JP2011053061A - 電流センサ及びそれに用いられるセンサモジュールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この電流センサは、バスバー11に電流が流れることによってその検出部分の周辺に発生する磁気を集磁増幅する集磁用コア12と、この集磁用コア12により集磁された磁気を検出するとともに検出された磁気に応じたホール電圧信号を出力するホールIC31と、ホール電圧信号に対して所要の処理を施すための信号処理回路を構成する電子部品とを備えている。ここでは、ホールIC31及び電子部品をリードフレーム40に実装した上で、それらを組み合わせて一つのセンサモジュール30とし、このセンサモジュール30を通じてバスバー11を流れる電流を検出する。
【選択図】図3
Description
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電流センサに用いられるセンサモジュールの製造方法であって、前記電子部品をリードフレームに実装した後、該リードフレームの素子搭載部を露出させる凹部を形成する態様にて同リードフレームと共に前記電子部品を樹脂部材により封止し、さらに前記素子搭載部に前記磁気検出素子を搭載することにより前記センサモジュールを成形することを要旨としている。
同図2に示されるように、この電流センサでは、上記ケース1を、
(a1)上記バスバー11が装着されるとともに、貫通孔13aを有する係合部13が底部の両側部に設けられた第1の部材としてのアッパケース10。
(a2)上記コネクタ部21が設けられるとともに、アッパケース10の貫通孔13aに係合する凸部22が両側部に設けられた第2の部材としてのロアケース20。
といった2つの部分からなる分割体として構成することによって、その設計や構造に際しての自由度、並びに利便性を高めている。ちなみに、各ケース10,20は樹脂材料により形成されている。そして、アッパケース10の貫通孔13aにロアケース20の凸部22が係合することにより、各ケース10,20が組み付けられることとなる。
ここで、このセンサモジュール30は、その正面構造を図4に示すように、基本的には、磁気検出素子(磁電変換素子)としてのホール素子と共にその周辺回路等が一体的に集積化されたホールIC31と、抵抗やコンデンサなどからなる各種電子部品32と、これらホールIC31及び電子部品32が実装されるリードフレーム40とから構成されている。ここで、リードフレーム40に設けられた各リード42a〜42eの一部あるいは全部、ホールIC31、及び電子部品32は樹脂部材33によって封止されている。また、リード42bの先端部には平板状の素子搭載部41が設けられており、この素子搭載部41にホールIC31が搭載されている。さらに、ホールIC31の各端子がリード42a〜42eの先端部にそれぞれ接合されることにより、ホールIC31がリードフレーム40に電気的に接続されている。そして、これら電子部品32及び各リード42a〜42eなどによって、ホールIC31から出力される電圧信号に対して所要の処理を施すための信号処理回路が構成されている。また、リード42a〜42dの基端部は樹脂部材33の底面から導出されており、このリード42a〜42dの基端部がセンサモジュールの給電端子や出力端子等となっている。ちなみに、このセンサモジュールは、リードフレーム40にホールIC31及び電子部品32をそれぞれ実装した後に、これらを樹脂材料により封止するといった製造プロセスを通じて成形される。このように、ホールIC31、電子部品32、及びリード42a〜42eを組み合わせて一つのセンサモジュール30とすれば、従来の電流センサ、すなわちホール素子等がプリント基板に半田付けされた電流センサと比較すると、各要素の接合の信頼性を向上させることができるようになる。
(1)ホールIC31、電子部品32、及びリードフレーム40を組み合わせて一つのセンサモジュール30とし、このセンサモジュールを通じてバスバー11を流れる電流を検出するようにした。これにより、従来の電流センサの構成要素であるプリント基板を排除することができるため、電流センサとしての設計の自由度を向上させることができるようになる。また、各要素の接合の信頼性を向上させることができるようにもなる。さらに、プリント基板にホール素子が実装される従来の電流センサと比較すると、プリント基板を排除した分だけ、センサ自体の小型化、並びにそのコストの低減を図ることができるようにもなる。
・ハイブリッド車両にあっては、一般に、車載バッテリから供給される直流電力を三相交流電力に変換するインバータ装置が設けられており、このインバータ装置で変換された三相交流電力が3つのバスバーを介して車載モータの各相(U相、V相、W相)に供給される。また、ハイブリッド車両では、通常、3つのバスバーを流れる電流を電流センサによって検出するとともに、検出された電流に基づいてモータに供給される電力が制御される。ところで、このようなハイブリッド車両にあっては、3つのバスバーを流れる電流をそれぞれ検出することが可能な電流センサ、具体的には集磁用コア及びホールICを一対として、それらを3対有する電流センサが用いられることがある。そして、このような電流センサにあっては、一つのバスバーを流れる電流のみを検出するタイプのセンサと比較すると、すなわち上記実施形態の電流センサと比較すると、プリント基板の形状や配置に起因してその設計の自由度がより大きく制限されてしまうといった問題がある。そこで、このような複数のバスバーを流れる電流をそれぞれ検出するタイプの電流センサに、先の図1〜図5に例示した電流センサの構造を採用することが有効である。具体的には、図7に示すように、先の図1〜図5に例示した構造を3つ並設するとともに、並設された3つのセンサモジュール50〜52を通じて3つのバスバー60〜62を流れる電流をそれぞれ検出する。電流センサとしてこのような構造を採用すれば、例えば図7に対応する図として図8を示すように、3つのセンサモジュールのうちの1つのセンサモジュールの向きを「90°」だけ変更するなど、センサモジュール50〜52の向きや配置を容易に変更することができるため、電流センサとしての設計の自由度を効果的に向上させることができるようになる。ちなみに、図7及び図8において、符号24は、図示しないハーネス等が接続されるコネクタ部を示している。
(付記)
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
Claims (4)
- 電流検出の対象となるバスバーに電流が流れることによってその検出部分の周辺に発生する磁気を集磁増幅する集磁用コアと、該集磁用コアにより集磁された磁気を検出するとともに検出された磁気に応じた電気信号を出力する磁気検出素子と、該磁気検出素子から出力される電気信号に対して所要の処理を施すための信号処理回路を構成する電子部品と、前記磁気検出素子及び前記電子部品が実装されるリードフレームとを備え、
前記磁気検出素子、前記電子部品、及び前記リードフレームを組み合わせて一つのセンサモジュールとし、該センサモジュールを通じて前記バスバーを流れる電流を検出する
ことを特徴とする電流センサ。 - 前記集磁用コア及び前記センサモジュールをそれぞれ複数個有し、該複数のセンサモジュールを通じて複数のバスバーに流れる電流をそれぞれ検出する
請求項1に記載の電流センサ。 - 前記バスバーの検出部分と前記集磁用コアとが一体となった第1の部材と、当該電流センサの給電端子及び出力端子が設けられるとともにこれらの各端子に前記センサモジュールが接合されることによって同センサモジュールが装着される第2の部材とを備え、第1及び第2の部材の分割体として構成されてなる
請求項1又は2に記載の電流センサ。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の電流センサに用いられるセンサモジュールの製造方法であって、
前記電子部品をリードフレームに実装した後、該リードフレームの素子搭載部を露出させる凹部を形成する態様にて同リードフレームと共に前記電子部品を樹脂部材により封止し、さらに前記素子搭載部に前記磁気検出素子を搭載することにより前記センサモジュールを成形する
ことを特徴とするセンサモジュールの製造方法。
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