JPH02307068A - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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- JPH02307068A JPH02307068A JP1126794A JP12679489A JPH02307068A JP H02307068 A JPH02307068 A JP H02307068A JP 1126794 A JP1126794 A JP 1126794A JP 12679489 A JP12679489 A JP 12679489A JP H02307068 A JPH02307068 A JP H02307068A
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Landscapes
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野１
本発明は電流の測定などに用いられる６Ｂ気センサに関
するものである。 ［従来の技術］ 導線中を流れる電流を磁気的に計測する場合、例えば第
９図に示すような磁性体コアとｆａ電変換素子であるホ
ール素子を組合せたｂＩｉ気センサが使用される。すな
わち、閉磁路をなす磁性体コア１に設けた空隙ｌ＾内に
ホール素子からなる感磁素子２を挿入し、導線３を流れ
る電流によって生ずる磁束をＦＡ磁素子２によって検出
し、検出結果をリード線２＾によって電源増幅器へ導い
て、電流値を計測している。 第１０図は第９図におけるコア空隙部の拡大断面図であ
る。ホール素子２は以下に説明する構造を有するが基本
は特開昭６１−２５６７７６号公報に記載の内容に従っ
ている。すなわち、表面にリード［２＾のバタ〜ンを有
するリードフレーム２６上に、接１Ｐｊ２Ｇによって磁
性基板２Ｄが接着され、その上に絶、１ｉｊ３２Ｅを介
して薄膜状の感磁部２Ｆが設けれている。感磁部２Ｆに
は電極２Ｇが設けられワイヤ２Ｈによってリード線２＾
に接続されている。ざらに感磁部２Ｆの上には接着１２
Ｉによって磁束集中用の磁性体片２Ｊが接着されている
。そして以上の構造の全体が樹脂２Ｋによって封止され
ている。このようなホール素子がコア１の空隙に挿入さ
れてコア１の一方または双方の端面に接着剤２Ｌ（およ
び２Ｍ）によって接着されている。従って、コア１の端
面とホール素子２との間には接着剤（または空気）から
なるクリアランスが必ず存在している。
するものである。 ［従来の技術］ 導線中を流れる電流を磁気的に計測する場合、例えば第
９図に示すような磁性体コアとｆａ電変換素子であるホ
ール素子を組合せたｂＩｉ気センサが使用される。すな
わち、閉磁路をなす磁性体コア１に設けた空隙ｌ＾内に
ホール素子からなる感磁素子２を挿入し、導線３を流れ
る電流によって生ずる磁束をＦＡ磁素子２によって検出
し、検出結果をリード線２＾によって電源増幅器へ導い
て、電流値を計測している。 第１０図は第９図におけるコア空隙部の拡大断面図であ
る。ホール素子２は以下に説明する構造を有するが基本
は特開昭６１−２５６７７６号公報に記載の内容に従っ
ている。すなわち、表面にリード［２＾のバタ〜ンを有
するリードフレーム２６上に、接１Ｐｊ２Ｇによって磁
性基板２Ｄが接着され、その上に絶、１ｉｊ３２Ｅを介
して薄膜状の感磁部２Ｆが設けれている。感磁部２Ｆに
は電極２Ｇが設けられワイヤ２Ｈによってリード線２＾
に接続されている。ざらに感磁部２Ｆの上には接着１２
Ｉによって磁束集中用の磁性体片２Ｊが接着されている
。そして以上の構造の全体が樹脂２Ｋによって封止され
ている。このようなホール素子がコア１の空隙に挿入さ
れてコア１の一方または双方の端面に接着剤２Ｌ（およ
び２Ｍ）によって接着されている。従って、コア１の端
面とホール素子２との間には接着剤（または空気）から
なるクリアランスが必ず存在している。
ｈｎ磁性体コア感磁素子を組合せた従来の磁気センサは
、コア空隙部の非磁性空隙が大台いため、理想的には完
全な閉ループをなすべきコアの磁路の磁気抵抗が大きか
った。従って、例えば導線を漬れる電流によって生起さ
れた磁束のうち、コア断面の外部を通過する磁束、いわ
ゆる漏洩磁束が増加して、感磁素子が検出する６Ｂ束は
減少する。 そのため磁気センサとしての感度、すなわち被検゛出電
流によって生起される磁束に対する感磁素子の出力が低
減した。 非磁性空隙が大きくなる理由は、 ■すでに作製されている感磁素子を挿入するために、コ
ア空隙に感磁素子の厚さより余裕をみるクリアランスが
ある。 ■感磁素子を形成し、あるいは封止するため厚さ方向に
リードフレームおよびモールド樹脂がある。 などによる、■は空気間隙層あるいは接着剤層からなり
、一方■は非磁性金属およびモールド樹脂層からなるが
、ともに非磁性体のためコアの磁気抵抗が大ぎく、例え
ば微小電流などによる微弱磁界の計測は困難であった。 たとえば、電気機器の漏電を検出して、人体の感電や機
器の損傷に至ることを未然に防ぐ漏電センナなどにおい
ては、１５〜１００１＾の微小電流を検出できる電流セ
ンサを必要とするが、外乱ノイズよりも十分大きい出力
ｔｇ号を得ることは微弱磁界のため困難であった。 本発明は上述した従来の難点を克服し、コアの非ｂｆｌ
性空隙が小さく、高い感度を有する磁気センサラ提供す
ることを目的とする。 １課題を解決するための手段１ 本発明は空隙部を挟んで互いに対向する端面を有し、か
つ空隙部を含んで閉磁路を構成する磁性体コアの、端面
に感磁素、子が形成されていることを特徴とする。 具体的には、微弱磁界においても十分な磁束がコアに生
起するように、非磁性空隙を極小化する。その手段とし
て特公昭５３−４６６７１ｉ号公報に示される磁性体が
露出しているホール素子をコア空隙に挿入すれば、第１
θ図で介在しているリードフレームおよびモールド樹脂
からなる非磁性空隙が除去でき、さらに、第１１図、第
１２図のような磁性体２Ｊ’ が突起部を有する磁気セ
ンサユニットを挿入すれば、工業的に量産性が良く、平
均して高感度の磁気センサが安定に得られる。 しかし、これらの方ｌ去では１アンペアターン（３丁）
程度以上の電流測定に相当する磁界測定は可能であるが
、上記の０．１ＡＴ程度までの測定ではさらに非磁性空
隙を縮小しなければならない、そこで本発明では、第９
図のように、単体の磁気センサユニット（ホール素子２
）をコア空隙に挿入する方法をとらず、コア端面の一方
の表面に感磁素子を直接形成して、挿入法で不可避だっ
たクリアランス２Ｌ、２Ｍを除去して非磁性空隙を極小
にした。 ［作 用１ 本発明においては、第１図に示すように、２個または３
個以上に分割されたコア４＾および４Ｂを使用し、空隙
部の露出された端面上に感磁素子５を形成した後、コア
４Ａおよび４Ｂの、空隙部と反対側の接合面４Ｃで接合
する。 本発明によれば、感磁部の両側は、絶縁層および接着層
が介在するだけでコアおよび磁性体に挟まれ、第１図の
ように絶縁層、感６ｉ１部および接着層からなる非磁性
空隙ｄはｄ＝２０〜３０μｍと小さい、ｉｔｏ図に示し
た従来の構造では、非磁性空隙はｄ＝１０〜１．５ｍｍ
であり大きく、また第１ｔ図および第１２図の構造でも
クリアランス２Ｌ、２Ｍの２０〜１０μｍを合わせると
ｄ＝３０〜８０μ−となる。 ここで、非磁性空隙と磁束密度および感度との関係を述
べる。 例えば第９図に示したように、コア１に巻かれた導線３
に流れる電流１．による起＆ｎカをＮｌ、とした時、コ
アの比透ｌ１１ｉ率μ、が十分大きく、かつコアの磁路
長に対して空隙ｄが小さければ、空隙内の磁束は１ｉｆ
１束密度已に関して Ｂ＃μ、ＮＩ 、／ｄ ・・・（＋） 但しμ。 ＝真空透磁率となる。この磁束密度が感磁部に印加する
と、例えばホール素子の出カシ８に関して Ｖ、＝に、８１ｃ＝ に、、（μｏＮＩ＋） Ｉｃ／ｄ
−（２）ここでに、ｔ＝積感度、ＩＣ＝ホール素子駆
動電流（一定）であるから、電ｔａ Ｉ ＋を磁気的に
検出する磁気センサとしての感度ＶＨ／ＩＩは Ｖｈ／Ｉ＋ ＝に＋＋／ｊｏ旧ｃ／ｄ −（３
）となる、（３）式より感度は非磁性空隙に反比例する
ことが判る。 前述した０、１ＡＴに相当する磁界の電流をホール素子
の出力（ｇ号強度上で精度よく計測できる５０〜６０ガ
ウス以上の磁束密度を生起させる為には、空隙長ｄが（
１）式より２０μｍ程度以下でなければならない０本発
明はこれを実現したものである。 ［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。 第１図は本発明の第１の実施例を示し、第２図はそのコ
ア空隙部の拡大断面図である。リング状のフェライトコ
アはコア４Ａ、４Ｂに２分割され、感磁素子５を挟んだ
空隙と接合面４Ｃを介して閉磁路をなしている。第２図
の例では感磁素子５としてホール素子を用いている。こ
の実施例では、ホール素子の主要部は絶ａ層５Ｂ、感磁
部ＳＣ，電極５Ｄ。 磁性体片５Ｅおよびリード線５＾からなっている。コア
４８の端面上に接着剤層および補強層からなる厚さ平均
１０μｍの絶縁層５Ｂおよび厚さ平均１μｌの感６ｎ部
５Ｃが設けられている。感磁部５Ｃは、厚さ平均６μ層
の電極５０にハンダ接続されている厚さ０．１−０．３
ｍｍのリード線５人を経由して系外の電源増幅器に接続
されている。さらに厚さ約Ｉｔｓの磁性体片５Ｅが接着
剤層および保護層からなる厚さ平均ｌＯμ−の接着層５
Ｆを介して感磁部５Ｃに固定されている。磁性体片５Ｅ
の他端はコア４＾の端面に接している。空隙部の空間に
は充填剤５Ｇが充填され、封止されている。 上述した構造により、コア４＾およびコア４Ｂの両端面
間の非磁性空隙ｄは絶縁層、感磁部および接着層のみか
らなり、平均２１μ−となる。すなわち、従来構造で非
ｌｌｎ性空隙を増大させた主原因の挿入用タラアランス
、モールド樹脂層およびリード線は、本実施例では非磁
性空隙から除かれ、０、ＩＡＴ程度までの型温測定に相
当する磁界測定が磁性コアとの組合せで可能となった。 次に、木磁気センサの製法を述べる。まず、コア４Ｂの
端面に、蒸着法で形成した薄膜状の１．．５゜ｒ、、＾
１、あるいは■。またはＧａを含む化合物半導体からな
る感磁部２Ｆと、その表面にスパッタ法または蒸着法で
形成した非透湿性の５ｉｏ２あるいはＳｉＯなどからな
る補強層とを接着剤層により固定した。 次に、厚さ平均６μ−の電極５Ｄを設けた。上述の構造
は例えば特公昭５３−４６６７６号公報に開示されてい
る公知のものでよい。さらに−辺が約１ｖｓの立方体の
磁性体片５Ｅを厚さ平均ｌＯμ−の接着層５Ｆで固定し
、リード線５＾をハンダで電極５Ｄに接続した。その後
コア４＾を重ね、充填材５Ｇとしてエポキシ樹脂を使用
してコア（＾およびコア４Ｂを結合した。コア４＾およ
びコア４Ｂの他の端面はやはり、エポキシ樹脂６を使用
して直接両コアを接合した。 以上の製造で注意を要するのは、磁性体片５Ｅが接着固
定時に斜方向に傾くのを防止することである。その理由
は、磁性体片５Ｅが傾いて固定されると、非ｌ１ｉｌ性
空隙が増大することに加えて磁束が偏倚し、感磁部の十
字状部分の磁束密度が減少して−ｎ磁気センサ感度が悪
化することによる。傾き防止の方法は接着時に磁性体片
５εを治具等により均圧することや、磁性体片５Ｅの形
状をいわゆる横長にするなどの工夫である。因みに磁性
体片５εは、本発明では非磁性空隙の短縮が主目的であ
るため、ホール素子単体で使われる場合のように感度を
向上させようとして、いわゆる縦長の形状で反磁場係数
を大きくする必要はなく、形状の工夫で傾き防止は可能
である。 なお、コア４＾およびコア４Ｂの端面は一部５１ａｍの
正方形、またコア全体はリング状で外径を３０ａ＋＋＋
＋とじた。 以下に本発明の他の実施例を示すか基本的な構造は第１
の実施例と同様であり、同一部分は説明を省略する。第
３図に本発明の第２の実施例を示す６本実施例は電極５
Ｄとリード線５Ａをワイヤ５１１で接続する構造である
。電極５Ｄを形成した後に、接着層５■を介して絶縁層
５Ｂにリード線５＾を固定する６次にワイヤボンド法に
より金線のワイヤ５１１で電極５Ｄとリード線５＾とを
接続した。この構造により、自動ワイヤボンド機が使え
るため、磁気センサはユ産時の製造が容易となる利点が
ある。 第４図に本発明の第３の実施例を示す。本実施例は、コ
ア４＾の端面に高さ０．１〜０．３１６ｍの突起部４Ｄ
を設け、張出部分が感６ｎ部に近接するようにしたもの
である。コア４八およびコア４Ｂの両端面間に充填剤５
Ｇを注入する際に非磁性空隙が所定の値以下になるよう
に突起部４０の高さを例えばリード線の厚さに等しく定
めである。そのため、コア４への基部端面４Ｅがリード
線５Ａに接する構造とすることによって両端面の間隙、
特に非磁性空隙を規定することができる。本実施例はコ
ア４＾およびコア４Ｂの間に挟む】ＩＩＩＩｌ角の立方
体の磁性体片（第２図および第３図の５Ｅ）がコア４＾
の一部であるため、磁気センサの製造時に磁性体片の接
着工程を省ける利点がある。 第５図に本発明の第４の実施例を示す。本実施例は、コ
ア４Ｂの端面の側方に支持体７を取り付け、コア４Ｂの
端面と支持体７の上面を同一平面として、絶縁層５Ｂお
よび感磁部５Ｃを設けたものである。コア４＾と４Ｂは
接着層８を介して固定される。 また、強度を高める必要があれば支持体７、電極５Ｄお
よびリート線５＾の周囲が接着剤９により固定される０
本実施例は磁性体片の接着やコア端面の段差加工が不要
で、コア構造が単純である利点を持つ。 第６図に本発明の第５の実施例を示す、２分割されたコ
ア４Ａ、４Ｂの両側の端面上に１個づつｒｆ！、６Ｂ素
子５および１０を設けて、両コア４＾５４Ｂを組合わせ
て閉６ｎ路を作る０本実施例は２個の感磁素子を持ち、
両方の出力を合計して倍増させることができるので非磁
性空隙が倍増して磁束は半減するが、磁気センサの見か
け上の感度は感磁素子１個の場合と変わらない。 ところが本実施例には、感磁素子が閉磁路上で１ケ所の
場合に不可避であった検出磁界の非対称性に起因する計
測誤差が低減できる利点がある。 これを第７図により説明する。同図は電流の流れている
導線３が、閉磁路をなす円形コア４の内部で、中心を離
れた位置にある場合を示す、同図（ａ）は導線３が感磁
素子へに近い場合を示し、同図（ｂ）は導線３が感磁素
子Ｂに近い場合を示す。 導線３を流れる電流から生じるＩａ束１１は、同図（ａ
）では感電素子Ａを若干多く貫通し、同図（ｂ）では感
電素子Ｂを若干多く貫通するが、二つの感磁素子の合計
出力は導線３の位置によらずほぼ一定となる。 第１０図に示した従来装置では、感磁素子を複数個配設
すると、その効果よりも、本来大きな非４ｆｉ性空陣が
さらに増大して、コアの磁気抵抗が極めて大きくなり磁
気センサの感度が潰滅するという悪影響の方が大きくな
りほとんど実用に耐えない。これに対して、本実施例で
は１ケ所当りの非磁性空隙が既述の通り従来例の１７５
０程度であるため、感磁素子をコア上に数ケ所設けて６
ｎ束が減少しても、十分に感磁素子の良好な可測範囲に
あり、非磁性空隙の増大によって磁気センサの見かけ上
の感度が低下することはなく非対称性に起因する計測誤
差を低減できる。 ・［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、閉磁路の非磁性空
隙を極小にできるため、■磁気センサが高感度になり、
微小電流から生じる微弱磁界などの高感度の計測、例え
ば０．１ＡＴ程度の電流に相当する磁界測定が可能とな
り、■閉磁路上に複数のｆｆ１６ｎ素子を配設すること
によって、被検出磁界の非対称性があっても高精度な計
測が可能となる。 また、第８図に示されるような２次コイル１２に２次電
流を流して１次電流Ｉ、による起磁力を相殺させてコア
中の磁束をゼロ平衡させる方式の磁気平衡式電流センサ
に応用すればゼロ点の温度依存性、いわゆるオフセット
ドリフトが極小かつ、高透磁率の強磁性体コアと高感度
感磁素子の組合せで優れた周波数特性を具備した高精度
の電流センサが達成できる。
、コア空隙部の非磁性空隙が大台いため、理想的には完
全な閉ループをなすべきコアの磁路の磁気抵抗が大きか
った。従って、例えば導線を漬れる電流によって生起さ
れた磁束のうち、コア断面の外部を通過する磁束、いわ
ゆる漏洩磁束が増加して、感磁素子が検出する６Ｂ束は
減少する。 そのため磁気センサとしての感度、すなわち被検゛出電
流によって生起される磁束に対する感磁素子の出力が低
減した。 非磁性空隙が大きくなる理由は、 ■すでに作製されている感磁素子を挿入するために、コ
ア空隙に感磁素子の厚さより余裕をみるクリアランスが
ある。 ■感磁素子を形成し、あるいは封止するため厚さ方向に
リードフレームおよびモールド樹脂がある。 などによる、■は空気間隙層あるいは接着剤層からなり
、一方■は非磁性金属およびモールド樹脂層からなるが
、ともに非磁性体のためコアの磁気抵抗が大ぎく、例え
ば微小電流などによる微弱磁界の計測は困難であった。 たとえば、電気機器の漏電を検出して、人体の感電や機
器の損傷に至ることを未然に防ぐ漏電センナなどにおい
ては、１５〜１００１＾の微小電流を検出できる電流セ
ンサを必要とするが、外乱ノイズよりも十分大きい出力
ｔｇ号を得ることは微弱磁界のため困難であった。 本発明は上述した従来の難点を克服し、コアの非ｂｆｌ
性空隙が小さく、高い感度を有する磁気センサラ提供す
ることを目的とする。 １課題を解決するための手段１ 本発明は空隙部を挟んで互いに対向する端面を有し、か
つ空隙部を含んで閉磁路を構成する磁性体コアの、端面
に感磁素、子が形成されていることを特徴とする。 具体的には、微弱磁界においても十分な磁束がコアに生
起するように、非磁性空隙を極小化する。その手段とし
て特公昭５３−４６６７１ｉ号公報に示される磁性体が
露出しているホール素子をコア空隙に挿入すれば、第１
θ図で介在しているリードフレームおよびモールド樹脂
からなる非磁性空隙が除去でき、さらに、第１１図、第
１２図のような磁性体２Ｊ’ が突起部を有する磁気セ
ンサユニットを挿入すれば、工業的に量産性が良く、平
均して高感度の磁気センサが安定に得られる。 しかし、これらの方ｌ去では１アンペアターン（３丁）
程度以上の電流測定に相当する磁界測定は可能であるが
、上記の０．１ＡＴ程度までの測定ではさらに非磁性空
隙を縮小しなければならない、そこで本発明では、第９
図のように、単体の磁気センサユニット（ホール素子２
）をコア空隙に挿入する方法をとらず、コア端面の一方
の表面に感磁素子を直接形成して、挿入法で不可避だっ
たクリアランス２Ｌ、２Ｍを除去して非磁性空隙を極小
にした。 ［作 用１ 本発明においては、第１図に示すように、２個または３
個以上に分割されたコア４＾および４Ｂを使用し、空隙
部の露出された端面上に感磁素子５を形成した後、コア
４Ａおよび４Ｂの、空隙部と反対側の接合面４Ｃで接合
する。 本発明によれば、感磁部の両側は、絶縁層および接着層
が介在するだけでコアおよび磁性体に挟まれ、第１図の
ように絶縁層、感６ｉ１部および接着層からなる非磁性
空隙ｄはｄ＝２０〜３０μｍと小さい、ｉｔｏ図に示し
た従来の構造では、非磁性空隙はｄ＝１０〜１．５ｍｍ
であり大きく、また第１ｔ図および第１２図の構造でも
クリアランス２Ｌ、２Ｍの２０〜１０μｍを合わせると
ｄ＝３０〜８０μ−となる。 ここで、非磁性空隙と磁束密度および感度との関係を述
べる。 例えば第９図に示したように、コア１に巻かれた導線３
に流れる電流１．による起＆ｎカをＮｌ、とした時、コ
アの比透ｌ１１ｉ率μ、が十分大きく、かつコアの磁路
長に対して空隙ｄが小さければ、空隙内の磁束は１ｉｆ
１束密度已に関して Ｂ＃μ、ＮＩ 、／ｄ ・・・（＋） 但しμ。 ＝真空透磁率となる。この磁束密度が感磁部に印加する
と、例えばホール素子の出カシ８に関して Ｖ、＝に、８１ｃ＝ に、、（μｏＮＩ＋） Ｉｃ／ｄ
−（２）ここでに、ｔ＝積感度、ＩＣ＝ホール素子駆
動電流（一定）であるから、電ｔａ Ｉ ＋を磁気的に
検出する磁気センサとしての感度ＶＨ／ＩＩは Ｖｈ／Ｉ＋ ＝に＋＋／ｊｏ旧ｃ／ｄ −（３
）となる、（３）式より感度は非磁性空隙に反比例する
ことが判る。 前述した０、１ＡＴに相当する磁界の電流をホール素子
の出力（ｇ号強度上で精度よく計測できる５０〜６０ガ
ウス以上の磁束密度を生起させる為には、空隙長ｄが（
１）式より２０μｍ程度以下でなければならない０本発
明はこれを実現したものである。 ［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。 第１図は本発明の第１の実施例を示し、第２図はそのコ
ア空隙部の拡大断面図である。リング状のフェライトコ
アはコア４Ａ、４Ｂに２分割され、感磁素子５を挟んだ
空隙と接合面４Ｃを介して閉磁路をなしている。第２図
の例では感磁素子５としてホール素子を用いている。こ
の実施例では、ホール素子の主要部は絶ａ層５Ｂ、感磁
部ＳＣ，電極５Ｄ。 磁性体片５Ｅおよびリード線５＾からなっている。コア
４８の端面上に接着剤層および補強層からなる厚さ平均
１０μｍの絶縁層５Ｂおよび厚さ平均１μｌの感６ｎ部
５Ｃが設けられている。感磁部５Ｃは、厚さ平均６μ層
の電極５０にハンダ接続されている厚さ０．１−０．３
ｍｍのリード線５人を経由して系外の電源増幅器に接続
されている。さらに厚さ約Ｉｔｓの磁性体片５Ｅが接着
剤層および保護層からなる厚さ平均ｌＯμ−の接着層５
Ｆを介して感磁部５Ｃに固定されている。磁性体片５Ｅ
の他端はコア４＾の端面に接している。空隙部の空間に
は充填剤５Ｇが充填され、封止されている。 上述した構造により、コア４＾およびコア４Ｂの両端面
間の非磁性空隙ｄは絶縁層、感磁部および接着層のみか
らなり、平均２１μ−となる。すなわち、従来構造で非
ｌｌｎ性空隙を増大させた主原因の挿入用タラアランス
、モールド樹脂層およびリード線は、本実施例では非磁
性空隙から除かれ、０、ＩＡＴ程度までの型温測定に相
当する磁界測定が磁性コアとの組合せで可能となった。 次に、木磁気センサの製法を述べる。まず、コア４Ｂの
端面に、蒸着法で形成した薄膜状の１．．５゜ｒ、、＾
１、あるいは■。またはＧａを含む化合物半導体からな
る感磁部２Ｆと、その表面にスパッタ法または蒸着法で
形成した非透湿性の５ｉｏ２あるいはＳｉＯなどからな
る補強層とを接着剤層により固定した。 次に、厚さ平均６μ−の電極５Ｄを設けた。上述の構造
は例えば特公昭５３−４６６７６号公報に開示されてい
る公知のものでよい。さらに−辺が約１ｖｓの立方体の
磁性体片５Ｅを厚さ平均ｌＯμ−の接着層５Ｆで固定し
、リード線５＾をハンダで電極５Ｄに接続した。その後
コア４＾を重ね、充填材５Ｇとしてエポキシ樹脂を使用
してコア（＾およびコア４Ｂを結合した。コア４＾およ
びコア４Ｂの他の端面はやはり、エポキシ樹脂６を使用
して直接両コアを接合した。 以上の製造で注意を要するのは、磁性体片５Ｅが接着固
定時に斜方向に傾くのを防止することである。その理由
は、磁性体片５Ｅが傾いて固定されると、非ｌ１ｉｌ性
空隙が増大することに加えて磁束が偏倚し、感磁部の十
字状部分の磁束密度が減少して−ｎ磁気センサ感度が悪
化することによる。傾き防止の方法は接着時に磁性体片
５εを治具等により均圧することや、磁性体片５Ｅの形
状をいわゆる横長にするなどの工夫である。因みに磁性
体片５εは、本発明では非磁性空隙の短縮が主目的であ
るため、ホール素子単体で使われる場合のように感度を
向上させようとして、いわゆる縦長の形状で反磁場係数
を大きくする必要はなく、形状の工夫で傾き防止は可能
である。 なお、コア４＾およびコア４Ｂの端面は一部５１ａｍの
正方形、またコア全体はリング状で外径を３０ａ＋＋＋
＋とじた。 以下に本発明の他の実施例を示すか基本的な構造は第１
の実施例と同様であり、同一部分は説明を省略する。第
３図に本発明の第２の実施例を示す６本実施例は電極５
Ｄとリード線５Ａをワイヤ５１１で接続する構造である
。電極５Ｄを形成した後に、接着層５■を介して絶縁層
５Ｂにリード線５＾を固定する６次にワイヤボンド法に
より金線のワイヤ５１１で電極５Ｄとリード線５＾とを
接続した。この構造により、自動ワイヤボンド機が使え
るため、磁気センサはユ産時の製造が容易となる利点が
ある。 第４図に本発明の第３の実施例を示す。本実施例は、コ
ア４＾の端面に高さ０．１〜０．３１６ｍの突起部４Ｄ
を設け、張出部分が感６ｎ部に近接するようにしたもの
である。コア４八およびコア４Ｂの両端面間に充填剤５
Ｇを注入する際に非磁性空隙が所定の値以下になるよう
に突起部４０の高さを例えばリード線の厚さに等しく定
めである。そのため、コア４への基部端面４Ｅがリード
線５Ａに接する構造とすることによって両端面の間隙、
特に非磁性空隙を規定することができる。本実施例はコ
ア４＾およびコア４Ｂの間に挟む】ＩＩＩＩｌ角の立方
体の磁性体片（第２図および第３図の５Ｅ）がコア４＾
の一部であるため、磁気センサの製造時に磁性体片の接
着工程を省ける利点がある。 第５図に本発明の第４の実施例を示す。本実施例は、コ
ア４Ｂの端面の側方に支持体７を取り付け、コア４Ｂの
端面と支持体７の上面を同一平面として、絶縁層５Ｂお
よび感磁部５Ｃを設けたものである。コア４＾と４Ｂは
接着層８を介して固定される。 また、強度を高める必要があれば支持体７、電極５Ｄお
よびリート線５＾の周囲が接着剤９により固定される０
本実施例は磁性体片の接着やコア端面の段差加工が不要
で、コア構造が単純である利点を持つ。 第６図に本発明の第５の実施例を示す、２分割されたコ
ア４Ａ、４Ｂの両側の端面上に１個づつｒｆ！、６Ｂ素
子５および１０を設けて、両コア４＾５４Ｂを組合わせ
て閉６ｎ路を作る０本実施例は２個の感磁素子を持ち、
両方の出力を合計して倍増させることができるので非磁
性空隙が倍増して磁束は半減するが、磁気センサの見か
け上の感度は感磁素子１個の場合と変わらない。 ところが本実施例には、感磁素子が閉磁路上で１ケ所の
場合に不可避であった検出磁界の非対称性に起因する計
測誤差が低減できる利点がある。 これを第７図により説明する。同図は電流の流れている
導線３が、閉磁路をなす円形コア４の内部で、中心を離
れた位置にある場合を示す、同図（ａ）は導線３が感磁
素子へに近い場合を示し、同図（ｂ）は導線３が感磁素
子Ｂに近い場合を示す。 導線３を流れる電流から生じるＩａ束１１は、同図（ａ
）では感電素子Ａを若干多く貫通し、同図（ｂ）では感
電素子Ｂを若干多く貫通するが、二つの感磁素子の合計
出力は導線３の位置によらずほぼ一定となる。 第１０図に示した従来装置では、感磁素子を複数個配設
すると、その効果よりも、本来大きな非４ｆｉ性空陣が
さらに増大して、コアの磁気抵抗が極めて大きくなり磁
気センサの感度が潰滅するという悪影響の方が大きくな
りほとんど実用に耐えない。これに対して、本実施例で
は１ケ所当りの非磁性空隙が既述の通り従来例の１７５
０程度であるため、感磁素子をコア上に数ケ所設けて６
ｎ束が減少しても、十分に感磁素子の良好な可測範囲に
あり、非磁性空隙の増大によって磁気センサの見かけ上
の感度が低下することはなく非対称性に起因する計測誤
差を低減できる。 ・［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、閉磁路の非磁性空
隙を極小にできるため、■磁気センサが高感度になり、
微小電流から生じる微弱磁界などの高感度の計測、例え
ば０．１ＡＴ程度の電流に相当する磁界測定が可能とな
り、■閉磁路上に複数のｆｆ１６ｎ素子を配設すること
によって、被検出磁界の非対称性があっても高精度な計
測が可能となる。 また、第８図に示されるような２次コイル１２に２次電
流を流して１次電流Ｉ、による起磁力を相殺させてコア
中の磁束をゼロ平衡させる方式の磁気平衡式電流センサ
に応用すればゼロ点の温度依存性、いわゆるオフセット
ドリフトが極小かつ、高透磁率の強磁性体コアと高感度
感磁素子の組合せで優れた周波数特性を具備した高精度
の電流センサが達成できる。
第１図は本発明の第１の実施例の概要を示す図、
第２図は第１図の部分拡大断面図、
第３図〜第５図はそれぞれ第２〜第４の実施例の部分拡
大断面図、 第６図は第５の実施例の概要を示す図、第７図は第５の
実施例の動作を説明する図、第８図は磁気平衡式電流セ
ンサの基本的な構成を示す図、 第９図は従来の感磁センサの概要を示す図。 第１０図はその部分拡大図、 第１１図は磁性体に突起部を設けた磁気センナユニット
の平面断面図、 第１２図はその立面断面図である。 １・・・磁性体コア、 ２・・・ホール素子。 ２＾・・・リード線、 ２ト・・リードフレーム、 ２Ｃ・・・接着層、 ２Ｄ・・・磁性基板、 ２Ｅ・・・絶縁層、 ２Ｆ・・・感磁部、 ２Ｊ・・・磁性体片、 ２Ｊ’ ・・・磁性体、 ２Ｋ・・・封止樹脂、 ２Ｌ、２Ｍ・・・クリアランス、 ３・・・１次導線、 ４・・・コア、 ４＾、４Ｂ・・・分割されたコア、 ４Ｃ・・・接合面、 ４Ｄ・・・突起部、 ５・・・ホール素子、 ５＾・・・リード線、 ５Ｃ・・・ｒＡ磁部、 ５Ｅ・・・磁性体片、 ５Ｇ・・・充填剤、 ６．９・・・接着層、 ７・・・支持体、 ｌＯ・・・感磁素子、 １２・・・２次コイル。 ４Ａ コア ２Ｆ１１ ／）ｊ？ブタ５４列 ４ノ ４丁１３ さ
！ を 月（すβ０第１図 ５Ｂ杼標７１ ’＄ １ ／） ｐｆｆｆｉ（ＰＪ ｎ＋１今＃）＜ｑ
ｉａ第２図 、セし ２ ｌフ慢〈プ庫５ イ列 ａフ郵４トオ水う
く釘ｉわ 匹凸第３図 Ｄ きり’ｓ ３ ／）ｆ、 翫イ列、ｙ） ？Ｐイ９・ｔ
プマラ’（ｒつ＝ざ０６］第゛４ 図 ヰ４／）１比例／）飾骨控入畔詔図 第５図 ＄５４２大２む糖ジグリ、ｚ、ｉぢ（テ４グｉイヨカ丈
ズＬＬ２１第６図 コ丁４Ａ ！、１′“ １１（０）
（ｂ） １１５の黄μ色例θ重カイ乍＼をｔ乞日月す乃６１第７
図 １２コイル（２次’！Ｊ線） 石森気平ｆ損式電流でンすの２レト的グｊ講八ａ示１図
第８図 １フア 第９図 籾米（Ｆ＋１７）暮傘係九町釦固 第１０図 第１２図
大断面図、 第６図は第５の実施例の概要を示す図、第７図は第５の
実施例の動作を説明する図、第８図は磁気平衡式電流セ
ンサの基本的な構成を示す図、 第９図は従来の感磁センサの概要を示す図。 第１０図はその部分拡大図、 第１１図は磁性体に突起部を設けた磁気センナユニット
の平面断面図、 第１２図はその立面断面図である。 １・・・磁性体コア、 ２・・・ホール素子。 ２＾・・・リード線、 ２ト・・リードフレーム、 ２Ｃ・・・接着層、 ２Ｄ・・・磁性基板、 ２Ｅ・・・絶縁層、 ２Ｆ・・・感磁部、 ２Ｊ・・・磁性体片、 ２Ｊ’ ・・・磁性体、 ２Ｋ・・・封止樹脂、 ２Ｌ、２Ｍ・・・クリアランス、 ３・・・１次導線、 ４・・・コア、 ４＾、４Ｂ・・・分割されたコア、 ４Ｃ・・・接合面、 ４Ｄ・・・突起部、 ５・・・ホール素子、 ５＾・・・リード線、 ５Ｃ・・・ｒＡ磁部、 ５Ｅ・・・磁性体片、 ５Ｇ・・・充填剤、 ６．９・・・接着層、 ７・・・支持体、 ｌＯ・・・感磁素子、 １２・・・２次コイル。 ４Ａ コア ２Ｆ１１ ／）ｊ？ブタ５４列 ４ノ ４丁１３ さ
！ を 月（すβ０第１図 ５Ｂ杼標７１ ’＄ １ ／） ｐｆｆｆｉ（ＰＪ ｎ＋１今＃）＜ｑ
ｉａ第２図 、セし ２ ｌフ慢〈プ庫５ イ列 ａフ郵４トオ水う
く釘ｉわ 匹凸第３図 Ｄ きり’ｓ ３ ／）ｆ、 翫イ列、ｙ） ？Ｐイ９・ｔ
プマラ’（ｒつ＝ざ０６］第゛４ 図 ヰ４／）１比例／）飾骨控入畔詔図 第５図 ＄５４２大２む糖ジグリ、ｚ、ｉぢ（テ４グｉイヨカ丈
ズＬＬ２１第６図 コ丁４Ａ ！、１′“ １１（０）
（ｂ） １１５の黄μ色例θ重カイ乍＼をｔ乞日月す乃６１第７
図 １２コイル（２次’！Ｊ線） 石森気平ｆ損式電流でンすの２レト的グｊ講八ａ示１図
第８図 １フア 第９図 籾米（Ｆ＋１７）暮傘係九町釦固 第１０図 第１２図
Claims (1)
- １）空隙部を挟んで互いに対向する端面を有し、かつ前
記空隙部を含んで閉磁路を構成する磁性体コアの、前記
端面に感磁素子が形成されていることを特徴とする磁気
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126794A JP2934255B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126794A JP2934255B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 磁気センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307068A true JPH02307068A (ja) | 1990-12-20 |
| JP2934255B2 JP2934255B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=14944112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1126794A Expired - Lifetime JP2934255B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934255B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056347A1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Current sensor |
| JP2008020402A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 電流検出機構 |
| JP2014219221A (ja) * | 2013-05-01 | 2014-11-20 | 富士通コンポーネント株式会社 | 電流センサ |
| WO2025013210A1 (ja) * | 2023-07-11 | 2025-01-16 | 日立Astemo株式会社 | 電流検出器用のコア部材、電流検出器、電力変換装置、電流検出器用のコア部材の製造方法 |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP1126794A patent/JP2934255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056347A1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Current sensor |
| JPWO2003056347A1 (ja) * | 2001-12-27 | 2005-05-12 | 松下電器産業株式会社 | 電流検出器 |
| JP4507599B2 (ja) * | 2001-12-27 | 2010-07-21 | パナソニック株式会社 | 電流検出器 |
| JP2008020402A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 電流検出機構 |
| JP2014219221A (ja) * | 2013-05-01 | 2014-11-20 | 富士通コンポーネント株式会社 | 電流センサ |
| WO2025013210A1 (ja) * | 2023-07-11 | 2025-01-16 | 日立Astemo株式会社 | 電流検出器用のコア部材、電流検出器、電力変換装置、電流検出器用のコア部材の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2934255B2 (ja) | 1999-08-16 |
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