WO2021095566A1 - 電流検出装置 - Google Patents

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WO2021095566A1
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bus bar
detection device
cover
case
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Inventor
田村　学
正臣 白坂
Original Assignee
アルプスアルパイン株式会社
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    • 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
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    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only

Definitions

  • the present invention relates to a current detection device capable of measuring the current flowing through the bus bar.
  • the current sensor described in Patent Document 1 is provided on two shield plates arranged in a parallel plate shape facing each other, three bus bars arranged in parallel so as to be located in an accommodation space between the shield plates, and each bus bar.
  • Each shield plate is provided with a corresponding detection element, and each shield plate is provided with a slit provided along the longitudinal direction of the bus bar and a slit provided in each of the corresponding portions between the neighbors of each bus bar. It has a support portion that supports one portion and the other portion that are divided in the arrangement direction of the bus bar.
  • the current measured by the current detector tends to increase more and more, and along with this, the bus bar, shield plate, cover and case for accommodating these, etc. are becoming larger.
  • the current sensor described in Patent Document 1 when the cover, the case, or the like is deformed due to an increase in temperature, the distance between the detection element and the bus bar or the distance between the detection element and the shield plate becomes large. , It may be different from the one before the temperature rise, and the distance may become non-uniform depending on the location, so that the current detection accuracy may decrease.
  • the present invention can suppress the deformation of the case and the cover due to the temperature rise, thereby making it possible to accurately detect the magnetic field generated by the measured current flowing through each of the plurality of bass bars and maintain high current detection accuracy. It is an object of the present invention to provide a current detection device capable of generating a current.
  • the current detection device of the present invention is generated by a case, a cover fixed to the case, a plurality of plate-shaped bus bars through which the current to be measured flows, and a current to be measured flowing through the bus bar.
  • a plurality of magnetic sensors for detecting a magnetic field to be generated and a substrate on which a plurality of magnetic sensors are mounted are provided, and a pair of shield plates facing each other in the thickness direction of the bus bar are provided. It is arranged corresponding to each of the bus bars, and is arranged to face a plurality of bus bars in the thickness direction of the bus bar.
  • the pair of shield plates consists of a first shield plate and a second shield plate, and the thickness of the bus bar.
  • the bus bar and the magnetic sensor are arranged so as to sandwich the magnetic sensor, and a plurality of first shield plates on the magnetic sensor side are integrally formed with the cover, and the cover is at least partially sandwiched between the adjacent first shield plates. It is divided, and a plurality of second shield plates arranged on the bus bar side are formed integrally with the case.
  • the first shield plate is arranged on the magnetic sensor side and the second shield plate is arranged on the bus bar side.
  • the plurality of second shield plates are integrally formed with the case together with a plurality of bus bars facing them. As a result, the relative position of the second shield plate with respect to each bus bar is determined, so that the shielding property can be improved.
  • the substrate is at least partially divided between adjacent magnetic sensors. As a result, deformation of the substrate when the temperature rises can be suppressed, so that the distance between the magnetic sensor on the substrate and the bus bar can be kept uniform, and the current flowing through the bus bar can be detected accurately. It becomes.
  • the substrates are separated from each other for all the magnetic sensors, and the wiring portion for electrically connecting the adjacent substrates is integrally formed with the case.
  • the substrates are separated from each other for all the magnetic sensors, and the wiring portion for electrically connecting the adjacent substrates is integrally formed with the case.
  • a current detector capable of being provided can be provided.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the structure of the current detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.
  • (A) is a plan view showing the configuration of the current detection device according to the first embodiment, and (b) is a cross-sectional view taken along the line AA'of (a).
  • (A) is a perspective view showing the configuration of the current detection device according to the modified example of the first embodiment, and (b) is a plan view of the current detection device shown in (a).
  • (A) is a cross-sectional view showing the configuration of the current detection device according to the second embodiment, and (b) is a plan view showing the current detection device of (a) with the cover member omitted.
  • (A) is a graph showing the error of the current detection result at high temperature with respect to the current detection result at normal temperature, and (b) is the initial detection result when the current detection is continuously performed at high temperature. It is a graph which shows the error of the detection result after 1000 hours elapse.
  • (A) is a plan view showing the configuration of the current detection device according to the first modification of the second embodiment, and (b) is a plan view showing the configuration of the current detection device according to the second modification of the second embodiment. ..
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the current detection device 10 according to the first embodiment
  • FIG. 2A is a plan view showing the configuration of the current detection device 10
  • FIG. 2B is AA of FIG. 'It is a cross-sectional view on the line.
  • FIGS. 2A and 2B a part of the configuration shown in FIG. 1 is omitted and displayed in a simplified manner.
  • the current detection device 10 has three cover members 11 as covers arranged on the upper side (Z1 side of FIGS. 1 and 2 (b)). 12 and 13 and a case member 14 as a case arranged on the lower side (Z2 side in FIGS. 1 and 2B) are provided, and the case member 14 is provided with three bus bars 21, 22 and 23. It penetrates along the width direction of the case member 14 (Y1-Y2 directions of FIGS. 1 and 2 (a) and 2 (b)).
  • a form in which a cover member, a bus bar, a magnetic sensor, and three pairs of upper and lower shield plates are provided, respectively, will be described. It is also possible to use the provided form.
  • the three cover members 11, 12, and 13 have the same plate-like shape as each other, and are equally spaced in the longitudinal direction of the case member 14 (X1-X2 directions of FIGS. 1 and 2 (a) and 2 (b)). It is arranged in the case member 14 and fixed to each of the case members 14. In other words, the cover members fixed to the case member 14 are arranged separately from each other in the longitudinal direction of the case member 14.
  • the first shield plates 51, 52, and 53 are provided in the three cover members 11, 12, and 13, respectively.
  • the first shield plates 51, 52, and 53 are formed by, for example, molding so as to be integrated with the three cover members 11, 12, and 13, respectively, and include XY planes (X1-X2 direction and Y1-Y2 direction). It is arranged so as to extend to the surface). That is, a plurality of first shield plates on the magnetic sensor side are integrally formed with the cover.
  • the bus bars 21, 22 and 23 face the first shield plates 51, 52 and 53 with the bus bars 21, 22 and 23 in the thickness direction (Z1-Z2 direction, vertical direction), respectively.
  • the second shield plates 61, 62, 63 are arranged.
  • the second shield plates 61, 62, 63 are formed by, for example, molding so as to be integrated with the case member 14, and extend to the XY planes with each other in the longitudinal direction (X1-X2 direction) of the case member 14. They are placed apart.
  • the first shield plate 51 and the second shield plate 61, the first shield plate 52 and the second shield plate 62, and the first shield plate 53 and the second shield plate 63 form a pair, respectively, and a pair of shield plates. Is composed of three sets.
  • the three bus bars 21, 22, and 23 are made of conductive plate-like materials having the same shape as each other, and are arranged so that the two opposing plate surfaces correspond to the upper and lower sides (Z1-Z2 direction) of the case member 14, respectively. It extends in a strip shape along the width direction (Y1-Y2 direction) of the case member 14, and is evenly spaced in the longitudinal direction of the case member 14 (X1-X2 directions of FIGS. 1 and 2 (a) and 2 (b)). Is located in.
  • the three bus bars 21, 22, and 23 have a first shield plate 51 and a second shield plate 61, a first shield plate 52 and a second shield plate 62, and a first shield plate 53 and a first shield plate 53 in the thickness direction thereof.
  • the two shield plates 63 are sandwiched by three pairs of shield plates.
  • a circuit board 30 is arranged in the case member 14 so as to extend along the longitudinal direction (X1-X2 direction), and on the bottom surface of the circuit board 30, X- On the Y surface, magnetic sensors 41, 42, and 43 are mounted at positions corresponding to the bus bars 21, 22, and 23, respectively.
  • the magnetic sensors 41, 42, and 43 may be provided on either the upper surface or the lower surface of the circuit board 30.
  • the magnetic sensors 41, 42, 43 the arrangement of the magnetic sensors 41, 42, 43 for each of the bus bars 21, 22, and 23, and the three pairs of shield plates (first shield) for each of the magnetic sensors 41, 42, 43. Since the arrangement of the plates 51, 52, 53 and the pair of the second shield plates 61, 62, 63, respectively, and the action / effect of these arrangements are the same, the magnetic sensor 42 will be described as an example here. To do.
  • the magnetic sensor 42 is arranged at a position corresponding to the center of the bus bar 22 in the longitudinal direction (Y1-Y2 direction), and the bus bar 22 and the magnetic sensor 42 are arranged with each other. Facing up and down. Further, in the width direction (X1-X2 direction) of the bus bar 22, the magnetic sensor 42 is arranged to face the bus bar 22 so that the positions on the XY plane correspond to each other. Since the magnetic sensor 42 is arranged so as to correspond to the bus bar 22 in this way, the magnetic sensor 42 measures the current value of the measured current by detecting the induced magnetic field due to the current (measured current) flowing through the bus bar 22. be able to.
  • the magnetic sensor 42 is configured by using a magnetoresistive element such as a GMR element (giant magnetoresistive element).
  • the magnetic sensor 42 is formed by a pair of shield plates of a first shield plate 52 arranged in the cover member 12 and a second shield plate 62 arranged in the case member 14 from above and below in the thickness direction of the bus bar 22. It is sandwiched. Therefore, in the thickness direction of the bus bar 22, the magnetic sensor 42 and the bus bar 22 are arranged so as to be sandwiched between the first shield plate 52 and the second shield plate 62, and the first shield plate 51 is arranged on the magnetic sensor 42 side. Then, the second shield plate 61 is arranged on the bus bar 22 side. It is also possible to arrange the first shield plate 51 on the bus bar 22 side and the second shield plate 61 on the magnetic sensor 42 side.
  • the first shield plate 52 and the second shield plate 62 are preferably formed of a ferromagnetic material as a magnetic shield made of the same magnetic material, and are arranged so as to face each other in parallel in the vertical direction.
  • the first shield plate 52 and the second shield plate 62 each have a configuration in which a plurality of metal plates having the same shape and the same size in a rectangular shape in a plan view are vertically laminated.
  • the cover members 11, 12, and 13 are separated from each other, so that the deformation is small. It can be suppressed. Further, even when the high temperature state continues, heat is easily dissipated and deformation is less likely to occur. In other words, if the cover members 11, 12, and 13 are integrally formed without partial division, the cover members are likely to warp, and the first shield plates 51, 52, and 53 The placement position is likely to shift. It is conceivable that the shielding property deteriorates due to the deviation of the arrangement position, and the detection accuracy deteriorates.
  • the magnetic field generated by the measured current flowing through each of the bus bars 21, 22, and 23 can be accurately detected as in the case of normal temperature, and a large current can be passed. Even in such a case, it is possible to maintain high current detection accuracy.
  • FIG. 3A is a perspective view showing the configuration of the current detection device 110 according to the modified example of the first embodiment
  • FIG. 3B is a plan view of the current detection device 110.
  • a part of the configuration shown in FIG. 3A is omitted and displayed in a simplified manner.
  • FIGS. 3 (a) and 3 (b) instead of the three cover members 11, 12, and 13 shown in FIGS. 1 and 2 (a) and 2 (b), which are separately divided from each other, FIGS. 3 (a) and 3 (b) ), A part of the three cover members 111, 112, 113 as a cover is connected to each other.
  • the cover is partially divided between the first shield plates and connected to each other at the rest, whereby a slit or cut extending in the front-rear direction (Y1-Y2 direction) between adjacent cover members. Notches are formed.
  • case member 114 (case), the three bus bars 121, 122, 123, the circuit board 130, the three magnetic sensors 141, 142, 143, and the second shield plate (not shown) are shown in FIGS.
  • Case member 14 (case), three bus bars 21, 22, 23, circuit board 30, three magnetic sensors 41, 42, 43, and a second shield plate 61, as shown in 2 (a) and (b). It has the same configuration and arrangement as 62 and 63, respectively.
  • the three cover members 111, 112, and 113 have the same plate-like shape as the cover members 11, 12, and 13 shown in FIGS. 1 and 2 (a) and 2 (b), and the case member 114. Are evenly spaced in the longitudinal direction (X1-X2 direction) of. Further, the two adjacent cover members 111 and 112 are connected by a first connecting portion 115 extending in the longitudinal direction of the case member 114, and the two adjacent cover members 112 and 113 extend in the longitudinal direction of the case member 114. It is connected by a second connecting portion 116.
  • the three cover members 111, 112, 113 and the two connecting portions 115, 116 are integrally formed of the same material and the same thickness, for example by molding, so as to spread along the XY planes.
  • the first shield plates 51, 52, and 53 are provided in the three cover members 111, 112, and 113, respectively, as shown in FIG. 2 (b).
  • the first connecting portion 115 is arranged on the back side (Y2 side) and the second connecting portion 116 is arranged on the front side (Y1) on the XY plane.
  • the required detection accuracy and the three covers determine which position and width the two connecting portions 115 and 116 are arranged in the front-rear direction (Y1-Y2 direction). It can be arbitrarily set according to the amount of deformation of the members 111, 112, 113 and the like.
  • the three cover members 111, 112, 113 are connected by the two connecting portions 115, 116, and a partially divided cover is formed between the adjacent first shield plates.
  • the range of division and the size and shape of the connecting part can be set arbitrarily.
  • the cover can be fixed to the case member 114 by fixing either or both of the three cover members 111, 112, 113 and the two connecting portions 115, 116 to the case member 114.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing the configuration of the current detection device 210 according to the second embodiment, and is a diagram of a position corresponding to FIG. 1B.
  • FIG. 4B is a plan view showing the cover members 211, 212, and 213 omitted in the current detection device 210.
  • the current detection device 210 of the second embodiment instead of the circuit board 30 of the first embodiment shown in FIGS. 2A and 2B, the current detection device 210 is divided between the adjacent magnetic sensors 241, 242, and 243.
  • Three circuit boards 231, 232, and 233 are used. These circuit boards 231, 232, and 233 are arranged at equal intervals in the longitudinal direction (X1-X2 direction) of the case member 214, and are placed and fixed on the case member 214.
  • the two adjacent circuit boards 231 and 232 are electrically connected to each other by the first wiring portion 234 embedded in the case member 214, and the two adjacent circuit boards 232 and 233 are also embedded in the case member 214.
  • the second wiring unit 235 is electrically connected to each other.
  • both of the two wiring portions 234 and 235 are arranged on the front side (Y1 side) on the XY planes, but these wiring portions are arranged.
  • the position and width of the 234 and 235 in the front-rear direction (Y1-Y2 direction) depends on the required detection accuracy and the amount of deformation of the three circuit boards 231, 232, and 233. It can be set arbitrarily.
  • the second shield plates 261, 262, and 263 are the three cover members 11, 12, 13, the case members 14, the three bus bars 21, 22, 23, and the three magnetic sensors 41, 42, 43 in the first embodiment. It has the same configuration and arrangement as the three first shield plates 51, 52, 53 and the three second shield plates 61, 62, 63, respectively.
  • FIG. 5A is a graph showing an error in the current detection result at high temperature (125 ° C) with respect to the current detection result at room temperature (25 ° C) (vertical axis of FIG. 5A: temperature error).
  • FIG. 5B shows an error in the detection result after 1000 hours from the initial detection result when the current is continuously detected at a high temperature (125 ° C.) (vertical axis of FIG. 5B: It is a graph which shows the durability error).
  • the embodiment is the case where the current detection device 210 of the second embodiment is used, and in the comparative example, the cover member is not divided into three with respect to the above embodiment. This is a case where the configuration is one and the circuit board is not divided into three.
  • the S portion and the C portion in the comparative examples of FIGS. 5A and 5B show the degree of contribution to the error due to the deformation of the circuit board and the cover member by being roughly separated, and the S portion is the circuit board.
  • the C portion shows the contribution to the error due to the deformation of the cover member, and the C portion shows the contribution to the error due to the deformation of the cover member.
  • the temperature error is about 0.1% and the durability error is less than 0.1%, and the influence of high temperature is affected. It is smaller and the deformation of each member such as the cover member due to temperature rise is suppressed, and the distance between the magnetic sensor and the bus bar and the distance between the magnetic sensor and the first shield plate and the second shield plate are almost constant. It can be seen that it is maintained at.
  • the temperature error is about 7 times that of the example and the durability error is about 10 times that of the example, and the cover member and the circuit board are easily deformed due to the temperature rise. Therefore, it is considered that a large error is caused in the current detection result due to the change in the distance between the magnetic sensor and the bus bar and the distance between the magnetic sensor and the first shield plate and the second shield plate.
  • the S portion and the C portion in the comparative examples of FIGS. 5A and 5B are both several times larger than those in the embodiment, and any deformation of the circuit board and the cover member has a large effect on the detection error. You can see that. Further, when the S portion and the C portion are compared, it can be seen that the influence of the deformation of the cover member is larger. Therefore, even in a configuration in which the circuit board 30 is composed of one sheet and the cover is divided into three cover members 11, 12, and 13, as in the first embodiment, the effect of suppressing the detection error can be obtained. I understand.
  • FIG. 6A is a plan view showing the configuration of the current detection device 310 according to the first modification of the second embodiment
  • FIG. 6B shows the configuration of the current detection device according to the second modification of the second embodiment. It is a plan view. 6 (a) and 6 (b) are plan views showing a state in which the cover member is omitted, as in FIG. 4 (b).
  • the three circuit boards 331 are shown in FIG. 6A without using the two wiring portions 234 and 235 shown in FIGS. 4A and 4B.
  • 332, 333 are partially connected to each other.
  • the two adjacent circuit boards 331 and 332 are connected by a first connecting portion 334 extending in the longitudinal direction (X1-X2 direction) of the case member 314, and a first wiring portion provided in the first connecting portion 334. (Not shown) are electrically connected to each other.
  • Two adjacent circuit boards 332 and 333 are connected to each other by a second connecting portion 335 extending in the longitudinal direction of the case member 314, and are connected to each other by a second wiring portion (not shown) provided in the second connecting portion 335. It is electrically connected.
  • the three circuit boards 331, 332, 333 and the two connecting portions 334, 335 are integrally formed of the same material and the same thickness, for example by molding, so as to spread along the XY planes. In other words, the circuit board is partially divided and the rest connected to each other between adjacent magnetic sensors.
  • FIG. 4A or FIG. 4 (b) shows the same configuration as the case member 214 (case), the three bus bars 221, 222, 223, the three magnetic sensors 241 and 242, 243, and the second shield plates 261, 262, 263, respectively.
  • FIG. 4A shows the same configuration as the case member 214 (case), the three bus bars 221, 222, 223, the three magnetic sensors 241 and 242, 243, and the second shield plates 261, 262, 263, respectively.
  • both of the two connecting portions 334 and 335 are arranged on the back side (Y2 side) on the XY plane, but the two connecting portions 334 and 335 are arranged.
  • the position and width of the arrangement in the front-rear direction (Y1-Y2 direction) can be arbitrarily set according to the required detection accuracy, the amount of deformation of the three circuit boards 331, 332, and 333, and the like. ..
  • the first connecting portion 336 may be arranged on the back side and the second connecting portion 337 may be arranged on the front side.
  • the current detection device can suppress the deformation of the case and the cover due to the temperature rise, thereby making it possible to accurately detect the magnetic field generated by the measured current flowing through each of the plurality of bus bars. It is useful in that it can maintain high current detection accuracy.

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Abstract

温度上昇によるケースやカバーの変形を抑えることができ、これにより、複数のバスバのそれぞれを流れる被測定電流によって発生する磁界を正確に検知可能とし、高い電流検出精度を維持することができる本発明の電流検出装置は、バスバの厚さ方向において、バスバと磁気センサとを挟み込むように、第１シールド板は磁気センサ側に配置され、第２シールド板はバスバ側に配置されており、磁気センサ側の複数の第１シールド板がカバーと一体に形成され、カバーは、隣り合う第１シールド板の間において少なくとも一部が分割されており、バスバ側に配置された複数の第２シールド板がケースと一体に形成されている。

Description

電流検出装置
　本発明は、バスバを流れる電流を測定可能な電流検出装置に関する。
　特許文献１に記載の電流センサは、平行平板状に対向配置された２枚のシールド板と、各シールド板の間の収容空間に位置するように並列に配置された３本のバスバと、各バスバに対応して設けられた検出素子と、を備え、各シールド板は、各バスバのうちの隣同士の間に対応する部分それぞれに、バスバの長手方向に沿って設けられたスリットと、スリットによって各バスバの配列方向に分かれた一方の部分と他方の部分とを支持する支持部とを有している。これにより、シールド板の一部において磁気飽和が生ずるのを抑えることができ、磁気シールドの機能低下を防ぐことができるとしている。
特開２０１７－７２４６７号公報
　近年、電流検出装置で測定する電流はますます増大する傾向にあり、これにともなってバスバ、シールド板、これらを収容するカバーとケースなどが大型化しつつある。このような大型の電流検出装置、例えば特許文献１に記載の電流センサでは、温度の上昇によってカバー、ケースなどに変形が生じると、検出素子とバスバの距離や、検出素子とシールド板の距離が、温度上昇前と異なってしまい、また、場所によって距離が不均一となってしまい電流の検出精度が低下してしまうおそれがある。
　そこで本発明は、温度上昇によるケースやカバーの変形を抑えることでき、これにより、複数のバスバのそれぞれを流れる被測定電流によって発生する磁界を正確に検知可能とし、高い電流検出精度を維持することができる電流検出装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の電流検出装置は、ケースと、ケースに固定されるカバーと、被測定電流が流れる複数の板状のバスバと、バスバに被測定電流が流れることにより発生する磁界を検知する複数の磁気センサと、複数の磁気センサを搭載する基板とを備え、さらに、バスバの厚さ方向において互いに対向する一対のシールド板を複数備え、複数の磁気センサは、複数のバスバにそれぞれ対応して配置され、かつ、バスバの厚さ方向において、複数のバスバにそれぞれ対向して配置され、一対のシールド板は第１シールド板と第２シールド板とからなり、バスバの厚さ方向において、バスバと磁気センサとを挟み込むように配置されており、磁気センサ側の複数の第１シールド板がカバーと一体に形成され、カバーは、隣り合う第１シールド板の間において少なくとも一部が分割されており、バスバ側に配置された複数の第２シールド板が、ケースと一体に形成されたことを特徴としている。
　これにより、温度が上昇したときのカバーの変形を抑えることができるため、磁気センサとの距離が不均一となることを防ぐことができ、よって、一部のシールド板において磁気飽和が生じることがなくなり、精度の高い電流検出を行うことができる。
　本発明の電流検出装置において、前記第１シールド板は前記磁気センサ側に配置され、前記第２シールド板は前記バスバ側に配置されていることが好ましい。
　また、複数の第２シールド板は、これらに対向する複数のバスバとともに前記ケースと一体に形成されていることが好ましい。
　これにより、それぞれのバスバに対する第２シールド板の相対位置が定まるため、シールド性を高めることができる。
　本発明の電流検出装置において、基板は、隣り合う磁気センサの間において少なくとも一部が分割されていることが好ましい。
　これにより、温度が上昇したときの基板の変形を抑えることができるため、基板上の磁気センサとバスバとの距離を均一に保つことが可能となり、バスバを流れる電流を精度良く検出することが可能となる。
　本発明の電流検出装置において、基板は、すべての磁気センサについて、互いに分割されており、隣り合う基板同士を電気的に接続する配線部がケースと一体に形成されていることが好ましい。
　これにより、温度上昇時の基板の変形をより確実に抑えることができ、かつ、隣り合う基板同士の通電を確保することができる。
　本発明によると、温度上昇によるケースやカバーの変形を抑えることができ、これにより、複数のバスバのそれぞれを流れる被測定電流によって発生する磁界を正確に検知可能とし、高い電流検出精度を維持することができる電流検出装置を提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る電流検出装置の構成を示す斜視図である。 （ａ）は第１実施形態に係る電流検出装置の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ’線における断面図である。 （ａ）は第１実施形態の変形例に係る電流検出装置の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す電流検出装置の平面図である。 （ａ）は第２実施形態に係る電流検出装置の構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の電流検出装置において、カバー部材を省略して示した平面図である。 （ａ）は、常温における電流の検出結果に対する、高温下における電流の検出結果の誤差を示すグラフ、（ｂ）は、高温下で電流検出を継続的に行った場合において、初期の検出結果に対する１０００時間経過後の検出結果の誤差を示すグラフである。 （ａ）は第２実施形態の変形例１に係る電流検出装置の構成を示す平面図、（ｂ）は、第２実施形態の変形例２に係る電流検出装置の構成を示す平面図である。
　以下、本発明の実施形態に係る電流検出装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。
＜第１実施形態＞
　図１は、第１実施形態に係る電流検出装置１０の構成を示す斜視図、図２（ａ）は、電流検出装置１０の構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ’線における断面図である。図２（ａ）、（ｂ）においては、図１に示す構成の一部を省略し簡略化して表示している。
　図１と図２（ａ）、（ｂ）に示すように、電流検出装置１０は、上側（図１と図２（ｂ）のＺ１側）に配置されるカバーとしての３つのカバー部材１１、１２、１３と、下側（図１と図２（ｂ）のＺ２側）に配置されるケースとしてのケース部材１４とを備え、ケース部材１４を、３本のバスバ２１、２２、２３が、ケース部材１４の幅方向（図１と図２（ａ）、（ｂ）のＹ１－Ｙ２方向）に沿って貫通している。なお、以下の説明では、カバー部材、バスバ、磁気センサ、及び、対をなす上下のシールド板をそれぞれ３つ設けた形態について説明するが、同様の配置によって、２つ設けた形態や４つ以上設けた形態とすることも可能である。
　３つのカバー部材１１、１２、１３は、互いに同一の板状の形状を有し、ケース部材１４の長手方向（図１と図２（ａ）、（ｂ）のＸ１－Ｘ２方向）において等間隔に配置され、ケース部材１４にそれぞれ固定されている。別言すると、ケース部材１４に固定されるカバー部材は、ケース部材１４の長手方向において互いに分割して配置されている。
　３つのカバー部材１１、１２、１３内には第１シールド板５１、５２、５３がそれぞれ設けられている。第１シールド板５１、５２、５３は、３つのカバー部材１１、１２、１３とそれぞれ一体となるように、例えば成形によって形成され、Ｘ－Ｙ面（Ｘ１－Ｘ２方向とＹ１－Ｙ２方向を含む面）に延びるように配置されている。すなわち、磁気センサ側の複数の第１シールド板がカバーと一体に形成されている。
　ケース部材１４内には、バスバ２１、２２、２３の厚さ方向（Ｚ１－Ｚ２方向、上下方向）において、バスバ２１、２２、２３を挟んで第１シールド板５１、５２、５３にそれぞれ対向するように、第２シールド板６１、６２、６３が配置されている。第２シールド板６１、６２、６３は、ケース部材１４と一体となるように、例えば成形によって形成され、Ｘ－Ｙ面に延びるように、ケース部材１４の長手方向（Ｘ１－Ｘ２方向）において互いに離間して配置されている。これにより、第１シールド板５１と第２シールド板６１、第１シールド板５２と第２シールド板６２、及び、第１シールド板５３と第２シールド板６３がそれぞれ対をなし、一対のシールド板が３組構成される。
　３本のバスバ２１、２２、２３は、互いに同一形状の導電性の板状の材料からなり、対向する２つの板面がケース部材１４の上下（Ｚ１－Ｚ２方向）にそれぞれ対応するように配置され、ケース部材１４の幅方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿って帯状に延び、ケース部材１４の長手方向（図１と図２（ａ）、（ｂ）のＸ１－Ｘ２方向）において、等間隔に配置されている。３本のバスバ２１、２２、２３は、その厚さ方向において、第１シールド板５１と第２シールド板６１、第１シールド板５２と第２シールド板６２、及び、第１シールド板５３と第２シールド板６３の３組のシールド板の対によって、それぞれ挟まれている。
　図２（ｂ）に示すように、ケース部材１４内には、長手方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に沿って延びるように回路基板３０が配置され、この回路基板３０の底面上には、Ｘ－Ｙ面において、バスバ２１、２２、２３に対応する位置に磁気センサ４１、４２、４３がそれぞれ搭載されている。
　なお、磁気センサ４１、４２、４３は、回路基板３０の上面と下面のどちらに設けても良い。
　磁気センサ４１、４２、４３については、バスバ２１、２２、２３のそれぞれに対する磁気センサ４１、４２、４３の配置や、磁気センサ４１、４２、４３のそれぞれに対する３つの対のシールド板（第１シールド板５１、５２、５３と第２シールド板６１、６２、６３それぞれの対）の配置、及び、これらの配置による作用・効果が互いに同様であるため、ここでは磁気センサ４２を例に挙げて説明する。
　図２（ａ）又は図２（ｂ）に示すように、磁気センサ４２は、バスバ２２の長手方向（Ｙ１－Ｙ２方向）の中心に対応する位置に配置され、バスバ２２と磁気センサ４２は互いに上下に対向する。さらに、バスバ２２の幅方向（Ｘ１－Ｘ２方向）において、磁気センサ４２は、Ｘ－Ｙ面における位置が対応するように、バスバ２２と対向配置されている。このようにバスバ２２に対応するように磁気センサ４２を配置したため、磁気センサ４２は、バスバ２２を流れる電流（被測定電流）による誘導磁界を検出することによって、被測定電流の電流値を測定することができる。磁気センサ４２は、例えば、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果素子）などの磁気抵抗効果素子を用いて構成される。
　磁気センサ４２は、カバー部材１２内に配置された第１シールド板５２と、ケース部材１４内に配置された第２シールド板６２との一対のシールド板によって、バスバ２２の厚さ方向の上下から挟まれている。よって、バスバ２２の厚さ方向において、第１シールド板５２と第２シールド板６２とによって、磁気センサ４２とバスバ２２が挟み込まれるように配置され、磁気センサ４２側に第１シールド板５１が配置され、バスバ２２側に第２シールド板６１が配置される。なお、第１シールド板５１をバスバ２２側に配置し、第２シールド板６１を磁気センサ４２側に配置する構成も可能である。
　第１シールド板５２と第２シールド板６２は、同一の磁性材料からなる磁気シールドとして、強磁性体で形成することが好ましく、上下方向において互いに平行に対向するように配置されている。第１シールド板５２と第２シールド板６２は、それぞれ、平面視矩形状の同一形状で同一サイズの複数の金属板を上下に積層した構成を有している。このように、磁気センサ４２を挟むように第１シールド板５２と第２シールド板６２を配置することにより、磁気センサ４２は、隣接するバスバ２１、２３を流れる電流による誘導磁界などの外来磁場（外部磁場）を遮って、その影響を抑えることとしている。
　以上のように構成されたことから、バスバ２１、２２、２３に大電流を流すことなどにより温度が大きく上昇したとしても、カバー部材１１、１２、１３が互いに分割されているため、変形を小さく抑えることができる。また、高温の状態が継続した場合にも、放熱しやすく変形が起きにくくなる。別の言い方をすると、仮に、カバー部材１１、１２、１３が部分的な分割もなく一体に形成されていた場合、カバー部材に反りが発生しやすくなり、第１シールド板５１、５２、５３の配置位置にズレが生じやすい。配置位置がずれることでシールド性が悪くなり、検出精度が悪くなることが考えられる。したがって、本実施形態の構造とすることで、バスバ２１、２２、２３のそれぞれを流れる被測定電流によって発生する磁界を、常温の場合と同様に、正確に検知することができ、大電流を流した場合においても、高い電流検出精度を維持することが可能となる。
　以下に変形例について説明する。
　図３（ａ）は、第１実施形態の変形例に係る電流検出装置１１０の構成を示す斜視図、（ｂ）は電流検出装置１１０の平面図である。図３（ｂ）においては、図３（ａ）に示す構成の一部を省略し簡略化して表示している。この電流検出装置１１０においては、図１と図２（ａ）、（ｂ）に示す３つのカバー部材１１、１２、１３のように互いに分割した形態に代えて、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、カバーとしての３つのカバー部材１１１、１１２、１１３の一部が互いに連結されている。別言すると、カバーは、第１シールド板の間において、一部が分割され、残りの部分で互いに連結され、これにより、隣り合うカバー部材の間に前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に延びるスリット又は切り欠きが形成される。
　変形例における、ケース部材１１４（ケース）、３本のバスバ１２１、１２２、１２３、回路基板１３０、３つの磁気センサ１４１、１４２、１４３、及び、不図示の第２シールド板は、図１と図２（ａ）、（ｂ）に示す、ケース部材１４（ケース）、３本のバスバ２１、２２、２３、回路基板３０、３つの磁気センサ４１、４２、４３、及び、第２シールド板６１、６２、６３とそれぞれ同様の構成・配置を有する。
　３つのカバー部材１１１、１１２、１１３は、図１と図２（ａ）、（ｂ）に示すカバー部材１１、１２、１３と同様に、互いに同一の板状の形状を有し、ケース部材１１４の長手方向（Ｘ１－Ｘ２方向）において等間隔に配置される。さらに、隣り合う２つのカバー部材１１１、１１２は、ケース部材１１４の長手方向に延びる第１の連結部１１５によって連結され、隣り合う２つのカバー部材１１２、１１３は、ケース部材１１４の長手方向に延びる第２の連結部１１６によって連結されている。３つのカバー部材１１１、１１２、１１３と２つの連結部１１５、１１６は、Ｘ－Ｙ面に沿って広がるように、同一材料で同一の厚さで、例えば成形によって一体で形成される。３つのカバー部材１１１、１１２、１１３内には、図２（ｂ）に示すのと同様に、第１シールド板５１、５２、５３がそれぞれ設けられている。
　なお、図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、Ｘ－Ｙ面において、第１の連結部１１５を奥側（Ｙ２側）に配置し、第２の連結部１１６を手前側（Ｙ１側）に配置しているが、２つの連結部１１５、１１６を前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）のいずれの位置に、どの程度の幅で配置するかは、求められる検出精度や、３つのカバー部材１１１、１１２、１１３の変形量などに応じて任意に設定できる。
　以上のように、２つの連結部１１５、１１６によって、３つのカバー部材１１１、１１２、１１３が連結され、隣り合う第１シールド板の間において一部が分割されたカバーが形成される。分割の範囲や連結部の大きさ・形状は任意に設定できる。このカバーのケース部材１１４への固定は、３つのカバー部材１１１、１１２、１１３と２つの連結部１１５、１１６のいずれか、又は両方をケース部材１１４に固定することで行うことができる。
　カバーをこのように構成することによって、温度上昇による変形を抑える効果が得られるとともに、電流検出装置１１０の製造工程においてカバーの組み付け性を高めることができる。
　＜第２実施形態＞
　図４（ａ）は第２実施形態に係る電流検出装置２１０の構成を示す断面図であって、図１（ｂ）に対応する位置の図である。図４（ｂ）は、電流検出装置２１０において、カバー部材２１１、２１２、２１３を省略して示した平面図である。
　第２実施形態の電流検出装置２１０においては、図２（ａ）、（ｂ）に示す第１実施形態における回路基板３０に代えて、隣り合う磁気センサ２４１、２４２、２４３の間において分割された、３つの回路基板２３１、２３２、２３３を用いている。これらの回路基板２３１、２３２、２３３は、ケース部材２１４の長手方向（Ｘ１－Ｘ２方向）において、等間隔に配置され、ケース部材２１４上に載置・固定される。隣り合う２つの回路基板２３１、２３２は、ケース部材２１４内に埋設された第１配線部２３４によって互いに電気的に接続され、隣り合う２つの回路基板２３２、２３３についても、ケース部材２１４内に埋設された第２配線部２３５によって互いに電気的に接続される。
　ここで、図４（ａ）、（ｂ）に示す例では、Ｘ－Ｙ面において、２つの配線部２３４、２３５の両方を手前側（Ｙ１側）に配置しているが、これらの配線部２３４、２３５を前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）のいずれの位置に、どの程度の幅で配置するかは、求められる検出精度や、３つの回路基板２３１、２３２、２３３の変形量などに応じて任意に設定できる。
　３つのカバー部材２１１、２１２、２１３、ケース部材２１４、３本のバスバ２２１、２２２、２２３、３つの磁気センサ２４１、２４２、２４３、３つの第１シールド板２５１、２５２、２５３、及び、３つの第２シールド板２６１、２６２、２６３は、第１実施形態における、３つのカバー部材１１、１２、１３、ケース部材１４、３本のバスバ２１、２２、２３、３つの磁気センサ４１、４２、４３、３つの第１シールド板５１、５２、５３、及び、３つの第２シールド板６１、６２、６３とそれぞれ同様の構成・配置を有する。
　図５（ａ）は、常温（２５°Ｃ）における電流の検出結果に対する、高温下（１２５°Ｃ）における電流の検出結果の誤差（図５（ａ）の縦軸：温度誤差）を示すグラフである。図５（ｂ）は、高温下（１２５°Ｃ）で電流検出を継続的に行った場合において、初期の検出結果に対する１０００時間経過後の検出結果の誤差（図５（ｂ）の縦軸：耐久性誤差）を示すグラフである。図５（ａ）、（ｂ）において、実施例は、第２実施形態の電流検出装置２１０を用いた場合であり、比較例は、前記実施例に対して、カバー部材が３分割されていない１枚の構成であり、かつ、回路基板も３分割されていない１枚の構成とした場合である。
　図５（ａ）、（ｂ）の比較例におけるＳ部分とＣ部分は、回路基板とカバー部材の変形による誤差への寄与度を概略的に切り分けて示したものであり、Ｓ部分は回路基板の変形による誤差への寄与を示し、Ｃ部分はカバー部材の変形による誤差への寄与を示している。
　図５（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示すように、実施例においては、温度誤差は０．１％程度、耐久性誤差は０．１％未満となっており、高温にすることによる影響が小さくなっており、温度上昇による、カバー部材などの各部材の変形が抑えられており、磁気センサとバスバとの距離や、磁気センサと第１シールド板及び第２シールド板との距離がほぼ一定に維持されていることが分かる。これに対して、比較例においては、温度誤差が実施例の約７倍、耐久性誤差が実施例の約１０倍となっており、温度上昇によって、カバー部材や回路基板が変形しやすくなっており、磁気センサとバスバとの距離や、磁気センサと第１シールド板及び第２シールド板との距離が変化してしまうことにより、電流の検出結果に大きな誤差を生じさせていると考えられる。
　また、図５（ａ）、（ｂ）の比較例におけるＳ部分とＣ部分はいずれも実施例の数倍になっており、回路基板とカバー部材のいずれの変形も検出誤差への影響が大きいことが分かる。また、Ｓ部分とＣ部分を比較するとカバー部材の変形による影響がより大きいことが分かる。したがって、第１実施形態のように、回路基板３０は１枚で構成し、カバーを、３分割されたカバー部材１１、１２、１３とする構成においても、検出誤差を抑える効果が得られることが分かる。
　以下に変形例について説明する。
　図６（ａ）は、第２実施形態の変形例１に係る電流検出装置３１０の構成を示す平面図、（ｂ）は、第２実施形態の変形例２に係る電流検出装置の構成を示す平面図である。図６（ａ）、（ｂ）は、図４（ｂ）と同様に、カバー部材を省略した状態を示す平面図である。
　変形例１の電流検出装置３１０においては、図４（ａ）、（ｂ）に示す、２つの配線部２３４、２３５を用いずに、図６（ａ）に示すように、３つの回路基板３３１、３３２、３３３が、一部において互いに連結されている。隣り合う２つの回路基板３３１、３３２は、ケース部材３１４の長手方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に延びる第１の連結部３３４によって連結され、第１の連結部３３４に設けられた第１の配線部（不図示）によって互いに電気的に接続される。隣り合う２つの回路基板３３２、３３３は、ケース部材３１４の長手方向に延びる第２の連結部３３５によって連結され、第２の連結部３３５に設けられた第２の配線部（不図示）によって互いに電気的に接続される。３つの回路基板３３１、３３２、３３３と２つの連結部３３４、３３５は、Ｘ－Ｙ面に沿って広がるように、同一材料で同一の厚さで、例えば成形によって一体で形成される。別言すると、回路基板は、隣り合う磁気センサの間において、一部が分割され、残りの部分で互いに連結されている。
　変形例１における、ケース部材３１４（ケース）、３本のバスバ３２１、３２２、３２３、３つの磁気センサ３４１、３４２、３４３、及び、不図示の第２シールド板は、図４（ａ）又は図４（ｂ）に示す、ケース部材２１４（ケース）、３本のバスバ２２１、２２２、２２３、３つの磁気センサ２４１、２４２、２４３、及び、第２シールド板２６１、２６２、２６３とそれぞれ同様の構成・配置を有する。
　ここで、図６（ａ）に示す例では、Ｘ－Ｙ面において、２つの連結部３３４、３３５の両方を奥側（Ｙ２側）に配置しているが、２つの連結部３３４、３３５を前後方向（Ｙ１－Ｙ２方向）のいずれの位置に、どの程度の幅で配置するかは、求められる検出精度や、３つの回路基板３３１、３３２、３３３の変形量などに応じて任意に設定できる。例えば図６（ｂ）に示す変形例２のように、第１の連結部３３６を奥側に、第２の連結部３３７を手前側に配置してもよい。
　本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的又は本発明の思想の範囲内において改良又は変更が可能である。
　以上のように、本発明に係る電流検出装置は、温度上昇によるケースやカバーの変形を抑えることでき、これにより、複数のバスバのそれぞれを流れる被測定電流によって発生する磁界を正確に検知可能とし、高い電流検出精度を維持することができる点で有用である。
　１０　　　電流検出装置
　１１、１２、１３　カバー部材（カバー）
　１４　　　ケース部材（ケース）
　２１、２２、２３　バスバ
　３０　　　回路基板
　４１、４２、４３　磁気センサ
　５１、５２、５３　第１シールド板
　６１、６２、６３　第２シールド板
　１１０　　電流検出装置
　１１１、１１２、１１３　カバー部材（カバー）
　１１４　　ケース部材（ケース）
　１１５　　第１の連結部
　１１６　　第２の連結部
　１２１、１２２、１２３　バスバ
　１３０　　回路基板
　１４１、１４２、１４３　磁気センサ
　２１０　　電流検出装置
　２１１、２１２、２１３　カバー部材（カバー）
　２１４　　ケース部材（ケース）
　２２１、２２２、２２３　バスバ
　２３１、２３２、２３３　回路基板
　２３４　　第１配線部
　２３５　　第２配線部
　２４１、２４２、２４３　磁気センサ
　２５１、２５２、２５３　第１シールド板
　２６１、２６２、２６３　第２シールド板
　３１０　　電流検出装置
　３１４　　ケース部材（ケース）
　３２１、３２２、３２３　バスバ
　３３１、３３２、３３３　回路基板
　３３４、３３６　第１の連結部
　３３５、３３７　第２の連結部
　３４１、３４２、３４３　磁気センサ

Claims (5)

  1. 　ケースと、
    　前記ケースに固定されるカバーと、
    　被測定電流が流れる複数の板状のバスバと、
    　前記バスバに前記被測定電流が流れることにより発生する磁界を検知する複数の磁気センサと、
    　複数の前記磁気センサを搭載する基板とを備え、
    　さらに、前記バスバの厚さ方向において互いに対向する一対のシールド板を複数備え、
    　複数の前記磁気センサは、複数の前記バスバにそれぞれ対応して配置され、かつ、前記バスバの厚さ方向において、複数の前記バスバにそれぞれ対向して配置され、
    　前記一対のシールド板は第１シールド板と第２シールド板とからなり、前記バスバの厚さ方向において、前記バスバと前記磁気センサとを挟み込むように配置されており、
    　前記磁気センサ側の複数の前記第１シールド板が前記カバーと一体に形成され、前記カバーは、隣り合う前記第１シールド板の間において少なくとも一部が分割されており、
    　前記バスバ側に配置された複数の前記第２シールド板が、前記ケースと一体に形成されたことを特徴とする電流検出装置。
  2. 　前記第１シールド板は前記磁気センサ側に配置され、前記第２シールド板は前記バスバ側に配置されている請求項１に記載の電流検出装置。
  3. 　複数の前記第２シールド板は、これらに対向する複数の前記バスバとともに前記ケースと一体に形成されている請求項２に記載の電流検出装置。
  4. 　前記基板は、隣り合う前記磁気センサの間において少なくとも一部が分割されている請求項３に記載の電流検出装置。
  5. 　前記基板は、すべての前記磁気センサについて、互いに分割されており、
    　隣り合う前記基板同士を電気的に接続する配線部がケースと一体に形成された請求項４に記載の電流検出装置。
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