WO2023218726A1 - 電流センサ - Google Patents

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WO2023218726A1
WO2023218726A1 PCT/JP2023/006378 JP2023006378W WO2023218726A1 WO 2023218726 A1 WO2023218726 A1 WO 2023218726A1 JP 2023006378 W JP2023006378 W JP 2023006378W WO 2023218726 A1 WO2023218726 A1 WO 2023218726A1
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WO
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current sensor
shaped
magnetic shield
magnetic
sensor according
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/006378
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English (en)
French (fr)
Inventor
学 田村
Original Assignee
アルプスアルパイン株式会社
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.)
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20Adaptations 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

  • the present invention relates to a current sensor having a U-shaped magnetic shield.
  • a current sensor that measures the amount of current flowing through a bus bar using a magnetic sensor may be provided with a magnetic shield for the purpose of reducing the influence of external magnetic fields on the magnetic sensor.
  • Patent Documents 1 to 3 disclose magnetic shields having a U-shaped cross section (U-shaped magnetic shields).
  • the magnetic sensor is provided on a board, and the part of the bus bar that faces the magnetic sensor is generally flat, so the U-shaped magnetic shield is smaller than the other members that make up the current sensor. It has a three-dimensional shape. For this reason, various studies have been conducted to appropriately fix the U-shaped magnetic shield to the case.
  • Patent Document 1 a through hole is provided in the bottom wall of a U-shaped magnetic shield, a protrusion provided on a resin housing is inserted into the through hole, and the protrusion protruding from the through hole is heated and melted. By allowing the U-shaped magnetic shield to cool naturally, the U-shaped magnetic shield is fixed to the housing.
  • a support member made of an insulating material such as resin is provided between a sensor board and a main board, and a magnetic shield is fitted into a recess provided in the support member.
  • Patent Document 3 discloses a shield having a resin part that covers the bottom wall part of a U-shaped magnetic shield, legs extending from the resin part along the side wall part, and a claw part provided at the tip of the leg part to be hooked onto a board.
  • the U-shaped magnetic shield is fixed to the substrate by the fixing part.
  • Patent Document 1 a through hole is partially provided in the magnetic shield for attenuating the external magnetic field, and there is a concern that the external magnetic field attenuation function may be affected.
  • Patent Document 2 and Patent Document 3 it is impossible to exclude the possibility that misalignment will occur between the resin that holds the magnetic shield and the magnetic shield.
  • the present invention makes it possible to fix the U-shaped magnetic shield to the case with high positional accuracy without affecting the external magnetic field attenuation function of the U-shaped magnetic shield.
  • the purpose of this invention is to provide a current sensor.
  • a current sensor for solving the above problems extends in the first direction, where three mutually orthogonal directions are respectively defined as a first direction, a second direction, and a third direction.
  • a bus bar a magnetic shield having a portion facing the bus bar along the third direction; and a magnetic shield facing the bus bar along the third direction on a side opposite to the side on which the magnetic shield is disposed in the bus bar.
  • the magnetic shield includes a bottom wall portion including a portion facing the bus bar along the third direction.
  • the current sensor has a mounting portion fixed to the case, and a connecting portion connecting the U-shaped portion and the mounting portion.
  • the U-shaped part By fixing the relative position of the U-shaped part that primarily performs the function of attenuating the external magnetic field in the magnetic shield with respect to the case, in other words, by using a mounting part connected from the U-shaped part when installing, the U-shaped part can reduce the external magnetic field. While the shape can be specialized for the attenuation function, the mounting part can also be specialized for the function of fixing to the case, so it is possible to improve the placement accuracy of the magnetic shield, which is expected to improve the measurement accuracy of the magnetic sensor.
  • the attachment portion may be provided from the connection portion located at an end in the first direction of the bottom wall portion of the U-shaped portion.
  • a part of one metal plate is bent to form the side wall of the U-shaped part or a part thereof, and the bottom wall of the U-shaped part or a part thereof and the connecting part are made from the flat part. Since it is possible to form a magnetic shield and a mounting portion, it is possible to efficiently form a magnetic shield.
  • a plurality of the bus bars may be provided in the case in line in the second direction.
  • the magnetic shield has a plurality of U-shaped portions corresponding to each of the plurality of bus bars, and the plurality of U-shaped portions are connected to a common mounting portion.
  • a plurality of U-shaped parts are connected to one mounting part, by positioning the mounting part, it is possible to accurately position the plurality of U-shaped parts at the same time. Moreover, since the plurality of U-shaped parts are integrated via the attachment part, relative positional deviation of the plurality of U-shaped parts is unlikely to occur. Furthermore, a plurality of U-shaped portions can be attached in one attachment process.
  • the two U-shaped portions corresponding to the two adjacent bus bars may be arranged to be shifted in the first direction. Furthermore, the two U-shaped portions corresponding to the two adjacent bus bars may partially overlap when viewed along the first direction. With this arrangement, it is possible to narrow the distance between two adjacent bus bars in the second direction.
  • the mounting portion may be made of a soft magnetic material, and may be disposed between the U-shaped portion and the magnetic noise generation source, and may be arranged in the first direction of the U-shaped portion. may be connected to both ends. Since the attachment portion is made of a soft magnetic material, the attachment portion can perform an external magnetic field attenuation function.
  • the above current sensor may further include a cover that contacts the case from the third direction.
  • a cover that contacts the case from the third direction.
  • the magnetic shield may be made of a metal plate, and the side wall portion of the U-shaped portion may be formed by bending a part of the metal plate. Since such a magnetic shield has excellent productivity and excellent quality stability, it is expected that the quality of the current sensor will be stable.
  • the U-shaped portion may be made of a multilayered body in which a plurality of metal plates are stacked, and the attachment portion may be connected to at least one of the plurality of metal plates by the connection portion.
  • the attachment portion may be configured from a metal plate that is furthest from the bus bar among the metal plates that constitute the multilayer body.
  • the current sensor includes a plurality of magnetic shields, and the plurality of magnetic shields are arranged such that the plurality of bus bars corresponding to each of the plurality of U-shaped portions of the plurality of magnetic shields are lined up along the second direction. may be fixed to the case.
  • the magnetic shield has three U-shaped parts, it is possible to position the magnetic shield as a measurement unit, such as by making it compatible with the measurement of three-phase wiring, increasing the degree of design freedom. There is.
  • the current sensor has a U-shaped magnetic shield, and the U-shaped magnetic shield is fixed with high positional accuracy to the case without affecting the external magnetic field attenuation function of the U-shaped magnetic shield.
  • a current sensor is provided that is capable of.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a current sensor according to a first embodiment of the present invention.
  • 1A is a diagram showing a cross section taken along line A-A' in FIG. 1A.
  • FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Y1-Y2 direction (first direction)) of a magnetic shield included in the current sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of a magnetic shield included in the current sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram viewed along the Y1-Y2 direction (first direction) showing simulation results for confirming the shielding effect of the magnetic shield included in the current sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction) showing simulation results for confirming the shielding effect of the magnetic shield included in the current sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram viewed along the Y1-Y2 direction (first direction), showing simulation results for confirming the shielding effect of a magnetic shield included in a current sensor according to the prior art.
  • FIG. 7 is a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction), showing simulation results for confirming the shielding effect of the magnetic shield included in the current sensor according to the prior art.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of a magnetic shield included in the current sensor according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of a magnetic shield included in the current sensor according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of a magnetic shield included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Y1-Y2 direction (first direction)) of a magnetic shield included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of a current sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (before bending processing) of a method of manufacturing a part of the magnetic shield included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (view taken along the Z1-Z2 direction (third direction) after bending processing) of a method of manufacturing a part of the magnetic shield included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (view taken along the Z1-Z2 direction (third direction) after bending processing) of a method of manufacturing a part of the magnetic shield included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (view taken along the Y1-Y2 direction (first direction) after bending processing) of a method of manufacturing a part of the magnetic shield included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of a current sensor according to the prior art that corresponds to the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of a magnetic shield included in the current sensor according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Y1-Y2 direction (first direction)) of a magnetic shield included in the current sensor according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of a current sensor according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (a cross-sectional view seen in the Y1-Y2 direction (first direction)) of a current sensor according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram (a cross-sectional view seen in the Y1-Y2 direction (first direction)) of a current sensor according to a modification of the seventh embodiment of the present invention.
  • the Y1-Y2 direction is defined as a first direction
  • the X1-X2 direction as a second direction
  • the Z1-Z2 direction as a third direction.
  • the Z1 side in the Z1-Z2 direction (third direction) may be referred to as "upper”
  • the Z2 side in the Z1-Z2 direction (third direction) may be referred to as "lower”.
  • FIG. 1A is an explanatory diagram of a current sensor according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA' in FIG. 1A.
  • the AA' line has two parts where the direction changes.
  • the lid, the fixing member, and the substrate are not shown, and the magnetic sensor is shown as a virtual line.
  • FIG. 2A is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Y1-Y2 direction (first direction)) of a magnetic shield included in the current sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of the magnetic shield included in the current sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • the current sensor 100 includes a bus bar 10, a magnetic sensor 20, a magnetic shield 30, a case 40, a substrate 50, and a fixing member 60.
  • the bus bar 10 extends in a first direction (Y1-Y2 direction), and a current to be measured flows through the bus bar 10 in the first direction. More specifically, for example, when measuring the current flowing from an inverter to a motor in an electric vehicle or the like, one end of the bus bar 10 in the first direction is connected to the inverter, and the other end is connected to the motor.
  • the magnetic sensor 20 has a sensitivity axis along a second direction (X1-X2 direction), and a third direction (Z1-Z2 direction) that intersects (perpendicularly intersects in this embodiment) with the first direction (Y1-Y2 direction). It faces the bus bar 10 along. Specifically, the magnetic sensor 20 is arranged facing the bus bar 10 on the Z1 side in the Z1-Z2 direction.
  • the magnetic shield 30 includes a U-shaped portion 31, a mounting portion 32, and a connecting portion 33 that connects the U-shaped portion 31 and the mounting portion 32. It consists of a bent metal plate made of soft magnetic material.
  • the U-shaped portion 31 includes a bottom wall portion 31B including a portion facing the bus bar 10 along the third direction (Z1-Z2 direction) and an end portion of the bottom wall portion 31B in the second direction (X1-X2 direction). It has two side wall portions 31W, 31W that stand up along the third direction (Z1-Z2 direction) and are arranged facing each other in the second direction (X1-X2 direction). Therefore, the U-shaped portion 31 has a U-shaped shape when viewed along the first direction (Y1-Y2 direction).
  • the U-shaped portion 31 attenuates the external magnetic field directed toward the magnetic sensor 20 from the side opposite to the side facing the magnetic sensor 20, thereby increasing the measurement accuracy of the magnetic sensor 20 that detects the induced magnetic field generated from the bus bar 10. be able to. Since the U-shaped portion 31 has a U-shaped cross section and the side wall portion 31W extends toward the Z1 side in the Z1-Z2 direction, only the external magnetic field from the Z2 side in the Z1-Z2 direction of the bottom wall portion 31B In addition, external magnetic fields from the sides of the side wall portion 31W (X1 side in the X1-X2 direction, X2 side in the X1-X2 direction) can also be attenuated.
  • the bus bar 10 and the magnetic sensor 20 are located between the two side walls 31W and 31W.
  • the bus bar 10 is located between the two side walls 31W, 31W, so that the U-shaped portion 31 not only has an external magnetic field damping function but also a bus bar It can serve as a yoke that preferentially passes the induced magnetic field from 10.
  • the magnetic sensor 20 when viewed along the first direction (Y1-Y2 direction), the magnetic sensor 20 is not located between the two side wall parts 31W, 31W, but at the upper end of the two side wall parts 31W, 31W. (the end on the Z1 side in the Z1-Z2 direction) (see FIG. 1B).
  • the induced magnetic field from the bus bar 10 passes through the inside of the U-shaped portion 31, is emitted from the upper end of one side wall portion 31W, and is emitted from the upper end of the other side wall portion 31W of the U-shaped portion 31. It passes through a magnetic circuit that goes inside.
  • a magnetic path emitted from the upper end of one side wall 31W and directed to the upper end of the other side wall 31W includes a component passing in the second direction (X1-X2 direction) that is the sensitivity axis direction of the magnetic sensor 20.
  • X1-X2 direction the second direction that is the sensitivity axis direction of the magnetic sensor 20.
  • the magnetic sensor 20 may be located between the two side walls 31W and 31W when viewed along the first direction (Y1-Y2 direction). When arranged in this way, it is expected that the external magnetic field attenuation function of the U-shaped portion 31 will be particularly high.
  • the U-shaped portion 31 is made of a bent body of three soft magnetic metal plates 301, 302, and 303, and two metal plates are placed above the metal plate 301 (on the Z1 side in the Z1-Z2 direction).
  • 302 and 303 are stacked in the Z1-Z2 direction to form a multilayer body.
  • the metal plate 302 is placed in close contact with the inner surface of the metal plate 301
  • the metal plate 303 is placed in close contact with the inner surface of the metal plate 302.
  • the metal plates 301, 302, and 303 are held together by caulking or the like.
  • the metal plate 301 that is farthest from the bus bar 10 constitutes the bottom wall portion 31B of the U-shaped portion 31.
  • a connecting portion 33 is provided at the end of the portion in the first direction (Y1-Y2 direction).
  • the metal plate 301 has a portion extending further in the first direction (Y1-Y2 direction) from the connecting portion 33, and this portion constitutes the attachment portion 32. That is, a portion of the metal plate 301 is bent to constitute a part of the U-shaped portion 31, and the unbent portion constitutes the connecting portion 33 and the attachment portion 32.
  • the connecting portion 33 By having the connecting portion 33, when the metal plate 301 is bent and the portion forming the side wall portion 31W is raised up, the portion forming the side wall portion 31W interferes with other surrounding portions and the portion forming the side wall portion 31W is not properly placed. It is possible to reduce the possibility that the device will not stand up or that other surrounding parts will undergo unexpected deformation.
  • the mounting portion 32 and the connecting portion 33 are provided only on the metal plate 301, but they may be provided on the three metal plates 301, 302, and 303. In that case, it is desirable that the mounting portions 32 and connecting portions 33 provided on the metal plates 301, 302, and 303 have the same shape and are provided in overlapping positions when viewed from the Z1-Z2 direction. Further, the attachment portion 32 and the connection portion 33 may be provided only on the metal plate 302 or the metal plate 303. Note that, as shown in FIG. 1A, the metal plate 301 is fixed to the case 40 with the U-shaped portion 31 inserted into the accommodation recess 41 provided in the case 40.
  • the mounting portion 32 and the connecting portion 33 only on the metal plate 301 as in this embodiment, the amount by which the U-shaped portion 31 protrudes from the accommodation recess 41 toward the Z2 side in the Z1-Z2 direction can be minimized.
  • the external size of the current sensor 100 in the Z1-Z2 direction can be reduced.
  • a portion 301W indicated by a virtual line in FIG. 2B is the shape of the portion of the side wall portion 31W made of the metal plate 301 before undergoing bending. As shown by the shape of this portion 301W, the metal plate 301 before being bent to form the U-shaped portion 31 has the ends in the X1-X2 direction of the portion that will become the U-shaped portion 31, and the mounting portion 32. The end portion in the X1-X2 direction is located at the same position in the X1-X2 direction. Therefore, there is less waste of material when processing the metal plate 301.
  • the mounting portion 32 is connected to the U-shaped portion 31 via a connecting portion 33, and is fixed to the case 40 at the mounting portion 32.
  • the mounting portion 32 is provided with a plurality of through holes 32h (two in this embodiment), and the fixing member 60 inserted through the through holes 32h is fixed to the case 40, so that the mounting portion 32 is It is fixed to the case 40.
  • a specific example of the fixing member 60 is a screw or a bolt.
  • the case 40 is made of, for example, a resin material.
  • a portion of the bus bar 10 is embedded in the case 40 by, for example, insert molding.
  • a housing recess 41 is provided on the lower side of the case 40 (Z2 side in the Z1-Z2 direction), which is recessed to match the shape of the U-shaped portion 31 and accommodates the U-shaped portion 31. Further, on the lower side of the case 40 (Z2 side in the Z1-Z2 direction), in order to maintain the state in which the U-shaped part 31 is disposed inside the housing recess 41, a fixing member is inserted through the through hole 32h of the mounting part 32.
  • a fixing hole 43 is provided for receiving the member 60.
  • the flat member (the mounting part 32) is fixed to a plane (the lower surface of the case 40), so it is easy to improve positioning accuracy.
  • a cavity portion 42 for accommodating the magnetic sensor 20 fixed to the substrate 50 and a fixing hole 44 for fixing the substrate 50 are provided on the upper side of the case 40 (Z1 side in the Z1-Z2 direction). Since the magnetic sensor 20 is positioned and fixed to the substrate 50, the magnetic sensor 20 is fixed to the case 40 by fixing the fixing member 60 inserted through the through hole 50h of the substrate 50 to the fixing hole 44. With accurate positioning, the cavity portion 42 is covered with the substrate 50 and becomes a closed space.
  • FIG. 3A is a diagram viewed along the Y1-Y2 direction (first direction) showing simulation results for confirming the shielding effect of the magnetic shield included in the current sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction), showing simulation results for confirming the shielding effect of the magnetic shield included in the current sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • the U-shaped portion 31 is composed of a single metal plate, and the side wall portion 31W is longer than the magnetic shield 30 shown in FIGS. 1A and 1B in the first direction.
  • the magnetic sensor 20 is located between the two side walls 31W, 31W.
  • FIG. 4A is a diagram viewed along the Y1-Y2 direction (first direction), showing simulation results for confirming the shielding effect of the magnetic shield included in the current sensor according to the prior art.
  • FIG. 4B is a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction), showing simulation results for confirming the shielding effect of the magnetic shield included in the current sensor according to the prior art.
  • the magnetic shield 30X shown in FIGS. 4A and 4B has a structure in which the connecting portion 33 and the mounting portion 32 are not provided in the magnetic shield 30a shown in FIGS. 2A and 2B, and the entire structure consists of a U-shaped portion 31. has.
  • a plurality of arrows shown in FIGS. 3A and 3B showing the simulation results indicate the direction of the external magnetic field at each position. Note that the simulations shown in FIGS. 3A and 3B and the simulations shown in FIGS. 4A and 4B use different basic models, so the arrangement density of the arrows indicating the simulation results is different, but the direction of the magnetic flux is different. It is possible to compare the magnetic flux density and strength (magnetic flux density).
  • the external magnetic field directed from the X1 side in the X1-X2 direction to the X2 side in the , 31W. Furthermore, since the mounting portion 32 with high magnetic permeability exists adjacent to the U-shaped portion 31, the magnetic field flowing between the two side walls 31W, 31W of the U-shaped portion 31 gives priority to the mounting portion 32 over the air. Trying to flow. That is, a part of the magnetic field flowing between the two side wall parts 31W, 31W is attracted to the attachment part 32.
  • the simulation results for the magnetic shield 30a shown in FIG. 3B show that the magnetic shield shown in FIG. 4B The penetration of the external magnetic field is shallower than in the 30X simulation result (see dashed arrow).
  • the magnetic shield 30a allows less external magnetic field to enter, the magnetic flux density passing through the magnetic sensor 20 is lower in the magnetic shield 30a.
  • the magnetic flux density passing through the magnetic sensor 20 is about 100 ⁇ T in the case of the magnetic shield 30X (FIGS. 4A and 4B).
  • the magnetic shield 30a in the case of the magnetic shield 30a (FIGS. 3A and 3B), it is about 30 ⁇ T. Note that since FIGS. 3A to 4B are originally color drawings rendered in monochrome, the shading of the arrows does not correspond to the strength or weakness of the magnetic flux density.
  • the mounting portion 32 be disposed close to the noise generation source. That is, it is preferable that the attachment part 32 be located between the U-shaped part 31 and the magnetic noise generation source.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of the magnetic shield included in the current sensor according to the second embodiment of the present invention.
  • the current sensor according to the second embodiment of the present invention is basically the same as the current sensor 100 according to the first embodiment except for the magnetic shield 30A, so only the magnetic shield 30A will be explained and the other configurations will be explained. omitted.
  • the magnetic shield 30A of the current sensor according to the second embodiment of the present invention uses a metal plate 301A instead of the metal plate 301.
  • the shape of the attachment portion 32A is different.
  • the mounting portion 32A of the magnetic shield 30A further extends toward the Y1 side in the Y1-Y2 direction on both sides of the mounting portion 32 of the magnetic shield 30 in the second direction (X1-X2 direction), and the through hole 32h There are four, which is two more than in the first embodiment. Since the mounting portion 32A has many through holes 32h in this way, the magnetic shield 30A stabilizes the fixation of the mounting portion 32A to the case 40. This means that the current sensor according to the second embodiment can have higher measurement accuracy than the current sensor 100 according to the first embodiment.
  • the metal plate 301A before being bent to form the U-shaped portion 31 is in the X1-X2 direction of the portion that will become the U-shaped portion 31.
  • the end portion of the mounting portion 32A has a rectangular shape and is disposed close to a portion of the mounting portion 32A that further extends toward the Y1 side in the Y1-Y2 direction.
  • the connecting portion 33 is formed to have the same length as the width of the cutting allowance for forming the outer shape of the U-shaped portion 31 from the metal plate 301A. That is, there is less waste of material when processing the metal plate 301A.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of the magnetic shield included in the current sensor according to the third embodiment of the present invention.
  • the current sensor according to the third embodiment of the present invention is basically the same as the current sensor 100 according to the first embodiment except for the magnetic shield 30B, so only the magnetic shield 30B will be explained and the other configurations will be explained. omitted.
  • the magnetic shield 30B of the current sensor according to the third embodiment of the present invention uses a metal plate 301B instead of the metal plate 301.
  • the shapes other than the U-shaped portion 31 are different.
  • the connecting part 33 was provided at the end of the bottom wall part 31B on the Y1-Y2 direction Y2 side, but in the magnetic shield 30B, the connecting part 33 was provided at the end of the bottom wall part 31B in the Y1-Y2 direction.
  • Connecting portions 33B are provided at both ends. Accordingly, mounting portions 32B are provided on both sides of the bottom wall portion 31B in the first direction (Y1-Y2 direction).
  • the mounting portion 32 has an external magnetic field attenuation function. Therefore, by being located on both sides of the first direction (Y1-Y2 direction), which is the direction in which the bus bar 10 extends, the portion where the magnetic sensor 20 is provided becomes less susceptible to the influence of external magnetic fields.
  • FIG. 7A is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of a magnetic shield included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Y1-Y2 direction (first direction)) of the magnetic shield included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7C is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the current sensor 110 according to the fourth embodiment of the present invention is basically the same as the current sensor 100 according to the first embodiment except for the magnetic shield 30C, so only the magnetic shield 30C will be described, and the other configurations will be described. Omit or simplify explanations.
  • FIG. 7C only the arrangement of the bus bar 10, magnetic sensor 20, and magnetic shield 30C is shown.
  • a plurality (specifically, three) bus bars 10 are provided in the case 40 in line in the second direction (X1-X2 direction).
  • the magnetic shield 30C has three U-shaped portions 31C1, 31C2, and 31C3 corresponding to each of the three bus bars 10, and these three U-shaped portions 31C1, 31C2, and 31C3 are connected via their respective connecting portions 33C. , are connected to the common mounting portion 32C.
  • the central U-shaped portion 31C2 is different from the two U-shaped portions 31C1 and 31C3 at both ends. It is located on the Y2 side in the Y1-Y2 direction. That is, the three U-shaped portions 31C1, 31C2, and 31C3 are arranged in a so-called staggered arrangement. Therefore, as shown in FIG.
  • the side wall portion 31W on the X1 side in the X1-X2 direction of the U-shaped portion 31C1 is The side wall portion 31W of the U-shaped portion 31C1 on the X1-X2 direction X2 side overlaps with the side wall portion 31W on the X1-X2 direction X2 side of the U-shaped portion 31C3 located on the X1 side in the It overlaps with the side wall portion 31W on the X1 side in the X1-X2 direction of the U-shaped portion 31C2 located on the X2 side in the X1-X2 direction of 31C1.
  • the magnetic shield 30C includes three metal plates 301C, 302, and 303, and the metal plate 301C is a part of the three U-shaped parts 31C1, 31C2, and 31C3, three connecting parts 33C, and a mounting part.
  • Configure 32C The two metal plates 302 and 303 are arranged to overlap the metal plate 301C that forms a part of the U-shaped portion 31C1, and the three U-shaped portions 31C1, 31C2, and 31C3 are a layered structure of these metal plates 301C, 302, and 303. It becomes.
  • FIG. 8A is an explanatory diagram (before bending) of a method for manufacturing a part of the magnetic shield included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is an explanatory diagram of a manufacturing method for a part of the magnetic shield included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention (a diagram seen along the Z1-Z2 direction (third direction) after bending) It is.
  • FIG. 8C is an explanatory diagram of a manufacturing method for a part of the magnetic shield included in the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention (a diagram seen along the Y1-Y2 direction (first direction) after bending) It is.
  • the metal plate 301C is entirely flat before the U-shaped portions 31C1, 31C2, and 31C3 are shaped, and as shown in FIG. 8A, the gap between the U-shaped portions 31C1 and the U-shaped portions 31C2 and the U A gap between the U-shaped portion 31C1 and the U-shaped portion 31C3, a gap between the U-shaped portion 31C2 and the attachment portion 32C, and a gap between the U-shaped portion 31C3 and the attachment portion 32C are formed by punching. Thereby, three connecting portions 33C located between the U-shaped portions 31C1, 31C2, 31C3 and the attachment portion 32 are formed.
  • the metal plate 301C in the state before being bent to form the U-shaped portion 31 is The end on the X2 side in the X1-X2 direction of the portion that will become the side wall portion 31W on the X2 side in the X2 direction and the end on the X2 side in the X1-X2 direction of the mounting portion 32C are at the same position in the X1-X2 direction.
  • the end of the U-shaped portion 31C3 on the X1 side in the X1-X2 direction of the side wall 31W on the X1 side in the X1-X2 direction, and the end on the X1 side in the X1-X2 direction of the mounting portion 32C are - They are at the same position in the X2 direction.
  • the mounting parts 32C corresponding to the U-shaped parts 31C1 to 31C3 are not provided individually, but are connected to a common mounting part 32C by a connecting part 33C. Therefore, there is less waste of material when processing the metal plate 301C.
  • the portion forming the side wall portion 31W rises in the third direction, as shown in FIGS. 8B and 8C.
  • the U-shaped portion 31 consisting of a multilayer body is formed by sequentially stacking the metal plates 302 and 303 that have been bent in the same manner. , the manufacturing of the magnetic shield 30C is completed.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of a current sensor according to the prior art that corresponds to the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the current sensor 110X shown in FIG. 9 there are three magnetic shields 30X consisting of U-shaped portions 31 without the mounting portion 32 and the connecting portion 33, and the magnetic shield 30C of the current sensor 110 according to the fourth embodiment of the present invention. They are arranged in a staggered manner similar to the three U-shaped portions 31C1, 31C2, and 31C3.
  • As a result of measuring the influence of the external magnetic field on the current sensor 110X it was found to be 1.8% of the external magnetic field strength.
  • the current sensor 110X will have a maximum measurement error of 18 A.
  • the current sensor 110 has a measurement error of 8A, and the difference is 10A.
  • the current range normally used is about 100A to 200A, so it is impossible to create an abnormal situation in which the full rated current flows to the busbar 10 next to the busbar 10 used in this normal current range.
  • the error due to the external magnetic field is about 10% to about 20%, while for current sensor 110 it is about 5% to about 10%.
  • the difference between these errors of 5% to 10% is too large to be ignored when calculating the cruising distance (electricity cost) per unit electric energy.
  • FIG. 10A is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of the magnetic shield included in the current sensor according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10B is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Y1-Y2 direction (first direction)) of a magnetic shield included in the current sensor according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the current sensor according to the fifth embodiment of the present invention is basically the same as the current sensor 100 according to the first embodiment except for the magnetic shield 30D, so only the magnetic shield 30D will be explained and the other configurations will be explained. omitted.
  • the magnetic shield 30D shown in FIGS. 10A and 10B has two U-shaped portions 31D1 and 31D2. These two U-shaped portions 31D1 and 31D2 are both provided with connecting portions 33D at both ends of the bottom wall portion 31B in the first direction (Y1-Y2 direction), and as a result, the two U-shaped portions 31D1 and 31D2 are In either case, the mounting portions 32D extend on both sides in the first direction (Y1-Y2 direction).
  • the metal plate 301D constituting part of the U-shaped portions 31D1 and 31D2, the connecting portion 33D, and the mounting portion 32D is a flat plate that is punched and bent, similar to the magnetic shield 30C of the fourth embodiment.
  • the side wall portion 31W can be formed.
  • a part of the side wall portion 31W on the X1 side in the X1-X2 direction of the U-shaped portion 31D1 is formed by bending the metal plate located at the gap HP on the X1 side in the X1-X2 direction of the U-shaped portion 31D1. has been done.
  • a part of the side wall portion 31W on the X2 side in the X1-X2 direction of the U-shaped portion 31D2 is formed by bending the metal plate located at the gap HP on the X2 side in the X1-X2 direction of the U-shaped portion 31D2. has been done.
  • the magnetic shield 30D has a point-symmetrical shape when viewed along the third direction (Z1-Z2 direction). That is, with respect to the intersection P of the virtual line L1 that bisects the magnetic shield 30D in the X1-X2 direction in FIG. 10A and the virtual line L2 that bisects the magnetic shield 30D in the Y1-Y2 direction, two The U-shaped portions 31D1 and 31D2, the two attachment portions 32D, and the like are arranged in point-symmetrical positions.
  • Such excellent symmetry may be advantageous from the viewpoint of productivity (manufacturing efficiency, shape processability, and assemblage of the metal plate 301D). More specifically, there is an advantage that when attaching the magnetic shield 30D to a case (not shown), it is difficult to erroneously attach the magnetic shield 30D in the wrong direction.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram (a diagram viewed along the Z1-Z2 direction (third direction)) of a current sensor according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the current sensor 200 according to this embodiment includes a plurality of bus bars 10 and a plurality of magnetic shields. Specifically, as shown in FIG. 11, a magnetic shield 30B according to the third embodiment and two magnetic shields 30C according to the fourth embodiment are lined up in the second direction (X1-X2 direction). .
  • a measurement unit can be configured in units of magnetic shields.
  • a unit U1 including a magnetic shield 30B having one U-shaped portion 31 is used for the purpose of detecting the current of a boost converter
  • the unit U2 and the unit U3 including the magnetic shield 30C may be used for the purpose of measuring the current of a separate three-phase motor.
  • FIG. 12A is an explanatory diagram (a cross-sectional view seen in the Y1-Y2 direction (first direction)) of a current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12B is an explanatory diagram (a cross-sectional view seen in the Y1-Y2 direction (first direction)) of the current sensor according to the seventh embodiment of the present invention.
  • a current sensor 120 according to the fourth embodiment shown in FIG. 12A is different from the current sensor 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1A in that a magnetic shield 30C has three U-shaped parts 31.
  • the basic configuration is the same. Therefore, the fixing member 60 is fixed to the case 40 by passing through the through hole 32h of the mounting portion 32 or the through hole 50h provided in the substrate 50.
  • the current sensor 130 according to the seventh embodiment shown in FIG. A member 71 is provided, and a cover member 72 is also provided on the upper side of the substrate 50 (Z1 side in the Z1-Z2 direction). Note that since the mounting portion 32 is entirely housed in a recess provided in the cover member 71, the magnetic shield 30C is not exposed to the outside.
  • the cover member 71 and the case 40 are provided with through holes (the through hole 71h, the through hole 40h), and the fixing member 60 is inserted into the cover member 71 from the lower side (Z2 side in the Z1-Z2 direction). , the through hole 71h of the mounting portion 32, and the through hole 50h of the substrate 50.
  • the connecting portion 33 is provided at the end of the bottom wall portion 31B, but may be provided at the side wall portion 31W.
  • the connecting portion 33 is provided at the upper end of the side wall portion 31W (the end on the Z1 side in the Z1-Z2 direction), and the attachment portion 32 extends outside in the second direction (X1-X2 direction). may be present.

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Abstract

U字型磁気シールドの外部磁界減衰機能に影響が及ぶことなく、U字型磁気シールドをケースに対して位置精度高く固定することが可能な本発明に係る電流センサ100は、第1方向に延在するバスバ10と、第3方向に沿ってバスバ10に対向する部分を有する磁気シールド30と、第3方向に沿って、バスバにおける磁気シールドが配置された側とは反対側でバスバに対向する磁気センサ20と、バスバ10の一部が一体に成形されたケース40と、を備え、磁気シールド30は、第3方向に沿ってバスバ10に対向する部分を含む底壁部31Bおよび底壁部31Bの第2方向の端部から第3方向に沿って屹立し第2方向に対向配置される2つの側壁部31W、31Wを有するU字部31と、U字部31に連結され、ケースに固定される取付部32と、U字部31と取付部32とを連結する連結部33と、を有する。

Description

電流センサ
 本発明は、U字型の磁気シールドを有する電流センサに関する。
 磁気センサを用いてバスバに流れる電流量を測定する電流センサでは、磁気センサに及ぶ外部磁界の影響を低減する目的で磁気シールドが設けられる場合がある。例えば特許文献1から特許文献3には、断面形状がU字型である磁気シールド(U字型磁気シールド)が開示されている。
特開2010-223868号公報 国際公開第2018-159229号 特開2021-107800号公報
 電流センサの測定精度の確保の観点から、磁気シールドは、その形状にかかわらず、バスバおよび磁気センサに対する相対位置が適切に設定されることが重要である。ここで、磁気センサは基板上に設けられ、バスバは磁気センサに対向する部分は平板状である場合が一般的であるため、U字型磁気シールドは、電流センサを構成する他の部材に比べて立体的な形状を有している。このため、U字型の磁気シールドをケースに適切に固定するための様々な検討が行われている。
 例えば、特許文献1では、U字型磁気シールドの底壁部に貫通孔を設け、この貫通孔に樹脂製のハウジングに設けられた凸部が挿通され、貫通孔から突出する凸部を熱溶融させて自然冷却することによって、U字型磁気シールドをハウジングに対して固定している。特許文献2では、樹脂などの絶縁材料からなる支持部材がセンサ基板と主基板との間に設けられ、この支持部材に設けられた凹部に磁気シールドが嵌め込まれている。特許文献3では、U字型磁気シールドの底壁部を覆う樹脂部と、側壁部に沿って樹脂部から延設された脚部および脚部の先端に設けられ基板に引っ掛ける爪部を有するシールド固定部とによって、U字型磁気シールドは基板に対して固定されている。
 特許文献1に開示される構造では、外部磁界を減衰させるための磁気シールドに一部貫通孔を設けており、外部磁界減衰機能に影響が及ぶことが懸念される。特許文献2や特許文献3に開示される構造では、磁気シールドを保持する樹脂と磁気シールドとの間にずれが生じる可能性が排除できない。
 本発明は、U字型磁気シールドを有する電流センサにおいて、U字型磁気シールドの外部磁界減衰機能に影響が及ぶことなく、U字型磁気シールドをケースに対して位置精度高く固定することが可能な電流センサを提供することを目的とする。
 上記の課題を解決するための本発明の一態様に係る電流センサは、互いに直交する3方向をそれぞれ第1方向、第2方向および第3方向としたときに、前記第1方向に延在するバスバと、前記第3方向に沿って前記バスバに対向する部分を有する磁気シールドと、前記第3方向に沿って、前記バスバにおける前記磁気シールドが配置された側とは反対側で前記バスバに対向する磁気センサと、前記バスバの一部が一体に成形されたケースと、を備える電流センサであって、前記磁気シールドは、前記第3方向に沿って前記バスバに対向する部分を含む底壁部および前記底壁部の前記第2方向の端部から前記第3方向に沿って屹立し前記第2方向に対向配置される2つの側壁部を有するU字部と、前記U字部に連設され、前記ケースに固定される取付部と、前記U字部と前記取付部とを連結する連結部と、を有する電流センサである。
 磁気シールドにおいて外部磁界減衰機能を主体的に果たすU字部のケースに対する相対位置を固定する、すなわち取り付ける際に、U字部から連設される取付部を用いることにより、U字部は外部磁界減衰機能に特化した形状とすることができる一方、取付部はケースへの固定機能に特化できるため、磁気シールドの配置精度を高めることができ、磁気センサの測定精度向上が期待される。
 上記の電流センサにおいて、前記取付部は、前記U字部の前記底壁部の前記第1方向の端部に位置する前記連結部から設けられていてもよい。この場合には、一枚の金属板の一部を折り曲げてU字部の側壁部またはその一部を形成し、平板のままの部分からU字部の底壁部またはその一部ならびに連結部および取付部を形成することができるため、磁気シールドを効率的に形成することが可能である。
 上記の電流センサにおいて、前記ケースには複数の前記バスバが前記第2方向に並んで設けられていてもよい。この場合において、前記磁気シールドは、複数の前記バスバのそれぞれに対応する複数の前記U字部を有し、複数の前記U字部は共通する前記取付部に連設されることが好ましい。
 1つの取付部に複数のU字部が連設されるため、取付部の位置決めを行うことにより、複数のU字部を同時に正確に位置決めすることができる。また、複数のU字部は取付部を介して一体化されているため、複数のU字部の相対位置ずれが生じにくい。また、一度の取り付け工程で、複数のU字部の取り付けを行うことができる。
 上記の複数のU字部を有する磁気シールドを備える電流センサにおいて、隣り合う2つの前記バスバに対応する2つの前記U字部は、前記第1方向にずれて配置されていてもよい。さらに、隣り合う2つの前記バスバに対応する2つの前記U字部は、前記第1方向に沿って見たときに一部重複していてもよい。このような配置とすることにより、隣り合う2つのバスバの第2方向の間隔を狭めることが可能である。
 上記の電流センサにおいて、前記取付部は、軟磁性体からなり、前記U字部と磁気ノイズ発生源との間に位置するように配置されてもよいし、前記U字部の前記第1方向の両端に連設されてもよい。取付部が軟磁性体からなることにより、取付部が外部磁界減衰機能を果たすことが可能となる。
 上記の電流センサにおいて、前記ケースに対して前記第3方向から前記ケースに当接するカバーをさらに備えていてもよい。カバーが設けられることにより、ケースの内部に異物が侵入することが安定的に防止される。また、磁気シールドを構成する部材(特に金属板を切断加工した後の破断面)から錆が発生することがあっても、その錆が電流センサの外部に出にくいため、錆による不具合(ショートなどが具体例として挙げられる。)が防止される。
 上記の電流センサにおいて、前記磁気シールドは金属板からなり、前記U字部の前記側壁部は前記金属板の一部が曲げ加工されてなるものであってもよい。かかる磁気シールドは生産性に優れ、品質安定性にも優れるため、電流センサの品質安定が期待される。
 上記の電流センサにおいて、前記U字部は複数の金属板が重ねられた重層体からなり、前記取付部は、複数の前記金属板の少なくとも1つに前記連結部により連結されていてもよい。この場合において、前記取付部は、前記重層体を構成する前記金属板のうち、前記バスバから最も遠位の金属板から構成されていてもよい。
 上記の電流センサが磁気シールドを複数備え、複数の前記磁気シールドが有する複数の前記U字部のそれぞれに対応する複数の前記バスバが前記第2方向に沿って並ぶように、複数の前記磁気シールドは前記ケースに固定されていてもよい。例えば、磁気シールドが3つのU字部を有する場合には、その磁気シールドが3相配線の測定に対応させるなど、磁気シールドを計測のユニットとして位置づけることが可能であり、設計自由度が高まる場合がある。
 本発明によれば、U字型磁気シールドを有する電流センサであって、U字型磁気シールドの外部磁界減衰機能に影響が及ぶことなく、U字型磁気シールドをケースに対して位置精度高く固定することが可能な電流センサが提供される。
本発明の第1実施形態に係る電流センサの説明図である。 図1AのA-A’線での断面を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Y1-Y2方向(第1方向)に沿って見た図)である。 本発明の第1実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。 本発明の第1実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドのシールド効果を確認するためのシミュレーション結果を示す、Y1-Y2方向(第1方向)に沿って見た図である。 本発明の第1実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドのシールド効果を確認するためのシミュレーション結果を示す、Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図である。 従来技術に係る電流センサが備える磁気シールドのシールド効果を確認するためのシミュレーション結果を示す、Y1-Y2方向(第1方向)に沿って見た図である。 従来技術に係る電流センサが備える磁気シールドのシールド効果を確認するためのシミュレーション結果を示す、Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図である。 本発明の第2実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。 本発明の第3実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。 本発明の第4実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。 本発明の第4実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Y1-Y2方向(第1方向)に沿って見た図)である。 本発明の第4実施形態に係る電流センサの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。 本発明の第4実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの一部の製造法の説明図(折曲げ加工前)である。 本発明の第4実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの一部の製造法の説明図(折曲げ加工後、Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。 本発明の第4実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの一部の製造法の説明図(折曲げ加工後、Y1-Y2方向(第1方向)に沿って見た図)である。 本発明の第4実施形態に係る電流センサに対応させた従来技術に係る電流センサの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。 本発明の第5実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。 本発明の第5実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Y1-Y2方向(第1方向)に沿って見た図)である。 本発明の第6実施形態に係る電流センサの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。 本発明の第7実施形態に係る電流センサの説明図(Y1-Y2方向(第1方向)に見た断面図)である。 本発明の第7実施形態の変形例に係る電流センサの説明図(Y1-Y2方向(第1方向)に見た断面図)である。
 以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、同一の部材等には同一の符号を付し、一度説明した部材等については適宜その説明を省略する。以下の説明では、Y1-Y2方向を第1方向、X1-X2方向を第2方向、Z1-Z2方向を第3方向と定義する。なお、Z1-Z2方向(第3方向)Z1側を「上」、Z1-Z2方向(第3方向)Z2側を「下」と称する場合がある。
(第1実施形態)
 図1Aは、本発明の第1実施形態に係る電流センサの説明図である。図1Bは、図1AのA-A’線での断面を示す図である。A-A’線は、方向の変わる部分を2箇所有する。図1Bでは、説明の関係で蓋部、固定部材および基板を図示せず、磁気センサは仮想線としてある。図2Aは、本発明の第1実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Y1-Y2方向(第1方向)に沿って見た図)である。図2Bは、本発明の第1実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。
 図1Aおよび図1Bに示されるように、本発明の第1実施形態に係る電流センサ100は、バスバ10、磁気センサ20、磁気シールド30、ケース40、基板50、および固定部材60を備える。バスバ10は第1方向(Y1-Y2方向)に延在し、バスバ10には第1方向に被測定電流が流れる。より具体的には、例えば、電気自動車等においてインバータからモータへ流れる電流を計測する場合には、バスバ10の第1方向における一端がインバータに接続され、他端がモータに接続される。磁気センサ20は、第2方向(X1-X2方向)に沿う感度軸を有し、第1方向(Y1-Y2方向)に交差(本実施形態では直交)する第3方向(Z1-Z2方向)に沿ってバスバ10に対向する。具体的には、磁気センサ20は、バスバ10のZ1-Z2方向Z1側に対向配置される。
 図2Aおよび図2Bに示されるように、磁気シールド30は、U字部31と、取付部32と、U字部31と取付部32とを連結する連結部33とを備え、本実施形態では軟磁性体からなる金属板の曲げ加工体からなる。
 U字部31は、第3方向(Z1-Z2方向)に沿ってバスバ10に対向する部分を含む底壁部31Bと、底壁部31Bの第2方向(X1-X2方向)の端部から第3方向(Z1-Z2方向)に沿って屹立し第2方向(X1-X2方向)に対向配置される2つの側壁部31W、31Wを有する。それゆえ、U字部31は、第1方向(Y1-Y2方向)に沿って見たときにU字型の形状を有している。
 U字部31は、自らにおける磁気センサ20に対向する側とは反対側から磁気センサ20へと向かう外部磁場を減衰させ、バスバ10から生成する誘導磁界を検出する磁気センサ20の測定精度を高めることができる。U字部31は断面がU字型の形状を有し、側壁部31WがZ1-Z2方向Z1側に延在しているため、底壁部31BのZ1-Z2方向Z2側からの外部磁場のみならず、側壁部31Wの側方(X1-X2方向X1側、X1-X2方向X2側)からの外部磁場についても減衰させることができる。
 第3方向(Z1-Z2方向)に沿って見たときに、バスバ10および磁気センサ20は、2つの側壁部31W、31Wの間に位置する。第1方向(Y1-Y2方向)に沿って見たときに、バスバ10は2つの側壁部31W、31Wの間に位置することにより、U字部31は、外部磁界減衰機能のみならず、バスバ10からの誘導磁界を優先的に通すヨークの役割を果たすことができる。
 本実施形態では、第1方向(Y1-Y2方向)に沿って見たときに、磁気センサ20は2つの側壁部31W、31Wの間には位置せず、2つの側壁部31W、31Wの上端(Z1-Z2方向Z1側の端部)のやや上方に位置する(図1B参照)。このように配置されることにより、バスバ10からの誘導磁界は、U字部31の内部を通り、一方の側壁部31Wの上端から放出され、他方の側壁部31Wの上端からU字部31の内部に入り込む磁気回路を通る。この磁気回路では、一方の側壁部31Wの上端から放出され他方の側壁部31Wの上端に向かう磁路は、磁気センサ20の感度軸方向である第2方向(X1-X2方向)に通過する成分が多くなる。それゆえ、バスバ10からの誘導磁界が効率的に磁気センサ20に印加される。
 なお、磁気センサ20は、第1方向(Y1-Y2方向)に沿って見たときに、2つの側壁部31W、31Wの間に位置してもよい。そのように配置された場合には、U字部31の外部磁界減衰機能が特に高くなることが期待される。
 本実施形態では、U字部31は、軟磁性を有する3枚の金属板301、302、303の曲げ加工体からなり、金属板301の上(Z1-Z2方向Z1側)に2つの金属板302、303がZ1-Z2方向に重ねられた重層体となっている。なお、金属板302は金属板301の内側の面に密接した状態で配置され、金属板303は金属板302の内側の面に密接した状態で配置されている。また、金属板301、302、303はカシメなどにより一体に保持されている。
 重層体を構成する3枚の金属板301、302、303のうち、バスバ10から最も遠位(Z1-Z2方向Z2側)の金属板301は、U字部31の底壁部31Bを構成する部分の第1方向(Y1-Y2方向)の端部に連結部33を有する。金属板301は、連結部33からさらに第1方向(Y1-Y2方向)に延設された部分を有し、この部分が取付部32を構成する。すなわち、金属板301は一部が曲げ加工されてU字部31の一部を構成し、曲げ加工されていない部分が連結部33および取付部32を構成している。連結部33を有することにより、金属板301を曲げ加工して側壁部31Wを構成する部分を立ち上げる際に、周囲に位置する他の部分に干渉して側壁部31Wを構成する部分が適切に立ち上がらなかったり、周囲の他の部分に想定外の変形が生じたりする可能性を低減させることができる。
 本実施形態においては取付部32および連結部33を金属板301にのみ設けたが、3枚の金属板301、302、303に設けても良い。その場合には、金属板301、302、303に設けた取付部32および連結部33は、Z1-Z2方向から見たときに同一形状で重なる位置に設けられていることが望ましい。また、取付部32および連結部33を金属板302または金属板303にのみ設けても良い。なお、図1Aに示すように、金属板301はケース40に設けられた収容凹部41にU字部31を挿入した状態でケース40に固定される。そのため、本実施形態の様に金属板301にのみ取付部32および連結部33を設ける構成とすることで、U字部31が収容凹部41からZ1-Z2方向Z2側へ突出する量を最小限に抑えることができ、電流センサ100のZ1-Z2方向における外形サイズを小さくすることができる。
 図2Bにおいて仮想線で示される部分301Wは、側壁部31Wのうち金属板301により構成される部分が曲げ加工を受ける前の形状である。この部分301Wの形状が示すように、曲げ加工してU字部31を形成する前の状態の金属板301は、U字部31になる部分のX1-X2方向における端部と、取付部32のX1-X2方向における端部と、はX1-X2方向において同じ位置にある。それゆえ、金属板301を加工するにあたり材料の無駄が少ない。
 取付部32は連結部33を介してU字部31に連設され、取付部32においてケース40に固定される。本実施形態では、取付部32には貫通孔32hが複数(本実施形態では2つ)設けられ、この貫通孔32hを挿通した固定部材60がケース40に固定されることにより、取付部32はケース40に固定されている。固定部材60の具体例はねじやボルトである。
 ケース40は例えば樹脂系材料から構成される。ケース40には、例えばインサート成形によりバスバ10の一部が埋め込まれている。ケース40の下側(Z1-Z2方向Z2側)には、U字部31の形状に合わせて凹み、U字部31を収容する収容凹部41が設けられている。さらに、ケース40の下側(Z1-Z2方向Z2側)には、収容凹部41の内部にU字部31が配置された状態を保持するために、取付部32の貫通孔32hを挿通した固定部材60を受け入れる固定用穴43が設けられている。固定部材60を用いた取付部32のケース40への固定は、平板状の部材(取付部32)を平面(ケース40の下面)に対して固定するため、位置決め精度を高めることが容易である。これに対し、立体形状を有するU字部31を収容凹部41の内部に正確に位置決めすることは容易でない。したがって、取付部32をケース40に対して位置決めして固定することにより、取付部32と連結部33を介して連設されるU字部31について、ケース40に対する位置決めを正確に行うことができる。
 ケース40の上側(Z1-Z2方向Z1側)には、基板50に固定された磁気センサ20を収容するキャビティ部42および基板50を固定するための固定用穴44が設けられている。磁気センサ20は基板50に対して位置決めされて固定されているため、基板50の貫通孔50hを挿通した固定部材60を固定用穴44に固定することにより、磁気センサ20はケース40に対して正確に位置決めされ、キャビティ部42は基板50に覆われて閉空間となる。
 図3Aは、本発明の第1実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドのシールド効果を確認するためのシミュレーション結果を示す、Y1-Y2方向(第1方向)に沿って見た図である。図3Bは、本発明の第1実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドのシールド効果を確認するためのシミュレーション結果を示す、Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図である。図3Aおよび図3Bに示される磁気シールド30aは、U字部31が一枚の金属板から構成され、図1Aおよび図1Bに示される磁気シールド30よりも、側壁部31Wが長く、第1方向(Y1-Y2方向)に沿って見たときに、磁気センサ20は2つの側壁部31W、31Wの間に位置している。
 図4Aは、従来技術に係る電流センサが備える磁気シールドのシールド効果を確認するためのシミュレーション結果を示す、Y1-Y2方向(第1方向)に沿って見た図である。図4Bは、従来技術に係る電流センサが備える磁気シールドのシールド効果を確認するためのシミュレーション結果を示す、Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図である。図4Aおよび図4Bに示される磁気シールド30Xは、図2Aおよび図2Bに示される磁気シールド30aにおいて、連結部33および取付部32が設けられておらず、その全体がU字部31からなる構造を有する。
 シミュレーション結果を示す図3Aおよび図3Bに示される複数の矢印は、外部磁場の各位置での向きを示している。なお、図3Aおよび図3Bに示されるシミュレーションと図4Aおよび図4Bに示されるシミュレーションとは、基本的なモデルが異なるため、シミュレーション結果を示す矢印の配置密度が相違しているが、磁束の向きや強さ(磁束密度)については対比可能である。
 図3Aおよび図3Bに示されるように、磁気シールド30aにおいて、X1-X2方向X1側からX1-X2方向X2側へと向かう外部磁場は、Z1-Z2方向Z1側に屹立する2つの側壁部31W、31Wにより減衰される。また、透磁率が高い取付部32がU字部31に隣接して存在するため、U字部31の2つの側壁部31W、31Wの間を流れる磁界は、空気中よりも取付部32を優先的に流れようとする。すなわち、2つの側壁部31W、31Wの間を流れる磁界の一部が、取付部32に吸い寄せられる。
 このため、磁気シールド30aでは、側壁部31Wを迂回して磁気センサ20が位置する領域に流れ込む外部磁場は少ないが、磁気シールド30Xでは相対的に多くの外部磁場が流れ込む。これを反映して、2つの側壁部31Wの間で磁気センサ20のY1-Y2方向Y2側の領域について対比すると、図3Bに示される磁気シールド30aのシミュレーション結果では、図4Bに示される磁気シールド30Xのシミュレーション結果よりも、外部磁場の入り込みが浅い(破線矢印参照)。
 このように磁気シールド30aの方が外部磁場の入り込みが少ないため、磁気センサ20を通る磁束密度は、磁気シールド30aの方が低い。具体的には、印加された外部磁場の磁束密度を500μTとする本シミュレーションでは、磁気センサ20を通る磁束密度は、磁気シールド30Xの場合(図4A、図4B)には100μT程度であるのに対し、磁気シールド30aの場合(図3A、図3B)には30μT程度である。なお、図3Aから図4Bは本来カラーの図をモノクロ化しているため、矢印の濃淡は磁束密度の強弱に対応していない。
 取付部32が有する外部磁界減衰機能を有効に活用するには、取付部32がノイズ発生源に近くなるように配置されていることが好ましい。すなわち、取付部32は、U字部31と磁気ノイズ発生源との間に位置するように配置されることが好ましい。
(第2実施形態)
 図5は、本発明の第2実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。本発明の第2実施形態に係る電流センサは、磁気シールド30A以外は基本的に第1実施形態に係る電流センサ100と同じであるから、磁気シールド30Aについてのみ説明し、他の構成については説明を省略する。
 本発明の第2実施形態に係る電流センサの磁気シールド30Aは、第1実施形態に係る電流センサ100の磁気シールド30との対比で、金属板301に代えて金属板301Aが用いられているため、取付部32Aの形状が相違する。具体的には、磁気シールド30Aの取付部32Aは、磁気シールド30の取付部32の第2方向(X1-X2方向)の両側において、Y1-Y2方向Y1側にさらに延在し、貫通孔32hが第1実施形態の場合よりも2つ多い4つ設けられている。このように取付部32Aが貫通孔32hを多く有するため、磁気シールド30Aでは、取付部32Aのケース40に対する固定が安定化される。これはすなわち、第2実施形態に係る電流センサは、第1実施形態に係る電流センサ100よりも測定精度が高くなりうることを意味している。
 また、磁気シールド30の金属板301と同様に(図2B参照)、曲げ加工してU字部31を形成する前の状態の金属板301Aは、U字部31になる部分のX1-X2方向における端部が、取付部32AのY1-Y2方向Y1側にさらに延在した部分に接近して配置され長方形状をしている。また、金属板301AからU字部31の外形を形成するための切断代の幅寸法と同じ長さで連結部33を形成している。すなわち、金属板301Aを加工するにあたり材料の無駄が少ない。
(第3実施形態)
 図6は、本発明の第3実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。本発明の第3実施形態に係る電流センサは、磁気シールド30B以外は基本的に第1実施形態に係る電流センサ100と同じであるから、磁気シールド30Bについてのみ説明し、他の構成については説明を省略する。
 本発明の第3実施形態に係る電流センサの磁気シールド30Bは、第1実施形態に係る電流センサ100の磁気シールド30との対比で、金属板301に代えて金属板301Bが用いられているため、U字部31以外の形状が相違する。具体的には、磁気シールド30では、底壁部31BのY1-Y2方向Y2側の端部に連結部33が設けられていたが、磁気シールド30Bでは、底壁部31BのY1-Y2方向の両側の端部に連結部33Bが設けられている。これに伴い、取付部32Bが底壁部31Bの第1方向(Y1-Y2方向)の両側に設けられている。
 図3Aから図4Bを用いて説明したように、取付部32は外部磁界減衰機能を有する。したがって、バスバ10が延在する方向である第1方向(Y1-Y2方向)の両側に位置することで、磁気センサ20が設けられている部分は外部磁界の影響をより受けにくくなる。
(第4実施形態)
 図7Aは、本発明の第4実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。図7Bは、本発明の第4実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Y1-Y2方向(第1方向)に沿って見た図)である。図7Cは、本発明の第4実施形態に係る電流センサの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。本発明の第4実施形態に係る電流センサ110は、磁気シールド30C以外は基本的に第1実施形態に係る電流センサ100と同じであるから、磁気シールド30Cについてのみ説明し、他の構成については説明を省略または簡略化する。図7Cでは、バスバ10、磁気センサ20および磁気シールド30Cの配置のみが示されている。
 本発明の第4実施形態に係る電流センサでは、ケース40に複数(具体的には3つ)のバスバ10が第2方向(X1-X2方向)に並んで設けられている。磁気シールド30Cは、3つのバスバ10のそれぞれに対応する3つのU字部31C1、31C2、31C3を有し、これらの3つのU字部31C1、31C2、31C3は、それぞれの連結部33Cを介して、共通する取付部32Cに連設される。 
 1つの取付部32Cに複数のU字部31C1、31C2、31C3が連設されるため、取付部32Cの位置決めを行うことにより、複数のU字部31C1、31C2、31C3を同時に正確に位置決めすることができる。また、複数のU字部31C1、31C2、31C3は取付部32Cを介して一体化されているため、複数のU字部31C1、31C2、31C3の相対位置ずれが生じにくい。さらに、一度の取り付け工程で、複数のU字部31C1、31C2、31C3の取り付けを行うことができるため、生産性の観点からも有利である。
 図7Aに示されるように、第2方向(X1-X2方向)に並ぶ3つのU字部31C1、31C2、31C3のうち、中央のU字部31C2は、両端の2つのU字部31C1、31C3よりもY1-Y2方向Y2側に位置している。すなわち、3つのU字部31C1、31C2、31C3は、いわゆる千鳥配置となっている。このため、図7Bに示されるように、第1方向(Y1-Y2方向Y2側)に沿って見たときに、U字部31C1のX1-X2方向X1側の側壁部31Wは、U字部31C1のX1-X2方向X1側に位置するU字部31C3のX1-X2方向X2側の側壁部31Wと重複し、U字部31C1のX1-X2方向X2側の側壁部31Wは、U字部31C1のX1-X2方向X2側に位置するU字部31C2のX1-X2方向X1側の側壁部31Wと重複する。このように3つのU字部31C1、31C2、31C3が配置されることにより、図7Cに示されるように、隣り合うバスバ10の間隔を狭めることができ、Y1-Y2方向における電流センサ110の小型化が実現される。
 図7Bに示されるように、磁気シールド30Cは3つの金属板301C、302、303を備え、金属板301Cが3つのU字部31C1、31C2、31C3の一部、3つの連結部33Cおよび取付部32Cを構成する。2つの金属板302、303は、U字部31C1の一部をなす金属板301Cに重ねて配置され、3つのU字部31C1、31C2、31C3はこれらの金属板301C、302、303の重層体となっている。
 図8Aは、本発明の第4実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの一部の製造法の説明図(折曲げ加工前)である。図8Bは、本発明の第4実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの一部の製造法の説明図(折曲げ加工後、Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。図8Cは、本発明の第4実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの一部の製造法の説明図(折曲げ加工後、Y1-Y2方向(第1方向)に沿って見た図)である。
 金属板301Cは、U字部31C1、31C2、31C3の形状加工が行われる前は全体が平板状であり、図8Aに示されるように、U字部31C1とU字部31C2との隙間およびU字部31C1とU字部31C3との隙間、さらにU字部31C2と取付部32Cとの隙間およびU字部31C3と取付部32Cとの隙間が、打抜き加工により形成されている。これにより、U字部31C1、31C2、31C3と取付部32との間に位置する3つの連結部33Cが形成されている。このように隙間を設けること、換言すれば連結部33Cを設けることにより、次の工程である折曲げ加工において側壁部31Wを構成する部分を立ち上げる際に、周囲に位置する他の部分に干渉して側壁部31Wを構成する部分が適切に立ち上がらなかったり、周囲の他の部分に想定外の変形が生じたりする可能性を低減させることができる。
 また、前述の磁気シールド30の金属板301および磁気シールド30Aの金属板301Aと同様に、曲げ加工してU字部31を形成する前の状態の金属板301Cは、U字部31C2のX1-X2方向X2側の側壁部31Wになる部分のX1-X2方向X2側の端部と、取付部32CのX1-X2方向X2側の端部と、がX1-X2方向において同じ位置にある。同様に、U字部31C3のX1-X2方向X1側の側壁部31Wになる部分のX1-X2方向X1側の端部と、取付部32CのX1-X2方向X1側の端部と、がX1-X2方向において同じ位置にある。また、U字部31C1ないしU字部31C3にそれぞれ対応した取付部32Cを個別に設けずに、共通の取付部32Cに連結部33Cで連結させている。このため、金属板301Cを加工するにあたり材料の無駄が少ない。
 折曲げ加工を行うと、図8Bおよび図8Cに示されるように、側壁部31Wを構成する部分が第3方向に立ち上がる。こうして側壁部31Wを構成する部分および底壁部31Bを構成する部分が形成されたら、同様に折曲げ加工した金属板302、303を順次積層することにより重層体からなるU字部31が形成され、磁気シールド30Cの製造が完成する。
 図9は、本発明の第4実施形態に係る電流センサに対応させた従来技術に係る電流センサの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。図9に示される電流センサ110Xでは、取付部32および連結部33を有さずU字部31からなる磁気シールド30Xが3つ、本発明の第4実施形態に係る電流センサ110の磁気シールド30Cの3つのU字部31C1、31C2、31C3と同様に千鳥配置されている。電流センサ110Xについて外部磁場の影響を測定した結果、外部磁場強度の1.8%となった。これに対し、本発明の第4実施形態に係る電流センサ110の場合には、同様の外部磁場の影響を測定したところ、外部磁場強度の0.8%となった。すなわち、外部磁場強度の影響が1/2以下になった。
 これをさらに定量的に検討すれば、定格1000Aの場合、電流センサ110Xでは最大18Aの測定誤差が生じることになる。これに対し、電流センサ110では8Aの測定誤差となり、その差は10Aである。定格が1000Aであっても、通常使用する電流範囲は100Aから200A程度であるから、この通常の電流範囲で使用しているバスバ10の隣のバスバ10に、定格いっぱいの電流が流れる異常状態を想定すると、電流センサ110Xの場合には、外部磁界に基づく誤差は約10%から約20%となるのに対し、電流センサ110の場合には、約5%から約10%となる。電流センサが電気自動車に適用された場合には、これらの誤差の相違である5%から10%は、単位電力量あたりの航続距離(電費)を計算する際に無視できない大きさである。
(第5実施形態)
 図10Aは、本発明の第5実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。図10Bは、本発明の第5実施形態に係る電流センサが備える磁気シールドの説明図(Y1-Y2方向(第1方向)に沿って見た図)である。本発明の第5実施形態に係る電流センサは、磁気シールド30D以外は基本的に第1実施形態に係る電流センサ100と同じであるから、磁気シールド30Dについてのみ説明し、他の構成については説明を省略する。
 図10Aおよび図10Bに示される磁気シールド30Dは、2つのU字部31D1、31D2を有する。これらの2つのU字部31D1、31D2は、いずれも、底壁部31Bの第1方向(Y1-Y2方向)の両端に連結部33Dが設けられ、結果、2つのU字部31D1、31D2のいずれについても、第1方向(Y1-Y2方向)の両側に取付部32Dが延在する構造となっている。
 しかも、U字部31D1、31D2の一部ならびに連結部33Dおよび取付部32Dを構成する金属板301Dは、第4実施形態の磁気シールド30Cと同様に、平板に対して抜き加工および折曲げ加工を行うことにより、側壁部31Wを形成することができる。U字部31D1のX1-X2方向X1側の空隙部HPの位置にあった金属板を折曲げ加工することにより、U字部31D1のX1-X2方向X1側の側壁部31Wの一部が形成されている。U字部31D2のX1-X2方向X2側の空隙部HPの位置にあった金属板を折曲げ加工することにより、U字部31D2のX1-X2方向X2側の側壁部31Wの一部が形成されている。
 さらに、図10Aに示されるように、第3方向(Z1-Z2方向)に沿って見たときに、磁気シールド30Dは点対称の形状を有する。すなわち、図10AにおけるX1-X2方向において磁気シールド30Dを2等分する仮想線L1と、Y1-Y2方向において磁気シールド30Dを2等分する仮想線L2と、の交点Pに対して、2つのU字部31D1、31D2や2つの取付部32Dなどが点対称となる位置に配置されている。このように対称性に優れることは、生産性の観点(金属板301Dの製造効率、形状加工性、および組立性)から有利となる場合がある。より具体的には、磁気シールド30Dをケース(図示せず)に取り付ける際に、取り付け方向を間違え難くなるなどの利点がある。
(第6実施形態)
 図11は、本発明の第6実施形態に係る電流センサの説明図(Z1-Z2方向(第3方向)に沿って見た図)である。本実施形態に係る電流センサ200は、複数のバスバ10を備え、磁気シールドを複数備える。具体的には、図11に示されるように、第3実施形態に係る磁気シールド30Bと、2つの第4実施形態に係る磁気シールド30Cとが第2方向(X1-X2方向)に並んでいる。
 このように、複数のバスバ10に対応した複数の磁気シールドを1つのケース40に複数設けることにより、多数のバスバ10を計測可能な電流センサ200を容易に形成することができる。
 また、電流センサ200において、使用目的が共通なバスバ10を同一の磁気シールドに対応させることにより、磁気シールド単位で測定ユニットを構成することができる。具体例として、電流センサ200が電気自動車に用いられる場合において、U字部31を1つ備える磁気シールド30Bを含むユニットU1を昇圧コンバータの電流検出の目的で使用し、U字部31を3つ備える磁気シールド30Cを含むユニットU2およびユニットU3をそれぞれ別の3相モータの電流測定の目的で使用することが挙げられる。このように構成すれば、ユニットU2で測定する3相モータとユニットU3で測定する3相モータとについて定格電流量が相違していることがあっても、磁気シールド30Cを単位としてそれぞれの定格電流量に対応することができるため、電流センサ200の設計を容易にすることが可能である。
 図12Aは、本発明の第4実施形態に係る電流センサの説明図(Y1-Y2方向(第1方向)に見た断面図)である。図12Bは、本発明の第7実施形態に係る電流センサの説明図(Y1-Y2方向(第1方向)に見た断面図)である。
 図12Aに示される第4実施形態に係る電流センサ120は、図1Aに示される第1実施形態に係る電流センサ100との対比で、磁気シールド30CがU字部31を3つ有する点で相違するが、基本構成は共通である。このため、固定部材60は、取付部32の貫通孔32hまたは基板50に設けられた貫通孔50hを挿通して、ケース40に固定されている。これに対し、図12Bに示される第7実施形態に係る電流センサ130は、第4実施形態に係る電流センサ120との対比で、取付部32の下側(Z1-Z2方向Z2側)にカバー部材71が設けられ、基板50の上側(Z1-Z2方向Z1側)にもカバー部材72が設けられている。なお、取付部32はカバー部材71に設けられた凹部にその全体が収容されるため、磁気シールド30Cが外部に露出しない構造となっている。
 図12Bに示される電流センサ130では、カバー部材71およびケース40に貫通孔(貫通孔71h、貫通孔40h)が設けられ、固定部材60は下側(Z1-Z2方向Z2側)からカバー部材71の貫通孔71h、取付部32の貫通孔32h、および基板50の貫通孔50hを挿通している。そして、固定部材60の先端がカバー部材72に埋入されることにより、電流センサ130を構成する各部材の位置が固定されている。
 このようにカバー部材71、72が設けられることにより、磁気シールド30Cの一部(特に破断面)から錆が生じた場合であっても、錆が電流センサ130の外部にこぼれ出ることがない。それゆえ、外部にこぼれた錆が配線の間に落ちて短絡を生じる不具合が防止されている。
 以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
 例えば、上記の実施形態では、連結部33は底壁部31Bの端部に設けられているが、側壁部31Wに設けられていてもよい。そのような場合の具体例として、連結部33が側壁部31Wの上端(Z1-Z2方向Z1側の端部)に設けられ、第2方向(X1-X2方向)の外側に取付部32が延在していてもよい。
100、110、110X、120、130、200  :電流センサ
10    :バスバ
20    :磁気センサ
30、30a、30A、30B、30C、30D、30X  :磁気シールド
31、31C1、31C2、31C3、31D1、31D2  :U字部
31B   :底壁部
31W   :側壁部
32、32A、32B、32C、32D  :取付部
32h、40h、50h、71h  :貫通孔
33、33B、33C、33D  :連結部
40    :ケース
41    :収容凹部
42    :キャビティ部
43、44    :固定用穴
50    :基板
60    :固定部材
71、72    :カバー部材
301、301A、301B、301C、301D、302、303  :金属板
301W  :曲げ加工前の金属板301の一部
HP    :空隙部
L1、L2  :仮想線
P     :仮想線L1と仮想線L2との交点
U1、U2、U3  :ユニット

Claims (12)

  1.  互いに直交する3方向をそれぞれ第1方向、第2方向および第3方向としたときに、
     前記第1方向に延在するバスバと、
     前記第3方向に沿って前記バスバに対向する部分を有する磁気シールドと、
     前記第3方向に沿って、前記バスバにおける前記磁気シールドが配置された側とは反対側で前記バスバに対向する磁気センサと、
     前記バスバの一部が一体に成形されたケースと、
    を備える電流センサであって、
     前記磁気シールドは、
      前記第3方向に沿って前記バスバに対向する部分を含む底壁部および前記底壁部の前記第2方向の端部から前記第3方向に沿って屹立し前記第2方向に対向配置される2つの側壁部を有するU字部と、
      前記U字部に連設され、前記ケースに固定される取付部と、
      前記U字部と前記取付部とを連結する連結部と、
    を有すること
    を特徴とする電流センサ。
  2.  前記取付部は、前記U字部の前記底壁部の前記第1方向の端部に位置する前記連結部から設けられていてもよい、請求項1に記載の電流センサ。
  3.  前記ケースには複数の前記バスバが前記第2方向に並んで設けられ、
     前記磁気シールドは、複数の前記バスバのそれぞれに対応する複数の前記U字部を有し、複数の前記U字部は共通する前記取付部に連設される、請求項1に記載の電流センサ。
  4.  隣り合う2つの前記バスバに対応する2つの前記U字部は、前記第1方向にずれて配置される、請求項3に記載の電流センサ。
  5.  隣り合う2つの前記バスバに対応する2つの前記U字部は、前記第1方向に沿って見たときに一部重複する、請求項4に記載の電流センサ。
  6.  前記取付部は、軟磁性体からなり、前記U字部と磁気ノイズ発生源との間に位置するように配置される、請求項1に記載の電流センサ。
  7.  前記取付部は、軟磁性体からなり、前記U字部の前記第1方向の両端に連設される、請求項1に記載の電流センサ。
  8.  前記ケースに対して前記第3方向から前記ケースに当接するカバーをさらに備える、請求項1に記載の電流センサ。
  9.  前記磁気シールドは金属板からなり、前記U字部の前記側壁部は前記金属板の一部が曲げ加工されてなる、請求項1に記載の電流センサ。
  10.  前記U字部は複数の金属板が重ねられた重層体からなり、前記取付部は、複数の前記金属板の少なくとも1つに前記連結部により連結されている、請求項1に記載の電流センサ。
  11.  前記取付部は、前記重層体を構成する前記金属板のうち、前記バスバから最も遠位の金属板から構成される、請求項10に記載の電流センサ。
  12.  前記磁気シールドを複数備え、
     複数の前記磁気シールドが有する複数の前記U字部のそれぞれに対応する複数の前記バスバが前記第2方向に沿って並ぶように、複数の前記磁気シールドは前記ケースに固定される、請求項1または請求項2に記載の電流センサ。
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