JP2022101015A - 電流検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流検知装置の小型化を図ることができる技術を提供することを目的とする。【解決手段】電流検知装置１０は、導体の電流を検知する第１磁気センサ１２及び第２磁気センサ１４と、前記第１磁気センサ１２及び前記第２磁気センサ１４が実装されたフレキシブルプリント基板２０と、を備える。前記フレキシブルプリント基板２０は、前記第１磁気センサ１２及び前記第２磁気センサ１４の間で曲げ変形されて、前記第１磁気センサ１２及び前記第２磁気センサ１４が重なる検知姿勢となることが可能である。【選択図】図３

Description

本開示は、電流検知装置に関する。

特許文献１は、基板に搭載された磁気検出素子によって、バスバーを流れる電流によりバスバーのまわりに発生する磁束を検出することによって、バスバーに流れる電流を検出する電流検出装置を開示している。特許文献１に記載の電流検出装置では、２つの磁気検出素子によって逆方向の磁束を検出し、もって外部ノイズをキャンセルしている。

特開２０１４－５５８３９号公報

特許文献１に記載の電流検出装置において、基板に形成された切欠部にバスバーが収められる。このとき、基板及びバスバーは、基板の法線方向とバスバーの長手方向とが平行となるように配置される。このため、特許文献１に記載の電流検知装置は、バスバーの長手方向から見た配置スペースが大きい。

そこで、電流検知装置の小型化を図ることができる技術を提供することを目的とする。

本開示の電流検知装置は、導体の電流を検知する第１磁気センサ及び第２磁気センサと、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが実装されたフレキシブルプリント基板と、を備え、前記フレキシブルプリント基板は、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの間で曲げ変形されて、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが重なる検知姿勢となることが可能である、電流検知装置である。

本開示によれば、電流検知装置の小型化を図ることができる。

図１は実施形態１にかかる電流検知装置を示す斜視図である。 図２は実施形態１にかかる電流検知装置を示す斜視図である。 図３は実施形態１にかかる電流検知装置を示す正面図である。 図４は曲げ変形される前のフレキシブルプリント基板を示す平面図である。 図５は実施形態１にかかる電流検知装置の構成例を模式的に示す図である。 図６はケース付きの電流検知装置を示す斜視図である。 図７はケース付きの電流検知装置を示す分解斜視図である。 図８はケース付きの電流検知装置を示す分解斜視図である。 図９はケース付きの電流検知装置を示す分解正面図である。 図１０は実施形態２にかかる電流検知装置を示す正面図である。 図１１はケース付きの電流検知装置を示す分解斜視図である。 図１２はケース付きの電流検知装置を示す分解正面図である。 図１３は実施形態３にかかる電流検知装置を示す正面図である。 図１４はケース付きの電流検知装置を示す分解斜視図である。 図１５はケース付きの電流検知装置を示す分解正面図である。 図１６は実施形態３にかかる電流検知装置の変形例を示す部分断面正面図である。 図１７は実施形態３にかかる電流検知装置の変形例を示す分解斜視図である。 図１８はケース付きの電流検知装置を示す分解正面図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

本開示の電流検知装置は、次の通りである。

（１）導体の電流を検知する第１磁気センサ及び第２磁気センサと、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが実装されたフレキシブルプリント基板と、を備え、前記フレキシブルプリント基板は、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの間で曲げ変形されて、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが重なる検知姿勢となることが可能である、電流検知装置である。フレキシブルプリント基板は、第１磁気センサ及び第２磁気センサの間で曲げ変形されて、第１磁気センサ及び第２磁気センサが重なる検知姿勢となることが可能であることによって、フレキシブル基板の厚み方向に導体を配置でき、電流検知装置の小型化が可能となる。また、第１磁気センサ及び第２磁気センサがフレキシブルプリント基板に実装されることによっても、第１磁気センサ及び第２磁気センサがリジッド基板に実装される場合と比べて、電流検知装置の小型化を図ることができる。

（２）（１）の電流検知装置において、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの検知対象となる電流が流れる導体をさらに備え、前記フレキシブルプリント基板が前記検知姿勢となった状態で、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが間に前記導体を挟んで重なっていてもよい。これにより、第１磁気センサ及び第２磁気センサが、導体に対して互いに等距離に配置されつつ、逆向きの磁束を検出しやすい。

（３）（２）の電流検知装置において、前記フレキシブルプリント基板は、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが外側に位置するように曲げ変形されていてもよい。これにより、フレキシブルプリント基板における絶縁層によって第１磁気センサ及び第２磁気センサと、導体とが絶縁されることができる。この場合でも、第１磁気センサ及び第２磁気センサと導体との間の基板がフレキシブルプリント基板であることによって、第１磁気センサ及び第２磁気センサと導体との間の基板がリジッド基板である場合と比べて、第１磁気センサ及び第２磁気センサが導体に近い位置に配置されやすい。

（４）（２）の電流検知装置において、前記フレキシブルプリント基板は、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが内側に位置するように曲げ変形されていてもよい。これにより、第１磁気センサ及び第２磁気センサが導体に近い位置に配置されやすい。

（５）（４）のいずれか１つの電流検知装置において、前記導体のうち前記第１磁気センサと重なる部分に第１収容空間が形成されて、前記第１収容空間に前記第１磁気センサの少なくとも一部が収まっていてもよい。これにより、導体の電流による磁場が強い位置に第１磁気センサが配置されることができる。また、電流検知装置をより薄型にできる。

（６）（５）の電流検知装置において、前記導体のうち前記第２磁気センサと重なる部分に第２収容空間が形成されて、前記第２収容空間に前記第２磁気センサの少なくとも一部が収まっていてもよい。これにより、導体の電流による磁場が強い位置に第２磁気センサが配置されることができる。また、電流検知装置をより薄型にできる。

（７）（１）の電流検知装置において、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの検知対象となる電流が流れる導体をさらに備え、前記フレキシブルプリント基板が前記検知姿勢となった状態で、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが前記導体の一方側で重なっていてもよい。これにより、フレキシブルプリント基板で導体を囲う必要がなくなり、導体を備える電流検知装置の組み立てが容易となる。

（８）（１）から（７）のいずれか１つの電流検知装置において、前記フレキシブルプリント基板を、前記検知姿勢に保つケースをさらに備えてもよい。これにより、ケースによってフレキシブルプリント基板が検知姿勢に簡易に保持される。

（９）（１）から（８）のいずれか１つの電流検知装置において、前記フレキシブルプリント基板は、前記第１磁気センサと電気的に接続される第１パターンと、前記第２磁気センサと電気的に接続される第２パターンとを含み、前記第１パターンは、前記第１磁気センサと電気的に接続される位置から前記第２磁気センサの側に向けて延びる第１区間を有し、前記フレキシブルプリント基板は、前記第１区間の位置で曲げ変形して前記検知姿勢となることが可能であってもよい。これにより、第１パターンごと曲げられて検知姿勢となることができる。

（１０）（９）の電流検知装置において、前記フレキシブルプリント基板には、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサを外部機器に電気的に接続するためのコネクタが設けられ、前記フレキシブルプリント基板の第１端部に前記第１磁気センサが設けられ、前記フレキシブルプリント基板の第２端部に前記コネクタが設けられ、前記フレキシブルプリント基板の前記第１端部と前記第２端部との間の中間部に前記第２磁気センサが設けられ、前記第１パターン及び前記第２パターンは前記コネクタに電気的に接続され、前記第１パターンは、前記第１区間に連なり前記第２磁気センサを越えて前記コネクタに向けて延びる第２区間をさらに有し、前記第２パターンは、前記第２区間の側方を通り前記コネクタに向けて延びる区間を有してもよい。これにより、コネクタを検知対象の導体の側方に配置できる。

（１１）（１０）の電流検知装置において、前記フレキシブルプリント基板は、前記コネクタの実装面が内向きとなるように曲げ変形されていてもよい。これにより、電流検知装置をより薄型にできる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の電流検知装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

［実施形態１］
以下、実施形態１にかかる電流検知装置について説明する。図１及び図２は実施形態１にかかる電流検知装置１０を示す斜視図である。図１及び図２は互いに反対向きから見た図である。図３は実施形態１にかかる電流検知装置１０を示す正面図である。図４は曲げ変形される前のフレキシブルプリント基板２０を示す平面図である。図５は実施形態１にかかる電流検知装置１０の構成例を模式的に示す図である。

電流検知装置１０は、第１磁気センサ１２と第２磁気センサ１４とフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）２０とを備える。以下では、第１磁気センサ１２及び第２磁気センサ１４を、磁気センサ１２、１４とまとめて称することがある。電流検知装置１０は、導体をさらに備える。本例では、導体がバスバー３０であるものとして説明される。導体は、バスバー３０以外であってもよく、例えば被覆電線の芯線などであってもよい。また本例のバスバー３０は電流の流れる方向と直交する断面が長方形状であるが、これ以外の形状であってもよい。磁気センサ１２、１４は、ＦＰＣ２０に実装されている。磁気センサ１２、１４は、バスバー３０の電流を検知する。磁気センサ１２、１４は、ＦＰＣ２０を介して、検知対象となる電流が流れるバスバー３０に対して所定の検知位置に配置される。以下、本開示では、バスバー３０に電流が流れる方向をＸ方向とし、Ｘ方向と直交する２方向をＹ方向及びＺ方向とする。Ｙ方向はバスバー３０の幅方向である。Ｚ方向はバスバー３０の厚み方向である。ＦＰＣ２０は、ＦＰＣ２０の幅方向、長手方向、及び厚み方向が、それぞれＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向と平行に配置される。

磁気センサ１２、１４は、バスバー３０を囲むコアを有しない、いわゆるコアレスタイプの磁気センサ１２、１４である。磁気センサ１２、１４は、それぞれ磁気検知素子１２ａ、１４ａを含む。磁気検知素子１２ａ、１４ａは、ホール素子、磁気抵抗（ＭＲ）素子などであってもよい。磁気センサ１２、１４は、出力信号を増幅するアンプ１２ｂ、１４ｂ等を含んでもよい。本例では、磁気センサ１２、１４はそれぞれ磁気検知素子１２ａ、１４ａ、及びアンプ１２ｂ、１４ｂ等を含む回路がパッケージングされて、集積回路（ＩＣ）チップとして構成されている。磁気検知素子１２ａ、１４ａ、アンプ１２ｂ、１４ｂ等を含む回路は、ＦＰＣ２０上に実装されてもよい。磁気センサ１２、１４は、磁気検知素子１２ａ、１４ａからの出力信号に基づいてバスバー３０に流れる電流Ｉの値を算出する信号処理回路を含んでいてもよい。なお、この信号処理回路で産出される電流値には外乱が含まれる。磁気センサ１２、１４として、同じ種類のＩＣが用いられると良い。磁気センサ１２、１４は、バスバー３０の中央の位置に設けられると良い。

磁気センサ１２、１４は、感度軸の向きが逆向きとなるようにＦＰＣ２０に配置されるとよい。図３に示す例では、第１磁気センサ１２の感度軸の向きはＹ方向負の向きであり、第２磁気センサ１４の感度軸の向きはＹ方向正の向きである。

本例では、図５に示すように、磁気センサ１２、１４からの出力信号は、マイクロコンピュータ１６に送られる。マイクロコンピュータ１６には、演算回路１７と、記憶回路１８等が設けられている。記憶回路１８は、電流Ｉの値の算出に必要な定数などが記憶されている。演算回路１７は、磁気センサ１２、１４の出力信号及び記憶回路１８に記憶された値に基づいて、磁気センサ１２、１４の出力信号の差分を利用して、外乱を除去したバスバー３０に流れる電流Ｉの値を算出する。

ＦＰＣ２０は、絶縁層２１と、導電パターン２２とを含む。絶縁層２１は、例えば、ポリイミドなどの絶縁性を有する樹脂によってフィルム状に形成される。絶縁層２１は、ベース層を含む。導電パターン２２は、例えば、銅などの導体が、ベース層上にプリントされて形成される。絶縁層２１は、カバー層を含んでもよい。カバー層は、例えば、導電パターン２２のうち接続部を除く部分を覆うように設けられてもよい。

ＦＰＣ２０には、コネクタＣが設けられている。コネクタＣは、磁気センサ１２、１４を外部機器に電気的に接続するための部材である。コネクタＣは、コネクタハウジングとコネクタ端子とを含む。コネクタ端子の一端部が導電パターン２２と接続され、コネクタ端子の他端部が、相手側の端子などと接続可能な状態で、コネクタハウジングに収容される。例えば、コネクタＣには、ワイヤーハーネスＷＨの端部に設けられたコネクタＣ１が接続される。磁気センサ１２、１４は、コネクタＣ、Ｃ１、及びワイヤーハーネスＷＨ等を介して、外部機器Ｓに電気的に接続される。外部機器Ｓは、例えば、上記マイクロコンピュータ１６を有する電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。ＥＣＵは、磁気センサ１２、１４に検知処理を実行する信号を送ってもよい。ＥＣＵは、２つの磁気センサ１２、１４の出力信号に基づいて算出したバスバー３０の電流値を用いて、他の機器を制御してもよい。

ＦＰＣ２０において、第１端部に第１磁気センサ１２が設けられ、第２端部にコネクタＣが設けられる。第１端部と第２端部との間の中間部に第２磁気センサ１４が設けられる。ＦＰＣ２０において、第１磁気センサ１２が実装された領域を第１領域２５ａと称し、第２磁気センサ１４が実装された領域を第２領域２５ｂと称し、コネクタＣが実装された領域を第３領域２５ｃと称する。

導電パターン２２は、第１パターン２３と第２パターン２４とを含む。第１パターン２３は、第１磁気センサ１２及びコネクタＣを電気的に接続する。第２パターン２４は、第２磁気センサ１４及びコネクタＣを電気的に接続する。第１磁気センサ１２は、第１パターン２３を介してコネクタＣと電気的に接続される。第２磁気センサ１４は、第２パターン２４と介してコネクタＣと電気的に接続される。以下では、第１パターン２３及び第２パターン２４を、パターン２３、２４とまとめて称することがある。パターン２３、２４のそれぞれは、電源パターン２３ａ、２４ａと、信号パターン２３ｂ、２４ｂを含む。電源パターン２３ａ、２４ａは、磁気センサ１２、１４が電流を検知する際に必要な電源を供給する。信号パターン２３ｂ、２４ｂは、磁気センサ１２、１４の検知結果の信号を出力する。なお、パターン２３、２４には、抵抗、コンデンサなどの素子が挿入されていてもよい。電源パターン２３ａ、２４ａには、電源を管理する電源ＩＣが設けられてもよい。信号パターン２３ｂ、２４ｂには、磁気センサ１２、１４の検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する回路が設けられていてもよい。

第１パターン２３は、第１区間２３ｃ及び第２区間２３ｄを有する。第１区間２３ｃは、第１磁気センサ１２と電気的に接続される位置から第２磁気センサ１４の側に向けて延びる区間である。ＦＰＣ２０は、第１区間２３ｃの位置で曲げ変形して検知姿勢となることが可能である。第２区間２３ｄは、第１区間２３ｃに連なる。第２区間２３ｄは、第２磁気センサ１４を越えてコネクタＣに向けて延びる区間である。

第２パターン２４は、第２区間２３ｄの側方を通りコネクタＣに向けて延びる区間を有する。

ＦＰＣ２０は、磁気センサ１２、１４の間、つまり第１区間２３ｃの位置で曲げ変形されて、磁気センサ１２、１４が重なる検知姿勢となることが可能である。ＦＰＣ２０が検知姿勢となった状態で、磁気センサ１２、１４が間にバスバー３０を挟んで重なっている。

検知姿勢において、ＦＰＣ２０は、磁気センサ１２、１４がＦＰＣ２０よりも外側に位置するように曲げ変形されている。磁気センサ１２、１４とバスバー３０との間に、ＦＰＣ２０の絶縁層２１が位置する。

ＦＰＣ２０が曲げられる前の２つの磁気センサ１２、１４の中心間距離（ＦＰＣ２０が１つの平面に沿って広がった状態での、２つの磁気センサ１２、１４の中心を結び、当該平面に平行な距離）は、少なくともバスバー３０の厚み寸法以上である。これにより、２つの磁気センサ１２、１４が、Ｙ方向に沿ってバスバー３０の中心の位置で、バスバー３０に対して両側に分かれて配置される。２つの磁気センサ１２、１４がバスバー３０を挟む場合、Ｚ方向に沿った磁気センサ１２、１４とバスバー３０との距離は同じであることが好ましい。

電流検知装置１０は、ケースをさらに備える。図６はケース４０付きの電流検知装置１０を示す斜視図である。図７及び図８はケース４０付きの電流検知装置１０を示す分解斜視図である。図７は図１と同様の視点から見た図であり、図８は図２と同様の視点から見た図である。図９はケース４０付きの電流検知装置１０を示す分解正面図である。なお、図７から図９において、ＦＰＣ２０と各部材との積層関係を示すため、ＦＰＣ２０が第１領域２５ａと第２領域２５ｂの間で切断されている。以下の図１１、図１２、図１４、図１５、図１７、図１８でも同様である。

ケース４０は、ＦＰＣ２０を、検知姿勢に保つ。ここではケース４０は、第１支持部材４１と第１カバー５０と第２支持部材６０と第２カバー７０とを含む。ケース４０における各部材４１、５０、６０、７０は、例えば、絶縁性を有する樹脂等を材料とした射出成型品である。第１支持部材４１及び第１カバー５０は、第１磁気センサ１２と、ＦＰＣ２０の第１領域２５ａとを保持する。第２支持部材６０及び第２カバー７０は、第２磁気センサ１４と、ＦＰＣ２０の第２領域２５ｂとを保持する。ここでは、第２支持部材６０及び第２カバー７０は、さらに、コネクタＣと、ＦＰＣ２０の第３領域２５ｃとを保持する。

第１支持部材４１は、第１支持部４２を有する。第１支持部４２は平板状に形成される。第１支持部４２の一方支持面４２ａにＦＰＣ２０の第１領域２５ａが支持される。ＦＰＣ２０のうち第１磁気センサ１２が実装されていない面が、第１支持部４２を向く。第１支持部４２の他方支持面４２ｂにバスバー３０が支持される。

ＦＰＣ２０と第１支持部材４１とは、互いに嵌り合う凹部及び凸部を用いて位置決めされている。ここでは、ＦＰＣ２０に凹部としての貫通孔２６が形成され、第１支持部材４１には、貫通孔２６に嵌る位置決め凸部４３が形成されている。位置決め凸部４３は、第１支持部４２の一方支持面４２ａから突出するように形成される。貫通孔２６に位置決め凸部４３が嵌ることによって、ＦＰＣ２０が第１支持部材４１に対して所定位置に配置される。貫通孔２６及び位置決め凸部４３は、２組形成されている。２組の貫通孔２６及び位置決め凸部４３は、Ｘ方向及びＹ方向にずれた位置に形成されている。なお、ＦＰＣ２０は、接着剤または両面粘着テープなどを介して、支持面に貼り付けられていてもよい。

第１支持部材４１とバスバー３０とは、第１突起部４４を用いて位置決めされている。ここでは、第１突起部４４は、第１支持部４２の他方支持面４２ｂから突出する。第１突起部４４は、バスバー３０の両側を覆うように２つ設けられる。２つの第１突起部４４の間にバスバー３０が配置される。

第１カバー５０は、第１支持部材４１とは、別部材として成形される。第１カバー５０は、カバー本体５１と、周壁部５２とを有する。カバー本体５１は、平板状に形成され、Ｚ方向に沿ってＦＰＣ２０の第１領域２５ａと対向配置される。周壁部５２は、カバー本体５１の外縁部から第１支持部材４１に向けて突出する。周壁部５２のうちＹ方向負の側に位置する部分は、他の部分よりもカバー本体５１からの突出寸法が大きい突出部５３とされる。周壁部５２のうち突出部５３を除く部分において、周壁部５２の先端は、第１支持部４２の一方支持面４２ａに接触する。

第１支持部材４１と第１カバー５０とは係止凸部４５及び係止凹部５４を用いて着脱可能に装着される。第１支持部材４１に係止凸部４５が形成される。係止凸部４５は、第１支持部４２の一方支持面４２ａから突出する。第１カバー５０に係止凹部５４が形成される。周壁部５２の一部が、係止凹部５４に形成される。係止凸部４５及び係止凹部５４は、弾性変形しつつ、係止する。

第２支持部材６０は、第２支持部６１を有する。第２支持部６１は平板状に形成される。第２支持部６１の一方支持面６１ａにＦＰＣ２０の第２領域２５ｂ及び第３領域２５ｃが支持される。ＦＰＣ２０のうち第２磁気センサ１４及びコネクタＣが実装されていない面が第２支持部材６０を向く。第２支持部６１の他方支持面６１ｂにバスバー３０が支持される。

ＦＰＣ２０と第２支持部材６０とは、互いに嵌り合う凹部及び凸部を用いて位置決めされている。ここでは、ＦＰＣ２０に凹部としての貫通孔２７が形成され、第２支持部材６０には、貫通孔２７に嵌る位置決め凸部６２が形成されている。位置決め凸部６２は、第２支持部６１の一方支持面６１ａから突出するように形成される。貫通孔２７に位置決め凸部６２が嵌ることによって、ＦＰＣ２０が第２支持部材６０に対して所定位置に配置される。貫通孔２７及び位置決め凸部６２は、２組形成されている。２組の貫通孔２７及び位置決め凸部６２は、Ｘ方向及びＹ方向にずれた位置に形成されている。なお、ＦＰＣ２０は、接着剤または両面粘着テープなどを介して、支持面に貼り付けられていてもよい。

第２支持部材６０とバスバー３０とは、第２突起部６３を用いて位置決めされている。ここでは、第２突起部６３は、第２支持部６１の他方支持面６１ｂから突出する。第２突起部６３は、バスバー３０の両側を覆うように２つ設けられる。２つの第２突起部６３の間にバスバー３０が配置される。第１支持部材４１及び第２支持部材６０は、バスバー３０を囲むことによって、Ｙ方向及びＺ方向に位置決めされる。

第１突起部４４及び第２突起部６３は、第１支持部材４１と第２支持部材６０とのＸ方向の位置決めにも用いられる。すなわち、第１突起部４４及び第２突起部６３はＸ方向にずれて形成される。第１突起部４４及び第２突起部６３の少なくとも一方は、バスバー３０の一方側及び他方側のそれぞれにおいて、Ｘ方向に離れた２箇所に設けられる。ここでは、バスバー３０の一方側及び他方側のそれぞれにおいて、第１突起部４４がＸ方向に離れた２箇所に設けられる。第１支持部４２の他方支持面４２ｂからの第１突起部４４の高さ寸法と、第２支持部６１の他方支持面６１ｂからの第２突起部６３の高さ寸法との和は、バスバー３０の厚み寸法よりも大きい。これらより、Ｘ方向に離れた２つの第１突起部４４の間に、第２突起部６３が嵌ることができ、もって、第１支持部材４１と第２支持部材６０とがＸ方向に位置決めされる。

第２カバー７０は、第２支持部材６０とは、別部材として成形される。第２カバー７０は、カバー本体７１と、周壁部７２とを有する。カバー本体７１は、Ｚ方向に沿ってＦＰＣ２０の第２領域２５ｂ及び第３領域２５ｃと対向配置される。カバー本体７１は、コネクタＣの高さ寸法を吸収可能に、段差を介して２つの平板が連なる形状に形成されている。周壁部７２は、カバー本体７１の外縁部から第２支持部材６０に向けて突出する。周壁部７２のうちＹ方向負の側に位置する部分を除いて、周壁部７２の先端は、第２支持部６１の一方支持面６１ａに接触する。周壁部７２のうちＹ方向負の側に位置する部分は、第１カバー５０の周壁部５２の突出部５３と接触する。周壁部５２のうちＹ方向正の側に位置する部分には、開口が形成される。当該開口を通じて、コネクタＣの接続部が露出し、相手側コネクタと接続可能とされる。

第２支持部材６０と第２カバー７０とは係止凸部６４及び係止凹部７４を用いて着脱可能に装着される。第２支持部材６０に係止凸部６４が形成される。係止凸部６４は、第２支持部６１の一方支持面６１ａから突出する。第２カバー７０に係止凹部７４が形成される。周壁部７２の一部に、係止凹部７４が形成される。係止凸部６４及び係止凹部７４は、弾性変形しつつ、係止する。

ＦＰＣ２０は、第１支持部材４１及び第２支持部材６０に支持された状態で、自由領域２５ｄを有する。自由領域２５ｄは、第１支持部材４１及び第２支持部材６０に支持されない領域である。自由領域２５ｄは、第１領域２５ａと第２領域２５ｂとの間に設けられる。第１領域２５ａが第１支持部材４１に支持され、第２領域２５ｂ及び第３領域２５ｃが第２支持部材６０に支持され、かつ、第１カバー５０と第２カバー７０との少なくとも一方が装着されていない状態で、ＦＰＣ２０は、自由領域２５ｄの位置で曲げ変形可能である。ＦＰＣ２０は、第１カバー５０及び第２カバー７０の両方が装着されることによって、自由領域２５ｄの位置で曲がった状態に保たれ、それ以上の曲げ変形及び曲げ変形した状態からの復元変形が不可とされる。ここでは、第１カバー５０及び第２カバー７０の両方が装着されたとき、第１カバー５０と第２カバー７０とがＺ方向に接触することによって、ＦＰＣ２０は自由領域２５ｄの位置で曲がった状態に保たれ、それ以上の曲げ変形及び曲げ変形した状態からの復元変形が不可とされる。ここでは、第１カバー５０における突出部５３が、第２カバー７０と接触して、ＦＰＣ２０は自由領域２５ｄの位置で曲がった状態に保たれ、それ以上の曲げ変形及び曲げ変形した状態からの復元変形が不可とされる。第１カバー５０の突出部５３は、Ｙ方向に沿ってバスバー３０の側方の位置で、自由領域２５ｄを覆う。

＜実施形態１の効果等＞
以上のように構成された電流検知装置１０によると、ＦＰＣ２０は、磁気センサ１２、１４の間で曲げ変形されて、磁気センサ１２、１４が重なる検知姿勢となることが可能であることによって、ＦＰＣ２０の厚み方向（ここではＺ方向）にバスバー３０を配置でき、電流検知装置１０の小型化が可能となる。また、磁気センサ１２、１４がＦＰＣ２０に実装されることによっても、磁気センサ１２、１４がリジッド基板に実装される場合と比べて、電流検知装置１０の小型化を図ることができる。また、電流検知装置１０は、磁気センサ１２、１４の出力信号の差分を利用して電流を測定可能であるため、外乱を抑制するためのシールドを省略または簡素化できる。

また、ＦＰＣ２０が検知姿勢となった状態で、磁気センサ１２、１４が間にバスバー３０を挟んで重なっている。これにより、磁気センサ１２、１４が、バスバー３０に対して互いに等距離に配置されつつ、逆向きの磁束を検出しやすい。

また、ＦＰＣ２０は、磁気センサ１２、１４が外側に位置するように曲げ変形されている。ＦＰＣ２０における絶縁層２１によって磁気センサ１２、１４と、バスバー３０とが絶縁されることができる。この場合でも、磁気センサ１２、１４とバスバー３０との間の基板がＦＰＣ２０であることによって、磁気センサ１２、１４とバスバー３０との間の基板がリジッド基板である場合と比べて、磁気センサ１２、１４がバスバー３０に近い位置に配置されることができる。これにより、小電流での検知精度を高めることができる。また、ＦＰＣ２０を用いることによって、バスバー３０と磁気センサ１２、１４との距離設定の自由度の向上を図ることができ、磁気センサ１２、１４の感度の良いダイナミックレンジに対応容易となる。

また、電流検知装置１０は、ＦＰＣ２０を、検知姿勢に保つケース４０をさらに備える。これにより、ケース４０によってＦＰＣ２０が検知姿勢に簡易に保持される。

また、ＦＰＣ２０は、第１区間２３ｃの位置で曲げ変形して検知姿勢となることが可能である。これにより、ＦＰＣ２０は、第１パターン２３ごと曲げられて検知姿勢となることができる。

また、第１パターン２３及び第２パターン２４はコネクタＣに電気的に接続され、第１パターン２３は、第１区間２３ｃに連なり第２磁気センサ１４を越えてコネクタＣに向けて延びる第２区間２３ｄをさらに有し、第２パターン２４は、第２区間２３ｄの側方を通りコネクタＣに向けて延びる区間を有する。これにより、Ｙ方向に沿ってコネクタＣを検知対象のバスバー３０の側方に配置できる。

［実施形態２］
実施形態２にかかる電流検知装置について説明する。図１０は実施形態２にかかる電流検知装置１１０を示す正面図である。なお、以下の各実施形態及び各変形例の説明において、これまで説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

電流検知装置１１０は、ＦＰＣ２０が検知姿勢となった状態で、磁気センサ１２、１４がバスバー３０の一方側で重なっている点で、上記電流検知装置１０とは異なる。これにより、ＦＰＣ２０でバスバー３０を囲う必要がなくなり、バスバー３０を備える電流検知装置１１０の組み立てが容易となる。このとき、図１０に示す例では、第２磁気センサ１４が第１磁気センサ１２よりもバスバー３０に近い位置に配置されているが、第１磁気センサ１２が第２磁気センサ１４よりもバスバー３０に近い位置に配置されていてもよい。

また電流検知装置１１０は、ＦＰＣ２０が、コネクタＣの実装面が内向きとなるように曲げ変形されている点で、上記電流検知装置１０とは異なる。これにより、電流検知装置１１０をより薄型にできる。

電流検知装置１１０は、ケースをさらに備える。図１１はケース１４０付きの電流検知装置１１０を示す分解斜視図である。図１２はケース１４０付きの電流検知装置１１０を示す分解正面図である。

ケース１４０は、第１支持部材１４１、第２支持部材１６０、及びカバー１７０を含む。第２支持部材１６０及びカバー１７０は、上記第２支持部材６０及び第２カバー７０と同様の形状に形成される。ケース１４０において、第２支持部材１６０及びカバー１７０の間に、ＦＰＣ２０の全体が収められている。また、ケース１４０において、第２支持部材１６０及びカバー１７０の間に、第１支持部材１４１が設けられている。

第１支持部材１４１の第１支持部１４２は、平面視Ｕ字状に形成されている。第１支持部１４２は、Ｘ方向に延びる２つの壁部と、Ｙ方向に延びて当該２つの壁部をつなぐ壁部とを有する。第１支持部１４２の一方支持面４２ａにＦＰＣ２０の第１領域２５ａが支持される。第１支持部１４２と、ＦＰＣ２０の第１領域２５ａとは、第１支持部１４２に形成された位置決め凸部４３とＦＰＣ２０に形成された貫通孔２６とによって位置決めされる。第１支持部材１４１の他方支持面４２ｂは、第２支持部材１６０に支持されたＦＰＣ２０の第２領域２５ｂと接触する。第１支持部材１４１のＵ字の内側に磁気センサ１２、１４が配置される。第１支持部材１４１の厚み寸法は、２つの磁気センサ１２、１４の厚みの和よりも大きく形成されて、第１磁気センサ１２及び第２磁気センサ１４同士が接触しないように設けられているとよい。

第１支持部材１４１のうち第２支持部材１６０側の面には第２支持部材１６０に形成された位置決め凸部６２が嵌る凹部が形成されていてもよい。ここでは、当該凹部として、貫通孔４６が形成される。貫通孔４６は、第１支持部１４２に形成された位置決め凸部４３を避けた位置に形成される。第１支持部１４２において、２つの位置決め凸部４３と２つの貫通孔４６とが４隅の領域に分かれて形成される。２つの位置決め凸部４３がＸ方向及びＹ方向に離れた２隅に形成され、２つの貫通孔４６が位置決め凸部４３の形成されていない残りの２隅に形成されている。位置決め凸部６２が嵌る凹部は、他方支持面４２ｂ側に開口する有底穴状であってもよい。この場合、当該凹部が、ＸＹ方向において、位置決め凸部４３と同じ位置に形成されていてもよい。

ケース１４０において、第２支持部材１６０の外面にバスバー３０が配置される。ケース１４０は、バスバー３０の周囲全体を囲んでいない。ＦＰＣ２０及びケース１４０が組立てられて電流検知装置１１０とされた状態で、ケース１４０は、Ｚ方向からバスバー３０に装着可能である。

［実施形態３］
実施形態３にかかる電流検知装置について説明する。図１３は実施形態３にかかる電流検知装置２１０を示す正面図である。

電流検知装置２１０は、ＦＰＣ２０が、磁気センサ１２、１４が内側に位置するように曲げ変形され、かつ、磁気センサ１２、１４の間にバスバー３０が位置する点で、上記電流検知装置１０、１１０とは異なる。これにより、磁気センサ１２、１４がバスバー３０に近い位置に配置されやすい。

また電流検知装置２１０は、ＦＰＣ２０が、コネクタＣの実装面が内向きとなるように曲げ変形され、かつ、磁気センサ１２、１４の間にバスバー３０が位置する点で、上記電流検知装置１０、１１０とは異なる。これにより、Ｙ方向に沿ってバスバー３０の側方の位置であって、Ｚ方向に沿ってバスバー３０と同じ高さの位置にコネクタＣを配置でき、電流検知装置２１０をより薄型にできる。

電流検知装置２１０は、ケースをさらに備える。図１４はケース２４０付きの電流検知装置２１０を示す分解斜視図である。図１５はケース２４０付きの電流検知装置２１０を示す分解正面図である。

ケース２４０は、第１支持部材２４１、第２支持部材２６０、カバー２７０、及びスペーサー２８０を含む。第２支持部材２６０及びカバー２７０は、上記第２支持部材１６０及びカバー１７０と同様に、ＦＰＣ２０及び磁気センサ１２、１４の全体を覆う。第２支持部材２６０は、第２支持部材１６０から第２突起部６３が省略されて、代わりに支持壁部６５が設けられた構成とされている。支持壁部６５は第２支持部２６１のうちバスバー３０と重なる部分の外縁から突出する。支持壁部６５はＸ方向に沿ってスペーサー２８０の外側に配置される。スペーサー２８０は、２つの支持壁部６５の間に位置する。

第１支持部材２４１の第１支持部２４２及びスペーサー２８０の本体２８１は、四角筒状に形成されている。第１支持部２４２の内側に第１磁気センサ１２が配置され、スペーサー２８０の本体２８１の内側に第２磁気センサ１４が配置される。第１支持部２４２及びスペーサー２８０の本体２８１はそれぞれ収容する磁気センサ１２、１４の厚みよりも大きく形成されて、磁気センサ１２、１４がバスバー３０と接触しないように設けられているとよい。第１支持部材２４１及びスペーサー２８０はバスバー３０を囲む。第１支持部材２４１に第１突起部２４４が形成され、スペーサー２８０に突起部２８３が形成される。第１突起部２４４は、上記第２突起部６３と同様にＸ方向に離れた２箇所に設けられる。上記第２突起部６３の間に上記第１突起部４４が嵌るのと同様に、突起部２８３は、第１突起部２４４の間に嵌ることが可能に設けられる。スペーサー２８０には、第２支持部２６１に形成された位置決め凸部６２が嵌る凹部としての貫通孔２８２が形成されている。

［変形例］
図１６は実施形態３にかかる電流検知装置２１０の変形例を示す部分断面正面図である。図１７は実施形態３にかかる電流検知装置２１０の変形例を示す分解斜視図である。

変形例にかかる電流検知装置３１０において、バスバー３３０のうち第１磁気センサ１２と重なる部分に第１収容空間３１が形成されている。第１収容空間３１に第１磁気センサ１２の少なくとも一部が収まっている。これにより、バスバー３３０の電流による磁場が強い位置に第１磁気センサ１２が配置されることができる。また、電流検知装置３１０をより薄型にできる。第１収容空間３１は、底のある凹部であってもよいし、貫通孔であってもよい。ここでは、第１収容空間３１として、底のある凹部が形成されている。

また、バスバー３３０のうち第２磁気センサ１４と重なる部分に第２収容空間３２が形成されている。第２収容空間３２に第２磁気センサ１４の少なくとも一部が収まっている。これにより、導体の電流による磁場が強い位置に第２磁気センサ１４が配置されることができる。また、電流検知装置３１０をより薄型にできる。第２収容空間３２は、底のある凹部であってもよいし、貫通孔であってもよい。ここでは、第２収容空間３１として、底のある凹部が形成されている。

より具体的には、ここでは第１収容空間３１及び第２収容空間３２は、バスバー３３０の平面視において同じ位置に形成される。第１収容空間３１は、バスバー３３０の第１面から第２面に向けて厚み方向に凹む。第２収容空間３２は、バスバー３３０の第２面から第１面に向けて厚み方向に凹む。バスバー３３０は、仕切部３３を有する。仕切部３３は第１収容空間３１及び第２収容空間３２を仕切る。第１収容空間３１及び第２収容空間３２は、仕切部３３によって隔てられ、バスバー３３０の内部でつながっていない。第１収容空間３１は、仕切部３３を底とし、バスバー３３０の第１面に開口する凹部である。第２収容空間３２は、仕切部３３を底とし、バスバー３３０の第２面に開口する凹部である。

もっとも、バスバー３３０は、仕切部３３を有していなくてもよい。この場合、第１収容空間３１及び第２収容空間３２は、バスバーの内部でつながっていてもよい。すなわち、バスバーには第１面から第２面まで厚み方向に貫通する貫通孔が形成され、当該貫通孔のうち第１面寄りの部分が第１収容空間３１をなし、第２面寄りの部分が第２収容空間３２をなしてもよい。また、バスバーに第１面から第２面まで厚み方向に貫通する貫通孔が形成された場合に、第１磁気センサ１２と第２磁気センサ１４とのうちいずれか一方のみが当該貫通孔に収まっていてもよい。

電流検知装置３１０は、ケースをさらに備える。図１８はケース３４０付きの電流検知装置３１０を示す分解正面図である。かかるケース３４０は、上記ケース２４０と同様に、第１支持部材３４１、第２支持部材３６０、カバー３７０、及びスペーサー３８０を含む。ケース３４０は、上記ケース２４０とは、一部の寸法が異なる以外は、基本的に同じ構成が採用される。本例の電流検知装置３１０では、第１磁気センサ１２が第１収容空間３１に収まり、第２磁気センサ１４が第２収容空間３２に収まっている。このため、ケース３４０において、第１支持部材３４１の第１支持部３４２及びスペーサー３８０の本体３８１の厚み寸法を、ケース２４０における第１支持部材２４１の第１支持部２４１及びスペーサー２８０の本体２８１の厚みよりも小さくできる。これにより、バスバー３３０が収まる部分において、ケース３４０を薄型化できる。図１８に示す例では、ケース３４０のうちバスバー３３０が収まる部分が、コネクタＣが収まる部分よりも薄型化される。なお、第１支持部３４２及び本体３８１の厚み寸法は、磁気センサ１２、１４の厚み寸法よりも小さい。磁気センサ１２、１４の一部が第１支持部３４２及び本体３８１よりもＺ方向に突出する。

このほか、これまで、電流検知装置１０、１１０、２１０、３１０がケース４０、１４０、２４０、３４０を備えるものとして説明されたが、このことは必須の構成ではない。電流検知装置はケースを備えていなくてもよい。

また、これまでＦＰＣ２０にコネクタＣが設けられるものとして説明されたが、このことは必須の構成ではない。ＦＰＣ２０にコネクタＣが設けられていなくてもよい。またＦＰＣにコネクタが設けられる場合でも、かかるコネクタは、ＦＰＣとリジッド基板とを接続するものなどであってもよい。

また、これまで、磁気センサ１２、１４の差分の演算処理を行う演算回路１７及び記憶回路１８が外部のＥＣＵに設けられていたが、このことは必須の構成ではない。例えば、演算回路１７及び記憶回路１８がＦＰＣ２０に設けられていてもよい。磁気センサ１２、１４の差分の演算処理が行われて外乱が除去されたバスバー３０の電流値がＦＰＣからＥＣＵに信号として送られてもよい。

なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。

１０ 電流検知装置
１２ 第１磁気センサ
１４ 第２磁気センサ
１２ａ、１４ａ 磁気検知素子
１２ｂ、１４ｂ アンプ
１６ マイクロコンピュータ
１７ 演算回路
１８ 記憶回路
２０ フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
２１ 絶縁層
２２ 導電パターン
２３ 第１パターン
２４ 第２パターン
２３ａ、２４ａ 電源パターン
２３ｂ、２４ｂ 信号パターン
２３ｃ 第１区間
２３ｄ 第２区間
２５ａ 第１領域
２５ｂ 第２領域
２５ｃ 第３領域
２５ｄ 自由領域
２６、２７ 貫通孔
３０、３３０ バスバー
３１ 第１収容空間
３２ 第２収容空間
３３ 仕切部
４０、１４０、２４０、３４０ ケース
４１、１４１、２４１、３４１ 第１支持部材
４２、１４２、２４２、３４２ 第１支持部
４２ａ 一方支持面
４２ｂ 他方支持面
４３ 位置決め凸部
４４、２４４ 第１突起部
４５ 係止凸部
４６ 貫通孔
５０ 第１カバー
５１ カバー本体
５２ 周壁部
５３ 突出部
５４ 係止凹部
６０、２６０、３６０ 第２支持部材
６１ 第２支持部
６１ａ 一方支持面
６１ｂ 他方支持面
６２ 位置決め凸部
６３ 第２突起部
６４ 係止凸部
６５ 支持壁部
７０、１７０、２７０、３７０ 第２カバー（カバー）
７１ カバー本体
７２ 周壁部
７４ 係止凹部
２８０、３８０ スペーサー
２８１、３８１ 本体
２８２ 貫通孔
２８３ 突起部

Claims (11)

1. 導体の電流を検知する第１磁気センサ及び第２磁気センサと、
   前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが実装されたフレキシブルプリント基板と、
   を備え、
   前記フレキシブルプリント基板は、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの間で曲げ変形されて、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが重なる検知姿勢となることが可能である、電流検知装置。
2. 請求項１に記載の電流検知装置であって、
   前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの検知対象となる電流が流れる導体をさらに備え、
   前記フレキシブルプリント基板が前記検知姿勢となった状態で、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが間に前記導体を挟んで重なっている、電流検知装置。
3. 請求項２に記載の電流検知装置であって、
   前記フレキシブルプリント基板は、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが外側に位置するように曲げ変形されている、電流検知装置。
4. 請求項２に記載の電流検知装置であって、
   前記フレキシブルプリント基板は、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが内側に位置するように曲げ変形されている、電流検知装置。
5. 請求項４に記載の電流検知装置であって、
   前記導体のうち前記第１磁気センサと重なる部分に第１収容空間が形成されて、
   前記第１収容空間に前記第１磁気センサの少なくとも一部が収まっている、電流検知装置。
6. 請求項５に記載の電流検知装置であって、
   前記導体のうち前記第２磁気センサと重なる部分に第２収容空間が形成されて、
   前記第２収容空間に前記第２磁気センサの少なくとも一部が収まっている、電流検知装置。
7. 請求項１に記載の電流検知装置であって、
   前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの検知対象となる電流が流れる導体をさらに備え、
   前記フレキシブルプリント基板が前記検知姿勢となった状態で、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサが前記導体の一方側で重なっている、電流検知装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電流検知装置であって、
   前記フレキシブルプリント基板を、前記検知姿勢に保つケースをさらに備える、電流検知装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電流検知装置であって、
   前記フレキシブルプリント基板は、前記第１磁気センサと電気的に接続される第１パターンと、前記第２磁気センサと電気的に接続される第２パターンとを含み、
   前記第１パターンは、前記第１磁気センサと電気的に接続される位置から前記第２磁気センサの側に向けて延びる第１区間を有し、
   前記フレキシブルプリント基板は、前記第１区間の位置で曲げ変形して前記検知姿勢となることが可能である、電流検知装置。
10. 請求項９に記載の電流検知装置であって、
    前記フレキシブルプリント基板には、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサを外部機器に電気的に接続するためのコネクタが設けられ、
    前記フレキシブルプリント基板の第１端部に前記第１磁気センサが設けられ、
    前記フレキシブルプリント基板の第２端部に前記コネクタが設けられ、
    前記フレキシブルプリント基板の前記第１端部と前記第２端部との間の中間部に前記第２磁気センサが設けられ、
    前記第１パターン及び前記第２パターンは前記コネクタに電気的に接続され、
    前記第１パターンは、前記第１区間に連なり前記第２磁気センサを越えて前記コネクタに向けて延びる第２区間をさらに有し、
    前記第２パターンは、前記第２区間の側方を通り前記コネクタに向けて延びる区間を有する、電流検知装置。
11. 請求項１０に記載の電流検知装置であって、
    前記フレキシブルプリント基板は、前記コネクタの実装面が内向きとなるように曲げ変形されている、電流検知装置。

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