JP2018096795A - 電流センサ - Google Patents

Abstract

【課題】磁気検出素子の検出結果に誤差が生じることを低減できる電流センサを提供すること。【解決手段】電流センサは、第２バスバと、第２バスバに対向配置された第１磁気検出素子１１と、第２バスバに対向配置された冗長用の第２磁気検出素子１２と、第２バスバと両磁気検出素子１１，１２とを挟み込みつつ対向配置された磁気シールド２１，２２とを備えている。第２バスバは、第１磁気検出素子１１が対向配置される第１対向部３１ｃと、第２磁気検出素子１２が対向配置される第２対向部３１ｄと、両対向部を繋ぐ屈曲部３１ｅとを有し、第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄとで電流の向きが逆となるように構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換し、電流経路に流れる電流を検出する電流センサに関する。

従来、電流センサの一例として、特許文献１に開示された電流検出システムがある。電流検出システムは、磁性板と、これらに対応するバスバ、及び半導体基板を有している。また、半導体基板には、磁束を電気信号に変換する磁電変換素子が形成されている。

特開２０１５−１９４４７２号公報

ところで、従来技術ではないが、電流センサは、確実に電流を検出するために、一つのバスバに対して、冗長的に二つの磁気検出素子が配置された構成が考えられる。また、この電流センサは、二つの磁気検出素子に対する外部からの磁界を遮蔽するために、バスバと二つの磁気検出素子とが、磁性板からなる磁気シールドで挟み込まれた構成が考えられる。

しかしながら、電流センサは、バスバの電流が大電流化すると、バスバからの磁界によって、磁気シールドが磁気飽和してしまう。この場合、電流センサは、磁気シールドからの漏れ磁界などによって、磁気検出素子の検出結果に誤差が生じてしまうという問題がある。

本開示は、上記問題点に鑑みなされたものであり、磁気検出素子の検出結果に誤差が生じることを低減できる電流センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本開示は、
電流経路（３１）と、
電流経路に対向配置され、電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する第１磁気検出素子（１１）と、
電流経路に対向配置され、電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する冗長用の第２磁気検出素子（１２）と、
両磁気検出素子に対する外部からの磁界を遮蔽するものであり、電流経路と両磁気検出素子とを挟み込みつつ対向配置された、対を成す磁気シールド（２１，２２，２３）と、を備え、
電流経路は、第１磁気検出素子が対向配置される第１対向部（３１ｃ）と、第２磁気検出素子が対向配置される第２対向部（３１ｄ）と、両対向部を繋ぐ屈曲部（３１ｅ）とを有し、第１対向部と第２対向部とで電流の向きが逆となるように構成されていることを特徴とする。

このように、電流センサは、電流経路と二つの磁気検出素子とが、対向配置された一対の磁気シールドで挟み込まれている。そして、この電流経路は、第１磁気検出素子が対向配置される第１対向部と、第２磁気検出素子が対向配置される第２対向部とで電流の向きが逆となるように構成されている。

このため、電流センサは、電流経路に電流が流れた場合、第１対向部から発生する磁界と、第２対向部から発生する磁界とが逆ベクトルとなる。よって、電流センサは、磁気シールド内で磁界どうしが打ち消し合うことになり、磁気シールド内を通過する磁束密度が減少し、磁気シールドが磁気飽和することを抑制できる。従って、電流センサは、磁気シールドが磁気飽和することで発生する漏れ磁界を抑制できるため、漏れ磁界によって各磁気検出素子の検出結果に誤差が生じることを低減できる。

なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態における電流センサの概略構成を示す平面図である。 実施形態における電流センサのリアクトル電流相の拡大平面図である。 図２のIII‐III線に沿う断面図である。 図１のIV‐IV線に沿う断面図である。 変形理恵における電流センサの概略構成を示す平面図である。

以下において、図面を参照しながら、発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

図１〜図４を用いて、本実施形態の電流センサ１００に関して説明する。なお、図１〜図２では、図面を見やすくするために、回路基板４０、ハウジング５０の図示を省略している。また、図２では、バスバ３１の形状を簡略化している。さらに、図２では、第１端部３１ａ及び第２端部３１ｂの図示を省略しているため、第１対向部３１ｃと第１端部３１ａとの間の部位に３１ａを付与し、第２対向部３１ｄと第２端部３１ｂとの間の部位に３１ｂを付与している。

以下においては、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と示す。また、Ｘ方向とＹ方向とによって規定される平面をＸＹ平面、Ｘ方向とＺ方向とによって規定される平面をＸＺ平面、Ｙ方向とＺ方向とによって規定される平面をＹＺ平面と示す。さらに、Ｚ方向は、積層方向と言うことができる。Ｘ方向は、配列方向と言うことができる。Ｙ方向は、対向部３０ｃ、第１対向部３１ｃ、第２対向部３１ｄにおける電流が流れる方向と言うことができる。

電流センサ１００は、例えば、特開２０１６−１７８７９９号公報に記載されているように、昇圧回路と、二つのインバータと、二つのモータジェネレータとを備えたシステムに適用できる。つまり、電流センサ１００は、リアクトルを有した昇圧回路と、昇圧回路で昇圧された直流電力を三相交流電力に変換する二つのインバータと、各インバータからの三相交流電力が印加されて動作する二つのモータジェネレータとともに車両に搭載される。

そして、電流センサ１００は、インバータとモータジェネレータとの間に流れる電流、及びリアクトルを流れるリアクトル電流を検出する構成を有している。詳述すると、電流センサ１００は、インバータとモータジェネレータを電気的に接続している六つの第１バスバ３０のそれぞれに流れる電流を個別に検出するとともに、第２バスバ３１に流れるリアクトル電流を検出する。電流センサ１００は、例えば集磁コアを必要としないコアレス電流センサを採用できる。なお、第１バスバ３０は、特許請求の範囲における装置間電流経路に相当する。第２バスバ３１は、特許請求の範囲における電流経路に相当する。各バスバ３０，３１に流れる電流は、被検出電流とも言える。

また、電流センサ１００は、一組のインバータとモータジェネレータに対応した第１Ｖ相Ｐ１、第１Ｕ相Ｐ２、第１Ｗ相Ｐ３と、他の一組のインバータとモータジェネレータに対応した第２Ｖ相Ｐ４、第２Ｕ相Ｐ５、第２Ｗ相Ｐ６とを備えている。この相Ｐ１〜Ｐ６のそれぞれは、インバータとモータジェネレータとの間における各相に対応して設けられており、インバータとモータジェネレータとの間における各相のそれぞれに流れる電流を個別に検出するために設けられている。さらに、電流センサ１００は、リアクトル電流を検出するためのリアクトル電流相ＩＬを備えている。

なお、本実施形態で用いているシステムでは、三つの相Ｐ１〜Ｐ３のいずれかにおいて、電流検出の結果に誤差が生じた場合であっても、他の二つの相の電流検出の結果に誤差が生じていなければ動作に影響しにくい。また、三つの相Ｐ４〜Ｐ６に関しても同様である。このため、三つの相Ｐ１〜Ｐ３や、三つの相Ｐ４〜Ｐ６では、一つのバスバに対して、冗長的に二つの磁気検出素子を配置する必要がない。

しかしながら、リアクトル電流相ＩＬの電流検出の結果に誤差が生じた場合、システムの動作に影響を及ぼす可能性がある。このため、リアクトル電流相ＩＬでは、確実に電流を検出するために、一つの第２バスバ３１に対して、冗長的に二つの磁気検出素子１１，１２が配置された構成となっている。このリアクトル電流相ＩＬに関しては、後程説明する。

まず、相Ｐ１〜Ｐ６の構成に関して説明する。相Ｐ１〜Ｐ６のそれぞれは、第１バスバ３０の形状が異なるものの、その他の点に関しては同様の構成を有している。このため、ここでは、一例として、第１Ｖ相Ｐ１を用いて説明する。

第１Ｖ相Ｐ１は、磁気検出素子１０と、装置間磁気シールド２０と、第１バスバ３０とを含んでいる。磁気検出素子１０は、特許請求の範囲における第３磁気検出素子に相当する。なお、以下においては、装置間磁気シールド２０を単に磁気シールド２０と称する。

磁気検出素子１０は、例えばセンサチップやバイアス磁石や回路チップが基板に搭載されるとともに、これらが封止樹脂体で封止され、回路チップと接続されたリードが封止樹脂体の外部に露出した構成を採用できる。センサチップとしては、例えば、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ）、異方性磁気抵抗素子（ＡＭＲ）、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）、又はｈホール素子などを採用できる。磁気検出素子１０は、第１バスバ３０に対向配置され、第１バスバ３０から発生する磁界を検知して電気信号に変換する。

第１バスバ３０は、インバータとモータジェネレータとを接続している。第１バスバ３０は、図１に示すように、例えば、板状の導電性部材が屈曲した形状をなしている。第１バスバ３０は、第１端部３０ａと、第２端部３０ｂと、対向部３０ｃとを含んでいる。第１バスバ３０は、例えば、第１端部３０ａがインバータ側の端部で、第２端部３０ｂがモータジェネレータ側の端部である。対向部３０ｃは、第１端部３０ａと第２端部３０ｂとの間の部位であり、後程説明する対を成す磁気シールド２０で挟まれる部位である。また、対向部３０ｃは、Ｙ方向に延びており、例えばＸＹ平面に平行な板状をなしている。しかしながら、第１バスバ３０の構成は、これに限定されない。なお、対向部３０ｃは、装置間対向部に相当する。

磁気シールド２０は、磁性材料によって構成されており、磁気検出素子１０に対する外部からの磁界を遮蔽するものである。言い換えると、磁気シールド２０は、外部磁界が磁気検出素子１０を透過することを抑制するためのものである。

磁気シールド２０は、図４に示すように、磁気検出素子１０と第１バスバ３０とを挟み込みつつ対向配置された、対を成す構成を有している。よって、磁気シールド２０は、磁気検出素子１０と第１バスバ３０に対して、Ｚ方向における一方側に配置されたシールド部材と、他方側に配置されたシールド部材とを含んでいると言える。つまり、磁気シールド２０は、各シールド部材がＺ方向において、間隔をあけて対向配置されており、磁気検出素子１０や第１バスバ３０（対向部３０ｃ）を挟みこむように配置されている。よって、磁気検出素子１０及び対向部３０ｃは、磁気シールド２０における各シールド部材の対向領域内に配置されていると言える。

本実施形態では、各シールド部材が、Ｚ方向に厚みを有しＸＹ平面において矩形状をなしている磁気シールド２０を採用している。つまり、各シールド部材は、板状部材と言うことができる。この各シールド部材は、例えば、板状の磁性材料が積層されて構成されている。さらに、各シールド部材は、図１に示すように、磁気検出素子１０の対向領域、及び対向部３０ｃの対向領域を覆うことができる程度の大きさである。

磁気シールド２０の一方のシールド部材は、対向部３０ｃと対向する対向面（以下、第１対向面）がＸＹ平面と平行に設けられている。同様に、磁気シールド２０の他方のシールド部材は、磁気検出素子１０と対向する対向面（以下、第２対向面）がＸＹ平面と平行に設けられている。なお、各シールド部材は、平行に配置されているため、平行平板シールドとも言える。しかしながら、磁気シールド２０は、ここで説明した構成に限定されない。

このように、第１Ｖ相Ｐ１は、図４に示すように、磁気シールド２０の一方のシールド部材、第１バスバ３０の対向部３０ｃ、磁気検出素子１０、磁気シールド２０の他方のシールド部材がこの順序で積層されている。つまり、第１Ｖ相Ｐ１は、これらの構成要素がＺ方向に積層されている。

このように構成された六つの相Ｐ１〜Ｐ６は、図１、図４に示すように、Ｘ方向に並べて配置されている。言い換えると、各相Ｐ１〜Ｐ６は、対向部３０ｃにおいて電流が流れる方向（Ｙ方向）が平行となるように配置されている。なお、Ｘ方向は、積層方向に直交する方向に相当する。

また、各相Ｐ１〜Ｐ６は、隣り合う相との間に間隔をあけて配置されている。本実施形態では、Ｘ方向において、第１Ｖ相Ｐ１、第１Ｕ相Ｐ２、第１Ｗ相Ｐ３、第２Ｖ相Ｐ４、第２Ｕ相Ｐ５、第２Ｗ相Ｐ６の順番で配置されている例を採用する。このため、各磁気検出素子１０は、Ｘ方向に並べて配置されている。

また、電流センサ１００は、磁気シールド２０の一方のシールド部材が相Ｐ１〜Ｐ６毎に分断され、他方のシールド部材が相Ｐ１〜Ｐ６毎に分断された構成をなしている。そして、磁気シールド２０の一方のシールド部材は、Ｘ方向に並べて配置されている。同様に、磁気シールド２０の他方のシールド部材は、Ｘ方向に並べて配置されている。なお、各相Ｐ１〜Ｐ６に対応する各第１バスバ３０の対向部３０ｃに関してもＸ方向に並べて配置されている。

磁気シールド２０は、一方のシールド部材のそれぞれにおける第１対向面が、ＸＹ平面と平行な同一の仮想平面上に設けられている。同様に、磁気シールド２０は、他方のシールド部材のそれぞれにおける第２対向面が、ＸＹ平面と平行な同一の仮想平面上に設けられている。そして、第１対向面が設けられている仮想平面は、Ｚ方向における位置が、第２対向面が設けられている仮想平面と異なる。

また、一方のシールド部材のそれぞれは、Ｘ方向における位置は異なるが、Ｙ方向及びＺ方向の位置が同じである。同様に、他方のシールド部材のそれぞれは、Ｘ方向における位置は異なるが、Ｙ方向及びＺ方向の位置が同じである。

次に、リアクトル電流相ＩＬの構成に関して説明する。リアクトル電流相ＩＬは、第１磁気検出素子１１と、第２磁気検出素子１２と、第１磁気シールド２１と、第２磁気シールド２２と、第２バスバ３１とを含んでいる。

磁気検出素子１１，１２は、上記磁気検出素子１０と同様であるため、磁気検出素子１０で説明した構成を採用できる。磁気検出素子１１，１２は、第２バスバ３１に対向配置され、第２バスバ３１にリアクトル電流が流れた場合に、第２バスバ３１から発生する磁界を検知して電気信号に変換する。また、第２磁気検出素子１２は、確実にリアクトル電流を検出するために、冗長用に設けられている。

第１磁気シールド２１と第２磁気シールド２２は、特許請求の範囲における磁気シールドに相当する。第１磁気シールド２１は、磁気シールド２０と同様に、第１磁気検出素子１１に対する外部からの磁界を遮蔽するものであり、第２バスバ３１と第１磁気検出素子１１とを挟み込みつつ対向配置された、対を成す構成を有している。第１磁気シールド２１は、図３、図４に示すように、対を成す構成として、第１上部材２１ａと第１下部材２１ｂとを有している。第１上部材２１ａと第１下部材２１ｂは、上記シールド部材と同様の形状を有している。

第１磁気シールド２１は、第１磁気検出素子１１と第２バスバ３１に対して、Ｚ方向における一方側に配置された第１下部材２１ｂと、他方側に配置された第１上部材２１ａとを含んでいると言える。つまり、第１磁気シールド２１は、第１上部材２１ａと第１下部材２１ｂがＺ方向において、間隔をあけて対向配置されており、第１磁気検出素子１１や第２バスバ３１（第１対向部３１ｃ）を挟みこむように配置されている。よって、第１磁気検出素子１１及び第１対向部３１ｃは、第１上部材２１ａと第１下部材２１ｂの対向領域内に配置されていると言える。

第２磁気シールド２２は、第２磁気検出素子１２に対する外部からの磁界を遮蔽するものである。第２磁気シールド２２は、第２バスバ３１と第２磁気検出素子１２とを挟み込みつつ対向配置された、対を成す第２上部材２２ａと第２下部材２２ｂを有している。なお、第２磁気シールド２２は、第１磁気シールド２１と同様の構成である。このため、第１磁気シールド２１の説明における構成要素を第２磁気シールド２２の構成要素に置き換えることができる。

なお、本実施形態では、第１磁気シールド２１と第２磁気シールド２２とが分断された構成を採用している。つまり、リアクトル電流相ＩＬは、第１上部材２１ａと第２上部材２２ａとが分断されており、第１下部材２１ｂと第２下部材２２ｂとが分断されている。

第２バスバ３１は、図１、図２、図３に示すように、例えば、板状の導電性部材が屈曲した形状をなしている。第２バスバ３１は、第１端部３１ａと、第２端部３１ｂと、第１対向部３１ｃと、第２対向部３１ｄと、屈曲部３１ｅとを含んでいる。第２バスバ３１は、第１バスバ３０と異なり、第１端部３１ａと第２端部３１ｂの両方が同じ方向に配置されている。つまり、両端部３１ａ，３１ｂは、Ｙ方向において、両磁気シールド２１，２２を基準としてインバータ側に配置されている。また、第２バスバ３１は、第１端部３１ａから第２端部３１ｂ、もしくは、第２端部３１ｂから第１端部３１ａにリアクトル電流が流れる。

図３に示すように、第１対向部３１ｃは、第１磁気検出素子１１に対向配置され、第１上部材２１ａと第１下部材２１ｂとで挟まれる部位である。また、第１対向部３１ｃは、第１端部３１ａと屈曲部３１ｅとの間の部位である。一方、第２対向部３１ｄは、第２磁気検出素子１２に対向配置され、第２上部材２２ａと第２下部材２２ｂとで挟まれる部位である。また、第２対向部３１ｄは、第２端部３１ｂと屈曲部３１ｅとの間の部位である。

両対向部３１ｃ，３１ｄは、例えば、対向部３０ｃと同様に、Ｙ方向に延びておりＸＹ平面に平行な板状をなしている。また、本実施形態では、ＸＹ平面において第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄとが平行に配置された第２バスバ３１を採用している。なお、第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄとの対向領域には、第２バスバ３１を構成する部位が配置されていない。つまり、第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄは、Ｘ方向において、第２バスバ３１を構成する部位を介することなく対向配置されている。

図１、図２に示すように、屈曲部３１ｅは、両対向部３１ｃ，３１ｄを繋ぐ部位である。屈曲部３１ｅは、第１対向部３１ｃにおける第１端部３１ａとは反対側と、第２対向部３１ｄにおける第２端部３１ｂとは反対側とに設けられている。また、屈曲部３１ｅは、Ｘ方向に延びており、第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄとの間に設けられた部位と言える。

よって、第２バスバ３１は、ＸＹ平面において、Ｕ字形状をなしている部位を含んでいると言える。また、このＵ字形状をなしている部位には、第１対向部３１ｃ、第２対向部３１ｄ、屈曲部３１ｅを含んでいる。以上のように構成された第２バスバ３１は、図１、図２などに示すように、第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄにＹ方向に電流が流れ、且つ、第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄとで電流の向きが逆となる。つまり、リアクトル電流は、第１端部３１ａから第２端部３１ｂに流れる場合、第１対向部３１ｃをＹ方向における一方向に流れ、屈曲部３１ｅを通り、第２対向部３１ｄをＹ方向における一方向とは逆方向に流れる。なお、電流センサ１００は、第２磁気検出素子１２、第２磁気シールド２２、第２対向部３１ｄを含む冗長部を備えているとも言える。

本実施形態では、一例として、上記のような構成の第２バスバ３１を採用した。しかしながら、第２バスバ３１の構成は、これに限定されない。第２バスバ３１は、第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄとで電流の向きが逆となるように構成されていればよい。例えば、屈曲部３１ｅは、湾曲状であっても採用できる。

このように構成されたリアクトル電流相ＩＬは、図１、図４に示すように、六つの相Ｐ１〜Ｐ６とともに、Ｘ方向に並べて配置されている。本実施形態では、Ｘ方向において、第１Ｖ相Ｐ１、第１Ｕ相Ｐ２、第１Ｗ相Ｐ３、第２Ｖ相Ｐ４、第２Ｕ相Ｐ５、第２Ｗ相Ｐ６、リアクトル電流相ＩＬの順番で配置されている例を採用する。また、リアクトル電流相ＩＬは、隣り合う第２Ｗ相Ｐ６との間に間隔をあけて配置されている。

このため、各磁気検出素子１０と第１磁気検出素子１１と第２磁気検出素子１２は、Ｘ方向に並べて配置されている。また、磁気シールド２０の一方のシールド部材と第１下部材２１ｂと第２下部材２２ｂとは、Ｘ方向に並べて配置されている。同様に、磁気シールド２０の他方のシールド部材と第１上部材２１ａと第２上部材２２ａは、Ｘ方向に並べて配置されている。さらに、各第１バスバ３０の対向部３０ｃと第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄに関してもＸ方向に並べて配置されている。

両磁気シールド２１，２２は、第１下部材２１ｂにおける第１対向部３１ｃとの対向面と、第２下部材２２ｂにおける第２対向部３１ｄとの対向面とが、第１対向面が設けられている仮想平面上に設けられている。同様に、両磁気シールド２１，２２は、第１上部材２１ａにおける第１磁気検出素子１１との対向面と、第２上部材２２ａにおける第２磁気検出素子１２との対向面とが、第２対向面が設けられている仮想平面上に設けられている。

また、一方のシールド部材と第１下部材２１ｂと第２下部材２２ｂのそれぞれは、Ｘ方向における位置は異なるが、Ｙ方向及びＺ方向の位置が同じである。同様に、他方のシールド部材と第１上部材２１ａと第２上部材２２ａのそれぞれは、Ｘ方向における位置は異なるが、Ｙ方向及びＺ方向の位置が同じである。しかしながら、本発明は、六つの相Ｐ１〜Ｐ６とＺ方向の位置が異なるリアクトル電流相ＩＬであっても採用できる。

さらに、電流センサ１００は、図４に示すように、回路基板４０とハウジング５０を備えている。回路基板４０は、磁気検出素子１０と第１磁気検出素子１１と第２磁気検出素子１２と電気的に接続されており、各磁気検出素子１０，１１，１２からのセンサ信号が入力される。詳述すると、回路基板４０は、各磁気検出素子１０，１１，１２が実装されている。また、回路基板４０は、導電性の配線などが形成されている。そして、回路基板４０は、各磁気検出素子１０，１１，１２が配線の一部と電気的に接続されている。なお、本実施形態では、一例として、磁気シールド２０における他方のシールド部材と第１上部材２１ａと第２上部材２２ａとが回路基板４０に実装された例を採用している。

ハウジング５０は、例えば樹脂などによって構成されており、各相Ｐ１〜Ｐ６の構成要素とリアクトル電流相ＩＬの構成要素と回路基板４０とを一体的に保持する部材である。詳述すると、ハウジング５０は、磁気シールド２０における一方のシールド部材と第１下部材２１ｂと第２下部材２２ｂとを一体的に保持している。また、ハウジング５０は、保持部材などを介して回路基板４０を保持している。

つまり、各相Ｐ１〜Ｐ６の構成要素とリアクトル電流相ＩＬの構成要素とは、回路基板４０とハウジング５０を介して一体的に構成されていると言える。このように一体的に構成された構造体は、センサ端子台と言うこともできる。

しかしながら、ここで採用したセンサ端子台の構成は、一例に過ぎない。センサ端子台は、各相Ｐ１〜Ｐ６の構成要素とリアクトル電流相ＩＬの構成要素と回路基板４０と、これらを一体的に保持するハウジング５０を備えていれば採用できる。例えば、センサ端子台は、ハウジング５０が、磁気シールド２０における他方のシールド部材と第１上部材２１ａと第２上部材２２ａとを一体的に保持するものであってもよい。

このように、電流センサ１００は、第２バスバ３１と二つの磁気検出素子１１，１２とが、対向配置された一対の磁気シールド２１，２２で挟み込まれている。そして、第２バスバ３１は、第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄとで電流の向きが逆となるように構成されている。なお、第２バスバ３１には、同一電流が流れるために、第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄから絶対値が等しい磁界が発生する。

このため、電流センサ１００は、図２、図３に示すように、第２バスバ３１に電流が流れた場合、第１対向部３１ｃから発生する磁界と、第２対向部３１ｄから発生する磁界とが逆ベクトルとなる。よって、電流センサ１００は、第１上部材２１ａと第２上部材２２ａ内で磁界どうしが打ち消し合うとともに、第１下部材２１ｂと第２下部材２２ｂ内で磁界どうしが打ち消し合うことになる。

従って、電流センサ１００は、両磁気シールド２１，２２内を通過する磁束密度が減少し、両磁気シールド２１，２２が磁気飽和することを抑制できる。また、電流センサ１００は、両磁気シールド２１，２２が磁気飽和することで発生する漏れ磁界を抑制できるため、漏れ磁界によって各磁気検出素子１１，１２の検出結果に誤差が生じることを低減できる。なお、電流センサ１００は、両磁気シールド２１，２２が磁気飽和することを抑制できるため、両磁気シールド２１，２２としての機能を持続しやすくなると言える。

さらに、電流センサ１００は、第２バスバ３１を折り返して冗長部を設けているため、第２バスバ３１を折り返すことなく冗長部を設ける場合よりも、Ｙ方向の体格を小さくできる。また、電流センサ１００は、相Ｐ１〜Ｐ６におけるＹ方向の体格と、リアクトル電流相ＩＬにおけるＹ方向の体格とを揃えやすくなる。つまり、電流センサ１００は、Ｙ方向の体格が大きくなることを抑えつつ、各磁気検出素子１１，１２の検出結果に誤差が生じることを低減できる。また、センタ端子台に関しても、同様の効果を奏することができる。

なお、本実施形態では、一例として、二つのインバータと、二つのモータジェネレータとを備えたシステムに電流センサ１００を適用している。よって、電流センサ１００は、六つの第１バスバ３０と、第１バスバ３０のそれぞれに対向配置された六つの磁気検出素子１０と、第１バスバ３０と磁気検出素子１０とを挟み込みつつ対向配置された、対を成す磁気シールド２０とを備えている。

しかしながら、本発明はこれに限定されない。電流センサ１００は、インバータとモータジェネレータをそれぞれ一つ備えたシステムであっても適用できる。よって、電流センサ１００は、少なくとも三つの第１バスバ３０と、第１バスバ３０のそれぞれに対向配置された少なくとも三つの磁気検出素子１０と、対を成す磁気シールド２０とを備えた構成であっても採用できる。

さらに、電流センサ１００は、インバータとモータジェネレータを備えたシステムに適用されていなくてもよい。また、電流センサ１００は、リアクトル電流を検出する構成でなくてもよい。電流センサ１００は、電流がなれる第２バスバ３１と、磁気検出素子１１，１２と、磁気シールド２１，２２とを備えており、第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄとで電流の向きが逆となるように構成されていれば、検出結果に誤差が生じることを低減できる。

（変形例）
ここで、図５を用いて、変形例の電流センサに関して説明する。ここでは、主に、電流センサ１００との相違点に関して説明する。なお、図５は、図２に対応する平面図である。

変形例の電流センサは、磁気シールド２３の構成が電流センサ１００と異なる。磁気シールド２３は、第１磁気検出素子１１と第１対向部３１ｃ、及び第２磁気検出素子１２と第２対向部３１ｄを一括で挟み込む、対を成す二つのシールド部材を含んでいる。つまり、変形例の電流センサは、二枚のシールド部材で、第１磁気検出素子１１と第２磁気検出素子１２と第１対向部３１ｃと第２対向部３１ｄを挟み込むように構成されている。

磁気シールド２３は、上記磁気シールド２１，２３と同様の構成材料を採用できる。また、磁気シールド２３の各シールド部材は、Ｚ方向に厚みを有し、ＸＹ平面で矩形状をなす板状の部材である。

この変形例の電流センサは、電流センサ１００と同様の効果を奏することができる。さらに、変形例の電流センサは、磁気シールド２３における第１磁気検出素子１１を挟み込む部位と第２磁気検出素子１２を挟み込む部位とが一体的に設けられているため、電流センサ１００よりも部品点数を減らすことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。

１０…磁気検出素子、１１…第１磁気検出素子、１２…第１磁気検出素子、２０…磁気シールド、２１…第１磁気シールド、２１ａ…第１上部材、２１ｂ…第１下部材、２２…第２磁気シールド、２２ａ…第２上部材、２２ｂ…第２下部材、２３…磁気シールド、３０…第１バスバ、３０ａ…第１端部、３０ｂ…第２端部、３０ｃ…対向部、３１…第２バスバ、３１ａ…第１端部、３１ｂ…第２端部、３１ｃ…第１対向部、３１ｄ…第２対向部、３１ｅ…屈曲部、４０…回路基板、５０…ハウジング、Ｐ１…第１Ｖ相、Ｐ２…第１Ｕ相、Ｐ３…第１Ｗ相、Ｐ４…第２Ｖ相、Ｐ５…第２Ｕ相、Ｐ６…第２Ｗ相、ＩＬ…リアクトル電流相、１００…電流センサ

Claims (7)

1. 電流経路（３１）と、
   前記電流経路に対向配置され、前記電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する第１磁気検出素子（１１）と、
   前記電流経路に対向配置され、前記電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する冗長用の第２磁気検出素子（１２）と、
   両磁気検出素子に対する外部からの磁界を遮蔽するものであり、前記電流経路と前記両磁気検出素子とを挟み込みつつ対向配置された、対を成す磁気シールド（２１，２２，２３）と、を備え、
   前記電流経路は、前記第１磁気検出素子が対向配置される第１対向部（３１ｃ）と、前記第２磁気検出素子が対向配置される第２対向部（３１ｄ）と、両対向部を繋ぐ屈曲部（３１ｅ）とを有し、前記第１対向部と前記第２対向部とで電流の向きが逆となるように構成されている電流センサ。
2. 前記磁気シールドは、前記第１磁気検出素子と前記第１対向部とを挟み込みつつ対向配置された、対を成す第１磁気シールドと、前記第２磁気検出素子と前記第２対向部とを挟み込みつつ対向配置された、対を成す第２磁気シールドとを含んでいる請求項１に記載の電流センサ。
3. 前記磁気シールドは、前記第１磁気検出素子と前記第１対向部、及び前記第２磁気検出素子と前記第２対向部を一括で挟み込む、対を成す二つのシールド部材を含んでいる請求項１に記載の電流センサ。
4. インバータとモータジェネレータとを接続している少なくとも三つの装置間電流経路（３０）と、
   前記装置間電流経路のそれぞれに対向配置され、前記装置間電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する少なくとも三つの第３磁気検出素子（１０）と、
   前記装置間電流経路と前記第３磁気検出素子とを挟み込みつつ対向配置された、対を成す装置間磁気シールド（２０）を、さらに備えている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電流センサ。
5. 前記インバータは、リアクトルを有した昇圧回路で昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して前記モータジェネレータに印加するものであり、
   前記電流経路には、前記リアクトルに流れるリアクトル電流が流れ、
   前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子は、前記リアクトル電流を検出する請求項４に記載の電流センサ。
6. 前記第１磁気検出素子と前記第２磁気検出素子と前記第３磁気検出素子が電気的に接続された回路基板（４０）と、
   前記第１磁気検出素子と、前記第２磁気検出素子と、前記第３磁気検出素子と、前記回路基板と、前記電流経路と、前記装置間電流経路と、前記磁気シールドと、前記装置間磁気シールドとを一体的に保持するハウジング（５０）を、さらに備えている請求項４又は５に記載の電流センサ。
7. 前記両磁気検出素子と、前記両対向部と、前記磁気シールドの配置方向を積層方向とし、
   前記第３磁気検出素子と、前記装置間電流経路における前記第３磁気検出素子と対向している装置間対向部と、前記装置間磁気シールドは、前記積層方向に配置されており、
   前記両対向部と前記装置間対向部とは、前記積層方向に直交する方向に並べて配置されている請求項４乃至６のいずれか一項に記載の電流センサ。

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