JP2018017651A - 電流センサモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】電子回路基板に発生するノイズ電流を抑制する。
【解決手段】電子回路基板５と、コア３とを有する電流センサモジュール１であって、上記電子回路基板５と、上記コア３とに挿入されると共に接触する導電性部材６を有し、上記電子回路基板５は、上記導電性部材６が接触する領域に、グランドパターン５ｃが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電流センサモジュールに関するものである。

例えば、特許文献１には、自動車等に搭載されるモータに給電する三相インバータモジュールが開示されている。この三相インバータモジュールは、モータに流れる電流を検出する電流検出部を備えている。この電流検出部は、インバータ回路がプリントされた電子回路基板と、モータに接続するためのブスバーと、ブスバーの周囲を囲む磁性コアと、磁性コアのギャップに配置されたホール素子とを有している。この特許文献１に開示された電流検出部（電流センサモジュール）は、ブスバーに流れる電流を検出している。

特開平１１−１２７５８３号公報

しかしながら、三相インバータモジュールからモータに対して印加される電圧が高いため、バスバに印加される電圧の変動が大きく、コアの表面に対して静電気が発生する。これにより、コアと電子回路基板との間に浮遊容量が発生し、電子回路基板にノイズ電流が流れやすくなる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、電子回路基板に発生するノイズ電流を抑制することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

本発明では、第１の手段として、電子回路基板と、コアとを有する電流センサモジュールであって、前記電子回路基板と、前記コアとに挿入されると共に上記電子回路基板に接触する導電性部材を有し、前記電子回路基板は、前記導電性部材が接触する領域に、グランドパターンが形成されている、という構成を採用する。

本発明によれば、コアと、電子回路基板のグランドとが、導電性部材により電気的に接続される。これにより、コアにおいて発生したノイズ電流を、ボルトを介してグランドに逃がすことができる。したがって、電子回路基板において発生するノイズ電流を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る電流センサモジュールを示す図であり、（ａ）が断面図であり、（ｂ）が上面図であり、（ｃ）がコアの側面断面図である。 本発明の一実施形態に係る電流センサモジュールの変形例を示す図であり、（ａ）が断面図であり、（ｂ）が上面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る電流センサモジュールの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。図１は、本実施形態に係る電流センサモジュール１を示す図であり、（ａ）が断面図であり、（ｂ）が上面図である。

電流センサモジュール１は、図１（ａ）に示すように、ケーシング２と、コア３と、バスバ４と、電子回路基板５と、ボルト６とを備えている。ケーシング２は、側面にコア３が配設される凹部２ａが形成されており、コア３と、バスバ４と、電子回路基板５とを保持する部材である。また、ケーシング２は、ボルト６が挿入されるボルト開口２ｂが複数形成されている。

コア３は、１つのバスバ４に対して１つずつ設けられ、中央開口が形成された略環状の磁性体部材である。このコア３は、図１（ｃ）に示すように、後述するホール素子５ｂが間に配置されるコアギャップ３ａと、ボルト６が挿入されるボルト開口３ｂとが形成されている。ボルト開口３ｂは、中央開口の形成方向に対して垂直な方向に形成されている。このようなコア３は、バスバ４の電流経路を中心として周囲に設けられている。このコア３は、凹部２ａにおいてコアギャップ３ａが上方に配置されるように配設されると共に、ボルト６によりケーシング２の上側に固定されている。

バスバ４は、コア３の中央開口に配設され、ケーシング２に固定されている金属部材であり、複数設けられている。このバスバ４は、電子回路基板５上の不図示のインバータ回路に接続された端子であり、外部端子として、３相モータに設けられた電源端子が接続される。このようなバスバ４は、３相モータと、インバータ回路とを電気的に接続するための部品である。

電子回路基板５は、配線パターンがプリントされると共に複数の電子部品を有する基板であり、ケーシング２の上面に対して固定されている。この電子回路基板５は、基板本体５ａと、ホール素子５ｂと、グランドパターン５ｃとを有している。基板本体５ａは、図１（ｂ）に示すように、矩形の平板であり、１つのコア３に対して、ボルト６が挿入されるボルト開口５ａ１が２か所ずつ形成されている。ホール素子５ｂは、コアギャップ３ａの間に配置されるように、基板本体５ａから下方に吊り下げられて固定されている。このようなホール素子５ｂは、電子回路基板５上にバスバ４に流れる電流により形成される磁界強度を検出するセンサである。グランドパターン５ｃは、ボルト開口５ａ１の縁部に形成されており、ボルト６の頭部６ａが接触する。

ボルト６は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、基板本体５ａの表面側からボルト開口５ａ１に挿入され、ケーシング２のボルト開口２ｂを介してコア３のボルト開口３ｂに挿入されている導電性部材である。このボルト６は、グランドパターン５ｃに接触すると共にコア３に接触しており、コア３の表面において発生したノイズ電流をグランドパターン５ｃに逃がすための電気経路となっている。

このような本実施形態に係る電流センサモジュール１の動作を説明する。バスバ４に３相モータの電源端子が接続されると、バスバ４に電流が流れ、バスバ４の周囲に磁界が発生する。発生した磁界は、コア３により増強され、ホール素子５ｂにより検出される。このとき、従来はバスバ４とコア３との間にノイズ電流が発生し、電子回路基板５に対するノイズ電流の原因となっていた。本実施形態に係るコア３は、グランドパターン５ｃに接触しているため、ノイズ電流がグランドパターン５ｃに吸収される。

このような本実施形態に係る電流センサモジュール１によれば、コア３と、電子回路基板５のグランドパターン５ｃとが、ボルト６により電気的に接続される。これにより、コア３において発生したノイズ電流を、ボルト６を介してグランドパターン５ｃに逃がすことができる。したがって、電子回路基板５において発生するノイズ電流を抑制することができる。

また、本実施形態に係る電流センサモジュール１は、ボルト６により電子回路基板５及びコア３をケーシング２に固定している。したがって、電子回路基板５及びコア３を固定するにあたって、他に固定部材を用いる必要がない。さらに、コア３を固定するにあたって、ポッティングなどを行う必要がないため、コア３に対して応力が集中することを防止することができる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

図２は、本実施形態に係る電流センサモジュール１の変形例を示す図であり、（ａ）が断面図であり、（ｂ）が上面図である。図２（ａ）に示すように、電流センサモジュール１のコア３は、中央開口を電子回路基板５に向けて配置されるものとしてもよい。この場合、コア３のボルト開口３ｂは、中央開口と平行に設けられる。また、バスバ４は、図２（ｂ）に示すように中央開口に挿通されるように、電子回路基板５に対して垂直に配置される。

１……電流センサモジュール
２……ケーシング
２ａ……凹部
２ｂ……ボルト開口
３……コア
３ａ……コアギャップ
３ｂ……ボルト開口
４……バスバ
５……電子回路基板
５ａ……基板本体
５ａ１……ボルト開口
５ｂ……ホール素子
５ｃ……グランド
６……ボルト（導電性部材）

Claims (1)

1. 電子回路基板と、コアとを有する電流センサモジュールであって、
   前記電子回路基板と前記コアとに挿入されると共に前記電子回路基板に接触する導電性部材を有し、
   前記電子回路基板は、前記導電性部材が接触する領域に、グランドパターンが形成されていることを特徴とする電流センサモジュール。

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