JP2005233769A - Electric current sensor - Google Patents
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Description
この発明は、被計測電流を検出するための電流センサ及びその関連技術に関する。 The present invention relates to a current sensor for detecting a measured current and related technology.
電流センサとして、被計測電流が流れる経路周りにコアを配設すると共に、該コアのギャップ部分にホール素子を配設したものがある。このような電流センサでは、該被計測電流による磁気エネルギーをホール素子にて検出することで、前記被計測電流を検出する。 Some current sensors have a core disposed around a path through which a current to be measured flows, and a Hall element disposed in a gap portion of the core. In such a current sensor, the current to be measured is detected by detecting magnetic energy generated by the current to be measured by a Hall element.
この種の電流センサにおいて、コアとホール素子とを一体化する構成としては、所定のケース体内に、コア及びホール素子を位置決め配置し、この状態で、前記ケース体内にポッティング樹脂を充填状に流し込み固化するものがある。 In this type of current sensor, the core and the Hall element are integrated in a predetermined case body by positioning the core and the Hall element, and in this state, the potting resin is poured into the case body in a filling state. Some solidify.
しかしながら、上述した一体化構成例では、予め別途ケース体を形成しておき、この内部にコアとホール素子とを位置決め配置し、さらにこの後ポッティング樹脂を流し込んで固化しているため、コア及びホール素子が複数種類の異なる材料で覆われることとなり、構成の複雑化を招いていた。 However, in the above-described integrated configuration example, a case body is separately formed in advance, the core and the hall element are positioned and disposed therein, and then potting resin is poured and solidified. Since the element is covered with a plurality of different materials, the configuration is complicated.
そこで、本発明の課題は、電流センサの構成の簡易化を図ることにある。 Therefore, an object of the present invention is to simplify the configuration of the current sensor.
この発明の第1の態様は、磁気回路構成部品と、磁気センサと、前記磁気回路構成部品と前記磁気センサとを封止するように覆う絶縁封止体と、を備えた電流センサである。 A first aspect of the present invention is a current sensor including a magnetic circuit component, a magnetic sensor, and an insulating sealing body that covers the magnetic circuit component and the magnetic sensor so as to seal them.
この場合、前記磁気回路構成部品は略環状に形成されており、前記絶縁封止体は、前記磁気回路構成部品内に被測定電流が流れる導体を配設可能な検出用穴部を有する形状に形成されていてもよい。 In this case, the magnetic circuit component is formed in a substantially annular shape, and the insulating sealing body has a shape having a detection hole in which a conductor through which a current to be measured flows can be disposed in the magnetic circuit component. It may be formed.
また、前記絶縁封止体は、被測定電流が流れる導体と一体化されていてもよい。 The insulating sealing body may be integrated with a conductor through which a current to be measured flows.
さらに、前記磁気センサの周辺回路部品を、前記磁気回路構成部品及び前記磁気センサと共に、前記絶縁封止体にて覆っていてもよい。 Further, peripheral circuit components of the magnetic sensor may be covered with the insulating sealing body together with the magnetic circuit component and the magnetic sensor.
この発明の第1の態様によると、磁気回路構成部品と磁気センサとが絶縁封止体にて覆われているため、構成が簡易となる。 According to the first aspect of the present invention, since the magnetic circuit component and the magnetic sensor are covered with the insulating sealing body, the configuration is simplified.
また、磁気回路構成部品は略環状に形成されており、絶縁封止体は、前記磁気回路構成部品内に、被測定電流が流れる導体を配設可能な検出用穴部を有する形状に形成されたものにあっては、被測定電流が流れる導体を検出用穴部内に挿入配置することで、当該導体に流れる電流を検出でき、汎用性等に優れ便利である。 The magnetic circuit component is formed in a substantially annular shape, and the insulating sealing body is formed in a shape having a detection hole in which a conductor through which a current to be measured can flow can be disposed in the magnetic circuit component. In this case, by inserting a conductor through which the current to be measured flows into the detection hole, the current flowing through the conductor can be detected, which is excellent in versatility and is convenient.
さらに、絶縁封止体と導体とが一体化されていると、当該導体と磁気回路構成部品や磁気センサ等との位置関係を正確に保つことができ、検出精度を向上させることができる。 Furthermore, when the insulating sealing body and the conductor are integrated, the positional relationship between the conductor and the magnetic circuit components, the magnetic sensor, and the like can be accurately maintained, and the detection accuracy can be improved.
また、磁気センサの周辺回路部品が、磁気回路構成部品及び磁気センサと共に、絶縁封止体にて覆っているため、後から周辺回路部品を追加する手間を省くことができ、便利である。 Further, since the peripheral circuit components of the magnetic sensor are covered with the insulating sealing body together with the magnetic circuit components and the magnetic sensor, it is convenient to save the time for adding the peripheral circuit components later.
以下、この発明の実施形態に係る電流センサについて説明する。 Hereinafter, a current sensor according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は電流センサを示す正面図であり、図2は電流センサの内部構造を示す図である。 FIG. 1 is a front view showing a current sensor, and FIG. 2 is a view showing an internal structure of the current sensor.
この電流センサ10は、磁気回路構成部品としてコア12と、磁気センサ14と、端子16と、絶縁封止体20とを備えている。
The
コア12は、略環状(ここでは細長い略環状)に形成された磁性体であり、その周方向の一部(ここでは、長手方向一端側)にギャップ12gが形成されている。そして、このコア12内に、測定対象となる電流が流れるバスバ等の導体30を配設し(図2参照)、この状態で導体30に電流を流すと、その導体30周りに磁界が発生し、発生した磁束がコア12に収束されるようになっている。
The
磁気センサ14としては、ホール素子やMRセンサ等が用いられる。この磁気センサ14は、上記ギャップ12g内に配設され、当該ギャップ12g部分における磁界の強さを検出して、所定の検出信号を出力する。
As the
また、端子16は、外部からの接続端子を接続可能に構成されている。本電流センサ10では、3つの端子16が用いられている。各端子16は、それぞれワイヤ配線等の配線部材17を介して、上記磁気センサ14の各入出力端子に電気的に接続されている。
Further, the
絶縁封止体20は、絶縁樹脂等の絶縁性材料により形成されるものであり、上記コア12と磁気センサ14とを覆う本体部20aと、各端子16を保持する端子保持部20bとが一体形成されてなる。
The insulating
本体部20aは、コア12のギャップ12g内に磁気センサ14を配設した状態で、それらコア12及び磁気センサ14を封止するように覆っている。この本体部20aは、コア12の外形状に対応する略環状形状(ここでは細長い環状形状)を呈しており、略中央部に、測定対象となるバスバー等の導体30を配設可能な検出用穴部20hが形成されている。ここでは、検出用穴部20hは、細長い開口形状に形成されている。
The
端子保持部20bは、長尺形状(ここでは略直方体形状)に形成されている。この端子保持部20bの長手方向に沿って、上記各端子16が適宜間隔をあけて保持されている。各端子16は、外部からの端子を接続可能な態様で、端子保持部20bに保持されている。上記磁気センサ14への通電や磁気センサ14からの信号出力は、これら各端子16を介して行われる。
The
このような電流センサ10は、例えば、磁気センサ14にワイヤ配線等の配線部材17を介して各端子16を接続すると共に、磁気センサ14をコア12のギャップ12g内に配設したものを、所定の金型内に配設し、この金型内に溶融した絶縁樹脂を流し込んでインサート成型することで、製造される。
In such a
ここで用いられる絶縁樹脂は、樹脂充填等に用いられるポッティング樹脂等とは異なり、金型成形品に用いられる樹脂であり、一般的に、耐劣化性、耐熱性、耐摩耗性等に優れる。 The insulating resin used here is a resin used for a molded product, unlike a potting resin used for resin filling or the like, and generally has excellent deterioration resistance, heat resistance, wear resistance, and the like.
このように構成された電流センサ10の動作について説明する。
The operation of the
すなわち、上記絶縁封止体20の検出用穴部20h内に、測定対象となる電流が流れる導体30(例えば、細長い金属板状のバスバ)を挿通配置する。この状態で、導体30に電流が流れると、導体30周りにその電流の大きさに応じた磁界が発生する。これによる磁束は、コア12に収束される。そして、ギャップ12g部分における磁界が磁気センサ14で検出され、その磁界の強さ、即ち、導体30を流れる電流の大きさに応じた信号が磁気センサ14から端子16を介して出力されることになる。
That is, a conductor 30 (for example, an elongated metal plate bus bar) through which a current to be measured flows is inserted and disposed in the
このように構成された電流センサ10によると、コア12と磁気センサ14とが絶縁封止体20にて覆われているため、従来のように、ケース体及びそれに流し込まれたポッティング樹脂等のように複数種類の異なる材料で覆う構成に比べて、構成の簡易化を図ることができる。
According to the
また、絶縁封止体20に検出用穴部20hが形成されているため、被測定電流が流れる導体30を当該検出用穴部20h内に挿入配置することで、当該導体30に流れる電流を検出でき、汎用性等に優れ便利である。
Further, since the
図3は、ハイブリッド自動車における電力系の電気的構成を示すブロック図である。同図に示すように、ハイブリッド自動車でモータジェネレータ42で発電された電力が、インバータ43で交流から直流に変換され、所定の高電圧でリレーボックス44を介して高圧バッテリ45に供給される。また、これとは別に、インバータ43からの電力は、DC−DCコンバータユニット46で降圧され、補機バッテリ47や、パワーディストリビュータ/リレーボックスユニット48を介して各種電子機器に供給される。
FIG. 3 is a block diagram showing the electrical configuration of the power system in the hybrid vehicle. As shown in the figure, the electric power generated by the
本電流センサ10は、図3に示されるハイブリッド自動車において、例えば、符号”A”で示される部分、即ち、リレーボックス44における高圧バッテリ45への電力供給路や、補機バッテリ47への電力供給路、パワーディストリビュータ/リレーボックスユニット48における各種電子機器への電力供給路等に組込まれる。そして、これらの電力供給路における電流を計測することで、例えば、高圧バッテリ45や補機バッテリ47に関する充放電の収支監視や、充電制御、負荷制御等が行われる。
In the hybrid vehicle shown in FIG. 3, the
勿論、本電流センサ10の適用例は、上記の例に限られるものではなく、一般的な内燃機関を持つ自動車のリレーボックス内の電力供給路に組込まれていてもよく、また、ホイール内蔵型モータ(IWM)制御や、燃料電池車や電気自動車等の駆動モータ制御を行うための電流センサとしても用いることができる。
Of course, the application example of the
図4は、電流センサの第1変形例を示す斜視図である。 FIG. 4 is a perspective view showing a first modification of the current sensor.
この電流センサ10Bでは、上記絶縁封止体20の検出用穴部20h内に、測定対象となる電流が流れる導体30Bが挿通されて一体化されている。導体30Bは、例えば、細長い金属板状のバスバ配線体である。このような導体30Bは、例えば、絶縁封止体20を金型成型する際に、コア12や磁気センサ14と共にインサート成型される。その他の構成は、上記電流センサ10と同様である。
In the current sensor 10B, a
この第1変形例の電流センサ10Bによると、絶縁封止体20と導体30Bとが一体化されているため、当該導体30Bとコア12、磁気センサ14との位置関係を正確に保つことができ、検出精度を向上させることができる。また、後から導体30Bを検出用穴部20h内に挿入する必要がないという点で、便利である。
According to the current sensor 10B of the first modified example, since the insulating sealing
図5は、電流センサの第2変形例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a second modification of the current sensor.
この電流センサ10Cでは、磁気センサ14の周辺回路部品である実装回路基板21Cが、上記コア12及び磁気センサ14と共に、絶縁封止体20Cにて覆われた構成となっている。
In this
より具体的には、この電流センサ10Cでは、上記端子保持部20bに対応する部分が、若干大きな広がりを持つ保持部20Cbに形成されている。
More specifically, in the current sensor 10C, a portion corresponding to the
この保持部20Cb内に、磁気センサ14の周辺回路を組込んだ実装回路基板21Cが組込まれている。磁気センサ14の周辺回路の例としては、例えば周辺の12V電圧を磁気センサ14に適した5Vに降圧するといった電源回路や、磁気センサ14からの電圧出力を電流出力に変換するといった変換回路、その他コンデンサを含むフィルタ回路等が挙げられる。また、各端子16は、本実装回路基板21Cから適宜ワイヤ配線等を経て磁気センサ14に接続されている。
A mounting
この実装回路基板21Cは、例えば、上記コア12や磁気センサ14と共に、所定の金型内に配設された状態で、当該金型内に溶融した絶縁樹脂が流し込まれることで、絶縁封止体20Cの保持部20Cb内に封止状に覆われる。
For example, the mounting circuit board 21 </ b> C is formed by injecting molten insulating resin into the mold together with the
このように構成された電流センサ10Cによると、実装回路基板21Cが、コア12及び磁気センサ14と共に、絶縁封止体20Cで覆われているため、別途周辺回路を追加する手間を省くことができ、便利である。
According to the
特に、実装回路基板21Cに変圧電源回路を組込むことで、周囲に別途電源回路を設けることなく本電流センサ10Cを設置することができ、便利である。また、実装回路基板21Cに電圧出力を電流出力に変換するといった変換回路を組込むことで、ノイズに強い電流信号を出力できる。
In particular, by incorporating a transformer power supply circuit into the mounting
10,10B,10C 電流センサ
12 コア
14 磁気センサ
20 絶縁封止体
20h 検出用穴部
21C 実装回路基板
30,30B 導体
10, 10B,
Claims (4)
磁気センサと、
前記磁気回路構成部品と前記磁気センサとを封止するように覆う絶縁封止体と、
を備えた電流センサ。 Magnetic circuit components,
A magnetic sensor;
An insulating sealing body covering the magnetic circuit component and the magnetic sensor so as to seal;
With current sensor.
前記磁気回路構成部品は略環状に形成されており、
前記絶縁封止体は、前記磁気回路構成部品内に被測定電流が流れる導体を配設可能な検出用穴部を有する形状に形成されている、電流センサ。 The current sensor according to claim 1,
The magnetic circuit component is formed in a substantially annular shape,
The said insulation sealing body is a current sensor currently formed in the shape which has the hole for a detection which can arrange | position the conductor through which a to-be-measured current flows in the said magnetic circuit component.
前記絶縁封止体は、被測定電流が流れる導体と一体化されている、電流センサ。 The current sensor according to claim 1,
The insulation sealing body is a current sensor integrated with a conductor through which a current to be measured flows.
前記磁気センサの周辺回路部品を、前記磁気回路構成部品及び前記磁気センサと共に、前記絶縁封止体にて覆っている、電流センサ。
The current sensor according to any one of claims 1 to 3,
A current sensor in which peripheral circuit components of the magnetic sensor are covered with the insulating sealing body together with the magnetic circuit components and the magnetic sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004043073A JP2005233769A (en) | 2004-02-19 | 2004-02-19 | Electric current sensor |
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2004
- 2004-02-19 JP JP2004043073A patent/JP2005233769A/en active Pending
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