JP2016070904A

JP2016070904A - Current sensor

Info

Publication number: JP2016070904A
Application number: JP2014203814A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　洋; Hiroshi Sato; 洋佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-02
Filing date: 2014-10-02
Publication date: 2016-05-09

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current sensor with a small size.SOLUTION: A current sensor (10) includes a bus bar (1) and a sensor element (2) in the bub bar (1). The bus bar (1) has a pair of slits (1a) holding the sensor element (2) therebetween, which are formed on a tangent extending to the outside of the sensor element (2). This configuration can suppress decrease in measurement accuracy and increase of size of the current sensor without requiring a case.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は電流センサに関する。 The present invention relates to a current sensor.

センサ素子とバスバーとを含む電流センサが利用されている。このような従来技術の電流センサとして、図５に示す電流センサ９０がある。電流センサ９０は、バスバー９１と、センサ素子９２と、センサ素子９３とを含む。 A current sensor including a sensor element and a bus bar is used. As such a conventional current sensor, there is a current sensor 90 shown in FIG. Current sensor 90 includes a bus bar 91, a sensor element 92, and a sensor element 93.

センサ素子９２は、その感磁方向がバスバー９１の長手方向（ここで、図５中のＹ方向）に関して垂直な方向（ここで、図５中のＸ方向）に沿うように、バスバー９１の主面上に配置されている。一方、センサ素子９３は、センサ素子９２と比較して、その感磁方向がずれて配置されている。具体的には、その感磁方向は、バスバー９１の主面（ここで、図５中のＸＹ平面）に関して垂直な仮想線を軸とした回転方向にずれている。センサ素子９３のずれの要因は、例えば、センサ素子９３をバスバー９１に実装する際に生じるバラツキである。 The sensor element 92 has a main direction of the bus bar 91 such that the magnetic sensing direction is along a direction (here, the X direction in FIG. 5) perpendicular to the longitudinal direction of the bus bar 91 (here, the Y direction in FIG. 5). It is arranged on the surface. On the other hand, the sensor element 93 is arranged with a deviating magnetic direction compared to the sensor element 92. Specifically, the magnetic sensing direction is deviated in a rotational direction about an imaginary line perpendicular to the main surface of the bus bar 91 (here, the XY plane in FIG. 5). The cause of the displacement of the sensor element 93 is, for example, variation that occurs when the sensor element 93 is mounted on the bus bar 91.

ここで、電流をバスバー９１にＹ方向に流すと、バスバー９１の表面では、Ｘ方向の磁界が発生している。センサ素子９２は、その感磁方向が磁界の向きと平行になるように配置されているため、高い感度で測定し、良好な測定精度を有する。一方、センサ素子９３は、その感磁方向が磁界の向きとずれている。そのため、センサ素子９３は、センサ素子９２と比較して、感度が低く、測定精度も低い。 Here, when a current is passed through the bus bar 91 in the Y direction, a magnetic field in the X direction is generated on the surface of the bus bar 91. Since the sensor element 92 is arranged so that its magnetic sensing direction is parallel to the direction of the magnetic field, the sensor element 92 measures with high sensitivity and has good measurement accuracy. On the other hand, the sensor element 93 has a magnetic sensing direction deviated from the direction of the magnetic field. Therefore, the sensor element 93 has lower sensitivity and lower measurement accuracy than the sensor element 92.

そこで、例えば、特許文献１では、センサ素子とバスバーとを樹脂ケースに嵌め込んだ電流センサが開示されている。センサ素子がバスバーに対して位置ずれしなくなるため、測定精度の低下を抑制することができる。 Thus, for example, Patent Document 1 discloses a current sensor in which a sensor element and a bus bar are fitted in a resin case. Since the sensor element is not displaced with respect to the bus bar, it is possible to suppress a decrease in measurement accuracy.

特開２０１４−０１００７５号公報JP 2014-010075 A

しかしながら、特許文献１に開示される電流センサでは、ケースを設置するスペースを必要とし、大型化することがあった。 However, the current sensor disclosed in Patent Document 1 requires a space for installing a case and may be increased in size.

そこで、上記の事情を背景としてなされたものであり、大型化を抑制した電流センサを提供することを目的とする。 Then, it is made against the background of said situation and it aims at providing the current sensor which suppressed enlargement.

本発明にかかる電流センサは、
バスバーと、前記バスバーに配置されたセンサ素子とを備える電流センサであって、
前記バスバーは、前記センサ素子を挟む一対のスリットを有し、
前記一対のスリットは、前記センサ素子の外方へ張り出る弧線上に形成される。 The current sensor according to the present invention is
A current sensor comprising a bus bar and a sensor element disposed on the bus bar,
The bus bar has a pair of slits sandwiching the sensor element,
The pair of slits are formed on an arc line extending outward from the sensor element.

このような構成によれば、ケースを必要とすることなく、測定精度の低下を抑制して、大型化を抑制することができる。 According to such a configuration, a reduction in measurement accuracy can be suppressed and an increase in size can be suppressed without requiring a case.

本発明によれば、大型化を抑制した電流センサを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the current sensor which suppressed the enlargement can be provided.

実施の形態１にかかる電流センサの斜視図である。1 is a perspective view of a current sensor according to a first exemplary embodiment. 実施の形態１にかかる電流センサの上面図である。FIG. 3 is a top view of the current sensor according to the first exemplary embodiment. 実施の形態１にかかる電流センサの使用方法を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method of using the current sensor according to the first embodiment. 実施の形態１にかかる電流センサの使用方法を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method of using the current sensor according to the first embodiment. 従来技術の電流センサを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the current sensor of a prior art.

実施の形態１
図１及び図２を参照して実施の形態１にかかる電流センサについて説明する。図１は、実施の形態１にかかる電流センサの斜視図である。図２は、実施の形態１にかかる電流センサの上面図である。なお、図１及び図２では、ＸＹＺ三次元座標を規定した。 Embodiment 1
The current sensor according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a perspective view of the current sensor according to the first embodiment. FIG. 2 is a top view of the current sensor according to the first embodiment. In FIGS. 1 and 2, XYZ three-dimensional coordinates are defined.

図１及び図２に示すように、電流センサ１０は、バスバー１と、センサ素子２とを備える。バスバー１は、導電性を有する材料からなる帯状体である。バスバー１の断面形状は、例えば、縦横比１：１０の矩形である。バスバー１は、一対のスリット１ａを有する。スリット１ａは、センサ素子２の外方へ張り出る弧線上に形成される。このような弧線は、例えば、アーチ状の線や円弧状の線である。スリット１ａは、バスバー１を、スリット１ａ同士の間に配置される内側領域１ｂと、スリット１ａの外側に配置される外側領域１ｃとにわける。センサ素子２は、内側領域１ｂの中央又はその付近に設置され、一対のスリット１ａに挟まれる。この弧線が円弧状である場合、センサ素子２は、この円周の中心に配置されると好ましい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the current sensor 10 includes a bus bar 1 and a sensor element 2. The bus bar 1 is a strip made of a conductive material. The cross-sectional shape of the bus bar 1 is, for example, a rectangle having an aspect ratio of 1:10. The bus bar 1 has a pair of slits 1a. The slit 1 a is formed on an arc line that protrudes outward from the sensor element 2. Such an arc line is, for example, an arched line or an arc-shaped line. The slit 1a divides the bus bar 1 into an inner region 1b disposed between the slits 1a and an outer region 1c disposed outside the slit 1a. The sensor element 2 is installed at the center of the inner region 1b or in the vicinity thereof, and is sandwiched between the pair of slits 1a. When this arc line is arcuate, the sensor element 2 is preferably arranged at the center of this circumference.

（使用方法）
次に、図３及び図４を参照して、実施の形態１にかかる電流センサの使用方法について説明する。図３及び図４は、実施の形態１にかかる電流センサの使用方法を示す模式図である。なお、図３及び図４では、ＸＹＺ三次元座標を規定した。 (how to use)
Next, with reference to FIGS. 3 and 4, a method of using the current sensor according to the first embodiment will be described. 3 and 4 are schematic diagrams illustrating a method of using the current sensor according to the first embodiment. In FIGS. 3 and 4, XYZ three-dimensional coordinates are defined.

バスバー１に−Ｙ方向に電流を流す。すると、図３に示すように、電流がスリット１ａによって分流し、一方の電流が内側領域１ｂを流れ、他方の電流は、外側領域１ｃを流れる。どちらの電流はセンサ素子２を中心に弧を描くように流れる。ここで、バスバー１が薄い、つまり、バスバー１の断面形状の比が大きいと、電流がセンサ素子２を中心に弧を描くように流れやすくなり、好ましい。 A current is passed through the bus bar 1 in the -Y direction. Then, as shown in FIG. 3, the current is shunted by the slit 1a, one current flows through the inner region 1b, and the other current flows through the outer region 1c. Both currents flow in an arc around the sensor element 2. Here, it is preferable that the bus bar 1 is thin, that is, if the ratio of the cross-sectional shapes of the bus bar 1 is large, current easily flows in an arc around the sensor element 2.

図４に示すように、センサ素子２がＺ軸を中心とした回転方向にずれて、バスバー１に主面上に実装される場合がある。ここで、Ｚ軸は、図４のＸＹ平面に関して垂直であり、紙面奥から手前に向かう方向に延びる仮想軸である。このような場合、バスバー１に電流を流すと、磁束密度は大きく変化しないため、感度の低下が抑制される。したがって、Ｚ軸を中心とした回転方向におけるセンサ素子２の実装位置の許容交差が大きくなり、電流センサ１０は、良好な測定精度を維持し得る。 As shown in FIG. 4, the sensor element 2 may be mounted on the main surface of the bus bar 1 while being shifted in the rotation direction around the Z axis. Here, the Z-axis is a virtual axis that is perpendicular to the XY plane of FIG. 4 and extends in the direction from the back to the front of the drawing. In such a case, if a current is passed through the bus bar 1, the magnetic flux density does not change greatly, so that a decrease in sensitivity is suppressed. Therefore, the allowable crossing of the mounting position of the sensor element 2 in the rotation direction about the Z axis becomes large, and the current sensor 10 can maintain good measurement accuracy.

しかも、電流センサ１０は、上記した電流センサ９０（図５参照。）と比較して、ケースを使用することが無いため、大型化を抑制する。そのため、例えば、三相モータ駆動用インバータ内部のように、多数のバスバーが狭い間隔で配置された場所にも設置することができる。 In addition, since the current sensor 10 does not use a case as compared with the above-described current sensor 90 (see FIG. 5), the increase in size is suppressed. Therefore, for example, it can be installed in a place where a large number of bus bars are arranged at a narrow interval, such as inside an inverter for driving a three-phase motor.

以上、実施の形態１にかかる電流センサによれば、大型化を抑制することができる。 As described above, according to the current sensor according to the first embodiment, an increase in size can be suppressed.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

１０電流センサ
１バスバー
１ａスリット１ｂ内側領域
１ｃ外側領域
２センサ素子 10 Current sensor 1 Bus bar
1a Slit 1b Inner region 1c Outer region 2 Sensor element

Claims

A current sensor comprising a bus bar and a sensor element disposed on the bus bar,
The bus bar has a pair of slits sandwiching the sensor element,
The pair of slits is a current sensor formed on an arc line projecting outward from the sensor element.