JP2013148512A

JP2013148512A - 電流センサ

Info

Publication number: JP2013148512A
Application number: JP2012010304A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yasui; 彰広安井; Manabu Kato; 加藤　　学; Eiichiro Iwase; 栄一郎岩瀬; Takeshi Okumura; 健奥村; Akira Kamiya; 彰神谷
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2013-08-01
Also published as: US9069016B2; CN203054064U; US20130187633A1

Abstract

【課題】コンパクトで正確に電流測定を行うことが可能な電流センサを提供する。
【解決手段】電流センサ１００は、並設される少なくとも３つのバスバー１０と、Ｕ字状に平板の磁性体コアを積層して形成され、Ｕ溝底部２２の側に夫々のバスバー１０のＡＣ面と平行な面とコア２０のＵ溝側壁２３の面とが互いに平行かつコアの積層方向と被測定電流の流れ方向を一致させて挿通される複数のコア２０と、Ｕ字状の開口部２１の側に磁界の強さを検出する検出素子３０とを備え、コア２０は、バスバー１０の軸方向視Ａにおいて、コア２０と、当該コア２０のＵ溝に挿通されるバスバー１０に隣接する他のバスバー１０との隙間Ｓが、開口部２１の間隔方向の長さＧの１／２になるように形成され、隙間Ｓの公差が、前記隙間Ｓの好適値を中央値として、互いに隣接するバスバー１０の間隔Ｔの値から、開口部２１の間隔方向の長さＧの３／２の値を減じた値に設定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、導体に流れる電流を測定する電流センサに関する。

近年、モータを駆動源とするハイブリッド車両や電気自動車が普及している。モータ出力を適切に制御する上で、モータに流れる電流を測定することは重要である。このような電流の測定方法として、例えばＤＣブラシレスモータとインバータとを接続するバスバーに流れる電流に応じて当該バスバーの周囲に生じる磁界を磁性体からなるコアで集磁してホール素子等の磁気検出素子により検出し、当該検出された磁界に基づいてバスバーに流れる電流を演算して求めるものがある。

一方、ハイブリッド車両や電気自動車への搭載を考慮した場合、このようなモータに流れる電流を測定する電流センサは、小型化、軽量化、多連化が求められる。小型化や多連化を行うことにより、並設されるバスバー間の距離が短くなり、コアの外形寸法も小さくなる。これにより、検出感度のリニアリティが確保できなかったり、ヒステリシス特性が悪化したりする。また、外乱が増加することもある。そこで、下記に出典を示す特許文献１及び２に記載の技術が検討された。

特許文献１に記載の電流センサは、被測定電流が流れる導体と前記導体を囲うように配され、ギャップを有する環状の磁性シールド板と前記環状の磁性シールド板の内側に配された磁電変換素子とを有して構成される。磁電変換素子は電流による磁界の磁束密度を検知する。当該磁電変換素子は、前記環状の磁性シールド板のギャップと前記導体の間において、導体に流れる電流に応じて発生する磁界の磁束密度が最小となる位置付近に配置される。

特許文献２に記載の電流計測装置は、磁性体コアと第１及び第２磁気センサと電流検出回路とを備えて構成される。磁性体コアは電流が流れる電流路を囲むように配置され、複数のギャップを備えて構成される。第１及び第２磁気センサは各々異なるギャップに配置される。電流検出回路は電流路に流れる電流を検出する際、第１磁気センサの出力と第２磁気センサの出力から磁性体コアの残留磁束密度を補正して、ヒステリシスによる誤差を取り除く。

特許文献３に記載の電流検出装置は、電流が流れる複数のバスバーと、当該複数のバスバーに流れる電流を検出する複数の電流センサを備えて構成される。前記複数のバスバーは、少なくとも一部が互いに平行に設けられ、前記複数の電流センサは、平行に設けられたバスバーにおいて各バスバーに沿って交互にずれた位置に配設される。

特開２００８−１５１７４３号公報特開２００６−７１４５７号公報特開２００６−１１２９６８号公報

特許文献１に記載の技術では、環状の磁性シールド板のギャップ端面から外れた位置に磁電変換素子を配置するため、シールド板が有する磁束密度を増大させる効果が磁電変換素子の内部まで届きにくいため、検出する磁束密度が大きく低下する。このため、磁電変換素子のＳ／Ｎ比が小さくなる。また、磁束密度が低下するため、高感度な磁電変換素子を用いる必要がある。

また、特許文献２に記載の技術では、２つのコの字状の磁性体コアが互いに開口部を対向させて２つのギャップを有する形状で構成される。このため、外部磁界が生じると、当該外部磁界が磁性体コアにより集磁され、集磁された磁界が２つのギャップを通って反対側の磁性体コアへ渡るため、２つのギャップにおける第１及び第２磁気センサに大きな影響を与える。このように、特許文献２に記載の技術では外部磁界に対して弱くなる。

また、特許文献３に記載の技術では、複数の電流センサの検出部、及び磁気シールドは、各バスバーに沿って交互にずれた位置、すなわち、バスバーの延在方向に対して直交する方向から見た場合には複数の電流センサは千鳥状に配置される。しかし、特許文献３の形状では磁気シールドが検出部から離れているため、シールド効果が十分でない。また、シールド効果を高めるには、バスバーの延在方向へ磁気シールドを大きくする必要があるが、その場合、装置が大型化してしまう。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、コンパクトで正確に電流測定を行うことが可能な電流センサを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る電流センサの特徴構成は、
３相モータと当該３相モータに通電するインバータとを接続する平板状の導体からなり、前記平板状の厚さに平行な方向に沿って並設される少なくとも３つのバスバーと、
Ｕ字状の磁性体からなる平板を積層してコアが形成され、前記平板を積層したコアのＵ字状の溝の内側に夫々の前記バスバーが、当該バスバーの板幅方向の面と前記平板を積層したコアのＵ字状のＵ溝内側の側壁の面とが互いに平行になるように挿通される複数のコアと、
前記コアの各開口部の側に検出方向を前記開口部の間隔方向に沿うように配置され、磁界の強さを検出する検出素子と、を備え、
前記コアは、前記バスバーの軸方向視において、前記コアと、当該コアのＵ溝に挿通されるバスバーに隣接する他のバスバーとの隙間が、前記開口部の間隔方向の長さの１／２になるように形成され、前記隙間の公差が、前記隙間の値を中央値として、互いに隣接するバスバーの間隔の値から、前記開口部の間隔方向の長さの３／２の値を減じた値で設定されてある点にある。

このような特徴構成とすれば、Ｕ字状のコアの開口部の形状に応じて、外部磁界（例えば並設されるバスバーからの磁界等の外乱）を最も抑制できる、コアのバスバー断面を通るバスバーの厚さ方向と平行な方向の寸法である板幅や、コアと隣接するバスバーとの隙間を設定することができ、目標とする外部磁界による影響度に対して、コアの開口部から検出素子までの深さが最小となるコアの形状を容易に特定することができ、小型のコアの設計を容易に行うことが可能となる。

また、前記検出素子は、前記開口部から少なくとも１．５ｍｍ以上前記Ｕ字状の底部の側に入り込んで配置されてあると好適である。

このような構成とすれば、開口部と検出素子との間のコアを、外部磁界に対するシールドとして作用させることができる。すなわち、外部磁界が検出素子に達するまでに当該外部磁界をコアに引き寄せることができるので、外部磁界の影響を低減することが可能となる。

また、前記Ｕ字状のコアの構成部位の中で、前記バスバーの断面を通るバスバーの幅方向と直交する面とコアが交差する面の断面積の一方よりも、前記バスバー断面中央を通るバスバーの厚さ方向に直行する面とコアが交差する面の断面積が広く構成されていると好適である。

ここで、Ｕ字状のコアにおいて磁気飽和が最も起こり易い部位は、コア内磁束が多くなる底部である。一方、バスバーの断面を通るバスバーの幅方向と直交する面とコアが交差する面の断面積が大きい程、底部のコア内磁束が多くなる。したがって、上記バスバーの幅方向と直交する面とコアが交差する面の断面積を、当該断面における磁束密度がバスバー断面中央を通るバスバーの厚さ方向に直交する面とコアが交差する断面における磁束密度と同等になるまで小さくすることでコアを小型化しつつ、底部の磁束密度を低く保って、磁気飽和を抑制することが可能となる。

また、前記コアは、前記開口部の側の外側角部が、前記開口部における前記コアのバスバーの厚さ方向と平行な方向の寸法である板幅の半分以下の半径を有する円の円弧形状で面取加工されていると好適である。

このような構成とすれば、コアのＵ溝上端の開口部の板幅を大きく維持することができる。したがって、外部磁界がコアに引き寄せられ易くなるので、検出素子に到達する外部磁界を弱めることができる。すなわち、コアの外部磁界に対するシールド効果を高めることができるので、電流を精度良く測定することが可能となる。

また、前記バスバーは、前記コアを前記間隔方向から見て前記コアと重複する部分の前記開口部の側が切り欠かれていると好適である。

このような構成とすれば、検出素子を更にコアのＵ溝の奥側に配置することが可能となる。したがって、隣接するバスバーからの磁界による検出素子への影響を低減することができる。また、検出素子をコアの奥側に配置することでコアの磁路長が短くなるため反磁界が増加し、ヒステリシスも低減することができる。

電流センサを模式的に示した斜視図である。電流センサを模式的に示した正面図である。並設されているバスバーに電流センサを配設した場合の例を模式的に示した図である。本電流センサの利点を模式的に示した図である。電流センサの側面図である。コアのサイズの設定に関する特性を示した図である。コアのサイズの設定に関する特性を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本発明に係る電流センサ１００は、導体に流れる被測定電流を測定することが可能なように構成されている。ここで、導体に電流が流れる場合には、当該電流の大きさに応じて導体を軸心として磁界が発生する（アンペールの右手の法則）。本電流センサ１００は、このような磁界において磁束密度を検出し、検出された磁束密度に基づいて導体に流れる電流（電流値）を測定する。

図１には本実施形態に係る電流センサ１００の斜視図が示される。図１には、平板状の導体からなるバスバー１０が示されるが、当該バスバー１０が延在する方向を延在方向Ａとし、バスバー１０の厚さ方向をＢ、バスバー１０の幅方向をＣとする。図２には、バスバー１０の延在方向Ａ視における電流センサ１００を模式的に示した図が示される。以下、図１及び図２を用いて説明する。

本電流センサ１００は、バスバー１０、コア２０、検出素子３０を備えて構成される。バスバー１０は、上述のように平板状の導体から構成される。このバスバー１０は、図示しない３相モータと当該３相モータに通電するインバータとを接続するのに利用される。３相モータは、ハイブリッド車両や電気自動車等の動力源に用いられる。インバータは、バッテリ等から出力される直流電力を交流電力に変換する。バスバー１０は、このようなインバータにより交流電力に変換された電力を３相モータに供給する。なお、前記３相モータの回生ブレーキのように発電としての使用時には、電力の流れが逆になるが、構成は前記インバータ−３相モータと同じである。

したがって、バスバー１０は、バスバー１０の厚さに平行な方向（図３のＢの方向）に沿って少なくとも３つ並設される。このような複数のバスバー１０が並設された形態を示す図が図３に示される。図３（ｂ）はバスバー１０が延在する方向視における模式図であり、図３（ａ）はその上面図である。図３に示されるように、複数のバスバー１０同士の間隔が短くとも、各バスバー１０にコア２０を配置できるように、コア２０は、バスバー１０の上面視において、千鳥状に配置される。すなわち、互いに隣接するバスバー１０に付設されるコア２０は、バスバー１０の延在方向の手前側と奥側とに交互に位置をずらして配置される。したがって、隣接するコア２０の間にはバスバー１０のみが配置され、当該バスバー１０に付設されるコア２０はバスバー１０の延在方向に位置をずらして配置される。

バスバー１０をこのように配置することにより、バスバー１０のピッチを狭めることが可能となる。なお、図１においては、理解を容易にするためにバスバー１０は１つのみ示され、図２においては２つのバスバー１０が示される。このようなバスバー１０には、本電流センサ１００により測定される被測定電流が流れる。

図１及び図２に戻り、コア２０は、Ｕ字状の金属磁性体よりなる平板を積層して形成される。上記金属磁性体は、軟磁性の金属であり、電磁鋼板（珪素鋼板）やパーマロイ、パーメンジュール等が相当する。コア２０の積層面は、図１及び図２におけるＢＣ面に平行な面となる。

また、本実施形態に係るコア２０は、図１及び図２に示されるように、Ｕ字状を形成するＵ溝底部２２の側にバスバー１０の夫々のＡＣ面と平行な面とコア２０のＵ溝側壁２３の面とが互いに平行かつコアの積層方向と被測定電流の流れ方向を一致させて挿通される。コア２０に挿通されたバスバー１０は、少なくともコア２０の内面と空隙を有して構成される。これにより、コア２０とバスバー１０とを絶縁することが可能となる。また、上述のようにバスバー１０は複数備えられる、したがって、コア２０も複数から構成される（図３参照）。

また、コア２０は、コア２０の構成部位の中で、バスバー１０を通るＡＢ面に平行な面と交差するコア２０の断面の一方の面積（側壁部４１の断面積）よりも、バスバー１０の中央を通るＡＣ面に平行な面と交差するコア２０の断面の面積（底部４２の断面積）が広く構成されている。磁性体で磁気飽和を最も起こし易い部位は、コア内磁束が多くなる底部４２である。また、側壁部４１の断面積が大きい程、底部４２の磁束密度が高くなる。したがって、側壁部４１の断面積を、側壁部４１のコア内磁束密度が底部４２と同等になるまで小さくすることで小型化でき、且つ、底部４２の磁束密度を低く保ち、磁気飽和を抑制することができる。

検出素子３０は、Ｕ字状の開口部２１の側に検出方向を開口部２１の間隔方向（Ｂ方向）に沿うように配置される。開口部２１とは、Ｕ溝の開口端部である。このため、検出素子３０は、バスバー１０よりもＵ溝の開口端部に近い側に配置される。また、コア２０のU溝に配置された検出素子３０とバスバー１０との間は、空隙を有して構成される。これにより、検出素子３０とバスバー１０とを絶縁することが可能となる。ここで、コア２０には、バスバー１０に流れる電流に応じて生じた磁界が集磁される。集磁された磁界は、検出素子３０の配された近傍ではコア２０の開口部２１の間隔方向の磁界となる。

検出素子３０は、検出方向をＢ方向に一致させて配置される。したがって、バスバー１０に流れる被測定電流により形成される磁界の強さを効果的に検出することが可能となる。

ここで、検出素子３０が検出するヒステリシスは、コア２０を構成する磁性体の保持力とコア２０の形状に起因する反磁界（コア２０の磁化に応じて、コア２０の磁化を打消すように内部に発生する磁界）が影響するので、反磁界を大きくすることにより低減できる。一方、反磁界は、パーミアンス係数Ｐｃが小さいと、大きくなる。検出素子３０を含むギャップ部とコア２０とで形成される磁気回路のパーミアンス係数Ｐｃは、以下の（１）式で示される。ヒステリシスとは、検出誤差の一つであり、バスバー１０に通電後に電流をゼロに戻した際に、検出素子３０が検出する磁界のことをいう。

ここで、Ａｍはコアの断面積、Ａｇはギャップの断面積、Ｌｍはコアの磁路長、Ｌｇはギャップ長、ｆは起磁力損失係数、σは漏れ係数、μ₀はギャップ部の透磁率である。

（１）式より、磁路長Ｌｍを短くすることにより、パーミアンス係数Ｐｃが小さくなる。このため、反磁界を大きくすることができるので、ヒステリシスを低減できる。したがって、検出素子３０をＵ溝の奥側に近づけてコア２０と検出素子３０とで形成される磁路長を短くすることにより（図４（ａ）参照）、ヒステリシスを低減できる。

また、検出素子３０をＵ溝底部２２に近づけることにより（図４（ａ）参照）、検出素子３０がコア２０の開口部２１から離れるので、図４（ｂ）のように、外部磁界がコア２０に引き寄せられて、検出素子３０への影響を低減することができる。このように、検出素子３０をＵ溝の奥側に近づけることにより、コア２０の外部磁界に対するシールド効果を向上させることが可能である。このため、検出素子３０の検出対象であるバスバー１０（図２の１０Ａ）と隣接するバスバー１０（図２の１０Ｂ）との間隔Ｔが狭くなり、隣接するバスバー１０Ｂから受ける磁界の強さが強くなった場合でも、バスバー１０Ａに流れる電流を精度良く測定することが可能となる。

図５には、図１におけるV−V線断面図が示される。図５に示されるように、バスバー１０は、コア２０を開口部２１の間隔方向（図１におけるＢの方向）から見てコア２０と重複する部分の開口部２１の側が切り欠かれ、切欠部１１が形成されている。これにより、検出素子３０をよりＵ溝の奥側に配置することが可能となる。したがって、間隔Ｔが狭くなり、隣接するバスバー１０Ｂから受ける磁界の強さが強くなった場合でも、シールド効果が向上するため、バスバー１０Ａに流れる電流を精度良く測定することが可能となる。また、コア２０と検出素子３０とで形成される磁路長が短くなるため、ヒステリシスも低減することができる。

ただし、バスバー１０の軸方向に垂直な面の断面積や切欠部１１の切欠深さ（図３におけるＣ方向の深さ）は、バスバー１０に流れる電流に応じて設定される。すなわち、バスバー１０の電気抵抗により、電流が流れた際に、過大に発熱するのを防止するためである。バスバー１０全体ではなく、切欠部１１のみの断面積を小さくすることで、断面積を小さくしたことによる発熱の増加を最小限に抑えることができる。これにより、バスバー１０の発熱を抑えつつ、精度良く電流を測定することが可能となる。

また、バスバー１０とコア２０の内周面との距離を短くすると好適である。このような方法として、例えば、コア２０の板幅を広げて構成することが考えられる。これにより、磁路長を短くし、コア２０の断面積を広くすることができるので、ヒステリシスの低減効果を更に高めることが可能となる。また、コア２０の開口部２１が小さくなるので、シールド効果を更に高めることが可能である。

また、本願発明の発明者により以下のことが見出された。
コア２０は、バスバー１０の軸方向視において、コア２０と、当該コア２０のＵ溝に挿通されるバスバー１０（図２における１０Ａ）に隣接する他のバスバー１０（図２における１０Ｂ）との隙間Ｓが、開口部２１の間隔方向Ｂの長さＧの１／２になるように形成すると好適である。コア２０と他のバスバー１０Ｂとの隙間Ｓとは、コア２０の外面と、当該外面に対向する他のバスバー１０Ｂの外面とで形成される隙間である。したがって、換言すれば、バスバー１０の軸方向視において、コア２０の外面と、当該外面に対向する他のバスバー１０Ｂの中心部との間隔Ｅは、開口部２１の間隔方向Ｂの長さＧとバスバー１０の厚さＬとの和の１／２になるように構成すると好適である。

このような結果を示すシミュレーション結果が図６に示される。図６は、ギャップの長さＧを変更し、外乱影響が一定の割合となる場合の間隔Ｅと開口部２１から検出素子３０までの距離Ｄとの関係を示した図である。つまり、図６に示した距離Ｄの値よりも、コア２０の距離Ｄを大きく設計することで、外乱影響を一定の割合以下にすることができる。ただし、バスバー１０の板厚は２ｍｍである。ここで、外乱影響とは並設する他の相のバスバー１０に発生する磁界から受ける検出誤差のことである。例えば、「隣接するバスバー１０Ｂのみに通電した場合に、バスバー１０Ａの磁界を検出する検出素子３０の出力」を「バスバー１０Ａのみに通電した場合に、当該バスバー１０Ａの磁界を検出する検出素子３０の出力」で除した値を外乱影響として考えることができる。

図６に示されるように、長さＧが４ｍｍの場合には少なくとも距離Ｄが開口部２１から１．５ｍｍ以上の位置に配置すると、外乱影響を一定の割合以下に維持することができる。また、長さＧが５ｍｍの場合には少なくとも距離Ｄが開口部２１から約１．９ｍｍ以上の位置に配置すると、外乱影響を一定の割合以下に維持することができる。また、長さＧが６ｍｍの場合には少なくとも距離Ｄが開口部２１から２．６ｍｍ以上の位置に配置すると、外乱影響を一定の割合以下に維持することができる。同様に、長さＧが７ｍｍの場合には少なくとも距離Ｄが開口部２１から３．６ｍｍ以上の位置に配置すると、外乱影響を一定の割合以下に維持することができる。

したがって、検出素子３０は、開口部２１から少なくとも１．５ｍｍ以上Ｕ溝底部２２の側に入り込んで配置すると好適である。

また、本願発明の発明者により以下が見出された。
前記隙間Ｓの好適値は、検出誤差の内の外乱影響について最小限にできる値であるが、検出誤差には外乱影響のほかにヒステリシスや磁気飽和の影響等があるため、外乱以外の検出誤差にも対応できるように、前記隙間Ｓの好適値に公差を設ける。隙間Ｓの公差が、前記隙間Ｓの好適値を中央値として、互いに隣接するバスバー１０（１０Ａ，１０Ｂ）の間隔Ｔの値から、開口部２１の間隔方向Ｂの長さＧの３／２の値を減じた値で設定すると好適である。
図７には、ギャップの長さＧを変更した場合における、間隔Ｅとコア２０の断面磁束密度との関係を示した図である。ここで、断面磁束密度とは、コア２０内部の磁束密度が最大となる箇所において、コア２０内部を通る磁束密度のベクトルに直交する面でコア２０を切断した断面の磁束密度を平均した値のことである。コア２０の断面磁束密度が高くなると、コア２０が磁気飽和し、検出値のリニアリティが確保できなくなる。図７において、リニアリティが確保できるコア２０の断面磁束密度の許容値を飽和磁束密度の６０％とすると、この場合の各ギャップの長さＧに対応する間隔Ｅの上限許容値は次のようになる。長さＧが４ｍｍの場合には間隔Ｅが４．８ｍｍ、長さＧが５ｍｍの場合には間隔Ｅが４．７ｍｍ、長さＧが６ｍｍの場合には間隔Ｅが４．４ｍｍ、長さＧが７ｍｍの場合には間隔Ｅが４．１ｍｍとなる。これらに対して各間隔Ｅの好適値との差異を求めると、長さＧが４ｍｍの場合には間隔Ｅが１．８ｍｍ、長さＧが５ｍｍの場合には間隔Ｅが１．２ｍｍ、長さＧが６ｍｍの場合には間隔Ｅが０．４ｍｍとなる。また、長さＧが７ｍｍの場合には間隔Ｅが−０．４ｍｍとなり、公差がマイナスとなるため、求める精度を出すことができない。一方、図６から明らかな通り、ギャップの長さＧが大きい程、間隔Ｅの変化に対する距離Ｄの変化が大きい。これらにより、本願発明者は、隙間Ｓの上限許容値が、間隔Ｔの１／２の値から長さＧの３／４の値を減じた値の絶対値より小さく設定した場合に、精度良く検出できることを見出した。また、上記は間隔Ｅの上限値であるが、下限値に対しても同様で、図６から明らかな通り、間隔Ｅが小さくなるほど距離Ｄが大きくなるため、コアが大型化し、外乱以外の検出誤差（ヒステリシス、磁気飽和）が悪化する。そのため、下限値も上限値と同様に求めることができる。これらにより、本願発明者は、隙間Ｓの公差が、隙間Ｓの好適値を中央値として、間隔Ｔの値から長さＧの３／２の値を減じた値で設定した場合に、精度良く検出できることを見出した。

このように本電流センサ１００によれば、コア２０の開口部２１の形状に応じて、外部磁界（例えば隣接するバスバー１０Ｂからの磁界等の外乱）を最も抑制できるコア２０の側壁部４１の板幅やコア２０と隣接するバスバー１０Ｂとの隙間Ｅを設定することができる。また、コア２０の開口部２１の形状に応じて、コア２０の開口部２１から検出素子３０までの深さＤが最小となるコア２０の形状を容易に特定することができるため、小型のコア２０の設計を容易に行うことが可能となる。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、検出素子３０をコア２０のＵ溝底部２２に近づけることにより、コア２０の開口部２１と検出素子３０との距離が大きくなるので、外部磁界がコア２０に引き寄せられて、検出素子３０への影響を低減することができるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、コア２０の開口部２１から底部４２の先端部までの長さを長くすることにより、開口部２１とバスバー１０との距離を長くすることができる。これにより、開口部２１と検出素子３０とが離れるので、コア２０の外部磁界に対するシールド効果を向上させることは当然に可能である。

上記実施形態では、コア２０は、コア２０の構成部位の中で、バスバー１０を通るＡＢ面に平行な面と交差するコア２０の断面の一方の面積（側壁部４１の断面積）よりも、バスバー１０の中央を通るＡＣ面に平行な面と交差するコア２０の断面の面積（底部４２の断面積）が広く構成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。底部４２の断面積と側壁部４１の断面積とを等しく構成することも可能であるし、側壁部４１の断面積を底部４２の断面積よりも広く構成することも可能である。

また、例えば、コア２０は、開口部２１の側の外側角部に面取加工を施す場合には、開口部２１におけるコア２０の板幅の半分以下の半径を有する円の円弧形状で行うと好適である。このような構成とすれば、開口部２１におけるコア２０の板幅を大きく維持することができる。これにより、外部磁界がコア２０に引き寄せられ易くなるので、検出素子３０に到達する外部磁界を弱めることができるので、電流を精度良く測定することが可能となる。

上記実施形態では、バスバー１０は、コア２０を間隔方向Ｂから見てコア２０と重複する部分の開口部２１の側が切り欠かれているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。バスバー１０の開口部２１の側を切り欠かずに構成することも当然に可能である。

上記実施形態では、コア２０はバスバー１０の上面視において千鳥状に配置されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。３相モータは、３つバスバー１０の内２つの電流値がわかれば制御できるため、コア２０は、３つのバスバー１０の内２つに配置すればよい。３つのバスバー１０の内、両端のバスバー１０にコア２０を配置すれば、千鳥状に配置する必要はない。

本発明は、導体に流れる電流を測定する電流センサに用いることが可能である。

１０：バスバー
１０Ａ：バスバー
１０Ｂ：バスバー
２０：コア
２１：開口部
２２：Ｕ溝底部
２３：Ｕ溝側壁部
３０：検出素子
４１：側壁部
４２：底部
Ｂ：板幅方向
Ｓ：隙間
Ｔ：間隔

Claims

３相モータと当該３相モータに通電するインバータとを接続する平板状の導体からなり、前記平板状の厚さに平行な方向に沿って並設される少なくとも３つのバスバーと、
Ｕ字状の磁性体からなる平板を積層してコアが形成され、前記平板を積層したコアのＵ字状の溝の内側に夫々の前記バスバーが、当該バスバーの板幅方向の面と前記平板を積層したコアのＵ字状のＵ溝内側の側壁の面とが互いに平行になるように挿通される複数のコアと、
前記コアの各開口部の側に検出方向を前記開口部の間隔方向に沿うように配置され、磁界の強さを検出する検出素子と、を備え、
前記コアは、前記バスバーの軸方向視において、前記コアと、当該コアのＵ溝に挿通されるバスバーに隣接する他のバスバーとの隙間が、前記開口部の間隔方向の長さの１／２になるように形成され、前記隙間の公差が、前記隙間を中央値として、互いに隣接するバスバーの間隔の値から、前記開口部の間隔方向の長さの３／２の値を減じた値に設定されてある電流センサ。
前記検出素子は、前記開口部から少なくとも１．５ｍｍ以上前記Ｕ字状の底部の側に入り込んで配置されてある請求項１に記載の電流センサ。
前記Ｕ字状のコアの構成部位の中で、前記バスバーの断面を通るバスバーの幅方向と直交する面とコアが交差する面の断面積の一方よりも、前記バスバー断面中央を通るバスバーの厚さ方向に直行する面とコアが交差する面の断面積が広く構成されている請求項１又は２に記載の電流センサ。
前記コアは、前記開口部の側の外側角部が、前記開口部における前記コアのバスバーの厚さ方向と平行な方向の寸法である板幅の半分以下の半径を有する円の円弧形状で面取加工されている請求項１から３のいずれか一項に記載の電流センサ。
前記バスバーは、前記コアを前記間隔方向から見て前記コアと重複する部分の前記開口部の側が切り欠かれている請求項１から４のいずれか一項に記載の電流センサ。