JP2022088065A - 電流センサ - Google Patents

Abstract

【課題】検出精度が変化することを抑制できる電流センサを提供する。
【解決手段】一方向を長手方向とし、長手方向に沿って交流電流が流れるバスバ３０と、バスバ３０に流れる交流電流に応じて発生する磁界に基づいた検出信号を出力するセンサ部と、互いに対向する状態でバスバ３０およびセンサ部が配置されるセンサ筐体と、を備える。バスバ３０は、バスバ３０とセンサ部との配列方向に沿って第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とが積層されて構成され、センサ筐体１０に被覆されてセンサ部と対向する被覆部３１と、センサ筐体１０から露出する締結部３２と、を有する構成とする。第１バスバ３１０および第２バスバ３２０は、被覆部３１において、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０との間に隙間ｇが構成される状態で配置されるようにする。
【選択図】図４

Description

本発明は、バスバに流れる交流電流を検出する電流センサに関するものである。

従来より、バスバに流れる電流を検出する電流センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この電流センサでは、センサ筐体に、電流を流すバスバが配置されていると共に、磁界に応じた検出信号を出力するセンサ部が配置されている。なお、バスバおよびセンサ部は、互いに対向するように配置されている。また、バスバは、電流の流れ方向を長手方向とする平板状とされ、電流の流れ方向を法線方向とする断面形状が矩形状とされている。

このような電流センサでは、バスバに電流が流れるとバスバの周りに信号磁界が発生する。そして、センサ部は、信号磁界に応じた検出信号を出力する。この場合、バスバに交流電流が流れると、交流電流は、表皮効果により、流れ方向を法線方向とする断面において端部に集中し易い。このため、バスバに交流電流が流れる電流センサでは、バスバの長手方向、およびバスバとセンサ部との配列方向と交差する方向を幅方向とすると、センサ部は、バスバの幅方向における中心と対向する部分から幅方向に所定距離だけ離れた位置に配置されている。なお、ここでの所定距離だけ離れた位置に配置されるとは、バスバの幅方向における中心と対向する部分に配置される場合（すなわち、所定距離が０）も含むものである。

特許６４６２８５０号公報

しかしながら、上記のような電流センサでは、バスバに交流電流を流した際のバスバの幅方向における電流密度の変化が大きいため、センサ部とバスバとの組付け誤差等によって検出精度が変化し易い。

本発明は上記点に鑑み、検出精度が変化することを抑制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の請求項１では、バスバ（３０）に流れる交流電流を検出する電流センサであって、一方向を長手方向とし、長手方向に沿って交流電流が流れるバスバと、バスバに流れる交流電流に応じて発生する磁界に基づいた検出信号を出力するセンサ部（４０）と、バスバおよびセンサ部が配置されるセンサ筐体（１０）と、を備え、バスバは、バスバとセンサ部との配列方向に沿って第１バスバ（３１０）と第２バスバ（３２０）とが積層されて構成され、センサ筐体に被覆された被覆部（３１）と、センサ筐体から露出する締結部（３２）と、を有し、第１バスバおよび第２バスバは、被覆部において、第１バスバと第２バスバとの間に隙間（ｇ）が構成される状態で配置されている。

これによれば、バスバの長手方向、およびバスバとセンサ部との配列方向と交差する幅方向において、バスバの電流密度の変化を小さくできる。したがって、センサ部をバスバの中心と対向する部分から所定距離だけ離れた狙い位置に配置する際、センサ部が幅方向に位置ずれしたとしても、検出精度の変化を小さくできる。つまり、センサ部の幅方向の位置ずれに関するロバスト性を向上できる。

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態における電流センサの斜視図である。 第１電流センサの斜視図である。 図１中のIII－III線に沿った断面図である。 バスバの斜視図である。 隙間長さに関するセンサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。 センサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と隙間長さとの関係を示す図である。 第２実施形態におけるバスバの斜視図である。 第２実施形態における第１電流センサの断面図である。 隙間長さに関するセンサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。 センサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と隙間長さとの関係を示す図である。 幅狭部幅に関するセンサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。 センサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と幅狭部幅との関係を示す図である。 幅狭部長さに関するセンサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。 センサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と幅狭部長さとの関係を示す図である。 幅狭部長さに関するセンサ部のＹ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。 センサ部のＹ軸方向の位置ずれ量と幅狭部長さとの関係を示す図である。 突起部長さに関するセンサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。 センサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と突起部長さとの関係を示す図である。 突起部長さに関するセンサ部のＹ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。 センサ部のＹ軸方向の位置ずれ量と突起部長さとの関係を示す図である。 第２実施形態の変形例における第１電流センサの断面図である。 幅狭部幅に関するセンサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。 センサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と幅狭部幅との関係を示す図である。 第３実施形態における第１電流センサの断面図である。 幅狭部幅に関するセンサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。 センサ部のＸ軸方向の位置ずれ量と幅狭部幅との関係を示す図である。 第４実施形態におけるバスバの斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態の電流センサについて、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の電流センサは、例えば、車両に搭載され、三相モータを駆動するインバータに流れる交流電流を検出するのに利用されると好適である。

本実施形態の電流センサ１は、図１に示されるように、第１電流センサ１ａ、第２電流センサ１ｂ、第３電流センサ１ｃを有し、これらが一体化されて構成されている。第１電流センサ１ａ、第２電流センサ１ｂ、および第３電流センサ１ｃは、それぞれ集磁コアを必要としないコアレス型の磁気平衡式電流センサとされている。以下、第１電流センサ１ａの構成について説明する。なお、第２電流センサ１ｂ、および第３電流センサ１ｃは、後述する接続端子２０やコネクタ部１２０に関する部分以外は、第１電流センサ１ａと同じ構成とされている。

第１電流センサ１ａは、図２および図３に示されるように、センサ筐体１０、接続端子２０、バスバ３０、センサ部４０、配線基板５０、第１シールド部７１、第２シールド部７２、蓋部８０等を備える構成とされている。なお、図２では、蓋部８０を省略して示してある。

センサ筐体１０は、絶縁性の樹脂材料で構成されており、一面１００ａおよび他面１００ｂを有する直方体状の基部１００と、基部１００に備えられたコネクタ部１２０とを有している。以下では、基部１００における一面１００ａの面方向に沿った一方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向と直交すると共に基部１００の面方向に沿った方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿った方向をＺ軸方向として説明する。そして、本実施形態では、コネクタ部１２０は、基部１００におけるＸ軸方向の一端部において、Ｚ軸方向に沿って延設されている。なお、センサ筐体１０は、第２電流センサ１ｂおよび第３電流センサ１ｃと共用とされている。

基部１００には、一面１００ａ側に第１収容凹部１０１が形成され、他面１００ｂ側に第２収容凹部１１１が形成されている。第１収容凹部１０１には、後述する配線基板５０に形成されるガイド用凹部５２と対応するガイド用凸部１０２、配線基板５０を支持する基板用支持部１０３、配線基板５０と接合される基板用接合部１０４が構成されている。また、第１収容凹部１０１には、後述する第１シールド部７１を支持するシールド用支持部１０５、第１シールド部７１と接合されるシールド用接合部１０６が形成されている。

なお、図２に示されるように、基板用支持部１０３および基板用接合部１０４は、第１収容凹部１０１の底面における内縁側に配置されている。シールド用支持部１０５およびシールド用接合部１０６は、第１収容凹部１０１の底面における基板用支持部１０３および基板用接合部１０４が配置される部分よりも外縁側に配置されている。より詳しくは、シールド用支持部１０５およびシールド用接合部１０６は、第１収容凹部１０１に配線基板５０が配置された際に、配線基板５０の外側から突き出す位置に形成されている。

また、基板用支持部１０３は、基板用接合部１０４よりも高さが僅かに高くされている。シールド用支持部１０５およびシールド用接合部１０６は、基板用支持部１０３および基板用接合部１０４よりも高さが高くされている。基板用支持部１０３は、基板用接合部１０４よりも高さが僅かに高くされている。

第２収容凹部１１１は、図３に示されるように、後述する第２シールド部７２を支持するシールド用支持部１１２が形成されている。また、第２収容凹部１１１は、後述する第２シールド部７２が配置される部分であり、第２シールド部７２の構造に対応した形状とされている。本実施形態では、後述するように第２シールド部７２が壁部７２ｂを有する構造とされているため、第２収容凹部１１１には、ｘ軸方向における両端部に、ｚ軸方向に沿った溝部１１３が形成されている。

コネクタ部１２０は、第１収容凹部１０１と対向する部分に開口部１２１が形成されている。また、センサ筐体１０には、図１および図２に示されるように、外表面に、後述する蓋部８０に形成された結合用凹部８１に対応する結合用凸部１３０が形成されている。

接続端子２０は、金属製の棒状部材で構成されており、複数本がセンサ筐体１０にインサート成形されて固定されている。具体的には、各接続端子２０は、図３に示されるように、一端部が第１収容凹部１０１から露出すると共に、他端部がコネクタ部１２０の開口部１２１から露出するように、センサ筐体１０にインサート成形されて固定されている。そして、接続端子２０の他端部は、ワイヤハーネス等と接続されて外部回路と接続される。

バスバ３０は、導体部材がプレス成型等されることで構成され、一方向を長手方向として構成されている。そして、バスバ３０は、長手方向における中央部が第１収容凹部１０１と第２収容凹部１１１との間に位置しつつ両端部が露出するように、センサ筐体１０にインサート成形されている。本実施形態のバスバ３０は、長手方向がＹ軸方向に沿うようにセンサ筐体１０に固定されている。

以下、図４に示されるように、バスバ３０のうちのセンサ筐体１０に被覆される部分を被覆部３１とし、センサ筐体１０から露出する部分を締結部３２とする。そして、締結部３２には、図２に示されるように、被取付部材に取り付けられるための締結孔３４が形成されている。なお、図４中の点線は、被覆部３１と締結部３２との境界部を示している。また、図４では、締結孔３４を省略して示してある。

被覆部３１には、本実施形態では、長手方向と交差する方向を幅方向（すなわち、図３および図４中ではＸ軸方向）とすると、幅方向の長さ（以下では、単に幅ともいう）が締結部３２より短くなる幅狭部３１ａが構成されている。本実施形態の被覆部３１では、切欠部３３が形成されることによって幅狭部３１ａが構成されている。本実施形態の切欠部３３は、バスバ３０のうちのＸＹ平面と交差する面を側面とすると、切欠部３３を構成する側面がＸ軸方向と平行（すなわち、バスバ３０の長手方向と直交）となるように形成されている。

なお、図４では、被覆部３１と締結部３２との境界部より被覆部３１側の位置に切欠部３３が形成されている例を示しているが、切欠部３３は、被覆部３１と締結部３２との境界部に形成されていてもよい。つまり、被覆部３１は、全体が幅狭部３１ａとされていてもよい。そして、切欠部３３の形状は、適宜変更可能である。例えば、切欠部３３は、幅狭部３１ａ側に向かって幅が徐々に短くなるテーパ部が構成されるように形成されていてもよい。

また、本実施形態のバスバ３０は、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とがＺ軸方向に積層されて構成されている。以下では、第１バスバ３１０のうちの第２バスバ３２０側の面を他面３１０ｂとし、第１バスバ３１０のうちの他面３１０ｂと反対側の面を一面３１０ａとする。同様に、第２バスバ３２０のうちの第１バスバ３１０側の面を一面３２０ａとし、第２バスバ３２０のうちの一面３２０ａと反対側の面を他面３２０ｂとする。

本実施形態のバスバ３０は、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とが締結部３２にて繋がることで一体化されている。具体的には、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とは、一枚の平板が折り曲げられることで一体化されている。このため、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とは、幅方向における一方の端部で繋がった状態となっている。特に限定されるものではないが、本実施形態では、板厚が１．６ｍｍである銅板が折り曲げられてバスバ３０が構成される。

なお、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とは、幅狭部３１ａでは繋がっていない。また、幅狭部３１ａを構成する切欠部３３は、バスバ３０を構成する平板が折り曲げられる前に形成されていてもよいし、平板が折り曲げられた後に形成されてもよい。

また、第１バスバ３１０および第２バスバ３２０は、幅狭部３１ａにおいて、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０との間に所定の隙間長さｄを有する隙間ｇが構成されるように配置されている。本実施形態のバスバ３０は、締結部３２および被覆部３１にて隙間ｇが一定となるように、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とが配置されている。なお、バスバ３０には、必要に応じて酸化を防ぐメッキ膜等が形成されていてもよい。

センサ部４０は、当該センサ部４０を透過する信号磁界に応じて検出信号を出力するものであり、例えば、ホール素子、ＴＭＲ（tunnel magneto resistanceの略）素子、ＧＭＲ（giant magnetic resistanceの略）素子、ＡＭＲ（anisotropic magneto resistanceの略）素子等を含んで構成されている。

配線基板５０は、図２および図３に示されるように、一面５０ａおよび他面５０ｂを有するプリント基板等で構成されており、配線パターンや信号処理回路等が適宜形成されていると共に、図示しない電子部品が搭載されている。そして、配線基板５０の他面５０ｂには、配線パターン等と電気的に接続されるように、センサ部４０が搭載されている。

なお、本実施形態では、センサ部４０が１つ備えられる。但し、センサ部４０は、Ｙ軸方向に沿って複数備えられるようにしてもよい。また、配線基板５０は、第２電流センサ１ｂおよび第３電流センサ１ｃと共用とされており、各電流センサを構成する部分にそれぞれセンサ部４０が備えられる。

配線基板５０には、複数の貫通ビア５１が形成されていると共に、第１収容凹部１０１に形成されたガイド用凸部１０２に対応するガイド用凹部５２が形成されている。なお、貫通ビア５１は、詳細な構成については省略するが、貫通孔に、配線パターンと電気的に接続されるスルーホール電極等が形成されて構成されている。

そして、配線基板５０は、他面５０ｂがバスバ３０と対向するように、センサ筐体１０の第１収容凹部１０１に固定されている。具体的には、配線基板５０は、ガイド用凹部５２がガイド用凸部１０２と嵌合するように第１収容凹部１０１に配置されている。また、配線基板５０は、貫通ビア５１に接続端子２０の一端部が挿通され、はんだ等の導電部材６０を介して接続端子２０と電気的、機械的に接続されている。さらに、配線基板５０は、他面５０ｂが基板用支持部１０３と当接しつつ、基板用接合部１０４との間に配置された接着剤等の接合部材６１を介して機械的に接続されている。

また、配線基板５０は、ＹＺ平面がセンサ部４０の感受面となるように第１収容凹部１０１に配置される。つまり、配線基板５０は、センサ部４０がＸ軸方向に沿った磁界に応じた検出信号を出力するように第１収容凹部１０１に配置される。さらに、配線基板５０は、バスバ３０の幅狭部３１ａのうちの幅方向における中心（以下では、単に幅狭部３１ａの中心ともいう）と対向する部分からＸ軸方向に所定距離だけ離れた位置にセンサ部４０が配置されるように、第１収容凹部１０１に収容される。

なお、上記のようにセンサ部４０が配置されるため、センサ部４０とバスバ３０との配列方向は、Ｚ軸方向に沿った方向となり、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０との積層方向に沿った方向となる。また、幅狭部３１ａの中心と対向する部分から所定距離だけ離れた位置にセンサ部４０が位置するとは、具体的には後述するが、振幅比が１００％となるようにセンサ部４０が配置されることである。そして、上記のように、第１収容凹部１０１に形成されたシールド用支持部１０５およびシールド用接合部１０６は、第１収容凹部１０１に配線基板５０が配置された際、配線基板５０の外側から配線基板５０の一面５０ａ側に突き出すように形成されている。

第１シールド部７１および第２シールド部７２は、センサ筐体１０よりも透磁率の高い材料で構成され、パーマロイや電磁鋼板等の透磁率の高い軟磁性材料で構成されて平板状とされている。本実施形態の第１シールド部７１および第２シールド部７２は、複数の平板が積層され、圧入部７１０によって一体化された構成とされている。なお、第１シールド部７１および第２シールド部７２は、第１～第３電流センサ１ａ～１ｃで別々に構成されていてもよいし、共用されていてもよい。

そして、第１シールド部７１は、図２に示されるように、Ｚ軸方向から視た平面視において矩形状とされており、角部に切欠部７１ａが形成されている。第２シールド部７２は、平面矩形状とされた平板部７２ａと、平板部７２ａにおける相対する一辺に折り曲げられた壁部７２ｂとを有する構成とされている。本実施形態では、第２シールド部７２は、Ｘ軸方向における両端部が折り曲げられて壁部７２ｂが構成されている。

また、第１シールド部７１および第２シールド部７２は、それぞれＸ軸方向に沿った長さがバスバ３０のＸ軸方向に沿った長さ（すなわち、幅）よりも長くされている。

そして、第１シールド７１部および第２シールド部７２は、第１シールド部７１と第２シールド部７２との間に、配線基板５０およびバスバ３０が配置されるように、センサ筐体１０に配置されている。

具体的には、第１シールド部７１は、図３とは別断面において、シールド用支持部１０５上に配置されていると共に、シールド用接合部１０６上に配置された接合部材を介して第１収容凹部１０１に配置されている。

第２シールド部７２は、壁部７２ｂが溝部１１３に挿入されつつ、シールド用支持部１１２と当接し、第２収容凹部１１１の底面に配置された接合部材１１４を介して固定されている。なお、第２シールド部７２は、センサ筐体１０にインサート成形されることで固定されるようにしてもよい。

蓋部８０は、樹脂材料で構成されており、図１および図２に示されるように、センサ筐体１０における基部１００の一面１００ａ側の外形に対応した形状とされている。また、蓋部８０には、センサ筐体１０の結合用凸部１３０に対応する結合用凹部８１が形成されている。すなわち、センサ筐体１０および蓋部８０には、一対の嵌合部が形成されている。そして、蓋部８０は、基部１００の第１収容凹部１０１を閉塞するように、結合用凹部８１に結合用凸部１３０がスナップフィット結合されてセンサ筐体１０に固定されている。

以上が本実施形態における電流センサ１の構成である。このような電流センサ１では、第１～第３電流センサ１ａ～１ｃにおける各バスバ３０に交流電流が流れることにより、アンペールの法則によって各バスバ３０の周りに信号磁界が発生する。本実施形態では、各バスバ３０がＹ軸方向に沿って配置され、電流の流れ方向がＹ軸方向に沿った方向となるため、Ｙ軸方向の周りに信号磁界が発生する。そして、第１～第３電流センサ１ａ～１ｃにおける各センサ部４０は、当該信号磁界に応じた検出信号を出力する。これにより、第１～第３電流センサ１ａ～１ｃにおける各バスバ３０に流れる交流電流が検出される。

ここで、バスバ３０に交流電流が流れる場合、交流電流は、電流の流れ方向を法線方向とする断面（すなわち、ＸＺ平面）において、表皮効果によってバスバ３０の端部に集中し易い。そして、本実施形態では、バスバ３０を第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とを積層して構成し、幅狭部３１ａにおいて、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０との間に隙間ｇが構成されるようにしている。このため、幅狭部３１ａでは、第１バスバ３１０の他面３１０ｂと、第２バスバ３２０の一面３２０ａも交流電流が集中し易い端部となる。つまり、本実施形態の幅狭部３１ａでは、バスバ３０の内部にも交流電流が集中し易い部分が構成される。

そして、バスバ３０が１枚の平板で構成され、電流の流れ方向を法線方向とする断面形状が矩形状とされている電流センサを従来の電流センサ（以下では、単に従来の電流センサともいう）とする。この場合、本実施形態の電流センサ１では、従来の電流センサと比較すると、バスバ３０の内部にも交流電流が集中し易い部分が構成されるため、バスバ３０のＸ軸方向に沿った電流密度の変化を小さくできる。したがって、センサ部４０をバスバ３０の中心と対向する部分からＸ軸方向に所定距離だけ離れた狙い位置に配置する際、センサ部４０がＸ軸方向に位置ずれしたとしても、検出精度の変化を小さくできる。つまり、本実施形態の電流センサ１では、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれに関するロバスト性を向上できる。

また、バスバ３０を第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とを積層して構成した場合、第１バスバ３１０および第２バスバ３２０に交流電流が流れる。この場合、隙間長さｄを長くすることにより、近接効果の影響を低減でき、第１バスバ３１０の他面３１０ｂおよび第２バスバ３２０の一面３２０ａの電流密度が低下することを抑制できる。したがって、本実施形態の電流センサ１によれば、隙間長さｄを長くするほどバスバ３０のＸ軸方向に沿った電流密度の変化を小さくできる。このため、本実施形態の電流センサ１では、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれに関するロバスト性を向上できる。

具体的には、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係は、図５に示されるようになる。また、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれ量と隙間長さｄとの関係は、図６に示されるようになる。

なお、本実施形態における振幅比とは、バスバ３０に直流電流を流した場合に構成される信号磁界を基準の値とし、当該直流電流と最大電流が等しい交流電流を流した場合に構成される信号磁界と基準の値との比のことである。Ｘ軸方向の位置ずれ量とは、バスバ３０の中心と対向する部分を基準（以下では、単に基準ともいう）とし、センサ部４０がＸ軸方向にずれて配置された場合の基準からの長さのことである。なお、バスバ３０の中心と対向する基準とは、Ｘ軸方向の位置ずれ量が０となる位置である。また、図５では、バスバ３０のうちの幅狭部３１ａの幅を８ｍｍとしている。

そして、本実施形態のような電流センサ１が車両に搭載される場合、電流センサ１は、現状の要望において、振幅比が９５．５～１００．５％の範囲とされることが期待されている。以下では、振幅比が１００％となるセンサ部４０のＸ軸方向の位置ずれ量を最適位置ともいう。また、振幅比が９５．５～１００．５％の範囲となるセンサ部４０のＸ軸方向の位置ずれ量を最適範囲ともいう。そして、図６では、振幅比が１００％となるセンサ部４０のＸ軸方向の位置ずれ量（すなわち、最適位置）をプロットとして示している。また、図６では、振幅比が９５．５～１００．５％の範囲となるセンサ部４０のＸ軸方向の位置ずれ量（すなわち、最適範囲）を矢印で示している。

図５および図６に示されるように、本実施形態の電流センサ１では、振幅比は、隙間長さｄが長くなるほどセンサ部４０がＸ軸方向に位置ずれした際の変化の仕方が小さくなることが確認される。そして、センサ部４０の最適位置は、隙間長さｄが長くなるほど基準側となり、センサ部４０の最適範囲は、隙間長さｄが長くなるほど広くなることが確認される。

例えば、本実施形態の電流センサ１では、隙間長さｄを１ｍｍとする場合、振幅比が９５．５～１００．５％となるようにするためには、センサ部４０を基準からＸ軸方向に２．０～２．４ｍｍだけずれた位置に配置すればよい。このため、本実施形態の電流センサ１によれば、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれに関するロバスト性を向上できる。なお、上記のように、振幅比は、隙間長さｄが変化することによって変化する。したがって、バスバ３０は、締結部３２をかしめや溶接等によって固定することにより、隙間長さｄが狙い値から変動し難くなるようにすることが好ましい。

以上説明した本実施形態によれば、バスバ３０は、隙間ｇが構成されるように第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とが積層されて構成されている。このため、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれに関するロバスト性を向上できる。

（１）本実施形態では、バスバ３０の被覆部３１には、切欠部３３が形成されることにより、締結部３２より幅が短くされた幅狭部３１ａが構成されている。このため、幅狭部３１ａが形成されていない場合と比較して、幅狭部３１ａの中心を流れる電流密度が低下することを抑制できる。

（２）本実施形態では、バスバ３０は、第１バスバ３１０および第２バスバ３２０が幅方向における一端部にて繋がっており、１枚の平板を用いて構成される。このため、部材点数の削減を図ることができる。

（３）本実施形態では、平板が積層されて第１シールド部７１および第２シールド部７２が構成されている。このため、一枚の平板で本実施形態と同じ厚さの第１シールド部７１および第２シールド部７２を構成した場合と比較して、渦電流が流れ難くなり、渦電流損を低減できる。

（第１実施形態の変形例）
上記第１実施形態の変形例について説明する。上記第１実施形態において、バスバ３０は、締結部３２において、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とが当接した状態となっていてもよい。例えば、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とは、締結部３２において、溶接やカシメ等によって当接した状態となっていてもよい。これによれば、締結部３２では、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とが当接することで１つの導体と捉えることができるため、抵抗が増加して発熱が増加することを抑制できる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、第１バスバ３１０に突起部を形成したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態では、図７および図８に示されるように、第１バスバ３１０の幅狭部３１ａに、一面３１０ａ側に突出する突起部３１１が形成されている。つまり、第１バスバ３１０には、第２バスバ３２０と反対側に突出する突起部３１１が形成されている。このため、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０との間には、突起部３１１により、空間Ｓが構成されている。なお、空間Ｓは、隙間ｇが広げられて構成された部分であり、隙間長さｄが長くなる部分であるともいえる。また、図８は、図３に対応する断面図であり、理解を容易にするため、バスバ３０、第１シールド部７１、および第２シールド部７２の位置関係のみを示している。

本実施形態の突起部３１１は、Ｘ軸方向から視た平面視において、矩形とされた矩形部と、矩形部の両端に配置された円弧部とを有する形状とされている。また、本実施形態の突起部３１１は、幅方向の中心が幅狭部３１ａの幅方向の中心と一致すると共に、長手方向の中心が幅狭部３１ａにおける長手方向の中心と一致するように形成されている。そして、突起部３１１は、電流の流れ方向に沿った断面（すなわち、図８）において、例えば、半径が板厚（すなわち、１．６ｍｍ）とされる。また、突起部３１１は、例えば、幅方向の長さが幅狭部３１ａの幅方向の長さの１／２以上とされる。なお、このような突起部３１１は、例えば、プレス加工等によって形成される。

以上説明した本実施形態によれば、隙間ｇが構成されるように第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とが積層されてバスバ３０が構成されているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（１）本実施形態では、第１バスバ３１０に突起部３１１を形成している。このため、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれに関するロバスト性をさらに向上できる。

すなわち、第１バスバ３１０に突起部３１１を形成することにより、バスバ３０の幅方向における内縁部に端部となる部分を増加でき、表皮効果によって幅方向の中心における電流密度が低くなることをさらに抑制できる。また、第１バスバ３１０に突起部３１１を形成することによって空間Ｓが構成されるため、近接効果をさらに低減できる。このため、本実施形態の電流センサ１によれば、バスバ３０の幅方向における電流密度の変化をさらに小さくでき、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれに関するロバスト性をさらに向上できる。

具体的には、本実施形態の電流センサ１を上記第１実施形態で説明した図５および図６と比較すると、図９および図１０に示されるように、同じ隙間長さｄである場合、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれ量に対して振幅比の変化を大幅に低減できることが確認される。例えば、隙間長さｄを１ｍｍとした場合、本実施形態の電流センサ１では、振幅比が９９．５～１００．５％となるようにするためには、センサ部４０をＸ軸方向に基準から０～６ｍｍだけずれた位置に配置すればよい。したがって、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれに関するロバスト性をさらに向上できる。なお、図９および図１０は、幅狭部３１ａの幅を８ｍｍとし、突起部３１１の半径を板厚（すなわち、１．６ｍｍ）とした場合の結果である。

また、本実施形態のような電流センサ１は、以下の要件も振幅比等に影響する。このため、電流センサ１は、使用される条件（例えば、交流電流の最大値）や要求される条件等に応じて以下の要件も調整されることが好ましい。

具体的には、図１１および図１２に示されるように、センサ部４０の最適位置は、幅狭部３１ａの幅が長くなるほど大きくなることが確認される。そして、センサ部４０の最適範囲は、幅狭部３１ａの幅が短くなるほど長くなることが確認される。例えば、幅狭部３１ａの幅が７ｍｍである場合、センサ部４０の最適位置は、基準からのＸ軸方向のずれ量が３ｍｍとなる。そして、センサ部４０の最適範囲は、基準からのＸ軸方向のずれ量が０～５ｍｍ程度となる。なお、図１１および図１２は、隙間長さｄを０．１ｍｍとした場合の結果である。

さらに、図７に示されるように、幅狭部３１ａにおけるＹ軸方向に沿った長さを幅狭部長さＬ１とし、突起部３１１におけるＹ軸方向に沿った長さを突起部長さＬ２とする。この場合、突起部長さＬ２を一定として幅狭部長さＬ１を変化させた場合、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係は、図１３および図１４のように示される。なお、図１３および図１４は、幅狭部３１ａの幅を８ｍｍとし、突起部長さＬ２を１０ｍｍとし、隙間長さｄを０．１ｍｍとした場合の結果である。

図１３および図１４に示されるように、幅狭部長さＬ１を長くすると、幅狭部３１ａでは長手方向の中心で電流密度が均一化し易くなる。このため、幅狭部長さＬ１を長くすると、センサ部４０の最適位置が基準側に移動すると共に、センサ部４０の最適範囲も広くなることが確認される。但し、本実施形態の電流センサ１では、幅狭部長さＬ１が２０ｍｍ以上となると最適位置がほぼ変化しないため、幅狭部長さＬ１は、２０ｍｍ以上とされることが好ましい。

また、突起部長さＬ２を一定として幅狭部長さＬ１を変化させた場合、センサ部４０のＹ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係は、図１５および図１６に示されるようになる。なお、図１５および図１６は、幅狭部３１ａの幅を８ｍｍとし、突起部長さＬ２を１０ｍｍとし、隙間長さｄを０．１ｍｍとした場合の結果である。

図１５および図１６に示されるように、振幅比が１００％となるセンサ部４０のＹ軸方向の位置ずれ量は、幅狭部長さＬ１を変化させてもほとんど変化しないことが確認される。但し、振幅比は、幅狭部３１ａのＹ軸方向の中心からＹ軸方向に離れるほど電流密度が均一化し難いため、Ｙ軸方向の位置ずれ量が大きくなるほど変化が大きくなり易い。このため、センサ部４０は、幅狭部３１ａのＹ軸方向における中心と対向するように配置されることが好ましい。

また、幅狭部長さＬ１を一定とした場合、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係は、図１７および図１８に示されるようになる。なお、図１７および図１８は、幅狭部３１ａの幅を８ｍｍとし、幅狭部長さＬ１を２０ｍｍとし、隙間長さｄを０．１ｍｍとした場合の結果である。図１７および図１８に示されるように、突起部長さＬ２を長くするほど最適範囲を広くできるが、最適位置にはほとんど影響しないことが確認される。

また、幅狭部長さＬ１を一定とした場合、センサ部４０のＹ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係は、図１９および図２０に示されるようになる。なお、図１９および図２０は、幅狭部３１ａの幅を８ｍｍとし、幅狭部長さＬ１を２０ｍｍとし、隙間長さｄを０．１ｍｍとした場合の結果である。図１９および図２０に示されるように、突起部長さＬ２は、最適位置にはほとんど影響せず、最適範囲にもほとんど影響しないことが確認される。

そして、上記のような電流センサ１では、幅狭部３１ａの幅を短くした場合、交流電流が流れる断面積が小さくなるため、発熱が大きくなり易い。この場合、センサ筐体１０に発生する熱応力が配線基板５０等に伝搬されることにより、検出精度が低下する可能性がある。このため、電流センサ１は、使用される条件（例えば、交流電流の最大値）や要求される条件等に応じ、バスバ３０の幅狭部３１ａの幅、隙間長さｄ、突起部３１１の形状等が調整されることが好ましい。

（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の変形例について説明する。上記第２実施形態において、図２１に示されるように、第１バスバ３１０に突起部３１１を形成せず、第２バスバ３２０に他面３２０ｂ側に突出する突起部３２１を形成するようにしてもよい。なお、図２１は、図３に対応する断面図であり、理解を容易にするため、バスバ３０、第１シールド部７１、および第２シールド部７２の位置関係のみを示している。

この場合、図２２および図２３に示されるように、最適位置は、幅狭部３１ａの幅が長くなるほど、基準からＸ軸方向に離れた位置となることが確認される。そして、最適範囲は、幅狭部３１ａの幅が短くなるほど長くなることが確認される。なお、図２２および図２３は、隙間長さｄを０．１ｍｍとした場合の結果である。また、図２２および図２３と上記第２実施形態で説明した図１１および図１２と比較すると、第１バスバ３１０に突起部３１１を形成した場合の方が最適範囲を広くできることが確認される。このため、突起部は、第２バスバ３２０に形成されることで空間Ｓを構成できるが、第１バスバ３１０に形成された方が最適範囲を広くできるために好ましい。

また、上記第２実施形態において、突起部３１１の形状は適宜変更可能である。例えば、突起部３１１は、Ｘ軸方向から視た平面視において、三角形状、矩形状、台形状、および弓形形状のいずれかとされていてもよいし、他の形状とされていてもよい。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対し、第１バスバ３１０および第２バスバ３２０に突起部を形成したものである。その他に関しては、第２実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態の電流センサ１では、図２４に示されるように、第１バスバ３１０に突起部３１１が形成されていると共に、第２バスバ３２０に突起部３２１が形成されている。なお、図２４は、図３に対応する断面図であり、理解を容易にするため、バスバ３０、第１シールド部７１、および第２シールド部７２の位置関係のみを示している。

具体的には、第２バスバ３２０は、第１バスバ３１０の突起部３１１と対向する部分に、第１バスバ３１０側と反対側に突出する突起部３１１が形成されている。なお、本実施形態では、第１バスバ３１０に形成される突起部３１１と第２バスバ３２０に形成される突起部３１１とが同じ形状とされている。

以上説明した本実施形態によれば、隙間ｇが構成されるように第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とが積層されてバスバ３０が構成されているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（１）本実施形態では、第１バスバ３１０に突起部３１１が形成されていると共に第２バスバ３２０に突起部３２１が形成されているため、空間Ｓを大きくでき、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれに関するロバスト性をさらに向上できる。

具体的には、本実施形態の電流センサ１では、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれ量と振幅比との関係が図２５および図２６に示されるようになる。なお、図２５および図２６は、隙間長さｄを０．１ｍｍとした場合の結果である。

図２５および図２６に示されるように、幅狭部３１ａの幅が８ｍｍ以上の場合には、上記第２実施形態で説明した図１１および図１２と比較すると、最適範囲を広くできることが確認される。したがって、本実施形態の電流センサ１では、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれに関するロバスト性をさらに向上できる。

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対し、第１バスバ３１０および第２バスバ３２０に段落とし部を形成したものである。その他に関しては、第２実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態のバスバ３０は、図２７に示されるように、幅狭部３１ａにおいて、第１バスバ３１０に全体が折り曲げられた段落とし部３１２が形成されることにより、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０との間に空間Ｓが構成されている。

以上説明した本実施形態によれば、隙間ｇが構成されるように第１バスバ３１０と第２バスバ３２０とが積層されてバスバ３０が構成されているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（１）本実施形態では、第１バスバ３１０に段落とし部３１２が形成されている。このため、第１バスバ３１０と第２バスバ３２０との間に空間Ｓが構成され、上記第２実施形態と同様に、センサ部４０のＸ軸方向の位置ずれに関するロバスト性をさらに向上できる。

（第４実施形態の変形例）
上記第４実施形態の変形例について説明する。上記第４実施形態において、第１バスバ３１０に段落とし部３１２を形成せず、第２バスバ３２０に他面３２０ｂ側に段落とし部を形成するようにしてもよい。また、第１バスバ３１０に段落とし部３１２を形成すると共に、第２バスバ３２０に段落とし部を形成するようにしてもよい。

（他の実施形態）
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

例えば、上記各実施形態において、第２シールド部７２に形成される壁部７２ｂの代わりに、第１シールド部７１のＸ軸方向における両端部に、第２シールド部７２側に延設される壁部を備えるようにしてもよい。また、上記各実施形態において、第１シールド部７１および第２シールド部７２のそれぞれに、壁部を備えるようにしてもよい。さらに、第１シールド部７１および第２シールド部７２は、１枚の平板で構成されていてもよい。

また、上記各実施形態において、バスバ３０は、被覆部３１に幅狭部３１ａが構成されていなくてもよく、被覆部３１の幅と締結部３２の幅とが等しくされていてもよい。

さらに、上記各実施形態において、第１バスバ３１０および第２バスバ３２０は、別々の銅板が積層されて構成されていてもよい。なお、第１バスバ３１０および第２バスバ３２０を別々の銅板とする場合、２枚の異なる銅板を用いるようにしてもよいし、１枚の銅板を折り曲げた後に切り離すようにしてもよい。第１バスバ３１０および第２バスバ３２０を２枚の異なる銅板で構成する場合には、折り曲げる工程等を行わなくてもよいため、製造工程の簡略化を図ることができる。

そして、上記各実施形態において、電流センサ１は、１つの第１電流センサ１ｃのみで構成されていてもよい。

上記各実施形態を組み合わせることもできる。例えば、上記第４実施形態を上記第２、３実施形態に組み合わせ、第１バスバ３１０に段落とし部３１２を形成するようにしてもよい。この場合、第１バスバ３１０の突起部３１１は、段落とし部３１２に形成される。

１０ センサ筐体
３０ バスバ
３１ 被覆部
３２ 締結部
４０ センサ部
３１０ 第１バスバ
３２０ 第２バスバ

Claims (9)

1. バスバ（３０）に流れる交流電流を検出する電流センサであって、
   一方向を長手方向とし、前記長手方向に沿って前記交流電流が流れる前記バスバと、
   前記バスバに流れる交流電流に応じて発生する磁界に基づいた検出信号を出力するセンサ部（４０）と、
   前記バスバおよび前記センサ部が配置されるセンサ筐体（１０）と、を備え、
   前記バスバは、前記バスバと前記センサ部との配列方向に沿って第１バスバ（３１０）と第２バスバ（３２０）とが積層されて構成され、前記センサ筐体に被覆された被覆部（３１）と、前記センサ筐体から露出する締結部（３２）と、を有し、
   前記第１バスバおよび前記第２バスバは、前記被覆部において、前記第１バスバと前記第２バスバとの間に隙間（ｇ）が構成される状態で配置されている電流センサ。
2. 前記バスバは、前記長手方向および前記配列方向と交差する幅方向の長さを幅とすると、前記被覆部に、幅が前記締結部の幅より狭くされた幅狭部（３１ａ）を有し、
   前記センサ部は、前記幅狭部上に配置されている請求項１に記載の電流センサ。
3. 前記第１バスバおよび前記第２バスバは、前記締結部にて繋がっている請求項１または２に記載の電流センサ。
4. 前記第１バスバおよび前記第２バスバは、別々の平板で構成されている請求項１または２に記載の電流センサ。
5. 前記第１バスバおよび前記第２バスバは、前記締結部において、対向する部分が当接している請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電流センサ。
6. 前記第１バスバおよび前記第２バスバの少なくとも一方は、前記被覆部において、他方のバスバ側と反対側に突出する突起部（３１１、３２１）が形成されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電流センサ。
7. 前記第１バスバおよび前記第２バスバは、前記第１バスバが前記センサ部と対向しており、
   前記突起部は、少なくとも前記第１バスバに形成されている請求項６に記載の電流センサ。
8. 前記第１バスバおよび前記第２バスバの少なくとも一方は、前記被覆部において、他方のバスバ側と反対側に折り曲げられた段落とし部（３１２）が形成されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電流センサ。
9. 前記第１バスバおよび前記第２バスバは、前記第１バスバが前記センサ部と対向しており、
   前記段落とし部は、少なくとも前記第１バスバに形成されている請求項８に記載の電流センサ。

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