる。
　本発明は、上述した課題を解決するもので、被測定電流の周波数が変化しても精度良く測定ができる電流センサを提供することを目的とする。
　この課題を解決するために、本発明の電流センサは、第１扁平形状部を有する第１電流路と、前記第１電流路上に配設され前記第１電流路に被測定電流が流れたときに発生する磁気を検出する第１磁電変換素子と、を備え、前記第１電流路が接続される機器の前記被測定電流を測定する電流センサにおいて、前記第１電流路には、前記被測定電流の流れる方向に沿って導電性の第１凸部が設けられており、前記機器で用いられる最低周波数の前記被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度と、前記機器で用いられる最高周波数の前記被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度と、が略一致する前記第１電流路上の位置に、前記第１磁電変換素子が配設されることを特徴としている。
　これによれば、本発明の電流センサは、第１電流路には、被測定電流の流れる向きに沿って導電性の第１凸部が設けられているので、機器で用いられる最低周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度と、最高周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度と、を近づけてより一致させることができる。このため、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置に、第１磁電変換素子を配設することができる。このことにより、被測定電流の周波数が変化しても最低周波数磁束密度と最高周波数磁束密度とが大きく異ならないので、精度良く電流値を測定することができる。
　また、本発明の電流センサは、前記第１凸部は、前記第１扁平形状部のいずれか一方の端部から立設していることを特徴としている。
　これによれば、最低周波数磁束密度と最高周波数磁束密度とが略一致する位置を、第１電流路の中央側に移動させることができる。このことにより、第１磁電変換素子を第１電流路の中央付近により近づけて配設でき、従来例のように被測定導体（電流路）９０１の外側に磁気センサ（磁電変換素子）９１０を配置した場合と比較して、隣り合う電流路等からの外部磁場の影響を低減することができる。
　また、本発明の電流センサは、前記第１扁平形状部及び前記第１凸部は、金属板を折り曲げて、一体で形成されていることを特徴としている。
　これによれば、第１扁平形状部と第１凸部とを製造する際に、１枚の金属板から容易に製造することができる。このことにより、電流センサを安価にすることができる。
　また、本発明の電流センサは、第２扁平形状部を有する第２電流路と、前記第２電流路上に配設され前記第２電流路に前記被測定電流が流れたときに発生する磁気を検出する第２磁電変換素子と、を備え、前記第１電流路と前記第２電流路との一端同士を接続する接続部が設けられ、前記第１電流路と前記第２電流路とは並列に配置され、前記第２電流路の他端が前記機器に接続され、前記第２電流路には、前記被測定電流の流れる方向に沿って導電性の第２凸部が設けられており、前記機器で用いられる最低周波数の前記被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度と、前記機器で用いられる最高周波数の前記被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度と、が略一致する前記第２電流路上の位置に、前記第２磁電変換素子が配設され、前記第１凸部が、前記第２電流路から離れた側の端部から立設しており、前記第２凸部が、前記第１電流路から離れた側の端部から立設しており、前記第１磁電変換素子と前記第２磁電変換素子とは、同一基板上に設けられていることを特徴としている。
　これによれば、第２電流路には、被測定電流の流れる向きに沿って導電性の第２凸部が設けられているので、機器で用いられる最低周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度と、最高周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度と、を近づけてより一致させることができる。このため、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置に、第２磁電変換素子を配設することができる。このことにより、被測定電流の周波数が変化しても最低周波数磁束密度と最高周波数磁束密度とが大きく異ならないので、第２電流路においても、精度良く電流値を測定することができる。更に、第１磁電変換素子と第２磁電変換素子を用い、それぞれ同一基板上に設けるようにしたので、外部磁界や電流路（第１電流路及び第２電流路）に電流が流れたときに発生する内部磁界による影響が、２つの磁電変換素子（第１磁電変換素子及び第２磁電変換素子）に同じ強さで現れてくる。このため、２つの磁電変換素子（第１磁電変換素子及び第２磁電変換素子）からの出力を差動処理することにより、この磁界の影響をより正確に相殺することができる。このことにより、電流センサの測定精度の悪化を低減することができる。
　また、本発明の電流センサは、前記第１磁電変換素子を少なくとも２つ以上有するとともに、前記第２磁電変換素子を少なくとも２つ以上有し、前記第１磁電変換素子の少なくとも１つが、前記第１凸部が立設された前記第１扁平形状部の第１位置に配設されるとともに、前記第１磁電変換素子の少なくとも１つが、前記第１凸部が立設されない前記第１扁平形状部の第３位置に配設され、前記第２磁電変換素子の少なくとも１つが、前記第２凸部が立設された前記第２扁平形状部の第２位置に配設されるとともに、前記第２磁電変換素子の少なくとも１つが、前記第２凸部が立設されない前記第２扁平形状部の第４位置に配設されることを特徴としている。
　これによれば、第１凸部が立説された第１電流路の第１位置及び第２凸部が立説された第２電流路の第２位置に配設される第１磁電変換素子及び第２磁電変換素子と、第１凸部が立説されない第１電流路の第３位置及び第２凸部が立説されない第２電流路の第４位置に配設される第１磁電変換素子及び第２磁電変換素子と、を、それぞれ分けて配設している。これにより、第１位置及び第２位置に配設された第１磁電変換素子及び第２磁電変換素子が検出する磁気量と、第３位置及び第４位置に配設された第１磁電変換素子及び第２磁電変換素子が検出する磁気量の絶対量が違ってくる。このため、第１位置及び第２位置に配設される第１磁電変換素子及び第２磁電変換素子を高電流測定用、第３位置及び第４位置に配設される第１磁電変換素子及び第２磁電変換素子を定電流測定用と、使い分けることができる。このことにより、高電流測定用では、ワイドレンジで測定することができ、低電流測定用では、精度良く測定することができる。
　また、本発明の電流センサは、前記第１扁平形状部、前記第１凸部、前記接続部、前記第２扁平形状部及び前記第２凸部が、金属板を折り曲げて、一体で形成されていることを特徴としている。
　これによれば、第１扁平形状部と第１凸部と接続部と第２扁平形状部と第２凸部とを製造する際に、１枚の金属板から容易に製造することができる。このことにより、電流センサを安価にすることができる。
　本発明の電流センサは、第１電流路には、被測定電流の流れる向きに沿って長い導電性の第１凸部が設けられているので、機器（被測定機器）で用いられる最低周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度と、最高周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度と、を近づけてより一致させることができる。このため、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置に、第１磁電変換素子を配設することができる。このことにより、被測定電流の周波数が変化しても最低周波数磁束密度と最高周波数磁束密度とが大きく異ならないので、精度良く電流値を測定することができる。
本発明の第１実施形態の電流センサを説明する分解斜視図である。 本発明の第１実施形態の電流センサを説明する斜視図である。 本発明の第１実施形態の電流センサを説明する構成図であって、図２に示すＺ１側から見た上面図である。 本発明の第１実施形態の電流センサを説明する構成図であって、図３に示すＩＶ－ＩＶ線における断面図である。 本発明の第１実施形態の電流センサのシミュレーションに用いた２つのモデルの第１電流路の断面図であって、図５（ａ）及び図５（ｂ）にそれぞれ示している。 本発明の第１実施形態の電流センサのシミュレーションに用いた２つのモデルの第１電流路の断面図であって、図６（ａ）及び図６（ｂ）にそれぞれ示している。 本発明の第１実施形態の電流センサのシミュレーション結果であって、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示したモデルに対応したグラフである。 本発明の第１実施形態の電流センサのシミュレーション結果であって、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示したモデルに対応したグラフである。 本発明の第２実施形態の電流センサを説明する分解斜視図である。 本発明の第２実施形態の電流センサを説明する斜視図である。 本発明の第２実施形態の電流センサを説明する構成図であって、図１０に示すＺ１側から見た上面図である。 本発明の第２実施形態の電流センサを説明する構成図であって、図１１に示すＸＩＩ－ＸＩＩ線における断面図である。 本発明の第２実施形態の電流センサのシミュレーションに用いたモデルの第１電流路及び第２電流路の断面図である。 本発明の第２実施形態の電流センサのシミュレーション結果を示したグラフである。 本発明の第３実施形態の電流センサを説明する分解斜視図である。 本発明の第３実施形態の電流センサを説明する斜視図である。 本発明の第３実施形態の電流センサを説明する構成図であって、図１６に示すＺ１側から見た上面図である。 本発明の第３実施形態の電流センサを説明する構成図であって、図１８（ａ）は、図１７に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線における断面図であり、図１８（ｂ）は、図１７に示すＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線における断面図である。 本発明の第３実施形態の電流センサのシミュレーションに用いたモデルの第１電流路、第２電流路及び接続部の平面図である。 本発明の第３実施形態の電流センサのシミュレーションに用いたモデルの第１電流路及び第２電流路の断面図であって、図１９に示すＸＶＩ－ＸＩＩ線における断面図である。 本発明の第３実施形態の電流センサのシミュレーション結果であって、図１９に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線方向のシミュレーション結果である。 シミュレーション結果を示しており、図２２（ａ）は、本発明の第３実施形態の電流センサにおける図１９に示すＸＸ－ＸＸ線方向のシミュレーション結果であり、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）と比較した比較例のシミュレーション結果である。 本発明の第１実施形態の電流センサの変形例を説明する図であって、図２３（ａ）は、変形例１のモデル図であり、図２３（ｂ）は、変形例２のモデル図であり、図２３（ｃ）は、変形例３のモデル図であり、図２３（ｄ）は、変形例４のモデル図である。 本発明の第１実施形態の電流センサの変形例を説明する図であって、図２４（ａ）は、変形例５の平面図であり、図２４（ｂ）は、変形例６の平面図である。 本発明の第２実施形態の電流センサの変形例を説明する図であって、図２５（ａ）は、変形例７の斜視図であって、図２５（ｂ）は、変形例８の斜視図であって、図２５（ｃ）は、変形例９の斜視図である。 本発明の実施形態の電流センサと比較した図であって、図２６（ａ）は、シミュレーションに用いた比較例のモデルＨ１０１の図であって、図２６（ｂ）は、そのモデルＨ１０１のシミュレーション結果のグラフである。 従来例における電流測定装置を説明する図であって、磁気センサと被測定導体との位置関係を示す断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
　［第１実施形態］
　図１は、本発明の第１実施形態の電流センサ１０１を説明する分解斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態の電流センサ１０１を説明する斜視図である。なお、説明を容易にするため、絶縁基板１９を省略している。図３は、本発明の第１実施形態の電流センサ１０１を説明する構成図であって、図２に示すＺ１側から見た上面図である。図４は、本発明の第１実施形態の電流センサ１０１を説明する構成図であって、図３に示すＩＶ－ＩＶ線における断面図である。
　本発明の第１実施形態の電流センサ１０１は、図１ないし図４に示すように、第１扁平形状部１２ｆを有する第１電流路１２と、第１電流路１２上に配設される第１磁電変換素子１３と、を備えて構成されている。他に、第１電流路１２と対向して配設された絶縁基板１９や、図示はしていないが、電流センサ１０１への電力の供給や電流センサ１０１からの信号取り出しのために、外部制御機器と接続するコネクタが備えられている。
　第１電流路１２は、銅（Ｃｕ）等の導電性の良い金属製の材質を用い、図１ないし図４に示すように、第１扁平形状部１２ｆと、第１電流路１２の一方の端部１２ｔから立設している第１凸部１２ｗとを有して構成され、この第１凸部１２ｗは、被測定電流の流れる向き（図２に示すＹ方向）に沿って形成されている。また、図示していないが、第１電流路１２の両端側には、図示していない機器（被測定機器）の被測定電流路（測定したい電流路）と接続し固定するための保持部が設けられている。
　また、第１扁平形状部１２ｆと第１凸部１２ｗとは、銅（Ｃｕ）等の金属板を折り曲げて、一体で形成されている。これにより、第１扁平形状部１２ｆと第１凸部１２ｗとを製造する際に、１枚の金属板から容易に製造することができる。このことにより、電流センサ１０１を安価にすることができる。
　第１磁電変換素子１３は、第１電流路１２に被測定電流が流れたときに発生する磁気を検出する素子であって、例えば、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ(Giant Magneto Resistive)素子と言う）を用い、図４に示すように、磁気センサパッケージ１４内にパッケージングされている。また、第１磁電変換素子１３は、図２及び図３に示すように、第１扁平形状部１２ｆ上に配設され、第１扁平形状部１２ｆの長手方向の中央近傍に配設されているとともに、第１電流路１２の他方の端部側に配設されている。そして、第１磁電変換素子１３の感度方向が図３に示すＸ方向になるように配設されている。
　この磁気センサパッケージ１４は、ＧＭＲ素子をシリコン基板上に作製した後、切り出されたＧＭＲ素子のチップと信号の取り出しのためのリード端子１４ｒとを電気的に接続して、熱硬化性の合成樹脂でパッケージングして作製されている。そして、磁気センサパッケージ１４は、リード端子１４ｒにより、回路基板である絶縁基板１９にはんだ付けされて、図示していない配線パターンとコネクタを介して、外部制御機器と接続されている。なお、第１磁電変換素子１３をパッケージングして、磁気センサパッケージ１４として絶縁基板１９に配設したが、例えば第１磁電変換素子１３をそのまま配設、所謂ベアチップ実装して配設しても良い。
　絶縁基板１９は、一般に広く知られている片面のプリント配線板を用いており、ガラス入りのエポキシ樹脂のベース基板に、ベース基板上に設けられた銅（Ｃｕ）等の金属箔をパターニングして、配線パターンを形成している。絶縁基板１９には、図３及び図４に示すように、第１磁電変換素子１３がパッケージングされた磁気センサパッケージ１４が１個搭載されるようになっている。なお、絶縁基板１９にガラス入りのエポキシ樹脂からなるプリント配線板を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばセラミック配線板、フレキシブル配線板でも良い。また、本発明の第１実施形態では、絶縁基板１９として回路基板を好適に用いたが、回路基板に限るものではなく、絶縁基板１９上に回路基板を重ね合わせて、磁気センサパッケージ１４を搭載する構成にしても良い。
　以上のように構成された電流センサ１０１について、周波数の違う被測定電流が流れた場合の磁場の変化に関して、有限要素法解析システムを用いた磁場解析を行った。図５は、本発明の第１実施形態の電流センサのシミュレーションに用いたモデルの第１電流路１２の断面図であって、図５（ａ）は、モデルＡ１であり、図５（ｂ）は、モデルＡ２である。また、図６は、本発明の第１実施形態の電流センサのシミュレーションに用いたモデルの第１電流路１２の断面図であって、図６（ａ）は、モデルＢ１であり、図６（ｂ）は、モデルＢ２である。
　このシミュレーションに用いた数値は（図５及び図６を参照）、第１電流路１２の全体の長さを１００（ｍｍ）、全体の幅Ｗ１を２０（ｍｍ）とし、第１扁平形状部１２ｆの厚みＴ１を４（ｍｍ）とし、第１凸部１２ｗの長さを１００（ｍｍ）として、全てのモデルについて同じにした。一方、モデルＡ１について、第１凸部１２ｗの幅Ｗ２を４（ｍｍ）、厚みＴ２を４（ｍｍ）とし、モデルＡ２について、第１凸部１２ｗの幅Ｗ２を４（ｍｍ）、厚みＴ２を１０（ｍｍ）とし、モデルＢ１について、第１凸部１２ｗの幅Ｗ２を６（ｍｍ）、厚みＴ２を４（ｍｍ）とし、第１凸部１２ｗの幅Ｗ２を８（ｍｍ）、厚みＴ２を４（ｍｍ）とし、可変させた。なお、図１ないし図４に示す電流センサ１０１は、このモデルＡ１を具現化したものである。
　また、図７は、本発明の第１実施形態の電流センサのシミュレーション結果であって、図５（ａ）のモデルＡ１，図５（ｂ）のモデルＡ２に対応したグラフである。図８は、本発明の第１実施形態の電流センサのシミュレーション結果であって、図６（ａ）のモデルＢ１，図６（ｂ）のモデルＢ２に対応したグラフである。図７及び図８のグラフの横軸は、第１電流路１２の幅Ｗ１であり、中心からの距離（左右それぞれ１０（ｍｍ））を示しており、図７及び図８のグラフの縦軸は、第１扁平形状部１２ｆで第１凸部１２ｗが設けられていない部分における磁束密度を示している。なお、図中のＰ１１は、機器（被測定機器）で用いられる被測定電流の周波数が１０（Ｈｚ）と、想定される最低周波数の場合の最低周波数磁束密度を示し、図中のＰ２は、機器（被測定機器）で用いられる被測定電流の周波数が１０（ｋＨｚ）と、想定される最高周波数の場合の最高周波数磁束密度を示している。
　また、比較のため、第１電流路１２に第１凸部１２ｗが無い従来の構成についてもシミュレーションを行った。図２６は、本発明の第１実施形態の電流センサ１０１と比較した図であって、図２６（ａ）は、シミュレーションに用いた比較例のモデルＨ１０１の図であって、図２６（ｂ）は、モデルＨ１０１のシミュレーション結果のグラフである。なお、比較例のモデルＨ１０１について、電流路Ｈ１２の長さを１００（ｍｍ）、厚みＨ１を４（ｍｍ）、幅Ｈ２を２０（ｍｍ）と、同じサイズにした。
その結果、図２６（ｂ）のような被測定電流の低周波数と高周波数との違いで磁束密度が大きく差が生じる場合と比較して、図７及び図８に示すように、第１凸部１２ｗが設けられていない第１扁平形状部１２ｆ上で、被測定電流の低周波数と高周波数との違いによる磁束密度の差、つまり最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２との差が小さくなっていた。これは、第１凸部１２ｗを設けたことにより、第１電流路１２の周囲の磁場に変化が見られたためと考えられる。したがって、被測定電流の流れる向きに沿って導電性の第１凸部１２ｗを設けることにより、最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２とを近づけて、より一致させることができる。
　このことにより、最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２とが略一致する第１電流路１２の上の位置に、第１磁電変換素子１３が配設されるのが好適である。例えば、図７に示すように、モデルＡ１の場合は、第１電流路１２の第１凸部１２ｗが設けられていない第１扁平形状部１２ｆ上で、中心からの距離が約７（ｍｍ）の位置に第１磁電変換素子１３を配設するのが望ましく、モデルＡ２の場合は、第１電流路１２の第１凸部１２ｗが設けられていない第１扁平形状部１２ｆ上で、中心からの距離が約６．５（ｍｍ）の位置に第１磁電変換素子１３を配設するのが望ましい。また、図８に示すように、モデルＢ１の場合は、第１電流路１２の第１凸部１２ｗが設けられていない第１扁平形状部１２ｆ上で、中心からの距離が約５．５（ｍｍ）の位置に第１磁電変換素子１３を配設するのが望ましく、モデルＢ２の場合は、第１電流路１２の第１凸部１２ｗが設けられていない第１扁平形状部１２ｆ上で、中心からの距離が約５（ｍｍ）の位置に第１磁電変換素子１３を配設するのが望ましい。このように、本発明の電流センサ１０１は、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置に、第１磁電変換素子１３を配設することができるので、被測定電流の周波数が変化しても最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２とが大きく異ならないので、精度良く電流値を測定することができる。
　一方、従来例の電流測定装置９００では、電流感度の低下を抑えるために、図２６（ｂ）に示す最高周波数磁束密度Ｐ２のピーク（図２６（ｂ）のＲ部分）の位置（中心からの距離が約９（ｍｍ）の位置）に、磁気センサ９１０を設けるとしているので、最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２との差が大きいものとなっている。このため、周波数の違う被測定電流を用いた他の機器に適用する場合や同じ機器であっても周波数が状態によって変化する場合、電流測定装置９００で測定する電流感度が大きく違い、正確な測定精度が得られなくなる。
　また、図７及び図８に示す結果から、第１扁平形状部１２ｆの端部１２ｔから第１凸部１２ｗを立設させて、第１凸部１２ｗの高さＴ２及び幅Ｗ２を変えることにより、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置を任意に変えることができる。これにより、第１磁電変換素子１３の配設位置を任意に設定することもできる。また、図示していないが、第１凸部１２ｗの形状、例えば、長さ或いはコーナーの面形状等を変えることによっても、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置を変えることができ、第１磁電変換素子１３の配設位置を任意に設定することができる。
　また、図７及び図８に示す結果から、第１凸部１２ｗが第１扁平形状部１２ｆの端部１２ｔから立設しているので、最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２とが略一致する位置を、第１電流路１２の中央側に移動させることができる。このことにより、第１磁電変換素子１３を第１電流路１２の中央付近により近づけて配設でき、従来例のように被測定導体（電流路）９０１の外側に磁気センサ（磁電変換素子）９１０を配置した場合と比較して、隣り合う電流路等からの外部磁場の影響を低減することができる。
　また、この効果が存在することによって、次のような課題が解決できる。第１凸部１２ｗの高さＨ２や幅Ｗ２を変化させることで、最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２とが略一致する位置を任意に変えることができるので、例えば車載用途において、電流センサを配置できる位置が限られ、従来例のような電流測定装置９００では、磁気センサ（磁電変換素子）９１０を最良な位置に配設できないという課題を解決することができる。
　また、最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２とが略一致する第１電流路１２上の位置に、第１磁電変換素子１３が配設されるのが好適であるが、最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２とが同等となる領域に対応する第１電流路１２上の位置に、第１磁電変換素子１３が配設されても良い。例えば、図７（ｂ）に示すように、モデルＡ２の場合は、最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２とが同等となる領域、つまり中心からの距離が４．５（ｍｍ）から７．５（ｍｍ）の間、好ましくは、５．５（ｍｍ）から７（ｍｍ）の間に第１磁電変換素子１３を配設しても良い。例えば、図８（ｂ）に示すように、モデルＢ２の場合は、中心からの距離が２．５（ｍｍ）から７（ｍｍ）の間、好ましくは４．５（ｍｍ）から６（ｍｍ）の間に第１磁電変換素子１３を配設しても良い。このように、最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２とが同等となる領域が広くなるように、第１凸部１２ｗを設けることができる。このことにより、第１磁電変換素子１３をこの領域の範囲内で任意に配設することができるので、例えば車載用途において、電流センサ１０１を配置できる位置が限られる場合であっても、第１磁電変換素子１３を最良な位置に配設することができる。
　以上のように構成された第１実施形態の電流センサ１０１における、効果について、以下に説明する。
　本発明の第１実施形態の電流センサ１０１は、第１電流路１２には、被測定電流の流れる向きに沿って長い導電性の第１凸部１２ｗが設けられているので、機器（被測定機器）で用いられる最低周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度Ｐ１１と、最高周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度Ｐ２と、を近づけてより一致させることができる。このため、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置に、第１磁電変換素子１３を配設することができる。このことにより、被測定電流の周波数が変化しても最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２とが大きく異ならないので、精度良く電流値を測定することができる。
　また、第１凸部１２ｗが第１扁平形状部１２ｆのいずれか一方の端部１２ｔから立設しているので、最低周波数磁束密度Ｐ１１と最高周波数磁束密度Ｐ２とが略一致する位置を、第１電流路１２の中央側に移動させることができる。このことにより、第１磁電変換素子１３を第１電流路１２の中央付近により近づけて配設でき、従来例のように被測定導体（電流路）９０１の外側に磁気センサ（磁電変換素子）９１０を配置した場合と比較して、隣り合う電流路等からの外部磁場の影響を低減することができる。
　また、第１扁平形状部１２ｆ及び第１凸部１２ｗが、金属板を折り曲げて一体で形成されているので、第１扁平形状部１２ｆと第１凸部１２ｗとを製造する際に、１枚の金属板から容易に製造することができる。このことにより、電流センサ１０１を安価にすることができる。
　［第２実施形態］
　図９は、本発明の第２実施形態の電流センサ１０２を説明する分解斜視図である。図１０は、本発明の第２実施形態の電流センサ１０２を説明する斜視図である。図１１は、本発明の第２実施形態の電流センサ１０２を説明する構成図であって、図１０に示すＺ１側から見た上面図である。なお、図１０及び図１１は、説明を容易にするため、基板２９を透明化して示している。図１２は、本発明の第２実施形態の電流センサ１０２を説明する構成図であって、図１１に示すＸＩＩ－ＸＩＩ線における断面図である。また、第２実施形態の電流センサ１０２は、第１実施形態に対し、第２電流路６２と第２磁電変換素子６３を設けたところが異なる。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
　本発明の第２実施形態の電流センサ１０２は、図９ないし図１２に示すように、第１扁平形状部２２ｆを有する第１電流路２２と、第２扁平形状部６２ｆを有する第２電流路６２と、第１電流路２２と第２電流路６２との一端同士を接続する接続部９２と、第１電流路２２上に配設される第１磁電変換素子２３と、第２電流路６２上に配設される第２磁電変換素子６３と、を備えて構成されている。他に、第１電流路２２及び第２電流路６２と対向して配設された基板２９や、図示はしていないが、電流センサ１０２への電力の供給や電流センサ１０２からの信号取り出しのために、外部制御機器と接続するコネクタが備えられている。
　第１電流路２２は、銅（Ｃｕ）等の導電性の良い金属製の材質を用い、図９ないし図１２に示すように、第１扁平形状部２２ｆと、第１電流路２２の一方の端部２２ｔから立設している第１凸部２２ｗとを有して構成され、この第１凸部２２ｗは、被測定電流の流れる向き（図１０に示すＹ方向）に沿って形成されている。
　また、図９ないし図１１に示すように、第１電流路２２の他端側には、第１電流路２２に連続して端子部２７Ａが設けられ、この端子部２７Ａには、図示していない機器（被測定機器）の被測定電流路（測定したい電流路）と接続し固定するための貫通孔２７ｈが設けられている。
　第２電流路６２は、銅（Ｃｕ）等の導電性の良い金属製の材質を用い、図９ないし図１２に示すように、第２扁平形状部６２ｆと、第２電流路６２の一方の端部６２ｔから立設している第２凸部６２ｗとを有して構成され、この第２凸部６２ｗは、被測定電流の流れる向き（図１０に示すＹ方向）に沿って形成されている。
　また、図９ないし図１１に示すように、第２電流路６２の他端側には、第２電流路６２に連続して端子部２７Ｂが設けられ、この端子部２７Ｂには、図示していない機器（被測定機器）の被測定電流路（測定したい電流路）と接続し固定するための貫通孔２７ｋが設けられている。
　第１電流路２２と第２電流路６２とは、図９ないし図１１に示すように、並列に配置され、それぞれの一端同士を接続部９２により接続している。その際に、第１電流路２２の第１凸部２２ｗが、第２電流路６２から離れた側の端部２２ｔから立設し、第２電流路６２の第２凸部６２ｗが、第１電流路２２から離れた側の端部２２ｔから立設するように配設される。そして、第１凸部２２ｗと第２凸部６２ｗとが対向して配設されている。なお、本発明の第２実施形態では、第１電流路２２と第２電流路６２と接続部９２とで、Ｕ字形状をなしており、第１電流路２２と第２電流路６２とが線対称になっている。
　また、上述した、第１扁平形状部２２ｆ、第１凸部２２ｗ、接続部９２、第２扁平形状部６２ｆ及び第２凸部６２ｗは、銅（Ｃｕ）等の金属板を折り曲げて、一体で形成されている。これにより、第１扁平形状部２２ｆと第１凸部２２ｗと接続部９２と第２扁平形状部６２ｆと第２凸部６２ｗとを製造する際に、１枚の金属板から容易に製造することができる。このことにより、電流センサ１０２を安価にすることができる。
　第１磁電変換素子２３は、第１電流路２２に被測定電流が流れたときに発生する磁気を検出する素子であって、例えば、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ(Giant Magneto Resistive)素子と言う）を用い、図１２に示すように、磁気センサパッケージ２４内にパッケージングされている。また、第１磁電変換素子２３は、図１０ないし図１２に示すように、第１凸部２２ｗが立設されている部分の第１扁平形状部２２ｆ上に配設されている。そして、第１磁電変換素子２３の感度方向が図１１に示すＸ方向になるように配設されている。
　第２磁電変換素子６３は、第２電流路６２に被測定電流が流れたときに発生する磁気を検出する素子であって、第１磁電変換素子２３と同様に、例えば、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ(Giant Magneto Resistive)素子と言う）を用い、図１２に示すように、磁気センサパッケージ６４内にパッケージングされている。また、第２磁電変換素子６３は、図１０ないし図１２に示すように、第２凸部６２ｗが立設されている部分の第２扁平形状部６２ｆ上に配設されている。そして、第２磁電変換素子６３の感度方向が図１１に示すＸ方向になるように配設されている。なお、第１磁電変換素子２３と第２磁電変換素子６３とで差動処理を行うため、第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３は、それぞれの感度軸の向きが同じ向きになるように配設されている。
　上述した磁気センサパッケージ（２４、６４）は、ＧＭＲ素子をシリコン基板上に作製した後、切り出されたＧＭＲ素子のチップと信号の取り出しのためのリード端子（２４ｒ、６４ｒ）とを電気的に接続して、熱硬化性の合成樹脂でパッケージングして作製されている。そして、この磁気センサパッケージ２４及び磁気センサパッケージ６４は、リード端子（２４ｒ、６４ｒ）により、回路基板である基板２９にはんだ付けされて、同一基板２９上に設けられている。また、この磁気センサパッケージ２４及び磁気センサパッケージ６４は、図示していない配線パターンとコネクタを介して、外部制御機器と接続されている。なお、第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３をパッケージングして、磁気センサパッケージ（２４、６４）として基板２９に配設したが、例えば第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３をそのまま配設、所謂ベアチップ実装して、同一基板２９上に配設しても良い。
　基板２９は、一般に広く知られている両面のプリント配線板を用いており、ガラス入りのエポキシ樹脂のベース基板に、ベース基板上に設けられた銅（Ｃｕ）等の金属箔をパターニングして、配線パターンを形成している。基板２９には、図３及び図４に示すように、第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３がパッケージングされた磁気センサパッケージ（４、６４）が各々１個搭載されるようになっている。なお、基板２９にガラス入りのエポキシ樹脂からなるプリント配線板を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばセラミック配線板、フレキシブル配線板でも良い。また、本発明の第２実施形態では、基板２９として回路基板を好適に用いたが、回路基板に限るものではなく、基板２９上に回路基板を重ね合わせて、磁気センサパッケージ（２４、６４）を搭載する構成にしても良い。
　以上のように構成された電流センサ１０２について、周波数の違う被測定電流が流れた場合の磁場の変化に関して、有限要素法解析システムを用いた磁場解析を行った。図１３は、本発明の第２実施形態の電流センサのシミュレーションに用いたモデルＣ１の第１電流路２２及び第２電流路６２の断面図である。
　このシミュレーションに用いた数値は（図１３を参照）、第１電流路２２の全体の長さを１００（ｍｍ）、全体の幅Ｗ２１を２０（ｍｍ）とし、第１扁平形状部２２ｆの厚みＴ２１を４（ｍｍ）とし、第１凸部２２ｗの長さを６０（ｍｍ）、幅Ｗ２２を４（ｍｍ）、高さＴ２２を１０（ｍｍ）とした。一方、第２電流路６２の全体の長さを１００（ｍｍ）、全体の幅Ｗ６１を２０（ｍｍ）とし、第２扁平形状部６２ｆの厚みＴ６１を４（ｍｍ）とし、第２凸部６２ｗの長さを６０（ｍｍ）、幅Ｗ６２を４（ｍｍ）、高さＴ６２を１０（ｍｍ）とした。また、第１電流路２２と第２電流路６２との間隔Ｗ４１を５（ｍｍ）とした。また、第１電流路２２及び第２電流路６２の表面から１（ｍｍ）離れた空間での磁束密度とした。なお、図９ないし図１２に示す電流センサ１０２は、このモデルＣ１を具現化したものである。
　また、図１４は、本発明の第２実施形態の電流センサのモデルＣ１のシミュレーション結果である。図１４のグラフの横軸は、第１電流路２２と第２電流路６２の中間点をゼロとした時の幅方向の距離を示しており、マイナス側が第１電流路２２、プラス側が第２電流路６２である。また、図１４のグラフの縦軸は、第１扁平形状部２２ｆの第１凸部２２ｗ及び第２扁平形状部６２ｆの第２凸部６２ｗが設けられていない部分における磁束密度を示している。なお、図中のＰ２１は、機器（被測定機器）で用いられる被測定電流の周波数が１０（Ｈｚ）と、想定される最低周波数の場合の最低周波数磁束密度を示し、図中のＰ２２は、機器（被測定機器）で用いられる被測定電流の周波数が１０（ｋＨｚ）と、想定される最高周波数の場合の最高周波数磁束密度を示している。
　その結果、図２６（ｂ）のような被測定電流の低周波数と高周波数との違いで磁束密度が大きく差が生じる場合と比較して、図１４（マイナス側）に示すように、第１電流路２２の第１凸部２２ｗが設けられていない第１扁平形状部２２ｆ上で、被測定電流の低周波数と高周波数との違いによる磁束密度の差、つまり最低周波数磁束密度Ｐ２１と最高周波数磁束密度Ｐ２２との差が小さくなっていた。これは、第１凸部２２ｗを設けたことにより、第１電流路２２の周囲の磁場に変化が見られたためと考えられる。したがって、被測定電流の流れる向きに沿って導電性の第１凸部２２ｗを設けることにより、最低周波数磁束密度Ｐ２１と最高周波数磁束密度Ｐ２２とを近づけて、より一致させることができる。
　また、第２電流路６２においても、図１４（プラス側）に示すように、第２凸部６２ｗが設けられていない第２扁平形状部６２ｆ上で、被測定電流の低周波数と高周波数との違いによる磁束密度の差、つまり最低周波数磁束密度Ｐ２１と最高周波数磁束密度Ｐ２２との差が小さくなっていた。これは、第２凸部６２ｗを設けたことにより、第２電流路６２の周囲の磁場に変化が見られたためと考えられる。したがって、被測定電流の流れる向きに沿って導電性の第２凸部６２ｗを設けることにより、最低周波数磁束密度Ｐ２１と最高周波数磁束密度Ｐ２２とを近づけて、より一致させることができる。
　以上のことにより、最低周波数磁束密度Ｐ２１と最高周波数磁束密度Ｐ２２とが略一致する第１電流路２２及び第２電流路６２の上の位置に、第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３が配設されるのが好適である。例えば、図１４に示すようなモデルＣ１の場合は、第１電流路２２の第１凸部２２ｗが設けられていない第１扁平形状部２２ｆ上で、中心からの距離が約－７．５（ｍｍ）｛第１電流路２２の他方の端部から約５（ｍｍ）｝の位置に第１磁電変換素子２３を配設するのが望ましく、第２電流路６２の第２凸部６２ｗが設けられていない第２扁平形状部６２ｆ上で、中心からの距離が約７．５（ｍｍ）｛第２電流路６２の他方の端部から約５（ｍｍ）｝の位置に第２磁電変換素子６３を配設するのが望ましい。このように、本発明の電流センサ１０２は、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置に、第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３を配設することができるので、被測定電流の周波数が変化しても最低周波数磁束密度Ｐ２１と最高周波数磁束密度Ｐ２２が大きく異ならないので、精度良く電流値を測定することができる。
　更に、第１磁電変換素子２３と第２磁電変換素子６３を用い、それぞれ同一基板２９上に設けるようにしたので、外部磁界や電流路（第１電流路２２及び第２電流路６２）に電流が流れたときに発生する内部磁界による影響が、２つの磁電変換素子（第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３）に同じ強さで現れてくる。このため、２つの磁電変換素子（第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３）からの出力を差動処理することにより、この磁界の影響をより正確に相殺することができる。このことにより、電流センサ１０２の測定精度の悪化を低減することができる。
　また、図１４に示す結果から容易に推定されるが、第１電流路２２の第１凸部２２ｗの高さＴ２２及び幅Ｗ２２を変えることにより、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置を任意に変えることができる。これにより、所望する第１磁電変換素子２３の配設位置を任意に設定することもできる。また、図示していないが、第１凸部２２ｗの形状、例えば、長さ或いはコーナーの面形状等を変えることによっても、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置を任意に変えることができる。同様にして、第２電流路６２の第２凸部６２ｗの高さＴ６２及び幅Ｗ６２、或いはコーナーの面形状等を変えることにより、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置を任意に変えることができる。これにより、所望する第２磁電変換素子６３の配設位置を任意に設定することもできる。
　また、最低周波数磁束密度Ｐ２１と最高周波数磁束密度Ｐ２２とが略一致する第１電流路２２上の位置に、第１磁電変換素子２３が配設されるのが好適であるが、最低周波数磁束密度Ｐ２１と最高周波数磁束密度Ｐ２２とが同等となる領域に対応する第１電流路２２上の位置に、第１磁電変換素子２３が配設されても良い。例えば、モデルＣ１の場合は、図１４（マイナス側）に示すように、最低周波数磁束密度Ｐ２１と最高周波数磁束密度Ｐ２２とが同等となる領域、つまり中心からの距離が－６（ｍｍ）から－１４（ｍｍ）の間、好ましくは－７（ｍｍ）から－９（ｍｍ）の間に第１磁電変換素子２３を配設しても良い。例えば、モデルＣ１の場合は、図１４（プラス側）に示すように、中心からの距離が６（ｍｍ）から１４（ｍｍ）の間、好ましくは７（ｍｍ）から９（ｍｍ）の間に第２磁電変換素子６３を配設しても良い。このように、最低周波数磁束密度Ｐ２１と最高周波数磁束密度Ｐ２２とが同等となる領域が広くなるように、第１凸部２２ｗ及び第２凸部６２ｗを設けることができる。このことにより、第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３をこの領域の範囲内で任意に配設することができるので、例えば車載用途において、電流センサ１０２を配置できる位置が限られる場合であっても、第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３を最良な位置に配設することができる。
　以上のように構成された第２実施形態の電流センサ１０２における、効果について、以下に説明する。
　本発明の第２実施形態の電流センサ１０２は、第１電流路２２には、被測定電流の流れる向きに沿って長い導電性の第１凸部２２ｗが設けられているので、機器（被測定機器）で用いられる最低周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度Ｐ２１と、最高周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度Ｐ２２と、を近づけてより一致させることができる。このため、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置に、第１磁電変換素子２３を配設することができる。このことにより、被測定電流の周波数が変化しても最低周波数磁束密度Ｐ２１と最高周波数磁束密度Ｐ２２とが大きく異ならないので、精度良く電流値を測定することができる。
　更に、第２電流路６２には、被測定電流の流れる向きに沿って導電性の第２凸部６２ｗが設けられているので、機器で用いられる最低周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度Ｐ２１と、最高周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度Ｐ２２と、を近づけてより一致させることができる。このため、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置に、第２磁電変換素子６３を配設することができる。このことにより、被測定電流の周波数が変化しても最低周波数磁束密度Ｐ２１と最高周波数磁束密度Ｐ２２とが大きく異ならないので、第２電流路６２においても、精度良く電流値を測定することができる。
　また、第１磁電変換素子２３と第２磁電変換素子６３を用い、それぞれ同一基板２９上に設けるようにしたので、外部磁界や電流路（第１電流路２２及び第２電流路６２）に電流が流れたときに発生する内部磁界による影響が、２つの磁電変換素子（第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３）に同じ強さで現れてくる。このため、２つの磁電変換素子（第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３）からの出力を差動処理することにより、この磁界の影響をより正確に相殺することができる。このことにより、電流センサ１０２の測定精度の悪化を低減することができる。
　また、第１扁平形状部２２ｆ、第１凸部２２ｗ、接続部９２、第２扁平形状部６２ｆ及び第２凸部６２ｗは、銅（Ｃｕ）等の金属板を折り曲げて、一体で形成されているので、第１扁平形状部２２ｆと第１凸部２２ｗと接続部９２と第２扁平形状部６２ｆと第２凸部６２ｗとを製造する際に、１枚の金属板から容易に製造することができる。このことにより、電流センサ１０２を安価にすることができる。
　［第３実施形態］
　図１５は、本発明の第３実施形態の電流センサ１０３を説明する分解斜視図である。図１６は、本発明の第３実施形態の電流センサ１０３を説明する斜視図である。図１７は、本発明の第３実施形態の電流センサ１０３を説明する構成図であって、図１６に示すＺ１側から見た上面図である。なお、図１６及び図１７は、説明を容易にするため、基板２９を透明化して示している。図１８は、本発明の第３実施形態の電流センサ１０３を説明する構成図であって、図１８（ａ）は、図１７に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線における断面図であり、図１８（ｂ）は、図１７に示すＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線における断面図である。また、第３実施形態の電流センサ１０３は、第２実施形態に対し、第１磁電変換素子３３及び第２磁電変換素子７３を設けたところが異なる。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
　本発明の第２実施形態の電流センサ１０３は、図１５ないし図１８に示すように、第１扁平形状部２２ｆを有する第１電流路２２と、第２扁平形状部６２ｆを有する第２電流路６２と、第１電流路２２と第２電流路６２との一端同士を接続する接続部９２と、第１電流路２２上に配設される第１磁電変換素子２３及び第１磁電変換素子３３と、第２電流路６２上に配設される第２磁電変換素子６３及びと第２磁電変換素子７３、を備えて構成されている。他に、第１電流路２２及び第２電流路６２と対向して配設された基板２９や、図示はしていないが、電流センサ１０３への電力の供給や電流センサ１０３からの信号取り出しのために、外部制御機器と接続するコネクタが備えられている。
　第１電流路２２、第２電流路６２及び接続部９２は、第２実施形態と同じ構造なので、ここでの説明は、省略する。
　第１磁電変換素子２３は、図１６及び図１７に示すように、第１凸部２２ｗが立設された第１扁平形状部２２ｆの第１位置２２ａ上に配設されている。そして、第１磁電変換素子２３の感度方向が図１７に示すＸ方向になるように配設されている。
　第１磁電変換素子３３は、第１電流路２２に被測定電流が流れたときに発生する磁気を検出する素子であって、例えば、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ(Giant Magneto Resistive)素子と言う）を用い、図１８に示すように、磁気センサパッケージ３４内にパッケージングされている。また、第１磁電変換素子３３は、図１６及び図１７に示すように、第１凸部２２ｗが立設されない第１扁平形状部２２ｆの第３位置２２ｃ上に配設されている。そして、第１磁電変換素子３３の感度方向が図１７に示すＸ方向になるように配設されて、第１磁電変換素子２３と同じ感度軸の向きにしている。
　第２磁電変換素子６３は、図１６及び図１７に示すように、第２凸部６２ｗが立設された第２扁平形状部６２ｆの第２位置６２ｂ上に配設されている。そして、第２磁電変換素子６３の感度方向が図１７に示すＸ方向になるように配設されている。
　第２磁電変換素子７３は、第２電流路６２に被測定電流が流れたときに発生する磁気を検出する素子であって、例えば、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ(Giant Magneto Resistive)素子と言う）を用い、図１８に示すように、磁気センサパッケージ７４内にパッケージングされている。また、第２磁電変換素子７３は、図１６及び図１７に示すように、第２凸部６２ｗが立設されない第２扁平形状部６２ｆの第４位置６２ｄ上に配設されている。そして、第２磁電変換素子７３の感度方向が図１７に示すＸ方向になるように配設されて、第２磁電変換素子６３と同じ感度軸の向きにしている。
　上述した磁気センサパッケージ（２４、３４、６４、７４）は、ＧＭＲ素子をシリコン基板上に作製した後、切り出されたＧＭＲ素子のチップと信号の取り出しのためのリード端子（２４ｒ、３４ｒ、６４ｒ、７４ｒ）とを電気的に接続して、熱硬化性の合成樹脂でパッケージングして作製されている。そして、この磁気センサパッケージ（２４、３４、６４、７４）は、リード端子（２４ｒ、３４ｒ、６４ｒ、７４ｒ）により、回路基板である基板２９にはんだ付けされて、同一基板２９上に設けられている。また、この磁気センサパッケージ（２４、３４、６４、７４）は、図示していない配線パターンとコネクタを介して、外部制御機器と接続されている。
　以上のように構成された電流センサ１０３について、周波数の違う被測定電流が流れた場合の磁場の変化に関して、有限要素法解析システムを用いた磁場解析を行った。
　図１９は、本発明の第３実施形態の電流センサのシミュレーションに用いたモデルＤ１の第１電流路２２、第２電流路６２及び接続部９２の平面図である。図２０は、本発明の第３実施形態の電流センサのシミュレーションに用いたモデルＤ１の第１電流路２２及び第２電流路６２の断面図であって、図１９に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線における断面図である。図２１は、本発明の第３実施形態の電流センサのシミュレーション結果であって、図１９に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線方向のシミュレーション結果である。図２２は、シミュレーション結果を示しており、図２２（ａ）は、本発明の第３実施形態の電流センサにおける図１９に示すＸＸ－ＸＸ線方向のシミュレーション結果であり、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）と比較した比較例Ｈ１３１のシミュレーション結果である。比較例Ｈ１３１は、図１９に示す第１凸部２２ｗ及び第２凸部６２ｗが無いモデルである。また、図中のＰ３１は、機器（被測定機器）で用いられる被測定電流の周波数が１０（Ｈｚ）と、想定される最低周波数の場合の最低周波数磁束密度を示し、図中のＰ３２は、機器（被測定機器）で用いられる被測定電流の周波数が１０（ｋＨｚ）と、想定される最高周波数の場合の最高周波数磁束密度を示している。
　このシミュレーションに用いた数値は（図１９及び図２０を参照）、第１電流路２２の全体の長さＬ２１を１２０（ｍｍ）、全体の幅Ｗ２１を２０（ｍｍ）とし、第１扁平形状部２２ｆの厚みＴ２１を４（ｍｍ）とし、第１凸部２２ｗの長さＬ２２を６０（ｍｍ）、幅Ｗ２２を４（ｍｍ）、高さＴ２２を４（ｍｍ）とした。一方、第２電流路６２の全体の長さも１００（ｍｍ）、全体の幅Ｗ６１を２０（ｍｍ）とし、第２扁平形状部６２ｆの厚みＴ６１を４（ｍｍ）とし、第２凸部６２ｗの長さも６０（ｍｍ）、幅Ｗ６２を４（ｍｍ）、高さＴ６２を４（ｍｍ）とした。また、第１電流路２２及び第２電流路６２の端部から、ＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線までの長さＬ５３を３０（ｍｍ）とし、第１凸部２２ｗ及び第２凸部６２ｗの端部からＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線までの長さＬ６３を２０（ｍｍ）とした。つまり、ＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線とＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線との間の長さは、４０（ｍｍ）となる。また、第１電流路２２と第２電流路６２の中間点からＸＸ－ＸＸ線までの長さＷ８１を１２．５（ｍｍ）とした。また、第１電流路２２と第２電流路６２との間隔Ｗ４１を５（ｍｍ）とした。また、第１電流路２２及び第２電流路６２の表面から１（ｍｍ）離れた空間での磁束密度とした。なお、図１５ないし図１８に示す電流センサ１０３は、このモデルＤ１を具現化したものである。
　その結果、図２６（ｂ）のような被測定電流の低周波数と高周波数との違いで磁束密度が大きく差が生じる場合と比較して、図２１（マイナス側）に示すように、第１電流路２２の第１凸部２２ｗが設けられていない第１扁平形状部２２ｆ上で、被測定電流の低周波数と高周波数との違いによる磁束密度の差、つまり最低周波数磁束密度Ｐ３１と最高周波数磁束密度Ｐ３２との差が小さくなっていた。これは、第１凸部２２ｗを設けたことにより、第１電流路２２の周囲の磁場に変化が見られたためと考えられる。したがって、被測定電流の流れる向きに沿って導電性の第１凸部２２ｗを設けることにより、最低周波数磁束密度Ｐ３１と最高周波数磁束密度Ｐ３２とを近づけて、より一致させることができる。
　また、第２電流路６２においても、図２１（プラス側）に示すように、第２凸部６２ｗが設けられていない第２扁平形状部６２ｆ上で、被測定電流の低周波数と高周波数との違いによる磁束密度の差、つまり最低周波数磁束密度Ｐ３１と最高周波数磁束密度Ｐ３２との差が小さくなっていた。これは、第２凸部６２ｗを設けたことにより、第２電流路６２の周囲の磁場に変化が見られたためと考えられる。したがって、被測定電流の流れる向きに沿って導電性の第２凸部６２ｗを設けることにより、最低周波数磁束密度Ｐ３１と最高周波数磁束密度Ｐ３２とを近づけて、より一致させることができる。
　以上のことにより、最低周波数磁束密度Ｐ３１と最高周波数磁束密度Ｐ３２とが略一致する第１電流路２２及び第２電流路６２の上の位置に、第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３が配設されるのが好適である。例えば、図１４に示すようなモデルＣ１の場合は、第１電流路２２の第１凸部２２ｗが設けられていない第１扁平形状部２２ｆ上で、中心からの距離が約－７．５（ｍｍ）｛第１電流路２２の他方の端部から約５（ｍｍ）｝の位置に第１磁電変換素子２３を配設するのが望ましく、第２電流路６２の第２凸部６２ｗが設けられていない第２扁平形状部６２ｆ上で、中心からの距離が約７．５（ｍｍ）｛第２電流路６２の他方の端部から約５（ｍｍ）｝の位置に第２磁電変換素子６３を配設するのが望ましい。このように、本発明の電流センサ１０２は、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置に、第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３を配設することができるので、被測定電流の周波数が変化しても最低周波数磁束密度Ｐ３１と最高周波数磁束密度Ｐ３２が大きく異ならないので、精度良く電流値を測定することができる。
　更に、第１磁電変換素子２３と第２磁電変換素子６３を用い、それぞれ同一基板２９上に設けるようにしたので、外部磁界や電流路（第１電流路２２及び第２電流路６２）に電流が流れたときに発生する内部磁界による影響が、２つの磁電変換素子（第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３）に同じ強さで現れてくる。このため、２つの磁電変換素子（第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３）からの出力を差動処理することにより、この磁界の影響をより正確に相殺することができる。このことにより、電流センサ１０２の測定精度の悪化を低減することができる。
　また、図２２（ａ）に示す結果は、最低周波数磁束密度Ｐ３１と最高周波数磁束密度Ｐ３２の両方ともに、ＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線の部分（図中の４０（ｍｍ））の磁束密度よりＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線の部分（図中の０（ｍｍ））の磁束密度の方が小さくなっている。つまり、第１凸部２２ｗが立説された第１位置２２ａおけるＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線の部分の磁束密度と第１凸部２２ｗが立説されない第３位置２２ｃおけるＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線の部分の磁束密度が大きく異なっている。一方、図２２（ｂ）に示す比較例Ｈ１３１の結果では、最低周波数磁束密度Ｐ３１と最高周波数磁束密度Ｐ３２の両方ともに、ＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線の部分（図中の４０（ｍｍ））の磁束密度とＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線の部分（図中の０（ｍｍ））の磁束密度は、ほぼ同じになっている。
　これにより、第１凸部２２ｗが立説された第１電流路２２の第１位置２２ａ上に第１磁電変換素子２３を配設し、第１凸部２２ｗが立説されない第１電流路２２の第３位置２２ｃ上に第１磁電変換素子３３を配設することにより、第１磁電変換素子２３が検出する磁気量と第１磁電変換素子３３が検出する磁気量の絶対量が違ってくる。このため、第１位置２２ａに配設される第１磁電変換素子２３を高電流測定用、第３位置２２ｃに配設される第１磁電変換素子３３を定電流測定用と、使い分けることができる。このことにより、高電流測定用では、ワイドレンジで測定することができ、低電流測定用では、精度良く測定することができる。なお、図１９及び図２０に示すようなモデルＤ１の場合では、図２２（ａ）に示すように、第１磁電変換素子２３の配設位置は、第１位置２２ａであって、－１５（ｍｍ）｛第１凸部の端部から５（ｍｍ）｝から＋５（ｍｍ）の範囲が好適であり、第１磁電変換素子３３の配設位置は、第３位置２２ｃであって、－３５（ｍｍ）｛第１凸部の端部から１５（ｍｍ）｝以上離した領域が好適である。
　また、図示はしていないが、第２電流路６２についても同様なことが言え、第２凸部６２ｗが立説された第２電流路６２の第２位置６２ｂ上に第２磁電変換素子６３を配設し、第２凸部６２ｗが立説されない第２電流路６２の第４位置６２ｄ上に第２磁電変換素子７３を配設するのが良い。これにより、第２磁電変換素子６３が検出する磁気量と第２磁電変換素子７３が検出する磁気量の絶対量が違ってくるので、第２位置６２ｂに配設される第２磁電変換素子６３を高電流測定用、第４位置６２ｄに配設される第２磁電変換素子７３を低電流測定用と、使い分けることができる。このことにより、高電流測定用では、ワイドレンジで測定することができ、低電流測定用では、精度良く測定することができる。
　更に、第１磁電変換素子３３と第２磁電変換素子７３を用い、それぞれ同一基板２９上に設けるようにしたので、外部磁界や電流路（第１電流路２２及び第２電流路６２）に電流が流れたときに発生する内部磁界による影響が、２つの磁電変換素子（第１磁電変換素子３３及び第２磁電変換素子７３）に同じ強さで現れてくる。このため、２つの磁電変換素子（第１磁電変換素子３３及び第２磁電変換素子７３）からの出力を差動処理することにより、この磁界の影響をより正確に相殺することができる。このことにより、電流センサ１０３の測定精度の悪化を低減することができる。
　以上のように構成された第３実施形態の電流センサ１０３における、効果について、以下に説明する。
　本発明の第３実施形態の電流センサ１０３は、第１電流路２２には、被測定電流の流れる向きに沿って長い導電性の第１凸部２２ｗが設けられているので、機器（被測定機器）で用いられる最低周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度Ｐ３１と、最高周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度Ｐ３２と、を近づけてより一致させることができる。このため、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置に、第１磁電変換素子２３を配設することができる。このことにより、被測定電流の周波数が変化しても最低周波数磁束密度Ｐ３１と最高周波数磁束密度Ｐ３２とが大きく異ならないので、精度良く電流値を測定することができる。
　更に、第２電流路６２には、被測定電流の流れる向きに沿って導電性の第２凸部６２ｗが設けられているので、機器で用いられる最低周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度Ｐ３１と、最高周波数の被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度Ｐ３２と、を近づけてより一致させることができる。このため、周波数変化に伴う磁束密度の変化が小さい位置に、第２磁電変換素子６３を配設することができる。このことにより、被測定電流の周波数が変化しても最低周波数磁束密度Ｐ３１と最高周波数磁束密度Ｐ３２とが大きく異ならないので、第２電流路６２においても、精度良く電流値を測定することができる。
　また、第１磁電変換素子２３と第２磁電変換素子６３を用い、それぞれ同一基板２９上に設けるようにしたので、外部磁界や電流路（第１電流路２２及び第２電流路６２）に電流が流れたときに発生する内部磁界による影響が、２つの磁電変換素子（第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３）に同じ強さで現れてくる。このため、２つの磁電変換素子（第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３）からの出力を差動処理することにより、この磁界の影響をより正確に相殺することができる。このことにより、電流センサ１０２の測定精度の悪化を低減することができる。
　また、第１凸部２２ｗが立説された第１電流路２２の第１位置２２ａ及び第２凸部６２ｗが立説された第２電流路６２の第２位置６２ｂに配設される第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３と、第１凸部２２ｗが立説されない第１電流路２２の第３位置２２ｃ及び第２凸部６２ｗが立説されない第２電流路６２の第４位置６２ｄに配設される第１磁電変換素子３３及び第２磁電変換素子７３と、を、それぞれ分けて配設している。これにより、第１位置２２ａ及び第２位置６２ｂに配設された第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３が検出する磁気量と、第３位置２２ｃ及び第４位置６２ｄに配設された第１磁電変換素子３３及び第２磁電変換素子７３が検出する磁気量の絶対量が違ってくる。このため、第１位置２２ａ及び第２位置６２ｂに配設される第１磁電変換素子２３及び第２磁電変換素子６３を高電流測定用、第３位置２２ｃ及び第４位置６２ｄに配設される第１磁電変換素子３３及び第２磁電変換素子７３を定電流測定用と、使い分けることができる。このことにより、高電流測定用では、ワイドレンジで測定することができ、低電流測定用では、精度良く測定することができる。
　なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
　図２３は、本発明の第１実施形態の電流センサ１０１の変形例を説明する図であって、図２３（ａ）は、変形例１のモデルＡＣ１であり、図２３（ｂ）は、変形例２のモデルＡＣ２であり、図２３（ｃ）は、変形例３のモデルＡＣ３であり、図２３（ｄ）は、変形例４のモデルＡＣ４である。図２４は、本発明の第１実施形態の電流センサ１０１の変形例を説明する図であって、図２４（ａ）は、変形例５の電流センサＣ１０５の平面図であり、図２４（ｂ）は、変形例６の電流センサＣ１０６の平面図である。図２５は、本発明の第２実施形態の電流センサ１０２の変形例を説明する図であって、図２５（ａ）は、変形例７の電流センサＣ１０７の斜視図であって、図２５（ｂ）は、変形例８の電流センサＣ１０８の斜視図であって、図２５（ｃ）は、変形例９の電流センサＣ１０９の斜視図である。
　＜変形例１＞＜変形例２＞
　上記第１実施形態では、第１扁平形状部１２ｆの端部１２ｔから第１凸部１２ｗを立設させて、しかも第１扁平形状部１２ｆの端面と第１凸部１２ｗの一方面と面一になるように構成したが、図２３（ａ）に示すように、第１扁平形状部１２ｆの端面と第１凸部１２ｗの一方面とが面一にならない程度に、第１扁平形状部１２ｆの端部１２ｔから第１凸部Ｃ１２ｗを立設させた構成にしても良い。また、図２３（ｂ）に示すように、第１扁平形状部１２ｆの端部１２ｔから立設させない第１凸部Ｃ２２ｗの構成でも良い。
　＜変形例３＞＜変形例４＞
　上記第１実施形態では、第１凸部１２ｗの断面形状が矩形になるように構成したが、矩形に限らず他の形状に構成しても良い。例えば、図２３（ｃ）に示すように、台形状の第１凸部Ｃ３２ｗであっても良いし、図２３（ｄ）に示すように、段差部を有した形状の第１凸部Ｃ４２ｗであってもでも良いし、更に階段状に形成しても良い。
　＜変形例５＞＜変形例６＞
　上記第１実施形態では、第１電流路１２の長手方向の全長にわたって第１凸部１２ｗを設けた構成にしたが、図２４（ａ）に示すように、長手方向の一部に第１凸部Ｃ５２ｗを設ける構成であっても良いし、図２４（ｂ）に示すように、第１扁平形状部１２ｆの端面と第１凸部１２ｗの一方面とが面一にならない第１凸部Ｃ６２ｗを設ける構成であっても良い。
　＜変形例７＞
　上記第２実施形態では、第１電流路２２の第１凸部２２ｗと第２電流路６２の第２凸部６２ｗが、同じ大きさでしかも同じ位置で対向するように構成したが、これに限らず、例えば、図２５（ａ）に示すように、互いにずらして対向させた構成にしても良い。
　＜変形例８＞
　上記第２実施形態では、第１電流路２２の第１凸部２２ｗと第２電流路６２の第２凸部６２ｗが、第１電流路２２及び第２電流路６２の長手方向の端部まで延びた構成にしたが、これに限らず、例えば、図２５（ｂ）に示すように、接続部９２が無い部分の第１電流路２２及び第２電流路６２にのみ、第１凸部２２ｗ及び第２凸部６２ｗを設けて、長手方向の端部（Ｃ７２ａ、Ｃ７２ｂ）まで延ばさない構成にしても良い。
　＜変形例９＞
　上記第２実施形態では、第１電流路２２及び第２電流路６２の長手方向の端部は、開放された構成にしたが、例えば、図２５（ｃ）に示すように、第１電流路２２及び第２電流路６２の長手方向の端部（Ｃ７２ａ、Ｃ７２ｂ）、及び接続部９２の端部Ｃ９２ｔから立設した壁部８２ｗを設けた構成にしても良い。
　＜変形例１０＞
　上記実施形態では、第１磁電変換素子（１３、２３、３３）及び第２磁電変換素子（１６３、７け）としてＧＭＲ素子を好適に用いたが、磁気を検知できる磁気検出素子であれば良く、上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
　　１２、２２　第１電流路
　　１２ｆ、２２ｆ　第１扁平形状部
　　１２ｔ、２２ｔ　端部
　　１２ｗ、２２ｗ、Ｃ１２ｗ、Ｃ３２ｗ、Ｃ４２ｗ、Ｃ５２ｗ、Ｃ６２ｗ　第１凸部
　　６２　　第２電流路
　　６２ｆ　第２扁平形状部
　　６２ｔ　端部
　　６２ｗ　第２凸部
　　２２ａ　第１位置
　　６２ｂ　第２位置
　　２２ｃ　第３位置
　　６２ｄ　第４位置
　　９２　　接続部
　　１３、２３、３３　第１磁電変換素子
　　６３、７３　第２磁電変換素子
　　６２ｆ　第２扁平形状部
　　２９　基板
　　１０１、１０２、１０３　電流センサ
　　Ｃ１０５、Ｃ１０６、Ｃ１０７、Ｃ１０８、Ｃ１０９　電流センサ
　　Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ３１　　最低周波数磁束密度
　　Ｐ１２、Ｐ２２、Ｐ３２　　最高周波数磁束密度

Claims (6)

  1. 　第１扁平形状部を有する第１電流路と、前記第１電流路上に配設され前記第１電流路に被測定電流が流れたときに発生する磁気を検出する第１磁電変換素子と、を備え、
    　前記第１電流路が接続される機器の前記被測定電流を測定する電流センサにおいて、
    　前記第１電流路には、前記被測定電流の流れる方向に沿って導電性の第１凸部が設けられており、
    　前記機器で用いられる最低周波数の前記被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度と、
    　前記機器で用いられる最高周波数の前記被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度と、が略一致する前記第１電流路上の位置に、前記第１磁電変換素子が配設されることを特徴とする電流センサ。
  2. 　前記第１凸部は、前記第１扁平形状部のいずれか一方の端部から立設していることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
  3. 　前記第１扁平形状部及び前記第１凸部は、金属板を折り曲げて、一体で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電流センサ。
  4. 　第２扁平形状部を有する第２電流路と、前記第２電流路上に配設され前記第２電流路に前記被測定電流が流れたときに発生する磁気を検出する第２磁電変換素子と、を備え、
    　前記第１電流路と前記第２電流路との一端同士を接続する接続部が設けられ、
    　前記第１電流路と前記第２電流路とは並列に配置され、
    　前記第２電流路の他端が前記機器に接続され、
    　前記第２電流路には、前記被測定電流の流れる方向に沿って導電性の第２凸部が設けられており、
    　前記機器で用いられる最低周波数の前記被測定電流を流した場合における磁束密度である最低周波数磁束密度と、
    　前記機器で用いられる最高周波数の前記被測定電流を流した場合における磁束密度である最高周波数磁束密度と、が略一致する前記第２電流路上の位置に、前記第２磁電変換素子が配設され、
    　前記第１凸部は、前記第２電流路から離れた側の端部から立設しており、
    　前記第２凸部は、前記第１電流路から離れた側の端部から立設しており、
    　前記第１磁電変換素子と前記第２磁電変換素子とは、同一基板上に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電流センサ。
  5. 　前記第１磁電変換素子を少なくとも２つ以上有するとともに、前記第２磁電変換素子を少なくとも２つ以上有し、
    　前記第１磁電変換素子の少なくとも１つは、前記第１凸部が立設された前記第１扁平形状部の第１位置に配設されるとともに、前記第１磁電変換素子の少なくとも１つは、前記第１凸部が立設されない前記第１扁平形状部の第３位置に配設され、
    　前記第２磁電変換素子の少なくとも１つは、前記第２凸部が立設された前記第２扁平形状部の第２位置に配設されるとともに、前記第２磁電変換素子の少なくとも１つは、前記第２凸部が立設されない前記第２扁平形状部の第４位置に配設されることを特徴とする請求項４に記載の電流センサ。
  6. 　前記第１扁平形状部、前記第１凸部、前記接続部、前記第２扁平形状部及び前記第２凸部は、金属板を折り曲げて、一体で形成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電流センサ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016194911A1 (ja) * 2015-06-04 2016-12-08 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
WO2021220620A1 (ja) * 2020-04-30 2021-11-04 株式会社村田製作所 電流センサ

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10505102B2 (en) 2016-04-04 2019-12-10 Infineon Technologies Ag Semiconductor device for sensing a magnetic field including an encapsulation material defining a through-hole
DE102016107798B4 (de) 2016-04-27 2020-12-10 Infineon Technologies Ag Kompakte Sensorpackung
WO2018146964A1 (ja) * 2017-02-10 2018-08-16 アルプス電気株式会社 電流センサ
WO2018150802A1 (ja) 2017-02-17 2018-08-23 アルプス電気株式会社 電流センサ
CN112394216B (zh) * 2019-08-19 2022-04-12 华为技术有限公司 漏电流传感器、漏电流检测电路以及电源设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005070037A (ja) 2003-08-05 2005-03-17 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 電流測定装置、及び、電流測定方法
JP2011013200A (ja) * 2009-07-02 2011-01-20 Kohshin Electric Corp 電流センサ
JP2012078232A (ja) * 2010-10-04 2012-04-19 Panasonic Corp 電流検出装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10110254B4 (de) * 2001-03-02 2004-07-08 Sensitec Gmbh Stromsensor, bestehend aus Stromleitern und Magnetfeld-oder Magnetfeldgradientensensoren
RS20060511A (en) * 2006-09-06 2008-11-28 Ametes Ag., Sensor and procedure for measuring bus bar current with skin effect correction
JP5153491B2 (ja) * 2008-07-11 2013-02-27 矢崎総業株式会社 電流検出装置
JP5154335B2 (ja) * 2008-08-18 2013-02-27 株式会社東海理化電機製作所 電流センサ
JP2011232086A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Toyota Motor Corp 電流検出装置
CH703903B1 (de) * 2010-10-01 2014-04-30 Melexis Tessenderlo Nv Stromsensor.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005070037A (ja) 2003-08-05 2005-03-17 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 電流測定装置、及び、電流測定方法
JP2011013200A (ja) * 2009-07-02 2011-01-20 Kohshin Electric Corp 電流センサ
JP2012078232A (ja) * 2010-10-04 2012-04-19 Panasonic Corp 電流検出装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016194911A1 (ja) * 2015-06-04 2016-12-08 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
WO2021220620A1 (ja) * 2020-04-30 2021-11-04 株式会社村田製作所 電流センサ

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