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WO2016194633A1 - 電流センサ - Google Patents

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Publication number
WO2016194633A1
WO2016194633A1 PCT/JP2016/064900 JP2016064900W WO2016194633A1 WO 2016194633 A1 WO2016194633 A1 WO 2016194633A1 JP 2016064900 W JP2016064900 W JP 2016064900W WO 2016194633 A1 WO2016194633 A1 WO 2016194633A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic sensor
flow path
conductor
current
current sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/064900
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
清水　康弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to DE112016002481.9T priority Critical patent/DE112016002481T5/de
Priority to CN201680011651.8A priority patent/CN107250813B/zh
Publication of WO2016194633A1 publication Critical patent/WO2016194633A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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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
    • 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, and more particularly to a current sensor that detects a value of a current to be measured by measuring a magnetic field generated according to the current to be measured.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2008-1111748 (Patent Document 1), 2008-216230 (Patent Document 2) and 2007-78418 (Patent Document 3) are disclosed. is there.
  • the current sensor described in Patent Literature 1 includes a magnetic detection element disposed between each test part of the bus bar, an insulating mold part that fits between each test part while molding the magnetic detection element, and an insulation Shield portions made of a magnetic material integrally formed so as to be in non-contact with the bus bar are provided on both side surfaces which are both side portions of the bus bar in the mold portion.
  • the first half-bridge circuit is configured in one region divided with respect to the center line of the installation board by four magnetoresistive elements arranged on the installation board.
  • a current detection device in which the second half-bridge circuit is configured in the other region, and a primary conductor having at least one slit portion and a portion including the slit portion having a U-shape.
  • the current detection device is disposed in at least one of the slit portion, the upper portion of the U-shaped primary conductor, and the lower portion of the U-shaped primary conductor.
  • the integrated chip is disposed in a form sandwiched between two parallel lines of bus bars.
  • the integrated chip is disposed in a step space provided between two lines so that the line is located on the front side and the line is located on the back side.
  • the vertical Hall elements mounted on the integrated chip separately detect magnetic vectors in opposite directions that are generated due to currents flowing in two lines (currents in the same direction in each line).
  • an integrated chip on which a magnetic detection element is mounted is arranged in a step space provided between two parallel flat plate-like lines. Near the center between two flat lines, the magnetic fields generated around each line cancel each other. Therefore, when the magnetic detection element is arranged near the center between two flat lines, the magnetic flux density detected by the magnetic detection element is reduced and the sensitivity of the current sensor is lowered.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a current sensor capable of reducing the influence of an external magnetic field while increasing sensitivity.
  • the current sensor according to the present invention includes a current to be measured, includes a front surface and a back surface, and includes a length direction, a width direction orthogonal to the length direction, and a thickness orthogonal to the length direction and the width direction.
  • a plate-like conductor having a vertical direction and a first magnetic sensor and a second magnetic sensor for detecting the strength of a magnetic field generated by the current are provided.
  • the conductor includes one flow path portion and the other flow path portion in which the current flows in the middle in the length direction. When viewed from the width direction, a region surrounded by one flow path portion and the other flow path portion is formed.
  • the first magnetic sensor is located inside the region as viewed from the width direction, and is located on the back side of one flow path portion.
  • the second magnetic sensor is located inside the region as viewed from the width direction, and is located on the surface side of the other flow path portion.
  • one channel portion bulges to the surface side of the conductor when viewed from the width direction.
  • the other channel portion bulges to the back side of the conductor when viewed from the width direction.
  • each of the one channel portion and the other channel portion has one end and the other end in the length direction.
  • the position in the thickness direction is different between one end of the one flow path portion in the length direction and the other end of the one flow path portion.
  • One end of the other flow path part in the length direction and the other end of the other flow path part are different from each other in the thickness direction.
  • the one end of one flow path part in the length direction and the one end of the other flow path part have the same position in the thickness direction.
  • the other end of the one flow path portion in the length direction and the other end of the other flow path portion have the same position in the thickness direction.
  • One flow path part includes a bent part that connects the position of one end of the one flow path part and the position of the other end of the one flow path part in the thickness direction.
  • the other channel portion includes a bent portion that connects the position of one end of the other channel portion in the thickness direction and the position of the other end of the other channel portion.
  • the bent part of one flow path part and the bent part of the other flow path part are located at a distance from each other in the length direction.
  • the apparatus further includes a calculation unit that calculates the value of the current by calculating the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor. In the first magnetic sensor and the second magnetic sensor, the detected values of the magnetic fields are out of phase with each other.
  • the calculation unit is a subtractor or a differential amplifier.
  • the apparatus further includes a calculation unit that calculates the value of the current by calculating the detection value of the first magnetic sensor and the detection value of the second magnetic sensor.
  • the calculation unit is an adder or a summing amplifier.
  • one flow path part and the other flow path part have a point-symmetric shape.
  • the conductor is provided with a slit extending in the length direction between one channel and the other channel.
  • a slit is positioned between the first magnetic sensor and the second magnetic sensor in the width direction as viewed from the thickness direction.
  • the slit is located in the center of the conductor in the said width direction.
  • the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are mounted on one substrate.
  • each of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor has a detection axis, and is arranged so that the detection axis faces the width direction.
  • Each of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is configured such that the detection sensitivity changes according to the strength of the bias magnetic field in the length direction.
  • a housing for housing the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is further provided.
  • the housing is in contact with at least a part of the back surface of the one flow path portion.
  • one flow path portion includes an extending portion extending in the length direction.
  • the housing is in contact with at least a part of the back surface of the extending portion.
  • a housing for housing the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is further provided.
  • the housing is in contact with each of at least a part of the back surface of the one channel part and at least a part of the surface of the other channel part.
  • each of the one channel portion and the other channel portion includes an extending portion extending in the length direction.
  • the housing is in contact with at least a part of the back surface of the extension part of one flow path part and at least a part of the surface of the extension part of the other flow path part.
  • the influence of the external magnetic field can be reduced while increasing the sensitivity of the current sensor.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the current sensor according to Embodiment 1 of the present invention, as viewed from the direction of arrows VV in FIG.
  • FIG. 24 It is a perspective view which shows the external appearance of the conductor with which the current sensor which concerns on Embodiment 5 of this invention is provided. It is the side view which looked at the conductor of FIG. 24 from the arrow XXV direction. It is the top view which looked at the conductor of FIG. 24 from the arrow XXVI direction. It is the front view which looked at the conductor of FIG. 24 from arrow XXVII. It is a perspective view which shows the external appearance of the current sensor which concerns on the modification of Embodiment 5 of this invention. It is the side view which looked at the current sensor of FIG. 28 from the arrow XXIX direction.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a current sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an appearance of a conductor included in the current sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the external appearance of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor included in the current sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 4 is a cross-sectional view of the current sensor according to the first embodiment of the present invention, as viewed from the direction of arrows IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the current sensor according to Embodiment 1 of the present invention, as viewed from the direction of arrows VV in FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a current sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an appearance of a conductor included in the current sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the current sensor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 1, 2, 4, and 5 the width direction of a conductor 110 described later is illustrated as an X-axis direction, the length direction of the conductor 110 is defined as a Y-axis direction, and the thickness direction of the conductor 110 is illustrated as a Z-axis direction. .
  • the current sensor 100 flows a current to be measured, includes a front surface and a back surface, and includes a length direction (Y-axis direction) and a length direction (Y-axis).
  • Plate-like conductor 110 having a width direction (X-axis direction) orthogonal to the direction) and a thickness direction (Z-axis direction) orthogonal to the length direction (Y-axis direction) and the width direction (X-axis direction).
  • a first magnetic sensor 120a and a second magnetic sensor 120b that detect the strength of the magnetic field generated by the current to be measured flowing through the conductor 110.
  • the current to be measured is divided into two flow paths as will be described later, and flows through the conductor 110 in the length direction (Y-axis direction) of the conductor 110 as indicated by an arrow 1.
  • the conductor 110 includes one flow path portion 111 and the other flow path portion 115 through which the current to be measured flows in the middle in the length direction (Y-axis direction).
  • One flow path portion 111 bulges to the surface side of the conductor 110 when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the other channel part 115 is flat.
  • a region 111h surrounded by one flow path portion 111 and the other flow path portion 115 is formed when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • one flow path portion 111 is spaced apart from each other by a first protrusion 112 and a second protrusion 113 that protrude perpendicularly to the surface of the conductor 110. , And extends in the length direction of the conductor 110 (Y-axis direction), and includes an extended portion 114 that connects the first protruding portion 112 and the second protruding portion 113.
  • the shape of the one flow path portion 111 is not limited to this, and may be, for example, a C-shape or a semicircular shape when viewed from the width direction (X-axis direction) of the conductor 110.
  • the conductor 110 is made of copper.
  • the material of the conductor 110 is not limited to this, and may be a metal such as silver, aluminum, or iron, or an alloy containing these metals.
  • the conductor 110 may be subjected to a surface treatment.
  • a surface treatment For example, at least one plating layer made of a metal such as nickel, tin, silver, or copper, or an alloy containing these metals may be provided on the surface of the conductor 110.
  • the conductor 110 is formed by casting.
  • the method for forming the conductor 110 is not limited to this, and the conductor 110 may be formed by cutting or pressing.
  • the first magnetic sensor 120 a and the second magnetic sensor 120 b are mounted on one substrate 130.
  • Each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is mounted on the substrate 130 together with electronic components such as an amplifier and a passive element. 1, 3, 4 and 5, the amplifier and the passive element are not shown.
  • the amplifier and the passive element may be mounted on a substrate different from the substrate 130 on which each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is mounted.
  • the substrate 130 is a printed wiring board, and includes a base material such as glass epoxy or alumina, and a wiring formed by patterning a metal foil such as copper provided on the surface of the base material.
  • a part of the substrate 130 on which the first magnetic sensor 120 a and the second magnetic sensor 120 b are mounted is opposed to the extending portion 114 of one flow path portion 111.
  • the remaining part of the substrate 130 is placed on the surface of the other flow path part 115.
  • the first magnetic sensor 120a is located inside the region 111h and located on the back surface side of one flow path portion 111 when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the second magnetic sensor 120b is located inside the region 111h and located on the surface side of the other flow path 115 when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the substrate 130 is disposed so that the mounting surface of the substrate 130 and the surface of the other flow path portion 115 are parallel, but the mounting surface of the substrate 130 and the surface of the other flow path portion 115 are arranged.
  • the substrate 130 may be arranged so that the two are perpendicular to each other.
  • Each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b has a detection axis 2 and is arranged so that the detection axis 2 faces in the width direction (X-axis direction).
  • Each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b outputs a positive value when a magnetic field directed in one direction of the detection axis 2 is detected, and in a direction opposite to the one direction of the detection axis 2. It has an odd function input / output characteristic in which a negative value is output when a directed magnetic field is detected.
  • each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is a Wheatstone bridge type bridge circuit including four AMR (Anisotropic Magneto Resistance) elements. Have. Each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is replaced with an AMR element, and GMR (Giant Magneto Resistance), TMR (Tunnel Magneto Resistance), BMR (Balistic Magneto Resistance), CMR (Colossal Magneto Resistance). It may have a magnetoresistive element.
  • each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b may have a half bridge circuit composed of two magnetoresistive elements.
  • a magnetic sensor having a Hall element a magnetic sensor having an MI (Magneto Impedance) element using a magnetic impedance effect, a fluxgate type magnetic sensor, or the like is used.
  • MI Magnetic Impedance
  • Magnetic elements such as a magnetoresistive element and a Hall element may be packaged with a resin, or may be potted with a silicone resin or an epoxy resin.
  • the plurality of magnetic elements When a plurality of magnetic elements are packaged, the plurality of magnetic elements may be packaged in one, or each of the plurality of magnetic elements may be packaged separately. In addition, a plurality of magnetic elements and electronic components may be integrated and packaged together.
  • the AMR element has an odd function input / output characteristic by including a barber pole type electrode.
  • each of the magnetoresistive elements of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b includes a barber pole type electrode, thereby making a predetermined angle with respect to the magnetization direction of the magnetoresistive film in the magnetoresistive element. It is biased so that a current flows in the direction it forms.
  • the magnetization direction of the magnetoresistive film is determined by the shape anisotropy of the magnetoresistive film.
  • the method of adjusting the magnetization direction of the magnetoresistive film is not limited to the method using the shape anisotropy of the magnetoresistive film, but a method of arranging a permanent magnet in the vicinity of the magnetoresistive film constituting the AMR element, or AMR A method of providing exchange coupling in the magnetoresistive film constituting the element may be used.
  • the permanent magnet may be composed of a sintered magnet, a bonded magnet, or a thin film.
  • the kind of permanent magnet is not particularly limited, and a ferrite magnet, a samarium cobalt magnet, an alnico magnet, a neodymium magnet, or the like can be used.
  • the magnetization direction of the magnetoresistive film in the magnetoresistive element of the first magnetic sensor 120a and the magnetization direction of the magnetoresistive film in the magnetoresistive element of the second magnetic sensor 120b are the same direction. Thereby, the fall of the output accuracy by the influence of an external magnetic field can be made small.
  • Each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is configured such that the detection sensitivity changes according to the strength of the bias magnetic field in the length direction (Y-axis direction).
  • each of the first magnetic sensor 120 a and the second magnetic sensor 120 b has a sensitivity change axis 3 that is orthogonal to the detection axis 2.
  • each of the first magnetic sensor 120 a and the second magnetic sensor 120 b is arranged such that the sensitivity change axis 3 is along the length direction (Y-axis direction) of the conductor 110. That is, the sensitivity change axis 3 is directed in the length direction (Y-axis direction) of the conductor 110.
  • each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b changes when a magnetic field in the direction along the sensitivity change axis 3 is applied.
  • each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b has high output sensitivity when a magnetic field is applied in the direction along the sensitivity change axis 3 opposite to the direction in which the bias magnetic field is applied.
  • the output sensitivity is low when a magnetic field having the same direction as the application direction of the bias magnetic field is applied in the direction along the sensitivity change axis 3.
  • Each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b has an output of 0 when only the magnetic field in the direction along the sensitivity change axis 3 is applied.
  • the current sensor 100 calculates a value of a current to be measured flowing through the conductor 110 by calculating a detection value of the first magnetic sensor 120 a and a detection value of the second magnetic sensor 120 b.
  • 190 is further provided.
  • the calculation unit 190 is a differential amplifier.
  • the calculation unit 190 may be a subtracter.
  • the current to be measured flowing through the conductor 110 flows in two flow paths, one flow path section 111 and the other flow path section 115.
  • a magnetic field that circulates through each flow path is generated according to the so-called right-handed screw law.
  • the first magnetic sensor 120 a is located inside the region 111 h as viewed from the width direction (X-axis direction), and is disposed on the back surface side of one flow path portion 111. Therefore, a magnetic field 112e that circulates around the first protrusion 112, a magnetic field 113e that circulates around the second protrusion 113, and a magnetic field 114e that circulates around the extension 114 are applied to the first magnetic sensor 120a. As a result, the magnetic field applied to the magnetoresistive element of the first magnetic sensor 120a becomes stronger, and the sensitivity of the first magnetic sensor 120a to the current to be measured flowing through the conductor 110 becomes higher. A magnetic field 115e that circulates around the other flow path 115 is applied to the second magnetic sensor 120b.
  • the direction of the magnetic flux in the X-axis direction is opposite to the position on the back surface side of the extending portion 114 of the one flow path portion 111 and the position on the front surface side of the other flow path portion 115. That is, since the direction of the magnetic flux acting on the first magnetic sensor 120a is opposite to the direction of the magnetic flux acting on the second magnetic sensor 120b, the strength of the magnetic field generated by the current to be measured flowing through the conductor 110 is The phase of the detection value of the first magnetic sensor 120a and the phase of the detection value of the second magnetic sensor 120b are opposite in phase. Therefore, when the strength of the magnetic field detected by the first magnetic sensor 120a is a positive value, the strength of the magnetic field detected by the second magnetic sensor 120b is a negative value.
  • the detection value of the first magnetic sensor 120a and the detection value of the second magnetic sensor 120b are calculated by the calculation unit 190. Specifically, the calculation unit 190 subtracts the detection value of the second magnetic sensor 120b from the detection value of the first magnetic sensor 120a. From this result, the value of the current to be measured flowing through the conductor 110 is calculated.
  • the external magnetic field source cannot be physically located between the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b.
  • the direction of the magnetic field component in the direction of the detection axis 2 of the magnetic field applied from the external magnetic field source to the first magnetic sensor 120a and the detection axis of the magnetic field applied from the external magnetic field source to the second magnetic sensor 120b is the same direction. Therefore, if the strength of the external magnetic field detected by the first magnetic sensor 120a is a positive value, the strength of the external magnetic field detected by the second magnetic sensor 120b is also a positive value.
  • the calculation unit 190 subtracts the detection value of the second magnetic sensor 120b from the detection value of the first magnetic sensor 120a, so that the magnetic field from the external magnetic field source is hardly detected. That is, the influence of the external magnetic field is reduced.
  • the directions of the detection axes with positive detection values may be opposite to each other (opposite 180 °).
  • the strength of the external magnetic field detected by the first magnetic sensor 120a is a positive value
  • the strength of the external magnetic field detected by the second magnetic sensor 120b is a negative value.
  • the phase of the detection value of the first magnetic sensor 120a and the phase of the detection value of the second magnetic sensor 120b are in phase.
  • an adder or an addition amplifier is used as the calculation unit 190 instead of the differential amplifier.
  • the detected value of the first magnetic sensor 120a and the detected value of the second magnetic sensor 120b are added by an adder or an adding amplifier, thereby obtaining the absolute value of the detected value of the first magnetic sensor 120a.
  • the absolute value of the detection value of the second magnetic sensor 120b is subtracted. Thereby, the magnetic field from the external magnetic field source is hardly detected. That is, the influence of the external magnetic field is reduced.
  • the detected value of the first magnetic sensor 120a and the detected value of the second magnetic sensor 120b are added by an adder or an adding amplifier.
  • the value of the current to be measured is calculated.
  • an adder or an addition amplifier may be used as the calculation unit in place of the differential amplifier while the input / output characteristics of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b have opposite polarities.
  • the current sensor 100 reduces the influence of the external magnetic field while increasing the sensitivity of the current sensor 100 by increasing the sensitivity of the first magnetic sensor 120a with respect to the measurement current flowing through the conductor 110. Can do.
  • the current sensor 100 a part of the substrate 130 on which the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are mounted is disposed on the back side of the one flow path portion 111, and the remaining portion of the substrate 130 is the other current flow.
  • the current sensor 100 can be reduced in height, integrated, and downsized.
  • the current sensor 100 since the current sensor 100 according to the present embodiment has a structure in which the substrate 130 on which the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are mounted is mounted on one conductor 110, the current sensor 100 is assembled. Compared with the case where two conductors are used, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
  • Embodiment 2 a current sensor according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
  • the current sensor 200 according to the second embodiment is different from the current sensor 100 according to the first embodiment only in that a slit is provided in the conductor, and therefore the same configuration as the current sensor 100 according to the first embodiment is the same.
  • the reference numerals are attached and the description is not repeated.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an appearance of a current sensor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing an appearance of a conductor included in the current sensor according to the second embodiment of the present invention.
  • the current sensor 200 flows a current to be measured, includes a front surface and a back surface, and includes a length direction (Y-axis direction) and a length direction (Y-axis).
  • Plate-like conductor 210 having a width direction (X-axis direction) orthogonal to the direction) and a thickness direction (Z-axis direction) orthogonal to the length direction (Y-axis direction) and the width direction (X-axis direction).
  • a first magnetic sensor 120a and a second magnetic sensor 120b that detect the strength of the magnetic field generated by the current to be measured flowing through the conductor 210.
  • the conductor 210 is provided with a slit 216 extending in the length direction (Y-axis direction) between the one flow path portion 111 and the other flow path portion 115. ing. By providing the slit 216, a gap is formed between the one channel portion 111 and the other channel portion 115. The slit 216 is located between the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b when viewed from the thickness direction (Z-axis direction) of the conductor 210.
  • the slit 216 is provided in a range including one flow path portion 111 in the length direction (Y-axis direction) of the conductor 210, but the range in which the slit 216 is provided is not limited thereto. However, it should just be provided in the range which overlaps at least one part of one flow path part 111.
  • FIG. In addition, the slit 216 is rectangular as viewed from the thickness direction (Z-axis direction) of the conductor 210, but the shape of the slit 216 is not limited to this, and may be an ellipse or the like.
  • FIG. 9 is a diagram showing an analysis model for which a simulation was performed.
  • FIG. 10 is a graph showing the results of simulation analysis.
  • the vertical axis indicates the magnetic flux density (mT) in the X-axis direction
  • the horizontal axis indicates the position (mm) in the X-axis direction.
  • the gap in the X-axis direction between the flow path portion 115 is G.
  • the gap G is the size of the gap between the extending portion 114 of the one flow path portion 111 and the other flow path portion 115, and the gap G is a negative value.
  • the gap G has a length dimension in which the extending portion 114 of one flow path portion 111 and the other flow path portion 115 overlap each other.
  • each of the extending part 114 and the other channel part 115 of the one channel part 111 was 20 mm in width and 1.5 mm in thickness.
  • the interval in the Z-axis direction between the extending portion 114 of one flow path portion 111 and the other flow path portion 115 was 7 mm.
  • the value of the current flowing through each of the extending part 114 of the one channel part 111 and the other channel part 115 was set to 400A.
  • the position of the magnetic sensor is that of the conductor 210 on the center line L between the extending portion 114 of one flow path portion 111 and the other flow path portion 115 in the thickness direction (Z-axis direction) of the conductor 210.
  • the distance from the intersection point O with the center line C between the extending part 114 of one flow path part 111 and the other flow path part 115 in the width direction (X-axis direction) is shown.
  • the position of the magnetic sensor in the X-axis direction shows a positive value near the other flow path portion 115 and a negative value near the extension portion 114 of one flow path portion 111.
  • the distribution of magnetic flux density in the X-axis direction is point-symmetric about 0 mm at the position of the magnetic sensor.
  • the gap G is ⁇ 4 mm or ⁇ 2 mm
  • the magnetic field generated around the extending portion 114 of the one flow path portion 111 and the magnetic field generated around the other flow path portion 115 cancel each other, so that the magnetic sensor Detects the magnetic flux density in the X-axis direction as compared with the case where the gap G is 0 mm or more.
  • the gap G increases, the interaction between the magnetic field generated around the extending portion 114 of the one flow path portion 111 and the magnetic field generated around the other flow path portion 115 becomes smaller. Detects the magnetic flux density in the X-axis direction.
  • the slit 216 is provided to increase the gap G in the X-axis direction between the extending portion 114 of one flow path portion 111 and the other flow path portion 115, thereby flowing through the conductor 210. It was confirmed that the sensitivity of the current sensor with respect to the current to be measured can be increased.
  • the current sensor 200 according to the present embodiment can increase sensitivity to the current to be measured flowing through the conductor 210 as compared with the current sensor 100 according to the first embodiment.
  • Embodiment 3 a current sensor according to Embodiment 3 of the present invention will be described.
  • the current sensor 300 according to the third embodiment differs from the current sensor 200 according to the second embodiment only in that the other flow path portion bulges to the back side of the conductor as viewed from the width direction (X-axis direction). Since they are different, configurations similar to those of the current sensor 200 according to the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is not repeated.
  • FIG. 11 is a perspective view showing an appearance of a current sensor according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view showing an appearance of a conductor included in the current sensor according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing the configuration of the magnetic sensor unit provided in the current sensor according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view showing an appearance of a housing of a magnetic sensor unit provided in a current sensor according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the current sensor 300 flows the current to be measured, includes the front and back surfaces, and includes a length direction (Y-axis direction) and a length direction (Y-axis).
  • Plate-like conductor 310 having a width direction (X-axis direction) orthogonal to the direction) and a thickness direction (Z-axis direction) orthogonal to the length direction (Y-axis direction) and the width direction (X-axis direction).
  • a first magnetic sensor 120a and a second magnetic sensor 120b for detecting the strength of the magnetic field generated by the current to be measured flowing through the conductor 310.
  • the other flow path portion 317 bulges toward the back side of the conductor 310 when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the other flow path part 317 is aligned with the one flow path part 111 in the width direction (X-axis direction) of the conductor 310.
  • a region 111h surrounded by one channel portion 111 and the other channel portion 317 is formed when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the slit 216 is located in the center of the conductor 310 in the width direction (X-axis direction) of the conductor 310.
  • the other flow path part 317 includes a third projecting part 318 and a fourth projecting part 319 that project at a distance from each other so as to be orthogonal to the back surface of the conductor 310. , And extending in the length direction (Y-axis direction) of the conductor 310, and includes an extending portion 315 that connects the third protruding portion 318 and the fourth protruding portion 319.
  • the shape of the other flow path portion 317 is not limited to this, and may be, for example, a C-shape or a semicircular shape when viewed from the width direction (X-axis direction) of the conductor 310.
  • One flow path part 111 and the other flow path part 317 have point-symmetric shapes.
  • each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is mounted on a substrate 130 together with electronic components 340a and 340b such as an amplifier and a passive element.
  • the magnetic sensor unit 360 is configured by fixing the substrate 130 in a casing 350 having electrical insulation. That is, each of the first magnetic sensor 120a, the second magnetic sensor 120b, the electronic components 340a and 340b, and the substrate 130 is housed in the housing 350.
  • the casing 350 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape, and includes a lower casing 351 and an upper casing 352.
  • the upper housing 352 is provided with a wire harness outlet 352 p connected to the substrate 130.
  • the housing 350 is made of an engineering plastic such as PPS (polyphenylene sulfide). Since PPS has high heat resistance, it is preferable as a material of the casing 350 in consideration of heat generation of the conductor 310.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • fastening with screws thermal welding with resin, bonding with an adhesive, or the like can be used.
  • nonmagnetic screws it is preferable to use nonmagnetic screws so that the magnetic field is not disturbed.
  • a magnetic sensor unit 360 is inserted into a space formed by one flow path portion 111 and the other flow path portion 317.
  • the first magnetic sensor 120a is located inside the region 111h and located on the back surface side of one flow path portion 111 when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the second magnetic sensor 120b is located inside the region 111h as viewed from the width direction (X-axis direction), and is located on the surface side of the other flow path portion 317.
  • the casing 350 is in contact with at least a part of the back surface of the one flow path portion 111.
  • the upper housing 352 is in contact with at least a part of the back surface of the extending portion 114.
  • the casing 350 is in contact with at least a part of the surface of the other flow path portion 317.
  • the lower housing 351 is in contact with at least a part of the surface of the extending part 315.
  • the distance between the first magnetic sensor 120a and the one flow path portion 111 and the distance between the second magnetic sensor 120b and the other flow path portion 317 are narrowed while the one flow path portion 111 is in contact with each other.
  • Each of the variation in the position of the first magnetic sensor 120a and the variation in the position of the second magnetic sensor 120b with respect to the other flow path part 317 is reduced to reduce the variation in measurement accuracy while increasing the sensitivity of the current sensor 300. be able to.
  • the measurement reproducibility and mass productivity of the current sensor 300 can be improved.
  • the one flow path part 111 and the other flow path part 317 can protect the components of the magnetic sensor unit 360 from external force.
  • a slit 216 is located between the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b in the width direction (X-axis direction) of the conductor 310 when viewed from the thickness direction (Z-axis direction) of the conductor 310. .
  • the second magnetic sensor 120b is located inside the region 111h when viewed from the width direction (X-axis direction), and is disposed on the surface side of the other flow path portion 317.
  • a magnetic field that circulates around the third protrusion 318, a magnetic field that circulates around the fourth protrusion 319, and a magnetic field that circulates around the extension 315 are applied to the second magnetic sensor 120b.
  • the magnetic field applied to the magnetoresistive element of the second magnetic sensor 120b becomes stronger, and the sensitivity of the second magnetic sensor 120b with respect to the measurement current flowing through the conductor 310 becomes higher.
  • the current sensor 300 increases the sensitivity of the current sensor 300 by increasing the sensitivity of each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b with respect to the current to be measured flowing through the conductor 310, while increasing the sensitivity of the external magnetic field. The influence can be reduced.
  • the current to be measured flows through the conductor 310. Therefore, the heat generation amount of one flow path portion 111 and the heat generation amount of the other flow path portion 317 can be made equal. As a result, the temperature around the magnetoresistive element of the first magnetic sensor 120a and the temperature around the magnetoresistive element of the second magnetic sensor 120b can be made substantially the same. An error in the measured value of the sensor 300 can be reduced.
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating an appearance of a conductor included in a current sensor according to a modification of Embodiment 3 of the present invention.
  • the conductor 310 a included in the current sensor according to the modification of the present embodiment has a semicircular shape as viewed from the width direction (X-axis direction) of the conductor 310 a, and one flow path portion. 111 and the other channel part 317a.
  • the housing of the magnetic sensor unit has a substantially cylindrical outer shape.
  • Embodiment 4 a current sensor according to Embodiment 4 of the present invention will be described.
  • the current sensor 400 according to the fourth embodiment is different from the current sensor 300 according to the third embodiment mainly in the shape of one flow path portion and the other flow path portion. Constituent elements that are the same are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
  • FIG. 16 is a perspective view showing an appearance of a current sensor according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 17 is a perspective view illustrating an appearance of a conductor included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a side view of the conductor of FIG. 17 as viewed from the direction of arrow XVIII.
  • the current sensor 400 flows the current to be measured and includes the front surface and the back surface, and includes the length direction (Y-axis direction) and the length direction (Y-axis).
  • Plate-like conductor 410 having a width direction (X-axis direction) orthogonal to the direction) and a thickness direction (Z-axis direction) orthogonal to the length direction (Y-axis direction) and the width direction (X-axis direction). Is provided.
  • one flow path portion 411 bulges to the surface side of the conductor 410 when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the other channel portion 417 bulges to the back side of the conductor 410 when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the other flow path part 417 is aligned with the one flow path part 411 in the width direction (X-axis direction) of the conductor 410.
  • a region 411h surrounded by one channel portion 411 and the other channel portion 417 is formed when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the slit 416 is located at the center of the conductor 410 in the width direction (X-axis direction) of the conductor 410.
  • Each of the one channel portion 411 and the other channel portion 417 has a semi-oval shape when viewed from the width direction (X-axis direction) of the conductor 410.
  • One flow path portion 411 extends in the length direction (Y-axis direction) of the first protrusion 412 and the second protrusion 413 protruding in an arc shape from the surface of the conductor 410 and the conductor 410 at an interval.
  • an extending portion 414 connecting the first protruding portion 412 and the second protruding portion 413.
  • the other flow path part 417 extends in the length direction (Y-axis direction) of the conductor 410 and the third protrusion part 418 and the fourth protrusion part 419 that protrude in an arc shape from the back surface of the conductor 410 at intervals. And an extended portion 415 that connects the third protruding portion 418 and the fourth protruding portion 419.
  • a magnetic sensor unit 460 is inserted into a space formed by one flow path portion 411 and the other flow path portion 417.
  • the first magnetic sensor 120a is located inside the region 411h and located on the back surface side of the one flow path portion 411 when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the second magnetic sensor 120b is located inside the region 411h and located on the surface side of the other flow path portion 417 when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the current sensor 400 increases the sensitivity of the current sensor 400 by increasing the sensitivity of each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b with respect to the current to be measured flowing through the conductor 410, while increasing the sensitivity of the external magnetic field. The influence can be reduced.
  • the current to be measured flows through the conductor 410. Therefore, the heat generation amount of one flow path portion 411 and the heat generation amount of the other flow path portion 417 can be made equal. As a result, the temperature around the magnetoresistive element of the first magnetic sensor 120a and the temperature around the magnetoresistive element of the second magnetic sensor 120b can be made substantially the same. The error of the measurement value of the sensor 400 can be reduced.
  • FIG. 19 is a perspective view showing an appearance of a current sensor according to a modification of Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 20 is a side view of the current sensor of FIG. 19 viewed from the direction of the arrow XX.
  • FIG. 21 is a view of a substrate of a magnetic sensor unit provided in a current sensor according to a modification of Embodiment 4 of the present invention, as viewed from the front side.
  • FIG. 22 is a view of a substrate of a magnetic sensor unit provided in a current sensor according to a modification of Embodiment 4 of the present invention as viewed from the back side.
  • a current sensor 400a includes a conductor 410a and a magnetic sensor unit 460a.
  • the magnetic sensor unit 460a includes a magnetic sensor housing portion 460i located inside the region 411h, an electronic component housing portion 460o located outside the region 411h, and a flange portion 460f when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • electronic components 440 a, 440 b, and 441 are mounted on the surface of a portion of the substrate 430 positioned inside the electronic component housing portion 460 o.
  • the electronic components 440a, 440b, and 441 constitute an arithmetic circuit.
  • the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are mounted on the back surface of the portion of the substrate 430 located inside the magnetic sensor housing portion 460i.
  • a through hole (not shown) is provided in the flange portion 460f.
  • the conductor 410a is provided with a through hole (not shown) at a position corresponding to the through hole of the flange portion 460f.
  • the magnetic sensor unit 460a and the conductor 410a can be fastened by screwing the bolt 470 and the nut 480 inserted through the through hole of the flange portion 460f and the through hole of the conductor 410a.
  • Each of the bolt 470 and the nut 480 is made of a nonmagnetic material.
  • the magnetic sensor unit 460a can be securely attached to the conductor 410a by the bolt 470 and the nut 480. Further, by arranging the electronic components 440a, 440b, and 441 constituting the arithmetic circuit outside the region 411h, the region 411h can be reduced. By reducing the area 411h, the distance between one flow path portion 411 and the first magnetic sensor 120a and the distance between the other flow path portion 417 and the second magnetic sensor 120b are reduced. Therefore, the sensitivity of each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b can be increased. As a result, it is possible to reduce the influence of the external magnetic field while increasing the sensitivity of the current sensor 400a.
  • Embodiment 5 a current sensor according to Embodiment 5 of the present invention will be described.
  • the current sensor 500 according to the fifth embodiment is different from the current sensor 300 according to the third embodiment mainly in the shape of one flow path portion and the other flow path portion. Constituent elements that are the same are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
  • FIG. 23 is a perspective view showing an appearance of a current sensor according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 24 is a perspective view illustrating an appearance of a conductor included in a current sensor according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 25 is a side view of the conductor of FIG. 24 viewed from the direction of arrow XXV.
  • FIG. 26 is a top view of the conductor of FIG. 24 viewed from the direction of arrow XXVI.
  • FIG. 27 is a front view of the conductor of FIG. 24 viewed from the direction of arrow XXVII.
  • a current sensor 500 flows a current to be measured, includes a front surface and a back surface, and includes a length direction (Y-axis direction) and a length direction (Y-axis).
  • Plate-like conductor 510 having a width direction (X-axis direction) orthogonal to the direction) and a thickness direction (Z-axis direction) orthogonal to the length direction (Y-axis direction) and the width direction (X-axis direction). Is provided.
  • the other flow path portion 517 is aligned with the one flow path portion 511 in the width direction (X-axis direction) of the conductor 510.
  • a region 511h surrounded by one channel portion 511 and the other channel portion 517 is formed when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the slit 516 is located at the center of the conductor 510 in the width direction (X-axis direction) of the conductor 510.
  • One flow path portion 511 has one end 511a and the other end 511b in the length direction (Y-axis direction).
  • the other channel portion 517 has one end 517a and the other end 517b in the length direction (Y-axis direction).
  • One end 511a of one channel portion 511 and one end 517a of the other channel portion 517 are arranged in the width direction (X-axis direction) with the slit 516 interposed therebetween.
  • the other end 511b of one channel portion 511 and the other end 517b of the other channel portion 517 are arranged in the width direction (X-axis direction) with the slit 516 interposed therebetween.
  • the one end 511a of one flow path portion 511 and the other end 511b of one flow path portion 511 in the length direction (Y-axis direction) are different from each other in the thickness direction (Z-axis direction).
  • the one end 517a of the other channel portion 517 and the other end 517b of the other channel portion 517 in the length direction (Y-axis direction) are different from each other in the thickness direction (Z-axis direction).
  • One end 511a of one flow path portion 511 and one end 517a of the other flow path portion 517 in the length direction (Y-axis direction) are equal to each other in the thickness direction (Z-axis direction).
  • the other end 511b of one channel portion 511 and the other end 517b of the other channel portion 517 in the length direction (Y-axis direction) have the same position in the thickness direction (Z-axis direction).
  • One channel portion 511 includes a bent portion 513 that connects the position of one end 511a of one channel portion 511 and the position of the other end 511b of one channel portion 511 in the thickness direction (Z-axis direction).
  • the other channel portion 517 includes a bent portion 518 that connects the position of one end 517a of the other channel portion 517 and the position of the other end 517b of the other channel portion 517 in the thickness direction (Z-axis direction).
  • the bent part 513 of one flow path part 511 and the bent part 518 of the other flow path part 517 are located at a distance from each other in the length direction (Y-axis direction).
  • one flow path portion 511 includes an extending portion 514 extending in the length direction (Y-axis direction) from one end 511a, and an end in the length direction (Y-axis direction) of the extending portion 514.
  • a bent portion 513 extending linearly from the portion in the thickness direction (Z-axis direction) toward the other end 511b. That is, one flow path portion 511 is formed in a step shape.
  • the extending part 514 is in contact with one end 511 a of one flow path part 511.
  • the bent portion 513 is in contact with the other end 511 b of one flow path portion 511.
  • the shape of the bent portion 513 is not limited to the above, and the direction intersecting each of the length direction (Y-axis direction) and the thickness direction (Z-axis direction) when viewed from the width direction (X-axis direction). It may extend linearly or may be curved.
  • the other flow path portion 517 includes a bent portion 518 extending linearly from the one end 517a in the thickness direction (Z-axis direction), and a length direction from the end portion of the bent portion 518 in the thickness direction (Z-axis direction). And an extending portion 515 extending in the (Y-axis direction) toward the other end 517b. That is, the other channel part 517 is formed in a step shape. The extending part 515 is in contact with the other end 517 b of the other flow path part 517. The bent portion 518 is in contact with one end 517 a of the other flow path portion 517.
  • the shape of the bent portion 518 is not limited to the above, and the direction intersecting each of the length direction (Y-axis direction) and the thickness direction (Z-axis direction) when viewed from the width direction (X-axis direction). It may extend linearly or may be curved.
  • a magnetic sensor unit 560 is inserted in a space formed by one flow path portion 511 and the other flow path portion 517.
  • the first magnetic sensor 120a is located inside the region 511h and located on the back surface side of the one flow path portion 511 when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the second magnetic sensor 120b is located inside the region 511h and located on the surface side of the other flow path portion 517 when viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the current sensor 500 increases the sensitivity of the current sensor 500 by increasing the sensitivity of each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b with respect to the current to be measured that flows through the conductor 510, while increasing the sensitivity of the external magnetic field. The influence can be reduced.
  • the current to be measured flows through the conductor 510. Therefore, the heat generation amount of one flow path portion 511 and the heat generation amount of the other flow path portion 517 can be made equal. As a result, the temperature around the magnetoresistive element of the first magnetic sensor 120a and the temperature around the magnetoresistive element of the second magnetic sensor 120b can be made substantially the same. The error of the measured value of the sensor 500 can be reduced.
  • FIG. 28 is a perspective view showing an appearance of a current sensor according to a modification of Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 29 is a side view of the current sensor of FIG. 28 as viewed from the direction of the arrow XXIX.
  • a current sensor 500a includes a conductor 510a and a magnetic sensor unit 560a.
  • the housing of the magnetic sensor unit 560a is provided with a flange portion 560f.
  • a through hole (not shown) is provided in the flange portion 560f.
  • the conductor 510a is provided with a through hole (not shown) at a position corresponding to the through hole of the flange portion 560f.
  • the magnetic sensor unit 560a and the conductor 510a can be fastened by screwing the bolt 570 and the nut 580 inserted through the through hole of the flange portion 560f and the through hole of the conductor 510a.
  • Each of the bolt 570 and the nut 580 is made of a nonmagnetic material.
  • the magnetic sensor unit 560a can be securely attached to the conductor 510a by the bolt 570 and the nut 580.
  • the other flow path portion 317 may be provided on the conductor 110 instead of the other flow path portion 115.
  • the magnetic sensor unit 360 may be inserted into one flow path portion 111 in the current sensors 100 and 200 according to the first and second embodiments.
  • the casing 350 is in contact with at least a part of the back surface of the one flow path portion 111.
  • the upper housing 352 is in contact with at least a part of the back surface of the extending portion 114.
  • the lower housing 351 is in contact with at least a part of the surface of the other flow path portion 115.
  • the housing may be configured integrally with the conductor, or may be configured to be detachable from the conductor.
  • 2 detection axis, 3 sensitivity change axis 100, 200, 300, 400, 400a, 500, 500a current sensor, 110, 210, 310, 310a, 410, 410a, 510, 510a conductor, 111, 115, 317, 317a, 411, 417, 511, 517 flow path portion, 111h, 411h, 511h region, 112, 412 first protrusion, 112e, 113e, 114e, 115e magnetic field, 113, 413 second protrusion, 114, 315, 414, 415 , 514, 515 extended part, 120a first magnetic sensor, 120b second magnetic sensor, 130, 430 substrate, 190 calculating part, 216, 416, 516 slit, 318, 418 third protruding part, 319, 419 fourth protruding part 340a, 340b, 440a, 440b, 41 electronic components, 350 housing, 351 lower housing, 352 upper housing, 352p outlet

Landscapes

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Abstract

電流センサは、測定対象の電流が流れる導体(１１０)と、導体(１１０)を流れる上記電流により発生する磁界の強さを検出する第１磁気センサおよび第２磁気センサ(１２０ｂ)とを備える。導体(１１０)は、導体(１１０)の長さ方向における途中で、上記電流が分流されて流れる一方の流路部(１１１)および他方の流路部(１１５)を含む。導体(１１０)の幅方向から見て、一方の流路部(１１１)と他方の流路部(１１５)とによって囲まれた領域(１１１ｈ)が形成されている。第１磁気センサは、導体(１１０)の幅方向から見て、領域(１１１ｈ)の内部に位置し、かつ、一方の流路部(１１１)の裏面側に位置している。第２磁気センサ(１２０ｂ)は、導体(１１０)の幅方向から見て、領域(１１１ｈ)の内部に位置し、かつ、他方の流路部(１１５)の表面側に位置している。

Description

電流センサ
　本発明は、電流センサに関し、被測定電流に応じて発生する磁界を測定することで被測定電流の値を検出する電流センサに関する。
　電流センサの構成を開示した先行文献として、特開２００８－１１１７４８号公報(特許文献１)、特開２００８－２１６２３０号公報(特許文献２)および特開２００７－７８４１８号公報(特許文献３)がある。
　特許文献１に記載された電流センサは、バスバーの各被検部間に配置される磁気検出素子と、その磁気検出素子をモールドしつつ各被検部間に嵌合する絶縁モールド部と、絶縁モールド部におけるバスバーの両側部位となる両側面に、バスバーと非接触となるように一体に形成された磁性体からなるシールド部とを備えている。
　特許文献２に記載された電流センサは、設置基板上に配置された４つの磁気抵抗効果素子にて、設置基板の中心線に対して分けられた一方の領域に第１のハーフブリッジ回路が構成されると共に、他方の領域に第２のハーフブリッジ回路が構成された電流検出デバイスと、少なくとも１つのスリット部を有し、上記スリット部を含めた部分がＵ字型形状をなす一次導体とを備え、上記電流検出デバイスが上記スリット部、Ｕ字型形状をなす上記一次導体の上部、およびＵ字型形状をなす上記一次導体の下部の３箇所の内の少なくとも１箇所に配置されている。
　特許文献３に記載された電流センサにおいては、集積チップが、バスバーからなる平行な２本のラインに挟まれるかたちで配設される。集積チップは、２本のラインの間に設けられた段差空間へ、ラインが表側に、またラインが裏側に位置するように配設される。集積チップに搭載された縦型ホール素子により、２本のラインに電流(各ラインとも同一方向の電流)が流れることに起因して発生する、相反する方向の磁気ベクトルを各別に検出する。
特開２００８－１１１７４８号公報 特開２００８－２１６２３０号公報 特開２００７－７８４１８号公報
　特許文献１に記載された電流センサにおいては、複数の磁気検出素子を備えた構成に関して考慮されていない。
　特許文献２に記載された電流センサにおいては、磁気検出素子が検出する磁束密度を低減することにより電流センサの測定レンジを広げているため、電流センサの感度が低い。
　特許文献３に記載された電流センサにおいては、互いに平行な平板状の２本のラインの間に設けられた段差空間に磁気検出素子を搭載した集積チップを配置している。平板状の２本のライン間の中心付近では、各々のラインの周りに発生した磁界が打ち消し合う。そのため、磁気検出素子が平板状の２本のライン間の中心付近に配置された場合、磁気検出素子が検出する磁束密度が低減して電流センサの感度が低くなる。
　本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、感度を高めつつ外部磁界による影響を低減できる電流センサを提供することを目的とする。
　本発明に基づく電流センサは、測定対象の電流が流れ、表面および裏面を含み、長さ方向、上記長さ方向と直交する幅方向、および、上記長さ方向と上記幅方向とに直交する厚さ方向を有する板状の導体と、上記電流により発生する磁界の強さを検出する、第１磁気センサおよび第２磁気センサとを備える。導体は、上記長さ方向における途中で、上記電流が分流されて流れる一方の流路部および他方の流路部を含む。上記幅方向から見て、一方の流路部と他方の流路部とによって囲まれた領域が形成されている。第１磁気センサは、上記幅方向から見て、上記領域の内部に位置し、かつ、一方の流路部の裏面側に位置している。第２磁気センサは、上記幅方向から見て、上記領域の内部に位置し、かつ、他方の流路部の表面側に位置している。
　本発明の一形態においては、一方の流路部は、上記幅方向から見て、導体の表面側に膨出している。
　本発明の一形態においては、他方の流路部は、上記幅方向から見て、導体の裏面側に膨出している。
　本発明の一形態においては、一方の流路部および他方の流路部の各々は、上記長さ方向における一端と他端とを有する。上記長さ方向における一方の流路部の一端と一方の流路部の他端とは、上記厚さ方向における位置が互いに異なっている。上記長さ方向における他方の流路部の一端と他方の流路部の他端とは、上記厚さ方向における位置が互いに異なっている。上記長さ方向における一方の流路部の一端と他方の流路部の一端とは、上記厚さ方向における位置が互いに等しい。上記長さ方向における一方の流路部の他端と他方の流路部の他端とは、上記厚さ方向における位置が互いに等しい。一方の流路部は、上記厚さ方向における一方の流路部の一端の位置と一方の流路部の他端の位置とを繋ぐ曲折部を含む。他方の流路部は、上記厚さ方向における他方の流路部の一端の位置と他方の流路部の他端の位置とを繋ぐ曲折部を含む。一方の流路部の曲折部と、他方の流路部の曲折部とは、上記長さ方向において互いに間隔を置いて位置している。
　本発明の一形態においては、第１磁気センサの検出値と第２磁気センサの検出値とを演算することにより上記電流の値を算出する算出部をさらに備える。第１磁気センサと第２磁気センサとは、上記磁界の各々の検出値が互いに逆相である。算出部が減算器または差動増幅器である。
　本発明の一形態においては、第１磁気センサの検出値と第２磁気センサの検出値とを演算することにより上記電流の値を算出する算出部をさらに備える。第１磁気センサと第２磁気センサとは、上記磁界の各々の検出値が互いに同相である。算出部が加算器または加算増幅器である。
　本発明の一形態においては、一方の流路部と他方の流路部とが、互いに点対称な形状を有する。
　本発明の一形態においては、導体は、一方の流路と他方の流路との間に、上記長さ方向に延在するスリットが設けられている。
　本発明の一形態においては、上記厚さ方向から見て、上記幅方向にて、第１磁気センサと第２磁気センサとの中間にスリットが位置している。
　本発明の一形態においては、スリットは、上記幅方向にて導体の中央に位置している。
　本発明の一形態においては、第１磁気センサおよび第２磁気センサが、１つの基板に実装されている。
　本発明の一形態においては、第１磁気センサおよび第２磁気センサの各々は、検出軸を有し、検出軸が上記幅方向に向くように配置されている。第１磁気センサおよび第２磁気センサの各々は、上記長さ方向のバイアス磁界の強さに応じて検出感度が変化するように構成されている。
　本発明の一形態においては、第１磁気センサおよび第２磁気センサを収容する筐体をさらに備える。筐体は、一方の流路部の裏面の少なくとも一部と接している。
　本発明の一形態においては、一方の流路部は、上記長さ方向に延在する延在部を含む。筐体は、延在部の裏面の少なくとも一部と接している。
　本発明の一形態においては、第１磁気センサおよび第２磁気センサを収容する筐体をさらに備える。筐体は、一方の流路部の裏面の少なくとも一部、および、他方の流路部の表面の少なくとも一部、の各々と接している。
　本発明の一形態においては、一方の流路部および他方の流路部の各々は、上記長さ方向に延在する延在部を含む。筐体は、一方の流路部の延在部の裏面の少なくとも一部、および、他方の流路部の延在部の表面の少なくとも一部の各々と接している。
　本発明によれば、電流センサの感度を高めつつ外部磁界による影響を低減できる。
本発明の実施形態１に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態１に係る電流センサが備える導体の外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態１に係る電流センサが備える第１磁気センサおよび第２磁気センサの外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態１に係る電流センサの断面図であり、図１のＩＶ－ＩＶ線矢印方向から見た図である。 本発明の実施形態１に係る電流センサの断面図であり、図１のＶ－Ｖ線矢印方向から見た図である。 本発明の実施形態１に係る電流センサの回路構成を示す回路図である。 本発明の実施形態２に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態２に係る電流センサが備える導体の外観を示す斜視図である。 シミュレーションを行なった解析モデルを示す図である。 シミュレーション解析の結果を示すグラフである。 本発明の実施形態３に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態３に係る電流センサが備える導体の外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態３に係る電流センサが備える磁気センサユニットの構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態３に係る電流センサが備える磁気センサユニットの筐体の外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態３の変形例に係る電流センサが備える導体の外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態４に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態４に係る電流センサが備える導体の外観を示す斜視図である。 図１７の導体を矢印ＸＶＩＩＩ方向から見た側面図である。 本発明の実施形態４の変形例に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 図１９の電流センサを矢印ＸＸ方向から見た側面図である。 本発明の実施形態４の変形例に係る電流センサが備える磁気センサユニットの基板を表面側から見た図である。 本発明の実施形態４の変形例に係る電流センサが備える磁気センサユニットの基板を裏面側から見た図である。 本発明の実施形態５に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態５に係る電流センサが備える導体の外観を示す斜視図である。 図２４の導体を矢印ＸＸＶ方向から見た側面図である。 図２４の導体を矢印ＸＸＶＩ方向から見た上面図である。 図２４の導体を矢印ＸＸＶＩＩ方向から見た正面図である。 本発明の実施形態５の変形例に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 図２８の電流センサを矢印ＸＸＩＸ方向から見た側面図である。
　以下、本発明の各実施形態に係る電流センサについて図を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
　(実施形態１)
　図１は、本発明の実施形態１に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態１に係る電流センサが備える導体の外観を示す斜視図である。図３は、本発明の実施形態１に係る電流センサが備える第１磁気センサおよび第２磁気センサの外観を示す斜視図である。図４は、本発明の実施形態１に係る電流センサの断面図であり、図１のＩＶ－ＩＶ線矢印方向から見た図である。図５は、本発明の実施形態１に係る電流センサの断面図であり、図１のＶ－Ｖ線矢印方向から見た図である。図６は、本発明の実施形態１に係る電流センサの回路構成を示す回路図である。図１，２，４，５においては、後述する導体１１０の幅方向をＸ軸方向、導体１１０の長さ方向をＹ軸方向、導体１１０の厚さ方向をＺ軸方向として、図示している。
　図１～６に示すように、本発明の実施形態１に係る電流センサ１００は、測定対象の電流が流れ、表面および裏面を含み、長さ方向(Ｙ軸方向)、長さ方向(Ｙ軸方向)と直交する幅方向(Ｘ軸方向)、および、長さ方向(Ｙ軸方向)と幅方向(Ｘ軸方向)とに直交する厚さ方向(Ｚ軸方向)を有する板状の導体１１０と、導体１１０を流れる測定対象の電流により発生する磁界の強さを検出する、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂとを備える。測定対象の電流は、後述するように２つの流路に分流されて導体１１０を矢印１で示すように導体１１０の長さ方向(Ｙ軸方向)に流れる。
　導体１１０は、長さ方向(Ｙ軸方向)における途中で、測定対象の電流が分流されて流れる一方の流路部１１１および他方の流路部１１５を含む。一方の流路部１１１は、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、導体１１０の表面側に膨出している。他方の流路部１１５は、平坦である。幅方向(Ｘ軸方向)から見て、一方の流路部１１１と他方の流路部１１５とによって囲まれた領域１１１ｈが形成されている。
　図２に示すように、本実施形態においては、一方の流路部１１１は、互いに間隔を置いて、導体１１０の表面に直交するように突出する第１突出部１１２および第２突出部１１３と、導体１１０の長さ方向(Ｙ軸方向)に延在し、第１突出部１１２と第２突出部１１３とを繋ぐ延在部１１４とから構成されている。ただし、一方の流路部１１１の形状はこれに限られず、たとえば、導体１１０の幅方向(Ｘ軸方向)から見て、Ｃ字状または半円状の形状を有していてもよい。
　本実施形態においては、導体１１０は、銅で構成されている。ただし、導体１１０の材料はこれに限られず、銀、アルミニウム若しくは鉄などの金属、またはこれらの金属を含む合金でもよい。
　導体１１０は、表面処理が施されていてもよい。たとえば、ニッケル、錫、銀若しくは銅などの金属、またはこれらの金属を含む合金からなる、少なくとも１層のめっき層が、導体１１０の表面に設けられていてもよい。
　本実施形態においては、鋳造により導体１１０を形成している。ただし、導体１１０の形成方法はこれに限られず、切削加工またはプレス加工などにより導体１１０を形成してもよい。
　図３に示すように、本実施形態においては、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂは、１つの基板１３０に実装されている。第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々は、アンプおよび受動素子などの電子部品と共に基板１３０に実装されている。なお、図１，３，４，５においては、アンプおよび受動素子は図示していない。ただし、アンプおよび受動素子は、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々が実装されている基板１３０とは異なる基板に、実装されていてもよい。
　基板１３０は、プリント配線板であり、ガラスエポキシまたはアルミナなどの基材と、基材の表面上に設けられた銅などの金属箔がパターニングされて形成された配線とから構成されている。
　第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂが実装された基板１３０の一部は、一方の流路部１１１の延在部１１４と対向している。基板１３０の残部は、他方の流路部１１５の表面上に載置されている。これにより、第１磁気センサ１２０ａは、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、領域１１１ｈの内部に位置し、かつ、一方の流路部１１１の裏面側に位置している。第２磁気センサ１２０ｂは、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、領域１１１ｈの内部に位置し、かつ、他方の流路部１１５の表面側に位置している。
　本実施形態においては、基板１３０の実装面と他方の流路部１１５の表面とが平行になるように基板１３０が配置されているが、基板１３０の実装面と他方の流路部１１５の表面とが垂直になるように基板１３０が配置されていてもよい。
　第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々は、検出軸２を有し、検出軸２が幅方向(Ｘ軸方向)に向くように配置されている。
　第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々は、検出軸２の一方向に向いた磁界を検出した場合に正の値で出力し、かつ、検出軸２の一方向とは反対方向に向いた磁界を検出した場合に負の値で出力する、奇関数入出力特性を有している。
　図６に示すように、本実施形態に係る電流センサ１００において、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々は、４つのＡＭＲ(Anisotropic　Magneto　Resistance)素子からなるホイートストンブリッジ型のブリッジ回路を有する。なお、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々が、ＡＭＲ素子に代えて、ＧＭＲ(Giant　Magneto　Resistance)、ＴＭＲ(Tunnel　Magneto　Resistance)、ＢＭＲ(Balistic　Magneto　Resistance)、ＣＭＲ(Colossal　Magneto　Resistance)などの磁気抵抗素子を有していてもよい。
　また、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々が、２つの磁気抵抗素子からなるハーフブリッジ回路を有していてもよい。その他にも、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂとして、ホール素子を有する磁気センサ、磁気インピーダンス効果を利用するＭＩ(Magneto　Impedance)素子を有する磁気センサまたはフラックスゲート型磁気センサなどを用いることができる。磁気抵抗素子およびホール素子などの磁気素子は、樹脂パッケージされていてもよく、または、シリコーン樹脂若しくはエポキシ樹脂などでポッティングされていてもよい。
　複数の磁気素子がパッケージされている場合、複数の磁気素子が１つにパッケージされていてもよいし、複数の磁気素子の各々が別々にパッケージされていてもよい。また、複数の磁気素子と電子部品とが集積された状態で、１つにパッケージされていてもよい。
　本実施形態においては、ＡＭＲ素子は、バーバーポール型電極を含むことによって、奇関数入出力特性を有している。具体的には、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々の磁気抵抗素子は、バーバーポール型電極を含むことにより、磁気抵抗素子における磁気抵抗膜の磁化方向に対して所定の角度をなす方向に電流が流れるようにバイアスされている。
　磁気抵抗膜の磁化方向は、磁気抵抗膜の形状異方性によって決まる。なお、磁気抵抗膜の磁化方向を調整する方法として、磁気抵抗膜の形状異方性を用いる方法に限られず、ＡＭＲ素子を構成する磁気抵抗膜の近傍に永久磁石を配置する方法、または、ＡＭＲ素子を構成する磁気抵抗膜において交換結合を設ける方法などを用いてもよい。永久磁石は、焼結磁石、ボンド磁石または薄膜で構成されていてもよい。永久磁石の種類は、特に限定されず、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石またはネオジム磁石などを用いることができる。
　第１磁気センサ１２０ａの磁気抵抗素子における磁気抵抗膜の磁化方向と、第２磁気センサ１２０ｂの磁気抵抗素子における磁気抵抗膜の磁化方向とは、同一方向である。これにより、外部磁界の影響による出力精度の低下を小さくすることができる。
　第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々は、長さ方向(Ｙ軸方向)のバイアス磁界の強さに応じて検出感度が変化するように構成されている。具体的には、図３に示すように、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々は、検出軸２に直交する感度変化軸３を有している。図３，５に示すように、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々は、感度変化軸３が導体１１０の長さ方向(Ｙ軸方向)に沿うように配置されている。すなわち、感度変化軸３は、導体１１０の長さ方向(Ｙ軸方向)に向いている。
　第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々は、感度変化軸３に沿う方向の磁界が印加されている時に出力感度が変化している。具体的には、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々は、感度変化軸３に沿う方向においてバイアス磁界の印加方向とは反対向きの磁界を印加されている時に出力感度が高くなっており、感度変化軸３に沿う方向においてバイアス磁界の印加方向と同じ向きの磁界を印加されている時に出力感度が低くなっている。なお、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々は、感度変化軸３に沿う方向の磁界のみが印加されている時には、出力が０である。
　図６に示すように、電流センサ１００は、第１磁気センサ１２０ａの検出値と第２磁気センサ１２０ｂの検出値とを演算することにより導体１１０を流れる測定対象の電流の値を算出する算出部１９０をさらに備える。本実施形態においては、算出部１９０は、差動増幅器である。ただし、算出部１９０が減算器であってもよい。
　図４に示すように、導体１１０を流れる測定対象の電流は、一方の流路部１１１と、他方の流路部１１５との、２つの流路に分かれて流れる。導体１１０において２つの流路に分かれて電流が流れることにより、いわゆる右ねじの法則によって、各流路を周回する磁界が発生する。
　図４，５に示すように、第１磁気センサ１２０ａは、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、領域１１１ｈの内部に位置し、かつ、一方の流路部１１１の裏面側に配置されているため、第１磁気センサ１２０ａには、第１突出部１１２を周回する磁界１１２ｅと、第２突出部１１３を周回する磁界１１３ｅと、延在部１１４を周回する磁界１１４ｅとが印加される。これにより、第１磁気センサ１２０ａの磁気抵抗素子に印加される磁界が強くなるため、導体１１０を流れる測定対象の電流に対する第１磁気センサ１２０ａの感度が高くなる。第２磁気センサ１２０ｂには、他方の流路部１１５を周回する磁界１１５ｅが印加される。
　一方の流路部１１１の延在部１１４の裏面側の位置と、他方の流路部１１５の表面側の位置とでは、Ｘ軸方向の磁束の向きが互いに反対方向となる。すなわち、第１磁気センサ１２０ａに作用する磁束の向きと、第２磁気センサ１２０ｂに作用する磁束の向きとが反対であるため、導体１１０を流れる測定対象の電流により発生する磁界の強さについて、第１磁気センサ１２０ａの検出値の位相と、第２磁気センサ１２０ｂの検出値の位相とは、逆相である。よって、第１磁気センサ１２０ａの検出した磁界の強さを正の値とすると、第２磁気センサ１２０ｂの検出した磁界の強さは負の値となる。
　第１磁気センサ１２０ａの検出値と第２磁気センサ１２０ｂの検出値とは、算出部１９０にて演算される。具体的には、算出部１９０は、第１磁気センサ１２０ａの検出値から第２磁気センサ１２０ｂの検出値を減算する。この結果から、導体１１０を流れた測定対象の電流の値が算出される。
　本実施形態に係る電流センサ１００においては、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂが実装された基板１３０の一部が一方の流路部１１１の延在部１１４と対向しているため、外部磁界源は、物理的に第１磁気センサ１２０ａと第２磁気センサ１２０ｂとの間に位置することができない。
　そのため、外部磁界源から第１磁気センサ１２０ａに印加される磁界のうちの検出軸２の方向における磁界成分の向きと、外部磁界源から第２磁気センサ１２０ｂに印加される磁界のうちの検出軸２の方向における磁界成分の向きとは、同じ向きとなる。よって、第１磁気センサ１２０ａの検出した外部磁界の強さを正の値とすると、第２磁気センサ１２０ｂの検出した外部磁界の強さも正の値となる。
　その結果、算出部１９０が第１磁気センサ１２０ａの検出値から第２磁気センサ１２０ｂの検出値を減算することにより、外部磁界源からの磁界は、ほとんど検出されなくなる。すなわち、外部磁界の影響が低減される。
　本実施形態の変形例として、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂにおいて、検出値が正となる検出軸の方向を互いに反対方向(１８０°反対)にしてもよい。この場合、第１磁気センサ１２０ａの検出する外部磁界の強さを正の値とすると、第２磁気センサ１２０ｂの検出する外部磁界の強さは負の値となる。
　一方、導体１１０を流れる測定対象の電流により発生する磁界の強さについて、第１磁気センサ１２０ａの検出値の位相と、第２磁気センサ１２０ｂの検出値の位相とは同相となる。
　本変形例においては、算出部１９０として差動増幅器に代えて加算器または加算増幅器を用いる。外部磁界の強さについては、第１磁気センサ１２０ａの検出値と第２磁気センサ１２０ｂの検出値とを加算器または加算増幅器によって加算することにより、第１磁気センサ１２０ａの検出値の絶対値と、第２磁気センサ１２０ｂの検出値の絶対値とが減算される。これにより、外部磁界源からの磁界は、ほとんど検出されなくなる。すなわち、外部磁界の影響が低減される。
　一方、導体１１０を流れる電流により発生する磁界の強さについては、第１磁気センサ１２０ａの検出値と第２磁気センサ１２０ｂの検出値とを加算器または加算増幅器によって加算することにより、導体１１０を流れた測定対象の電流の値が算出される。
　このように、第１磁気センサ１２０ａと第２磁気センサ１２０ｂとの入出力特性を互いに逆の極性にしつつ、差動増幅器に代えて加算器または加算増幅器を算出部として用いてもよい。
　上記のように、本実施形態に係る電流センサ１００は、導体１１０を流れる測定電流に対する第１磁気センサ１２０ａの感度を高めることによって電流センサ１００の感度を高めつつ、外部磁界の影響を低減することができる。
　また、電流センサ１００においては、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂが実装された基板１３０の一部が一方の流路部１１１の裏面側に配置され、基板１３０の残部が他方の流路部１１５の表面上に載置されていることにより、電流センサ１００の低背化、集積化および小型化を図ることができる。
　さらに、本実施形態に係る電流センサ１００は、１つの導体１１０に、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂが実装された基板１３０を組み付ける構造を有しているため、電流センサ１００の組み立てが容易であり、また、２つの導体を用いる場合に比較して、部品点数を削減して低コスト化を図ることができる。
　(実施形態２)
　以下、本発明の実施形態２に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態２に係る電流センサ２００は、導体にスリットが設けられている点のみ実施形態１に係る電流センサ１００と異なるため、実施形態１に係る電流センサ１００と同様である構成については同じ参照符号を付してその説明を繰り返さない。
　図７は、本発明の実施形態２に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図８は、本発明の実施形態２に係る電流センサが備える導体の外観を示す斜視図である。
　図７，８に示すように、本発明の実施形態２に係る電流センサ２００は、測定対象の電流が流れ、表面および裏面を含み、長さ方向(Ｙ軸方向)、長さ方向(Ｙ軸方向)と直交する幅方向(Ｘ軸方向)、および、長さ方向(Ｙ軸方向)と幅方向(Ｘ軸方向)とに直交する厚さ方向(Ｚ軸方向)を有する板状の導体２１０と、導体２１０を流れる測定対象の電流により発生する磁界の強さを検出する、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂとを備える。
　本実施形態に係る電流センサ２００においては、導体２１０は、一方の流路部１１１と他方の流路部１１５との間に、長さ方向(Ｙ軸方向)に延在するスリット２１６が設けられている。スリット２１６が設けられることにより、一方の流路部１１１と他方の流路部１１５との間にギャップが形成される。スリット２１６は、導体２１０の厚さ方向(Ｚ軸方向)から見て、第１磁気センサ１２０ａと第２磁気センサ１２０ｂとの間に位置している。
　本実施形態においては、スリット２１６は、導体２１０の長さ方向(Ｙ軸方向)において、一方の流路部１１１を包含する範囲に設けられているが、スリット２１６の設けられる範囲はこれに限られず、一方の流路部１１１の少なくとも一部と重なる範囲に設けられていればよい。また、導体２１０の厚さ方向(Ｚ軸方向)から見て、スリット２１６は矩形状であるが、スリット２１６の形状は、これに限られず、楕円形などであってもよい。
　ここで、一方の流路部１１１の延在部１１４と他方の流路部１１５との間のＸ軸方向のギャップが、磁気センサの位置と磁束密度との関係に及ぼす影響をシミュレーション解析した結果について説明する。
　図９は、シミュレーションを行なった解析モデルを示す図である。図１０は、シミュレーション解析の結果を示すグラフである。図１０においては、縦軸にＸ軸方向の磁束密度(ｍＴ)、横軸にＸ軸方向の位置(ｍｍ)を示している。
　図９に示すように、シミュレーション解析においては、導体として一方の流路部１１１の延在部１１４および他方の流路部１１５のみ考慮し、一方の流路部１１１の延在部１１４と他方の流路部１１５との間のＸ軸方向のギャップをＧとした。ギャップＧが正の値の場合は、ギャップＧは、一方の流路部１１１の延在部１１４と他方の流路部１１５との間の隙間の寸法であり、ギャップＧが負の値の場合は、ギャップＧは、一方の流路部１１１の延在部１１４と他方の流路部１１５とが重なっている長さの寸法である。
　一方の流路部１１１の延在部１１４および他方の流路部１１５の各々の断面形状としては、幅が２０ｍｍ、厚さが１．５ｍｍとした。一方の流路部１１１の延在部１１４と他方の流路部１１５との間のＺ軸方向の間隔は、７ｍｍとした。一方の流路部１１１の延在部１１４および他方の流路部１１５の各々を流れる電流の値を４００Ａとした。
　磁気センサの位置は、導体２１０の厚さ方向(Ｚ軸方向)における一方の流路部１１１の延在部１１４と他方の流路部１１５との間の中心線Ｌ上での、導体２１０の幅方向(Ｘ軸方向)における一方の流路部１１１の延在部１１４と他方の流路部１１５との間の中心線Ｃとの交点Ｏからの距離で示している。磁気センサのＸ軸方向の位置は、他方の流路部１１５寄りを正の値、一方の流路部１１１の延在部１１４寄りを負の値で示している。
　図１０に示すように、Ｘ軸方向の磁束密度の分布は、磁気センサの位置の０ｍｍを中心に点対称となっている。ギャップＧが－４ｍｍまたは－２ｍｍである場合、一方の流路部１１１の延在部１１４の周囲に発生する磁界と他方の流路部１１５の周囲に発生する磁界とが打ち消し合うため、磁気センサが検出するＸ軸方向の磁束密度は、ギャップＧが０ｍｍ以上である場合と比較して小さくなっている。
　一方、ギャップＧが大きくなるに従って、一方の流路部１１１の延在部１１４の周囲に発生する磁界と他方の流路部１１５の周囲に発生する磁界との相互作用が小さくなるため、磁気センサが検出するＸ軸方向の磁束密度が大きくなっている。
　上記のシミュレーション解析の結果から、スリット２１６を設けて一方の流路部１１１の延在部１１４と他方の流路部１１５との間のＸ軸方向のギャップＧ大きくすることにより、導体２１０を流れる測定対象の電流に対する電流センサの感度を高めることができることを確認できた。
　よって、本実施形態に係る電流センサ２００は、実施形態１に係る電流センサ１００に比較して、導体２１０を流れる測定対象の電流に対する感度を高めることができる。
　(実施形態３)
　以下、本発明の実施形態３に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態３に係る電流センサ３００は、他方の流路部が、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、導体の裏面側に膨出している点のみ実施形態２に係る電流センサ２００と異なるため、実施形態２に係る電流センサ２００と同様である構成については同じ参照符号を付してその説明を繰り返さない。
　図１１は、本発明の実施形態３に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図１２は、本発明の実施形態３に係る電流センサが備える導体の外観を示す斜視図である。図１３は、本発明の実施形態３に係る電流センサが備える磁気センサユニットの構成を示す分解斜視図である。図１４は、本発明の実施形態３に係る電流センサが備える磁気センサユニットの筐体の外観を示す斜視図である。
　図１１～１４に示すように、本発明の実施形態３に係る電流センサ３００は、測定対象の電流が流れ、表面および裏面を含み、長さ方向(Ｙ軸方向)、長さ方向(Ｙ軸方向)と直交する幅方向(Ｘ軸方向)、および、長さ方向(Ｙ軸方向)と幅方向(Ｘ軸方向)とに直交する厚さ方向(Ｚ軸方向)を有する板状の導体３１０と、導体３１０を流れる測定対象の電流により発生する磁界の強さを検出する、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂとを備える。
　本実施形態に係る電流センサ３００においては、他方の流路部３１７は、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、導体３１０の裏面側に膨出している。他方の流路部３１７は、導体３１０の幅方向(Ｘ軸方向)にて一方の流路部１１１と並んでいる。幅方向(Ｘ軸方向)から見て、一方の流路部１１１と他方の流路部３１７とによって囲まれた領域１１１ｈが形成されている。スリット２１６は、導体３１０の幅方向(Ｘ軸方向)にて導体３１０の中央に位置している。
　図１２に示すように、本実施形態においては、他方の流路部３１７は、互いに間隔を置いて、導体３１０の裏面に直交するように突出する第３突出部３１８および第４突出部３１９と、導体３１０の長さ方向(Ｙ軸方向)に延在し、第３突出部３１８と第４突出部３１９とを繋ぐ延在部３１５とから構成されている。ただし、他方の流路部３１７の形状はこれに限られず、たとえば、導体３１０の幅方向(Ｘ軸方向)から見て、Ｃ字状または半円状の形状を有していてもよい。一方の流路部１１１と他方の流路部３１７とは、互いに点対称な形状を有する。
　図１３に示すように、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々は、アンプおよび受動素子などの電子部品３４０ａ，３４０ｂと共に基板１３０に実装されている。基板１３０が電気絶縁性を有する筐体３５０内に固定されることにより、磁気センサユニット３６０が構成されている。すなわち、第１磁気センサ１２０ａ、第２磁気センサ１２０ｂ、電子部品３４０ａ，３４０ｂおよび基板１３０の各々は、筐体３５０に収容されている。
　図１３，１４に示すように、筐体３５０は、略直方体状の外形を有し、下部筐体３５１と上部筐体３５２とから構成されている。上部筐体３５２には、基板１３０と接続されるワイヤーハネースの取出し口３５２ｐが設けられている。
　筐体３５０は、ＰＰＳ(ポリフェニレンサルファイド)などのエンジニアリングプラスチックで形成されている。ＰＰＳは、耐熱性が高いため、導体３１０の発熱を考慮した場合、筐体３５０の材料として好ましい。
　基板１３０を筐体３５０に固定する方法としては、螺子による締結、樹脂による熱溶着、または、接着剤による接合などを用いることができる。螺子を用いて基板１３０と筐体３５０とを締結する場合には、磁界の乱れが生じないように、非磁性の螺子を用いることが好ましい。
　一方の流路部１１１と他方の流路部３１７とによって形成される空間に、磁気センサユニット３６０が挿入されている。これにより、第１磁気センサ１２０ａは、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、領域１１１ｈの内部に位置し、かつ、一方の流路部１１１の裏面側に位置している。第２磁気センサ１２０ｂは、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、領域１１１ｈの内部に位置し、かつ、他方の流路部３１７の表面側に位置している。
　上記の状態において、筐体３５０は、一方の流路部１１１の裏面の少なくとも一部と接している。たとえば、上部筐体３５２が、延在部１１４の裏面の少なくとも一部と接している。さらに、筐体３５０は、他方の流路部３１７の表面の少なくとも一部と接している。たとえば、下部筐体３５１が、延在部３１５の表面の少なくとも一部と接している。
　これにより、第１磁気センサ１２０ａと一方の流路部１１１との間隔、および、第２磁気センサ１２０ｂと他方の流路部３１７との間隔の各々を狭くしつつ、一方の流路部１１１に対する第１磁気センサ１２０ａの位置のばらつき、および、他方の流路部３１７に対する第２磁気センサ１２０ｂの位置のばらつきの各々を低減して、電流センサ３００の感度を高めつつ測定精度のばらつきを低減することができる。その結果、電流センサ３００の測定再現性および量産性を高めることができる。また、一方の流路部１１１および他方の流路部３１７によって、磁気センサユニット３６０の構成部品を外力から保護することができる。
　導体３１０の厚さ方向(Ｚ軸方向)から見て、導体３１０の幅方向(Ｘ軸方向)にて、第１磁気センサ１２０ａと第２磁気センサ１２０ｂとの中間にスリット２１６が位置している。
　本実施形態においては、第２磁気センサ１２０ｂは、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、領域１１１ｈの内部に位置し、かつ、他方の流路部３１７の表面側に配置されているため、第２磁気センサ１２０ｂには、第３突出部３１８を周回する磁界と、第４突出部３１９を周回する磁界と、延在部３１５を周回する磁界とが印加される。これにより、第２磁気センサ１２０ｂの磁気抵抗素子に印加される磁界が強くなるため、導体３１０を流れる測定電流に対する第２磁気センサ１２０ｂの感度が高くなる。
　本実施形態に係る電流センサ３００は、導体３１０を流れる測定対象の電流に対する第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々の感度を高めることによって電流センサ３００の感度を高めつつ、外部磁界の影響を低減することができる。
　本実施形態に係る電流センサ３００においては、一方の流路部１１１の電気抵抗値と他方の流路部３１７の電気抵抗値とが略同一であるため、導体３１０を測定対象の電流が流れることによる一方の流路部１１１の発熱量と他方の流路部３１７の発熱量とを同等にすることができる。その結果、第１磁気センサ１２０ａの磁気抵抗素子の周囲の温度と、第２磁気センサ１２０ｂの磁気抵抗素子の周囲の温度とを略同じにすることができるため、磁気抵抗素子の温度特性による電流センサ３００の測定値の誤差を低減することができる。
　なお、一方の流路部１１１および他方の流路部３１７の形状は上記に限られない。図１５は、本発明の実施形態３の変形例に係る電流センサが備える導体の外観を示す斜視図である。図１５に示すように、本実施形態の変形例に係る電流センサが備える導体３１０ａは、導体３１０ａの幅方向(Ｘ軸方向)から見て半円状の形状を各々有する、一方の流路部１１１および他方の流路部３１７ａを含む。本実施形態の変形例に係る電流センサにおいては、磁気センサユニットの筐体は、略円柱状の外形を有している。
　(実施形態４)
　以下、本発明の実施形態４に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態４に係る電流センサ４００は、一方の流路部および他方の流路部の形状が主に、実施形態３に係る電流センサ３００と異なるため、実施形態３に係る電流センサ３００と同様である構成については同じ参照符号を付してその説明を繰り返さない。
　図１６は、本発明の実施形態４に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図１７は、本発明の実施形態４に係る電流センサが備える導体の外観を示す斜視図である。図１８は、図１７の導体を矢印ＸＶＩＩＩ方向から見た側面図である。
　図１６～１８に示すように、本発明の実施形態４に係る電流センサ４００は、測定対象の電流が流れ、表面および裏面を含み、長さ方向(Ｙ軸方向)、長さ方向(Ｙ軸方向)と直交する幅方向(Ｘ軸方向)、および、長さ方向(Ｙ軸方向)と幅方向(Ｘ軸方向)とに直交する厚さ方向(Ｚ軸方向)を有する板状の導体４１０を備える。
　本実施形態においては、一方の流路部４１１は、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、導体４１０の表面側に膨出している。他方の流路部４１７は、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、導体４１０の裏面側に膨出している。他方の流路部４１７は、導体４１０の幅方向(Ｘ軸方向)にて一方の流路部４１１と並んでいる。幅方向(Ｘ軸方向)から見て、一方の流路部４１１と他方の流路部４１７とによって囲まれた領域４１１ｈが形成されている。スリット４１６は、導体４１０の幅方向(Ｘ軸方向)にて導体４１０の中央に位置している。
　一方の流路部４１１および他方の流路部４１７の各々は、導体４１０の幅方向(Ｘ軸方向)から見て、半長円状の形状を有している。一方の流路部４１１は、互いに間隔を置いて、導体４１０の表面から円弧状に突出する第１突出部４１２および第２突出部４１３と、導体４１０の長さ方向(Ｙ軸方向)に延在し、第１突出部４１２と第２突出部４１３とを繋ぐ延在部４１４とから構成されている。他方の流路部４１７は、互いに間隔を置いて、導体４１０の裏面から円弧状に突出する第３突出部４１８および第４突出部４１９と、導体４１０の長さ方向(Ｙ軸方向)に延在し、第３突出部４１８と第４突出部４１９とを繋ぐ延在部４１５とから構成されている。
　一方の流路部４１１と他方の流路部４１７とによって形成される空間に、磁気センサユニット４６０が挿入されている。これにより、第１磁気センサ１２０ａは、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、領域４１１ｈの内部に位置し、かつ、一方の流路部４１１の裏面側に位置している。第２磁気センサ１２０ｂは、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、領域４１１ｈの内部に位置し、かつ、他方の流路部４１７の表面側に位置している。
　本実施形態に係る電流センサ４００は、導体４１０を流れる測定対象の電流に対する第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々の感度を高めることによって電流センサ４００の感度を高めつつ、外部磁界の影響を低減することができる。
　本実施形態に係る電流センサ４００においては、一方の流路部４１１の電気抵抗値と他方の流路部４１７の電気抵抗値とが略同一であるため、導体４１０を測定対象の電流が流れることによる一方の流路部４１１の発熱量と他方の流路部４１７の発熱量とを同等にすることができる。その結果、第１磁気センサ１２０ａの磁気抵抗素子の周囲の温度と、第２磁気センサ１２０ｂの磁気抵抗素子の周囲の温度とを略同じにすることができるため、磁気抵抗素子の温度特性による電流センサ４００の測定値の誤差を低減することができる。
　なお、磁気センサユニット４６０の一部が、一方の流路部４１１と他方の流路部４１７とによって形成される空間の外側に配置されていてもよい。図１９は、本発明の実施形態４の変形例に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図２０は、図１９の電流センサを矢印ＸＸ方向から見た側面図である。図２１は、本発明の実施形態４の変形例に係る電流センサが備える磁気センサユニットの基板を表面側から見た図である。図２２は、本発明の実施形態４の変形例に係る電流センサが備える磁気センサユニットの基板を裏面側から見た図である。
　図１９，２０に示すように、本発明の実施形態４の変形例に係る電流センサ４００ａは、導体４１０ａと磁気センサユニット４６０ａとを備える。磁気センサユニット４６０ａは、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、領域４１１ｈの内部に位置する磁気センサ収容部４６０ｉと、領域４１１ｈの外側に位置する電子部品収容部４６０ｏと、フランジ部４６０ｆとを含む。図２１，２２に示すように、電子部品収容部４６０ｏの内部に位置する部分の基板４３０の表面上に、電子部品４４０ａ，４４０ｂ，４４１が実装されている。電子部品４４０ａ，４４０ｂ，４４１は、演算回路を構成している。磁気センサ収容部４６０ｉの内部に位置する部分の基板４３０の裏面上に、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂが実装されている。
　フランジ部４６０ｆには、図示しない貫通孔が設けられている。導体４１０ａには、フランジ部４６０ｆの貫通孔に対応する位置に、図示しない貫通孔が設けられている。フランジ部４６０ｆの貫通孔および導体４１０ａの貫通孔を挿通したボルト４７０とナット４８０とを螺合させることにより、磁気センサユニット４６０ａと導体４１０ａとを締結することができる。ボルト４７０およびナット４８０の各々は、非磁性材料で構成されている。
　本発明の実施形態４の変形例に係る電流センサ４００ａにおいては、ボルト４７０およびナット４８０により、磁気センサユニット４６０ａを導体４１０ａに確実に取り付けることができる。また、演算回路を構成する電子部品４４０ａ，４４０ｂ，４４１を領域４１１ｈの外側に配置することにより、領域４１１ｈを小さくすることができる。領域４１１ｈを小さくすることにより、一方の流路部４１１と第１磁気センサ１２０ａとの間の距離、および、他方の流路部４１７と第２磁気センサ１２０ｂとの間の距離を、小さくすることができるため、第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々の感度を高めることができる。その結果、電流センサ４００ａの感度を高めつつ、外部磁界の影響を低減することができる。
　(実施形態５)
　以下、本発明の実施形態５に係る電流センサについて説明する。なお、実施形態５に係る電流センサ５００は、一方の流路部および他方の流路部の形状が主に、実施形態３に係る電流センサ３００と異なるため、実施形態３に係る電流センサ３００と同様である構成については同じ参照符号を付してその説明を繰り返さない。
　図２３は、本発明の実施形態５に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図２４は、本発明の実施形態５に係る電流センサが備える導体の外観を示す斜視図である。図２５は、図２４の導体を矢印ＸＸＶ方向から見た側面図である。図２６は、図２４の導体を矢印ＸＸＶＩ方向から見た上面図である。図２７は、図２４の導体を矢印ＸＸＶＩＩ方向から見た正面図である。
　図２３～２７に示すように、本発明の実施形態５に係る電流センサ５００は、測定対象の電流が流れ、表面および裏面を含み、長さ方向(Ｙ軸方向)、長さ方向(Ｙ軸方向)と直交する幅方向(Ｘ軸方向)、および、長さ方向(Ｙ軸方向)と幅方向(Ｘ軸方向)とに直交する厚さ方向(Ｚ軸方向)を有する板状の導体５１０を備える。
　本実施形態においては、他方の流路部５１７は、導体５１０の幅方向(Ｘ軸方向)にて一方の流路部５１１と並んでいる。幅方向(Ｘ軸方向)から見て、一方の流路部５１１と他方の流路部５１７とによって囲まれた領域５１１ｈが形成されている。スリット５１６は、導体５１０の幅方向(Ｘ軸方向)にて導体５１０の中央に位置している。
　一方の流路部５１１は、長さ方向(Ｙ軸方向)における一端５１１ａと他端５１１ｂとを有する。他方の流路部５１７は、長さ方向(Ｙ軸方向)における一端５１７ａと他端５１７ｂとを有する。一方の流路部５１１の一端５１１ａと他方の流路部５１７の一端５１７ａとは、スリット５１６を間に挟んで、幅方向(Ｘ軸方向)に並んでいる。一方の流路部５１１の他端５１１ｂと他方の流路部５１７の他端５１７ｂとは、スリット５１６を間に挟んで、幅方向(Ｘ軸方向)に並んでいる。
　長さ方向(Ｙ軸方向)における一方の流路部５１１の一端５１１ａと一方の流路部５１１の他端５１１ｂとは、厚さ方向(Ｚ軸方向)における位置が互いに異なっている。長さ方向(Ｙ軸方向)における他方の流路部５１７の一端５１７ａと他方の流路部５１７の他端５１７ｂとは、厚さ方向(Ｚ軸方向)における位置が互いに異なっている。長さ方向(Ｙ軸方向)における一方の流路部５１１の一端５１１ａと他方の流路部５１７の一端５１７ａとは、厚さ方向(Ｚ軸方向)における位置が互いに等しい。長さ方向(Ｙ軸方向)における一方の流路部５１１の他端５１１ｂと他方の流路部５１７の他端５１７ｂとは、厚さ方向(Ｚ軸方向)における位置が互いに等しい。
　一方の流路部５１１は、厚さ方向(Ｚ軸方向)における一方の流路部５１１の一端５１１ａの位置と一方の流路部５１１の他端５１１ｂの位置とを繋ぐ曲折部５１３を含む。他方の流路部５１７は、厚さ方向(Ｚ軸方向)における他方の流路部５１７の一端５１７ａの位置と他方の流路部５１７の他端５１７ｂの位置とを繋ぐ曲折部５１８を含む。一方の流路部５１１の曲折部５１３と、他方の流路部５１７の曲折部５１８とは、長さ方向(Ｙ軸方向)において互いに間隔を置いて位置している。
　本実施形態においては、一方の流路部５１１は、一端５１１ａから長さ方向(Ｙ軸方向)に延在する延在部５１４と、延在部５１４の長さ方向(Ｙ軸方向)の端部から厚さ方向(Ｚ軸方向)に直線状に延在して他端５１１ｂに向かう曲折部５１３とを含む。すなわち、一方の流路部５１１は、段状に形成されている。延在部５１４は、一方の流路部５１１の一端５１１ａと接している。曲折部５１３は、一方の流路部５１１の他端５１１ｂと接している。なお、曲折部５１３の形状は、上記に限られず、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、長さ方向(Ｙ軸方向)および厚さ方向(Ｚ軸方向)の各々に対して交差する方向に直線状に延在していてもよいし、湾曲していてもよい。
　他方の流路部５１７は、一端５１７ａから厚さ方向(Ｚ軸方向)に直線状に延在する曲折部５１８と、曲折部５１８の厚さ方向(Ｚ軸方向)の端部から長さ方向(Ｙ軸方向)に延在して他端５１７ｂに向かう延在部５１５とを含む。すなわち、他方の流路部５１７は、段状に形成されている。延在部５１５は、他方の流路部５１７の他端５１７ｂと接している。曲折部５１８は、他方の流路部５１７の一端５１７ａと接している。なお、曲折部５１８の形状は、上記に限られず、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、長さ方向(Ｙ軸方向)および厚さ方向(Ｚ軸方向)の各々に対して交差する方向に直線状に延在していてもよいし、湾曲していてもよい。
　一方の流路部５１１と他方の流路部５１７とによって形成される空間に、磁気センサユニット５６０が挿入されている。これにより、第１磁気センサ１２０ａは、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、領域５１１ｈの内部に位置し、かつ、一方の流路部５１１の裏面側に位置している。第２磁気センサ１２０ｂは、幅方向(Ｘ軸方向)から見て、領域５１１ｈの内部に位置し、かつ、他方の流路部５１７の表面側に位置している。
　本実施形態に係る電流センサ５００は、導体５１０を流れる測定対象の電流に対する第１磁気センサ１２０ａおよび第２磁気センサ１２０ｂの各々の感度を高めることによって電流センサ５００の感度を高めつつ、外部磁界の影響を低減することができる。
　本実施形態に係る電流センサ５００においては、一方の流路部５１１の電気抵抗値と他方の流路部５１７の電気抵抗値とが略同一であるため、導体５１０を測定対象の電流が流れることによる一方の流路部５１１の発熱量と他方の流路部５１７の発熱量とを同等にすることができる。その結果、第１磁気センサ１２０ａの磁気抵抗素子の周囲の温度と、第２磁気センサ１２０ｂの磁気抵抗素子の周囲の温度とを略同じにすることができるため、磁気抵抗素子の温度特性による電流センサ５００の測定値の誤差を低減することができる。
　なお、磁気センサユニット５６０の筐体に、導体固定用のフランジが設けられていてもよい。図２８は、本発明の実施形態５の変形例に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図２９は、図２８の電流センサを矢印ＸＸＩＸ方向から見た側面図である。
　図２８，２９に示すように、本発明の実施形態５の変形例に係る電流センサ５００ａは、導体５１０ａと磁気センサユニット５６０ａとを備える。磁気センサユニット５６０ａの筐体には、フランジ部５６０ｆが設けられている。フランジ部５６０ｆには、図示しない貫通孔が設けられている。導体５１０ａには、フランジ部５６０ｆの貫通孔に対応する位置に、図示しない貫通孔が設けられている。フランジ部５６０ｆの貫通孔および導体５１０ａの貫通孔を挿通したボルト５７０とナット５８０とを螺合させることにより、磁気センサユニット５６０ａと導体５１０ａとを締結することができる。ボルト５７０およびナット５８０の各々は、非磁性材料で構成されている。
　本発明の実施形態５の変形例に係る電流センサ５００ａにおいては、ボルト５７０およびナット５８０により、磁気センサユニット５６０ａを導体５１０ａに確実に取り付けることができる。
　上述した実施形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。たとえば、実施形態１に係る電流センサ１００において、他方の流路部１１５に代えて他方の流路部３１７を導体１１０に設けてもよい。実施形態１，２に係る電流センサ１００，２００における一方の流路部１１１に、磁気センサユニット３６０が挿入されていてもよい。この場合、筐体３５０は、一方の流路部１１１の裏面の少なくとも一部と接している。たとえば、上部筐体３５２が、延在部１１４の裏面の少なくとも一部と接している。下部筐体３５１が、他方の流路部１１５の表面の少なくとも一部と接している。電流センサにおいて、筐体が、導体と一体に構成されていてもよいし、導体に対して付け外し可能に構成されていてもよい。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　２　検出軸、３　感度変化軸、１００，２００，３００，４００，４００ａ，５００，５００ａ　電流センサ、１１０，２１０，３１０，３１０ａ，４１０，４１０ａ，５１０，５１０ａ　導体、１１１，１１５，３１７，３１７ａ，４１１，４１７，５１１，５１７　流路部、１１１ｈ，４１１ｈ，５１１ｈ　領域、１１２，４１２　第１突出部、１１２ｅ，１１３ｅ，１１４ｅ，１１５ｅ　磁界、１１３，４１３　第２突出部、１１４，３１５，４１４，４１５，５１４，５１５　延在部、１２０ａ　第１磁気センサ、１２０ｂ　第２磁気センサ、１３０，４３０　基板、１９０　算出部、２１６，４１６，５１６　スリット、３１８，４１８　第３突出部、３１９，４１９　第４突出部、３４０ａ，３４０ｂ，４４０ａ，４４０ｂ，４４１　電子部品、３５０　筐体、３５１　下部筐体、３５２　上部筐体、３５２ｐ　取出し口、３６０，４６０，４６０ａ，５６０，５６０ａ　磁気センサユニット、４６０ｆ，５６０ｆ　フランジ部、４６０ｉ　磁気センサ収容部、４６０ｏ　電子部品収容部、４７０，５７０　ボルト、４８０，５８０　ナット、５１１ａ，５１７ａ　一端、５１１ｂ，５１７ｂ　他端、５１３，５１８　曲折部。

Claims (16)

  1. 　測定対象の電流が流れ、表面および裏面を含み、長さ方向、該長さ方向と直交する幅方向、および、前記長さ方向と前記幅方向とに直交する厚さ方向を有する板状の導体と、
    　前記電流により発生する磁界の強さを検出する、第１磁気センサおよび第２磁気センサとを備え、
    　前記導体は、前記長さ方向における途中で、前記電流が分流されて流れる一方の流路部および他方の流路部を含み、
    　前記幅方向から見て、前記一方の流路部と前記他方の流路部とによって囲まれた領域が形成されており、
    　前記第１磁気センサは、前記幅方向から見て、前記領域の内部に位置し、かつ、前記一方の流路部の裏面側に位置し、
    　前記第２磁気センサは、前記幅方向から見て、前記領域の内部に位置し、かつ、前記他方の流路部の表面側に位置している、電流センサ。
  2. 　前記一方の流路部は、前記幅方向から見て、前記導体の表面側に膨出している、請求項１に記載の電流センサ。
  3. 　前記他方の流路部は、前記幅方向から見て、前記導体の裏面側に膨出している、請求項２に記載の電流センサ。
  4. 　前記一方の流路部および前記他方の流路部の各々は、前記長さ方向における一端と他端とを有し、
    　前記長さ方向における前記一方の流路部の一端と前記一方の流路部の他端とは、前記厚さ方向における位置が互いに異なっており、
    　前記長さ方向における前記他方の流路部の一端と前記他方の流路部の他端とは、前記厚さ方向における位置が互いに異なっており、
    　前記長さ方向における前記一方の流路部の一端と前記他方の流路部の一端とは、前記厚さ方向における位置が互いに等しく、
    　前記長さ方向における前記一方の流路部の他端と前記他方の流路部の他端とは、前記厚さ方向における位置が互いに等しく、
    　前記一方の流路部は、前記厚さ方向における前記一方の流路部の前記一端の位置と前記一方の流路部の前記他端の位置とを繋ぐ曲折部を含み、
    　前記他方の流路部は、前記厚さ方向における前記他方の流路部の前記一端の位置と前記他方の流路部の前記他端の位置とを繋ぐ曲折部を含み、
    　前記一方の流路部の前記曲折部と、前記他方の流路部の前記曲折部とは、前記長さ方向において互いに間隔を置いて位置している、請求項１に記載の電流センサ。
  5. 　前記第１磁気センサの検出値と前記第２磁気センサの検出値とを演算することにより前記電流の値を算出する算出部をさらに備え、
    　前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとは、前記磁界の各々の検出値が互いに逆相であり、
    　前記算出部が減算器または差動増幅器である、請求項１から４のいずれか１項に記載の電流センサ。
  6. 　前記第１磁気センサの検出値と前記第２磁気センサの検出値とを演算することにより前記電流の値を算出する算出部をさらに備え、
    　前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとは、前記磁界の各々の検出値が互いに同相であり、
    　前記算出部が加算器または加算増幅器である、請求項１から４のいずれか１項に記載の電流センサ。
  7. 　前記一方の流路部と前記他方の流路部とが、互いに点対称な形状を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の電流センサ。
  8. 　前記導体は、前記一方の流路と前記他方の流路との間に、前記長さ方向に延在するスリットが設けられている、請求項１から７のいずれか１項に記載の電流センサ。
  9. 　前記厚さ方向から見て、前記幅方向にて、前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとの中間に前記スリットが位置している、請求項８に記載の電流センサ。
  10. 　前記スリットは、前記幅方向にて前記導体の中央に位置している、請求項９に記載の電流センサ。
  11. 　前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサが、１つの基板に実装されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の電流センサ。
  12. 　前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサの各々は、検出軸を有し、該検出軸が前記幅方向に向くように配置されており、
    　前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサの各々は、前記長さ方向のバイアス磁界の強さに応じて検出感度が変化するように構成されている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電流センサ。
  13. 　前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサを収容する筐体をさらに備え、
    　前記筐体は、前記一方の流路部の裏面の少なくとも一部と接している、請求項１から１２のいずれか１項に記載の電流センサ。
  14. 　前記一方の流路部は、前記長さ方向に延在する延在部を含み、
    　前記筐体は、前記延在部の裏面の少なくとも一部と接している、請求項１３に記載の電流センサ。
  15. 　前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサを収容する筐体をさらに備え、
    　前記筐体は、前記一方の流路部の裏面の少なくとも一部、および、前記他方の流路部の表面の少なくとも一部、の各々と接している、請求項３に記載の電流センサ。
  16. 　前記一方の流路部および前記他方の流路部の各々は、前記長さ方向に延在する延在部を含み、
    　前記筐体は、前記一方の流路部の前記延在部の裏面の少なくとも一部、および、前記他方の流路部の前記延在部の表面の少なくとも一部の各々と接している、請求項１５に記載の電流センサ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018131325A1 (ja) * 2017-01-11 2018-07-19 株式会社村田製作所 電流検出デバイス、給電装置
WO2019092912A1 (ja) * 2017-11-08 2019-05-16 株式会社村田製作所 電流センサおよびその製造方法
US20220178972A1 (en) * 2019-03-15 2022-06-09 Tdk Corporation Current sensor

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017002678A1 (ja) * 2015-07-01 2017-01-05 株式会社村田製作所 電流センサ
CN107615078A (zh) * 2015-07-24 2018-01-19 株式会社村田制作所 电流传感器
WO2018051575A1 (ja) * 2016-09-14 2018-03-22 旭化成エレクトロニクス株式会社 電流センサ
JP2021028571A (ja) * 2017-09-27 2021-02-25 株式会社村田製作所 電流センサ
JP2021036198A (ja) * 2017-10-04 2021-03-04 株式会社村田製作所 電流センサの製造方法および電流センサ
WO2019111765A1 (ja) * 2017-12-04 2019-06-13 株式会社村田製作所 磁気センサ
JP7243747B2 (ja) * 2021-01-29 2023-03-22 Tdk株式会社 電流センサおよびそれを備えた電気制御装置
CN113341201B (zh) * 2021-06-08 2022-08-09 合肥博微田村电气有限公司 一种磁通门电流传感器及电流测量方法
US12352786B2 (en) 2021-09-07 2025-07-08 Allegro Microsystems, Llc Current sensor system
US11892476B2 (en) 2022-02-15 2024-02-06 Allegro Microsystems, Llc Current sensor package
US12112865B2 (en) 2022-03-15 2024-10-08 Allegro Microsystems, Llc Multiple branch bus bar for coreless current sensing application
US11940470B2 (en) * 2022-05-31 2024-03-26 Allegro Microsystems, Llc Current sensor system
CN117572303B (zh) * 2022-08-08 2024-09-17 苏州纳芯微电子股份有限公司 一种磁传感器、电流检测装置及电流检测方法
DE102023200901A1 (de) * 2023-02-03 2024-08-08 Infineon Technologies Ag Stromsensorvorrichtung mit einem elektrischen leiter und einem magnetsensor, der von dem elektrischen leiter räumlich getrennt ist
JP2024146826A (ja) * 2023-03-31 2024-10-15 旭化成エレクトロニクス株式会社 電流測定モジュール

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011185772A (ja) * 2010-03-09 2011-09-22 Alps Green Devices Co Ltd 電流センサ
WO2012050048A1 (ja) * 2010-10-15 2012-04-19 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
WO2013005459A1 (ja) * 2011-07-04 2013-01-10 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09304440A (ja) * 1996-05-21 1997-11-28 Meidensha Corp 電流検出装置
JP3631925B2 (ja) 1999-09-07 2005-03-23 矢崎総業株式会社 電流検出器及びこれを用いた電気接続箱
DE10100597A1 (de) 2001-01-09 2002-07-18 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung, Strommesser und Kraftfahrzeug
JP2005321206A (ja) * 2004-05-06 2005-11-17 Mitsubishi Electric Corp 電流検出装置
JP2006112968A (ja) * 2004-10-15 2006-04-27 Toyota Motor Corp 電流検出装置
JP4434111B2 (ja) 2005-09-12 2010-03-17 株式会社デンソー 電流センサおよび電流検出方法
JP2008039734A (ja) * 2006-08-10 2008-02-21 Koshin Denki Kk 電流センサ
JP4833111B2 (ja) * 2006-09-20 2011-12-07 株式会社東海理化電機製作所 電流検出器
JP4629644B2 (ja) 2006-10-31 2011-02-09 株式会社東海理化電機製作所 電流検知装置
JP2008216230A (ja) 2007-03-02 2008-09-18 Koshin Denki Kk 電流センサ
US7583073B2 (en) 2007-07-19 2009-09-01 Honeywell International Inc. Core-less current sensor
JP5366418B2 (ja) * 2008-03-24 2013-12-11 東光東芝メーターシステムズ株式会社 電流検出器およびこれを用いた電力量計
DE102008039568B4 (de) * 2008-08-25 2015-03-26 Seuffer gmbH & Co. KG Stromerfassungsvorrichtung
US8760149B2 (en) * 2010-04-08 2014-06-24 Infineon Technologies Ag Magnetic field current sensors
WO2012029438A1 (ja) * 2010-08-31 2012-03-08 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
JP5544502B2 (ja) * 2011-03-07 2014-07-09 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
JP2013142604A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Alps Green Devices Co Ltd 電流センサ
JP2013148512A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Aisin Seiki Co Ltd 電流センサ
WO2013136751A1 (ja) * 2012-03-16 2013-09-19 キヤノン電子株式会社 計測モジュール、電子機器、電源タップ及び電源ユニット、並びに組込型計測モジュール
JP5935019B2 (ja) 2012-03-29 2016-06-15 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
JP6030866B2 (ja) * 2012-06-14 2016-11-24 矢崎総業株式会社 電流センサ
WO2014123007A1 (ja) * 2013-02-06 2014-08-14 株式会社村田製作所 電流センサ
CN103487632A (zh) * 2013-10-11 2014-01-01 上海飞轩电子有限公司 屏蔽式开环无聚磁环隧道磁阻传感器
KR20160016191A (ko) * 2014-08-04 2016-02-15 현대모비스 주식회사 전류센서-전력전도체 조립체의 크기 최적화 구조
CN107615078A (zh) * 2015-07-24 2018-01-19 株式会社村田制作所 电流传感器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011185772A (ja) * 2010-03-09 2011-09-22 Alps Green Devices Co Ltd 電流センサ
WO2012050048A1 (ja) * 2010-10-15 2012-04-19 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
WO2013005459A1 (ja) * 2011-07-04 2013-01-10 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018131325A1 (ja) * 2017-01-11 2018-07-19 株式会社村田製作所 電流検出デバイス、給電装置
JP6436275B1 (ja) * 2017-01-11 2018-12-12 株式会社村田製作所 電流検出デバイス、給電装置
WO2019092912A1 (ja) * 2017-11-08 2019-05-16 株式会社村田製作所 電流センサおよびその製造方法
US20220178972A1 (en) * 2019-03-15 2022-06-09 Tdk Corporation Current sensor

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