WO2016080135A1 - 電流センサ - Google Patents

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WO2016080135A1
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gap
magnetic
core
current sensor
center line
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Inventor
敬 青木
裕二 稲垣
Original Assignee
株式会社東海理化電機製作所
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a current sensor.
  • a ring-shaped magnetic core that surrounds the path of the current to be measured and has a gap portion of a predetermined width, a magnetic detection element positioned in the gap portion, and is provided over the magnetic core and holds the magnetic detection element
  • a current sensor including a support is known (for example, see Patent Document 1).
  • the support of the current sensor disclosed in Patent Document 1 includes an accommodating portion that is formed in an intermediate portion thereof and accommodates a magnetic detection element in an internal space, and an abutting portion that is formed on an inner wall portion of the peripheral portion and abuts on the peripheral surface of the magnetic core.
  • a contact portion, and arm portions that are formed on both sides thereof so as to extend toward the pair of magnetic cores, and are engaged with locked portions formed on both side surfaces of the magnetic core at the locking portion of the tip portion. .
  • the support is positioned with respect to the magnetic core by the contact portion being in contact with the peripheral surface of the magnetic core and the locking portion of the arm portion being locked to the locked portion of the magnetic core, thereby detecting the magnetic force.
  • the element is disposed at the center of the gap portion in a state where the displacement is regulated by contacting the wall portion of the internal space of the housing portion. Therefore, this current sensor can be made less susceptible to the influence of an external magnetic field by positioning the magnetic detection element stably and accurately at the central portion in the gap portion of the magnetic core.
  • An object of the present invention is to provide a current sensor that can be miniaturized and can increase detection accuracy.
  • a current sensor has a ring shape in which a gap is formed, and is responsive to a core disposed so as to surround a conductor and a magnetic field generated in the gap based on a current flowing through the conductor.
  • a magnetic sensing element mounted on a substrate having a magnetic sensitive surface, wherein the magnetic sensing element has two end faces opposite to each other in the gap, the center of the magnetic sensitive surface being on the inner peripheral side of the thickness center line of the core It is biased and arranged on either one side.
  • FIG. 1A is a perspective view illustrating a current sensor according to an embodiment.
  • FIG. 1B is a front view showing the current sensor.
  • FIG. 2A is a simulation diagram illustrating the influence of a disturbance magnetic field in the core gap of the current sensor according to the embodiment.
  • FIG. 2B is an explanatory view showing the periphery of the gap in order to explain the arrangement of the magnetic sensor.
  • the current sensor according to the embodiment has a ring shape in which a gap is formed, a core disposed so as to surround the conductor, and a magnetosensitive surface that reacts to a magnetic field generated in the gap based on a current flowing through the conductor. And a magnetic sensing element mounted on a substrate, wherein the magnetic sensing element has a center of the magnetosensitive surface passing through the gap, the thickness center line of the core passing through the gap (one section along the radial direction of the ring-shaped core) Is disposed in the gap so as to be located on the inner peripheral side (that is, on the bus bar side inserted into the core) and on one side of two opposing end faces in the gap. .
  • FIG. 1A is a perspective view showing a current sensor according to the embodiment
  • FIG. 1B is a front view showing the current sensor.
  • the ratio between figures may be different from the actual ratio.
  • the current sensor 1 is a current sensor that measures the current of a lead battery mounted on a vehicle. This current sensor 1 is electrically connected to the negative electrode of the lead battery.
  • FIG. 1A and FIG. 1B it is assumed that the current 7 flows from the front side to the back in FIG. 1B. Accordingly, the magnetic field 8 is generated clockwise on the paper surface of FIG. 1B, and a part of the magnetic field 8 forms a magnetic path 80 inside the core 3.
  • the current sensor 1 has a ring shape in which a gap 33 is formed, and a core 3 disposed so as to surround the bus bar 2 as a conductor, and a current flowing through the bus bar 2. 7 and a magnetic sensing element mounted on the substrate 4 having a magnetosensitive surface 50 that reacts to the magnetic field 8 generated in the gap 33.
  • the magnetic sensing element is a sensory sensor as the center of the magnetosensitive surface 50.
  • the magnetic point 51 is on the inner peripheral side (that is, on the bus bar 2 side inserted into the core 3) from the thickness center line 11 of the core 3 (thickness center line of the core 3 in one section along the radial direction of the ring-shaped core 3).
  • the gap 33 is disposed in the gap 33 so as to be biased to either one of the two end faces 31 and 32 facing each other in the gap 33.
  • the magnetic detection element is a Hall element 5.
  • the bus bar 2 is formed so as to have an elongated plate shape by punching a conductive plate member such as copper, a copper alloy, and brass.
  • the shape of the bus bar 2 is not limited to a plate shape, and may be an arbitrary shape.
  • the bus bar 2 is electrically connected to the negative electrode of the lead battery.
  • the bus bar 2 is inserted into the through hole 30 of the core 3 as shown in FIG. 1A.
  • the core 3 has a shape in which a part of an ellipse is cut off. This cut-out area is a gap 33.
  • the core 3 is obtained by integrating a plurality of plate-like cores having a plate shape by press working.
  • the plate-like core is formed using a soft magnetic material such as permalloy, an electromagnetic steel plate (silicon steel plate), or ferrite.
  • the core 3 has a through hole 30 into which the bus bar 2 is inserted. Further, the end surface 31 and the end surface 32 which are the end portions of the gap 33 are located in the major axis direction of the core 3.
  • a magnetic path 80 is formed in the core 3 so as to be closed through the inside of the core 3 and the gap 33 when the current 7 flows through the bus bar 2.
  • the magnetic flux 81 in the gap 33 springs out from the end face 31 and is sucked into the end face 32.
  • the Hall element 5 is a magnetic sensor that outputs an electrical signal corresponding to the magnetic flux 81 penetrating the magnetosensitive surface 50 based on the Hall effect.
  • the magnetic sensitive point 51 described above is the center of the magnetic sensitive surface 50.
  • the Hall element 5 is disposed on a substrate 4 which is a rigid substrate, and is configured as a magnetic sensor 6 together with an amplifier circuit, a control circuit, and the like disposed on the substrate 4.
  • the Hall element 5 outputs an electric signal corresponding to the magnetic flux 81 in the gap 33 to the control circuit via the amplifier circuit, and the control circuit calculates the current value based on the amplified electric signal. It is configured to calculate and output.
  • the Hall element 5 may be disposed on the substrate 4 in a bare chip state, or may be disposed on the substrate 4 as a part of a Hall IC (Integrated (Circuit) that is provided with an amplifier circuit and a control circuit and is molded with resin. May be.
  • Hall IC Integrated (Circuit) that is provided with an amplifier circuit and a control circuit and is molded with resin. May be.
  • FIG. 2A is a simulation diagram showing the influence of a disturbance magnetic field in the gap of the core of the current sensor according to the embodiment
  • FIG. 2B is an explanatory diagram showing the periphery of the gap in order to explain the arrangement of the magnetic sensor.
  • the strength of the disturbance magnetic field 9 in FIG. 2A is weaker on the upper side (inner side of the core) of the thickness center line 11 than on the lower side (outer side of the core) (however, the intensity variation is particularly (described later)). It is relatively small in the arrangement area 101).
  • the strong place on the lower side in the X-axis direction component) is in the vicinity of the lower end face 31 and the end face 32.
  • the Hall element 5 is arranged such that the magnetosensitive point 51 is located on the inner peripheral side with respect to the thickness center line 11 of the core 3 and on either one of the end face 31 and the end face 32.
  • the Hall element 5 has the magnetic sensitive point 51 at the center of the through hole 30 of the core 3, the end face 31 and the end face.
  • the magnetic vector 90 of the gap 33 is distributed as shown in FIG. 2A as an example.
  • the influence of the disturbance magnetic field 9 is large on the outer peripheral side of the core 3, and the inner peripheral side is small. Therefore, the X-axis direction component of the magnetic vector 90 related to detection is smaller on the upper side than the thickness center line 11 compared to the lower side.
  • the Hall element 5 is arranged in the arrangement region 100 on the inner peripheral side from the thickness center line 11 as shown in FIG. 2A.
  • the arrangement region 100 is a region surrounded by a dotted line excluding the gap center line 10 as shown in FIG. 2A.
  • the Hall element 5 is arranged so that the magnetic sensitive point 51 is positioned on the gap center line 10 of the gap 33, there are the following problems.
  • the Hall element 5 is arranged so that the magnetosensitive point 51 is positioned on the gap center line 10, the gap 33 needs to be widened according to the thickness of the substrate 4 and the thickness of the Hall element 5.
  • the gap 33 needs to be at least twice as thick as the thickness of the substrate 4 and the thickness from the substrate 4 to the magnetosensitive surface 50.
  • the magnetic flux density in the gap 33 decreases, so that the detection sensitivity of the Hall element 5 needs to be increased.
  • the Hall element 5 is more easily affected by the disturbance magnetic field than before being increased. As a result, there is a problem that the SN ratio of the current sensor is lowered and the resistance to the disturbance magnetic field is lowered.
  • the current sensor 1 of the present embodiment is arranged in the arrangement region 100 on the inner peripheral side where the influence of the disturbance magnetic field is small, and is further arranged to be biased toward the end surface 31 or the end surface 32 side. That is, the Hall element 5 is not arranged so that the magnetic sensitive point 51 is positioned on the gap center line 10. Therefore, the current sensor 1 can narrow the gap 33 as close to the thickness of the magnetic sensor 6, and can be configured such that the decrease in magnetic flux density is suppressed and the detection sensitivity does not need to be increased.
  • the magnetosensitive point 51 is closer to the end face 31 or the end face 32 than the arrangement region 100 near the gap center line 10.
  • the Hall element 5 is arranged so as to be located in the arrangement region 101 surrounded by the dotted line. In this arrangement region 101, the influence of the disturbance magnetic field 9 is larger than that near the gap center line 10, but the influence of the disturbance magnetic field 9 is reduced by narrowing the gap 33, and the detection accuracy obtained by increasing the magnetic flux density is obtained. Compared with the improvement, the influence on the detection accuracy is small.
  • the Hall element 5 is preferably arranged such that the magnetosensitive point 51 is located in a region near the end face 32 where the magnetic flux 81 of the magnetic field 8 in the gap 33 is sucked (for example, the arrangement region 101 on the left side in FIG. 2A). This is because the direction of the magnetic vector 90 in the gap 33 and the direction of the magnetic flux 81 in the gap 33 generated by the current 7 flowing in the bus bar 2 are matched as shown in FIGS. 1A and 2A. This is because if both directions are opposite directions, the detection sensitivity may be slightly reduced due to cancellation even though they are small.
  • the current sensor 1 according to the present embodiment can be downsized and the detection accuracy can be increased.
  • the current sensor 1 is configured such that the magnetic sensing point 51 of the Hall element 5 mounted on the substrate 4 is on the inner peripheral side from the thickness center line 11 of the core 3 passing through the gap 33 and on the end face 31 or end face 32 side. Therefore, it is not necessary to position the magnetic sensitive point 51 on the gap center line 10, and the gap 33 can be narrowed to increase the magnetic flux density of the gap 33.
  • the current sensor 1 since the magnetic flux density in the gap 33 is increased, it is not necessary to increase the detection sensitivity, the SN ratio is increased, and the detection accuracy is improved.
  • the current sensor 1 has the Hall element 5 disposed so that the magnetosensitive point 51 is located at a position where the influence of the disturbance magnetic field is small, and the SN ratio is large, so that the resistance to the disturbance magnetic field is improved.
  • the gap 33 is widened by arranging the magnetic sensor 6 so that the magnetic sensitive point 51 is positioned on the gap center line 10.
  • the current sensor 1 does not need to arrange the magnetic sensor 6 so that the magnetic sensitive point 51 is positioned on the gap center line 10, the gap 33 can be narrowed and the size can be reduced.
  • the present invention can be applied to a drive motor used in a hybrid vehicle or an electric vehicle, and a current sensor having a magnetic detection element for detecting a current flowing in a battery.

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Abstract

電流センサ１は、ギャップ３３が形成されたリング形状を有し、バスバ２の周囲を囲むように配置されるコア３と、バスバ２に流れる電流７に基づいてギャップ３３に発生する磁場８に反応する感磁面５０を有して基板４上に実装されるホール素子５とを備え、ホール素子５は感磁面５０の中心としての感磁点５１がコア３の厚み中心線１１より内周側で、かつギャップ３３において対向する２つの端面３１及び端面３２のいずれか一方側に偏って配置される。

Description

電流センサ
本発明は、電流センサに関する。
被測定電流の経路の周囲を囲み、所定幅のギャップ部を有するリング状の磁気コアと、ギャップ部に位置する磁気検出素子と、磁気コアにかぶせて設けられているとともに磁気検出素子を保持するサポートと、を備えた電流センサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に開示された電流センサのサポートは、その中間部に形成され磁気検出素子を内部空間に収容する収容部と、その周縁部の内壁部に形成され磁気コアの周面に当接する当接部と、その両側にそれぞれ一対磁気コア側に延びて形成され、先端部の係止部で磁気コアの両側面に形成された被係止部に係止する腕部と、を備えている。
またこのサポートは、当接部が磁気コアの周面と当接し、かつ腕部の係止部が磁気コアの被係止部に係止することで、磁気コアに対して位置決めされ、磁気検出素子は、収容部の内部空間の壁部に当接して位置ずれが規制された状態でギャップ部の中心部に配置される。従ってこの電流センサは、磁気検出素子が磁気コアのギャップ部において中心部に安定かつ正確に位置決めされることで、外部磁界の影響を受け難くすることができる。
特開２０１３－１６４２８８号公報
特許文献１に開示された電流センサは、磁気コアのギャップ部の中心部に磁気検出素子を配置するので、ギャップ部が広く形成される。従ってこの電流センサは、ギャップ部が広くなることでギャップ部の磁束密度が低下するので、磁場の検出精度を高く設定しなければならず、ＳＮ比が低下するという問題がある。
本発明の目的は、小型化することができると共に検出精度を高くすることができる電流センサを提供することにある。
本発明の一実施態様による電流センサは、ギャップが形成されたリング形状を有し、導体の周囲を囲むように配置されるコアと、導体に流れる電流に基づいてギャップに発生する磁場に反応する感磁面を有して基板上に実装される磁気検出素子とを備え、磁気検出素子は、感磁面の中心がコアの厚み中心線より内周側で、かつギャップにおいて対向する２つの端面のいずれか一方側に偏って配置される。
本発明の一実施態様によれば、小型化することができると共に検出精度を高くすることができる電流センサを提供することができる。
図１Ａは、実施形態に係る電流センサを示す斜視図である。 図１Ｂは、電流センサを示す正面図である。 図２Ａは、実施形態に係る電流センサのコアのギャップにおける外乱磁場の影響を示すシミュレーション図である。 図２Ｂは、磁気センサの配置を説明するためにギャップ周辺を示す説明図である。
（実施形態の要約）
実施形態に係る電流センサは、ギャップが形成されたリング形状を有し、導体の周囲を囲むように配置されるコアと、導体に流れる電流に基づいてギャップに発生する磁場に反応する感磁面を有して基板上に実装される磁気検出素子とを備え、磁気検出素子は、感磁面の中心が、ギャップを通過するコアの厚み中心線（リング形状コアの半径方向に沿った一断面におけるコアの厚み中心線）より内周側（即ち、コアに挿入されるバスバ側）で、かつギャップにおいて対向する２つの端面のいずれか一方側に偏って位置するようにギャップ内に配置される。
[実施形態]
（電流センサ１の構成）
図１Ａは、実施形態に係る電流センサを示す斜視図であり、図１Ｂは、電流センサを示す正面図である。なお、以下に記載する実施形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
電流センサ１は、一例として、車両に搭載される鉛バッテリの電流を測定する電流センサである。この電流センサ１は、鉛バッテリの負電極に電気的に接続される。図１Ａ及び図１Ｂでは、電流７が、図１Ｂの紙面手前側から奥に向かって流れているものとしている。従って図１Ｂの紙面において、磁場８が時計回りに発生し、その磁場８の一部は、コア３の内部に磁路８０を形成している。
電流センサ１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ギャップ３３が形成されたリング形状を有し、導体としてのバスバ２の周囲を囲むように配置されるコア３と、バスバ２に流れる電流７に基づいてギャップ３３に発生する磁場８に反応する感磁面５０を有して基板４上に実装される磁気検出素子とを備え、磁気検出素子は、感磁面５０の中心としての感磁点５１がコア３の厚み中心線（リング形状コア３の半径方向に沿った一断面におけるコア３の厚み中心線）１１より内周側（即ち、コア３に挿入されるバスバ２側）で、かつギャップ３３において対向する２つの端面３１及び端面３２のいずれか一方側に偏って位置するようにギャップ３３内に配置される。この磁気検出素子は、一例として、ホール素子５である。
（バスバ２の構成）
バスバ２は、例えば、銅、銅合金及び黄銅等の導電性を有する板部材を打ち抜いて細長い板形状となるように形成されたものである。なお、バスバ２の形状は、板形状に限定されず、任意の形状で良い。
このバスバ２は、鉛バッテリの負電極と電気的に接続されている。バスバ２は、図１Ａに示すように、コア３の貫通孔３０に挿入されている。
（コア３の構成）
コア３は、一例として、楕円の一部が切り取られたような形状を有している。この切り取られた領域がギャップ３３となっている。このコア３は、一例として、板形状を有する複数の板状コアがプレス加工により一体とされたものである。この板状コアは、例えば、パーマロイ、電磁鋼板（ケイ素鋼板）、フェライト等の軟磁性体材料を用いて形成される。
このコア３は、バスバ２が挿入される貫通孔３０を有している。またギャップ３３の端部である端面３１及び端面３２は、このコア３の長径方向に位置している。
コア３には、例えば、図１Ｂに示すように、バスバ２に電流７が流れることにより、コア３の内部及びギャップ３３を介して閉じる磁路８０が形成される。ギャップ３３における磁束８１は、図１Ｂに示すように、端面３１から湧き出し、端面３２に吸い込まれる。
（ホール素子５の構成）
ホール素子５は、ホール効果に基づいて、感磁面５０を貫通する磁束８１に応じた電気信号を出力する磁気センサである。上述の感磁点５１は、この感磁面５０の中心である。
このホール素子５は、例えば、リジット基板である基板４に配置され、基板４に配置された増幅回路及び制御回路等と共に磁気センサ６として構成されている。この磁気センサ６は、例えば、ホール素子５がギャップ３３の磁束８１に応じた電気信号を、増幅回路を介して制御回路に出力し、制御回路が増幅された当該電気信号に基づいて電流値を算出して出力するように構成されている。
なおホール素子５は、例えば、ベアチップ状態で基板４に配置されても良いし、増幅回路及び制御回路等を備え、樹脂でモールドされたホールＩＣ（Integrated Circuit）の一部として基板４に配置されても良い。
（ホール素子５の配置について）
図２Ａは、実施形態に係る電流センサのコアのギャップにおける外乱磁場の影響を示すシミュレーション図であり、図２Ｂは、磁気センサの配置を説明するためにギャップ周辺を示す説明図である。図２Ａにおける外乱磁場９の強さは、厚み中心線１１の上側（コアの内周側）が下側（コアの外周側）と比べて弱い（ただし、強さのばらつきは特に（後述する）配置領域１０１においては比較的少ない）。この下側の（Ｘ軸方向の成分において）強い場所は、下側の端面３１及び端面３２の付近である。
ホール素子５は、上述のように、感磁点５１がコア３の厚み中心線１１より内周側で、かつ端面３１及び端面３２のいずれか一方側に偏って配置される。具体的には、図１Ｂの紙面左から右にＸ軸、下から上にＹ軸を設定すると、ホール素子５は、感磁点５１が、コア３の貫通孔３０の中心と端面３１と端面３２の間の中心を通る（リング形状コアの半径方向に沿った一断面における）ギャップ中心線１０から±△Ｘずれ、端面３１と端面３２の中心線を通る厚み中心線１１から＋△Ｙずれて配置される。
ここで、バスバ２に電流７が流れていない状態で、ギャップ３３の外側から外乱磁場９が作用している場合、ギャップ３３の磁気ベクトル９０は、一例として、図２Ａに示すように分布する。具体的には、外乱磁場９の影響がコア３の外周側で大きく、内周側が小さい。従って検出に関係する磁気ベクトル９０のＸ軸方向の成分は、厚み中心線１１よりも上側が下側と比べて小さくなる。
従ってホール素子５は、図２Ａに示すように、厚み中心線１１より内周側の配置領域１００に配置される。なお配置領域１００は、図２Ａに示すように、ギャップ中心線１０上が除外された点線で囲まれた領域である。
ホール素子５は、ギャップ３３のギャップ中心線１０上に感磁点５１が位置するように配置されることが一般的に好ましいが、以下に示す問題がある。このギャップ中心線１０上に感磁点５１が位置するようにホール素子５が配置される場合、基板４の厚み、及びホール素子５の厚みに応じてギャップ３３を広くする必要がある。
つまりギャップ３３は、少なくとも基板４の厚み、及び基板４から感磁面５０までの厚みの２倍以上の間隔が必要となる。そしてギャップ３３が広い場合、ギャップ３３内の磁束密度が低下するので、ホール素子５の検出感度を上げる必要がある。しかしホール素子５は、検出感度を上げると、上げる前よりも外乱磁場の影響を受け易くなり、結果的に電流センサのＳＮ比が低下し、外乱磁場に対する耐性が低下する問題がある。
一方本実施形態の電流センサ１は、外乱磁場の影響が少ない内周側の配置領域１００に配置され、さらに端面３１又は端面３２側に偏って配置される。つまりホール素子５は、感磁点５１がギャップ中心線１０上に位置するように配置されない。従って電流センサ１は、磁気センサ６の厚み近くまでギャップ３３を狭くすることが可能となり、磁束密度の低下が抑制されて検出感度を上げる必要がない構成とすることが可能となる。
また電流センサ１は、図２Ｂに示すように、磁気センサ６の厚み近くまでギャップ３３を狭くする場合、感磁点５１がギャップ中心線１０近くの配置領域１００よりも端面３１又は端面３２に近い、点線で囲まれた配置領域１０１に位置するようにホール素子５が配置される。この配置領域１０１は、外乱磁場９の影響がギャップ中心線１０近くよりも大きいが、ギャップ３３を狭くすることで外乱磁場９の影響が小さくなると共に、磁束密度が上がることにより得られる検出精度の向上と比べると、検出精度に与える影響が小さい。
さらにホール素子５は、ギャップ３３における磁場８の磁束８１が吸い込まれる端面３２近くの領域（例えば図２Ａの左側の配置領域１０１）に感磁点５１が位置するように配置されることが好ましい。これは、図１Ａ及び図２Ａに示すように、ギャップ３３における磁気ベクトル９０の向きと、バスバ２に流れる電流７によって生じるギャップ３３の磁束８１の向きと、を合わせるためである。この両者の向きが反対方向である場合、小さいながらも打ち消し合って検出感度が若干低下する可能性があるからである。
（実施形態の効果）
本実施形態に係る電流センサ１は、小型化することができると共に検出精度を高くすることができる。具体的には、電流センサ１は、基板４上に実装されたホール素子５の感磁点５１がギャップ３３を通過するコア３の厚み中心線１１より内周側でかつ端面３１又は端面３２側に偏って配置されるので、ギャップ中心線１０上に感磁点５１を位置させる必要がなく、ギャップ３３を狭くしてギャップ３３の磁束密度を上げることができる。電流センサ１は、ギャップ３３の磁束密度が上がるので、検出感度を上げる必要が無くなり、ＳＮ比が大きくなり、検出精度が向上する。また電流センサ１は、外乱磁場の影響が小さい位置に感磁点５１が位置するようにホール素子５を配置し、さらにＳＮ比が大きいので、外乱磁場に対する耐性が向上する。
電流センサ１は、基板４にホール素子５が実装されるので、ギャップ中心線１０上に感磁点５１が位置するように磁気センサ６を配置すると、ギャップ３３が広くなる。しかし電流センサ１は、ギャップ中心線１０上に感磁点５１が位置するように磁気センサ６を配置する必要がないので、ギャップ３３を狭くすることができて小型化することができる。
一方、図２Ｂに示されるように、ギャップ３３の磁束８１が吸い込まれる端面３２の近くに、感磁点５１が位置するようにホール素子５をした場合、外乱磁場９による磁気ベクトル９０の向きと当該磁束８１の向きとがほぼ等しくなり、両者の向きが逆向きである場合と比べて、検出精度の低下を抑制することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、実施形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、実施形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
本発明は、ハイブリッド車や電気自動車で使用される駆動モータ、バッテリーに流れる電流を検出するための磁気検出素子を有する電流センサに適用できる。
１　電流センサ
２　バスバ
３　コア
４　基板
５　ホール素子
６　磁気センサ
７　電流
８　磁場
１０　ギャップ中心線
１１　厚み中心線
３１，３２　端面
３３　ギャップ
５０　感磁面
 

Claims (5)

  1. ギャップが形成されたリング形状を有し、導体の周囲を囲むように配置されるコアと、
    前記導体に流れる電流に基づいて前記ギャップに発生する磁場に反応する感磁面を有して基板上に実装される磁気検出素子と、を備え、
    前記磁気検出素子は、前記リング形状コアの半径方向に沿った断面において、前記感磁面の中心が、前記ギャップを通過する前記コアの厚み中心線より内周側で、かつ前記ギャップにおいて対向する２つの端面のいずれか一方側に偏って位置するように前記ギャップ内に配置される、電流センサ。
  2. 前記磁気検出素子は、前記断面において前記コアの中心および前記対向する２つの端面の中心を通過する前記ギャップの中心線よりも前記端面に近い領域に前記感磁面の中心が位置するように配置される、請求項１に記載の電流センサ。
  3. 前記磁気検出素子は、前記ギャップにおける前記磁場の磁束が吸い込まれる端面近くの領域に前記感磁面の中心が位置するように配置される、請求項２に記載の電流センサ。
  4. 前記磁気検出素子の全体は、前記断面において、前記ギャップを通過する前記コアの厚み中心線より内周側に配置される、請求項１に記載の電流センサ。
  5. 前記コアの前記ギャップ付近に磁気シールドが設けられていない、請求項１に記載の電流センサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6522048B2 (ja) * 2017-05-31 2019-05-29 本田技研工業株式会社 電力装置及び電力装置の製造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0581731U (ja) * 1992-04-06 1993-11-05 住友電気工業株式会社 電流センサ
JPH07294561A (ja) * 1994-04-28 1995-11-10 Nippon Soken Inc 電流計測装置
JP2006214815A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Mitsubishi Electric Corp 電流センサー
JP2012163401A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Aisan Ind Co Ltd 電流センサ
WO2013099215A1 (ja) * 2011-12-27 2013-07-04 株式会社デンソー 電流センサ
JP2013148513A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Aisin Seiki Co Ltd 電流センサ
WO2013175865A1 (ja) * 2012-05-25 2013-11-28 日本航空電子工業株式会社 電流センサ
JP2014190762A (ja) * 2013-03-26 2014-10-06 Toyota Industries Corp 電流センサ

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0581731U (ja) * 1992-04-06 1993-11-05 住友電気工業株式会社 電流センサ
JPH07294561A (ja) * 1994-04-28 1995-11-10 Nippon Soken Inc 電流計測装置
JP2006214815A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Mitsubishi Electric Corp 電流センサー
JP2012163401A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Aisan Ind Co Ltd 電流センサ
WO2013099215A1 (ja) * 2011-12-27 2013-07-04 株式会社デンソー 電流センサ
JP2013148513A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Aisin Seiki Co Ltd 電流センサ
WO2013175865A1 (ja) * 2012-05-25 2013-11-28 日本航空電子工業株式会社 電流センサ
JP2014190762A (ja) * 2013-03-26 2014-10-06 Toyota Industries Corp 電流センサ

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