JP2018036111A - Current measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書では、導電部材に流れている電流を計測する電流計測装置を開示する。 The present specification discloses a current measuring device that measures a current flowing through a conductive member.
一方向に長く延びている導電部材に電流が流れていると、導電部材の周りに磁界が発生する。その磁界の強度を計測することによって、導電部材を流れている電流の強度を知ることができる。特許文献1と2に、導電部材の近傍に磁電変換素子を配置して電流を計測する技術が開示されている。
When a current flows through a conductive member that extends long in one direction, a magnetic field is generated around the conductive member. By measuring the strength of the magnetic field, the strength of the current flowing through the conductive member can be known.
上記の電流計測技術では、導電部材に流れる電流に起因する磁界のみを磁電変換素子で検出し、その他の磁界(計測結果にノイズをもたらす磁界)、例えば近傍に位置している他の導電部材を流れる電流に起因する磁界、あるいは、近傍に配置されているリアクトルといった磁界発生装置に起因する磁界を検出しないようにする必要がある。特許文献1と2の技術では、導電部材の周りに発生する磁界を取り囲むように、ノイズとなる磁界を遮蔽する部材(シールド部材)を配置する。すなわち導電部材の長手方向から観察したときに、シールド部材によって導電部材と磁電変換素子を取り囲む。
In the above current measurement technique, only the magnetic field caused by the current flowing in the conductive member is detected by the magnetoelectric transducer, and other magnetic fields (magnetic fields that cause noise in the measurement result), for example, other conductive members located in the vicinity are detected. It is necessary not to detect a magnetic field caused by a flowing current or a magnetic field caused by a magnetic field generator such as a reactor arranged in the vicinity. In the techniques of
従来のシールド部材は、導電部材の延出方向に沿って一定の距離だけ伸び、しかも導電部材の周囲をほぼ一巡する形状となっており、立体的形状をしている。このシールド部材を利用すると、電流計測装置の外形が大型化する。実際には、複数本の導電部材が平行に延びていることが多い。各導電部材に従来のシールド部材を配置しようとすると隣接する導電部材間の間隔を広く取り、それぞれの導電部材に対するシールド部材同士が干渉しないようにする必要がある。 The conventional shield member extends in a certain distance along the extending direction of the conductive member, and has a shape that makes a round around the conductive member, and has a three-dimensional shape. When this shield member is used, the outer shape of the current measuring device is increased. In practice, a plurality of conductive members often extend in parallel. If it is going to arrange | position the conventional shield member to each electrically-conductive member, it is necessary to make the space | interval between adjacent electrically-conductive members wide, and to prevent the shield members with respect to each electrically-conductive member from interfering.
本明細書の記載の技術では、シールド部材を平板化する。平板化できれば、電流計測装置を小型化でき、組み立て工程を単純化できる。複数本の導電部材が平行に延びている場合には、隣接する導電部材同士の間隔を狭めることができる。 In the technique described in this specification, the shield member is flattened. If flattened, the current measuring device can be miniaturized and the assembly process can be simplified. When the plurality of conductive members extend in parallel, the interval between adjacent conductive members can be reduced.
本明細書に記載の技術では、シールド部材を平板化するために、感磁方向が限定されている磁電変換素子を利用する。すなわち、特定方向(感磁方向)への磁界は感磁するが、それに直交する方向への磁界は感磁しない磁電変換素子を利用する。本技術では、その磁電変換素子を基板に搭載する。その際に、磁電変換素子の感磁方向が基板の表面に平行する姿勢で搭載する。さらに、磁電変換素子の感磁方向の両側に一対の側方遮蔽部を配置する。基板を平面視したときに一対の側方遮蔽部間の間隔内に導電部材が位置している関係とする。しかも側方遮蔽部の厚みのなかに磁電変換素子が収容されている関係とする。その関係にあると、その導電部材を流れる電流に起因する磁界は磁電変換素子の位置を感磁方向に伸び、磁電変換素子で計測する必要のある磁界を計測することができる。その一方において、その磁電変換素子で計測したくない磁界(感磁方向以外の磁界は感磁しないことから、ノイズとなる磁界は感磁方向の磁界に限定されている)については、一対の側方遮蔽部で遮蔽されるために磁電変換素子で計測しない関係を得ることができる。 In the technique described in this specification, a magnetoelectric conversion element having a limited magnetosensitive direction is used to flatten the shield member. That is, a magnetoelectric transducer is used that senses a magnetic field in a specific direction (magnetic direction) but does not sense a magnetic field in a direction orthogonal thereto. In the present technology, the magnetoelectric conversion element is mounted on a substrate. At that time, the magnetoelectric conversion element is mounted in a posture in which the magnetosensitive direction is parallel to the surface of the substrate. Furthermore, a pair of side shielding portions are arranged on both sides of the magnetoelectric conversion element in the magnetic sensitive direction. The conductive member is positioned within the space between the pair of side shields when the substrate is viewed in plan. In addition, the magnetoelectric conversion element is accommodated in the thickness of the side shielding portion. In such a relationship, the magnetic field caused by the current flowing through the conductive member extends the position of the magnetoelectric conversion element in the direction of magnetic sensing, and a magnetic field that needs to be measured by the magnetoelectric conversion element can be measured. On the other hand, with respect to the magnetic field that the magnetoelectric transducer does not want to measure (the magnetic field other than the magnetic sensitive direction is not magnetic sensitive, the noise magnetic field is limited to the magnetic sensitive magnetic field) Since it is shielded by the side shield part, a relationship that is not measured by the magnetoelectric conversion element can be obtained.
本明細書に記載の電流計測装置は、一方向(その方向を延出方向という)に長く延びる導電部材と、その導電部材から距離を隔てた位置において導電部材と平行に延びる基板と、基板の導電部材側の表面側に固定されており、表面に平行であるとともに導電部材の延出方向に直交する方向(その方向を直交方向という)の磁界を検出する磁電変換素子と、基板と平行に配置されている平板状シールド部材を備えている。平板状シールド部材は、前記した直交方向において磁電変換素子の両側に位置する一対の側方遮蔽部と、前記した延出方向において磁電変換素子と重複しない位置において一対の側方遮蔽部同士を接続する接続部を備えている。基板を平面視すると一対の側方遮蔽部の間隔内に導電部材が位置しており、シールド部材の厚みのなかに磁電変換素子の感磁面が収容されている。感磁面は、感磁方向に対して直交な、磁電変換素子上の面である。磁電変換素子は、感磁面を通過する磁界を感磁する。 The current measuring device described in this specification includes a conductive member extending long in one direction (which direction is referred to as an extending direction), a substrate extending in parallel with the conductive member at a position spaced from the conductive member, A magneto-electric transducer that is fixed to the surface side of the conductive member and that is parallel to the surface and detects a magnetic field in a direction orthogonal to the extending direction of the conductive member (the direction is referred to as an orthogonal direction); A flat shield member is provided. The flat shield member connects the pair of side shielding portions located on both sides of the magnetoelectric conversion element in the orthogonal direction and the pair of side shielding portions in a position not overlapping with the magnetoelectric conversion element in the extending direction. It has a connecting part. When the substrate is viewed in plan, the conductive member is located within the interval between the pair of side shield portions, and the magnetosensitive surface of the magnetoelectric conversion element is accommodated in the thickness of the shield member. The magnetosensitive surface is a surface on the magnetoelectric transducer that is orthogonal to the magnetosensitive direction. The magnetoelectric transducer senses a magnetic field that passes through the magnetosensitive surface.
上記の構成を備えていると、(1)電流を計測したい導電部材を流れる電流に起因する磁界は磁電変換素子の位置を感磁方向に伸びるために、その導電部材を流れる電流を計測することができ、(2)その他の磁界(ノイズとなる磁界)のうちの感磁方向を向く磁界は一対の側方遮蔽部で遮蔽されるために磁電変換素子に到達せず、(3)基板の垂直方向には遮蔽部材が配置されていないために、ノイズとなる磁界が磁電変換素子を通過することがあるが、その磁界は感磁方向を向かないことからノイズとなる磁界を検出することがない。一枚の平板状シールド部材によって、必要な機能を実現することができる。 With the above configuration, (1) the magnetic field caused by the current flowing through the conductive member for which the current is to be measured measures the current flowing through the conductive member in order to extend the position of the magnetoelectric conversion element in the direction of magnetic sensing. (2) Of the other magnetic fields (magnetic fields that cause noise), the magnetic field that faces the magnetosensitive direction is shielded by the pair of side shields, and thus does not reach the magnetoelectric conversion element. (3) Since no shielding member is arranged in the vertical direction, the magnetic field that becomes noise may pass through the magnetoelectric transducer, but the magnetic field that is not directed in the magnetic sensitive direction can detect the magnetic field that becomes noise. Absent. Necessary functions can be realized by a single flat shield member.
本明細書に記載の技術では、導電部材の周りに発生する磁界を周囲から遮蔽するという発想を捨て、磁電変換素子の周囲に配置するシールド部材によって、必要な磁界は磁電変換素子を感磁方向に通過し、不必要な磁界は磁電変換素子を感磁方向に通過することがない(感磁方向の不必要磁界(ノイズ磁界)は磁電変換素子に到達せず、磁電変換素子を通過する不必要磁界は感磁方向を向かない)とする技術を採用する。これによって、シールド部材を平板化することができる。上記の構成を備えていると、平板状シールド部材を基板に固定することができ、装置の組み立て工程が単純化する。また複数本の導電部材が狭間隔で平行に延びている場合にも対応することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 In the technique described in this specification, the idea of shielding the magnetic field generated around the conductive member from the surroundings is abandoned, and the necessary magnetic field is moved to the magnetosensitive direction by the shielding member disposed around the magnetoelectric conversion element. The unnecessary magnetic field does not pass through the magnetoelectric conversion element in the magnetic sensitive direction (the unnecessary magnetic field in the magnetic sensitive direction (noise magnetic field) does not reach the magnetoelectric conversion element and passes through the magnetoelectric conversion element). Adopting a technology that the required magnetic field does not face the direction of magnetic sensing). Thereby, the shield member can be flattened. If it has the above-mentioned composition, a flat shield member can be fixed to a substrate, and the assembly process of an apparatus will be simplified. Further, it is possible to cope with a case where a plurality of conductive members extend in parallel with a narrow interval. Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in the following “DETAILED DESCRIPTION”.
(第1実施例)
図1、図2を参照して第1実施例の電流計測装置100を説明する。図1は、電流計測装置100の平面図であり、図2は、図1のII−II線における電流計測装置100の断面図である。電流計測装置100は、バスバ2を流れる電流を計測するための装置である。電流計測装置100は、電気自動車(不図示)に搭載される電力変換装置(不図示)に備えられる。電力変換装置は、車載のバッテリから供給される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を走行用の交流モータ(不図示)に供給するための装置である。電流計測装置100は、電力変換装置内の回路と交流モータに接続される出力端子の間に接続される。即ち、電流計測装置100は、電力変換器から交流モータに流れる電流を計測する。なお、図1、図2には、XYZ座標系が記載されており、以下では、構成の説明にXYZ座標系を利用する。
(First embodiment)
A
電流計測装置100は、バスバ2と、基板3と、磁電変換素子4と、シールド部材5と、ボルト6a、6bと、モールド体7と、を備えている。バスバ2は、Y軸方向に延びる導電部材である。即ち、Y軸方向は、バスバ2の延出方向と一致する。バスバ2は、銅等の導電性の金属から作られており、その断面はZ軸方向に長い長方形である。バスバ2は、電力変換装置内の回路と交流モータへの出力端子の間の電流経路の一部である。
The
基板3は、磁電変換素子4の出力電圧を、電流の強度を示す電流値に変換するための基板である。基板3は、バスバ2からZ軸方向に距離を隔てた位置においてバスバ2と平行に延びる。別言すれば、基板3は、XY平面と平行に延びる。
The
磁電変換素子4は、バスバ2に流れる電流に起因する磁界の強度(即ち、磁束密度)を計測するための素子である。磁電変換素子4は、磁界の強度に比例した出力電圧を出力する。磁電変換素子4は、YZ平面と平行な感磁面4aを有する。磁電変換素子4は、特定方向に沿って磁電変換素子4の感磁面4aを貫く磁界を検出するが、特定方向と直交する方向に沿って(即ち、感磁面4aと平行に)磁電変換素子4を貫く磁界を検出しない。具体的には、磁電変換素子4は、磁電変換素子の感磁面を貫く磁束線の特定方向成分に沿った成分に比例した出力電圧を出力する。この特定方向は、感磁方向と呼ばれる。
The
磁電変換素子4は、基板3のバスバ2側の表面3aに固定されている。磁電変換素子4は、基板3と対面するバスバ2の側面と対向するように配置されている。そして、磁電変換素子4は、その感磁方向SD1が表面3aと平行であるとともに延出方向と直交する方向(即ち、X軸方向)と平行となるように、配置される。
The
電流は、バスバ2をY軸正方向(即ち、延設方向)に流れる。バスバ2に流れる電流に起因する磁界は、延設方向から見たときに、バスバ2の断面を囲むように発生する。図2では、この磁界の磁束線FL1を模式的に示す。図2に示すように、磁束線FL1は、バスバ2の断面の外形に沿って、長円形となり、磁電変換素子4をX軸方向(即ち、感磁方向SD1)に沿って貫く。これにより、磁電変換素子4は、バスバ2に流れる電流に起因する磁界の強度に比例した出力電圧を出力する。
The current flows through the
シールド部材5は、平板状の部材であり、空気の透磁率より高い透磁率を有する材料(例えば、鉄等)で作られている。シールド部材5は、基板3と平行に配置されている。シールド部材5は、基板3とバスバ2との間に挟まれており、基板3の表面3aと対面している。シールド部材5には、厚み方向(即ち、Z軸方向)に貫通する矩形の貫通孔51が設けられている。シールド部材5を平面視すると(図1参照)、貫通孔51のX軸方向における幅L2の内側にバスバ2が位置している。別言すれば、貫通孔51のX軸方向における幅L2は、バスバ2の同方向における幅L1より大きい。
The
ここで、貫通孔51と磁電変換素子4との関係について説明する。磁電変換素子4は、貫通孔51の内側に配置されており、シールド部材5の厚みT1のなかに収容されている。感磁面4aも、厚みT1のなかに収容されている。この関係により、図2に示すように、磁束線FL1は、シールド部材5を通過することなく、磁電変換素子4を感磁方向SD1に沿って通過する。即ち、磁電変換素子4は、バスバ2に流れる電流に起因する磁界の強度を検出することができる。
Here, the relationship between the through
また、貫通孔51の基板3側の開口は、基板3により塞がれており、バスバ2側の開口は、モールド体7により塞がれている。即ち、磁電変換素子4は、貫通孔51に収容されることにより、電流計測装置100の外部から封止される。これにより、電流計測装置100の外部からの異物(例えば、水、埃等)から磁電変換素子4を保護することができる。
The opening on the
バスバ2の延設方向における一部は、モールド体7により覆われている。モールド体7は、絶縁性の樹脂により作られている。モールド体7により、バスバ2は、他の部材(基板3、シールド部材5等)から絶縁されている。モールド体7の基板3側の表面には、基板3及びシールド部材5がボルト6a、6bにより固定されている。
A part of the
図3を参照して、シールド部材5について説明する。図3は、シールド部材5の平面図であり、図中には、シールド部材5の貫通孔51の内側に配置されている磁電変換素子4も描かれている。なお、図3では、ボルト6a、6bが貫通する貫通孔の図示が省略されている。後述する図4、図9〜図11でも同様に貫通孔の図示が省略されている。
The
シールド部材5は、感磁方向SD1(即ち、X軸方向)において磁電変換素子4の両側に位置する一対の側方遮蔽部52a、52bと、延出方向(即ち、Y軸方向)において磁電変換素子4と重複しない位置において側方遮蔽部52a、52b同士を接続する一対の接続部53a、53bと、を備えている。貫通孔51は、一対の側方遮蔽部52a、52bと、一対の接続部53a、53bに囲まれる空間である。そして、上記の貫通孔51の幅L2は、一対の側方遮蔽部52a、52bの間隔に相当する。
The
本実施例の効果について説明する。電流計測装置100の近傍に位置する他の装置(例えば、電力変換装置のリアクトル)に起因する磁界は磁電変換素子4の出力のノイズとなり得る。上記したように、磁電変換素子4は、感磁方向を向く磁界を検出するが、感磁方向SD1と直交する方向を向く磁界を検出しない。図3では、他の装置に起因する磁界のうち感磁方向(X軸方向)を向く磁界の磁束線NF1を模式的に示す。シールド部材5の透磁率が空気より高いので、磁束線NF1は、側方遮蔽部52bから一対の接続部53a、53bのうちのいずれかを通過して、側方遮蔽部52aに到達する。即ち、磁束線NF1は、側方遮蔽部52bに遮断され、一対の側方遮蔽部52a、52bの間に位置する磁電変換素子4に到達しない。この結果、磁電変換素子4は、感磁方向を向くノイズとなる磁界を検出しない。一方、貫通孔51は、Z軸方向にシールド部材5を貫通しているので、他の装置に起因する磁界のうちZ軸方向を向く磁界は、磁電変換素子4に到達し得る。しかし、磁電変換素子4はZ軸方向(即ち、感磁方向SD1と直交する方向)を向く磁界を検出しないので、当該磁界は磁電変換素子4のノイズとならない。以上により、平板状のシールド部材5によって、ノイズとなる磁界から磁電変換素子4を遮断する機能を実現することができる。
The effect of the present embodiment will be described. A magnetic field caused by another device (for example, a reactor of the power conversion device) located in the vicinity of the
また、図2に示すように、電流計測装置100は、平板状のシールド部材5を基板3とともにモールド体7に固定することにより、組み立てられる。電流計測装置100の組み立て工程を単純化することができる。
As shown in FIG. 2, the
(第2実施例)
第2実施例の電流計測装置(符号省略)を説明する。本実施例の電流計測装置は、シールド部材の形状が異なる点を除いて、第1実施例の電流計測装置100と同様である。図4は、第2実施例のシールド部材205の平面図である。なお、第1実施例と構成が同じ部材については、第1実施例と同様の符号を付す。後述の実施例も同様である。
(Second embodiment)
A current measuring apparatus (reference numeral omitted) of the second embodiment will be described. The current measuring device of the present embodiment is the same as the
シールド部材205には、Y軸方向(即ち、バスバ2の延出方向)に開口しているU字形状の切欠き251が設けられている。磁電変換素子4は、切欠き251の内側に配置されている。別言すれば、シールド部材205は、感磁方向SD1(即ち、X軸方向)において磁電変換素子4の両側に位置する一対の側方遮蔽部252a、252bと、延出方向(即ち、Y軸方向)において磁電変換素子4と重複しない位置において側方遮蔽部52a、52b同士を接続する1個の接続部253を備える。即ち、切欠き251のU字形状を構成する内側面のうちの互いに対向する一対の内側面は、一対の側方遮蔽部252a、252bにより構成されており、残りの内側面は、接続部253により構成されている。
The
このような構成でも、第1実施例のシールド部材5と同様に、ノイズとなる磁界の磁束線NF1は、側方遮蔽部252bから接続部253を通過して、側方遮蔽部252aに到達する。即ち、磁束線NF1は、磁電変換素子4に到達しない。この結果、第1実施例と同様の効果を奏することができる。
Even in such a configuration, similarly to the
(第3実施例)
第3実施例の電流計測装置300を説明する。図5は、図2と同じ方向から見た電流計測装置300の断面図を示し、図6は、図5のVI−VI線における断面図を示す。電流計測装置300は、バスバ302、シールド部材305、モールド体307のそれぞれの形状が第1実施例と異なる点を除いて、第1実施例と同様である。
(Third embodiment)
A
シールド部材305は、厚みが異なる点を除いて、第1実施例のシールド部材5と同様である。即ち、シールド部材305を平面視した場合の形状は、図3と同様である。即ち、シールド部材305は、一対の側方遮蔽部352a、352bと、一対の接続部353a、353bを備えている。シールド部材305の厚みT2は、第1実施例のシールド部材5の厚みT1より大きい。バスバ302のZ軸正方向における一部(即ち、バスバ302の紙面上側の部分)は、シールド部材305の厚みT2の内側に位置する。別言すれば、X軸方向から見た場合に、バスバ302のZ軸正方向における一部と、シールド部材305が重なっている。
The
図6に示すように、バスバ302の基板3側の表面には、2個の溝321a、321bが設けられている。シールド部材305の一対の接続部353a、353bは、それぞれ、溝321a、321bに収容される。これにより、接続部353a、353bとバスバ302との干渉が避けられる。
As shown in FIG. 6, two
モールド体307の基板3側の表面にも、バスバ302の溝321a、321bの形状に倣って、2個の溝372a、372bが設けられている。一対の接続部353a、353bは、それぞれ、溝372a、372bに収容される。また、モールド体307の基板3側の表面には、X軸方向の両側(即ち、バスバ302を挟んだ両側)に、一対の段差371a、371bが設けられている(図5参照)。各段差は、延設方向(即ち、Y軸方向)に延びているとともに、一対の溝372a、372b同士を接続する。段差371a、371bの底面は、溝372a、372bの底面と面一である。シールド部材305の一対の側方遮蔽部352a、352bは、それぞれ、段差371a、371bに配置される。これにより、側方遮蔽部352a、352bとモールド体307との干渉が避けられる。
Two
このような構成によれば、電流計測装置300のZ軸方向における外形寸法を維持しつつ、シールド部材305の厚みを大きくすることができる。第1実施例のシールド部材5は、感磁方向(X軸方向)からZ軸方向に傾いた磁界も遮断し得るが、その傾きが大きくなると、当該磁界は磁電変換素子4を通過し得る。本実施例では、シールド部材305の厚みを大きくすることにより、Z軸方向への傾きの大きな磁界も遮断することができる。
According to such a configuration, the thickness of the
(第4実施例)
第4実施例の電流計測装置400を説明する。図7は、図2と同じ方向から見た、電流計測装置400の断面図を示す。電流計測装置400は、第1実施例の電流計測装置100にシールド部材408、409を追加したものである。
(Fourth embodiment)
A
シールド部材408、409は、平板状の部材であり、第1実施例のシールド部材5と同様の材料により作られている。なお、変形例では、シールド部材5と異なる材料であってよく、シールド部材408、409の透磁率と、シールド部材5の透磁率と、が異なっていてもよい。シールド部材408、409は、基板3と、シールド部材5と、モールド体7と、を間に挟むように、互いに平行に配置される。シールド部材408は、基板3のバスバ2側の表面3aとは反対側の裏面に、基板3と平行に配置される。シールド部材408は、ボルト406a、406bにより、基板3、シールド部材5とともに、モールド体7の表面に固定される。シールド部材409は、モールド体7の基板3側の表面とは反対側の裏面に、基板3と平行に配置される。シールド部材409は、ボルト(不図示)によりモールド体7の裏面に固定される。
The
このような構成によれば、他の装置に起因する磁界のうち感磁方向(X軸方向)に向く磁界のみならず、Z軸方向を向く磁界も、シールド部材408、409に遮断され、磁電変換素子4に到達しない。例えば、Z軸方向から感磁方向に傾いた磁界は、感磁方向成分を有するため、磁界の強度が大きいと、磁電変換素子4のノイズとなり得る。本実施例では、このような磁界も磁電変換素子4から遮断することができる。なお、バスバ2に流れる電流に起因する磁界の磁束線FL1は、シールド部材409の一部を通過するが、シールド部材409は、バスバ2の磁電変換素子4側と反対側に位置している。シールド部材409は、磁束線FL1が磁電変換素子4を通過することを妨げない。
According to such a configuration, not only the magnetic field directed in the magnetosensitive direction (X-axis direction) among the magnetic fields caused by other devices but also the magnetic field directed in the Z-axis direction is blocked by the
また、シールド部材408、409は、平板状の部材であるので、電流計測装置400の組み立て工程を単純化することができる。
Further, since the
(第5実施例)
第5実施例の電流計測装置500を説明する。図8は、図2と同じ方向から見た、電流計測装置500の断面図を示す。電流計測装置500は、基板503の構成が第1実施例と異なる点を除いて、第1実施例と同様である。
(5th Example)
A
基板503も、バスバ2からZ軸方向に距離を隔てた位置においてバスバ2と平行に延びる。基板503は、シールド部材5の貫通孔51の内側に収容される。基板503のバスバ2側の表面503aには、磁電変換素子4が固定される。基板503は、平板状の固定部材510に固定される。固定部材510は、基板503及びシールド部材5と平行に延びる。固定部材510は、シールド部材5とともに、モールド体7の基板503側の表面にボルト6a、6bにより固定される。このような構成でも、第1実施例と同様の効果を奏することができる。また、基板503は、固定部材510と、シールド部材5と、モールド体7と、に覆われるので、外部からの異物から基板503を保護することができる。
The
(第6実施例)
第6実施例の電流計測装置600を説明する。図9は、図2と同じ方向から見た、電流計測装置600の断面図を示す。電流計測装置600は、狭間隔で互いに平行にY軸方向に延びる2本のバスバ602a、602bのそれぞれに流れる電流を計測するための装置である。電流計測装置600は、2本のバスバ602a、602bと、基板603と、2個の磁電変換素子604a、604bと、シールド部材605と、ボルト606a〜606cと、モールド体607と、を備えている。
(Sixth embodiment)
A
基板603は、2本のバスバ602a、602bからZ軸方向に距離を隔てた位置において各バスバと平行に延びる。磁電変換素子604a、604bは、基板603のバスバ602a、602b側の表面603aに固定されている。磁電変換素子604a、604bは、それぞれの感磁方向SD1a、SD1bがX軸方向と平行になるように配置される。磁電変換素子604a、604bも、それぞれ、第1実施例の磁電変換素子4と同様に、YZ平面と平行な感磁面604c、604dを有する。
The
シールド部材605は、平板状の部材であり、第1実施例のシールド部材5と同様の材料により作られている。シールド部材605は、基板603と平行に配置されている。シールド部材605には、厚み方向(即ち、Z軸方向)に貫通する2個の貫通孔651a、651bが設けられている。シールド部材605を平面視すると、貫通孔651aのX軸方向における幅L2の内側にバスバ602aが位置しており、同様に、貫通孔651aの幅L2の内側にバスバ602bが位置している。
The
磁電変換素子604a、604bのそれぞれは、貫通孔651a、651bのそれぞれの内側に配置されているとともに、シールド部材605の厚みT1のなかに収容されている。感磁面604c、604dも、それぞれ、厚みT1のなかに収容されている。即ち、磁電変換素子604aとバスバ602aとシールド部材605の貫通孔651aとの関係は、第1実施例における関係と同様であり、磁電変換素子604aは、バスバ602aに流れる電流に起因する磁界の強度を検出することができる。同様に、磁電変換素子604bは、バスバ602bに流れる電流に起因する磁界の強度を検出することができる。
Each of the
バスバ602a、602bの延設方向における一部は、モールド体607により覆われている。モールド体607の基板603側の表面には、基板603及びシールド部材605がボルト606a〜606cにより固定されている。
Part of the
図10を参照して、シールド部材605について説明する。図10は、シールド部材605の平面図である。シールド部材605は、3個の互いに平行な側方遮蔽部652a〜652cと、4個の接続部653a〜653dと、を備えている。接続部653a、653bは、側方遮蔽部652a、652b同士を接続する。貫通孔651aは、側方遮蔽部652a、652bと、接続部653a、653bに囲まれる空間である。一方、接続部653c、653dは、側方遮蔽部652b、652c同士を接続する。貫通孔651bは、側方遮蔽部652b、652cと、接続部653c、653dに囲まれる空間である。詳細な説明は省略するが、各側方遮蔽部及び各接続部の機能は第1実施例と同様であり、他の装置に起因する磁界のうち感磁方向(即ち、X軸方向)を向く磁界は、シールド部材605に遮断され、磁電変換素子604a、604bに到達しない。
The
また、図9に示すように、磁電変換素子604aには、磁電変換素子604aの計測対象でないバスバ602bに流れる電流に起因する磁界の磁束線FL3が通過し得る。図9では、磁束線FL3は、その一部が省略されて描かれている。図9に示すように、磁束線FL3は、バスバ602bのZ軸方向に長い長方形の断面の形状に沿って長円形となるので、磁電変換素子604aを略Z軸方向に沿って通過する。このため、磁束線FL3は、磁電変換素子604aのノイズとならない。
Further, as shown in FIG. 9, magnetic field magnetic flux lines FL3 caused by the current flowing in the
本実施例でも、第1実施例と同様に、平板状のシールド部材605を基板603とともにモールド体607に固定することができ、電流計測装置600の組み立て工程を単純化することができる。特に、複数個の磁電変換素子のノイズとなる磁界からの遮断を1枚の平板状のシールド部材で実現することができ、電流計測装置600の組み立て工程を単純化することができる。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the
(第7実施例)
第7実施例の電流計測装置(符号省略)を説明する。本実施例の電流計測装置は、シールド部材の形状が異なる点を除いて、第6実施例の電流計測装置600と同様である。図11は、第7実施例のシールド部材705の平面図である。
(Seventh embodiment)
A current measuring apparatus (reference numeral omitted) of the seventh embodiment will be described. The current measuring device according to the present embodiment is the same as the
シールド部材705には、2個の切欠き751a、751bが設けられている。切欠き751a、751bは、共にU字形状であり、共にY軸正方向に開口している。磁電変換素子604a、604bのそれぞれは、切欠き751a、751bのそれぞれの内側に配置される。別言すれば、シールド部材705は、3個の互いに平行な側方遮蔽部752a〜752cと、2個の接続部753a、753dと、を備えている。切欠き751aのU字形状を構成する内側面のうちの互いに対向する一対の内側面は、側方遮蔽部752a、752bにより構成されており、残りの内側面は、接続部753aにより構成されている。切欠き751bのU字形状を構成する内側面も、同様に、側方遮蔽部752b、752cと、接続部753dにより構成されている。
The
詳細な説明は省略するが、各側方遮蔽部及び各接続部の機能は第2実施例と同様であり、他の装置に起因する磁界のうち感磁方向(即ち、X軸方向)を向く磁界は、シールド部材705に遮断され、磁電変換素子604a、604bに到達しない。本実施例でも、第6実施例と同様の効果を奏することができる。
Although the detailed description is omitted, the functions of the side shielding portions and the connecting portions are the same as those of the second embodiment, and the magnetic field caused by other devices faces the magnetic sensing direction (that is, the X-axis direction). The magnetic field is blocked by the
(第8実施例)
第8実施例の電流計測装置(符号省略)を説明する。本実施例の電流計測装置は、シールド部材の形状が異なる点を除いて、第6実施例の電流計測装置600と同様である。図12は、第8実施例のシールド部材805の平面図である。
(Eighth embodiment)
A current measuring apparatus (reference numeral omitted) of the eighth embodiment will be described. The current measuring device according to the present embodiment is the same as the
シールド部材805には、第7実施例と同様に、2個の切欠き851a、851bが設けられている。しかし、切欠き851a、851bのそれぞれの開口の向きが、第7実施例と異なり、互いに反対方向である。具体的には、切欠き851aの開口はY軸正方向に向いており、切欠き851bの開口はY軸負方向に向いている。別言すれば、シールド部材805は、3個の互いに平行な側方遮蔽部852a〜852cと、2個の接続部853a、853dと、を備えている。側方遮蔽部852a、852bを接続する接続部853aは、切欠き851aの開口と反対側、即ち、Y軸負方向に位置している。側方遮蔽部852b、852cを接続する接続部853dは、切欠き851bの開口と反対側、即ち、Y軸正方向に位置している。本実施例でも、第6、第7実施例と同様の効果を奏することができる。
As in the seventh embodiment, the
以下、実施例で示した技術に関する留意点を述べる。上記の各実施例で述べた技術は、2本のバスバに限らず、互いに平行に延びる3本以上のバスバにも対応することができる。また、上記の実施例では、バスバ2が、「導電部材」の一例である。他の例として、例えば、絶縁体の保護被覆に覆われたケーブル(即ち電線)であってもよい。
Hereinafter, points to be noted regarding the technology shown in the embodiments will be described. The technology described in each of the above embodiments is not limited to two bus bars, but can be applied to three or more bus bars extending in parallel to each other. In the above embodiment, the
また、シールド部材5の貫通孔51の形状は、矩形に限らない。他の例として、多角形、円形であってもよい。
Further, the shape of the through
また、磁電変換素子4は、基板3のバスバ2側の表面3aに固定されていなくてもよい。例えば、磁電変換素子4は、基板3を貫通するリード線の一端に固定されており、当該一端が基板3の表面3aの側に位置しており、他端が基板3の表面3aとは反対側の裏面に固定されていてもよい。一般的に言えば、磁電変換素子は、基板の導電部材側の表面側に固定されていればよい。
Further, the
また、シールド部材5の厚みは一様でなくてもよい。例えば、一対の側方遮蔽部52a、52bの厚みが、一対の接続部53a、53bの厚みより大きくてもよい。
Moreover, the thickness of the
磁電変換素子4は筐体に収容されていてもよい。この場合、当該筐体のZ軸方向の幅は、シールド部材5の厚みT1より大きくてもよく、当該筐体は、シールド部材5から露出していてもよい。磁電変換素子4の感磁面4aがシールド部材5の厚みT1のなかに収容されていればよい。
The
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
2、302、602a、602b:バスバ
3、503、603:基板
4、604a、604b:磁電変換素子
SD1、SD1a、SD1b:感磁方向
5、205、305、605、705、805:シールド部材
T1、T2:厚み
52a、52b、252a、252b、352a、352b、652a、652b、652c、752a、752b、752c、852a、852b、852c:側方遮蔽部
53a、53b、253a、353a、353b、653a、653b、653c、653d、753a、753d、853a、853d:接続部
6a、6b、406a、406b、606a:ボルト
7、307、607:モールド体
100、300、400、500、600、800:電流計測装置
2, 302, 602a, 602b:
Claims (1)
一方向(延出方向)に長く延びる導電部材と、
前記導電部材から距離を隔てた位置において前記導電部材と平行に延びる基板と、
前記基板の前記導電部材側の表面側に固定されており、前記表面に平行であるとともに前記導電部材の延出方向に直交する方向(直交方向)の磁界を検出する磁電変換素子と、
前記基板と平行に配置されている平板状シールド部材を備えており、
前記平板状シールド部材は、前記直交方向において前記磁電変換素子の両側に位置する一対の側方遮蔽部と、前記延出方向において前記磁電変換素子と重複しない位置において前記一対の側方遮蔽部同士を接続する接続部を備えており、
前記基板を平面視すると、前記一対の側方遮蔽部の間隔内に前記導電部材が位置しており、
前記シールド部材の厚みのなかに前記磁電変換素子の感磁面が収容されていることを特徴とする電流計測装置。 Current measuring device,
A conductive member extending in one direction (extending direction);
A substrate extending parallel to the conductive member at a distance from the conductive member;
A magnetoelectric conversion element that is fixed to the surface side of the substrate on the conductive member side, detects a magnetic field in a direction (orthogonal direction) that is parallel to the surface and orthogonal to the extending direction of the conductive member;
A flat shield member disposed in parallel with the substrate;
The flat shield member includes a pair of side shielding portions located on both sides of the magnetoelectric conversion element in the orthogonal direction, and a pair of side shielding portions located at positions that do not overlap the magnetoelectric conversion element in the extending direction. It has a connection part to connect
When the substrate is viewed in plan, the conductive member is located within the interval between the pair of side shielding portions,
A current measuring device in which a magnetosensitive surface of the magnetoelectric transducer is accommodated in the thickness of the shield member.
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- 2016-08-30 JP JP2016168405A patent/JP2018036111A/en active Pending
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