JP2021139753A - 電流センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】電流センサの性能を向上させる。また、そのような電流センサの提供を容易に実現する。【解決手段】電流センサ1のハウジング3の内部には、X方向において互いに隣りに位置し、且つ、それぞれY方向に延在するバスバ2aおよびバスバ2bが設けられている。Z方向においてバスバ2aに対向する位置には、磁気検出素子4aが設けられている。磁気検出素子4aを搭載する基板5aは、Z方向に対して垂直な平面視において磁気検出素子4aを内包する。磁気検出素子4aの端部41が、Z方向において磁気検出素子4aの端部42よりもバスバ2aから離れるように、基板5aは、X方向に対して傾斜した状態でハウジング3に保持されている。【選択図】図2
Description
本発明は、電流センサに関し、特に、磁気検出素子を備えた電流センサに関する。
多相の導電体に電流が流れるPCU(Power Control Unit)などのモータ駆動制御装置において、電流を測定するために、磁気検出素子を内蔵した電流センサが用いられている。磁気検出素子は、計測対象である導電体を流れる電流に起因して、上記導電体の周囲に発生する磁界の強度を検出する。その磁界の強度を基にして演算を行うことで、電流センサは、導電体を流れる電流の大きさを特定する。
例えば、特許文献1には、磁気検出素子として磁電変換素子を内蔵した電流センサが開示され、特許文献2には、磁気検出素子としてホール素子を内蔵した電流センサが開示されている。
なお、本明細書では、「磁界の強度を検出する」と表現する場合があるが、それは、「磁束密度を検出する」という意味に置き換えることもできる。また、「導電体が発する磁界」と表現する場合があるが、それは、「導電体を流れる電流に起因して、上記導電体の周囲に発生する磁界」を意味する。また、計測対象である導電体が発する磁界以外の磁界を、「ノイズ磁界」と表現する場合もある。また、磁界の強さおよび方向を「磁束」として説明し、ノイズ磁界の強さおよび方向を「ノイズ磁束」として説明する。
磁気検出素子が、ノイズ磁界を検出してしまうと、電流の計測精度が低下する。例えば、PCUにおいて、計測対象となる導電体が発する磁界の強度を検出する場合、計測対象ではない隣接相(計測対象の隣りに位置する導電体)が発する磁界がノイズとなることで、電流の計測精度が低下する問題がある。
図9は、上述の特許文献1を基にした電流センサ100を示す断面図である。図9に示されるように、電流センサ100は、X方向で互いに隣りに位置するバスバ200aおよびバスバ200bと、ハウジング300と、バスバ200aが発する磁界の強度を検出するための磁気検出素子400aと、バスバ200bが発する磁界の強度を計測するための磁気検出素子400bと、磁気検出素子400aおよび磁気検出素子400bを搭載する基板500と、シールド板600と、シールド板700とを有する。
バスバ200aおよびバスバ200bは、ハウジング300の内部に設けられ、ハウジング300は、Z方向においてシールド板600およびシールド板700に挟まれている。また、磁気検出素子400aおよび磁気検出素子400bを搭載する基板500は、ハウジング300に保持されている。
バスバ200bが発するノイズ磁界は、シールド板600に吸収され、シールド板600の表面から漏れたノイズ磁束は、シールド板600からシールド板700へ向かう。図9では、磁気検出素子400aを通過するノイズ磁束が、磁束線FLとして示され、磁気検出素子400aが検出可能な磁界の向きが、感磁方向MDdとして示されている。
ここで、基板500に傾斜面を備える凸部を設け、凸部の傾斜面に磁気検出素子400aを搭載することで、磁気検出素子400aが傾斜する。これによって、感磁方向MDdと磁束線FLとが直交し、電流の計測精度が低下する問題を抑制することができる。
しかしながら、感磁方向MDdが適切な角度に傾斜するように、磁気検出素子400aの寸法に合わせて基板500に凸部を設ける必要がある。それ故、基板500に微細な加工が必要となり、高精度な実装技術が求められる。
更に、図9では、基板500側のハウジング300の表面を加工して、基板500の凸部および磁気検出素子400aの形状に対応するような凹部を設ける必要がある。それ故、ハウジング300に微細な加工が必要となり、電流センサ100を製造する工程も複雑化する。また、基板500の凸部と、ハウジング300の凹部との位置合わせにも、高精度な実装技術が要求される。
本願の主な目的は、電流の計測精度の低下を抑制し、電流センサの性能を向上させることにある。また、本願の他の目的は、感磁方向が傾斜するように基板に実装された磁気検出素子を備えた電流センサを、容易に提供できる技術を構築することにある。
その他の目的および新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになる。
本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
一実施の形態である電流センサは、ハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられ、且つ、第1方向に延在する第1バスバと、前記第1方向と直交する第2方向において前記第1バスバの隣りに位置するように、前記ハウジングの内部に設けられ、且つ、前記第1方向に延在する第2バスバと、前記第1方向および前記第2方向と直交する第3方向において前記第1バスバに対向する位置に設けられた第1磁気検出素子と、前記第1磁気検出素子を搭載する第1基板と、を有する。ここで、前記第1基板は、前記第3方向に対して垂直な平面視において前記第1磁気検出素子を内包し、前記第1磁気検出素子は、前記第2方向における第1端部、および、前記第1端部と反対側に位置し、且つ、前記第1端部よりも前記第2バスバに近い第2端部を有し、前記第1基板は、前記第1磁気検出素子の前記第1端部が前記第3方向において前記第1磁気検出素子の前記第2端部よりも前記第1バスバから離れるように、前記第2方向に対して傾斜した状態で前記ハウジングに保持されている。
一実施の形態によれば、電流センサの性能を向上させることができる。また、そのような電流センサの提供を容易に実現することができる。
以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
また、実施の形態において説明されるX方向(第2方向)、Y方向(第1方向)およびZ方向(第3方向)は互いに直交している。本願では、Z方向をある構造体の上下方向または高さ方向として説明する場合もある。また、X方向およびY方向によって構成される面は平面を成し、Z方向に対して垂直な平面である。例えば、本願において「Z方向に対して垂直な平面視」と表現した場合、それは、X方向およびY方向によって構成される面をZ方向から見ることを意味する。
(実施の形態1)
以下に図1〜図3を用いて、実施の形態1における電流センサ1について説明する。図1は、電流センサ1の斜視図であり、図2および図3は、図1に示されるA−A線に沿った電流センサ1の断面図である。また、図3は、一部の構成の寸法などを説明することを主な目的としているので、図3では、一部のハッチングが省略されている。
以下に図1〜図3を用いて、実施の形態1における電流センサ1について説明する。図1は、電流センサ1の斜視図であり、図2および図3は、図1に示されるA−A線に沿った電流センサ1の断面図である。また、図3は、一部の構成の寸法などを説明することを主な目的としているので、図3では、一部のハッチングが省略されている。
図1および図2に示されるように、実施の形態1における電流センサ1は、バスバ(第1バスバ)2aと、バスバ(第2バスバ)2bと、ハウジング3と、磁気検出素子(第1磁気検出素子)4aと、基板(第1基板)5aとを有する。
バスバ2aは、ハウジング3の内部に設けられ、且つ、Y方向に延在している。バスバ2bは、X方向においてバスバ2aの隣りに位置するように、ハウジング3の内部に設けられ、且つ、Y方向に延在している。バスバ2aおよびバスバ2bは、板状または棒状の導電体であり、例えば銅またはアルミニウムからなる。また、Z方向におけるバスバ2aおよびバスバ2bの各々の幅は、例えば3mmである。なお、図1に示されるように、バスバ2aおよびバスバ2bは、ハウジング3を貫通し、ハウジング3の外部にも設けられている。
電流センサ1は、例えば、3相の交流電流が流れるPCUなどのモータ駆動制御装置において、電流を測定するための検査素子である。バスバ2aおよびバスバ2bには、互いの位相が120度ずれた3相の交流電流のうち、2相の交流電流が流される。実施の形態1におけるバスバ2aおよびバスバ2bは、例えば電気自動車またはハイブリッド車におけるモータとインバータとの間の電源ラインとして用いられる。
ハウジング3は、例えば樹脂材料からなる絶縁体であり、樹脂成型品である。上記樹脂材料は、例えば、ポリフタルアミド(PPA:Polyphthalamide)またはポリブチレンテレフタレート(PBT:Polybutylene terephthalate)などのような高耐熱性樹脂である。なお、上記樹脂材料に、ガラス繊維が混ざっていてもよい。
磁気検出素子4aは、バスバ2aが発する磁界の強度を検出するための素子であり、Z方向においてバスバ2aに対向する位置に設けられ、基板5aと平行になるように、基板5aに搭載されている。基板5aは、一方の面の一部または全部がハウジング3に接触するように、ハウジング3に保持されている。また、磁気検出素子4aは、バスバ2aと反対側の基板5aの他方の面上に設けられている。言い換えれば、基板5aは、磁気検出素子4aとバスバ2aとの間に設けられている。
なお、実施の形態1における基板5aには、磁気検出素子4aに供給する電力および計測信号を伝達するための電気回路が形成されているが、ここでは、それらの図示を省略している。また、後述の他の実施の形態における基板5bおよび基板5cにも、基板5aと同様な目的で電気回路が形成されている。
また、基板5aのサイズは、磁気検出素子4aのサイズよりも大きい。例えば、X方向における基板5aの長さは、X方向における磁気検出素子4aの長さよりも長く、Z方向に対して垂直な平面視において、基板5aの面積は、磁気検出素子4aの面積よりも大きい。言い換えれば、基板5aは、Z方向に対して垂直な平面視において磁気検出素子4aを内包している。
磁気検出素子4aは、X方向における端部(第1端部)41、および、端部41と反対側に位置し、且つ、端部41よりもバスバ2bに近い端部(第2端部)42を有する。端部41が、Z方向において端部42よりもバスバ2aから離れるように、基板5aは、X方向に対して傾斜した状態でハウジング3に保持されている。言い換えれば、図3に示されるように、基板5aは、X方向に対して角度θで傾斜した状態で、ハウジング3に保持されている。
磁気検出素子4aが検出可能な磁束の向きは決められており、図2では、この磁束の向きに沿った直線が、感磁方向MDaとして示されている。基板5aに搭載された状態における磁気検出素子4aの感磁方向MDaは、端部41および端部42を通過する方向であり、且つ、基板5aの傾斜方向と平行な方向である。言い換えれば、基板5aに搭載された状態における磁気検出素子4aの感磁方向MDaは、X方向に対して角度θで傾斜している。
実施の形態1でも上述の図9で説明した場合と同じように、バスバ2bが発するノイズ磁界(ノイズ磁束)が円状に広がり、磁気検出素子4aを通過する。従って、磁気検出素子4aが、計測対象ではないバスバ2bが発するノイズ磁束を検出し、電流センサ1において、電流の計測精度が低下する恐れがある。
しかしながら、実施の形態1では、バスバ2bが発するノイズ磁束線と感磁方向MDaとが直交するように、磁気検出素子4aを搭載する基板5aが傾斜しているので、電流の計測精度の低下を抑制し、電流センサ1の性能を向上させることができる。
また、実施の形態1におけるハウジング3は、Z方向に対して垂直な平坦面31と、平坦面31からZ方向へ向かって傾斜している傾斜面(第1傾斜面)32とを有する。ハウジング3のうち基板5aが保持されている箇所が傾斜面32に相当し、傾斜面32は、基板5aの傾斜方向に沿って設けられている。言い換えれば、傾斜面32は、平坦面31に対して角度θで傾斜している。
以下に図3を用いて、感磁方向MDaが角度θで傾斜するように基板5aに実装された磁気検出素子4aを備えた電流センサ1を、容易に提供できる理由を説明する。
まず、上述のように、角度θは、バスバ2bが発するノイズ磁束と感磁方向MDaとを直交させるための角度であるが、バスバ2bが発するノイズ磁束は、シミュレーションによって求めることができるので、その結果によって角度θが決定される。ここでは、角度θは、例えば1度である。なお、図面では、発明の理解を容易にするために、角度θが実際よりも大きく描かれている。
X方向に対して傾斜している傾斜面32の長さL1は、例えば40mmである。この場合、Z方向における傾斜面32の高さ(長さ)H1は、「H1=L1×sinθ」の関係から、698μmとなる。従って、長さL1および高さH1が上記値になるように、ハウジング3の傾斜面32を製造すれば、感磁方向MDaを角度θで傾斜させることができる。
一方で、図9で説明した例は、基板500に対して磁気検出素子400aの感磁方向MDdを傾けることになる。この場合、傾斜角度の設計には、基本的に磁気検出素子400aの寸法が適用される。すなわち、図3に置き換えると、磁気検出素子4aの長さL2および高さH2が適用される。ここで、X方向に対して傾斜している磁気検出素子4aの長さL2は、例えば6mmである。この場合、Z方向における磁気検出素子4aの高さ(長さ)H2は、「H2=L2×sinθ」の関係から、105μmとなる。
長さL2および高さH2によっても、感磁方向MDaを角度θで傾斜させることができるが、長さL2および高さH2が、長さL1および高さH1よりも非常に小さいので、より微細で高精度な加工技術が求められる。実施の形態1では、長さL1および高さH1が大きいので、微細な加工技術を用いなくても、容易に角度θを実現できる。
また、図9で説明した例では、ハウジング300に凹部を設けるだけでなく、基板500に凸部を設ける必要もあり、更に、基板500の凸部とハウジング300の凹部との位置合わせを行う必要もあったが、実施の形態1では、そのような複雑で高精度な製造技術を必要としない。従って、感磁方向MDaが角度θで傾斜している電流センサ1を、より容易に提供することができる。
また、磁気検出素子4aを搭載する基板5aは、傾斜面32に沿って設置されるので、基板5aに特別な加工を施すことなく、磁気検出素子4aおよび基板5aを傾斜させることができる。
実施の形態1では、基板5aの一方の面の全部がハウジング3に接触しているが、後述の他の実施の形態のように、基板5aの一方の面の一部のみがハウジング3に接触している場合もあり、磁気検出素子4aが搭載されている箇所で、ハウジング3が存在していない場合もある。そのような場合でも、基板5aは、磁気検出素子4aよりも十分に大きく、Z方向に対して垂直な平面視において磁気検出素子4aを内包しているので、磁気検出素子4aは、基板5aを介してハウジング3に安定して設置される。
また、X方向に対して傾斜している基板5aの長さL3は、長さL2よりも大きく、長さL1以下であり、例えば24mm以上である。そのため、長さL1に代えて、「L3×sinθ」の関係から導かれる高さに、若干の補正値を加えた高さを、高さH1として設定することも可能である。すなわち、ハウジング3の長さL1を用いることなく、磁気検出素子4aの長さL2よりも十分に長い基板5aの長さL3を用いて、高さH1を設定することもできる。
(実施の形態2)
以下に図4を用いて、実施の形態2における電流センサ1を説明する。なお、以下では、主に実施の形態1との相違点について説明する。
以下に図4を用いて、実施の形態2における電流センサ1を説明する。なお、以下では、主に実施の形態1との相違点について説明する。
実施の形態1では、Z方向においてバスバ2bと対向する位置に、平坦面31が設けられていた。実施の形態2では、図4に示されるように、Z方向においてバスバ(第2バスバ)2bと対向する位置に、傾斜面33が設けられ、傾斜面33に、基板(第2基板)5bおよび磁気検出素子(第2磁気検出素子)4bが設けられている。
実施の形態2におけるハウジング3は、実施の形態1と同様の傾斜面32と、X方向に対して傾斜している傾斜面33とを有する。ハウジング3のうち基板5bが保持されている箇所が傾斜面33に相当し、傾斜面33は、基板5bの傾斜方向に沿って設けられている。なお、傾斜面33は、X方向において傾斜面32と左右対称になるように傾斜している。特に図示はしないが、傾斜面33は、実施の形態1と同様の角度θで傾斜している。
磁気検出素子4bは、バスバ2bが発する磁界の強度を検出するための素子であり、Z方向においてバスバ2bに対向する位置に設けられ、基板5bと平行になるように、基板5bに搭載されている。基板5bは、一方の面の一部または全部がハウジング3に接触するように、ハウジング3に保持されている。また、磁気検出素子4bは、バスバ2bと反対側の基板5bの他方の面上に設けられている。言い換えれば、基板5bは、磁気検出素子4bとバスバ2bとの間に設けられている。
また、基板5bのサイズは、磁気検出素子4bのサイズよりも大きい。例えば、X方向における基板5bの長さは、X方向における磁気検出素子4bの長さよりも長く、Z方向に対して垂直な平面視において、基板5bの面積は、磁気検出素子4bの面積よりも大きい。言い換えれば、基板5bは、Z方向に対して垂直な平面視において磁気検出素子4bを内包している。
なお、図4では、基板5aおよび基板5bは物理的に接触し、一体化しているが、基板5aおよび基板5bは離間され、互いに独立であってもよい。その場合、基板5aおよび基板5bは電気的に接続されていなくてもよいが、基板5aおよび基板5bが電気的に接続されていれば、コネクタを一つに集約できるので、電流センサ1の微細化が図れる。
磁気検出素子4bは、X方向における端部(第4端部)44、および、端部44と反対側に位置し、且つ、端部44よりもバスバ2aに近い端部(第3端部)43を有する。端部44が、Z方向において端部43よりもバスバ2bから離れるように、基板5bは、X方向に対して傾斜した状態でハウジング3に保持されている。言い換えれば、基板5bは、X方向に対して角度θで傾斜した状態で、ハウジング3に保持されている。
磁気検出素子4bが検出可能な磁束の向きは、感磁方向MDbとして示されている。基板5bに搭載された状態における磁気検出素子4bの感磁方向MDbは、端部43および端部44を通過する方向であり、且つ、基板5bの傾斜方向と平行な方向である。言い換えれば、基板5bに搭載された状態における磁気検出素子4bの感磁方向MDbは、X方向に対して角度θで傾斜している。
磁気検出素子4bは、計測対象ではないバスバ2aが発するノイズ磁束を検出し、電流センサ1において、電流の計測精度が低下する恐れがある。しかしながら、実施の形態2では、バスバ2aが発するノイズ磁束と感磁方向MDbとが直交するように、磁気検出素子4bを搭載する基板5bが傾斜しているので、電流の計測精度の低下を抑制し、電流センサ1の性能を向上させることができる。
このように、実施の形態2によれば、実施の形態1の効果に加えて、Z方向においてバスバ2bに対向する位置に磁気検出素子4bを設けた場合でも、電流センサ1における電流の計測精度の低下を抑制することができる。
(実施の形態3)
以下に図5を用いて、実施の形態3における電流センサ1を説明する。なお、以下では、主に実施の形態2との相違点について説明する。
以下に図5を用いて、実施の形態3における電流センサ1を説明する。なお、以下では、主に実施の形態2との相違点について説明する。
実施の形態3では、図5に示されるように、X方向においてバスバ2aとバスバ2bとの間に位置するように、更にバスバ(第3バスバ)2cが設けられている。バスバ2a、バスバ2bおよびバスバ2cは、X方向において互いに5mmの間隔で設置されている。
実施の形態3では、バスバ2a、バスバ2bおよびバスバ2cに流れる電流は、互いの位相が120度ずれた3相交流電流であり、バスバ2aはU相であり、バスバ2cはV相であり、バスバ2bはW相である。
実施の形態3におけるハウジング3のうち、バスバ2cに対向する位置には、Z方向に対して垂直な平坦面31が設けられている。
磁気検出素子(第3磁気検出素子)4cは、バスバ2cが発する磁界の強度を検出するための素子であり、Z方向においてバスバ2cに対向する位置に設けられ、基板(第3基板)5cと平行になるように、基板5cに搭載されている。基板5cは、一方の面の一部または全部がハウジング3に接触するように、ハウジング3の平坦面(第1平坦面)31に保持されている。また、磁気検出素子4cは、バスバ2cと反対側の基板5cの他方の面上に設けられている。言い換えれば、基板5cは、磁気検出素子4cとバスバ2cとの間に設けられている。
また、基板5cのサイズは、磁気検出素子4cのサイズよりも大きい。例えば、X方向における基板5cの長さは、X方向における磁気検出素子4cの長さよりも長く、Z方向に対して垂直な平面視において、基板5cの面積は、磁気検出素子4cの面積よりも大きい。言い換えれば、基板5cは、Z方向に対して垂直な平面視において磁気検出素子4cを内包している。
なお、図5では、基板5a、基板5bおよび基板5cは物理的に接触し、一体化しているが、基板5a、基板5bおよび基板5cは離間され、互いに独立であってもよい。その場合、基板5a、基板5bおよび基板5cは電気的に接続されていなくてもよいが、基板5a、基板5bおよび基板5cが電気的に接続されていれば、コネクタを一つに集約できるので、電流センサ1の微細化が図れる。
磁気検出素子4cは、X方向における端部(第5端部)45、および、端部45と反対側に位置し、且つ、端部45よりもバスバ2bに近い端部(第6端部)46を有する。
磁気検出素子4cが検出可能な磁束の向きは、感磁方向MDcとして示されている。基板5cに搭載された状態における磁気検出素子4cの感磁方向MDcは、端部45および端部46を通過する方向であり、且つ、X方向と平行な方向である。
実施の形態3では、三つのバスバ2a、バスバ2bおよびバスバ2cが存在しているが、これらの位置関係からシミュレーションを行うことで、磁気検出素子4aの感磁方向MDaおよび磁気検出素子4bの感磁方向MDbを傾斜させる角度θを決定することができる。
磁気検出素子4cの感磁方向MDcを傾斜させる必要はなく、感磁方向MDcは、上述のようにX方向と平行な方向である。これは、バスバ2cがバスバ2aとバスバ2bとの中間に位置しているので、バスバ2aおよびバスバ2bが発する磁界が、磁気検出素子4cにおいて、合成されるまたは打ち消されるからである。例えば、上記磁界が合成された場合、その磁束の方向は、X方向に対して直交するので、感磁方向MDcを傾斜させる必要はない。
このように、実施の形態3によれば、バスバ2a、バスバ2bおよびバスバ2cに流れる電流が3相交流電流である場合でも、電流センサ1における電流の計測精度の低下を抑制することができる。
(実施の形態4)
以下に図6を用いて、実施の形態4における電流センサ1を説明する。なお、以下では、主に実施の形態1との相違点について説明する。
以下に図6を用いて、実施の形態4における電流センサ1を説明する。なお、以下では、主に実施の形態1との相違点について説明する。
実施の形態1では、基板5aの一方の面の全部が、ハウジング3の傾斜面32に保持されていた。実施の形態4では、図6に示されるように、ハウジング3の一部に平坦面31から突出する突出部30が設けられ、基板5aの一方の面の一部が、平坦面31および突出部30に保持されている。
突出部30は、Z方向においてバスバ2aから離れるように、平坦面31から突出している。突出部30には、傾斜面(第2傾斜面)34が設けられている。傾斜面34の傾斜角度は、実施の形態1における傾斜面32の傾斜角度と同じであり、実施の形態1における角度θである。
実施の形態4における基板5aは、ハウジング3に保持されるための保持領域(第1保持領域)51および保持領域(第2保持領域)52と、磁気検出素子4aを搭載するための搭載領域53とを含む。
保持領域51は、磁気検出素子4aの端部41側に位置し、且つ、突出部30に保持される。より具体的には、保持領域51は、突出部30の傾斜面34に保持される。
保持領域52は、保持領域51よりも磁気検出素子4aの端部42側に位置し、且つ、平坦面31に保持される。保持領域52は、平坦面31に沿って設けられるので、保持領域52は、搭載領域53に対して屈折している。なお、本明細書で「屈折」と表現した場合、それは、所定の特定の角度で折れた状態を含むし、所定の曲率半径で折れ曲がった状態も含むし、それら両方が混在した状態も含む。以降の説明において「屈折」と表現した場合にも、同様の定義が成り立つ。
搭載領域53は、保持領域51と保持領域52との間に位置し、且つ、Z方向においてハウジング3から離間している。また、実施の形態4では、基板5a全体が傾斜しておらず、磁気検出素子4aを搭載する搭載領域53が傾斜している。具体的には、端部41が、端部42よりもZ方向においてバスバ2aから離れるように、搭載領域53は、X方向に対して傾斜している。
また、傾斜面34は、搭載領域53の傾斜方向に沿っており、保持領域51は、傾斜面34に保持される。すなわち、保持領域51および搭載領域53は、屈折せず、同じ角度θで傾斜している。
実施の形態4では、実施の形態1と比較して、突出部30のみを成型すればよく、傾斜面34の長さが傾斜面32の長さよりも短いので、ハウジング3の成型が行い易い。なお、突出部30の端部の高さは、図3の高さH1に相当する。従って、傾斜面34の延長線が傾斜面32であると仮定して、高さH1を設定できる。または、保持領域52および搭載領域53の合計長さは、図3の長さL3とほぼ同じとなるので、「L3×sinθ」の関係から導かれる高さに、若干の補正値を加えた高さを、高さH1として設定してもよい。
また、実施の形態4で開示した技術を、実施の形態2および実施の形態3に適用することもできる。すなわち、磁気検出素子4aを搭載する基板5aの周囲だけでなく、磁気検出素子4bを搭載する基板5bの周囲にも、実施の形態4と同様の思想で突出部30を設けることもできる。
(実施の形態5)
以下に図7を用いて、実施の形態5における電流センサ1を説明する。なお、以下では、主に実施の形態4との相違点について説明する。
以下に図7を用いて、実施の形態5における電流センサ1を説明する。なお、以下では、主に実施の形態4との相違点について説明する。
実施の形態4では、突出部30に傾斜面34が設けられていた。実施の形態5では、図7に示されるように、突出部30に平坦面(第2平坦面)35が設けられている。平坦面35は、Z方向に対して垂直であり、平坦面31と平行である。保持領域51は、平坦面35に沿って設けられるので、保持領域51は、搭載領域53に対して屈折している。
実施の形態5では、実施の形態4と比較して、傾斜面34を成型する必要がないので、ハウジング3の成型が更に行い易くなる。なお、突出部30の高さは、搭載領域53の長さから導くことで、設定される。
(実施の形態6)
以下に図8を用いて、実施の形態6における電流センサ1を説明する。なお、以下では、主に実施の形態4との相違点について説明する。
以下に図8を用いて、実施の形態6における電流センサ1を説明する。なお、以下では、主に実施の形態4との相違点について説明する。
実施の形態4では、磁気検出素子4aがバスバ2aと反対側の基板5aの他方の面上に設けられていた。実施の形態6では、図8に示されるように、磁気検出素子4aがバスバ2a側の基板5aの一方の面上に設けられている。言い換えれば、磁気検出素子4aは、バスバ2aと基板5a(搭載領域53)との間に位置している。
実施の形態6では、実施の形態4と比較して、磁気検出素子4aとバスバ2aとの間の距離が短い。このため、バスバ2aが発する磁界の強度が、実施の形態1よりも大きい。従って、外部からノイズ磁界が侵入した場合でも、実施の形態6の構造では、相対的にノイズ磁界の影響が小さくなり易いので、電流センサ1の性能をより向上させることができる。
また、磁気検出素子4aとバスバ2aとの間に存在するハウジング3には、Z方向においてバスバ2a側へ向かって窪むように、溝36が形成されている。溝36の深さは、例えば2mmである。磁気検出素子4aを搭載する基板5aがハウジング3に保持された場合、溝36が形成されていることで、磁気検出素子4aとハウジング3との位置的な干渉が起き難くなる。
以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
1 電流センサ
2a〜2c バスバ(第1〜第3バスバ)
3 ハウジング
4a〜4c 磁気検出素子(第1〜第3磁気検出素子)
5a〜5c 基板(第1〜第3基板)
30 突出部
31 平坦面(第1平坦面)
32 傾斜面(第1傾斜面)
33 傾斜面
34 傾斜面(第2傾斜面)
35 平坦面(第2平坦面)
36 溝
41〜46 端部(第1〜第6端部)
51 保持領域(第1保持領域)
52 保持領域(第2保持領域)
53 搭載領域
100 電流センサ
200a、200b バスバ
300 ハウジング
400a、400b 磁気検出素子
500 基板
600 シールド板
700 シールド板
L1〜L3 長さ
H1、H2 高さ
MDa〜MDd 感磁方向
θ 角度
2a〜2c バスバ(第1〜第3バスバ)
3 ハウジング
4a〜4c 磁気検出素子(第1〜第3磁気検出素子)
5a〜5c 基板(第1〜第3基板)
30 突出部
31 平坦面(第1平坦面)
32 傾斜面(第1傾斜面)
33 傾斜面
34 傾斜面(第2傾斜面)
35 平坦面(第2平坦面)
36 溝
41〜46 端部(第1〜第6端部)
51 保持領域(第1保持領域)
52 保持領域(第2保持領域)
53 搭載領域
100 電流センサ
200a、200b バスバ
300 ハウジング
400a、400b 磁気検出素子
500 基板
600 シールド板
700 シールド板
L1〜L3 長さ
H1、H2 高さ
MDa〜MDd 感磁方向
θ 角度
Claims (15)
- ハウジングと、
前記ハウジングの内部に設けられ、且つ、第1方向に延在する第1バスバと、
前記第1方向と直交する第2方向において前記第1バスバの隣りに位置するように、前記ハウジングの内部に設けられ、且つ、前記第1方向に延在する第2バスバと、
前記第1方向および前記第2方向と直交する第3方向において前記第1バスバに対向する位置に設けられた第1磁気検出素子と、
前記第1磁気検出素子を搭載する第1基板と、
を有し、
前記第1基板は、前記第3方向に対して垂直な平面視において前記第1磁気検出素子を内包し、
前記第1磁気検出素子は、前記第2方向における第1端部、および、前記第1端部と反対側に位置し、且つ、前記第1端部よりも前記第2バスバに近い第2端部を有し、
前記第1基板は、前記第1磁気検出素子の前記第1端部が前記第3方向において前記第1磁気検出素子の前記第2端部よりも前記第1バスバから離れるように、前記第2方向に対して傾斜した状態で前記ハウジングに保持されている、電流センサ。 - 請求項1に記載の電流センサにおいて、
前記第1基板に搭載された状態における前記第1磁気検出素子の感磁方向は、前記第1磁気検出素子の前記第1端部および前記第2端部を通過する方向であり、且つ、前記第1基板の傾斜方向と平行な方向である、電流センサ。 - 請求項1に記載の電流センサにおいて、
前記ハウジングのうち前記第1基板が保持されている箇所には、前記第1基板の傾斜方向に沿う第1傾斜面が設けられている、電流センサ。 - 請求項1に記載の電流センサにおいて、
前記第3方向において前記第2バスバに対向する位置に設けられた第2磁気検出素子と、
前記第2磁気検出素子を搭載する第2基板と、
を有し、
前記第2基板は、前記第3方向に対して垂直な平面視において前記第2磁気検出素子を内包し、
前記第2磁気検出素子は、前記第2方向における第4端部、および、前記第4端部と反対側に位置し、且つ、前記第4端部よりも前記第1バスバに近い第3端部を有し、
前記第2基板は、前記第2磁気検出素子の前記第4端部が前記第3方向において前記第2磁気検出素子の前記第3端部よりも前記第2バスバから離れるように、前記第2方向に対して傾斜した状態で前記ハウジングに保持されている、電流センサ。 - 請求項4に記載の電流センサにおいて、
前記第1基板に搭載された状態における前記第1磁気検出素子の感磁方向は、前記第1磁気検出素子の前記第1端部および前記第2端部を通過する方向であり、且つ、前記第1基板の傾斜方向と平行な方向であり、
前記第2基板に搭載された状態における前記第2磁気検出素子の感磁方向は、前記第2磁気検出素子の前記第3端部および前記第4端部を通過する方向であり、且つ、前記第2基板の傾斜方向と平行な方向である、電流センサ。 - 請求項4に記載の電流センサにおいて、
前記第1基板および前記第2基板は、一体化している、電流センサ。 - 請求項4に記載の電流センサにおいて、
前記第2方向において前記第1バスバと前記第2バスバとの間に位置するように、前記ハウジングの内部に設けられ、且つ、前記第1方向に延在する第3バスバと、
前記第3方向において前記第3バスバに対向する位置に設けられた第3磁気検出素子と、
前記ハウジングに保持され、且つ、前記第3磁気検出素子を搭載する第3基板と、
を更に有し、
前記第3磁気検出素子は、前記第2方向における第5端部、および、前記第5端部と反対側に位置し、且つ、前記第5端部よりも前記第2バスバに近い第6端部を有し、
前記ハウジングのうち前記第3基板が保持されている箇所には、前記第3方向に対して垂直な第1平坦面が設けられている、電流センサ。 - 請求項7に記載の電流センサにおいて、
前記第1基板に搭載された状態における前記第1磁気検出素子の感磁方向は、前記第1磁気検出素子の前記第1端部および前記第2端部を通過する方向であり、且つ、前記第1基板の傾斜方向と平行な方向であり、
前記第2基板に搭載された状態における前記第2磁気検出素子の感磁方向は、前記第2磁気検出素子の前記第3端部および前記第4端部を通過する方向であり、且つ、前記第2基板の傾斜方向と平行な方向であり、
前記第3基板に搭載された状態における前記第3磁気検出素子の感磁方向は、前記第3磁気検出素子の前記第5端部および前記第6端部を通過する方向であり、且つ、前記第2方向と平行な方向である、電流センサ。 - 請求項7に記載の電流センサにおいて、
前記第1基板、前記第2基板および前記第3基板は、一体化している、電流センサ。 - 請求項7に記載の電流センサにおいて、
前記第1バスバ、前記第2バスバおよび前記第3バスバには、互いの位相が120度ずれた交流電流が流される、電流センサ。 - 請求項1に記載の電流センサにおいて、
前記ハウジングは、前記第3方向に対して垂直な第1平坦面と、前記第3方向において前記第1バスバから離れるように、前記第1平坦面から突出した突出部とを含み、
前記第1基板は、前記ハウジングに保持されるための第1保持領域および第2保持領域と、前記第1磁気検出素子を搭載するための搭載領域とを含み、
前記第1保持領域は、前記第1磁気検出素子の前記第1端部側に位置し、且つ、前記突出部に保持され、
前記第2保持領域は、前記第1保持領域よりも前記第1磁気検出素子の前記第2端部側に位置し、且つ、前記第1平坦面に保持され、
前記搭載領域は、前記第1保持領域と前記第2保持領域との間に位置し、且つ、前記第3方向において前記ハウジングから離間し、
前記搭載領域は、前記第1磁気検出素子の前記第1端部が前記第1磁気検出素子の前記第2端部よりも前記第3方向において前記第1バスバから離れるように、前記第2方向に対して傾斜している、電流センサ。 - 請求項11に記載の電流センサにおいて、
前記突出部には、前記搭載領域の傾斜方向に沿う第2傾斜面が設けられ、
前記第1保持領域は、前記第2傾斜面に保持されている、電流センサ。 - 請求項11に記載の電流センサにおいて、
前記突出部には、前記第3方向に対して垂直な第2平坦面が設けられ、
前記第1保持領域は、前記第2平坦面に保持されている、電流センサ。 - 請求項11に記載の電流センサにおいて、
前記第1磁気検出素子は、前記第1バスバと前記搭載領域との間に位置している、電流センサ。 - 請求項1に記載の電流センサにおいて、
前記第1バスバおよび前記第2バスバは、それぞれ導電体からなり、
前記ハウジングは、樹脂材料を含む絶縁体からなる、電流センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020037724A JP2021139753A (ja) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 電流センサ |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2020037724A JP2021139753A (ja) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 電流センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2021139753A true JP2021139753A (ja) | 2021-09-16 |
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JP2020037724A Pending JP2021139753A (ja) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 電流センサ |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2021139753A (ja) |
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2020
- 2020-03-05 JP JP2020037724A patent/JP2021139753A/ja active Pending
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