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公開番号2023073978
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-26
出願番号2022174862,2022161915
出願日2022-10-31,2022-10-06
発明の名称電流センサ
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類G01R 15/20 20060101AFI20230519BHJP(測定;試験)
要約【課題】磁気特性低下を抑制する電流センサを提供する。
【解決手段】電流センサ5は、バスバと、ギャップ形成部111とコア横部1121とコア底部1131とを有するコア110と、ギャップ117に配置されているとともにバスバに流れる電流によってギャップ117に発生する磁界の強さを検出する検出部と、を備え、コア110は、コア凹部1155を含み、コア凹部1155は、コア110をバスバの長手方向DLと直交する方向に切断したときのコア110の断面において、幅方向DWおよび厚み方向DT外側のコア110の外縁からコア110の内部に向かって凹んでいる。
【選択図】図25
特許請求の範囲【請求項1】
電流センサであって、
板状に形成されているバスバ(100、200、300)と、
前記バスバが挿入されているコア穴(114、214、314)と、前記バスバの幅方向(DW)を向いている第1端面(115、215、315)、前記第1端面と前記幅方向に対向している第2端面(116、216、316)、および、前記第1端面と前記第2端面とによって形成されているとともに前記コア穴と外部とに連通するギャップ(117、217、317)を含むギャップ形成部(111、211、311)と、前記ギャップ形成部に接続されているとともに前記バスバの厚み方向(DT)に延びているコア横部(112、212、312、1121、2122、3123)と、前記コア横部に接続されて前記幅方向に延びているとともに前記ギャップ形成部および前記コア横部とで前記コア穴を形成するコア底部(113、213、313、1131、2132、3133)と、を有するコア(110、120、130)と、
前記ギャップに配置されているとともに、前記バスバに流れる電流によって前記ギャップに発生する磁界の強さを検出する検出部(120、220、320)と、
を備え、
前記コアは、コア凹部(1155、2155、3155)を含み、
前記コア凹部は、前記コアを前記バスバの長手方向(DL)と直交する方向に切断したときの前記コアの断面において、前記幅方向および前記厚み方向外側の前記コアの外縁から前記コアの内部に向かって凹んでいる電流センサ。
続きを表示(約 5,800 文字)【請求項2】
前記コアを前記長手方向と直交する方向に切断したときの前記コアの断面において、前記厚み方向における前記ギャップ形成部の中心を通るとともに前記幅方向に延びる線分をギャップ中心線分(Og1、Og2、Og3)とし、
前記コアを前記長手方向と直交する方向に切断したときの前記コアの断面において、前記幅方向における前記コア横部の中心を通るとともに前記厚み方向に延びる線分を横中心線分(Os1、Os2、Os3)とし、
前記コアを前記長手方向と直交する方向に切断したときの前記コアの断面において、前記厚み方向における前記コア底部の中心を通るとともに前記幅方向に延びる線分を底中心線分(Ob1、Ob2、Ob3)とし、
前記ギャップ中心線分は、前記幅方向に並ぶ前記横中心線分を結んだ線分になっており、
前記横中心線分は、前記ギャップ中心線分と前記底中心線分とを結んだ線分になっており、
前記底中心線分は、前記幅方向に並ぶ前記横中心線分を結んだ線分になっており、
前記コア凹部は、前記ギャップ中心線分、前記横中心線分および前記底中心線分よりも外側の領域(Rc1、Rc2、Rc3)に位置している請求項1に記載の電流センサ。
【請求項3】
前記電流センサは、前記コアを収容しているとともに前記コア凹部と接触しているケース(70)を備える請求項1または2に記載の電流センサ。
【請求項4】
前記バスバは、第1バスバ(100)であって、
前記コア穴は、第1コア穴(114)であって、
前記ギャップは、第1ギャップ(117)であって、
前記ギャップ形成部は、第1ギャップ形成部(111)であって、
前記コア横部は、第1コア横部(112、1121)であって、
前記コア底部は、第1コア底部(113、1131)であって、
前記コアは、第1コア(110)であって、
前記検出部は、第1検出部(120)であって、
前記コア凹部は、第1コア凹部(1155)であって、
前記電流センサは、
板状に形成されている第2バスバ(200)と、
前記バスバが挿入されている第2コア穴(214)と、前記幅方向を向いている第3端面(215)、前記第3端面と前記幅方向に対向している第4端面(216)、および、前記第3端面と前記第4端面とによって形成されているとともに前記第2コア穴と外部とに連通する第2ギャップ(217)を含む第2ギャップ形成部(211)と、前記第2ギャップ形成部に接続されているとともに前記厚み方向に延びている第2コア横部(212、2122)と、前記第2コア横部に接続されて前記幅方向に延びているとともに前記第2ギャップ形成部および前記第2コア横部とで前記第2コア穴を形成する第2コア底部(213、2132)と、を有する第2コア(120)と、
前記第2ギャップに配置されているとともに、前記第2バスバに流れる電流によって前記第2ギャップに発生する磁界の強さを検出する第2検出部(220)と、
を備え、
前記第1コアおよび前記第2コアは、前記幅方向に並んでおり、
前記第1コア凹部は、前記第1コアを前記長手方向と直交する方向に切断したときの前記第1コアの断面において、前記第1コアのうち前記第2コアと前記幅方向に対向する外縁から前記第1コア凹部の内部に向かって凹んでおり、
前記第2コアは、第2コア凹部(2155)を含み、
前記第2コア凹部は、前記第2コアを前記長手方向と直交する方向に切断したときの前記第2コアの断面において、前記第2コアのうち前記第1コアと前記幅方向に対向する外縁から前記第2コア凹部の内部に向かって凹んでいる請求項1に記載の電流センサ。
【請求項5】
前記バスバは、第1バスバ(100)であって、
前記コア穴は、第1コア穴(114)であって、
前記ギャップは、第1ギャップ(117)であって、
前記ギャップ形成部は、第1ギャップ形成部(111)であって、
前記コア横部は、第1コア横部(112、1121)であって、
前記コア底部は、第1コア底部(113、1131)であって、
前記コアは、第1コア(110)であって、
前記検出部は、第1検出部(120)であって、
前記電流センサは、
板状に形成されている第2バスバ(200)と、
前記バスバが挿入されている第2コア穴(214)と、前記幅方向を向いている第3端面(215)、前記第3端面と前記幅方向に対向している第4端面(216)、および、前記第3端面と前記第4端面とによって形成されているとともに前記第2コア穴と外部とに連通する第2ギャップ(217)を含む第2ギャップ形成部(211)と、前記第2ギャップ形成部に接続されているとともに前記厚み方向に延びている第2コア横部(212、2122)と、前記第2コア横部に接続されて前記幅方向に延びているとともに前記第2ギャップ形成部および前記第2コア横部とで前記第2コア穴を形成する第2コア底部(213、2132)と、を有する第2コア(120)と、
前記第2ギャップに配置されているとともに、前記第2バスバに流れる電流によって前記第2ギャップに発生する磁界の強さを検出する第2検出部(220)と、
を備え、
前記第1コアおよび前記第2コアは、前記幅方向に並んでおり、
前記第1ギャップ形成部のうち前記幅方向外側の角部である第1横外側角部(C1_out_top)および前記第2ギャップ形成部のうち前記幅方向外側の角部である第2横外側角部(C2_out_top)は、互いに前記幅方向に向き合っているとともに、R形状になっている請求項1に記載の電流センサ。
【請求項6】
前記バスバは、第1バスバ(100)であって、
前記コア穴は、第1コア穴(114)であって、
前記ギャップは、第1ギャップ(117)であって、
前記ギャップ形成部は、第1ギャップ形成部(111)であって、
前記コア横部は、第1コア横部(112、1121)であって、
前記コア底部は、第1コア底部(113、1131)であって、
前記コアは、第1コア(110)であって、
前記検出部は、第1検出部(120)であって、
前記電流センサは、
板状に形成されている第2バスバ(200)と、
前記バスバが挿入されている第2コア穴(214)と、前記幅方向を向いている第3端面(215)、前記第3端面と前記幅方向に対向している第4端面(216)、および、前記第3端面と前記第4端面とによって形成されているとともに前記第2コア穴と外部とに連通する第2ギャップ(217)を含む第2ギャップ形成部(211)と、前記第2ギャップ形成部に接続されているとともに前記厚み方向に延びている第2コア横部(212、2122)と、前記第2コア横部に接続されて前記幅方向に延びているとともに前記第2ギャップ形成部および前記第2コア横部とで前記第2コア穴を形成する第2コア底部(213、2132)と、を有する第2コア(120)と、
前記第2ギャップに配置されているとともに、前記第2バスバに流れる電流によって前記第2ギャップに発生する磁界の強さを検出する第2検出部(220)と、
を備え、
前記第1コアおよび前記第2コアは、前記幅方向に並んでおり、
前記第1ギャップ形成部のうち前記幅方向外側の角部である第1横外側角部(C1_out_top)および前記第2ギャップ形成部のうち前記幅方向外側の角部である第2横外側角部(C2_out_top)は、互いに前記幅方向に向き合っているとともに、前記幅方向および前記厚み方向に対して傾斜する傾斜面になっている請求項1に記載の電流センサ。
【請求項7】
前記バスバは、第1バスバ(100)であって、
前記コア穴は、第1コア穴(114)であって、
前記ギャップは、第1ギャップ(117)であって、
前記ギャップ形成部は、第1ギャップ形成部(111)であって、
前記コア横部は、第1コア横部(112、1121)であって、
前記コア底部は、第1コア底部(113、1131)であって、
前記コアは、第1コア(110)であって、
前記検出部は、第1検出部(120)であって、
前記電流センサは、
板状に形成されている第2バスバ(200)と、
前記バスバが挿入されている第2コア穴(214)と、前記幅方向を向いている第3端面(215)、前記第3端面と前記幅方向に対向している第4端面(216)、および、前記第3端面と前記第4端面とによって形成されているとともに前記第2コア穴と外部とに連通する第2ギャップ(217)を含む第2ギャップ形成部(211)と、前記第2ギャップ形成部に接続されているとともに前記厚み方向に延びている第2コア横部(212、2122)と、前記第2コア横部に接続されて前記幅方向に延びているとともに前記第2ギャップ形成部および前記第2コア横部とで前記第2コア穴を形成する第2コア底部(213、2132)と、を有する第2コア(120)と、
前記第2ギャップに配置されているとともに、前記第2バスバに流れる電流によって前記第2ギャップに発生する磁界の強さを検出する第2検出部(220)と、
を備え、
前記第1コアおよび前記第2コアは、前記幅方向に並んでおり、
前記第1コア底部のうち前記幅方向外側の角部である第1底外側角部(C1_out_btm)および前記第2コア底部のうち前記幅方向外側の角部である第2底外側角部(C2_out_btm)は、互いに前記幅方向に向き合っているとともに、R形状になっている請求項1に記載の電流センサ。
【請求項8】
前記バスバは、第1バスバ(100)であって、
前記コア穴は、第1コア穴(114)であって、
前記ギャップは、第1ギャップ(117)であって、
前記ギャップ形成部は、第1ギャップ形成部(111)であって、
前記コア横部は、第1コア横部(112、1121)であって、
前記コア底部は、第1コア底部(113、1131)であって、
前記コアは、第1コア(110)であって、
前記検出部は、第1検出部(120)であって、
前記電流センサは、
板状に形成されている第2バスバ(200)と、
前記バスバが挿入されている第2コア穴(214)と、前記幅方向を向いている第3端面(215)、前記第3端面と前記幅方向に対向している第4端面(216)、および、前記第3端面と前記第4端面とによって形成されているとともに前記第2コア穴と外部とに連通する第2ギャップ(217)を含む第2ギャップ形成部(211)と、前記第2ギャップ形成部に接続されているとともに前記厚み方向に延びている第2コア横部(212、2122)と、前記第2コア横部に接続されて前記幅方向に延びているとともに前記第2ギャップ形成部および前記第2コア横部とで前記第2コア穴を形成する第2コア底部(213、2132)と、を有する第2コア(120)と、
前記第2ギャップに配置されているとともに、前記第2バスバに流れる電流によって前記第2ギャップに発生する磁界の強さを検出する第2検出部(220)と、
を備え、
前記第1コアおよび前記第2コアは、前記幅方向に並んでおり、
前記第1コア底部のうち前記幅方向外側の角部である第1底外側角部(C1_out_btm)および前記第2コア底部のうち前記幅方向外側の角部である第2底外側角部(C2_out_btm)は、互いに前記幅方向に向き合っているとともに、前記幅方向および前記厚み方向に対して傾斜する傾斜面になっている請求項1に記載の電流センサ。
【請求項9】
前記第1コアおよび前記第2コアは、同一形状に形成されている請求項4ないし8のいずれか1つに記載の電流センサ。
【請求項10】
電流センサであって、
板状に形成されているバスバ(100、200、300)と、
前記バスバが挿入されているコア穴(114、214、314)と、前記バスバの幅方向(DW)を向いている第1端面(115、215、315)、前記第1端面と前記幅方向に対向している第2端面(116、216、316)、および、前記第1端面と前記第2端面とによって形成されているとともに前記コア穴と外部とに連通するギャップ(117、217、317)を含むギャップ形成部(111、211、311)と、前記ギャップ形成部に接続されているとともに前記バスバの厚み方向(DT)に延びているコア横部(112、212、312、1121、2122、3123)と、前記コア横部に接続されて前記幅方向に延びているとともに前記ギャップ形成部および前記コア横部とで前記コア穴を形成するコア底部(113、213、313、1131、2132、3133)と、を有するコア(110、120、130)と、
前記ギャップに配置されているとともに、前記バスバに流れる電流によって前記ギャップに発生する磁界の強さを検出する検出部(120、220、320)と、
を備え、
前記コアは、コア貫通穴(1156、2156、3156)を前記コアの内部に含み、
前記コア貫通穴は、前記バスバの長手方向(DL)に貫通している電流センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、電流センサに関するものである。
続きを表示(約 4,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1に記載されているように、ハイブリッド車や電気自動車用の交流モータを駆動するためのインバータに流れる交流電流を検出する電流センサが知られている。この電流センサは、インバータの交流電流が流れるバスバと、このバスバを流れる交流電流によって発生する磁界が通過するコアと、コアに形成されたギャップに配置されたセンサチップとを備える。そして、このコアギャップを通過する磁界をセンサチップが検出することにより、電流センサは、インバータに流れる交流電流を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2008-51704号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載されたような電流センサでは、電流センサが製造されるとき等にコアが外部から力を受けることによりコアに応力がかかる。このため、コアの結晶構造が変化することがある。これにより、コアのBH特性等の磁気特性が低下する。
【0005】
本開示は、磁気特性低下を抑制する電流センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1に記載の発明は、電流センサであって、板状に形成されているバスバ(100、200、300)と、バスバが挿入されているコア穴(114、214、314)と、バスバの幅方向(DW)を向いている第1端面(115、215、315)、第1端面と幅方向に対向している第2端面(116、216、316)、および、第1端面と第2端面とによって形成されているとともにコア穴と外部とに連通するギャップ(117、217、317)を含むギャップ形成部(111、211、311)と、ギャップ形成部に接続されているとともにバスバの厚み方向(DT)に延びているコア横部(112、212、312、1121、2122、3123)と、コア横部に接続されて幅方向に延びているとともにギャップ形成部およびコア横部とでコア穴を形成するコア底部(113、213、313、1131、2132、3133)と、を有するコア(110、120、130)と、ギャップに配置されているとともに、バスバに流れる電流によってギャップに発生する磁界の強さを検出する検出部(120、220、320)と、を備え、コアは、コア凹部(1155、2155、3155)を含み、コア凹部は、コアをバスバの長手方向(DL)と直交する方向に切断したときのコアの断面において、幅方向および厚み方向外側のコアの外縁からコアの内部に向かって凹んでいる電流センサである。
【0007】
また、請求項10に記載の発明は、電流センサであって、板状に形成されているバスバ(100、200、300)と、バスバが挿入されているコア穴(114、214、314)と、バスバの幅方向(DW)を向いている第1端面(115、215、315)、第1端面と幅方向に対向している第2端面(116、216、316)、および、第1端面と第2端面とによって形成されているとともにコア穴と外部とに連通するギャップ(117、217、317)を含むギャップ形成部(111、211、311)と、ギャップ形成部に接続されているとともにバスバの厚み方向(DT)に延びているコア横部(112、212、312、1121、2122、3123)と、コア横部に接続されて幅方向に延びているとともにギャップ形成部およびコア横部とでコア穴を形成するコア底部(113、213、313、1131、2132、3133)と、を有するコア(110、120、130)と、ギャップに配置されているとともに、バスバに流れる電流によってギャップに発生する磁界の強さを検出する検出部(120、220、320)と、を備え、コアは、コア貫通穴(1156、2156、3156)をコアの内部に含み、コア貫通穴は、バスバの長手方向(DL)に貫通している電流センサである。
【0008】
これにより、コアにかかる応力が緩和される。このため、コアの結晶構造の変化が抑制される。したがって、コアの磁気特性の低下が抑制される。
【0009】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0010】
第1実施形態の電流センサの斜視図。
図1のII-II線断面図。
電流センサのバスバ、コア、検出部、リード線、基板およびターミナルの上面図。
磁界の強さ、第1容易軸部にかかる磁束密度および第1困難軸部にかかる磁束密度の関係図。
第2実施形態の電流センサの断面図。
第3実施形態の電流センサの断面図。
電流センサのバスバ、コア、検出部、リード線、基板およびターミナルの上面図。
第4実施形態の電流センサの断面図。
第5実施形態の電流センサの断面図。
第6実施形態の電流センサの断面図。
第7実施形態の電流センサの断面図。
第8実施形態の電流センサの断面図。
第9実施形態の電流センサの断面図。
第10実施形態の電流センサの断面図。
第11実施形態の電流センサの断面図。
第12実施形態の電流センサの第1コアおよび第1検出部の断面図。
電流センサの第2コアおよび第2検出部の断面図。
電流センサの第3コアおよび第3検出部の断面図。
第13実施形態の電流センサの第1コアおよび第1検出部の断面図。
電流センサの第2コアおよび第2検出部の断面図。
電流センサの第3コアおよび第3検出部の断面図。
第14実施形態の電流センサの第1コアおよび第1検出部の断面図。
電流センサの第2コアおよび第2検出部の断面図。
電流センサの第3コアおよび第3検出部の断面図。
第15実施形態の電流センサの第1コアの断面図。
電流センサの第2コアの断面図。
電流センサの第3コアの断面図。
第16実施形態の電流センサの第1コアの断面図。
電流センサの第2コアの断面図。
電流センサの第3コアの断面図。
第17実施形態の電流センサにおける第1コア、第2コアおよび第3コアの断面図。
第18実施形態の電流センサにおける第1コア、第2コアおよび第3コアの断面図。
第19実施形態の電流センサにおける第1コア、第2コアおよび第3コアの断面図。
第20実施形態の電流センサにおける第1コア、第2コアおよび第3コアの断面図。
第21実施形態の電流センサにおける第1バスバの第1板部およびケースの第1開口部の断面図。
図35のXXXVI-XXXVI線断面図。
図35のXXXVII-XXXVII線断面図。
電流センサにおける第2バスバの第2板部およびケースの第2開口部の断面図。
図38のXXXIX-XXXIX線断面図。
図38のXL-XL線断面図。
電流センサにおける第3バスバの第3板部およびケースの第3開口部の断面図。
図41のXLII-XLII線断面図。
図41のXLIII-XLIII線断面図。
第22実施形態の電流センサにおける第1バスバの第1板部およびケースの第1開口部の断面図。
電流センサにおける第2バスバの第2板部およびケースの第2開口部の断面図。
電流センサにおける第3バスバの第3板部およびケースの第3開口部の断面図。
第23実施形態の電流センサにおける第1バスバの第1板部およびケースの第1開口部の断面図。
電流センサにおける第2バスバの第2板部およびケースの第2開口部の断面図。
電流センサにおける第3バスバの第3板部およびケースの第3開口部の断面図。
第24実施形態の電流センサにおける第1バスバの第1板部およびケースの第1開口部の断面図。
電流センサにおける第2バスバの第2板部およびケースの第2開口部の断面図。
電流センサにおける第3バスバの第3板部およびケースの第3開口部の断面図。
第25実施形態の電流センサにおける第1バスバの第1板部およびケースの第1開口部の断面図。
電流センサにおける第2バスバの第2板部およびケースの第2開口部の断面図。
電流センサにおける第3バスバの第3板部およびケースの第3開口部の断面図。
第26実施形態の電流センサにおける第1バスバ、第1コア、第1検出部およびケースの断面図。
電流センサにおける第2バスバ、第2コア、第2検出部およびケースの断面図。
電流センサにおける第3バスバ、第3コア、第3検出部およびケースの断面図。
電流センサにおける第1比および振幅比の関係図。
第27実施形態の電流センサにおける第1バスバ、第1コアおよび第1検出部の断面図。
電流センサにおける第2バスバ、第2コアおよび第2検出部の断面図。
電流センサにおける第3バスバ、第3コアおよび第3検出部の断面図。
第28実施形態の電流センサにおける第1バスバおよびケースの第1開口部の断面図。
図63のLXIV-LXIV線断面図。
電流センサにおける第2バスバおよびケースの第2開口部の断面図。
図65のLXVI-LXVI線断面図。
電流センサにおける第3バスバおよびケースの第3開口部の断面図。
図67のLXVIII-LXVIII線断面図。
第29実施形態の電流センサにおける第1バスバおよびケースの第1開口部の断面図。
電流センサにおける第2バスバおよびケースの第2開口部の断面図。
電流センサにおける第3バスバおよびケースの第3開口部の断面図。
第30実施形態の電流センサにおける第1バスバおよびケースの第1開口部の断面図。
電流センサにおける第2バスバおよびケースの第2開口部の断面図。
電流センサにおける第3バスバおよびケースの第3開口部の断面図。
第31実施形態の電流センサにおける第1バスバおよびケースの第1開口部の断面図。
電流センサにおける第2バスバおよびケースの第2開口部の断面図。
電流センサにおける第3バスバおよびケースの第3開口部の断面図。
【発明を実施するための形態】
(【0011】以降は省略されています)

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