JP2022091549A - 電流センサ - Google Patents

Abstract

【課題】検出精度の向上を図ることの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て長手方向に電流が流れる平板状とされたバスバー３０と、バスバー３０に流れる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、バスバー３０およびセンサ部４０が対向する状態で配置されるセンサ筐体１０と、センサ筐体１０より透磁率の高い材料で構成され、センサ部４０およびバスバー４０を挟んだ状態でセンサ筐体１０に配置される一対の第１シールド部７１および第２シールド部７２とを備える。そして、第１シールド部７１および第２シールド部７２の少なくとも一方には、センサ部４０と対向する部分に、バスバー３０の面方向に対する法線方向に対して傾斜する傾斜部７１ｂが構成されるようにする。【選択図】図３

Description

本発明は、バスバーに流れる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、バスバー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、電流を流すバスバー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、バスバーおよびセンサ部は、互いに対向するように配置されている。また、センサ筐体には、バスバーとセンサ部とを挟むように、一対のシールド部が備えられている。

このような電流センサでは、バスバーに電流が流れると当該バスバーの周りに電流に応じた信号磁界が構成され、センサ部から信号磁界に応じた検出信号が出力される。このため、検出信号に基づいてバスバーに流れる電流が検出される。

特開２０１９－１６４０８１号公報

このような電流センサでは、検出精度の向上を図ることが望まれている。

本発明は上記点に鑑み、検出精度の向上を図ることの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、バスバー（３０）に流れる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て長手方向に電流が流れる平板状とされたバスバーと、バスバーに流れる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、バスバーおよびセンサ部が対向する状態で配置されるセンサ筐体（１０）と、センサ筐体より透磁率の高い材料で構成され、センサ部およびバスバーを挟んだ状態でセンサ筐体に配置される一対の第１シールド部（７１）および第２シールド部（７２）と、を備え、第１シールド部および第２シールド部の少なくとも一方は、センサ部と対向する部分に、バスバーの面方向に対する法線方向に対して傾斜する傾斜部（７１ｂ）が構成されている。

これによれば、第１シールド部および第２シールド部の少なくとも一方には、センサ部と対向する部分に傾斜部が形成されている。このため、傾斜部が形成されているシールド部側からセンサ部に向かう方向に沿った電磁ノイズが傾斜部に沿って誘導され易くなり、当該方向に沿った電磁ノイズがセンサ部に達することを抑制できる。また、センサ部は、バスバーに流れる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ものであり、当該磁界の接線方向と感受面の法線方向とが一致するように配置される。したがって、センサ部の組付け誤差が発生し、感受面の法線方向がずれたとしても、センサ部に電磁ノイズが達することが抑制されるため、検出精度が低下することを抑制できる。

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実施形態における電流センサの分解斜視図である。 図１中のIII－III線に沿った断面図である。 バスバーの斜視図である。 図２中のV－V線に沿った断面図である。 バスバーに交流電流を流した際の周波数と振幅比との関係を示す図である。 バスバーに交流電流を流した際の周波数と位相遅れとの関係を示す図である。 第１実施形態の変形例における電流センサの断面図である。 第２実施形態における電流センサの断面図である。 第３実施形態におけるバスバーの斜視図である。 図１０中のXI－XI線に沿った断面図である。 第１実施形態のバスバー回りに発生する信号磁界とセンサ部との位置関係を示す図である。 第３実施形態のバスバー回りに発生する信号磁界とセンサ部との位置関係を示す図である。 溝深さを０．２ｍｍとした際の感受面方向のずれ量と信号磁界との関係を示す図である。 溝幅を０．２ｍｍとした際の感受面方向のずれ量と信号磁界との関係を示す図である。 第３実施形態の変形例におけるバスバーの断面図である。 溝深さを０．２ｍｍとした際の感受面方向のずれ量と信号磁界との関係を示す図である。 溝幅を０．２ｍｍとした際の感受面方向のずれ量と信号磁界との関係を示す図である。 第３実施形態の変形例におけるバスバーの断面図である。 溝深さを０．２ｍｍとした際の感受面方向のずれ量と信号磁界との関係を示す図である。 溝幅を０．２ｍｍとした際の感受面方向のずれ量と信号磁界との関係を示す図である。 第４実施形態におけるバスバーの斜視図である。 第５実施形態における第１シールド部の磁束密度を示す図である。 比較例における第１シールド部の磁束密度を示す図である。 変形例における第１シールド部の磁束密度を示す図である。 バスバーに流れる電流と直線性誤差との関係を示す図である。

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電流を検出するのに利用されると好適である。また、本実施形態の電流センサは、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に適用されると好適である。

電流センサは、図１～図３に示されるように、センサ筐体１０、接続端子２０、バスバー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１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。

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。

バスバー３０は、銅等の導体部材で構成され、一方向を長手方向とする平板状とされている。そして、バスバー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ー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、バスバー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。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。そして、締結部３２には、被取付部材に取り付けられるための締結孔３２０が形成されている。

被覆部３１には、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３１０が構成されている。本実施形態では、切欠部３１１によって幅が徐々に短くなるテーパ部３１２が構成されることにより、被覆部３１に幅狭部３１０が構成されている。

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側の位置からテーパ部３１２が形成されている例を示しているが、テーパ部３１２は、被覆部３１と締結部３２との境界部から形成されていてもよい。また、バスバー３０のうちのＸＹ平面と交差する面を側面とすると、図４ではテーパ部３１２を構成するバスバー３０の側面が平面状とされている例を示しているが、テーパ部３１２を構成するバスバー３０の側面は、曲面状とされていてもよい。さらに、図４では切欠部３１１を形成してテーパ部３１２を構成しているが、切欠部３１１は、テーパ部３１２を構成しないように形成されていてもよい。つまり、切欠部３１１は、当該切欠部３１１を構成する側面がＸ軸方向と平行（すなわち、バスバー３０の長手方向と直交）となるように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。本実施形態では、センサ部４０がＹ軸方向に沿って２つ備えられている。そして、配線基板５０と接続される外部回路は、各センサ部４０から出力される検出信号に基づいて故障判定等も行う。

また、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がバスバー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、バスバー３０の幅狭部３１０のうちの幅方向における中心とセンサ部４０とが対向するように第１収容凹部１０１に配置される。なお、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パーマロイや電磁鋼板等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、図５に示されるように、第１～第５平板７０１～７０５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。

本実施形態では、次のように第１～第５平板７０１～７０５が一体化されている。すなわち、積層方向における最外層を構成する第１平板７０１には、貫通孔７０１ａが形成されている。そして、第２平板７０２は、第１平板７０１に形成された貫通孔７０１ａに圧入されることで第１平板７０１と一体化されている。また、第２平板７０２には、圧入された部分に凹部７０２ａが構成されている。第３平板７０３は、第２平板７０２に構成された凹部７０２ｂに圧入されることで第２平板７０２と一体化されている。また、第３平板７０３には、圧入された部分に凹部７０３ａが構成されている。第４平板７０４は、第３平板７０３に構成された凹部７０３ａに圧入されることで第３平板７０３と一体化されている。また、第４平板７０４は、圧入された部分に凹部７０４ａが構成されている。第５平板７０５は、第４平板７０４に構成された凹部７０４ａに圧入されることで第４平板７０４と一体化されている。また、第５平板７０５は、圧入された部分に凹部７０５ａが構成されている。

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、このようにして第２～第５平板７０２～７０５が圧入されることで構成される圧入部７１０によって第１～第５平板７０１～７０５が一体化されている。つまり、第１シールド部７１および第２シールド部７２は、第２～第５平板７０２～７０５が貫通孔７０１ａに基づく部分（すなわち、貫通孔７０１ａおよび各凹部７０２ａ～７０５ａ）に圧入された圧入部７１０によって一体化されている。また、本実施形態では、全体として、圧入部７１０における第５平板７０５側に凹部７１０ａが形成されるように、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。つまり、第１平板７０１の貫通孔７０１ａにおける第２平板７０２が圧入されていない部分の深さは、第５平板７０５に構成される凹部７０５ａの深さよりも浅くなっている。

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。また、第１シールド部７１は、Ｘ軸方向における内縁側にＸＹ平面に対する法線方向に対して傾斜した傾斜部７１ｂが構成され、Ｘ軸方向における両端側がＸＹ平面と平行な平板部７１ｃとされている。本実施形態では、傾斜部７１ｂは、第１平板７０１側に折り曲げられて構成された平面状とされ、プレス成型等によって構成されている。また、傾斜部７１ｂは、第１シールド部７１のうちのＸ軸方向における中心を基準として対称に形成されている。

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。なお、本実施形態の壁部７２ｂは、第５平板７０５側に折り曲げられて構成されている。

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ー３０における幅狭部３１０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およびバスバー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、図３に示されるように、第１シールド部７１は、シールド用支持部１０５上に配置されている。また、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。

この場合、第１シールド部７１は、平板部７１ｃがバスバー３０の面方向と平行となり、センサ部４０と対向する部分の少なくとも一部に傾斜部７１ｂが位置するように配置される。つまり、第１シールド部７１の傾斜部７１ｂは、第１シールド部７１のうちのセンサ部４０と対向する部分に形成される。言い換えると、第１シールド部７１は、センサ部４０と対向する部分に、バスバー３０の面方向に対する法線方向（すなわち、Ｚ軸方向）に対して傾斜した傾斜部７１ｂを有する構成とされている。本実施形態では、第１シールド部７１は、センサ部４０のＸ軸方向における中心と対向する部分を基準として傾斜部７１ｂが対称に形成されている。言い換えると、傾斜部７１ｂは、センサ部４０の中心を通り、Ｚ軸方向に延びる仮想線Ｋに対して対称に形成されている。

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。

そして、第１シールド部７１および第２シールド部７２は、上記のように配置されるため、それぞれの第５平板７０５が対向するように配置される。このため、第１シールド部７１および第２シールド部７２は、全体として圧入部７１０による凹部７１０ａ側が構成される側の面が対向するように配置されている。

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の構成である。このような電流センサでは、バスバー３０に電流が流れることにより、アンペールの法則によってバスバー３０の周りに円環状の信号磁界が発生する。本実施形態では、バスバー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、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、バスバー３０に流れる電流が検出される。

この場合、本実施形態では、センサ部４０が第１シールド部７１および第２シールド部７２の間に配置されている。そして、第１シールド部７１および第２シールド部７２は、平板状とされているため、面方向に沿った方向の透磁率が高くなる。このため、第１シールド部７１および第２シールド部７２は、図３に示されるように、面方向に沿って電磁ノイズＮを誘導し易くなる。したがって、第１シールド部７１に傾斜部７１ｂが形成されておらず、第１シールド部７１が全体としてＸＹ平面と平行とされている場合には、Ｚ軸方向に沿った電磁ノイズがセンサ部４０に到達し易くなる。

ところで、このような電流センサでは、センサ部４０の配線基板５０への組付け誤差や、配線基板５０の第１収容凹部１０１への組付け誤差等により、センサ部４０の感受面がＹＺ平面に対してずれてしまうことがある。この場合、このような電流センサでは、Ｚ軸方向に沿った電磁ノイズＮがセンサ部４０に達してしまうと、電磁ノイズＮによって検出精度が低下する可能性がある。

したがって、本実施形態の電流センサでは、第１シールド部７１のうちのセンサ部４０と対向する部分に傾斜部７１ｂが形成されている。このため、第１シールド部７１側からセンサ部４０に向かうＺ軸方向に沿った電磁ノイズＮが印加された際、図３に示されるように、電磁ノイズＮは、傾斜部７１ｂに沿って誘導され易くなり、電磁ノイズＮがセンサ部４０に達することを抑制できる。これにより、本実施形態の電流センサでは、センサ部４０の組付け誤差が発生したとしても、電磁ノイズＮによって検出精度が低下することを抑制できる。

以上説明した本実施形態によれば、第１シールド部７１には、センサ部４０と対向する部分に傾斜部７１ｂが形成されている。このため、第１シールド部７１側からセンサ部４０に向かうＺ軸方向に沿った電磁ノイズＮが傾斜部７１ｂに沿って誘導され易くなり、電磁ノイズＮによって検出精度が低下することを抑制できる。

（１）本実施形態では、第１シールド部７１は、傾斜部７１ｂが仮想線Ｋに対して対称となる状態で配置されている。このため、第１シールド部７１とセンサ部４０との位置ずれが発生したとしても、第１シールド部７１のうちのセンサ部４０と対向する部分に傾斜部７１ｂが構成された状態となり易い。したがって、第１シールド部７１とセンサ部４０との位置ずれによって検出精度が低下することを抑制できる。

（２）本実施形態では、バスバー３０の被覆部３１には、切欠部３１１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３１０が構成されている。このため、バスバー３０に電流としての直流電流が流れる場合には、幅狭部３１０を流れる電流密度を高くでき、センサ部４０を通過する信号磁界を大きくできる。したがって、検出精度の向上を図ることができる。

また、バスバー３０に電流としての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ー３０の端部に集中し易い。このため、被覆部３１の幅が締結部３２の幅と等しくされている場合、被覆部３１の幅方向における中心を流れる電流密度が小さくなり易く、センサ部４０を通過する信号磁界が小さくなることで検出精度が低下し易い。

これに対し、本実施形態では、被覆部３１に幅狭部３１０が形成されている。このため、幅狭部３１０では、幅方向の中心を流れる電流密度が低下することを抑制できる。したがって、検出精度が低下することを抑制できる。

具体的には、図６に示されるように、バスバー３０に交流電流が流れる場合、切欠部３１１が形成されることにより、振幅比が小さくなることを抑制できることが確認される。また、図７に示されるように、バスバー３０に交流電流が流れる場合、切欠部３１１が形成されることにより、位相遅れを小さくできることが確認される。なお、図６における振幅比とは、バスバー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圧が等しい交流電圧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。また、図６および図７における切欠部なしとは、バスバー３０に幅狭部３１０が形成されておらず、被覆部３１の幅と締結部３２の幅とが等しくされている電流センサのことである。

（３）本実施形態では、第１シールド部７１および第２シールド部７２が第１～第５平板７０１～７０５が積層されて構成されている。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。

（４）本実施形態では、第１シールド部７１および第２シールド部７２は、全体として圧入部７１０による凹部７１０ａ側が構成される側の面が対向するように配置されている。このため、凹部７１０ａが構成されている部分では、第１シールド部７１と第２シールド部７２との間隔を長くでき、磁気抵抗が高くなる。したがって、第１シールド部７１と第２シールド部７２との間での磁気交換作用を低減でき、第１シールド部７１および第２シールド部７２が磁気飽和し易くなることを抑制できる。

（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、第１シールド部７１に加え、第２シールド部７２にも傾斜部７１ｂを備えるようにしてもよい。これによれば、Ｚ軸方向に沿った電磁ノイズＮがセンサ部４０に達することをさらに抑制できる。また、上記第１実施形態において、傾斜部７１ｂは、第２シールド部７２のみに備えられていてもよい。

さらに、上記第１実施形態について、図８に示されるように、第１シールド部７１は、センサ部４０と対向する部分の全体が傾斜部７１ｂとされていてもよい。これによれば、第１シールド部７１側からセンサ部４０に向かうＺ軸方向に沿った電磁ノイズＮが傾斜部７１ｂに沿ってさらに誘導され易くなる。

（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、蓋部８０に押圧部８２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。

本実施形態の電流センサでは、図９に示されるように、蓋部８０の内面８０ａに押圧部８２が形成されている。なお、蓋部８０の内面８０ａとは、蓋部８０のうちの基部１００の一面１００ａ側の面のことである。

本実施形態の押圧部８２は、例えば、蓋部８０と一体的に成形された樹脂製のバネ部で構成されている。また、押圧部８２は、複数備えられ、蓋部８０の内面８０ａのうちの第１シールド部７１と対向する部分の中心を基準として対称に備えられている。

そして、蓋部８０は、押圧部８２が第１シールド部７１を押圧するように、センサ筐体１０と一体化されている。

以上説明した本実施形態によれば、第１シールド部７１に傾斜部７１ｂ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、蓋部８０は、押圧部８２が形成され、押圧部８２が第１シールド部７１を押圧する状態で配置されている。このため、センサ筐体１０からの熱応力や振動等に起因して第１シールド部７１を構成する第１～第５平板７０１～７０５の間に隙間が形成されることを抑制でき、第１シールド部７１が発揮するシールド効果が低減することを抑制できる。

（２）本実施形態では、押圧部８２は、複数形成され、内面８０ａのうちの第１シールド部７１と対向する部分の中心を基準として対称に備えられている。このため、第１シールド部７１をＺ軸方向に沿って均等に押圧でき、第１シールド部７１が傾くことを抑制できる。

（第２実施形態の変形例）
上記第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、押圧部８２は、蓋部８０と別部材で構成され、蓋部８０に接着剤等を介して取り付けられたバネ部で構成されていてもよい。また、上記第２実施形態において、第２収容凹部１１１を閉塞する蓋部を備え、当該蓋部に第２シールド部７２を押圧する押圧部を備えるようにしてもよい。

（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１実施形態に対し、バスバー３０に溝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。なお、本実施形態の電流センサは、特に、バスバー３０に直流電流が流れるものに適用されると好適である。

本実施形態の電流センサでは、図１０および図１１に示されるように、バスバー３０のうちの被覆部３１に、溝部３１３が形成されている。具体的には、溝部３１３は、被覆部３１における幅方向の中心において、Ｙ軸方向に沿って形成されている。また、本実施形態の溝部３１３は、電流の流れ方向を法線方向とする断面形状が略Ｖ字状とされている。なお、このような溝部３１３は、例えば、プレス成型等によって形成される。そして、センサ部４０は、溝部３１３が形成される部分と対向するように配置されている。

以上説明した本実施形態によれば、第１シールド部７１に傾斜部７１ｂ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、バスバー３０の被覆部３１に溝部３１３が形成されている。そして、センサ部４０は、溝部３１３が形成される部分と対向するように配置されている。このため、位置ずれの許容範囲を広くでき、検出精度が低下することを抑制できる。

すなわち、上記第１実施形態のような電流センサでは、バスバー３０に直流電流が流れることによってバスバー３０の周りに信号磁界が発生する。この場合、図１２Ａに示されるように、センサ部４０がバスバー３０の幅方向における中心と対向するように配置されることにより、信号磁界Ｔの接線とセンサ部４０の感受面に対する法線方向が一致するため、センサ部４０からの出力を最大とできる。

しかしながら、センサ部４０がバスバー３０の幅方向（すなわち、Ｘ軸方向）にずれて配置されると、信号磁界Ｔの接線と感受面の法線方向とが一致せず、センサ部４０からの出力が低下する。この場合、信号磁界Ｔの接線と感受面の法線方向との成す角度が大きくなるほど、センサ部４０からの出力が低下する。

これに対し、本実施形態では、バスバー３０の幅方向の中心に溝部３１３が形成されている。この場合、溝部３１３が形成されている部分では、電流経路が狭くなって電流が流れ難くなるため、図１２Ｂに示されるように、バスバー３０の幅方向における中心上の信号磁界Ｔが低下する。具体的には、バスバー３０の溝部３１３が形成される側の信号磁界Ｔは、バスバー３０の面方向に対して略平行となる。

したがって、本実施形態の電流センサでは、センサ部４０がバスバー３０の幅方向にずれたとしても、信号磁界Ｔの接線とセンサ部４０の感受面に対する法線方向との成す角度が変化し難くなるため、出力が変化し難くなる。ここで、図１１に示されるように、溝部３１３における開口部の幅を溝幅ｗとし、溝部３１３における開口部から底部までの深さを溝深さｈとする。また、バスバー３０の幅方向における中心上の位置を基準（すなわち、感受面方向のずれ量が０）とし、センサ部４０のＸ軸方向のずれ量を感受面方向のずれ量とする。この場合、図１３Ａおよび図１３Ｂに示されるように、溝部３１３を形成することにより、感受面方向のずれ量に対して信号磁界Ｔが一定となる部分を増加できることが確認される。詳しくは、図１３Ａに示されるように、溝深さｈが一定である場合には、溝幅ｗを広げるほど、感受面方向のずれ量に対して信号磁界Ｔが一定となる部分が増加することが確認される。また、図１３Ｂに示されるように、溝幅ｗが一定である場合には、溝深さｈを深くするほど、感受面方向のずれ量に対して信号磁界Ｔが一定となる部分が増加す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では、位置ずれの許容範囲を広くでき、位置ずれが発生したとしても検出精度が低下することを抑制できる。

（第３実施形態の変形例）
上記第３実施形態の変形例について説明する。上記第３実施形態において、溝部３１３は、図１４に示されるように、電流の流れ方向を法線方向とする断面形状において、底部が円弧状とされた断面Ｕ字状とされていてもよい。なお、図１４は、図１０中のXI－XI線に沿った断面図に相当している。この場合、図１５Ａに示されるように、溝深さｈが一定である場合には、溝幅ｗを調整することにより、感受面方向のずれ量に対して信号磁界Ｔが一定となる部分を増加できることが確認される。また、図１５Ｂに示されるように、溝幅ｗが一定である場合には、溝深さｈを調整することにより、感受面方向のずれ量に対して信号磁界Ｔが一定となる部分を増加できることが確認される。

同様に、溝部３１３は、図１６に示されるように、電流の流れ方向を法線方向とする断面形状において、断面矩形状とされていてもよい。なお、図１６は、図１０中のXI－XI線に沿った断面図に相当している。この場合、図１７Ａに示されるように、溝深さｈが一定である場合には、溝幅ｗを調整することにより、感受面方向のずれ量に対して信号磁界Ｔが一定となる部分を増加できることが確認される。また、図１７Ｂに示されるように、溝幅ｗが一定である場合には、溝深さｈを深くするほど、感受面方向のずれ量に対して信号磁界Ｔが一定となる部分を増加できることが確認される。

なお、例えば、溝部３１３を断面Ｕ字状とした場合には、溝部３１３を断面Ｖ字状とした場合と比較すると、溝幅ｗおよび溝深さｈが同じであるとすると、溝部３１３の体積が大きくなる。このため、図１５Ａおよび図１５Ｂに示されるように、溝部３１３を断面Ｕ字状とした場合には、上記第３実施形態と比較すると、溝深さｈおよび溝幅ｗによっては、センサ部４０をバスバー３０の中心上に配置した場合（すなわち、感受面方向のずれ量が０）、センサ部４０をＸ軸方向にずらして配置した場合よりも、センサ部４０を通過する信号磁界Ｔが低下する。例えば、溝深さｈを０．２ｍｍとすると共に溝幅ｗを１．０ｍｍとし、センサ部４０をバスバー３０の中心上に配置した場合には、センサ部４０をＸ軸方向にずらして配置した場合よりもセンサ部４０を通過する信号磁界Ｔが低下する。このため、溝部３１３は、断面形状に応じて、溝幅ｗおよび溝深さｈが調整されることが好ましい。例えば、溝部３１３を断面Ｕ字状として図１５Ａおよび図１５Ｂに示される結果が得られる場合には、溝深さｈを０．２ｍｍとすると共に溝幅ｗを０．４ｍｍとすることにより、位置ずれの許容範囲を広くしつつ、センサ部４０を通過する信号磁界Ｔが低下することを抑制できる。

（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１実施形態に対し、バスバー３０に凸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。

本実施形態の電流センサでは、図１８に示されるように、バスバー３０の被覆部３１のうちの幅狭部３１０に、バスバー３０の幅方向に突出する凸部３１０ａが形成されている。本実施形態では、凸部３１０ａは、幅狭部３１０を挟んで両側に形成されている。このため、被覆部３１は、幅狭部３１０の一部の幅が広くなっている。

また、本実施形態の凸部３１０ａは、幅狭部３１０と連結される部分の側面と、バスバー３０の長手方向との成す角度θが９０°以上となる形状とされている。本実施形態では、凸部３１０ａが平面略矩形状とされ、成す角度θが９０°とされている。

以上説明した本実施形態によれば、第１シールド部７１に傾斜部７１ｂ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、幅狭部３１０に凸部３１０ａが形成されている。このため、バスバー３０が高温になることを抑制できる。すなわち、上記第１実施形態のように、バスバー３０に幅狭部３１０を形成することにより、バスバー３０に直流電流が流れる場合には幅狭部３１０を流れる電流密度を増加できる。また、バスバー３０に幅狭部３１０を形成することにより、バスバー３０に交流電流が流れる場合には、幅狭部３１０の幅方向における中心の電流密度が低下することを抑制できる。しかしながら、バスバー３０に幅狭部３１０を形成することにより、電流が流れ得る部分が減少するため、発熱によってバスバー３０が高温となり易い。

このため、本実施形態のように幅狭部３１０に凸部３１０ａを形成することにより、凸部３１０ａから放熱することができ、バスバー３０が高温になることを抑制できる。したがって、センサ筐体１０に発生する熱応力を低減でき、配線基板５０等に熱応力が印加され、位置ずれや故障等が発生することを抑制できる。

（２）本実施形態では、凸部３１０ａは、幅狭部３１０と連結される部分の側面と、バスバー３０の長手方向との成す角度が９０°以上となる形状とされている。このため、特に、凸部３１０ａのうちの成す角度が９０°以上となる部分には、幅狭部３１０に流れる電流が入り込み難くなる。したがって、放熱性を向上しつつ、凸部３１０ａを形成することによる電流密度が低下することを抑制できる。

（第５実施形態）
第５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シールド部７１および第２シールド部７２の圧入部７１０の位置を規定したものである。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。なお、本実施形態の電流センサは、特に、バスバー３０に直流電流を流す電流センサに適用されると好適である。

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、上記第１実施形態と同様に、第１～第５平板７０１～７０５が積層され、圧入部７１０にて一体化された構成とされている。そして、本実施形態では、圧入部７１０は、バスバー３０に直流電流を流した際、第１シールド部７１および第２シールド部７２のうちの磁束密度が低くなり易い部分に形成されている。

すなわち、図１９に示されるように、バスバー３０に直流電流を流した際、第１シールド部７１の磁束密度は、バスバー３０と対向する内縁部が高くなり易く、バスバー３０と対向する部分の外側に位置する外縁部が低くなり易い。なお、図１９は、第１シールド部７１の磁束密度を示しているが、第２シールド部７２における磁束密度も図１９と同様となる。このため、本実施形態では、第１シールド部７１および第２シールド部７２の圧入部７１０は、外縁部に形成されている。

以上説明した本実施形態によれば、第１シールド部７１に傾斜部７１ｂ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シールド部７１および第２シールド部７２に構成される圧入部７１０は、外縁部に形成されている。このため、第１シールド部７１および第２シールド部７２が磁気飽和し易くなることを抑制でき、検出精度が低下することを抑制できる。

すなわち、上記のような電流センサでは、第１シールド部７１および第２シールド部７２には、電磁ノイズＮに加え、バスバー３０に直流電流が流れることによって発生する信号磁界Ｔの一部も誘導される。このため、第１シールド部７１および第２シールド部７２が磁気飽和し易い構成とされていると、第１シールド部７１および第２シールド部７２に誘導される信号磁界Ｔが低下することによって検出精度が変化する可能性がある。このため、本実施形態では、第１シールド部７１および第２シールド部７２が磁気飽和し難くなるようにし、検出精度の変化を抑制することで検出精度が低下することを抑制できるようにしている。

ここで、比較例の電流センサとして、第１シールド部７１のうちのバスバー３０と対向する内縁部にも圧入部７１０を形成した場合の磁束密度に関する結果を図２０に示す。また、第５実施形態の変形例における電流センサとして、第１シールド部７１の外縁部に圧入部７１０を６個形成した場合の磁束密度に関する結果を図２１に示す。

図２０に示されるように、中央部に圧入部７１０を形成した比較例の電流センサでは、当該圧入部７１０の近傍で磁束密度が低下することが確認される。また、図２１に示されるように、外縁部に圧入部７１０を６個形成した変形例の電流センサでは、図１９の磁束密度と同様の結果であることが確認される。

そして、図２２に示されるように、比較例の電流センサでは、バスバー３０に流れる電流が大きくなった際、本実施形態の電流センサ、および第５実施形態の変形例における電流センサよりも直線性誤差が大きくなり易いことが確認される。つまり、第１シールド部７１および第２シールド部７２は、圧入部７１０の数ではなく、圧入部７１０の形成される位置によって直線性誤差の大きさ（すなわち、磁気飽和のし易さ）が変化することが確認される。したがって、本実施形態のように、第１シールド部７１および第２シールド部７２の圧入部７１０を外縁部に配置することにより、検出精度が低下することを抑制できる。

（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。

また、上記第１～第３、第５実施形態において、バスバー３０は、被覆部３１に幅狭部３１０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、上記第１実施形態では、傾斜部７１ｂが平面状である例について説明したが、傾斜部７１ｂは、円弧状等の曲率を有する形状とされていてもよい。また、傾斜部７１ｂは、第１シールド部７１のうちのセンサ部４０と対向する部分を中心として対称に形成されていなくてもよい。

そして、上記第２実施形態では、第１シールド部７１を蓋部８０の押圧部８２で押圧することにより、第１～第５平板７０１～７０５の間に隙間が形成されることを抑制でき、検出精度が低下することを抑制できる。上記第３実施形態では、バスバー３０に溝部３１３を形成することにより、センサ部４０の位置ずれに起因する検出精度の低下を抑制できる。上記第５実施形態では、第１シールド部７１および第２シールド部７２の圧入部７１０を外縁部に形成することにより、第１シールド部７１および第２シールド部７２が磁気飽和し難くなることで検出精度が低下することを抑制できる。このため、上記第２、第３、第５実施形態では、第１シールド部７１に傾斜部７１ｂが形成されていなくてもよい。

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２実施形態を上記第３～第５実施形態に組み合わせ、蓋部８０に押圧部８２を備えるようにしてもよい。上記第３実施形態を上記第４、５実施形態に組み合わせ、バスバー３０に溝部３１３を形成するようにしてもよい。上記第４実施形態を上記第５実施形態に組み合わせ、バスバー３０の幅狭部３１０に凸部３１０ａを備えるようにしてもよい。さらに、上記各実施形態を組み合わせたもの同士をさらに組み合わせるようにしてもよい。

１０ センサ筐体
３０ バスバー
４０ センサ部
７１ 第１シールド部
７１ｂ 傾斜部
７２ 第２シールド部

Claims (8)

1. バスバー（３０）に流れる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て前記長手方向に前記電流が流れる平板状とされた前記バスバーと、
   前記バスバーに流れる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、
   前記バスバーおよび前記センサ部が対向する状態で配置されるセンサ筐体（１０）と、
   前記センサ筐体より透磁率の高い材料で構成されて平板状とされ、前記センサ部および前記バスバーを挟んだ状態で前記センサ筐体に配置される一対の第１シールド部（７１）および第２シールド部（７２）と、を備え、
   前記第１シールド部および前記第２シールド部の少なくとも一方は、前記センサ部と対向する部分に、前記バスバーの面方向に対する法線方向に対して傾斜する傾斜部（７１ｂ）が構成されている電流センサ。
2. 前記傾斜部は、前記センサ部の中心を通り、前記法線方向に沿った仮想線（Ｋ）に対して対称となる状態で構成されている請求項１に記載の電流センサ。
3. 前記傾斜部は、前記センサ部と対向する部分の全体に形成されている請求項１に記載の電流センサ。
4. 前記第１シールド部が前記センサ部を挟んで前記バスバーと反対側に配置されており、
   前記第１シールド部を挟んで前記バスバーと反対側に配置され、前記センサ筐体に組付けられる蓋部（８０）を有し、
   前記第１シールド部は、複数の平板（７０１～７０５）が積層されて構成され、
   前記蓋部には、前記第１シールド部を押圧する押圧部（８２）が備えられている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電流センサ。
5. 前記バスバーは、前記センサ部と対向する部分に、溝部（３１３）が形成されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電流センサ。
6. 前記バスバーは、前記センサ筐体に被覆される被覆部（３１）と、前記センサ筐体から露出する締結部（３２）と、を有し、
   前記被覆部は、前記長手方向と交差すると共に前記バスバーの面方向に沿った幅方向の長さを幅とすると、前記締結部より幅が狭くなる幅狭部（３１０）を有し、
   前記センサ部は、前記幅狭部と対向する状態で配置されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電流センサ。
7. 前記幅狭部には、前記バスバーの幅方向に突出する凸部（３１０ａ）が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シールド部および前記第２シールド部は、複数の平板（７０１～７０５）が積層されて構成され、積層方向における一方の最外層を構成する前記平板に貫通孔（７０１ａ）が形成され、前記貫通孔が形成された平板と異なる前記平板が前記貫通孔に基づく部分に圧入された圧入部（７１０）を有し、
   前記圧入部は、内縁部よりも磁束密度が低くなる外縁部に形成されている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の電流センサ。

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