WO2018110108A1

WO2018110108A1 - 電流センサ

Info

Publication number: WO2018110108A1
Application number: PCT/JP2017/038657
Authority: WO
Inventors: 卓馬江坂; 江介野村; 亮輔酒井; 達明杉戸
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2018-06-21
Also published as: JP2018096794A; US11041887B2; CN110050196B; JP6699532B2; US20190277890A1; CN110050196A

Abstract

電流センサは、少なくとも二つの電流経路（４０）のそれぞれに流れる電流を個別に検出するものであり、電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する磁気検出素子（１０）と、電流経路と磁気検出素子とを挟み込みつつ、対向配置された一対の第１磁気シールド（２０、２１）と第２磁気シールド（３０）と、を含む相を少なくとも二つ備えている。各相は、第１磁気シールド、電流経路、磁気検出素子、第２磁気シールドがこの順序で積層されており、少なくとも二つの相は、積層方向に直交する方向に配置され、隣り合う相の第１磁気シールド間に第１ギャップ（Ｘ１）が、隣り合う相の第２磁気シールド間に第２ギャップ（Ｘ２）が設けられている。第１ギャップから磁気検出素子に向かう漏れ磁界と、第２ギャップから磁気検出素子に向かう漏れ磁界とが、磁気検出素子に到達することを抑制するために、両漏れ磁界どうしで打ち消し合うように、第１ギャップと第２ギャップの少なくとも一方が調整されている。

Description

電流センサ

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１６年１２月１２日に出願された日本出願番号２０１６－２４０５９１号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換し、電流経路に流れる電流を検出する電流センサに関する。

　従来、電流センサの一例として、特許文献１に開示された電流検出システムがある。電流検出システムは、３組の磁性板と、これらに対応する３つのバスバ、及び、３つの半導体基板を有している。半導体基板には、磁束を電気信号に変換する磁電変換素子が形成されている。

特開２０１５－１９４４７２号公報

　上記電流検出システムは、３組の磁性板（以下、磁気シールド）が隣り合うように配置されている。そして、各組における対向配置された磁気シールド間には、バスバと半導体基板が配置されている。よって、電流検出システムは、隣り合う磁気シールドどうしが分断されている。なお、以下においては、１組の磁性板と、１組の磁性板に挟みこまれたバスバと半導体基板とを相とも称する。よって、上記電流検出システムは、三つの相が隣り合って配置されていると言える。

　このように構成された電流検出システムは、ある相のバスバに例えば１２００Ａなどの比較的大電流を通電すると、そのバスバから磁界が発生する。その磁界は、バスバに対向配置された磁気シールド内部に集中し、隣相の磁気シールドへと伝搬する。しかしながら、隣相の磁気シールドへと向かう磁界の一部は、隣相とのシールド間ギャップから漏れることがある。つまり、電流検出システムは、隣相とのシールド間ギャップから漏れ磁界が発生する可能性がある。このため、電流検出システムでは、漏れ磁界が発生すると、この漏れ磁界を隣相の磁気変換素子がセンシングしてしまい、電流の検出誤差が生じるという問題がある。

　本開示は、高精度に電流を検出できる電流センサを提供することを目的とする。

　本開示の第一の態様によれば、電流センサは、少なくとも二つの電流経路のそれぞれに流れる電流を個別に検出する電流センサであって、一つの電流経路に対向配置され、電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する磁気検出素子と、磁気検出素子に対する外部からの磁界を遮蔽するものであり、電流経路と磁気検出素子とを挟み込みつつ、対向配置された一対の第１磁気シールドと第２磁気シールドと、を含む相を少なくとも二つ備えており、各相は、第１磁気シールド、電流経路、磁気検出素子、第２磁気シールドがこの順序で積層されており、少なくとも二つの相は、積層方向に直交する方向に配置され、隣り合う相の第１磁気シールド間に第１ギャップが設けられ、且つ、隣り合う相の第２磁気シールド間に第２ギャップが設けられており、第１ギャップから磁気検出素子に向かう漏れ磁界と、第２ギャップから磁気検出素子に向かう漏れ磁界とが、磁気検出素子に到達することを抑制するために、両漏れ磁界どうしで打ち消し合うように、第１ギャップと第２ギャップの少なくとも一方が調整されている

　このように、第１ギャップから磁気検出素子に向かう漏れ磁界と、第２ギャップから磁気検出素子に向かう漏れ磁界とが、磁気検出素子に到達することを抑制するために、両漏れ磁界どうしで打ち消し合うように、第１ギャップと第２ギャップの少なくとも一方が調整されている。このため、本開示は、第１ギャップと第２ギャップから磁気検出素子に向かって漏れ磁界が発生した場合であっても、この漏れ磁界を磁気検出素子がセンシングすることを抑制できるため、高精度に電流を検出できる。

　本開示の第二の態様によれば、第一の態様に係る電流センサは、相を少なくとも三つ備えており、少なくとも三つの相において、二つの相と二つの相で挟まれた中間相とが、積層方向に直交する方向に配置され、第１ギャップから中間相における磁気検出素子に向かう漏れ磁界と、第２ギャップから中間相における磁気検出素子に向かう漏れ磁界とが、中間相における磁気検出素子の位置で打ち消されるように、第１ギャップと第２ギャップの少なくとも一方が調整されている。

　このように、第１ギャップから磁気検出素子に向かう漏れ磁界と、第２ギャップから磁気検出素子に向かう漏れ磁界とが、中間相における磁気検出素子の位置で打ち消されるように、第１ギャップと第２ギャップの少なくとも一方が調整されている。このため、第１ギャップと第２ギャップから中間相における磁気検出素子に向かって漏れ磁界が発生した場合であっても、この漏れ磁界を中間相の磁気検出素子がセンシングすることを抑制できるため、高精度に電流を検出できる。

　本開示の第三の態様によれば、電流センサは、電流経路のそれぞれに流れる電流を個別に検出する電流センサであって、電流経路に対向配置され、電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する磁気検出素子と、磁気検出素子に対する外部からの磁界を遮蔽するものであり、電流経路と磁気検出素子とを挟み込みつつ、対向配置された一対の第１磁気シールドと第２磁気シールドと、を含む相を少なくとも三つ備えており、各相は、第１磁気シールド、電流経路、磁気検出素子、第２磁気シールドがこの順序で積層されており、少なくとも三つの相において、二つの相と二つの相で挟まれた中間相とが、積層方向に直交する方向に配置され、隣り合う相の第１磁気シールド間に第１ギャップが設けられ、且つ、隣り合う相の第２磁気シールド間に第２ギャップが設けられており、第１ギャップから中間相における磁気検出素子に向かう漏れ磁界と、第２ギャップから中間相における磁気検出素子に向かう漏れ磁界とが、中間相における磁気検出素子の位置で打ち消されるように、中間相における磁気検出素子と漏れ磁界を発している第１磁気シールドとの間隔、及び、中間相における磁気検出素子と、漏れ磁界を発している第２磁気シールドとの間隔の少なくとも一方が調整されている。

　このように、第１ギャップから磁気検出素子に向かう漏れ磁界と、第２ギャップから磁気検出素子に向かう漏れ磁界とが、中間相における磁気検出素子の位置で打ち消されるように設けられている。具体的には、中間相における磁気検出素子と漏れ磁界を発している第１磁気シールドとの間隔、及び、中間相における磁気検出素子と、漏れ磁界を発している第２磁気シールドとの間隔の少なくとも一方が調整されている。このため、第１ギャップと第２ギャップから中間相における磁気検出素子に向かって漏れ磁界が発生した場合であっても、この漏れ磁界を中間相の磁気検出素子がセンシングすることを抑制できるため、高精度に電流を検出できる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
第１実施形態における電流センサの概略構成を示す斜視図である。第１実施形態における電流センサの概略構成を示す平面図である。図２のIII‐III線に沿う断面図である。変形例における電流センサの概略構成を示す断面図である。第２実施形態における電流センサの概略構成を示す断面図である。第３実施形態における電流センサの概略構成を示す断面図である。

　以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

　なお、以下においては、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と示す。また、Ｘ方向とＹ方向とによって規定される平面をＸＹ平面、Ｘ方向とＺ方向とによって規定される平面をＸＺ平面、Ｙ方向とＺ方向とによって規定される平面をＹＺ平面と示す。

　（第１実施形態）
　図１、図２、図３を用いて、本実施形態の電流センサ１００に関して説明する。電流センサ１００は、例えば、直流電力を三相交流電力に変換するインバータと、インバータからの三相交流電力によって駆動されるモータジェネレータとともに車両に搭載される。そして、電流センサ１００は、インバータとモータジェネレータとの間に流れる電流を検出する。詳述すると、電流センサ１００は、インバータとモータジェネレータを電気的に接続している三つのバスバ４０のそれぞれに流れる電流を個別に検出する。電流センサ１００は、例えば集磁コアを必要としないコアレス電流センサを採用できる。

　また、後程説明するが、電流センサ１００は、三つの相Ｐ１～Ｐ３を備えている。この各相Ｐ１～Ｐ３のそれぞれは、インバータとモータジェネレータとの間における各相に対応して設けられている。なお、バスバ４０は、電流経路に相当する。バスバ４０に流れる電流は、被検出電流とも言える。

　さらに、インバータは、昇圧回路で昇圧された直流電力を三相交流電力に変換し、モータジェネレータに供給する。そして、電流センサ１００は、三相分の電流を検出する構成に加えて、昇圧回路とインバータとの間に流れる電流を検出する構成を有していてもよい。本実施形態では、図１に示すように、三つの相Ｐ１～Ｐ３に加えて、二つの相を含む電流センサ１００を採用している。しかしながら、本実施形態は、三つの相Ｐ１～Ｐ３を備えていればよい。よって、以下においては、主に三つの相Ｐ１～Ｐ３に関して説明する。このため、図２、図３では、電流センサ１００における三つの相Ｐ１～Ｐ３のみを図示している。また、図１では、第１相Ｐ１のみにバスバ４０を図示している。

　本実施形態では、一例として、第１端部４１と、第２端部４３と、両端部に挟まれた中間部４２とを含むバスバ４０を採用している。バスバ４０は、例えば、板状の導電性部材が屈曲した形状をなしている。また、バスバ４０は、例えば、第１端部４１がモータジェネレータ側の端部で、第２端部４３がインバータ側の端部である。中間部４２は、第１端部４１と第２端部４３との間の部位であり、後程説明する第１磁気シールド２０と第２磁気シールド３０で挟まれる部位である。しかしながら、バスバ４０の構成は、これに限定されない。

　電流センサ１００は、図１～図３に示すように、第１相Ｐ１、第２相Ｐ２、第３相Ｐ３を備えている。三つの相Ｐ１～Ｐ３は、同様の構成を有している。このため、ここでは、一例として、第２相Ｐ２を用いて説明する。

　第２相Ｐ２は、一つのバスバ４０に対向配置され、バスバ４０から発生する磁界を検知して電気信号に変換する磁気検出素子１０を含んでいる。また、第２相Ｐ２は、磁気検出素子１０に対する外部からの磁界を遮蔽するものであり、バスバ４０と磁気検出素子１０とを挟み込みつつ、対向配置された一対の第１磁気シールド２０と第２磁気シールド３０を含んでいる。第２相Ｐ２における第１磁気シールド２０と第２磁気シールド３０とで挟まれた中間部４２を含むバスバ４０は、第２相Ｐ２における検出対象のバスバ４０と言える。

　磁気検出素子１０は、例えばセンサチップやバイアス磁石や回路チップが基板に搭載されるとともに、これらが封止樹脂体で封止され、回路チップと接続されたリードが封止樹脂体の外部に露出した構成を採用できる。センサチップとしては、例えば、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ）、異方性磁気抵抗素子（ＡＭＲ）、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）、又はホール素子などを採用できる。

　各磁気シールド２０，３０は、磁性材料によって構成されており、外部磁界が磁気検出素子１０を透過することを抑制するためのものである。また、各磁気シールド２０，３０は、例えば、板状の磁性材料が積層されて構成されている。よって、図１、図２に示すように、各磁気シールド２０，３０は、板状部材であり、例えば、ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＸＺ平面において矩形状である。さらに、各磁気シールド２０，３０は、図２、図３に示すように、磁気検出素子１０の対向領域、及び中間部４２の対向領域を覆うことができる程度の大きさである。

　第１磁気シールド２０は、中間部４２と対向する対向面（以下、第１対向面）がＸＹ平面と平行に設けられている。同様に、第２磁気シールド３０は、磁気検出素子１０と対向する対向面（以下、第２対向面）がＸＹ平面と平行に設けられている。なお、第１対向面は、第２磁気シールド３０と対向する側の面である。一方、第２対向面は、第１磁気シールド２０と対向する側の面である。

　第１磁気シールド２０と第２磁気シールド３０は、Ｚ方向において、間隔をあけて対向配置されている。また、第１磁気シールド２０と第２磁気シールド３０は、Ｚ方向において、磁気検出素子１０やバスバ４０（中間部４２）を挟みこむように配置される。よって、磁気検出素子１０及び中間部４２は、第１磁気シールド２０の対向領域内及び第２磁気シールド３０の対向領域内に配置されていると言える。なお、第１磁気シールド２０と第２磁気シールド３０は、平行に配置されているため、平行平板シールドとも言える。

　このように、電流センサ１００は、第１磁気シールド２０が相Ｐ１～Ｐ３毎に分断され、第２磁気シールド３０が相Ｐ１～Ｐ３毎に分断された構成をなしている。しかしながら、第１磁気シールド２０と第２磁気シールド３０のそれぞれは、樹脂等の磁気シールドとしての機能を有さない材料によって一体化されていてもよい。

　そして、第２相Ｐ２は、図３に示すように、第１磁気シールド２０、バスバ４０の中間部４２、磁気検出素子１０、第２磁気シールド３０がこの順序で積層されている。つまり、第２相Ｐ２は、これらの構成要素がＺ方向に積層されている。

　図１～図３に示すように、第１磁気シールド２０と第２磁気シールド３０とは、サイズが異なる。詳述すると、第１磁気シールド２０と第２磁気シールド３０とは、Ｘ方向の大きさ、すなわち、Ｘ方向の長さが異なる。これは、隣り合う第１磁気シールド２０どうしの間隔、及び隣り合う第２磁気シールド３０どうしの間隔を調整するためである。なお、本実施形態では、第２磁気シールド３０よりも第１磁気シールド２０の方がＸ方向の長さが短い例を採用している。隣り合う第１磁気シールド２０どうしの間隔は、後程説明する第１ギャップＸ１に相当する。一方、隣り合う第２磁気シールド３０どうしの間隔は、後程説明する第２ギャップＸ２に相当する。

　このように構成された三つの相Ｐ１～Ｐ３は、図１～図３に示すように、Ｘ方向に並べて配置されている。Ｘ方向は、積層方向に直交する方向に相当する。言い換えると、各相Ｐ１～Ｐ３は、中間部４２において電流が流れる方向（Ｙ方向）が平行となるように配置されている。また、各相Ｐ１～Ｐ３は、隣り合う相との間に間隔をあけて配置されている。なお、以下においては、隣り合う相を隣相と記載することもある。

　本実施形態では、Ｘ方向において、第１相Ｐ１、第２相Ｐ２、第３相Ｐ３の順番で配置されている例を採用する。よって、第２相Ｐ２は、第１相Ｐ１と第３相Ｐ３で挟まれた中間相に相当する。また、第２相Ｐ２は、第１相Ｐ１と隣相であり、且つ、第３相Ｐ３と隣相である。つまり、第１相Ｐ１と第３相Ｐ３とは、隣り合っていない。なお、中間相における第１磁気シールド２０は、中間第１シールドに相当する。そして、中間相における第２磁気シールド３０は、中間第２シールドに相当する。

　このため、各磁気検出素子１０は、Ｘ方向に並べて配置されている。また、各第１磁気シールド２０は、Ｘ方向に並べて配置されている。同様に、各第２磁気シールド３０は、Ｘ方向に並べて配置されている。なお、各相Ｐ１～Ｐ３に対応する各バスバ４０の中間部に関してもＸ方向に並べて配置されている。

　各第１磁気シールド２０の第１対向面は、ＸＹ平面と平行な同一の仮想平面上に設けられている。同様に、各第２磁気シールド３０の第２対向面は、ＸＹ平面と平行な同一の仮想平面上に設けられている。そして、第１対向面が設けられている仮想平面は、Ｚ方向における位置が、第２対向面が設けられている仮想平面と異なる。

　また、各第１磁気シールド２０は、Ｘ方向における位置は異なるが、Ｙ方向及びＺ方向の位置が同じである。同様に、各第２磁気シールド３０は、Ｘ方向における位置は異なるが、Ｙ方向及びＺ方向の位置が同じである。

　各相Ｐ１～Ｐ３は、図３に示すように、隣相の第１磁気シールド２０間に第１ギャップＸ１が設けられ、且つ、隣相の第２磁気シールド３０間に第２ギャップＸ２が設けられている。つまり、例えば、第３相Ｐ３の第１磁気シールド２０と第２相Ｐ２の第１磁気シールド２０との間には、第１ギャップＸ１が設けられている。また、第１相Ｐ１の第２磁気シールド３０と第２相Ｐ２の第２磁気シールド３０との間には、第２ギャップＸ２が設けられている。

　第１ギャップＸ１は、Ｘ方向における、隣り合う第１磁気シールド２０どうしの最短距離と言える。一方、第２ギャップＸ２は、Ｘ方向における、隣り合う第２磁気シールド３０どうしの最短距離と言える。この第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２は、磁気検出素子１０に漏れ磁界が影響することを抑制するために調整されている。第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２の調整に関しては、後程説明する。

　電流センサ１００は、例えば、各相Ｐ１～Ｐ３が回路基板やハウジングを介して一体的に構成されている。さらに、電流センサ１００は、各相Ｐ１～Ｐ３に加えて、バスバ４０が回路基板やハウジングを介して一体的に構成されていてもよい。このように一体的に構成された構造体は、センサ端子台と言うこともできる。なお、センサ端子台は、図１に図示している各相Ｐ１～Ｐ３とは異なる二つの相、及び、この二つの相に対応して設けられたバスバ４０に関しても、一体的に設けられていてもよい。また、回路基板は、各磁気検出素子１０と電気的に接続され、各磁気検出素子１０からのセンサ信号が入力される。

　このように構成された電流センサ１００は、ある相の検出対象であるバスバ４０に例えば１２００Ａなどの比較的大電流が流れ、この相の隣相で検出対象のバスバ４０に流れている被検出電流を検出する状況となりうる。なお、比較的大電流が流れるバスバ４０は、ノイズの発生源となりうる。このため、このバスバ４０を検出対象としている相は、ノイズ相と言うことができる。一方、被検出電流を検出する相は、検出相と言うことができる。本実施形態では、図３に示すように、第１相Ｐ１をノイズ相、第２相Ｐ２を検出相である状況を一例として採用する。

　ノイズ相のバスバ４０から発生する磁界は、アンペアの右ねじの法則により、同心円状に発生する。この磁界は、バスバ４０に対向配置された第１磁気シールド２０及び第２磁気シールド３０内部に集中する。そして、第１磁気シールド２０及び第２磁気シールド３０には、図３に示すように、実線矢印で示す方向に磁力線ＭＬ１，ＭＬ２が走る。なお、第１磁気シールド２０における磁力線ＭＬ１と第２磁気シールド３０における磁力線ＭＬ２とは、逆ベクトルとなる。

　また、電流センサ１００は、第１相Ｐ１の第２磁気シールド３０から第２相Ｐ２の第２磁気シールド３０、第２相Ｐ２の第２磁気シールド３０から第３相Ｐ３の第２磁気シールド３０へと磁界ＰＲ２が伝搬する。同様に、電流センサ１００は、第３相Ｐ３の第１磁気シールド２０から第２相Ｐ２の第１磁気シールド２０、第２相Ｐ２の第１磁気シールド２０から第１相Ｐ１の第１磁気シールド２０へと磁界ＰＲ１が伝搬する。

　さらに、隣相の磁気シールドへと向かう磁界ＰＲ１，ＰＲ２の一部は、隣相の磁気シールドとのギャップから漏れることがある。本実施形態では、図３に示すように、第２磁気シールド３０間の第２ギャップＸ２から漏れ磁界Ｌ２が発生し、第１磁気シールド２０間の第１ギャップＸ１から漏れ磁界Ｌ１が発生する例を採用している。この漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２は、第２相Ｐ２の磁気検出素子１０に向かい、磁気検出素子１０を透過すると、磁気検出素子１０による磁電変換結果に影響を及ぼす可能性がある。

　この漏れ磁界ＰＲ１、ＰＲ２のベクトルは、中間相の磁気検出素子１０の位置では逆ベクトルとなる。そこで、電流センサ１００は、漏れ磁界Ｌ１と漏れ磁界Ｌ２とが中間相における磁気検出素子１０の位置で打ち消されるように、第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２の少なくとも一方が調整されている。つまり、電流センサ１００は、第１ギャップＸ１から中間相の磁気検出素子１０に向かう漏れ磁界Ｌ１と、第２ギャップＸ２から中間相の磁気検出素子１０に向かう漏れ磁界Ｌ２とが中間相の磁気検出素子１０の位置で打ち消されるように構成されている。

　第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２のそれぞれは、広くなるにしたがって漏れ磁界の量が増加し、狭くなるにしたがって漏れ磁界の量が減少する。つまり、電流センサ１００は、第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２の少なくとも一方を調整することで漏れ磁界の量をコントロールして、漏れ磁界Ｌ１と漏れ磁界Ｌ２とが中間相における磁気検出素子１０の位置で打ち消されるように構成されている。

　なお、電流センサ１００は、第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２の少なくとも一方を調整することで漏れ磁界の量をコントロールして、漏れ磁界Ｌ１と漏れ磁界Ｌ２が中間相における磁気検出素子１０へ影響することを抑制されていると言える。さらに、電流センサ１００は、中間相における磁気検出素子１０の位置で、漏れ磁界Ｌ１と漏れ磁界Ｌ２が互いに弱められるように構成されていると言える。

　本実施形態では、一例として、第２磁気シールド３０に対して、第１磁気シールド２０のＸ方向の長さを短くすることで、第１ギャップＸ１が第２ギャップＸ２よりも広くなるように調整している。これによって、本実施形態では、第２ギャップＸ２からの漏れ磁界Ｌ２の量よりも、第１ギャップＸ１からの漏れ磁界Ｌ１の量を増加させて、両漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２が中間相の磁気検出素子１０の位置で打ち消されるように構成されている。なお、第１ギャップＸ１や第２ギャップＸ２は、シミュレーションや実験などによって、両漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２が中間相の磁気検出素子１０の位置で打ち消されるような値に設定することができる。

　以上のように、電流センサ１００は、漏れ磁界Ｌ１と漏れ磁界Ｌ２とが、中間相における磁気検出素子１０の位置で打ち消されるように、第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２の少なくとも一方が調整されている。このため、電流センサ１００は、第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２から中間相における磁気検出素子１０に向かって漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２が発生した場合であっても、この漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２を中間相の磁気検出素子１０がセンシングすることを抑制できる。したがって、電流センサ１００は、高精度に電流を検出できる。

　また、電流センサ１００は、第１磁気シールド２０のＸ方向における長さを短くしているため、Ｘ方向の体格を小型化しつつ、高精度に電流を検出できる。このため、電流センサ１００を含むセンサ端子台は、小型化が期待できる。

　さらに、電流センサ１００は、第１ギャップＸ１が第２ギャップＸ２よりも広くなるように調整されているため、第１ギャップＸ１にコンデンサや抵抗などの電子部品を配置しやすくなる。このため、電流センサ１００は、第１ギャップＸ１外に電子部品を配置する場合よりも体格を小型化できる。よって、電流センサ１００を含むセンサ端子台は、小型化が期待できる。

　なお、本実施形態では、第２磁気シールド３０よりも第１磁気シールド２０の方がＸ方向の長さが短い例を採用している。しかしながら、本開示は、これに限定されない。本開示は、漏れ磁界の状況に応じて、第１磁気シールド２０よりも第２磁気シールド３０の方がＸ方向の長さを短くして、漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２が中間相における磁気検出素子１０の位置で打ち消されるようにしてもよい。

　さらに、電流センサ１００は、第１磁気シールド２０のＸ方向の端部に、第１磁気シールド２０とは透磁率が異なる付加磁性部材が設けられていてもよい。この場合、電流センサ１００は、第１磁気シールド２０と付加磁性部材との間から漏れ磁界が発生していれば、第１ギャップＸ１を調整することで、高精度に電流を検出できる。

　また、本実施形態では、漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２が打消し合うように、第１ギャップＸ１を調整する例を採用した。しかしながら、本開示は、これに限定されず、第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２の少なくとも一方のみが調整されていれば、上記効果を奏することができる。よって、電流センサ１００は、第２ギャップＸ２のみが調整されていてもよいし、第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２の両方が調整されていてもよい。

　なお、ここでの第１ギャップＸ１は、中間第１シールド２０と、中間第１シールド２０に漏れ磁界ＰＲ１を伝搬する隣相の第１磁気シールド２０との間のギャップである。同様に、第２ギャップＸ２は、中間第２シールド３０と、中間第２シールドに漏れ磁界ＰＲ２を伝搬する隣相の第２磁気シールド３０との間のギャップである。

以下に、本開示のその他の形態として、変形例、第２実施形態に関して説明する。上記実施形態及び変形例、第２実施形態は、それぞれ単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。

　（変形例）
　図４を用いて、変形例における電流センサ１１０に関して説明する。電流センサ１１０は、第１磁気シールド２１の構成が電流センサ１００の第１磁気シールド２０と異なる。

　第１磁気シールド２１は、Ｘ方向の長さが第２磁気シールド３０と同等である。つまり、電流センサ１１０は、第１磁気シールド２１と第２磁気シールド３０の体格が同等である。

　電流センサ１１０は、第１磁気シールド２１のＸ方向における位置によって、第１ギャップＸ１が調整されている。これによって、電流センサ１１０は、第２ギャップＸ２からの漏れ磁界Ｌ２の量よりも、第１ギャップＸ１からの漏れ磁界Ｌ１の量を増加させて、両漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２が中間相の磁気検出素子１０の位置で打ち消されるように構成されている。よって、電流センサ１１０は、電流センサ１００と同様の効果を奏することができる。

　さらに、電流センサ１１０は、同じ体格の第１磁気シールド２１と第２磁気シールド３０を用いるため、体格が異なる第１磁気シールド２１と第２磁気シールド３０を用いる場合よりも、磁気シールドの種類を減らすことができる。つまり、電流センサ１００では、第１磁気シールド２０と第２磁気シールド３０として、体格が異なる二種類の磁気シールドが必要である。これに対して、電流センサ１１０は、第１磁気シールド２１と第２磁気シールド３０として、体格が同等である一種類の磁気シールドで構成することができる。

　このため、電流センサ１１０は、電流センサ１００よりもコストの低減が期待できる。また、電流センサ１１０は、磁気シールドの種類が少ない分、部品管理が容易になる。

　また、電流センサ１１０は、漏れ磁界の状況に応じて、第２磁気シールド３０のＸ方向の位置を調整して、漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２が中間相における磁気検出素子１０の位置で打ち消されるようにしてもよい。さらに、電流センサ１１０は、第１磁気シールド２１と第２磁気シールド３０のＸ方向の位置を調整して、漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２が中間相における磁気検出素子１０の位置で打ち消されるようにしてもよい。

　（第２実施形態）
　図５を用いて、第２実施形態における電流センサ１２０に関して説明する。電流センサ１２０は、第２磁気シールド３１の構成が電流センサ１１０の第２磁気シールド３０と異なる。また、電流センサ１２０は、第１磁気シールド２１間のギャップと第２磁気シールド３１間のギャップとが同等である点が電流センサ１１０と異なる。

　第２磁気シールド３１は、突起３１ａを有している。詳述すると、第２磁気シールド３１は、第２磁気シールド３０と同等の構成を有した本体部に対して、突起３１ａが設けられた形状をなしている。突起３１ａは、第２磁気シールド３０と同等の磁性材料によって構成されている。また、突起３１ａは、本体部におけるＹ方向に連続的に設けられている。

　本実施形態では、一例として、四角柱形状の突起３１ａを採用している。しかしながら、本開示は、これに限定されず、円柱形状の突起３１ａなどであっても採用できる。

　この突起３１ａは、第２磁気シールド３１と中間相の磁気検出素子１０との間隔Ｄ２を近くするために設けられている。この間隔Ｄ２は、第１磁気シールド２１と中間相の磁気検出素子１０との間隔Ｄ１よりも短い。また、第２磁気シールド３１は、突起３１ａが設けられていない場合、中間相の磁気検出素子１０との間隔が、第１磁気シールド２１と中間相の磁気検出素子１０との間隔Ｄ１程度である。つまり、本実施形態では、第３相Ｐ３の第１磁気シールド２１と第２相Ｐ２の磁気検出素子１０との間隔Ｄ１に対して、第１相Ｐ１の第２磁気シールド３１と第２相Ｐ２の磁気検出素子１０との間隔Ｄ２が調整されている例を採用している。

　なお、この間隔Ｄ２は、第２磁気シールド３１と中間相の磁気検出素子１０との最短距離に相当する。同様に、間隔Ｄ１は、第１磁気シールド２１と中間相の磁気検出素子１０との最短距離に相当する。また、第３相Ｐ３の第１磁気シールド２１は、中間相における磁気検出素子１０に漏れ磁界を発している磁気シールドである。同様に、第１相Ｐ１の第２磁気シールド３１は、中間相における磁気検出素子１０に漏れ磁界を発している磁気シールドである。

　このように、第２磁気シールド３１と中間相の磁気検出素子１０との間隔を近くするのは、漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２が、中間相における磁気検出素子１０の位置で打ち消されるようにするためである。つまり、電流センサ１２０は、第１ギャップから中間相における磁気検出素子１０に向かう漏れ磁界Ｌ１と、第２ギャップから中間相における磁気検出素子１０に向かう漏れ磁界Ｌ２とが、中間相における磁気検出素子１０の位置で打ち消されるように構成されている。

　このため、電流センサ１２０は、第１ギャップと第２ギャップから中間相における磁気検出素子１０に向かって漏れ磁界が発生した場合であっても、この漏れ磁界を中間相の磁気検出素子１０がセンシングすることを抑制できるため、高精度に電流を検出できる。

　なお、本実施形態では、第２磁気シールド３１のみに突起３１ａが設けられた例を採用した。しかしながら、本開示はこれに限定されず、第１磁気シールド２１のみに突起が設けられていてもよいし、第１磁気シールド２１と第２磁気シールド３１の両方に突起が設けられていてもよい。よって、本開示は、中間相における磁気検出素子１０と漏れ磁界を発している第１磁気シールド２１との間隔、及び、中間相における磁気検出素子１０と漏れ磁界を発している第２磁気シールド３１との間隔の少なくとも一方が調整されていればよい。

　（第３実施形態）
　図６を用いて、第３実施形態における電流センサ１３０に関して説明する。電流センサ１３０は、相数が電流センサ１００と異なる。電流センサ１３０は、第１相Ｐ１と第２相Ｐ２の二つの相を備えている。各相の構成は、電流センサ１００と同様である。

　電流センサ１３０は、漏れ磁界Ｌ１と漏れ磁界Ｌ２とが磁気検出素子１０に到達することを抑制するために、両漏れ磁界どうしで打ち消し合うように、第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２の少なくとも一方が調整されている。電流センサ１３０は、第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２の少なくとも一方を調整することで漏れ磁界の量をコントロールして、両漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２が磁気検出素子１０へ影響することを抑制されていると言える。また、電流センサ１３０は、第１ギャップＸ１と第２ギャップＸ２の少なくとも一方を調整することで漏れ磁界の量をコントロールして、漏れ磁界Ｌ１と漏れ磁界Ｌ２どうしで打ち消し合い、両漏れ磁界Ｌ１，Ｌ２が磁気検出素子１０の位置で弱められていると言える。さらに、電流センサ１３０は、漏れ磁界Ｌ１と漏れ磁界Ｌ２が磁気検出素子１０に到達しないように構成されていると言える。

　電流センサ１３０は、電流センサ１００と同様の効果を奏することができる。なお、本実施形態は、変形例と組み合わせて実施することもできる。この場合、電流センサ１３０は、電流センサ１１０と同様の効果を奏することができる。

　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。

Claims

　少なくとも二つの電流経路（４０）のそれぞれに流れる電流を個別に検出する電流センサであって、
　一つの前記電流経路に対向配置され、前記電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する磁気検出素子（１０）と、
　前記磁気検出素子に対する外部からの磁界を遮蔽するものであり、前記電流経路と前記磁気検出素子とを挟み込みつつ、対向配置された一対の第１磁気シールド（２０、２１）と第２磁気シールド（３０）と、を含む相を少なくとも二つ備えており、
　各相は、前記第１磁気シールド、前記電流経路、前記磁気検出素子、前記第２磁気シールドがこの順序で積層されており、
　少なくとも二つの前記相は、積層方向に直交する方向に配置され、隣り合う前記相の前記第１磁気シールド間に第１ギャップ（Ｘ１）が設けられ、且つ、隣り合う前記相の前記第２磁気シールド間に第２ギャップ（Ｘ２）が設けられており、
　前記第１ギャップから前記磁気検出素子に向かう漏れ磁界と、前記第２ギャップから前記磁気検出素子に向かう漏れ磁界とが、前記磁気検出素子に到達することを抑制するために、両漏れ磁界どうしで打ち消し合うように、前記第１ギャップと前記第２ギャップの少なくとも一方が調整されている電流センサ。
　前記相を少なくとも三つ備えており、
　少なくとも三つの前記相において、二つの前記相と二つの前記相で挟まれた中間相とが、積層方向に直交する方向に配置され、
　前記第１ギャップから前記中間相における前記磁気検出素子に向かう漏れ磁界と、前記第２ギャップから前記中間相における前記磁気検出素子に向かう漏れ磁界とが、前記中間相における前記磁気検出素子の位置で打ち消されるように、前記第１ギャップと前記第２ギャップの少なくとも一方が調整されている請求項１に記載の電流センサ。
　前記中間相における前記第１磁気シールドである中間第１シールドと、前記中間第１シールドに漏れ磁界を伝搬する隣り合う前記相の前記第１磁気シールドとの間の前記第１ギャップ、及び、前記中間相における前記第２磁気シールドである中間第２シールドと、前記中間第２シールドに漏れ磁界を伝搬する隣り合う前記相の前記第２磁気シールドとの間の前記第２ギャップの少なくとも一方のみが調整されている請求項２に記載の電流センサ。
　少なくとも三つの前記相のそれぞれは、直流電力を三相交流電力に変換するインバータと、前記インバータからの三相交流電力によって駆動されるモータジェネレータとの間における各相に対応して設けられており、前記インバータと前記モータジェネレータとの間に流れる電流を検出する請求項２または３に記載の電流センサ。
　前記第１ギャップと前記第２ギャップは、前記第１磁気シールドと前記第２磁気シールドの少なくとも一方の配置方向における長さによって調整されている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電流センサ。
　前記第１ギャップと前記第２ギャップは、前記第１磁気シールドと前記第２磁気シールドの少なくとも一方の配置方向における位置によって調整されている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電流センサ。
　少なくとも三つの電流経路（４０）のそれぞれに流れる電流を個別に検出する電流センサであって、
　一つの前記電流経路に対向配置され、前記電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する磁気検出素子（１０）と、
　前記磁気検出素子に対する外部からの磁界を遮蔽するものであり、前記電流経路と前記磁気検出素子とを挟み込みつつ、対向配置された一対の第１磁気シールド（２１）と第２磁気シールド（３１）と、を含む相を少なくとも三つ備えており、
　各相は、前記第１磁気シールド、前記電流経路、前記磁気検出素子、前記第２磁気シールドがこの順序で積層されており、
　少なくとも三つの前記相において、二つの前記相と二つの前記相で挟まれた中間相とが、積層方向に直交する方向に配置され、隣り合う前記相の前記第１磁気シールド間に第１ギャップが設けられ、且つ、隣り合う前記相の前記第２磁気シールド間に第２ギャップが設けられており、
　前記第１ギャップから前記中間相における前記磁気検出素子に向かう漏れ磁界と、前記第２ギャップから前記中間相における前記磁気検出素子に向かう漏れ磁界とが、前記中間相における前記磁気検出素子の位置で打ち消されるように、前記中間相における前記磁気検出素子と前記漏れ磁界を発している前記第１磁気シールドとの間隔、及び、前記中間相における前記磁気検出素子と、前記漏れ磁界を発している前記第２磁気シールドとの間隔の少なくとも一方が調整されている電流センサ。