WO2018163685A1 - 電流センサ - Google Patents

電流センサ Download PDF

Info

Publication number
WO2018163685A1
WO2018163685A1 PCT/JP2018/003785 JP2018003785W WO2018163685A1 WO 2018163685 A1 WO2018163685 A1 WO 2018163685A1 JP 2018003785 W JP2018003785 W JP 2018003785W WO 2018163685 A1 WO2018163685 A1 WO 2018163685A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bus bar
recess
conversion element
magnetoelectric conversion
adjustment
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/003785
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
蛇口　広行
田村　学
英一郎 松山
Original Assignee
アルプス電気株式会社
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
Application filed by アルプス電気株式会社 filed Critical アルプス電気株式会社
Priority to JP2019504399A priority Critical patent/JP6651053B2/ja
Priority to EP18763463.9A priority patent/EP3594698B1/en
Priority to CN201880016337.8A priority patent/CN110383080B/zh
Publication of WO2018163685A1 publication Critical patent/WO2018163685A1/ja
Priority to US16/533,323 priority patent/US11280813B2/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used
    • 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
    • G01R15/146—Measuring arrangements for current not covered by other subgroups of G01R15/14, e.g. using current dividers, shunts, or measuring a voltage drop
    • G01R15/148—Measuring arrangements for current not covered by other subgroups of G01R15/14, e.g. using current dividers, shunts, or measuring a voltage drop involving the measuring of a magnetic field or electric field
    • 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
    • G01R15/205—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 using magneto-resistance devices, e.g. field plates

Definitions

  • the present invention relates to a current sensor that calculates a current value based on a magnetic field generated by a current to be measured, and more particularly to a current sensor that reduces an influence from an adjacent bus bar.
  • a sensor described in Patent Document 1 As a current sensor for calculating a current value based on a magnetic field generated by a current to be measured, a sensor described in Patent Document 1 is known.
  • the current sensor described in Patent Document 1 is provided in the vicinity of a bus bar that transmits three-phase AC power to a three-phase AC motor, and the current of each bus bar is measured by a magnetoelectric conversion element.
  • the current sensor in this type of bus bar has a plurality of metal plates arranged vertically in parallel with their plate thickness surfaces arranged vertically, and provided with a rectangular cutout from one end (upper) of the plate thickness, A magnetoelectric conversion element is arranged at the notch, and the current flowing through the bus bar is measured.
  • the shape of the cross section viewed from the extending direction of the adjacent bus bar changes before or after the location where the shape of the cross section changes stepwise along the extending direction.
  • a technique for adjusting the height position of a magnetoelectric conversion element according to the shape of a bus bar located next to the current when detecting a current is disclosed.
  • the measurement object at the position facing the side surface of the adjacent bus bar is located.
  • a notch 32 is provided in the bus bar, the height of the bottom surface of the notch portion is lowered, and a current flowing through the bus bar to be measured is detected by the magnetoelectric transducer 33 provided in a form facing the bottom surface.
  • An object of the present invention is to improve a current sensor, and in particular, to provide a current sensor that can suppress an increase in electric resistance and reduce the influence of a magnetic field from a bus bar located adjacent to the current sensor.
  • a current sensor is a current sensor comprising a plurality of bus bars arranged in parallel and a magnetoelectric conversion element for detecting an induced magnetic field generated by a current flowing through the bus bar.
  • the direction in which the direction of the flow is the extending direction, the direction in which the adjacent bus bars are disposed is the horizontal direction, and when viewed from the extending direction, the direction perpendicular to the horizontal direction is the vertical direction, the plurality of bus bars are: At least a first bus bar and a second bus bar positioned next to the first bus bar are provided, the first bus bar is recessed from one end edge in the vertical direction toward the other end edge, and the magnetoelectric conversion element is disposed.
  • a first detection recess having a first bottom surface, and a first adjustment recess recessed from the first detection recess in the extending direction and recessed from the other end edge in the longitudinal direction toward the one end edge;
  • the second bus bar has a vertical direction
  • a second detection recess having a second bottom surface that is recessed from the end edge toward the other end edge and on which the magnetoelectric transducer is disposed, and is provided in the longitudinal direction with an interval in the extending direction from the second detection recess.
  • a second adjustment recess that is recessed from the other end edge toward the one end edge, and the magnetoelectric conversion element includes a first magnetoelectric conversion element having a sensitivity axis directed in the lateral direction, and the sensitivity axis in the lateral direction.
  • the second bus bar is disposed at a position where a side surface of the portion where the second adjustment recess is provided faces the first magnetoelectric conversion element, and the first magnetoelectric conversion element is disposed toward the first magnetoelectric conversion element.
  • the bus bar is disposed at a position where a side surface of the portion where the first adjustment recess is provided faces the second magnetoelectric conversion element.
  • each of the first bus bar and the second bus bar has a detection recess recessed from one side in the vertical direction and an adjustment recess recessed from the other.
  • the side surface of the location where the adjustment recess of the second bus bar is provided in the lateral direction of the first magnetoelectric transducer disposed in the first detection recess of the first bus bar is located, and the second detection recess of the second bus bar.
  • the side surface of the location where the adjustment concave portion of the first bus bar is provided in the lateral direction of the second magnetoelectric conversion element disposed at the position is located.
  • the adjustment recesses are provided in both the first bus bar and the second bus bar, the depth of the detection recesses can be reduced. Therefore, there are places where the electrical resistance is extremely high like the bus bar described in Patent Document 1. Absent. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress an increase in electrical resistance and to reduce the influence of a magnetic field from a bus bar located next to it.
  • each recessed part of a 1st bus bar and a 2nd bus bar turns into a recessed part from the direction mutually symmetrical in the vertical direction, and as a whole structure which combined the 1st bus bar and the 2nd bus bar, intensity
  • the first detection recess and the first adjustment recess are formed to have the same depth in the vertical direction, and the second detection recess and the second adjustment recess Are preferably formed to have the same vertical depth. According to this configuration, since the cross-sectional area and strength of the portion where the recess is provided in the bus bar are shared, the electrical resistance does not increase or the stress concentrates in the specific portion, and the bus bar as a whole. Electric characteristics can be stabilized and strength can be increased.
  • the length in the extending direction between the first detection recess and the first adjustment recess is provided with the first detection recess and the first adjustment recess.
  • the length in the extending direction between the second detection concave portion and the second adjustment concave portion is longer than the longitudinal length of the portion, and the length in the extending direction between the second detection concave portion and the second adjustment concave portion is the second detection concave portion and the second adjustment concave portion. It is preferable that it is formed in the length more than the length of the vertical direction of the location in which this is provided.
  • the electrical resistance of the portion may increase or stress may concentrate on the portion.
  • the length in the extending direction of the portion is equal to or greater than the length in the longitudinal direction of the portion provided with the detection recess and the adjustment recess, thereby preventing an increase in electrical resistance and stress concentration at the portion. can do.
  • the location where the detection concave portion is provided, the location where the adjustment concave portion is provided, and the location between the detection concave portion and the adjustment concave portion have the same width. A decrease and an increase in electrical resistance can be suppressed to a minimum.
  • the first magnetoelectric conversion element and the second magnetoelectric conversion element are mounted on one surface of a common substrate. According to this configuration, the first magnetoelectric conversion element and the second magnetoelectric conversion element can be handled by a common substrate, and since it is mounted on one surface, the mounting is easy and the configuration can be simplified. .
  • the first detection concave portion, the first adjustment concave portion, the second detection concave portion, and the second adjustment concave portion all have a length in the extending direction and a depth in the vertical direction.
  • the first magnetoelectric conversion element and the second magnetoelectric conversion element are preferably magnetoelectric conversion elements having the same characteristics.
  • the conditions of the attachment location of the magnetoelectric conversion elements in each bus bar are made common, and the characteristics of the magnetoelectric conversion elements are also unified, so the measurement results of each magnetoelectric conversion element are adjusted by correction etc. It becomes possible to cope with the common correction. Therefore, it is possible to easily produce such a program for correction and the like, and it is sufficient to provide a temperature sensor in one place. Moreover, since the length in the extending direction and the depth in the longitudinal direction are the same in all the concave portions, the position where the electric resistance is high is not concentrated, and an increase in the electric resistance can be suppressed.
  • the current sensor of the present invention it is possible to suppress an increase in electrical resistance and reduce the influence of a magnetic field from a bus bar located next to the current sensor.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1.
  • the current sensor 1 includes three bus bars arranged in parallel, each bus bar having a notch, and a magnetoelectric conversion element mounted on the notch. It has become arranged.
  • the magnetoelectric conversion element for example, a magnetoresistance effect element can be used.
  • each bus bar has a first bus bar 10 disposed on the front side and a rear side, and a second bus bar 20 disposed therebetween.
  • the first bus bar 10 and the second bus bar 20 are formed by pressing a metal plate as shown in FIGS. 1 and 2, and the thickness direction is the vertical direction (Z direction in FIG. 1). And it is installed toward the extending
  • the current flows from the upper right to the lower left in FIG. 1 (arrow A in FIG. 1).
  • the first bus bar 10 has a first detection recess that is recessed in a rectangular U shape (rectangular shape) from the upper end to the lower position at the upstream side in the extending direction. 11 is provided, and a first adjustment recess 13 that is recessed upward from the lower end portion is provided on the downstream side of the first intermediate portion 12 that is not provided with a recess.
  • the bottom surface of the first detection recess 11 is a plate thickness surface of the first bus bar 10, and this plate thickness surface is the first bottom surface 11a.
  • the first detection recess 11 and the first adjustment recess 13 are formed to have the same length in the stretching direction and the depth in the longitudinal direction. Further, the length 12L in the extending direction of the first intermediate portion 12 is the height 11L in the vertical direction of the first bus bar 10 where the first detection recess 11 is located, and the first bus bar 10 where the first adjustment recess 13 is located. Is longer than the vertical height 13L.
  • the second bus bar 20 is in a symmetrical relationship with the first bus bar 10. Specifically, the second adjustment recess 23 that is recessed upward from the lower end portion is provided at the upstream position in the extending direction, and the second intermediate portion 22 that is not provided with the recess is sandwiched downstream. Is provided with a second detection recess 21 that is recessed downward from the upper end. The bottom surface of the second detection recess 21 is the plate thickness surface of the second bus bar 20, and this plate thickness surface is the second bottom surface 21a.
  • the length 22 ⁇ / b> L in the extending direction of the second intermediate portion 22 is the height 21 ⁇ / b> L in the vertical direction of the second bus bar 20 where the second detection recess 21 is located, And it is longer than the vertical height 23L of the 2nd bus bar 20 in which the 2nd adjustment recessed part 23 is located.
  • the magnetoelectric conversion element in the present embodiment is composed of a first magnetoelectric conversion element 14 and a second magnetoelectric conversion element 24 as shown in FIGS.
  • the first magnetoelectric conversion element 14 and the second magnetoelectric conversion element 24 are mounted on the common substrate 2. In this embodiment, it arrange
  • illustration is abbreviate
  • the first magnetoelectric conversion element 14 is arranged such that the surface parallel to the surface of the substrate 2 is parallel to the first bottom surface 11a of the first bus bar 10. Further, as shown in FIG. 1, the first magnetoelectric conversion element 14 is arranged such that the first sensitivity axis 14 a (an arrow in the first magnetoelectric conversion element 14 in FIG. 1) that is the sensitivity axis thereof faces the X direction. ing. In addition, the first magnetoelectric conversion element 14 is disposed at a position facing the side surface of the second bus bar 20 located adjacent thereto, specifically, the side surface of the second adjustment recess 23. In other words, when the first sensitivity shaft 14a is extended toward the second bus bar 20, the first sensitivity shaft 14a abuts against the main body portion of the second bus bar 20 where the second adjustment recess 23 of the second bus bar 20 is provided. .
  • the second magnetoelectric conversion element 24 is also arranged so that the surface parallel to the surface of the substrate 2 is parallel to the second bottom surface 21 a of the second bus bar 20.
  • the second sensitivity axis 24a of the second magnetoelectric conversion element 24 (the arrow in the second magnetoelectric conversion element 24 in FIG. 1) is the side surface of the adjacent first bus bar 10, specifically, the first adjustment recess. It is orthogonal to the 13 side surfaces. That is, when the 2nd sensitivity axis
  • shaft 24a is extended toward the 1st bus bar 10, it abuts on the main-body part of the 1st bus bar 10 of the location in which the 1st adjustment recessed part 13 of the 1st bus bar 10 is provided. .
  • the current flow from the right side curves downward due to the presence of the first detection recess 11, as shown in FIG.
  • the current passes through the first intermediate portion 12 as it passes through a position slightly above the center position of the vertical height 11L of the first bus bar 10 where the first detection recess 11 is located.
  • the current passes through the first intermediate portion 12, it is curved upward due to the presence of the first adjustment recess 13 on the downstream side.
  • the current passes through a position slightly below the center position of the height 13L in the vertical direction of the first bus bar 10 where the first adjustment recess 13 is located, and passes through the first bus bar 10 on the downstream side where no recess exists. Flowing.
  • the substrate 2 is disposed so that the first magneto-electric transducer 14 is positioned in the lateral position of the center of the current indicated by the symbol C 2 in FIG. 2 (B).
  • the first magneto-electric conversion element 14, thereby reducing the influence of the magnetic field M 2 from the second bus bar 20 is located next.
  • the second magneto-electric conversion element 24 in the lateral position of the center of the current indicated by the codes C 1 are disposed substrate 2 so as to be positioned in FIG. 2 (A).
  • a portion where the current path is extremely narrowed is not provided in the shape of each bus bar in a side view. Thereby, the local electrical resistance increase in each bus bar can be prevented, and the mechanical strength of each bus bar can also be prevented from decreasing.
  • first bus bars 10 and one second bus bar 20 are used, but two second bus bars 20 and one first bus bar 10 may be used. Further, the number of each bus bar is not limited to three and can be any number.
  • the length 12L in the extending direction of the first intermediate portion 12 is the height 11L in the vertical direction of the first bus bar 10 where the first detection recess 11 is located, and the first bus bar 10 where the first adjustment recess 13 is located. Is longer than the vertical height 13L.
  • the length 12L of the first intermediate portion 12 in the extending direction is equal to the vertical height 11L of the first bus bar 10 where the first detection recess 11 is located, and the first adjustment recess. It may be the same as the height 13L in the vertical direction of the first bus bar 10 where 13 is located, or may be shorter than these heights. The same applies to the length 22L in the extending direction of the second intermediate portion 22 in the second bus bar.
  • the shape of the 1st bus bar 10 and the 2nd bus bar 20 is made into the shape shown in FIG. 1 thru
  • the corners of the portions where the recesses of the bus bars are formed are formed at right angles, but the angles may be changed, and the corners may be chamfered in a straight line shape or an arc shape.
  • the magnetoelectric conversion element other types of elements such as a Hall element may be used in addition to the magnetoresistive effect element.
  • a Hall element in the present invention, the normal direction of the magnetosensitive surface is defined as the sensitivity axis direction.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

電気抵抗の上昇を抑えると共に隣に位置するバスバからの磁界の影響を低減することができる電流センサ１は、基板２、第１バスバ１０、及び第２バスバ２０を備える。第１バスバ１０は、延伸方向（Ｙ方向）の上流側の位置に、角Ｕ字状に凹む第１検出用凹部１１が設けられ、第１中間部１２を挟んで、下流側に第１調整凹部１３が設けられている。第１検出用凹部１１の底面は第１底面１１ａとなっている。第１磁電変換素子１４の第１感度軸１４ａを第２バスバ２０に向けて延ばした場合、第２バスバ２０の第２調整凹部２３が設けられている箇所の本体部分に突き当たる。

Description

電流センサ
　本発明は、被測定電流によって生じる磁界に基づいて電流値を算出する電流センサ、特に隣接するバスバからの影響を低減させる電流センサに関する。
　被測定電流によって生じる磁界に基づいて電流値を算出する電流センサとしては、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の電流センサは、３相交流モータに３相交流電力を伝達するバスバの近傍に設けられ、これらの各バスバの電流を磁電変換素子によって計測している。
　この種のバスバにおける電流センサは、複数の金属板を、その板厚面を上下に配置して縦に並列に配置し、板厚の端面の一方（上方）から矩形状に切り欠きを設け、その切り欠き部分に磁電変換素子を配置してバスバに流れる電流を計測している。
　当該特許文献１における電流センサにおいては、隣に位置するバスバの延伸方向から見た横断面の形状が、延伸方向に沿ってステップ状に変化する箇所の前後のいずれかで、検出対象のバスバの電流を検出する際に、磁電変換素子の高さ位置を、隣に位置するバスバの形状に応じて調整する技術が開示されている。
　具体的には、隣に位置するバスバの前記横断面形状が延伸方向に沿ってステップ状に変化した箇所３１の下流側において、当該隣に位置するバスバの側面に対向する位置にある測定対象のバスバに切り欠き３２を設け、切り欠き部の底面の高さを低くして、その底面に対向する形で設けられる磁電変換素子３３により測定対象のバスバに流れる電流を検出している。
特開２０１５－１５２４１８号公報
　特許文献１に記載の電流センサにおいては、図５に示すように、隣に位置するバスバのステップ状に形状が変化する箇所３１や、測定対象のバスバにおいて磁電変換素子３３が配置される箇所３４では、横断面の面積が小さくなり、電気抵抗の上昇を招くという不都合がある。
　本発明は、電流センサの改良を目的とし、詳細には電気抵抗の上昇を抑えると共に隣に位置するバスバからの磁界の影響を低減することができる電流センサを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の電流センサは、平行に配置された複数のバスバと、前記バスバに流れる電流によって生じる誘導磁界を検出する磁電変換素子とを備える電流センサであって、電流の流れる方向を延伸方向とし、隣に位置するバスバが配置される方向を横方向とし、延伸方向から見たときに横方向に直交する方向を縦方向としたときに、前記複数のバスバは、少なくとも第１バスバと、前記第１バスバの隣に位置する第２バスバを有し、前記第１バスバは、縦方向の一端縁から他端縁に向けて凹み、前記磁電変換素子が配置される第１底面を有する第１検出用凹部と、前記第１検出用凹部から延伸方向に間隔を空けて設けられ縦方向の他端縁から一端縁に向けて凹む第１調整凹部とを有し、前記第２バスバは、縦方向の一端縁から他端縁に向けて凹み、前記磁電変換素子が配置される第２底面を有する第２検出用凹部と、前記第２検出用凹部から延伸方向に間隔を空けて設けられ縦方向の他端縁から一端縁に向けて凹む第２調整凹部とを有し、前記磁電変換素子は、感度軸を前記横方向に向けて設けた第１磁電変換素子と、前記感度軸を前記横方向に向けて設けた第２磁電変換素子とからなり、前記第２バスバは、前記第２調整凹部が設けられた箇所の側面が前記第１磁電変換素子に対面する位置に配置され、前記第１バスバは、前記第１調整凹部が設けられた箇所の側面が前記第２磁電変換素子に対面する位置に配置されていることを特徴とする。
　本発明の電流センサによれば、第１バスバ及び第２バスバは、共に縦方向の一方から凹む検出用凹部と、他方から凹む調整凹部を有している。また、第１バスバの第１検出用凹部に配置される第１磁電変換素子の横方向に第２バスバの調整凹部が設けられた箇所の側面が位置し、第２バスバの第２検出用凹部に配置される第２磁電変換素子の横方向に第１バスバの調整凹部が設けられた箇所の側面が位置することになる。
　このように、第１バスバ及び第２バスバ共に調整凹部を設けたことで、検出用凹部の深さを浅くできるので、特許文献１に記載のバスバのように極端に電気抵抗が高くなる箇所がない。よって、本発明によれば、電気抵抗の上昇を抑えると共に、隣に位置するバスバからの磁界の影響を低減することができる。
　また、当該構成により、第１バスバ及び第２バスバの各凹部の箇所が、縦方向に相互に対称となる方向からの凹部となり、第１バスバ及び第２バスバを合わせた全体構成として、強度の調和が図られ、全体として強度の向上を図ることができる。
　また、本発明の電流センサにおいては、前記第１検出用凹部と前記第１調整凹部は、縦方向の深さが同一の深さに形成され、前記第２検出用凹部と前記第２調整凹部は、縦方向の深さが同一の深さに形成されていることが好ましい。当該構成によれば、バスバにおいて凹部が設けられている箇所の断面積および強度が共通化されるため、特定箇所において電気抵抗が上昇したり応力が集中したりすることがなく、全体としてバスバの電気特性の安定化及び強度アップを図るとことができる。
　また、本発明の電流センサにおいては、前記第１検出用凹部と前記第１調整凹部との間の延伸方向の長さは、前記第１検出用凹部及び前記第１調整凹部が設けられている箇所の縦方向の長さ以上の長さに形成され、前記第２検出用凹部と前記第２調整凹部との間の延伸方向の長さは、前記第２検出用凹部及び前記第２調整凹部が設けられている箇所の縦方向の長さ以上の長さに形成されていることが好ましい。
　バスバに外部から力が加わると、検出用凹部と調整凹部の間の箇所の延伸方向の長さが短い場合、当該箇所の電気抵抗が大となり、或いは当該箇所に応力が集中するおそれがある。本発明においては、当該箇所の延伸方向の長さを検出用凹部及び調整凹部が設けられている箇所の縦方向の長さと同等以上にしているので、当該箇所における電気抵抗上昇や応力集中を防止することができる。つまり、本発明では、検出用凹部が設けられた箇所も、調整凹部が設けられた箇所も、検出用凹部と調整凹部の間の箇所も、同じぐらいの幅となる為、機械的な強度の低下も、電気抵抗の上昇も、最小限に抑制できる。
　また、本発明の電流センサにおいては、前記第１磁電変換素子及び前記第２磁電変換素子は、共通の基板の一方の面に実装されていることが好ましい。当該構成によれば、第１磁電変換素子及び第２磁電変換素子を共通の基板で取り扱うことができ、一方の面への実装であるので実装が容易であり、構成を簡素化することができる。
　また、本発明の電流センサにおいては、前記第１検出用凹部、前記第１調整凹部、前記第２検出用凹部、及び前記第２調整凹部は、いずれも延伸方向の長さと縦方向の深さが同一に形成され、前記第１磁電変換素子及び前記第２磁電変換素子は、いずれも同一の特性を有する磁電変換素子であることが好ましい。
　当該構成によれば、各バスバにおける磁電変換素子の取り付け箇所の条件が共通化され、さらに磁電変換素子の特性も同一に統一されるため、各磁電変換素子の測定結果を補正等により調整する場合、共通の補正で対応が可能となる。よって、このような補正等のプログラムを容易に制作することができ、温度センサを設ける場合も１箇所に設ければよい。また、全ての凹部において、延伸方向の長さと、縦方向の深さが同一のため、電気抵抗の高い位置が集中せず、電気抵抗の上昇を抑制できる。
　本発明の電流センサによれば、電気抵抗の上昇を抑えると共に隣に位置するバスバからの磁界の影響を低減することができる。
本発明の実施形態の一例である電流センサの概要を示す斜視図。 本実施形態における第１バスバ及び第２バスバを側面から見た状態を示す説明図であり、（Ａ）は図１のＩＩ（Ａ）線矢視図、（Ｂ）は図１のＩＩ（Ｂ）－ＩＩ（Ｂ）線断面図。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図。 図１のＩＶ－ＩＶ線断面図。 従来の電流センサの概要を示す斜視図。
　次に、本発明の実施形態について、図１～図４を参照して説明する。本実施形態の電流センサ１は、図１に示すように、平行に３本のバスバが配置され、各バスバに切り欠き部が設けられ、当該切り欠き部に対して磁電変換素子を実装した基板を配置したものとなっている。磁電変換素子としては、例えば、磁気抵抗効果素子を用いることができる。
　図１において、各バスバは、手前側と奥側に第１バスバ１０が配置され、その間に第２バスバ２０が配置されている。この第１バスバ１０及び第２バスバ２０は、図１及び図２に示すように、金属板をプレス加工等することにより形成したものであり、板厚方向を縦方向（図１におけるＺ方向）及び延伸方向（図１におけるＹ方向）に向けて設置されている。また、これらのバスバの側面は、図１においてＸ方向に向いた状態となる。
　本実施形態においては、電流は、図１において右上方から左下方に向けて流れる（図１における矢印Ａ）。第１バスバ１０は、図１及び図２（Ａ）に示すように、延伸方向の上流側の位置に、上端部から下方に向けて角Ｕ字状（矩形状）に凹む第１検出用凹部１１が設けられ、凹部が設けられていない第１中間部１２を挟んで、下流側に下端部から上方に向けて凹む第１調整凹部１３が設けられている。第１検出用凹部１１の底面は第１バスバ１０の板厚面となっており、この板厚面が第１底面１１ａとなっている。
　本実施形態では、図２（Ａ）に示すように、第１検出用凹部１１と第１調整凹部１３は、延伸方向の長さ及び縦方向の深さが同一に形成されている。また、第１中間部１２の延伸方向の長さ１２Ｌは、第１検出用凹部１１が位置する第１バスバ１０の縦方向の高さ１１Ｌ、及び第１調整凹部１３が位置する第１バスバ１０の縦方向の高さ１３Ｌよりも長くなっている。
　第２バスバ２０は、本実施形態においては、第１バスバ１０と左右対称の位置関係にある。具体的には、延伸方向の上流側の位置に、下端部から上方に向けて凹む第２調整凹部２３が設けられており、凹部が設けられていない第２中間部２２を挟んで、下流側に上端部から下方に向けて凹む第２検出用凹部２１が設けられている。第２検出用凹部２１の底面は第２バスバ２０の板厚面となっており、この板厚面が第２底面２１ａとなっている。
　この第２バスバ２０においても第１バスバ１０と同様に、第２中間部２２の延伸方向の長さ２２Ｌは、第２検出用凹部２１が位置する第２バスバ２０の縦方向の高さ２１Ｌ、及び第２調整凹部２３が位置する第２バスバ２０の縦方向の高さ２３Ｌよりも長くなっている。
　本実施形態における磁電変換素子は、図１乃至図４に示すように、第１磁電変換素子１４と第２磁電変換素子２４とから構成される。この第１磁電変換素子１４及び第２磁電変換素子２４は、共通の基板２に実装されている。本実施形態では、第１磁電変換素子１４が第１底面１１ａに対向し、第２磁電変換素子２４が第２底面２１ａに対向するように、基板２の裏面に位置するように配置されている。なお、基板２のその他の構成については図示を省略している。
　第１磁電変換素子１４は、基板２の表面と平行な表面が第１バスバ１０の第１底面１１ａに対して平行となるように配置されている。また、第１磁電変換素子１４は、図１に示すように、その感度軸である第１感度軸１４ａ（図１における第１磁電変換素子１４内の矢印）がＸ方向に向くように配置されている。また、第１磁電変換素子１４は、隣に位置する第２バスバ２０の側面、具体的には、第２調整凹部２３の側面に対面する位置に配置されている。すなわち、第１感度軸１４ａを第２バスバ２０に向けて延ばした場合、第２バスバ２０の第２調整凹部２３が設けられている箇所の第２バスバ２０の本体部分に突き当たるようになっている。
　第２磁電変換素子２４も、第１磁電変換素子１４と同様に、基板２の表面と平行な表面が第２バスバ２０の第２底面２１ａに対して平行となるように配置されている。また、第２磁電変換素子２４の第２感度軸２４ａ（図１における第２磁電変換素子２４内の矢印）は、隣に位置する第１バスバ１０の側面、具体的には、第１調整凹部１３の側面に直交するものとなっている。すなわち、第２感度軸２４ａを第１バスバ１０に向けて延ばした場合、第１バスバ１０の第１調整凹部１３が設けられている箇所の第１バスバ１０の本体部分に突き当たるようになっている。
　次に、本実施形態の電流センサ１において、第１バスバ１０及び第２バスバ２０の電流を検出する際の作動について説明する。図２（Ａ）及び（Ｂ）において、符号Ａ１，Ａ２で示す点線は、第１バスバ１０及び第２バスバ２０内の電流の流れの中心を示している。
　第１バスバ１０に電流が流れると、図２（Ａ）に示すように、右側からの電流の流れが第１検出用凹部１１の存在により下方に湾曲する。電流は、第１検出用凹部１１が位置する第１バスバ１０の縦方向の高さ１１Ｌの中心位置よりもやや上方の位置を通過してそのまま第１中間部１２に流れる。
　電流が第１中間部１２を通過する際には、その下流側の第１調整凹部１３の存在により上方に湾曲する。また、電流は、第１調整凹部１３が位置する第１バスバ１０の縦方向の高さ１３Ｌの中心位置よりもやや下方の位置を通過して、凹部の存在しない下流側の第１バスバ１０を流れる。
　一方、第２バスバ２０に電流が流れると、図２（Ｂ）に示すように、右側からの電流の流れが第２調整凹部２３の存在により上方に湾曲する。電流は、第２調整凹部２３が位置する第２バスバ２０の縦方向の高さ２３Ｌの中心位置よりもやや下方の位置を通過してそのまま第２中間部２２に流れる。
　電流が第２中間部２２を通過する際には、その下流側の第２検出用凹部２１の存在により下方に湾曲する。また、電流は、第２検出用凹部２１が位置する第２バスバ２０の縦方向の高さ２１Ｌの中心位置よりもやや上方の位置を通過して、凹部の存在しない下流側の第２バスバ２０を流れる。
　本実施形態では、図２（Ｂ）において符号Ｃ２で示す電流の中心の横方向の位置に第１磁電変換素子１４が位置するように基板２を配置している。これにより、図３に示すように、第１磁電変換素子１４において、隣に位置する第２バスバ２０からの磁界Ｍ２の影響を低減している。
　また、図２（Ａ）において符号Ｃ１で示す電流の中心の横方向の位置に第２磁電変換素子２４が位置するように基板２を配置している。これにより、図４に示すように、第２磁電変換素子２４において、隣に位置する第１バスバ１０からの磁界Ｍ１の影響を低減している。
　また、本実施形態では、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、各バスバの側面視の形状において、極端に電流路が狭くなる部分を設けていない。これにより、各バスバにおける局所的な電気抵抗の上昇を防止することができ、各バスバの機械的強度の低下も防止することができる。
　なお、上記実施形態では、第１バスバ１０を２本、第２バスバ２０を１本としているが、第２バスバ２０を２本、第１バスバ１０を１本としてもよい。また、各バスバの本数は、３本に限らず、任意の本数とすることができる。
　また、第１中間部１２の延伸方向の長さ１２Ｌは、第１検出用凹部１１が位置する第１バスバ１０の縦方向の高さ１１Ｌ、及び第１調整凹部１３が位置する第１バスバ１０の縦方向の高さ１３Ｌよりも長くなっている。このように設定することにより、電流路の断面積が第１中間部１２において小さくなって抵抗が高くなることが防止されている。抵抗上昇などの不具合が生じない限り、第１中間部１２の延伸方向の長さ１２Ｌは、第１検出用凹部１１が位置する第１バスバ１０の縦方向の高さ１１Ｌ、及び第１調整凹部１３が位置する第１バスバ１０の縦方向の高さ１３Ｌと同一としてもよく、これらの高さよりも短くしてもよい。これは、第２バスバにおける第２中間部２２の延伸方向の長さ２２Ｌについても同様である。
　また、第１バスバ１０及び第２バスバ２０の形状を、図１乃至図４で示す形状としているが、これに限らず、異なる形状としてもよい。例えば、各バスバの凹部が形成されている箇所の角部を直角に形成しているが、角度を変更してもよく、角部を直線状または円弧状に面取りしてもよい。
　また、磁電変換素子としては、磁気抵抗効果素子の他、ホール素子等、他の種類の素子を用いてもよい。ホール素子の場合、本発明においては、感磁面の法線方向を感度軸方向と定義する。
　１…電流センサ
　２…基板
　１０…第１バスバ
　１１…第１検出用凹部
　１１ａ…第１底面
　１２…第１中間部
　１３…第１調整凹部
　１４…第１磁電変換素子
　１４ａ…第１感度軸
　２０…第２バスバ
　２１…第２検出用凹部
　２１ａ…第２底面
　２２…第２中間部
　２３…第２調整凹部
　２４…第２磁電変換素子
　２４ａ…第２感度軸

Claims (5)

  1. 　平行に配置された複数のバスバと、
    　前記バスバに流れる電流によって生じる誘導磁界を検出する磁電変換素子とを備える電流センサであって、
    　電流の流れる方向を延伸方向とし、隣に位置するバスバが配置される方向を横方向とし、延伸方向から見たときに横方向に直交する方向を縦方向としたときに、
    　前記複数のバスバは、少なくとも第１バスバと、前記第１バスバの隣に位置する第２バスバを有し、
    　前記第１バスバは、縦方向の一端縁から他端縁に向けて凹み、前記磁電変換素子が配置される第１底面を有する第１検出用凹部と、前記第１検出用凹部から延伸方向に間隔を空けて設けられ縦方向の他端縁から一端縁に向けて凹む第１調整凹部とを有し、
    　前記第２バスバは、縦方向の一端縁から他端縁に向けて凹み、前記磁電変換素子が配置される第２底面を有する第２検出用凹部と、前記第２検出用凹部から延伸方向に間隔を空けて設けられ縦方向の他端縁から一端縁に向けて凹む第２調整凹部とを有し、
    　前記磁電変換素子は、感度軸を前記横方向に向けて設けた第１磁電変換素子と、前記感度軸を前記横方向に向けて設けた第２磁電変換素子とからなり、
    　前記第２バスバは、前記第２調整凹部が設けられた箇所の側面が前記第１磁電変換素子に対面する位置に配置され、
    　前記第１バスバは、前記第１調整凹部が設けられた箇所の側面が前記第２磁電変換素子に対面する位置に配置されていることを特徴とする電流センサ。
  2. 　前記第１検出用凹部と前記第１調整凹部は、縦方向の深さが同一の深さに形成され、
    　前記第２検出用凹部と前記第２調整凹部は、縦方向の深さが同一の深さに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
  3. 　前記第１検出用凹部と前記第１調整凹部との間の延伸方向の長さは、前記第１検出用凹部及び前記第１調整凹部が設けられている箇所の縦方向の長さ以上の長さに形成され、
    　前記第２検出用凹部と前記第２調整凹部との間の延伸方向の長さは、前記第２検出用凹部及び前記第２調整凹部が設けられている箇所の縦方向の長さ以上の長さに形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電流センサ。
  4. 　前記第１磁電変換素子及び前記第２磁電変換素子は、共通の基板の一方の面に実装されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電流センサ。
  5. 　前記第１検出用凹部、前記第１調整凹部、前記第２検出用凹部、及び前記第２調整凹部は、いずれも延伸方向の長さと縦方向の深さが同一に形成され、
    　前記第１磁電変換素子及び前記第２磁電変換素子は、いずれも同一の特性を有する磁電変換素子であることを特徴とする請求項４に記載の電流センサ。
PCT/JP2018/003785 2017-03-06 2018-02-05 電流センサ WO2018163685A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019504399A JP6651053B2 (ja) 2017-03-06 2018-02-05 電流センサ
EP18763463.9A EP3594698B1 (en) 2017-03-06 2018-02-05 Current sensor
CN201880016337.8A CN110383080B (zh) 2017-03-06 2018-02-05 电流传感器
US16/533,323 US11280813B2 (en) 2017-03-06 2019-08-06 Current sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-041787 2017-03-06
JP2017041787 2017-03-06

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/533,323 Continuation US11280813B2 (en) 2017-03-06 2019-08-06 Current sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018163685A1 true WO2018163685A1 (ja) 2018-09-13

Family

ID=63448436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/003785 WO2018163685A1 (ja) 2017-03-06 2018-02-05 電流センサ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11280813B2 (ja)
EP (1) EP3594698B1 (ja)
JP (1) JP6651053B2 (ja)
CN (1) CN110383080B (ja)
WO (1) WO2018163685A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11395430B1 (en) 2021-01-20 2022-07-19 GM Global Technology Operations LLC Busbar assembly for current sensing

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001074783A (ja) * 1999-09-02 2001-03-23 Yazaki Corp 電流検出器
US20120112365A1 (en) * 2010-03-26 2012-05-10 Infineon Technologies Ag Semiconductor Packages and Methods For Producing The Same
JP2013044705A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 電流検出装置
JP2015152418A (ja) 2014-02-14 2015-08-24 トヨタ自動車株式会社 電流センサ
JP2016197052A (ja) * 2015-04-03 2016-11-24 トヨタ自動車株式会社 電流センサ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3631925B2 (ja) 1999-09-07 2005-03-23 矢崎総業株式会社 電流検出器及びこれを用いた電気接続箱
JP2006112968A (ja) * 2004-10-15 2006-04-27 Toyota Motor Corp 電流検出装置
JP5065887B2 (ja) 2005-02-23 2012-11-07 旭化成エレクトロニクス株式会社 電流測定装置
JP5732679B2 (ja) * 2011-07-04 2015-06-10 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
JP5945976B2 (ja) * 2013-12-06 2016-07-05 トヨタ自動車株式会社 バスバモジュール
JP6237525B2 (ja) * 2014-08-05 2017-11-29 トヨタ自動車株式会社 電流センサ
JP2016125907A (ja) * 2015-01-05 2016-07-11 トヨタ自動車株式会社 電流センサ
JP6149885B2 (ja) * 2015-03-18 2017-06-21 トヨタ自動車株式会社 電流センサ
WO2017018306A1 (ja) * 2015-07-24 2017-02-02 株式会社村田製作所 電流センサ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001074783A (ja) * 1999-09-02 2001-03-23 Yazaki Corp 電流検出器
US20120112365A1 (en) * 2010-03-26 2012-05-10 Infineon Technologies Ag Semiconductor Packages and Methods For Producing The Same
JP2013044705A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 電流検出装置
JP2015152418A (ja) 2014-02-14 2015-08-24 トヨタ自動車株式会社 電流センサ
JP2016197052A (ja) * 2015-04-03 2016-11-24 トヨタ自動車株式会社 電流センサ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3594698A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP3594698A1 (en) 2020-01-15
JP6651053B2 (ja) 2020-02-19
EP3594698A4 (en) 2021-01-27
JPWO2018163685A1 (ja) 2019-06-27
US20190361054A1 (en) 2019-11-28
CN110383080A (zh) 2019-10-25
CN110383080B (zh) 2021-06-18
US11280813B2 (en) 2022-03-22
EP3594698B1 (en) 2021-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9069016B2 (en) Current sensor
JP5531217B2 (ja) 電流センサ
JP6303527B2 (ja) 電流センサ
JP7047435B2 (ja) 電流センサの設計方法
JP7003609B2 (ja) 電流センサ
US9513317B2 (en) Current detection structure
EP2899552A2 (en) Current detection structure
JP2018004314A (ja) 電流センサ
WO2018163685A1 (ja) 電流センサ
JP7003608B2 (ja) 電流センサ
JP6251967B2 (ja) 電流センサ
JP5522962B2 (ja) 電流検出装置
JP6572744B2 (ja) 電流センサ
CN110494758B (zh) 电流传感器
JP2014006181A (ja) 電流センサ
WO2018163684A1 (ja) 電流センサ
US20210063446A1 (en) Current sensor
JP6144597B2 (ja) 電流センサ
JP2010204026A (ja) 電流検出装置
JP6031639B6 (ja) 電流センサ
JP6031639B2 (ja) 電流センサ
JPWO2018008180A1 (ja) 電流センサ
JP2017090126A (ja) 電流センサ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18763463

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019504399

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018763463

Country of ref document: EP

Effective date: 20191007