JP4629644B2 - Current detector - Google Patents
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Description
本発明は、バスバーに流れる電流を検知する電流検知センサを備える電流検知装置に関するものである。 The present invention relates to a current detection device including a current detection sensor that detects a current flowing through a bus bar.
従来、この種の電流検知センサとして、例えば特許文献1,2に示されるように、バスバーをU字形状とすることで、対向配置されて互いに逆方向に電流が流れる導体部を形成し、それら導体部の中間位置に磁気検知素子を設けた構成が提案されている。こうした電流検知センサでは、対向配置された導体部に流れる電流(バスバーに流れる電流)により発生する磁界は導体部の中間位置で増幅されるため、磁束を集中させるためのコアを備えていなくても磁界を検知可能となる。よって、電流検知センサの構成を簡素化することができる。
ところが、こうした電流検知センサでは、例えば電流検知対象となるバスバーの近傍に、他のバスバーが敷設されている場合には、その近傍のバスバーに流れる電流によって生じる磁界(外乱磁界)が磁気検知素子に影響し、該外乱磁界を検知してしまうおそれがある。すなわち、従来の電流検知センサでは、外乱磁界の影響により、高い検知精度を得られないおそれがある。 However, in such a current detection sensor, for example, when another bus bar is laid in the vicinity of a bus bar that is a current detection target, a magnetic field (disturbance magnetic field) generated by a current flowing in the bus bar in the vicinity is applied to the magnetic detection element. The disturbance magnetic field may be detected. That is, the conventional current detection sensor may not be able to obtain high detection accuracy due to the influence of the disturbance magnetic field.
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な構造で高い検知精度を得ることができる電流検知装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a current detection device capable of obtaining high detection accuracy with a simple structure.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、細長形状のバスバーと、該バスバーの一部が長手方向と交差する折曲線で屈曲されることにより互いに対向して形成された一対の被検部間に介在され、該バスバーの長手方向への通電時に該被検部間に発生する磁界を検出することにより該被検部に流れる電流を検知する電流検知センサとを備える電流検知装置であって、前記電流検知センサは、前記被検部間に配置される磁気検知素子と、その磁気検知素子をモールドしつつ前記被検部間に嵌合する絶縁モールド部と、該絶縁モールド部における前記バスバーの両側部位となる両側面に、該バスバーと非接触となるように一体に形成された磁性体からなるシールド部とを備えたことを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1, the elongated bus bar and a part of the bus bar are formed to be opposed to each other by being bent along a folding line intersecting the longitudinal direction. is interposed between a pair of object part, the current and a current detection sensor for detecting a current flowing to said examined portion by detecting a magnetic field generated between該被detection portion during energization of the longitudinal direction of the bus bar In the detection device , the current detection sensor includes a magnetic detection element disposed between the test parts, an insulating mold part that fits between the test parts while molding the magnetic detection element, and the insulation The gist of the present invention is that a shield portion made of a magnetic material integrally formed so as to be in non-contact with the bus bar is provided on both side surfaces which are both side portions of the bus bar in the mold portion.
上記構成によると、バスバーに電流が流れると被検部間には磁界が発生する。そして、それら被検部間に磁気検知素子が配置されるため、該磁気検知素子により、被検部に流れる電流が確実に検知される。しかも、磁気検知素子は絶縁モールド部によってモールドされるとともに、その絶縁モールド部の両側面には磁性体からなるシールド部が一体に形成されているため、例えば隣接するバスバー等によって発生する外乱磁界がシールド部によって遮断される。よって、該外乱磁界が磁気検知素子によって検知されてしまうことも抑制される。 According to the above configuration, when a current flows through the bus bar, a magnetic field is generated between the test parts. And since a magnetic detection element is arrange | positioned between these test parts, the electric current which flows into a test part is reliably detected by this magnetic detection element. Moreover, since the magnetic sensing element is molded by the insulating mold part and the shield parts made of a magnetic material are integrally formed on both side surfaces of the insulating mold part, for example, a disturbance magnetic field generated by an adjacent bus bar or the like is generated. It is blocked by the shield part. Therefore, it is also suppressed that the disturbance magnetic field is detected by the magnetic detection element.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の電流検知装置において、前記絶縁モールド部における前記シールド部の形成部位には、前記バスバーの両側部の一部を覆うフランジ部が設けられ、前記シールド部は、該フランジ部まで延設されていることを要旨とする。 In the invention according to claim 2, in the current detection device according to claim 1, the formation part of the shield part in the insulating mold part is provided with a flange part that covers a part of both side parts of the bus bar, The gist of the invention is that the shield part extends to the flange part.
上記構成によると、被検部に発生する磁界をシールド部に集中させることができるため、漏洩磁束を抑制することが可能となる。
請求項3に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の電流検知装置において、前記絶縁モールド部に、前記バスバーに係止する係止爪を設けたことを要旨とする。
According to the above configuration, since the magnetic field generated in the test part can be concentrated on the shield part, the leakage magnetic flux can be suppressed.
The gist of the invention described in
上記構成によると、電流検知センサのバスバーへの確実な装着(位置決め)が可能となる。
請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電流検知装置において、前記シールド部における前記磁気検知素子と対応する箇所には該磁気検知素子方向に突出する突部が設けられ、前記絶縁モールド部における該シールド部対応箇所には、前記突部と合致する凹所が設けられていることを要旨とする。
According to the above configuration, the current detection sensor can be reliably mounted (positioned) on the bus bar.
According to a fourth aspect of the present invention, in the current detection device according to any one of the first to third aspects, a protrusion projecting in the direction of the magnetic detection element is provided at a location corresponding to the magnetic detection element in the shield portion. A gist is that a recess that matches the protrusion is provided at a portion corresponding to the shield portion in the insulating mold portion.
上記構成によると、シールド部と絶縁モールド部との接合性が向上するとともに、磁気検知素子に対する好適な磁束集中を図ることができ、電流検知精度がより向上する。 According to the above configuration, the bondability between the shield part and the insulating mold part is improved, and a suitable magnetic flux concentration with respect to the magnetic sensing element can be achieved, and the current detection accuracy is further improved.
以上詳述したように、本発明によれば、簡素な構造で高い検知精度を得ることができる電流検知装置を提供することができる。 As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a current detection device capable of obtaining high detection accuracy with a simple structure.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図5に基づき詳細に説明する。
図1に示すように、細長形状の板状物からなるバスバー1の一部には、長手方向と直交する折曲線で屈曲されることにより断面略「コ」字状をなす折曲部2が形成されている。このため、折曲部2には、互いに対向する一対の被検部3(第1被検部3a及び第2被検部3b)と、それら被検部3a,3b間を接続する接続部4とが形成されるとともに、両被検部3a,3b及び接続部4によって囲われた設置凹部5が設けられている。そして、図2に併せ示すように、この設置凹部5内に電流検知センサ10が挿入可能となっている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a bent portion 2 having a substantially “U” cross section is formed on a part of a bus bar 1 made of an elongated plate-like object by being bent along a folding line orthogonal to the longitudinal direction. Is formed. For this reason, the bending part 2 has a pair of test parts 3 (
図3に示すように、電流検知センサ10は、リードフレーム11に実装された磁気検知素子としてのGMR素子12と、そのGMR素子12の両側に配置された一対のバイアスマグネット13と、それらGMR素子12及びバイアスマグネット13をモールドする樹脂材料からなる絶縁モールド部14とを備えている。
As shown in FIG. 3, the
詳しくは、リードフレーム11及びGMR素子12は、絶縁モールド部14内におけるほぼ中央箇所に配置され、その両側の近傍に各バイアスマグネット13が配置された状態となっている。なお、リードフレーム11には複数(ここでは3本)の端子11aが形成され、それら端子11aが外方に突出した状態となるように、絶縁モールド部14がモールドされている。
Specifically, the lead frame 11 and the
絶縁モールド部14は、バスバー1の設置凹部5に合致する略直方体状の本体14aと、その本体14aの長手方向における両端縁において、該長手方向と直交する方向に突出するフランジ部14bとを備えている。このため、絶縁モールド部14は、正面視で略「H」字状をなす形状となっている。なお、図2に示すように、該フランジ部14bは、電流検知センサ10が設置凹部5に挿入された際に、各被検部3a,3bの両側面を覆うように設定されている。
The insulating
また、図1〜図3に示すように、絶縁モールド部14におけるバスバー1の接続部4と合致する側の面の両側縁には、設置凹部5内に挿入された際に該接続部4に係合する係止爪15が突設されている。このため、該係止爪15が接続部4に係合することにより、電流検知センサ10が設置凹部5に固定される。
In addition, as shown in FIGS. 1 to 3, both side edges of the surface of the
さらに、図3に示すように、絶縁モールド部14の両側面において各バイアスマグネット13と対応する箇所には、それぞれ凹所16が凹設されている。そして、該絶縁モールド部14の両側面、すなわちフランジ部14bの外面には、該フランジ部14bの外周面と一致する磁性体からなるシールド部17が一体形成されている。このため、電流検知センサ10が設置凹部5に装着された状態にあっては、絶縁モールド部14の両側面、及びバスバー1における各被検部3a,3bの両側面が、該シールド部17により覆われた状態となる。また、シールド部17には凹所16に合致する突部17aが設けられ、これによりフランジ部14bとの接合性が高められている。しかも、フランジ部14bを介してシールド部17が設けられているため、電流検知センサ10がバスバー1の設置凹部5に装着された状態にあっては、シールド部17とバスバー1とは非接触状態となる。
Further, as shown in FIG. 3,
次に、こうした電流検知センサ10の製造手順について説明する。
まず、リードフレーム11上にGMR素子12が実装され、そのリードフレーム11、各バイアスマグネット13、及びシールド部17をそれぞれ対応箇所に位置決めした状態で、絶縁モールド部14によってリードフレーム11及びバイアスマグネット13をモールドする。これにより、リードフレーム11に実装されたGMR素子12及びバイアスマグネット13がパッケージされるとともに、絶縁モールド部14とシールド部17とが一体に形成された状態となる。なお、リードフレーム11及びバイアスマグネット13を絶縁モールド部14によってモールドした後に、樹脂接着剤等によってシールド部17を絶縁モールド部14に接合するようにしてもよい。
Next, a manufacturing procedure of such a
First, the
このように構成された電流検知センサ10は、バスバー1の設置凹部5内に装着されると、該バスバー1の被検部3a,3b間に介在された状態となる。このため、バスバー1に電流が流れると、該設置凹部5内には、バスバー1の他の場所に比べて強い磁界が発生する。GMR素子12はこうした強磁界内に配置された状態となるため、該発生した磁束を効率的に検知可能となる。よって、こうして検知された磁気信号に基づき、バスバー1に流れる電流量を検知可能となる。
When the
また、磁性体からなるシールド部17が絶縁モールド部14の両側面に配設されており、該シールド部17におけるバイアスマグネット13と対応する箇所にはGMR素子12側に突出する突部17aが設けられているため、GMR素子12への集磁効果も高くなる。よって、バスバー1に電流が流れることによって発生する磁束を、GMR素子12によってより効率的に検知することができる。
Further,
ところで、バスバー1は隣接して敷設される場合が多く、例えば図4に示すように、電流検知対象となるバスバー1の近傍に他のバスバー21,22が隣接して敷設されている場合がある。こうした場合、該他のバスバー21,22に電流が流れた際に発生する磁界(外乱磁界)が電流検知センサ10に影響を及ぼし、該電流検知センサ10の電流検知精度が低下してしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態において電流検知センサ10は、絶縁モールド部14の両側がシールド部17によって覆われているため、こうした外乱磁界がシールド部17によって遮断される。
By the way, the bus bar 1 is often laid adjacently. For example, as shown in FIG. 4, there are cases where
具体的には、図5に示すように、GMR素子12によって検出される磁束Bに対して、隣接するバスバー21,22に通電される電流I1が与える影響度は、僅かに0.2%未満であることが確認されている。このため、隣接するバスバー21,22に流れる電流I1の値が「0A」のときでも、「350A」のときでも、検出対象であるバスバー1に流れる電流I2に応じて検出される磁束Bの値はほとんど変化を生じない。
Specifically, as shown in FIG. 5, the degree of influence of the current I1 applied to the adjacent bus bars 21 and 22 on the magnetic flux B detected by the
これに対し、電流検知センサ10にシールド部17が設けられていない場合、GMR素子12によって検出される磁束Bに対して、隣接するバスバー21,22に通電される電流I1が与える影響度は、3%ほどであることが確認されている。このため、隣接するバスバー21,22に電流が流れているときと流れていないときとで、該GMR素子12によって検出される磁束Bの値が変化してしまい、電流検知センサ10の電流検知精度が低下してしまう。
On the other hand, when the
したがって、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
(1)電流検知対象となるバスバー1に電流が流れると、被検部3a,3b及び接続部4によって囲われた設置凹部5内には、他の箇所に比較して強い磁界が発生する。こうした設置凹部5に電流検知センサ10が装着されることにより、GMR素子12が設置凹部5内に配置された状態となるため、該バスバー1に流れる電流によって生じる磁束を該GMR素子12によって確実に検知可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When a current flows through the bus bar 1 that is a current detection target, a strong magnetic field is generated in the
しかも、GMR素子12は絶縁モールド部14によってモールドされるとともに、その絶縁モールド部14の両側面には磁性体からなるシールド部17が一体に形成されている。このため、例えば隣接するバスバー等によって発生する外乱磁界をシールド部17によって遮断することができ、該外乱磁界がGMR素子12によって検知されてしまうことも抑制することができる。よって、電流検知センサ10の電流検知精度を向上させることができる。また、絶縁モールド部14の両側にシールド部17を一体に形成するだけの構造で済むため、電流検知センサ10を簡素に構成することができる。
In addition, the
(2)絶縁モールド部14におけるシールド部17の形成部位には、バスバー1の両側部の一部(各被検部3a,3bの両側面)を覆うフランジ部14bが設けられ、シールド部17は、該フランジ部14bまで延設された状態となっている。このため、各被検部3a,3b間に発生する磁界をシールド部17に集中させることができ、漏洩磁束を抑制することができる。
(2) A
(3)絶縁モールド部14には一対の係止爪15が設けられ、電流検知センサ10を設置凹部5内に装着した際には、その係止爪15がバスバー1の接続部4に係合する。このため、電流検知センサ10のバスバー1への確実な装着(位置決め)が可能となる。
(3) The insulating
(4)シールド部17におけるGMR素子12及びバイアスマグネット13と対応する箇所には、GMR素子12側に突出する突部17aが設けられ、絶縁モールド部14には、その突部17aと合致する凹所16が設けられている。このため、シールド部17と絶縁モールド部14との接合性が向上するとともに、GMR素子12に対する好適な磁束集中を図ることができ、電流検知精度をより向上させることができる。
(4) A
(5)シールド部17は、GMR素子12やバイアスマグネット13を絶縁モールド部14によってモールドする工程で該絶縁モールド部14に接合される。このため、シールド部17を絶縁モールド部14に接合するための工程を別工程としなくてもよいため、製造工程が増大してしまうことによる生産性の低下を抑止することができる。
(5) The
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 前記実施形態において電流検知センサ10は、磁気検知素子としてGMR素子12を備えるとともに、バイアスマグネット13を備えた構成をなしている。しかし、磁気検知素子は、GMR素子12に限らず、例えばホール素子等の他の磁気検知素子によって構成されていてもよい。また、磁気検知素子としてホール素子を用いた場合には、電流検知センサ10の構成からバイアスマグネット13を省略してもよい。
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In the embodiment, the
・ 前記実施形態において電流検知センサ10は、既に着磁されたバイアスマグネット13をGMR素子12と共に絶縁モールド部14によってモールドすることで製造されている。しかしながら、磁粉が混入された樹脂(プラスチックマグネット)と絶縁モールド部14とを二色成形し、その成形時に部分着磁技術により該プラスチックマグネットを着磁することによってバイアスマグネット13として構成させてもよい。
In the above embodiment, the
・ 絶縁モールド部14は、必ずしもフランジ部14bを有している必要はなく、シールド部17も、必ずしも各被検部3a,3bの両側面を覆う構成となっている必要はない。
The insulating
・ 係止爪15は、2対以上で構成されていてもよい。また、係止爪15を省略してもよい。
・ 折曲部2は、必ずしも断面略「コ」字状をなしている必要はなく、例えば断面略「U」字状など、他の形状をなしていてもよい。また、折曲部2は、必ずしもバスバー1の長手方向と直交する折曲線で屈曲されている必要はない。
-The
The bent portion 2 does not necessarily have a substantially “U” shape in cross section, and may have another shape such as a substantially “U” shape in cross section. Further, the bent portion 2 does not necessarily have to be bent at a folding line orthogonal to the longitudinal direction of the bus bar 1.
・ 絶縁モールド部14に設けられた凹所16、及びシールド部17に設けられた突部17aを省略してもよい。
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
-You may abbreviate | omit the recessed
Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below.
(1) 電流検知センサにおいて、前記シールド部は、前記磁気検知素子を前記絶縁モールド部によってモールドする工程で該絶縁モールド部に一体に接合されること。 (1) In the current detection sensor, the shield portion may be joined together to the magnetic sensing element in the insulating mold portion in the step of molding by the insulating molding unit.
(2) 電流検知センサにおいて、前記磁気検知素子と前記シールド部との間にはバイアスマグネットが配置され、該磁気検知素子及び該バイアスマグネットが前記絶縁モールド部によってモールドされていること。 (2) In the current detection sensor, the disposed bias magnet between the magnetic sensing element and the shield portion, the magnetic sensing element and said bias magnet is molded by the insulating mold part.
1…バスバー、3…被検部(3a…第1被検部、3b…第2被検部)、5…設置凹部、10…電流検知センサ、12…磁気検知素子としてのGMR素子、13…バイアスマグネット、14…絶縁モールド部、14b…フランジ部、15…係止爪、16…凹所、17…シールド部、17a…突部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bus bar, 3 ... Test part (3a ... 1st test part, 3b ... 2nd test part), 5 ... Installation recessed part, 10 ... Current detection sensor, 12 ... GMR element as a magnetic detection element, 13 ... Bias magnet, 14 ... insulating mold part, 14b ... flange part, 15 ... locking claw, 16 ... recess, 17 ... shield part, 17a ... protrusion.
Claims (4)
前記電流検知センサは、前記被検部間に配置される磁気検知素子と、その磁気検知素子をモールドしつつ前記被検部間に嵌合する絶縁モールド部と、該絶縁モールド部における前記バスバーの両側部位となる両側面に、該バスバーと非接触となるように一体に形成された磁性体からなるシールド部とを備えたことを特徴とする電流検知装置。 An elongated bus bar and a portion of the bus bar that is bent at a folding line that intersects the longitudinal direction, and is interposed between a pair of test parts that are formed to face each other. A current detection device comprising a current detection sensor for detecting a current flowing in the test part by detecting a magnetic field generated at times between the test parts,
The current detection sensor includes: a magnetic detection element disposed between the test parts; an insulating mold part that fits between the test parts while molding the magnetic detection element; and the bus bar of the insulation mold part. A current detection device comprising: shield portions made of a magnetic material integrally formed on both side surfaces which are both side portions so as to be in non-contact with the bus bar.
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