JP2020085457A

JP2020085457A - 電流検出装置

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Publication number: JP2020085457A
Application number: JP2018214640A
Authority: JP
Inventors: 福原　聡明; Toshiaki Fukuhara; 聡明福原
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2038-11-15
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Abstract

【課題】生産性を落とすことなく、また、大型化することなく、大きな電流を検出することができる電流検出装置を提供する。【解決手段】シールド部材５と、シールド部材５の内側を通って延伸しており、この延伸方向で見ると、所定の狭い幅でしかも屈伸しているバスバー３と、バスバー３流れる電流によって発生する磁界を検出する電流センサ７とを有する電流検出装置１である。【選択図】図１

Description

本発明は、電流検出装置に係り、特に、バスバーを流れる電流によって発生する磁界を検出することでバスバーを流れる電流を検出するものに関する。

従来、図１７で示すような電流検出装置３０１が知られている。電流検出装置３０１は、バスバー３０３とシールド部材３０５と電流センサ３０７とを備えて構成されている。

そして、シールド部材３０５に電流が流れているときに発生する磁界を、電流センサ３０７が検出することで、シールド部材３０５に流れている電流の値を検出するようになっている。ここで、従来の技術に関する文献として特許文献１を掲げる。

特開２０１７−２１５１４３号公報

ところで、電流検出装置３０１のバスバー３０３に流れる電流値が大きい場合には、図１８で示すように、バスバー３０３の断面積を大きくする必要がある。

生産性を考慮するとバスバー３０３の厚み（図１７や図１８における上下方向の寸法値）を大きくすることはできない。たとえば、バスバー３０３の厚みが３ｍｍを超えると、プレス加工等の加工が難しくなり、生産性が悪化する。

バスバー３０３の厚みを増やす代わりに、バスバー３０３の横方向の寸法（図１７や図１８における左右方向の寸法値）を大きくすることが考えられるが、バスバー３０３の幅の大きくすると、図１８で示すように、電流検出装置３０１（シールド部材３０５）の横方向の寸法が大きくなってしまうという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、生産性を落とすことなく、大きな電流を検出することができる電流検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、シールド部材と、前記シールド部材の内側を通って延伸しており、この延伸方向で見ると、所定の狭い幅でしかも屈伸しているバスバーと、前記バスバーを流れる電流によって発生する磁界を検出する電流センサとを有する電流検出装置である。

本発明によれば、生産性を落とすことなく、大きな電流を検出することができる電流検出装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る電流検出装置の斜視図である。（ａ）は、本発明の実施形態に係る電流検出装置の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＩＩＢ−ＩＩＢ断面を示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）に対応した図であって電流センサの位置を変えた状態を示す図である。図２（ｂ）に対応した図であって、シールド部材が設けられていない参考例に係る電流検出装置と磁界とを示すである。図２（ｂ）に対応した図であって、本発明の実施形態に係る電流検出装置と磁界とを示すである。本発明の実施形態に係る電流検出装置のバスバーを流れる電流と磁束密度との関係を示す図である。本発明の実施形態に係る電流検出装置のバスバーを流れる電流の直線性を示す図である。本発明の実施形態に係る電流検出装置における温度上昇を示す図である。本発明の実施形態に係る電流検出装置のバスバーの種々の形状と磁束密度との関係を示す図である。本発明の実施形態に係る電流検出装置のバスバーを相手バスバーと接続した状態を示す斜視図である。図９におけるＸ矢視図である。本発明の実施形態に係る電流検出装置のバスバーや変形例に係るバスバーを相手バスバーと接続した状態を示す斜視図と、それぞれの状態における温度上昇を示す斜視図である。（ａ）（ｂ）ともに、図２の（ｂ）に対応した図であってバスバーの姿勢等を変えた図である。図１２（ａ）で示す変形例に係る電流検出装置のバスバーを流れる電流と磁束密度との関係を示す図である。図２（ｂ）に対応した図であって、図１２（ａ）で示す変形例に係る電流検出装置と磁界とを示すである。図１２（ａ）で示す変形例に係る電流検出装置における温度上昇を示す図である。変形例に係るバスバーを示す図である。（ａ）は、従来の電流検出装置の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＸＶＩＩＢ−ＸＶＩＩＢ断面を示す図である。従来の電流検出装置を示す図であって、図１７の（ｂ）に対応した図である。

本発明の実施形態に係る電流検出装置１は、バスバー３を流れる電流によって発生する磁界５５（図４等参照）を検出することでバスバー３を流れる電流を検出するものであり、図１、図２等で示すように、バスバー３の他に、シールド部材５と電流センサ（磁界検出素子；ホールＩＣ）７とを備えて構成されている。

ここで説明の便宜のために、所定の一方向を長手方向とし、この長手方向に対して直交する所定の一方向を横方向とし、長手方向と横方向とに対して直交する方向を高さ方向とする。

シールド部材５は、強磁性体（たとえば、鉄とニッケルとの合金であるパーマロイ）で構成されている。

バスバー３は、導電体で構成されており、シールド部材５の内側を通って、長手方向に延伸している。すなわち、バスバー３は、シールド部材５には非接触でシールド部材５を通り抜けて長手方向に長く延伸している。

バスバー３には、長手方向の一方の端から他方の端に向かって電流が流れるようになっている。また、バスバー３をこの延伸方向（長手方向）で見ると、図２（ｂ）等で示すように、所定の狭い幅ｔで、たとえば「コ」字状に屈伸している。なお、バスバー３は、たとえば、横方向の寸法が大きくなることを防ぐために上記屈伸をしている。

長手方向で見ると、図２（ｂ）で示すように、バスバー３は、少なくとも一部で折れ曲がって、たとえば、横方向や高さ方向に延びている。長手方向で見たときのバスバー３の幅寸法（厚さ寸法）ｔの値は、プレス加工や曲げ加工が容易な値（３ｍｍ以下の値）になっている。

なお、上記屈伸では、長手方向で見て、バスバー３が、曲げ箇所の円弧を無視すると、この中間部でたとえば９０°の角度で急激に曲がっているが、バスバー３が湾曲している場合も、上記屈伸に含めるものとする。

電流センサ７は、配線板（回路基板）８に設けられており、バスバー３を流れる電流によって発生する磁界５５（図４等参照）を検出するようになっている。そして、たとえば、電流センサ７で検出された磁束密度は、配線板８によって電流値に変換されるようになっている。

なお、バスバー３の長手方向の寸法の値は、図１や図２（ａ）で示すように、シールド部材５の長手方向の寸法の値よりも大きくなっており、高さ方向や幅方向で見ると、バスバー３の中間部にシールド部材５が配置されている。また、高さ方向や幅方向で見ると、シールド部材５の中間部に電流センサ７が配置されている。

さらに説明すると、長手方向で見ると、図２（ａ）で示すように、バスバー３は、上述したように、「コ」字状に形成されている。すなわち、長手方向で見ると、バスバー３は、底板部９と一対の側板部１１、１３とを備えて「コ」字状に形成されている。また、長手方向で見ると、底板部９は、横方向に細長い矩形状に形成されており、高さ方向の寸法ｔの値が、横方向の寸法の値に比べて十分に小さく、上述したように、たとえば３ｍｍ以内の値になっている。

長手方向で見ると、一対の側板部のうちの一方の側板部１１は、高さ方向に細長い矩形状に形成されており、底板部９の横方向の一方の端から高さ方向上側に起立している。また、長手方向で見ると、一方の側板部１１は、横方向の寸法ｔの値が、高さ方向の寸法の値に比べて十分に小さく、上述したように、たとえば、３ｍｍ以内の値になっているとともに、底板部９の高さ寸法ｔの値と等しくなっている。

長手方向で見ると、一対の側板部のうちの他方の側板部１３は、一方の側板部１１と同形状に形成されており、底板部９の横方向の他方の端から、一方の側板部１１と同じ高さだけ高さ方向上側に起立している。

バスバー３は、底板部９と一方の側板部１１との境界および底板部９と他方の側板部１３との境界との２箇所で、直角に折れ曲がっていることで、長手方向で見て「コ」字状に形成されている。

さらに説明すると、バスバー３は、厚さ寸法が３ｍｍ以下の矩形な細長い平板状の素材を、２本の直線状の曲げ線にところで曲げ加工した（曲げて９０°程度の角度曲げて塑性変形させた）ことで形成されている。２本の直線状の曲げ線は、お互いが離れて平行になって、細長い平板状の素材の長手方向に延びている。

また、上記説明では、底板部９からの一方の側板部１１の起立寸法（高さ寸法）の値と底板部９からの他方の側板部１３の起立寸法の値とがお互いに一致しているが、一方の側板部の起立寸法の値と他方の側板部の起立寸法の値とが異なっていてもよい。

長手方向で見ると、電流センサ７は、図２（ｂ）で示すように、バスバー３の「コ」字の外側に設けられている。

すなわち、長手方向で見ると、バスバー３が、上述したように、底板部９と一対の側板部１１、１３とを備えて「コ」字状に形成されているので、底板部９と一方の側板部１１との境界のところの所定の点、一方の側板部１１の先端（上端）のところの所定の点、他方の側板部１３の先端（上端）のところの所定の点、底板部９と他方の側板部１３との境界のところの所定の点を、この順に４本の線分で結ぶと、「コ」字がちょうど内部に収まる矩形が形成される。長手方向で見て、電流センサ７は、上記矩形の外側で上記矩形から離れて設けられている。

長手方向で見ると、シールド部材５は、図２（ｂ）で示すように、一部に開口部（切り欠き）１５が設けられている（一部が切り欠かれている）ことで一部が途切れた環状（たとえば、１つの辺の中間部が途切れた矩形な環状）に形成されている。また、長手方向で見ると、バスバー３は、上述したようにシールド部材５から離れて、シールド部材５の環の内側に配置されている。

電流センサ７は、シールド部材５の開口部１５のところの磁界５５（図４等参照）もしくはシールド部材５の開口部１５の近傍の磁界５５を検出するように構成されている。

なお、図２（ｂ）で示す態様では、電流センサ７は、横方向では開口部１５の中央部に設けられており、高さ方向で、開口部１５よりもわずかに下側（シールド部材５の、詳しくは後述する一端側部位１７の内側）に設けられている。なお、電流センサ７は、長手方向では、シールド部材５の内側に配置されている。

図２（ｃ）で示すように、電流センサ７の位置を、たとえば、高さ方向で適宜変更してもよい。すなわち、図２（ｃ）に参照符号７Ａで示す位置（開口部１５のところ）に設けてもよいし、図２（ｃ）に参照符号７Ｂで示す位置（開口部１５よりも僅かに上側；シールド部材５の外側）に設けてもよい。

さらに説明すると、電流センサ（第１の電流センサ）７が設置されているシールド部材５の一方の端部（長手方向における一方の端部）１７（図１、図２（ａ）参照）は、長手方向で見ると、上述したように、一部に開口部１５が設けられていることで一部が途切れた環状に形成されておいる（図２（ｂ）参照）。

また、シールド部材５は、一方の端部１７に加えて他方の端部１９を備えて構成されている。シールド部材５の他方の端部（長手方向における他方の端部）１９は、長手方向で見ると、「コ」字状に形成されている（図１、図２（ａ）参照）。

シールド部材５の他方の端部１９にも電流センサ（第２の電流センサ）２１が設けられている。これにより、電流検出装置１には、少なくとも２つの電流センサが設けられていることになる。

２つの電流センサのうちの一方の電流センサ（第１の電流センサ）７は、長手方向でのシールド部材５の一方の端部１７で、上述したように、シールド部材５の開口部１５のところの磁界５５もしくはシールド部材５の開口部１５の近傍の磁界５５を検出するように構成されている。

２つの電流センサのうちの他方の電流センサ（第２の電流センサ）２１は、長手方向でのシールド部材５の端部１９で、「コ」字を形成している一対の側板部２３、２５の間の磁界を検出するように構成されている。

さらに詳しく説明すると、シールド部材５は所定な適宜の形状の平板状の素材が、直線状の複数の曲げ線で適宜折り曲げた状態になっていることで形成されている。

シールド部材５は長手方向で一方の端から他方の端に向かって、一端側部位（一方の端部）１７、中間部位２７、他端側部位（他方の端部）１９がこの順にならんでいる。

上述したように、長手方向で見て、図２（ｂ）等で示すように、一端側部位１７は、一部に開口部１５が設けられている矩形な環状に形成されており、他端側部位１９は、長手方向で見て、「コ」字状に形成されており、また、中間部位２７も、長手方向で見て、「コ」字状に形成されている。

長手方向で見て、一端側部位１７は、底板部２９と、底板部２９の両端から起立している一対の側板部３１、３３と、一対の側板部３１、３３のそれぞれの先端から底板部２９と平行になってしかもお互いが接近する方向に延伸している一対の上板部３５、３７とを備えている。

他端側部位１９は、底板部３９と、底板部３９の両端から起立している一対の側板部２３、２５とを備えている。

中間部位２７は、底板部４１と、底板部４１の両端から起立している一対の側板部４３、４５とを備えている。

また、長手方向で見て、一端側部位１７の底板部２９と他端側部位１９の底板部３９と中間部位２７の底板部４１とは、お互いが一致している。

他端側部位１９の一対の側板部２３、２５の底板部３９からの起立高さの値は、一端側部位１７の一対の側板部３１、３３の底板部２９からの起立高さの値よりも大きくなっており、一端側部位１７の一対の側板部３１、３３の底板部２９からの起立高さの値は、中間部位２７の一対の側板部４３、４５の底板部４１からの起立高さの値よりも大きくなっている。

また、長手方向で見て、一端側部位１７の一対の上板部３５、３７の先端は、横方向でお互いが離れており、一端側部位１７は、一部が途切れた矩形な環状に形成されている。

さらに、長手方向で見ると、一端側部位１７の一方の上板部３５の横方向の寸法の値と、一端側部位１７の他方の上板部３７の横方向の寸法の値とはお互いが一致している。

第１の電流センサ７は、長手方向では、一端側部位１７の内側に配置されており、横方向では、一対の上板部３５、３７の間に形成されている空間（開口部）１５の中央部に設けられている。また、第１の電流センサ７が、高さ方向で、上述したように、一対の上板部３５、３７のところに設けられていてもよいし、一対の上板部３５、３７よりも僅かに下側に設けられていてもよいし、一対の上板部３５、３７よりも僅かに上側に設けられていてもよい。

第２の電流センサ２１は、長手方向では、他端側部位１９の内側に配置されており、横方向では、他端側部位１９の一対の側板部２３、２５の間に形成されている空間の中央部に設けられている。また、第２の電流センサ２１は、高さ方向では、第１の電流センサ７と同じところに設けられており、第１の電流センサ７と同様に配置位置を若干変更することができるが、他端側部位１９の一対の側板部２３、２５の上端よりも上側に配置されることはない。

長手方向で見て、バスバー３はシールド部材５の内側の中央部に配置されている。なお、図１２で示すように、「コ」字状のバスバー３の姿勢を適宜変更してもよい。図１２（ａ）で示す態様では、図２（ｂ）で示す態様に対して、バスバー３を１８０°回転し、底板部９を側板部１１、１３の上側に配置させている。

図１２（ｂ）で示す態様では、図２（ｂ）で示す態様に対して、バスバー３を９０°回転し、側板部１１、１３が底板部９から横方向に延びている。さらに、図２（ｂ）で示す態様に対して、バスバー３を任意の角度回転した態様にしてもよい。

次に、バスバー３の他のバスバー（相手バスバー）４７、４９への設置について、図１１を参照しつつ説明する。

図１１（ａ）で示すように、バスバー３の長手方向の一方の端部（所定の長さを備えている一方の端部）が、相手バスバー４７にボルト５７等の締結具を用いて接続されている。

さらに説明すると、相手バスバー４７の上面は、たとえば、長手方向および横方向に所定の寸法を備えた矩形な平面になっている。バスバー３の長手方向の一方の端部の底板部９の底面（下面）が、相手バスバー４７の上面に面接触している。なお、相手バスバー４７の上面の横方向の寸法の値が、バスバー３の底面の横方向の値よりも大きくなっているとともに、横方向で、バスバー３の中心と相手バスバー４７の中心とがお互いに一致している。

バスバー３の長手方向の他方の端部も、一方の端部と同様にして、相手バスバー４９にボルト５７等の締結具を用いて接続されている。

なお、バスバー３の他のバスバー（相手バスバー）４７、４９への設置の態様を図１１（ｂ）や図１１（ｃ）で示すように変更してもよい。図１１（ｂ）や図１１（ｃ）で示す態様でも、相手バスバー４７の上面は、たとえば、長手方向および横方向で所定も寸法を備えた矩形な平面になっている。

図１１（ｂ）で示す態様では、バスバー３の長手方向の一方の端部（所定の長さを備えて一方の端部）が、矩形な平板状に形成されている。

そして、バスバー３の長手方向の一方の端部の底板部９の底面（下面）が、相手バスバー４７（４９）の上面に面接触している。なお、相手バスバー４７（４９）の上面の横方向の寸法の値と、バスバー３の底面の横方向の値とはお互いが等しくなっているとともに、横方向で、バスバー３の中心と相手バスバー４７（４９）の中心とがお互いに一致している。

図１１（ｃ）で示す態様では、バスバー３の長手方向の一方の端部（所定の長さを備えて一方の端部）が、矩形な平板状に形成されている先端側部位５１と、「コ」字状に形成されている基端側部位５３とで構成されている。

そして、バスバー３の基端側部位５３の底板部９の底面（下面）と、バスバー３の先端側部位５１の下面とが、相手バスバー４７（４９）の上面に面接触している。なお、相手バスバー４７（４９）の上面の横方向の寸法の値と、バスバー３の先端側部位５１の横方向の寸法の値とはお互いが等しくなっているとともに、横方向で、バスバー３の中心と相手バスバー４７（４９）の中心とがお互いに一致している。

さらに、基端側部位５３の底板部９の横方向の寸法の値は、先端側部位５１の横方向の寸法の値よりも小さくなっており、横方向で、先端側部位５１の中心と基端側部位５３の中心とがお互いに一致している。

次に、電流検出装置１の動作について説明する。

電流検出装置１のバスバー３に電流が流れると、図４で示すように、磁界５５が発生する。磁界５５の磁束密度は、バスバー３を流れる電流の値に応じて変化するとともに、シールド部材５の肉部を除けば、シールド部材５の開口部１５のところで大きくなる。第１の電流センサ７が、シールド部材５の開口部１５のところのおける磁束密度を検出することで、バスバー３を流れる電流の値がもとめられる。

第２の電流センサ２１によっても、第１の電流センサ７と同様にして、バスバー３を流れる電流の値を求めることができる。ただし、他端側部位１９の一対の側板部２３、２５の間の発生する磁束密度の値は、一端側部位１７の開口部１５で発生する磁束密度の値よりも小さいので、第１の電流センサ７によって、バスバー３を流れる小電流の値がもとめられ、第２の電流センサ２１によってバスバー３を流れる小電流の値がもとめられる。

ここで、第１の電流センサ７および第２の電流センサ２１における電流値と磁束密度との関係について、図５を参照しつつ説明する。図５に示す線図Ｇ１は、第１の電流センサ７のものであり、図５に示す線図Ｇ２は、第２の電流センサ２１のものである。

第１の電流センサ７では、範囲ＲＧ１の磁束密度を検出することで、バスバー３を流れる範囲ＲＧ２の電流値を測定することができるようになっている。第２の電流センサ２１では、範囲ＲＧ３の磁束密度を検出することで、バスバー３を流れる範囲ＲＧ４の電流値を測定することができるようになっている。なお、線図Ｇ１、Ｇ２はリニア（直線状）になっている。

バスバー３に流れる電流値が大きい場合の直線性であるが、図６に線図Ｇ３で示すように、良好なものになっている。

次に、バスバー３に一定の電流が流れ続けたときの、電流検出装置１の温度変化について、図７を参照しつつ説明する。電流検出装置１の温度の測定は、バスバー３、第１の電流センサ７、第２の電流センサ２１の三箇所でされている。

図７に示す線図Ｇ４は、バスバー３の温度変化（温度上昇）を示しており、図７に示す線図Ｇ５は、第１の電流センサ７および第２の電流センサ２１の温度変化（温度上昇）を示している。温度の上昇による問題は特に発生しない。

次に、「コ」字状のバスバー３の寸法を変えて、バスバー３に一定の電流を流した場合における磁束密度の変化について図８を参照しつつ説明する。

なお、図８における「Ｖ１１」、「Ｖ１２」、「Ｖ１３」は、第１の電流センサ７のところにおける磁束密度であり、「Ｖ２１」、「Ｖ２２」、「Ｖ２３」は、第２の電流センサ２１のところにおける磁束密度である。

なお、図８に示す寸法「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｂ３」の大きさは、Ｂ２＞Ｂ１＞Ｂ３になっているが、これらの差は、数％以下の僅かなものになっている。図８に示す磁束密度の値「Ｖ１１」、「Ｖ１２」、「Ｖ１３」の大きさは、Ｖ１３＞Ｖ１１＞Ｖ１２になっているが、これらの差は、数％以下の僅かなものになっている。また、図８に示す磁束密度の値「Ｖ２１」、「Ｖ２２」、「Ｖ２３」の大きさは、Ｖ２３＞Ｖ２１＞Ｖ２２になっているが、これらの差は、数％以下の僅かなものになっている。

図８における「Ｖ３１」、「Ｖ３２」、「Ｖ３３」は、シールド部材５における最大の磁束密度である。図８を参照するに、「コ」字状のバスバー３の寸法を変えても、磁束密度はほとんど変化しない。すなわち、図８に示す「Ｖ３１」、「Ｖ３２」、「Ｖ３３」の大きさは、お互いがほぼ等しくなっている。

ところで、バスバー３を「コ」字状にすると、バスバー３と相手バスバー４７や相手バスバー４９との接触面積（より精確には、相手バスバー４７や相手バスバー４９に接続されている部位におけるバスバー３の断面積）が小さくなる。これにより、電流密度分布と発熱について、図９、図１０、図１１を参照して説明する。

図９、図１０で示す態様で、バスバー３に一定の電流が流れている場合、バスバー３の底板部９には、１０．５ＭＡ／ｍ^２程度の電流が流れ、バスバー３の側板部１１、１３には、１０．４ＭＡ／ｍ^２程度の電流が流れ、バスバー３の底板部９と相手バスバー４７（４９）の接触面には、５．３ＭＡ／ｍ^２程度の電流が流れ、相手バスバー４７（４９）には、９．５ＭＡ／ｍ^２程度の電流が流れる。なお、図１０で示す部位ＡＥ１に流れる電流密度の値は、上述した他の部位での電流密度の値よりも大きくなるが、特に問題は発生しない。

また、バスバー３に５５０Ａの電流を２０分間流し続けた場合、バスバー３では４７．５℃温度が上昇し、電流センサ７、２１では、３６．６℃温度が上昇した。ここで、環境温度を７０℃と仮定しても、７０℃＋４７．５℃＝１１７．５℃＜１５０℃であり、特に問題は発生しない。

図１１（ａ）に示す態様（図９、図１０で示す態様とほぼ同じ態様）で、バスバー３に一定の電流を２０分間流し続けた場合、環境温度を７０℃と仮定しても、バスバー３の温度Ｔ１１は１５０℃よりも低く、第１の電流センサ７の温度Ｔ１２は１５０℃よりも低く、第２の電流センサ２１の温度Ｔ１２は１５０℃よりも低く、特に問題は発生しない。

図１１（ｂ）、（ｃ）で示す態様においても、同様にして、特に温度上昇に関する問題は発生しない。すなわち、温度Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３、Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３はいずれもが１５０℃より低くなっている。

電流検出装置１によれば、長手方向で見たときに、バスバー３が狭い幅寸法（薄い厚さ）ｔで、しかも曲がって延びているので、生産性を落とすことなく、また、大型化することなく、大きな電流を検出することができる。

すなわち、バスバー３の厚さ寸法ｔが３ｍｍ以下の小さい値になっているので、３ｍｍ以下の厚さの平板状の素材からバスバー３を製造するときに、上記平板状の素材へのプレス加工等が容易になっており、生産性を落とすことなく、バスバー３を製造することができる。

また、長手方向で見て、バスバー３が屈伸している（曲がっている）ので、図１８で示すように、横方向に長い直線状の形状にした場合に比べて、バスバー３の横寸法の値を小さくすることができ、電流検出装置１が大きくなることを防ぐことができる。

そして、電流検出装置１の搭載スペース（設置スペース）が大きくなることが防止され、電流検出装置１の汎用性が高まるとともに、搭載された電流検出装置１の周辺の空間の有効利用をはかることができる。

また、長手方向で見て、バスバー３が屈伸しているので、電流が流れるバスバー３の断面積を大きくすることができ、バスバー３に流れる電流の値を大きくすることができ、電流センサ７でバスバー３に流れる大きな電流を検出することができる。

また、長手方向で見て、バスバー３が屈伸しているので、バスバー３を囲っているシールド部材５が大きくなることを防ぐことができ、比較的高価な材料で構成されているシールド部材５の価格が高騰することが防止され、コストダウンをはかることができる。

また、電流検出装置１によれば、長手方向で見て、バスバー３が「コ」字状に形成されているので、バスバー３の形状が単純化されており、バスバー３の製造（加工）が容易になる。

また、バスバー３が「コ」字状に形成されていることで、図５の試験結果で示すように、バスバー３を流れる電流値に対する磁束密度（電流センサ７が検出する磁束密度）の直線性（図５に示す２本の線図Ｇ１、Ｇ２の直線性）を確保することができ、バスバー３を流れる電流値を容易にしかも正確に検出することができる。

また、図１７（ｂ）で示すように、従来の電流検出装置３０１では、高さ方向（図１７（ｂ）の上下方向）で、若干のスペース余裕がある場合があるが、この場合、図１７（ｂ）で示す電流検出装置３０１のバスバー３０３のみを本発明の実施形態に係る電流検出装置の「コ」字状のバスバーに置換することができ、バスバー取り付けの互換性を確保することができる場合がある。

また、バスバー３を流れる電流値が大きい場合には、「コ」字を構成している３本の線分のうちの少なくとも１本の線分を長くすることで、バスバーの断面積を大きくし、対応することができる。

また、電流検出装置１によれば、長手方向で見て、電流センサ７がバスバー３の「コ」字の外側に設けられているので、配線板８とバスバー３との干渉を容易に回避しつつ、配線板８に直接設置されている電流センサ７の設置をすることができる。

また、電流検出装置１によれば、長手方向で見て、シールド部材５が一部に開口部１５が設けられていることで一部が途切れた環状に形成されており、バスバー３が、シールド部材５の環の内側に配置されているので、図４で示すように、シールド部材５を通り抜けているバスバー３の部位まわりにおける外部磁界の影響を極力減らすことができる。

すなわち、図３で示すように、シールド部材が設けられていない構成では、磁束密度が低くなっており、また、矢印ＡＲ１で示すような外部磁界（ノイズ）が働くと、外部磁界の影響を受けてしまい、バスバー３を流れる電流の値を正確に検出することが困難になる。

一方、図４で示す電流検出装置１のように、シールド部材５が設けられていると、磁束密度（電流センサ７のまわり磁束密度）が高くなり、矢印ＡＲ２で示すような外部磁界が働いても、矢印ＡＲ３で示すように、外部磁界の磁束がシールド部材５を通り抜け、電流センサ７のまわりにおける磁束にほとんど変化を与えることはない。そして、バスバー３を流れる電流の値を正確に検出することができる。

さらに説明すると、電流検出装置１によれば、図３で示すようなシールド部材が設けられていない電流検出装置に比べて、Ｓ／Ｎ比の値が大きい状態で、バスバー３を流れる電流の値を検出することができる。

なお、図４では、矢印ＡＲ２で示すように外部磁界が横方向に走っているが、外部磁界が横方向だけでなく、高さ方向や斜め方向に走っていても、外部磁界の磁束がシールド部材５を通り抜け、バスバー３を流れる電流の値を正確に検出することができる。また、図３、図４では、シールド部材５での磁界の表示を省略している。

また、電流検出装置１によれば、電流センサ７がシールド部材５の開口部１５の近傍の磁界５５を検出するように構成されているので、バスバー３を流れる電流によって発生する磁界５５の強度が高くなっている部位（磁束密度が大きくなっている部位）で磁界５５を検出することができ、Ｓ／Ｎ比の値が大きい状態でバスバー３を流れる電流値を検出することができる。

また、電流検出装置１によれば、第２の電流センサ２１がシールド部材５の他端側部位１９の「コ」字を形成している一対の側板部２３、２５の間の磁界５５を検出するように構成されているので、バスバー３を流れる電流値が大きい場合に、Ｓ／Ｎ比の値が大きい状態でバスバー３を流れる電流値を検出することができる。

次に、図１２（ａ）で示す態様の電流検出装置１について説明する。図１２（ａ）で示す態様の電流検出装置１は、図２（ｂ）で示す態様の電流検出装置１のバスバー３を、この中心を回転中心軸にして１８０°回転した点が、図２（ｂ）で示す態様の電流検出装置１と異なり、その他の点は、図２（ｂ）で示す態様の電流検出装置１と同様に構成されており、同様の効果を奏する。

ここで、図１２（ａ）で示す態様の電流検出装置１の第１の電流センサ７および第２の電流センサ２１とにおける電流値と磁束密度との関係について、図１３を参照しつつ説明する。図１３に示す線図Ｇ６は、第１の電流センサ７のものであり、図１３に示す線図Ｇ７は、第２の電流センサ２１のものである。

第１の電流センサ７では、範囲ＲＧ５の磁束密度を検出することで、バスバー３を流れる範囲ＲＧ６の電流値を測定することができるようになっている。第２の電流センサ２１では、範囲ＲＧ７の磁束密度を検出することで、バスバー３を流れる範囲ＲＧ８の電流値を測定することができるようになっている。なお、線図Ｇ６、Ｇ７も、図５で示す線図Ｇ１、Ｇ２と同様に、リニア（直線状）になっている。

また、図１２（ａ）で示す態様の電流検出装置１に電流が流れると、図１４で示すように、磁界５５が発生する。磁界５５の磁束密度は、図２（ｂ）で示す態様の電流検出装置１と同様に、バスバー３を流れる電流の値に応じて変化するとともに、シールド部材５の肉部を除けば、シールド部材５の開口部１５のところで大きくなる。第１の電流センサ７が、シールド部材５の開口部１５のところのおける磁束密度を検出することで、バスバー３を流れる電流の値がもとめられる。なお、図１４では、シールド部材５での磁界の表示を省略している。

次に、図１２（ａ）で示す態様の電流検出装置１のバスバー３に一定の電流が流れ続けたときの、電流検出装置１の温度変化について図１５を参照しつつ説明する。電流検出装置１の温度の測定は、バスバー３、第１の電流センサ７、第２の電流センサ２１の三箇所でされている。

図１５に示す線図Ｇ８は、バスバー３の温度変化（温度上昇）を示しており、図１５に示す線図Ｇ９は、第１の電流センサ７および第２の電流センサ２１の温度変化（温度上昇）を示している。

ところで、上記説明では、長手方向で見て、バスバー３が「コ」字状に形成されている場合を例に掲げて説明したが、図１６で示すように、長手方向で見て、バスバー３が「コ」字状以外の形状に形成されていてもよい。

図１６（ｂ）（ｃ）（ｄ）で示すように、長手方向で見て、バスバー３が横方向の両端部を１８０°折り曲げた態様で形成されていてもよい。

図１６（ｂ）で示す態様では、お互いが重なっている部位が接しており、図１６（ｂ）で示す態様では、お互いが重なっている部位が僅かに離れており（高さ方向で僅かに離れており）、図１６（ｄ）で示す態様では、折り曲げがされた部位とこの近傍では、お互いが重なっている部位が僅かに離れており、折り曲げがされた部位から離れて部位では、お互いが重なっている部位が接している。

また、図１６（ｅ）（ｆ）で示すように、長手方向で見て、バスバー３が横方向の中央で１８０°折り曲げた態様で形成されていてもよい。図１６（ｅ）で示す態様では、お互いが重なっている部位が接しており、図１６（ｆ）で示す態様では、お互いが重なっている部位が僅かに離れている。

また、図１６（ｇ）（ｈ）で示すように、長手方向で見て、バスバー３の底板部９に対して、側板部１１、１３が９０°以外の角度で曲がっていてもよいし、図１６（ｉ）で示すように、バスバー３が、長手方向で見て、３箇所以上の複数箇所で曲がっていることで、たとえば「Ｗ」字状に形成されていてもよい。

さらに、図１６（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）で示す態様の他に、バスバー３が、横方向に対して直交しているとともにバスバー３の中心（長手方向に延びている中心軸）を含んでいる平面（中心平面）に対して、対称に形成されていてもよい。

また、図１６で示すバスバー３がこの中心軸（長手方向に延びている中心軸）まわりで、３０°、４５°、６０°、９０°、１２０°等の任意の角度回転させた状態で設置されてもよい。

また、図１６（ａ）で示すように、バスバー３が２つ以上の複数の薄い部材を重ねたことで形成されていてもよい。すなわり、バスバー３が、長手方向で見て、加工が容易な３ｍｍ以下の薄い部材をこの厚さ方向で複数枚重ねたことで構成されている。なお、図１６（ａ）で示すバスバー３において、少なくとも１枚の薄い部材が、長手方向で見て屈伸していてもよい。

１電流検出装置
５シールド部材
３バスバー
７、２１電流センサ
１５開口部
１７一方の端部（一端側部位）
１９他方の端部（他端側部位）

Claims

シールド部材と、
前記シールド部材の内側を通って延伸しており、この延伸方向で見ると、所定の狭い幅でしかも屈伸しているバスバーと、
前記バスバーを流れる電流によって発生する磁界を検出する電流センサと、
を有することを特徴とする電流検出装置。
請求項１に記載の電流検出装置であって、
前記バスバーは、前記延伸方向で見ると、「コ」字状に形成されていることを特徴とする電流検出装置。
請求項２に記載の電流検出装置であって、
前記電流センサは、前記延伸方向で見ると、前記バスバーの「コ」字の外側に設けられていることを特徴とする電流検出装置。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電流検出装置であって、
前記シールド部材は、前記延伸方向で見ると、一部に開口部が設けられていることで一部が途切れた環状に形成されており、
前記バスバーは、前記延伸方向で見ると、前記シールド部材の環の内側に配置されていることを特徴とする電流検出装置。
請求項４に記載の電流検出装置であって、
前記電流センサは、前記シールド部材の開口部のところの磁界もしくは前記シールド部材の開口部の近傍の磁界を検出するように構成されていることを特徴とする電流検出装置。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電流検出装置であって、
前記延伸方向での前記シールド部材の一方の端部は、前記延伸方向で見ると、一部に開口部が設けられていることで一部が途切れた環状に形成されており、
前記延伸方向での前記シールド部材の長手方向の他方の端部は、前記延伸方向で見ると、「コ」字状に形成されており、
前記電流センサは、２つ設けられており、
前記２つの電流センサのうちの一方の電流センサは、前記シールド部材の一方の端部で、前記シールド部材の開口部のところの磁界もしくは前記シールド部材の開口部の近傍の磁界を検出するように構成されており、
前記２つの電流センサのうちの他方の電流センサは、前記シールド部材の長手方向の他方の端部で、前記「コ」字を形成している一対の側板部の間の磁界を検出するように構成されていることを特徴とする電流検出装置。
シールド部材と、
前記シールド部材の内側を通って延伸しており、薄い部材をこの厚さ方向で複数枚重ねたことで構成されているバスバーと、
前記バスバーを流れる電流によって発生する磁界を検出する電流センサと、
を有することを特徴とする電流検出装置。