WO2018159229A1 - 電流検出装置 - Google Patents

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WO2018159229A1
WO2018159229A1 PCT/JP2018/003937 JP2018003937W WO2018159229A1 WO 2018159229 A1 WO2018159229 A1 WO 2018159229A1 JP 2018003937 W JP2018003937 W JP 2018003937W WO 2018159229 A1 WO2018159229 A1 WO 2018159229A1
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WO
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Prior art keywords
magnetic
conductor path
sensor
magnetic shield
axis direction
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/003937
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
明孝 吉川
久純 渡邉
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices

Definitions

  • This disclosure relates to a current detection device.
  • Patent Document 1 discloses first and second current paths, first and second magnetic flux detectors in which a magnetic detection direction for detecting a magnetic field is limited to one direction, and first and second magnetic flux detections.
  • a current detection device including a current detection sensor main body that detects a current value of a current flowing in at least one of the first and second current paths based on a magnetic field detected by at least one of the devices.
  • the first magnetic flux detector has a direction of a magnetic field generated from the first current path by a current flowing through the first current path at a position a predetermined distance above the first current path.
  • the second magnetic flux detector has a second magnetic flux in a direction of a magnetic field generated from the second current path by a current flowing through the second current path at a position separated by a predetermined distance below the second current path. It arrange
  • the first current path and the second current path are separated by a predetermined distance in the vertical direction, and the first current path and the second magnetic flux detector and the second current path and the first magnetic flux detector are They are arranged side by side horizontally.
  • the magnetic flux detector is from one of the two current paths.
  • the generated magnetic flux is not detected, and the magnetic flux can be detected only from the current path that generates the magnetic flux whose direction is parallel to the magnetic detection direction. For this reason, it is possible to avoid the magnetic flux generated by the current flowing in the other current path from affecting the detection operation of the magnetic flux detector with respect to the magnetic flux detector installed in the current path.
  • the current detection device detects each current flowing through a plurality of conductor paths including a first conductor path and a second conductor path provided side by side in the first direction.
  • the current detection device includes a plurality of detection units including a first detection unit and a second detection unit.
  • the first detection unit and the second detection unit are arranged adjacent to each other in the first direction, and the first detection unit includes a first magnetic sensor and a first magnetic shield.
  • the second detection unit includes a second magnetic sensor and a second magnetic shield.
  • the first magnetic sensor detects magnetism corresponding to a current flowing through the first conductor path, and is orthogonal to the first direction, the first direction, the first conductor path, and the second conductor path.
  • the magnetic shield has a first opening in the second direction.
  • the second magnetic sensor detects magnetism corresponding to a current flowing through the second conductor path, and is disposed in a direction opposite to the second direction with respect to the first magnetic sensor in the cross section.
  • the second magnetic shield has a second opening in a direction opposite to the second direction.
  • the detection device can be reduced in size.
  • Sectional drawing which illustrates the structure of the current detection apparatus by embodiment
  • the top view which illustrates the composition of the current detection device by an embodiment Sectional drawing which illustrates the magnetic field line in the comparative example of an electric current detection apparatus
  • Sectional drawing which illustrates the magnetic force line in the electric current detection apparatus by embodiment
  • Sectional drawing which illustrates the structure of the modification 2 of an electric current detection apparatus.
  • the top view which illustrates the composition of modification 3 of the current detection device
  • the current detection device 1 and 2 illustrate the configuration of the current detection device 1 according to the embodiment.
  • the current detection device 1 detects a current flowing through a plurality of conductor paths (in this example, the first conductor path 20a, the second conductor path 20b, and the third conductor path 20c).
  • a detection unit in this example, a first detection unit 11a, a second detection unit 11b, and a third detection unit 11c) is provided.
  • the first conductor path 20a, the second conductor path 20b, and the third conductor path 20c are, for example, three connecting a three-phase AC motor and an inverter (an inverter for supplying three-phase AC power to the three-phase AC motor). It corresponds to a part of wiring (wiring corresponding to U phase, V phase and W phase, respectively).
  • the first conductor path 20a, the second conductor path 20b, and the third conductor path 20c are collectively referred to as “conductor path 20”, and the first detection unit 11a, the second detection unit 11b, and the third detection unit are described.
  • the generic name of 11c is described as “detection unit 11”.
  • the Z-axis direction (second direction) is a direction orthogonal to the X-axis direction (first direction)
  • the Y-axis direction (third direction) is orthogonal to both the X-axis direction and the Z-axis direction.
  • Direction that is, a direction orthogonal to the XZ plane including the X-axis direction and the Z-axis direction).
  • the first conductor path 20a, the second conductor path 20b, and the third conductor path 20c are juxtaposed in the X-axis direction.
  • the conductor path 20 is formed in a flat plate shape extending in the Y-axis direction, and is disposed so that the thickness direction thereof is along the Z-axis direction.
  • the conductor path 20 is a part of a bus bar made of a conductive material such as copper.
  • the sensor substrate 10 extends in the X-axis direction.
  • the sensor substrate 10 is formed in a flat plate shape extending in the X-axis direction, and is arranged so that the thickness direction thereof is along the Z-axis direction.
  • the sensor substrate 10 is made of an insulating material (for example, resin).
  • the sensor substrate 10 is provided with a plurality of (six in this example) through-holes 101 arranged in parallel in the X-axis direction.
  • the plurality of through holes 101 are arranged in a straight line in the X-axis direction. Further, the through hole 101 penetrates the sensor substrate 10 in the Z-axis direction and is formed in a rectangular shape in plan view. Then, side portions (a total of six side portions in this example) of a plurality of magnetic shields 13a, 13b, and 13c described later are inserted into the plurality of through holes 101, respectively.
  • the first detection unit 11a, the second detection unit 11b, and the third detection unit 11c are arranged in parallel in the X-axis direction and correspond to the first conductor path 20a, the second conductor path 20b, and the third conductor path 20c, respectively.
  • the first detection unit 11a includes a first magnetic sensor 12a and a first magnetic shield 13a.
  • the second detection unit 11b includes a second magnetic sensor 12b and a second magnetic shield 13b.
  • the detection unit 11c includes a third magnetic sensor 12c and a third magnetic shield 13c.
  • the first magnetic sensor 12a, the second magnetic sensor 12b, and the third magnetic sensor 12c are collectively referred to as “magnetic sensor 12”, and the first magnetic shield 13a, the second magnetic shield 13b, and the third magnetic shield are described.
  • the generic name of 13c is described as “magnetic shield 13”.
  • the magnetic sensor 12 is configured to detect magnetism corresponding to the current flowing through the conductor path 20. And the magnetic sensor 12 is comprised so that the electrical signal (detection signal) according to the detected magnetism may be output. With such a configuration, the detection signal output from the magnetic sensor 12 is a signal corresponding to the current flowing through the conductor path 20.
  • the magnetic sensor 12 is arranged such that its magnetic sensitive surface is along the X-axis direction. That is, the magnetic sensor 12 is arranged such that its magnetic detection direction (direction in which magnetism can be detected) is along the X-axis direction.
  • the magnetic sensor 12 includes a Hall element that utilizes the Hall effect, a Hall IC that incorporates the Hall element and an amplifier circuit, a magnetoresistive element that utilizes the magnetoresistive effect, a fluxgate (magnetic modulation) type magnetic sensor, and the like. It is constituted by.
  • the magnetic sensor 12 is provided on the sensor substrate 10.
  • the first magnetic sensor 12 a and the third magnetic sensor 12 c are provided on one surface (upper surface in FIG. 1) in the Z-axis direction of the sensor substrate 10, and the second magnetic sensor 12 b is the Z of the sensor substrate 10. It is provided on the other surface (the lower surface in FIG. 1) in the axial direction.
  • all three of the first magnetic sensor 12a, the second magnetic sensor 12b, and the third magnetic sensor 12c are provided on the sensor substrate 10, but this is because at least one magnetic sensor 12 is a sensor. It is good also as a structure provided in the board
  • the magnetic shield 13 is formed such that at least a part of a cross-sectional shape along a plane including the X-axis direction and the Z-axis direction and passing through the conductor path 20 and the magnetic sensor 12 is U-shaped.
  • the conductor path 20 and the magnetic sensor 12 are surrounded.
  • the magnetic shield 13 is made of a high magnetic permeability material (for example, permalloy or ferrite) and is configured to prevent the passage of magnetism.
  • the magnetic shield 13 is formed in a U-shaped plate shape (a plate shape bent into a U shape). Specifically, the magnetic shield 13 has a bottom portion formed in a rectangular shape and two side portions (side portions formed in a rectangular shape) erected on both edges of the bottom portion. . Further, the side portion of the magnetic shield 13 is inserted into a through hole 101 provided in the sensor substrate 10. In this example, the magnetic shield 13 is made of permalloy.
  • the magnetic sensor 12 is disposed on one side of the conductor path 20 in the Z-axis direction, and the magnetic shield 13 is opened on one side in the Z-axis direction. (That is, the opening direction is the direction from the conductor path 20 side to the magnetic sensor 12 side).
  • the magnetic sensor 12 is disposed on one surface side of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction, and the conductor path 20 is disposed on the other surface side of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction. That is, the conductor path 20 and the magnetic sensor 12 are arranged with the sensor substrate 10 interposed therebetween.
  • the three conductor paths 20 and the three magnetic sensors 12 are arranged with the sensor substrate 10 sandwiched therebetween, but this is because at least one conductor path 20 and at least one magnetic sensor 12 are arranged. It is good also as a structure arrange
  • a pair of side portions of the magnetic shield 13 are inserted into the pair of through holes 101 of the sensor substrate 10 from the other surface side of the sensor substrate 10 toward the one surface side, respectively.
  • the pair of side portions of the three magnetic shields 13 are respectively inserted into the three pairs of through holes 101 of the sensor substrate 10, but this is a pair of at least one magnetic shield 13.
  • These side portions may be inserted through at least one pair of through-holes 101 of the sensor substrate 10, respectively.
  • the magnetic sensor 12 is disposed on the other side of the conductor path 20 in the Z-axis direction, and the magnetic shield 13 is opened on the other side in the Z-axis direction. (That is, the opening direction is the direction from the conductor path 20 side to the magnetic sensor 12 side).
  • the magnetic sensor 12 is disposed on the other surface side of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction, and the conductor path 20 is disposed on the one surface side of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction. That is, the conductor path 20 and the magnetic sensor 12 are arranged with the sensor substrate 10 interposed therebetween. Further, the side portion of the magnetic shield 13 is inserted into the through hole 101 of the sensor substrate 10 from the one surface side of the sensor substrate 10 toward the other surface side.
  • the first magnetic sensor 12a is disposed on one side (the upper side in FIG. 1) of the first conductor path 20a in the Z-axis direction. Specifically, the first magnetic sensor 12a is arranged on one side of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction (upper surface side in FIG. 1), and the first conductor path 20a is on the other side of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction. (On the lower surface side in FIG. 1). In the Z-axis direction, the first conductor path 20a and the first magnetic sensor 12a face each other with the sensor substrate 10 interposed therebetween.
  • the first magnetic shield 13a is disposed so as to open to one side (upper side in FIG. 1) in the Z-axis direction. Specifically, of the six through-holes 101 provided in the sensor substrate 10, two of the first magnetic shields 13 a are arranged with respect to two through-holes 101 positioned on one side in the X-axis direction (left side in FIG. 1). One side portion is inserted from the other surface side of the sensor substrate 10 toward one surface side (in FIG. 1, from the lower surface side to the upper surface side).
  • a separating member 50 is provided between the first conductor path 20a and the first magnetic shield 13a.
  • the isolation member 50 is made of an insulating material (for example, resin), and is configured to electrically isolate the first conductor path 20a and the first magnetic shield 13a. Further, a gap is provided between the first conductor path 20a and the sensor substrate 10.
  • the second magnetic sensor 12b is disposed on the other side (lower side in FIG. 1) of the second conductor path 20b in the Z-axis direction. Specifically, the second magnetic sensor 12b is disposed on the other surface side (the lower surface side in FIG. 1) of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction, and the second conductor path 20b is disposed on the one surface side of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction. (Upper surface side in FIG. 1). The second conductor path 20b and the second magnetic sensor 12b are opposed to each other with the sensor substrate 10 in between in the Z-axis direction.
  • the second magnetic shield 13b is disposed so as to open to the other side (lower side in FIG. 1) in the Z-axis direction. Specifically, of the six through holes 101 provided in the sensor substrate 10, the two side portions of the second magnetic shield 13 b are arranged on the sensor substrate with respect to the two through holes 101 located in the center portion in the X-axis direction. 10 are inserted from one side to the other side (in FIG. 1, from the upper surface side to the lower surface side).
  • a first isolation member 51 is provided between the second conductor path 20b and the sensor substrate 10, and a second isolation member 52 is provided between the second conductor path 20b and the second magnetic shield 13b. It has been. Therefore, the second conductor path 20 b is configured to be provided on the sensor substrate 10 via the first isolation member 51.
  • the first isolation member 51 is made of an insulating material (for example, resin), and is configured to electrically isolate the second conductor path 20b and the sensor substrate 10 from each other.
  • the second isolation member 52 is made of an insulating material (for example, resin), and is configured to electrically isolate the second conductor path 20b and the second magnetic shield 13b.
  • the second conductor path 20b is provided on the sensor board 10 via the first isolation member 51. However, this is because the second conductor path 20b is not provided on the sensor board 10 and the sensor board 10 is provided. It may be arranged away from the substrate 10. Further, at least one conductor path 20 may be provided on the sensor substrate 10.
  • the third magnetic sensor 12c is disposed on one side (the upper side in FIG. 1) of the third conductor path 20c in the Z-axis direction. Specifically, the third magnetic sensor 12c is arranged on one surface side (the upper surface side in FIG. 1) of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction, and the third conductor path 20c is on the other surface side of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction. (On the lower surface side in FIG. 1). The third conductor path 20c and the third magnetic sensor 12c are opposed to each other with the sensor substrate 10 interposed therebetween in the Z-axis direction.
  • the third magnetic shield 13c is disposed so as to open to one side (upper side in FIG. 1) in the Z-axis direction. Specifically, of the six through holes 101 provided in the sensor substrate 10, two of the third magnetic shield 13 c are two with respect to the two through holes 101 located on the other side in the X-axis direction (the right side in FIG. 1). One side portion is inserted from the other surface side of the sensor substrate 10 toward one surface side (in FIG. 1, from the lower surface side to the upper surface side).
  • a separating member 50 is provided between the third conductor path 20c and the third magnetic shield 13c.
  • the isolation member 50 is made of an insulating material (for example, resin), and is configured to electrically isolate the third conductor path 20c and the third magnetic shield 13c. Further, a gap is provided between the third conductor path 20 c and the sensor substrate 10.
  • the magnetic sensor 12 provided on the sensor substrate 10 is connected to a control circuit (not shown) provided on the main substrate 30 so as to transmit signals.
  • a wiring pattern (not shown) that is electrically connected to the second magnetic sensor 12b is provided on one surface (upper surface in FIG. 1) of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction.
  • a wiring pattern (not shown) that is electrically connected to the first magnetic sensor 12a and the third magnetic sensor 12c is provided on the other surface (the lower surface in FIG. 1) of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction.
  • the main board 30 is provided with a wiring pattern (not shown) that is electrically connected to the control circuit.
  • a wiring pattern provided on both surfaces of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction (upper surface and lower surface in FIG. 1) and a wiring pattern provided on the main substrate 30 pass through connectors, connection wirings (not shown), and the like. Are electrically connected to each other.
  • a support member 40 is provided between the sensor substrate 10 and the main substrate 30.
  • the support member 40 is made of an insulating material (for example, resin), and supports the sensor substrate 10 so that the sensor substrate 10 is parallel to the main substrate 30.
  • the support member 40 has a first recess into which the closed side (bottom side) of the first magnetic shield 13a is fitted, and a second recess into which the opening side (opposite side of the bottom side) of the second magnetic shield 13b is fitted. And a third recess into which the closing side of the third magnetic shield 13c is fitted.
  • the magnetic sensor 12 in both detection units 11 of two detection units 11 adjacent in the X-axis direction, the magnetic sensor 12 is connected to the conductor path 20 in the Z-axis direction. It arrange
  • the broken arrow indicates the magnetic flow (lines of magnetic force) corresponding to the current flowing through the first conductor path 20a.
  • magnetism (magnetic field) corresponding to the current flowing through the first conductor path 20a is generated around the first conductor path 20a.
  • magnetism corresponding to the current flowing through the first conductor path 20a mainly flows into the first magnetic shield 13a and flows along the first magnetic shield 13a.
  • the magnetism corresponding to the current flowing through the first conductor path 20a is mainly the first magnetism from one side of the first magnetic shield 13a.
  • the opening directions of two adjacent magnetic shields 13 in the X-axis direction are the same direction (upper side in FIG. 3). Therefore, the magnetism leaked from the opening of the first magnetic shield 13a (part of the magnetism corresponding to the current flowing through the first conductor path 20a) is the second located next to the first magnetic shield 13a in the X-axis direction. It enters the inside of the second magnetic shield 13b from the opening of the magnetic shield 13b, and flows into the second magnetic sensor 12b disposed inside the second magnetic shield 13b. Therefore, in the second magnetic sensor 12b, the magnetism (not shown) corresponding to the current flowing through the second conductor path 20b interferes with the magnetism leaking from the first magnetic shield 13a. It becomes difficult to accurately detect the magnetism corresponding to the current flowing through the second conductor path 20b at 12b.
  • magnetic interference that is, part of magnetism corresponding to the current flowing through the conductor path 20 leaks from the opening of the magnetic shield 13 in the magnetic sensor 12 and is adjacent to the magnetic sensor 12. Phenomenon that flows into the magnetic sensor 12 disposed inside the magnetic shield 13) occurs, and it is difficult to accurately detect magnetism in the magnetic sensor 12.
  • the flow of magnetic flux in the current detection device 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG.
  • the first magnetic shield 13a and the third magnetic shield 13c are arranged so as to open on one side in the Z-axis direction (upper side in FIG. 4), and the second magnetic shield 13b is on the other side in the Z-axis direction. It arrange
  • the broken-line arrows indicate the magnetic flow (lines of magnetic force) corresponding to the current flowing through the first conductor path 20a.
  • magnetism (magnetic field) corresponding to the current flowing through the first conductor path 20a is generated around the first conductor path 20a.
  • magnetism corresponding to the current flowing through the first conductor path 20a mainly flows into the first magnetic shield 13a and flows along the first magnetic shield 13a.
  • the magnetism corresponding to the current flowing through the first conductor path 20a is mainly the first magnetism from one side of the first magnetic shield 13a.
  • the magnetic interference in the magnetic sensor 12 (that is, a part of the magnetism corresponding to the current flowing through the conductor path 20 leaks from the opening of the magnetic shield 13 and is adjacent. The phenomenon of flowing into the magnetic sensor 12 disposed inside the magnetic shield 13 is suppressed.
  • the opening directions of the two magnetic shields 13 respectively included in the two detection units 11 adjacent in the X-axis direction are opposite to each other.
  • magnetic interference in the magnetic sensor 12 that is, part of the magnetism corresponding to the current flowing through the conductor path 20 leaks from the opening of the magnetic shield 13 and is arranged inside the adjacent magnetic shield 13. Phenomenon that flows into the magnetic sensor 12 can be suppressed. Thereby, the magnetic detection in the magnetic sensor 12 can be accurately performed.
  • the distance between the conductor paths 20 adjacent in the X axis direction (distance in the X axis direction) and the distance between the magnetic sensors 12 adjacent in the X axis direction (X axis direction). can be set arbitrarily. Therefore, the distance between the adjacent conductor paths 20 is larger than the case where the distance between the adjacent conductor paths 20 and the distance between the adjacent magnetic sensors 12 cannot be arbitrarily set (for example, in the case of Patent Document 1). And since the distance between the adjacent magnetic sensors 12 can be shortened, the electric current detection apparatus 1 can be reduced in size.
  • the conductor path 20 and the magnetic sensor 12 that are adjacent in the X-axis direction do not have to be arranged horizontally. ), The restriction on the arrangement of the conductor path 20 and the magnetic sensor 12 can be relaxed.
  • the magnetic sensor 12 is provided on one sensor substrate 10 in each of the plurality of detection units 11. That is, a plurality of magnetic sensors 12 respectively included in the plurality of detection units 11 are provided on one sensor substrate 10.
  • the wiring structure of the current detection device 1 (wiring related to the magnetic sensor 12) is more than that in the case where the plurality of magnetic sensors 12 included in the plurality of detection units 11 are individually provided on the plurality of sensor substrates. Structure) can be simplified.
  • the conductor path 20 and the magnetic sensor 12 are arranged with the sensor substrate 10 interposed therebetween in each of the plurality of detection units 11.
  • the current detection device 1 can be reduced in size as compared with the case where the conductor path 20 and the magnetic sensor 12 are not disposed across the sensor substrate 10 in each of the plurality of detection units 11.
  • the magnetic shield 13 is formed in a U-shaped plate shape, and the through hole 101 through which the side portion of the magnetic shield 13 is inserted is provided in the sensor substrate 10.
  • the strength of the sensor substrate 10 can be improved even when a slit (the definition of the slit will be described later) through which the side portion of the magnetic shield 13 is inserted is provided in the sensor substrate 10. Can do.
  • the first isolation member 51 is provided between the second conductor path 20b and the sensor substrate 10 is described as an example.
  • the first isolation member 51 may not be provided. That is, the second conductor path 20 b may be provided on the sensor substrate 10.
  • a case where a gap is provided between the first conductor path 20a and the third conductor path 20c and the sensor substrate 10 has been described as an example.
  • the first conductor path 20a and the third conductor path 20 c may be provided on the sensor substrate 10.
  • the second conductor path 20b may be provided on one surface (upper surface in FIG. 1) of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction.
  • first conductor path 20a and the third conductor path 20c may be provided on the other surface (the lower surface in FIG. 1) of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction.
  • the second conductor path 20b may be a part of a wiring pattern (not shown) provided on one surface in the Z-axis direction of the sensor substrate 10, or the first conductor path 20a and the third conductor path.
  • 20c may be a part of a wiring pattern (not shown) provided on the other surface of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction.
  • the current detection device 1 can be reduced in size as compared with the case where an isolation member or a gap is provided between the conductor path 20 and the sensor substrate 10. Can do.
  • the magnetic sensor 12 may be disposed on one side or the other side (that is, the same side of the sensor substrate 10) in the Z-axis direction of the sensor substrate 10. Good.
  • the first magnetic sensor 12a, the second magnetic sensor 12b, and the third magnetic sensor 12c are arranged on the other surface side (the lower surface side in FIG. 5) of the sensor substrate 10 in the Z-axis direction.
  • the plurality of magnetic sensors 12 are distributed on both surfaces in the Z-axis direction of the sensor substrate 10.
  • the attachment of the magnetic sensor 12 to the sensor substrate 10 can be made easier than in the case where it is made.
  • the sensor substrate 10 may be provided with a plurality of (six in this example) slits 102 arranged in parallel in the X-axis direction instead of the plurality of through holes 101.
  • the slit 102 is defined as a concave portion formed so that one side of the sensor substrate 10 is depressed. Therefore, the slit 102 is a recess formed continuously from one side of the sensor substrate 10 and is different from the through hole 101 shown in FIG.
  • the plurality of slits 102 are arranged in a straight line in the X-axis direction.
  • the slit 102 penetrates the sensor substrate 10 in the Z-axis direction, and is formed in a rectangular shape in plan view.
  • the plurality of slits 102 are inserted through the side portions of the plurality of magnetic shields 13 (in this example, a total of six side portions).
  • the pair of side portions of the three magnetic shields 13 are respectively inserted into the three pairs of slits 102 of the sensor substrate 10.
  • the side portion may be inserted through at least one pair of slits 102 of the sensor substrate 10.
  • the through hole through which the side portion of the magnetic shield 13 is inserted (for example, the through holes shown in FIGS. 1 and 2). 101) can be more easily attached than when the sensor substrate 10 is provided.
  • the case where the plurality of magnetic sensors 12 included in each of the plurality of detection units 11 is provided on one sensor substrate 10 is described as an example.
  • the magnetic sensors 12 may be individually provided on a plurality of sensor substrates (not shown).
  • the sensor substrate 10 may include both the through hole 101 and the slit 102. Good.
  • the conductor path 20 is formed so as to extend in the Y-axis direction (the direction orthogonal to the XZ plane) is taken as an example. You may form so that it may extend
  • the magnetic shield 13 has an X-axis direction and a Z-axis direction. It may be formed in another shape in which at least a part of a cross-sectional shape along a plane including the plane (XZ plane) passing through the conductor path 20 and the magnetic sensor 12 is U-shaped.
  • the magnetic shield 13 includes a bottom portion formed in a rectangular shape, two side portions (side portions formed in a rectangular shape) erected on both edges of the bottom portion, and tips of the two side portions. You may have two extension parts (part which narrows an opening part) extended so that it may mutually approach from a part.
  • the magnetic shield 13 is made of permalloy
  • the magnetic shield 13 may be made of another high magnetic permeability material.
  • the magnetic shield 13 may be made of non-conductive ferrite. In the case of such a configuration, it is not necessary to provide an insulating separating member (specifically, the separating member 50 and the second separating member 52) between the conductor path 20 and the magnetic shield 13. 1 can be further downsized.
  • this disclosure is useful as a current detection device.

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Abstract

第１方向（Ｘ軸方向）において隣り合う２つの検出部のうち一方の検出部では、磁気センサが第２方向（Ｚ軸方向）において導体路の一方側に配置され、磁気シールドが第２方向の一方側に開口するように配置されている。第１方向において隣り合う２つの検出部のうち他方の検出部では、磁気センサが第２方向において導体路の他方側に配置され、磁気シールドが第２方向の他方側に開口するように配置されている。

Description

電流検出装置
　この開示は、電流検出装置に関する。
　従来、電流検出装置が知られている。例えば、特許文献１には、第１および第２の電流路と、磁界を検出する磁気検出方向が一方向に限られる第１および第２の磁束検出器と、第１および第２の磁束検出器の少なくとも一方が検出した磁界に基づいて第１および第２の電流路の少なくとも一方に流れる電流の電流値を検出する電流検出センサ本体とを備えた電流検出装置が開示されている。
　この電流検出装置では、第１の磁束検出器は、第１の電流路の上側に所定の距離離れた位置に、第１の電流路を流れる電流によって第１の電流路から発生する磁界の向きに第１の磁束検出器の磁気検出方向が平行になるように配置されている。第２の磁束検出器は、第２の電流路の下側に所定の距離離れた位置に、第２の電流路を流れる電流によって第２の電流路から発生する磁界の向きに第２の磁束検出器の磁気検出方向が平行になるように配置されている。そして、第１の電流路と第２の電流路は、上下方向に所定の距離離れ、且つ第１の電流路と第２の磁束検出器および第２の電流路と第１の磁束検出器がそれぞれ水平に並ぶ状態で並設されている。
　このような構成によれば、二つの電流路からそれぞれ発生する磁束の一方が磁束検出器の磁気検出方向と直交する方向となるため、磁束検出器は、二つの電流路のうちいずれか一方から発生する磁束を検出することはなく、磁気検出方向と向きが平行な磁束を発生する電流路からのみ磁束を検出することができる。このため、電流路に設置した磁束検出器に対し、他の電流路に流れる電流によって発生した磁束が磁束検出器の検出動作に影響を与えることを回避することができる。
特開２０１０－８３１５号公報
　この開示による電流検出装置は、第１方向において並んで設けられた第１導体路と第２導体路とを含む複数の導体路を流れるそれぞれの電流を検出する。前記電流検出装置は、第１検出部と第２検出部とを含む複数の検出部を備える。前記第１検出部と、前記第２検出部とは、前記第１方向において隣り合って配置され、前記第１検出部は、第１磁気センサと、第１磁気シールドと、を有する。前記第２検出部は、第２磁気センサと、第２磁気シールドと、を有する。前記第１磁気センサは、前記第１導体路を流れる電流に応じた磁気を検出し、前記第１方向と、前記第１方向と前記第１導体路と前記第２導体路とに直交する第２方向と、を含むとともに、前記第１導体路と前記第２導体路と前記第１磁気センサと第２磁気センサと第１磁気シールドと第２磁気シールドとを通過する断面において、前記第１磁気シールドは、前記第２方向に第１開口部を有する。前記第２磁気センサは、前記第２導体路を流れる電流に応じた磁気を検出し、前記断面において、前記第１磁気センサに対して前記第２方向と反対方向に配置される。前記第２磁気シールドは、前記第２方向と反対方向に第２開口部を有する。
　この開示によれば、第１方向において隣り合う２つの検出部にそれぞれ含まれる２つの磁気シールドの開口方向が互いに逆方向となっているので、磁気センサにおける磁気の干渉（導体路を流れる電流に応じた磁気の一部が磁気シールドの開口部から漏れ出して隣の磁気シールドの内部に配置された磁気センサに流れ込む現象）を抑制することができる。また、第１方向において隣り合う導体路の間の距離（第１方向における距離）および第１方向において隣り合う磁気センサの間の距離（第１方向における距離）を短縮することができるので、電流検出装置を小型化することができる。
実施形態による電流検出装置の構成を例示する断面図 実施形態による電流検出装置の構成を例示する平面図 電流検出装置の比較例における磁力線を例示する断面図 実施形態による電流検出装置における磁力線を例示する断面図 電流検出装置の変形例２の構成を例示する断面図 電流検出装置の変形例３の構成を例示する平面図
　本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の装置における問題点を簡単に説明する。特許文献１の電流検出装置では、電流路（導体路）および磁束検出器（磁気センサ）の配置に制約があるので、電流路および磁束検出器を任意に配置することができない。そのため、隣り合う電流路の間の距離および隣り合う磁束検出器の間の距離を短縮することができず、電流検出装置を小型化することが困難である。
　以下、実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。
　（電流検出装置）
　図１，図２は、実施形態による電流検出装置１の構成を例示している。この電流検出装置１は、複数の導体路（この例では第１導体路２０ａと第２導体路２０ｂと第３導体路２０ｃ）を流れる電流を検出するものであり、センサ基板１０と、複数の検出部（この例では第１検出部１１ａと第２検出部１１ｂと第３検出部１１ｃ）とを備えている。第１導体路２０ａと第２導体路２０ｂと第３導体路２０ｃは、例えば、三相交流モータとインバータ（三相交流モータに三相交流電力を供給するためのインバータ）とを接続する３つの配線（Ｕ相とＶ相とＷ相にそれぞれ対応する配線）の一部に対応している。
　以下の説明では、第１導体路２０ａと第２導体路２０ｂと第３導体路２０ｃの総称を「導体路２０」と記載し、第１検出部１１ａと第２検出部１１ｂと第３検出部１１ｃの総称を「検出部１１」と記載する。また、Ｚ軸方向（第２方向）は、Ｘ軸方向（第１方向）と直交する方向のことであり、Ｙ軸方向（第３方向）は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の両方と直交する方向（すなわちＸ軸方向とＺ軸方向とを含むＸＺ平面と直交する方向）のことである。
　　〔導体路〕
　第１導体路２０ａと第２導体路２０ｂと第３導体路２０ｃは、Ｘ軸方向に並設されている。この例では、導体路２０は、Ｙ軸方向に延伸する平板状に形成され、その厚み方向がＺ軸方向に沿うように配置されている。例えば、導体路２０は、銅などの導電性材料によって構成されたバスバーの一部である。
　　〔センサ基板〕
　センサ基板１０は、Ｘ軸方向に延伸している。この例では、センサ基板１０は、Ｘ軸方向に延伸する平板状に形成され、その厚み方向がＺ軸方向に沿うように配置されている。
　例えば、センサ基板１０は、絶縁性材料（例えば樹脂）によって構成されている。
　また、センサ基板１０には、Ｘ軸方向に並設された複数（この例では６つ）の貫通孔１０１が設けられている。この例では、複数の貫通孔１０１は、Ｘ軸方向に一直線に並ぶように配置されている。また、貫通孔１０１は、センサ基板１０をＺ軸方向に貫通し、平面視において矩形状に形成されている。そして、複数の貫通孔１０１には、後述する複数の磁気シールド１３ａ、１３ｂ、１３ｃの側部（この例では合計で６つの側部）がそれぞれ挿通される。
　　〔検出部〕
　第１検出部１１ａと第２検出部１１ｂと第３検出部１１ｃは、Ｘ軸方向に並設されて第１導体路２０ａと第２導体路２０ｂと第３導体路２０ｃにそれぞれ対応している。また、第１検出部１１ａは、第１磁気センサ１２ａと第１磁気シールド１３ａとを有し、第２検出部１１ｂは、第２磁気センサ１２ｂと第２磁気シールド１３ｂとを有し、第３検出部１１ｃは、第３磁気センサ１２ｃと第３磁気シールド１３ｃを有している。
　以下の説明では、第１磁気センサ１２ａと第２磁気センサ１２ｂと第３磁気センサ１２ｃの総称を「磁気センサ１２」と記載し、第１磁気シールド１３ａと第２磁気シールド１３ｂと第３磁気シールド１３ｃの総称を「磁気シールド１３」と記載する。
　　　〈磁気センサ〉
　磁気センサ１２は、導体路２０を流れる電流に応じた磁気を検知するように構成されている。そして、磁気センサ１２は、検知した磁気に応じた電気信号（検知信号）を出力するように構成されている。このような構成により、磁気センサ１２から出力される検知信号は、導体路２０を流れる電流に応じた信号となっている。この例では、磁気センサ１２は、その感磁面がＸ軸方向に沿うように配置されている。すなわち、磁気センサ１２は、その磁気検知方向（磁気を検知を検知することができる方向）がＸ軸方向に沿うように配置されている。例えば、磁気センサ１２は、ホール効果を利用したホール素子や、ホール素子とアンプ回路を内蔵したホールＩＣや、磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗素子や、フラックスゲート（磁気変調）式の磁気センサなどによって構成されている。
　この例では、磁気センサ１２は、センサ基板１０に設けられている。具体的には、第１磁気センサ１２ａと第３磁気センサ１２ｃは、センサ基板１０のＺ軸方向における一方面（図１では上面）に設けられ、第２磁気センサ１２ｂは、センサ基板１０のＺ軸方向における他方面（図１では下面）に設けられている。なお、ここでは、第１磁気センサ１２ａ、第２磁気センサ１２ｂ、および、第３磁気センサ１２ｃの３つ全てがセンサ基板１０に設けられているが、これは、少なくとも１つの磁気センサ１２がセンサ基板１０に設けられる構成としてもよい。
　　　〈磁気シールド〉
　磁気シールド１３は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とを含む平面であって導体路２０と磁気センサ１２とを通過する平面に沿う断面形状の少なくとも一部がＵ字状となるように形成されて導体路２０と磁気センサ１２とを囲んでいる。また、磁気シールド１３は、高透磁率材料（例えばパーマロイやフェライトなど）によって構成され、磁気の通過を妨げるように構成されている。
　この例では、磁気シールド１３は、Ｕ字型の板状（Ｕ字型に屈曲する板状）に形成されている。具体的には、磁気シールド１３は、矩形状に形成された底部と、その底部の両縁部に立設された２つの側部（矩形状に形成された側部）とを有している。また、磁気シールド１３の側部は、センサ基板１０に設けられた貫通孔１０１に挿通されている。また、この例では、磁気シールド１３は、パーマロイによって構成されている。
　　〔検出部における各部材の配置〕
　Ｘ軸方向において隣り合う２つの検出部１１のうち一方の検出部１１では、磁気センサ１２がＺ軸方向において導体路２０の一方側に配置され、磁気シールド１３がＺ軸方向の一方側に開口するように（すなわち開口方向が導体路２０側から磁気センサ１２側へ向かう方向となるように）配置されている。この例では、磁気センサ１２がＺ軸方向においてセンサ基板１０の一方面側に配置され、導体路２０がＺ軸方向においてセンサ基板１０の他方面側に配置されている。すなわち、導体路２０と磁気センサ１２とがセンサ基板１０を挟んで配置されている。なお、ここでは、３つの導体路２０と、３つの磁気センサ１２とがセンサ基板１０を挟んで配置されているが、これは、少なくとも１つの導体路２０と、少なくとも１つの磁気センサ１２とがセンサ基板１０を挟んで配置される構成としてもよい。
　また、センサ基板１０の他方面側から一方面側へ向けて、磁気シールド１３の一対の側部が、センサ基板１０の一対の貫通孔１０１に、それぞれ挿通されている。なお、ここでは、３つの磁気シールド１３の一対の側部が、センサ基板１０の、３組の一対の貫通孔１０１に、それぞれ挿通されているが、これは、少なくとも１つの磁気シールド１３の一対の側部が、センサ基板１０の、少なくとも１組の一対の貫通孔１０１に、それぞれ挿通される構成としてもよい。
　Ｘ軸方向において隣り合う２つの検出部１１のうち他方の検出部１１では、磁気センサ１２がＺ軸方向において導体路２０の他方側に配置され、磁気シールド１３がＺ軸方向の他方側に開口するように（すなわち開口方向が導体路２０側から磁気センサ１２側へ向かう方向となるように）配置されている。この例では、磁気センサ１２がＺ軸方向においてセンサ基板１０の他方面側に配置され、導体路２０がＺ軸方向においてセンサ基板１０の一方面側に配置されている。すなわち、導体路２０と磁気センサ１２とがセンサ基板１０を挟んで配置されている。また、センサ基板１０の一方面側から他方面側へ向けて磁気シールド１３の側部がセンサ基板１０の貫通孔１０１に挿通されている。
　　　〈第１検出部における各部材の配置〉
　第１検出部１１ａでは、第１磁気センサ１２ａがＺ軸方向において第１導体路２０ａの一方側（図１では上側）に配置されている。具体的には、第１磁気センサ１２ａがＺ軸方向においてセンサ基板１０の一方面側（図１では上面側）に配置され、第１導体路２０ａがＺ軸方向においてセンサ基板１０の他方面側（図１では下面側）に配置されている。そして、Ｚ軸方向において第１導体路２０ａと第１磁気センサ１２ａとがセンサ基板１０を挟んで互いに対向している。
　また、第１検出部１１ａでは、第１磁気シールド１３ａがＺ軸方向の一方側（図１では上側）に開口するように配置されている。具体的には、センサ基板１０に設けられた６つの貫通孔１０１のうちＸ軸方向の一方側（図１では左側）に位置する２つの貫通孔１０１に対して、第１磁気シールド１３ａの２つの側部がセンサ基板１０の他方面側から一方面側（図１では下面側から上面側）へ向けてそれぞれ挿通されている。
　なお、この例では、第１導体路２０ａと第１磁気シールド１３ａとの間に隔離部材５０が設けられている。隔離部材５０は、絶縁性材料（例えば樹脂）によって構成され、第１導体路２０ａと第１磁気シールド１３ａとを電気的に隔離するように構成されている。また、第１導体路２０ａとセンサ基板１０との間に隙間が設けられている。
　　　〈第２検出部における各部材の配置〉
　第２検出部１１ｂでは、第２磁気センサ１２ｂがＺ軸方向において第２導体路２０ｂの他方側（図１では下側）に配置されている。具体的には、第２磁気センサ１２ｂがＺ軸方向においてセンサ基板１０の他方面側（図１では下面側）に配置され、第２導体路２０ｂがＺ軸方向においてセンサ基板１０の一方面側（図１では上面側）に配置されている。そして、Ｚ軸方向において第２導体路２０ｂと第２磁気センサ１２ｂとがセンサ基板１０を挟んで互いに対向している。
　また、第２検出部１１ｂでは、第２磁気シールド１３ｂがＺ軸方向の他方側（図１では下側）に開口するように配置されている。具体的には、センサ基板１０に設けられた６つの貫通孔１０１のうちＸ軸方向の中央部に位置する２つの貫通孔１０１に対して、第２磁気シールド１３ｂの２つの側部がセンサ基板１０の一方面側から他方面側（図１では上面側から下面側）へ向けてそれぞれ挿通されている。
　なお、この例では、第２導体路２０ｂとセンサ基板１０との間に第１隔離部材５１が設けられ、第２導体路２０ｂと第２磁気シールド１３ｂとの間に第２隔離部材５２が設けられている。したがって、第２導体路２０ｂは第１隔離部材５１を介してセンサ基板１０に設けられる構成となる。第１隔離部材５１は、絶縁性材料（例えば樹脂）によって構成され、第２導体路２０ｂとセンサ基板１０とを電気的に隔離するように構成されている。第２隔離部材５２は、絶縁性材料（例えば樹脂）によって構成され、第２導体路２０ｂと第２磁気シールド１３ｂとを電気的に隔離するように構成されている。
　なお、この例では、第２導体路２０ｂが第１隔離部材５１を介してセンサ基板１０に設けられる構成を示したが、これは、第２導体路２０ｂがセンサ基板１０に設けられず、センサ基板１０と離間して配されてもよい。また、少なくとも１つの導体路２０がセンサ基板１０に設けられてもよい。
　　　〈第３検出部における各部材の配置〉
　第３検出部１１ｃでは、第３磁気センサ１２ｃがＺ軸方向において第３導体路２０ｃの一方側（図１では上側）に配置されている。具体的には、第３磁気センサ１２ｃがＺ軸方向においてセンサ基板１０の一方面側（図１では上面側）に配置され、第３導体路２０ｃがＺ軸方向においてセンサ基板１０の他方面側（図１では下面側）に配置されている。そして、Ｚ軸方向において第３導体路２０ｃと第３磁気センサ１２ｃとがセンサ基板１０を挟んで互いに対向している。
　また、第３検出部１１ｃでは、第３磁気シールド１３ｃがＺ軸方向の一方側（図１では上側）に開口するように配置されている。具体的には、センサ基板１０に設けられた６つの貫通孔１０１のうちＸ軸方向の他方側（図１では右側）に位置する２つの貫通孔１０１に対して、第３磁気シールド１３ｃの２つの側部がセンサ基板１０の他方面側から一方面側（図１では下面側から上面側）へ向けてそれぞれ挿通されている。
　なお、この例では、第３導体路２０ｃと第３磁気シールド１３ｃとの間に隔離部材５０が設けられている。隔離部材５０は、絶縁性材料（例えば樹脂）によって構成され、第３導体路２０ｃと第３磁気シールド１３ｃとを電気的に隔離するように構成されている。また、第３導体路２０ｃとセンサ基板１０との間に隙間が設けられている。
　　〔電流検出装置の周辺の構成〕
　また、この例では、センサ基板１０に設けられた磁気センサ１２は、主基板３０に設けられた制御回路（図示を省略）と信号を伝送可能に接続されている。具体的には、センサ基板１０のＺ軸方向における一方面（図１では上面）には、第２磁気センサ１２ｂと電気的に接続される配線パターン（図示を省略）が設けられている。センサ基板１０のＺ軸方向における他方面（図１では下面）には、第１磁気センサ１２ａおよび第３磁気センサ１２ｃと電気的に接続される配線パターン（図示を省略）が設けられている。主基板３０には、制御回路と電気的に接続される配線パターン（図示を省略）が設けられている。そして、センサ基板１０のＺ軸方向の両面（図１では上面および下面）に設けられた配線パターンと主基板３０に設けられた配線パターンとがコネクタや接続配線（図示を省略）などを経由して互いに電気的に接続されている。
　また、この例では、センサ基板１０と主基板３０との間に支持部材４０が設けられている。支持部材４０は、絶縁性材料（例えば樹脂）によって構成され、センサ基板１０が主基板３０に対して平行となるようにセンサ基板１０を支持している。また、支持部材４０には、第１磁気シールド１３ａの閉口側（底部側）が嵌め込まれる第１凹部と、第２磁気シールド１３ｂの開口側（底部側の逆側）が嵌め込まれる第２凹部と、第３磁気シールド１３ｃの閉口側が嵌め込まれる第３凹部とが設けられている。
　　〔電流検出装置の比較例における磁束の流れ〕
　次に、図３を参照して、電流検出装置の比較例における磁束の流れについて説明する。電流検出装置の比較例（以下、電流検出装置９と記載）では、Ｘ軸方向において隣り合う２つの検出部１１のうち両方の検出部１１において、磁気センサ１２がＺ軸方向において導体路２０の一方側（図３では上側）に配置され、磁気シールド１３がＺ軸方向の一方側（図３では上側）に開口するように配置されている。すなわち、電流検出装置９では、Ｘ軸方向において隣り合う２つの磁気シールド１３の開口方向が同じ方向（図３では上側）となっている。なお、図３において、破線の矢印は、第１導体路２０ａを流れる電流に応じた磁気の流れ（磁力線）を示している。
　図３に示すように、電流検出装置９では、第１導体路２０ａに電流が流れると、第１導体路２０ａを流れる電流に応じた磁気（磁場）が第１導体路２０ａの周囲に発生する。第１磁気シールド１３ａの閉口側（底部側）では、第１導体路２０ａを流れる電流に応じた磁気は、主に、第１磁気シールド１３ａに流れ込んで第１磁気シールド１３ａに沿うように流れる。一方、第１磁気シールド１３ａの開口側（底部側の逆側）では、第１導体路２０ａを流れる電流に応じた磁気は、主に、第１磁気シールド１３ａの一方の側部から第１磁気センサ１２ａを通過して第１磁気シールド１３ａの他方の側部に到達するようにＸ軸方向に流れる。また、第１磁気シールド１３ａの開口側では、第１導体路２０ａを流れる電流に応じた磁気の一部が第１磁気シールド１３ａの開口部から第１磁気シールド１３ａの外部へ漏れ出す。
　図３に示した電流検出装置９では、Ｘ軸方向において隣り合う２つの磁気シールド１３の開口方向が同じ方向（図３では上側）となっている。よって、第１磁気シールド１３ａの開口部から漏れ出した磁気（第１導体路２０ａを流れる電流に応じた磁気の一部）は、Ｘ軸方向において第１磁気シールド１３ａの隣に位置する第２磁気シールド１３ｂの開口部から第２磁気シールド１３ｂの内部に進入し、第２磁気シールド１３ｂの内部に配置された第２磁気センサ１２ｂに流れ込む。そのため、第２磁気センサ１２ｂでは、第２導体路２０ｂを流れる電流に応じた磁気（図示を省略）と第１磁気シールド１３ａから漏れ出した磁気とが干渉することになるので、第２磁気センサ１２ｂにおいて第２導体路２０ｂを流れる電流に応じた磁気を正確に検知することが困難となる。
　このように、図３に示した電流検出装置９では、磁気センサ１２において磁気の干渉（すなわち、導体路２０を流れる電流に応じた磁気の一部が磁気シールド１３の開口部から漏れ出して隣の磁気シールド１３の内部に配置された磁気センサ１２に流れ込む現象）が生じるので、磁気センサ１２における磁気の検知を正確に行うことが困難である。
　　〔実施形態による電流検出装置における磁束の流れ〕
　次に、図４を参照して、この実施形態による電流検出装置１における磁束の流れについて説明する。電流検出装置１では、第１磁気シールド１３ａと第３磁気シールド１３ｃがＺ軸方向の一方側（図４では上側）に開口するように配置され、第２磁気シールド１３ｂがＺ軸方向の他方側（図４では下側）に開口するように配置されている。すなわち、電流検出装置１では、Ｘ軸方向において隣り合う２つの磁気シールド１３の開口方向が互いに逆方向となっている。なお、図４において、破線の矢印は、第１導体路２０ａを流れる電流に応じた磁気の流れ（磁力線）を示している。
　図４に示すように、電流検出装置１では、第１導体路２０ａに電流が流れると、第１導体路２０ａを流れる電流に応じた磁気（磁場）が第１導体路２０ａの周囲に発生する。第１磁気シールド１３ａの閉口側（底部側）では、第１導体路２０ａを流れる電流に応じた磁気は、主に、第１磁気シールド１３ａに流れ込んで第１磁気シールド１３ａに沿うように流れる。一方、第１磁気シールド１３ａの開口側（底部側の逆側）では、第１導体路２０ａを流れる電流に応じた磁気は、主に、第１磁気シールド１３ａの一方の側部から第１磁気センサ１２ａを通過して第１磁気シールド１３ａの他方の側部に到達するようにＸ軸方向に流れる。また、第１磁気シールド１３ａの開口側では、第１導体路２０ａを流れる電流に応じた磁気の一部が第１磁気シールド１３ａの開口部から第１磁気シールド１３ａの外部へ漏れ出す。
　図４に示した電流検出装置１では、Ｘ軸方向において隣り合う２つの磁気シールド１３の開口方向が互いに逆方向となっているので、第１磁気シールド１３ａの開口部から漏れ出した磁気（第１導体路２０ａを流れる電流に応じた磁気の一部）は、主に、Ｘ軸方向において第１磁気シールド１３ａの隣に位置する第２磁気シールド１３ｂの閉口側（底部側）に流れ込んで第２磁気シールド１３ｂに沿うように流れる。
　このように、図４に示した電流検出装置１では、磁気センサ１２における磁気の干渉（すなわち、導体路２０を流れる電流に応じた磁気の一部が磁気シールド１３の開口部から漏れ出して隣の磁気シールド１３の内部に配置された磁気センサ１２に流れ込む現象）が抑制される。
　　〔実施形態による効果〕
　以上のように、この実施形態による電流検出装置１では、Ｘ軸方向において隣り合う２つの検出部１１にそれぞれ含まれる２つの磁気シールド１３の開口方向が互いに逆方向となっている。このような構成により、磁気センサ１２における磁気の干渉（すなわち、導体路２０を流れる電流に応じた磁気の一部が磁気シールド１３の開口部から漏れ出して隣の磁気シールド１３の内部に配置された磁気センサ１２に流れ込む現象）を抑制することができる。これにより、磁気センサ１２における磁気の検知を正確に行うことができる。
　また、この実施形態による電流検出装置１では、Ｘ軸方向において隣り合う導体路２０の間の距離（Ｘ軸方向における距離）およびＸ軸方向において隣り合う磁気センサ１２の間の距離（Ｘ軸方向における距離）を任意に設定することができる。そのため、隣り合う導体路２０の間の距離および隣り合う磁気センサ１２の間の距離を任意に設定することができない場合（例えば特許文献１の場合）よりも、隣り合う導体路２０の間の距離および隣り合う磁気センサ１２の間の距離を短縮することができるので、電流検出装置１を小型化することができる。
　また、この実施形態による電流検出装置１では、Ｘ軸方向において隣り合う導体路２０と磁気センサ１２とを水平に並べなくてもよいので、そのような制約がある場合（例えば特許文献１の場合）よりも、導体路２０および磁気センサ１２の配置に関する制約を緩和することができる。
　また、この実施形態による電流検出装置１では、複数の検出部１１の各々において磁気センサ１２が１枚のセンサ基板１０に設けられている。すなわち、複数の検出部１１にそれぞれ含まれる複数の磁気センサ１２が１枚のセンサ基板１０に設けられている。このような構成により、複数の検出部１１にそれぞれ含まれる複数の磁気センサ１２が複数のセンサ基板にそれぞれ個別に設けられている場合よりも、電流検出装置１の配線構造（磁気センサ１２に関する配線構造）を簡素化することができる。
　また、この実施形態による電流検出装置１では、複数の検出部１１の各々において導体路２０と磁気センサ１２とがセンサ基板１０を挟んで配置されている。このような構成により、複数の検出部１１の各々において導体路２０と磁気センサ１２とがセンサ基板１０を挟んで配置されていない場合よりも、電流検出装置１を小型化することができる。
　また、この実施形態による電流検出装置１では、磁気シールド１３がＵ字型の板状に形成され、磁気シールド１３の側部が挿通される貫通孔１０１がセンサ基板１０に設けられている。このような構成により、後述する、磁気シールド１３の側部が挿通されるスリット（スリットの定義も後述する）がセンサ基板１０に設けられている場合によりも、センサ基板１０の強度を向上させることができる。
　（電流検出装置の変形例１）
　なお、以上の説明では、第２導体路２０ｂとセンサ基板１０との間に第１隔離部材５１が設けられている場合を例に挙げたが、第２導体路２０ｂとセンサ基板１０との間に第１隔離部材５１が設けられていなくてもよい。すなわち、第２導体路２０ｂは、センサ基板１０に設けられていてもよい。また、以上の説明では、第１導体路２０ａおよび第３導体路２０ｃとセンサ基板１０との間に隙間が設けられている場合を例に挙げたが、第１導体路２０ａおよび第３導体路２０ｃは、センサ基板１０に設けられていてもよい。具体的には、第２導体路２０ｂは、センサ基板１０のＺ軸方向における一方面（図１では上面）に設けられていてもよい。これと同様に、第１導体路２０ａと第３導体路２０ｃは、センサ基板１０のＺ軸方向における他方面（図１では下面）に設けられていてもよい。例えば、第２導体路２０ｂは、センサ基板１０のＺ軸方向における一方面に設けられた配線パターン（図示を省略）の一部であってもよいし、第１導体路２０ａと第３導体路２０ｃは、センサ基板１０のＺ軸方向における他方面に設けられた配線パターン（図示を省略）の一部であってもよい。
　以上のように、導体路２０をセンサ基板１０に設けることにより、導体路２０とセンサ基板１０との間に隔離部材や隙間が設けられている場合よりも、電流検出装置１を小型化することができる。
　（電流検出装置の変形例２）
　図５に示すように、複数の検出部１１の各々において磁気センサ１２がセンサ基板１０のＺ軸方向における一方面側または他方面側（すなわちセンサ基板１０の同一片面側）に配置されていてもよい。図５の例では、第１磁気センサ１２ａと第２磁気センサ１２ｂと第３磁気センサ１２ｃがセンサ基板１０のＺ軸方向における他方面側（図５では下面側）に配置されている。
　以上のように、複数の検出部１１の各々において磁気センサ１２をセンサ基板１０の同一片面側に配置することにより、複数の磁気センサ１２がセンサ基板１０のＺ軸方向における両面に分散して配置されている場合よりも、センサ基板１０に対する磁気センサ１２の取り付けを容易にすることができる。
　（電流検出装置の変形例３）
　図６に示すように、センサ基板１０には、複数の貫通孔１０１の代わりに、Ｘ軸方向に並設された複数（この例では６つ）のスリット１０２が設けられていてもよい。ここで、スリット１０２とは、図６に示すように、センサ基板１０の一辺を窪ませるようにして形成した凹部のことであると、以下、定義する。したがって、スリット１０２は、センサ基板１０の一辺から連続して形成される凹部であるため、図２で示した貫通孔１０１とは異なる。この例では、複数のスリット１０２は、Ｘ軸方向に一直線に並ぶように配置されている。また、スリット１０２は、センサ基板１０をＺ軸方向に貫通し、平面視において矩形状に形成されている。そして、複数のスリット１０２には、複数の磁気シールド１３の側部（この例では合計で６つの側部）がそれぞれ挿通される。なお、ここでは、３つの磁気シールド１３の一対の側部が、センサ基板１０の、３組の一対のスリット１０２に、それぞれ挿通されているが、これは、少なくとも１つの磁気シールド１３の一対の側部が、センサ基板１０の、少なくとも１組の一対のスリット１０２に、それぞれ挿通される構成としてもよい。
　以上のように、磁気シールド１３の側部が挿通されるスリット１０２をセンサ基板１０に設けることにより、磁気シールド１３の側部が挿通される貫通孔（例えば図１および図２に示した貫通孔１０１）がセンサ基板１０に設けられている場合よりも、磁気シールド１３の取り付けを容易にすることができる。
　（その他の実施形態）
　以上の説明では、複数の検出部１１にそれぞれ含まれる複数の磁気センサ１２が１枚のセンサ基板１０に設けられている場合を例に挙げたが、複数の検出部１１にそれぞれ含まれる複数の磁気センサ１２は、複数のセンサ基板（図示を省略）にそれぞれ個別に設けられていてもよい。
　また、以上の説明では、センサ基板１０に貫通孔１０１およびスリット１０２のいずれか一方が設けられている場合を例に挙げたが、センサ基板１０に貫通孔１０１およびスリット１０２が混在していてもよい。
　また、以上の説明では、導体路２０がＹ軸方向（ＸＺ平面と直交する方向）に延伸するように形成されている場合を例に挙げたが、これに限定されず、導体路２０は、ＸＺ平面と直交する方向とは異なる方向（ＸＺ平面と交差する方向）に延伸するように形成されていてもよい。
　また、以上の説明では、磁気シールド１３がＵ字型の板状に形成されている場合を例に挙げたが、これに限定されず、磁気シールド１３は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とを含む平面（ＸＺ平面）であって導体路２０と磁気センサ１２とを通過する平面に沿う断面形状の少なくとも一部がＵ字状となる他の形状に形成されていてもよい。例えば、磁気シールド１３は、矩形状に形成された底部と、その底部の両縁部に立設された２つの側部（矩形状に形成された側部）と、その２つの側部の先端部から互いに近づくように延出する２つの延出部（開口部を窄める部分）とを有していてもよい。
　また、以上の説明では、磁気シールド１３がパーマロイによって構成されている場合を例に挙げたが、磁気シールド１３は、他の高透磁率材料によって構成されていてもよい。例えば、磁気シールド１３は、非導電性のフェライトによって構成されていてもよい。このように構成した場合、導体路２０と磁気シールド１３との間に絶縁性を有する隔離部材（具体的には隔離部材５０と第２隔離部材５２）を設けなくてもよくなるので、電流検出装置１をさらに小型化することができる。
　また、以上の実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、この開示、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
　以上説明したように、この開示は、電流検出装置として有用である。
１，９　　　　　　　　　　　　電流検出装置
１０　　　　　　　　　　　　　センサ基板
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ　検出部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ　磁気センサ
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ　磁気シールド
１０１　　　　　　　　　　　　貫通孔
１０２　　　　　　　　　　　　スリット
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ　導体路
３０　　　　　　　　　　　　　主基板
４０　　　　　　　　　　　　　支持部材
５０，５１，５２　　　　　　　隔離部材

Claims (7)

  1. 第１方向において並んで設けられた第１導体路と第２導体路とを含む複数の導体路を流れるそれぞれの電流を検出する電流検出装置であって、
    前記電流検出装置は、
    第１検出部と第２検出部とを含む複数の検出部を備え、
    前記第１検出部と、前記第２検出部とは、前記第１方向において隣り合って配置され、
    前記第１検出部は、
    第１磁気センサと、
    第１磁気シールドと、を有し、
    前記第２検出部は、
    第２磁気センサと、
    第２磁気シールドと、を有し、
    前記第１磁気センサは、前記第１導体路を流れる電流に応じた磁気を検出し、
    前記第１方向と、前記第１方向と前記第１導体路と前記第２導体路とに直交する第２方向と、を含むとともに、前記第１導体路と前記第２導体路と前記第１磁気センサと第２磁気センサと第１磁気シールドと第２磁気シールドとを通過する断面において、前記第１磁気シールドは、前記第２方向に第１開口部を有し、
    前記第２磁気センサは、前記第２導体路を流れる電流に応じた磁気を検出し、前記断面において、前記第１磁気センサに対して前記第２方向と反対方向に配置され、
    前記第２磁気シールドは、前記第２方向と反対方向に第２開口部を有する
    電流検出装置。
  2. 前記第１方向と前記第２方向とに直交する方向と、前記第１方向とに延伸するセンサ基板をさらに備え、
    前記第１検出部において、前記第１磁気センサが前記センサ基板に設けられている請求項１に記載の電流検出装置。
  3. 前記第１検出部において、前記第１導体路と前記第１磁気センサとが前記センサ基板を挟んで配置されている
    請求項２に記載の電流検出装置。
  4. 前記第１導体路は、前記センサ基板に設けられている
    請求項３に記載の電流検出装置。
  5. 前記第１磁気センサは前記センサ基板の第１面に配置され、
    前記第２磁気センサは前記センサ基板の前記第１面と反対の第２面に配置されている
    請求項２に記載の電流検出装置。
  6. 前記第１磁気シールドは、前記第１開口部を上部とし、前記上部と反対側に底部を有し、前記底部の両端に一対の側部を有し、断面がＵ字形状の板であり、
    前記センサ基板には、前記第１磁気シールドのそれぞれの前記一対の側部が挿通される一対の貫通孔が設けられている
    請求項２～５のいずれか１項に記載の電流検出装置。
  7. 前記第１磁気シールドは、前記第１開口部を上部とし、前記上部と反対側に底部を有し、前記底部の両端に一対の側部を有し、断面がＵ字形状の板であり、
    前記センサ基板には、前記第１磁気シールドのそれぞれの前記一対の側部が挿通される一対のスリットが設けられている
    請求項２～５のいずれか１項に記載の電流検出装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020241367A1 (ja) * 2019-05-27 2020-12-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 電流検出装置
WO2024095903A1 (ja) * 2022-10-31 2024-05-10 ニデック株式会社 電力変換装置、モータモジュール、および電力変換装置の製造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115769088A (zh) 2020-07-28 2023-03-07 阿尔卑斯阿尔派株式会社 电流传感器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010008050A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Tdk Corp 電流センサ
JP2010008315A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Yazaki Corp 電流検出装置
WO2012160876A1 (ja) * 2011-05-20 2012-11-29 本田技研工業株式会社 コアレス電流センサ構造体、コアレス電流センサ及び電流検知方法
JP2013195381A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Stanley Electric Co Ltd 電流検出装置
JP2013250160A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Yazaki Corp 電流センサ
JP2014066589A (ja) * 2012-09-25 2014-04-17 Stanley Electric Co Ltd 電流検出装置
JP2015172531A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 株式会社東海理化電機製作所 シールド部材及びそれを用いた電流検出装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010008050A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Tdk Corp 電流センサ
JP2010008315A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Yazaki Corp 電流検出装置
WO2012160876A1 (ja) * 2011-05-20 2012-11-29 本田技研工業株式会社 コアレス電流センサ構造体、コアレス電流センサ及び電流検知方法
JP2013195381A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Stanley Electric Co Ltd 電流検出装置
JP2013250160A (ja) * 2012-05-31 2013-12-12 Yazaki Corp 電流センサ
JP2014066589A (ja) * 2012-09-25 2014-04-17 Stanley Electric Co Ltd 電流検出装置
JP2015172531A (ja) * 2014-03-12 2015-10-01 株式会社東海理化電機製作所 シールド部材及びそれを用いた電流検出装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020241367A1 (ja) * 2019-05-27 2020-12-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 電流検出装置
JPWO2020241367A1 (ja) * 2019-05-27 2020-12-03
JP7257510B2 (ja) 2019-05-27 2023-04-13 日立Astemo株式会社 電流検出装置
WO2024095903A1 (ja) * 2022-10-31 2024-05-10 ニデック株式会社 電力変換装置、モータモジュール、および電力変換装置の製造方法

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