(57)【要約】【課題】電流値の検出精度を向上させること。【解決手段】バスバー２０は、矩形平板状の本体部２１を有している。本体部２１には、分岐部２３が設けられている。分岐部２３は、第１の部位２４と第２の部位２５とを有している。第１の部位２４は、一方の主面２１ａと対向する位置に設けられている。第１の部位２４は、平板状をなしており、一面が取付面２６となっている。取付面２６は、本体部２１の長手方向と直交している。また、第１の部位２４には、第１の部位２４の厚み方向に貫通する挿通孔２４ａが設けられている。電流センサ３０の締結部３７には、第１の部位２４の挿通孔２４ａを挿通したネジＳ２が螺合されている。これにより、分岐部２３には、電流センサ３０が取り付けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁電変換素子を有する電流センサをバスバーに取り付けた電流検出装置であって、
前記バスバーは、前記バスバーの電流経路である本体部から分岐する分岐部を有し、
前記分岐部には、前記電流センサが取付部材により取り付けられていることを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】
前記取付部材は、前記分岐部を挿通して前記電流センサに螺合されるネジであることを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】
前記分岐部の前記電流センサが取り付けられる取付面は、前記本体部における電流が流れる方向に直交することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項４】
前記電流センサは、前記バスバーに対する位置決め用のガイド部を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電流検出装置。
【請求項５】
板状をなす前記分岐部は、板状の前記本体部の主面に対向する位置において一面が前記電流センサの取付面となる第１の部位を有し、当該第１の部位が前記本体部から前記本体部の厚み方向に曲げられた第２の部位と連設されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バスバーに電流検出装置を直接取り付ける場合、部品点数が削減され、レイアウトも比較的自由になる。電流検出装置は、電流が流れることにより生じる磁界の強さを検出する磁電変換素子を備えており、例えば、特許文献１に記載の電流検出装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の電流検出装置は、電流検出用バスバーに電子基板が設けられている。電子基板には、ホール素子が実装されている。電子基板には、ホール素子の両側の位置に二つの貫通孔が形成されている。電流検出用バスバーは、板状の導体である。電流検出用バスバーの中央部分は、電子基板に実装されたホール素子と対向している。電流検出用バスバーには、中央部分を挟んで二つの貫通孔が設けられている。この貫通孔の縁部は、バーリング加工されており、貫通孔の縁部の内周にネジ受け部が形成されている。電子基板は、銅などの金属からなるスペーサによって電流検出用バスバーに連結されている。スペーサは、筒状をなしており、一方の端が電子基板の貫通孔に挿入され、他方の端が電流検出用バスバーの貫通孔に挿入されている。スペーサには、ネジが挿入されている。ネジは、電流検出用バスバーのネジ受け部に螺合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４１２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電流検出用バスバーに電流が流れると、ホール素子は、電流が流れることにより生じる磁気を検出する。しかし、このとき、電流検出用バスバーに直接貫通孔が設けられてスペーサを用いて電子基板が固定されているため、貫通孔やスペーサによって電流の流れが阻害されるおそれがある。電流の流れが阻害されると、磁気に影響がでるおそれがあり、電流値に誤差が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電流値の検出精度を向上させることができる電流検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する電流検出装置は、磁電変換素子を有する電流センサをバスバーに取り付けた電流検出装置であって、前記バスバーは、前記バスバーの電流経路である本体部から分岐する分岐部を有し、前記分岐部には、前記電流センサが取付部材により取り付けられていることを要旨とする。
【０００８】
これによれば、バスバーの本体部から分岐する分岐部に電流センサを取り付けることができる。したがって、特許文献１とは異なり、バスバーにおける電流経路である本体部には電流センサを取り付けるための孔などを設ける必要がなく、本体部での電流の流れが阻害されない。また、分岐部は、電流が流れるバスバーの本体部から分岐しており、電流が流れないため、磁束に影響を与えない。このため、磁電変換素子は、本体部に流れる電流によって生じる磁界の強さを適切に検出でき、電流値の検出精度が向上される。
【０００９】
上記電流検出装置について、前記取付部材は、前記分岐部を挿通して前記電流センサに螺合されるネジであることが好ましい。
これによれば、電流センサを容易に取り付けることができる。
【００１０】
上記電流検出装置について、前記分岐部の前記電流センサが取り付けられる取付面は、前記本体部における電流が流れる方向に直交することが好ましい。
これによれば、電流センサを面で支持できるため、電流センサの位置決めが容易となる。
【００１１】
上記電流検出装置について、前記電流センサは、前記バスバーに対する位置決め用のガイド部を有することが好ましい。
これによれば、電流センサの位置決めを行うときに、ガイド部を本体部に沿わせて位置決めを行うことができ、電流センサの位置決めが容易となる。
【００１２】
上記電流検出装置について、板状をなす前記分岐部は、板状の前記本体部の主面に対向する位置において一面が前記電流センサの取付面となる第１の部位を有し、当該第１の部位が前記本体部から前記本体部の厚み方向に曲げられた第２の部位と連設されていることが好ましい。
【００１３】
これによれば、本体部の主面と対向する位置に電流センサを設けることができる。このため、本体部の主面と対向する方向に直交する方向に空きスペースを確保しやすい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電流値の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の電流検出装置を示す斜視図。
【図２】実施形態の電流検出装置を示す分解斜視図。
【図３】実施形態の電流検出装置を示す図１の３−３線断面図。
【図４】実施形態のインバータ回路を示す回路図。
【図５】別例のバスバーを示す斜視図。
【図６】別例のバスバーを示す斜視図。
【図７】別例のバスバーを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、電流検出装置の一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、電流検出装置１０は、バスバー２０に電流センサ３０が取り付けられている。
【００１７】
バスバー２０は、端子台Ｈに固定されている。バスバー２０は長尺状をなす金属製の板材を折り曲げて形成されており、矩形平板状の本体部２１を有している。本体部２１の長手方向（図中Ｚ方向）の一端には、本体部２１から直角に屈曲する板状の屈曲部２２が設けられている。屈曲部２２には、厚み方向に貫通して取り付けネジＳ１が挿通されるとともに、この取り付けネジＳ１が端子台Ｈに螺合されることで、バスバー２０が端子台Ｈに固定されている。本実施形態において、バスバー２０を流れる電流は、本体部２１を長手方向に流れるとともに、屈曲部２２に接続された接続対象に向けて屈曲部２２を流れる。したがって、本体部２１における電流が流れる方向は、本体部２１の長手方向であり、本体部２１における電流の流れる方向及び本体部２１の厚み方向（図中Ｙ方向）に直交する方向は、本体部２１の短手方向（図中Ｘ方向）となる。また、本体部２１の面のうち、最も広い面、すなわち、本体部２１の厚み方向の両面を主面とする。また、本体部２１の面のうち、最も狭い面、すなわち、本体部２１の短手方向の両面を側面とする。本体部２１の短手方向の寸法、すなわち、バスバー２０の幅は一定である。
【００１８】
本体部２１には、屈曲部２２から離間して分岐部２３が設けられている。本実施形態において、分岐部２３は本体部２１の一方の側面２１ｂから分岐した板材を折り曲げて形成されている。分岐部２３は、第１の部位２４と第２の部位２５とを有している。第１の部位２４は、一方の主面２１ａと対向する位置に設けられている。第１の部位２４は、平板状をなしており、一面が取付面２６となっている。取付面２６は、本体部２１の長手方向と直交している。また、第１の部位２４には、第１の部位２４の厚み方向に貫通する挿通孔２４ａが設けられている。
【００１９】
第１の部位２４は、第２の部位２５と連設されている。第２の部位２５は、本体部２１の側面２１ｂに設けられた板材を本体部２１の厚み方向に直角に折り曲げて形成されている。すなわち、第１の部位２４は、第２の部位２５を介して本体部２１と一体化されている。
【００２０】
図３に示すように、電流センサ３０は、収容ケース３１を有している。収容ケース３１は、バスバー２０の本体部２１と対向する対向面３１ａが長方形をなしており、この対向面３１ａの長手方向の両端には対向面３１ａに直交する方向へ突出する第１のガイド部３３及び第２のガイド部３４が設けられている。第１のガイド部３３と第２のガイド部３４との離間距離は、バスバー２０の本体部２１の短手方向の寸法よりも若干大きい。第１のガイド部３３、第２のガイド部３４及び収容ケース３１に囲まれる領域には、溝部３５が区画され、この溝部３５にはバスバー２０の本体部２１が挿入されている。
【００２１】
収容ケース３１の対向面３１ａとは反対側の面３１ｂには、面３１ｂと直交する方向に向けて突出する支持部３６が設けられており、支持部３６には締結部３７が設けられている。締結部３７は、円筒状をなしており、内周面に雌ネジが形成されている。そして、この締結部３７には、第１の部位２４の挿通孔２４ａを挿通した取付部材としてのネジＳ２が螺合されている。これにより、分岐部２３には、電流センサ３０が取り付けられている。
【００２２】
収容ケース３１には、回路基板３９が収容されている。回路基板３９には、磁電変換素子４０が実装されている。磁電変換素子４０としては、例えば、ホール素子、磁気抵抗素子などが用いられる。磁電変換素子４０は、電流が流れることで生じる磁界の強さを検出することにより、電流値を検出する。
【００２３】
本実施形態の電流センサ３０は、磁気コアを備えておらず、バスバー２０に流れる電流に応じてバスバー２０の周囲に発生する磁界の強さを磁電変換素子４０によって直接検出することによりバスバー２０に流れる電流値を検出するコアレスタイプの電流センサ３０である。
【００２４】
上記した電流検出装置１０は、例えば、図４に示すように、直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ回路５１に設けられ、インバータ回路５１が出力する電流値を検出するのに用いられる。
【００２５】
図４に示すように、インバータ回路５１は、６個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を有している。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としては、例えば絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタやパワーＭＯＳＦＥＴ等のパワー半導体素子が用いられる。
【００２６】
第１のスイッチング素子Ｑ１は、第２のスイッチング素子Ｑ２と直列に接続されている。第３のスイッチング素子Ｑ３は、第４のスイッチング素子Ｑ４と直列に接続されている。第５のスイッチング素子Ｑ５は、第６のスイッチング素子Ｑ６と直列に接続されている。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６には、ダイオードＤが逆並列接続されている。
【００２７】
スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５のコレクタはそれぞれ電源５２のプラス端子に接続され、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６のエミッタはそれぞれ電源５２のマイナス端子に接続されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２間の接続点、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４間の接続点及びスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点は、それぞれ、バスバー２０を介してモータ５３に接続されている。インバータ回路５１には、制御装置５４が接続されている。
【００２８】
そして、バスバー２０に取り付けられた電流センサ３０（磁電変換素子４０）は、各バスバー２０を流れる電流によって生じる磁界の強さに応じた信号を制御装置５４に出力する。制御装置５４は、電流センサ３０により検出された電流値が所望の値になるようにスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を制御する。
【００２９】
次に本実施形態の電流検出装置１０の作用について説明する。
図４のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が、スイッチング制御されることにより電源５２からモータ５３に対し電流が流れる。バスバー２０に電流が流れる際、図１の本体部２１及び屈曲部２２に電流が流れるため、本体部２１及び屈曲部２２が電流経路となる。電流センサ３０は、本体部２１から分岐して設けられた分岐部２３に取り付けられている。分岐部２３には、電流が流れないため、本体部２１に電流が流れることにより生じる磁束に影響を与えることがない。また、分岐部２３によって電流センサ３０をバスバー２０に取り付けることができるため、バスバー２０の本体部２１に電流センサ３０を取り付けるための孔を設ける必要がなく、電流の流れが阻害されにくい。
【００３０】
ところで、屈曲部２２の近傍にコアレスタイプの電流センサが設けられている場合、屈曲部２２を流れる電流によって生じる磁束の影響で、本体部２１を流れる電流値の検出値に誤差が生じる。このため、電流センサ３０を屈曲部２２から離間（屈曲部２２を流れる電流によって生じる磁束の影響がない程度に離間）させて設けることで、本体部２１に流れる電流を適切に検出することができる。また、屈曲部２２の屈曲側とは反対の面（主面２１ａ）側に電流センサ３０（磁電変換素子４０）が配置されているので、屈曲部２２に流れる電流によって生じる磁束の影響を受けにくくなっている。
【００３１】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本体部２１には、本体部２１から分岐する分岐部２３が設けられ、分岐部２３に電流センサ３０が取り付けられている。このため、バスバー２０の本体部２１に電流センサ３０を取り付けるための孔などを設ける必要がなく、本体部２１を流れる電流の流れが阻害されにくい。したがって、磁電変換素子４０は、本体部２１に流れる電流によって生じる磁界の強さを適切に検出でき、電流値の検出精度が向上される。
【００３２】
（２）電流センサ３０は、ネジＳ２が締結される締結部３７を有しており、分岐部２３に挿通されたネジＳ２が締結されている。このため、電流センサ３０を分岐部２３（第１の部位２４）に容易に取り付けることができる。
【００３３】
（３）取付面２６は、電流の流れる方向（本体部２１の長手方向）に直交している。このため、電流センサ３０を取り付ける際に、電流センサ３０の対向面３１ａを本体部２１の主面２１ａに当てつつ、主面２１ａに沿って移動させることで、電流センサ３０と分岐部２３の取付面２６を面接触させることができ、電流センサ３０の位置決めを容易に行うことができる。
【００３４】
（４）収容ケース３１に第１のガイド部３３及び第２のガイド部３４を設けることで、電流センサ３０の位置決めを行うときに、第１のガイド部３３及び第２のガイド部３４をバスバー２０の本体部２１に沿わせて長手方向に移動させることができる。したがって、電流センサ３０の位置決めをしやすい。更に、本体部２１を挟むように、第１のガイド部３３及び第２のガイド部３４を設けることで、溝部３５が区画され、溝部３５に本体部２１を挿入することで、電流センサ３０が本体部２１の短手方向に移動することが規制されるため、電流センサ３０の位置決めが更に容易となる。
【００３５】
（５）取付面２６は、本体部２１の主面２１ａに対向する位置に設けられているため、電流センサ３０も本体部２１の主面２１ａに対向する位置に設けられている。このため、主面２１ａと対向する方向に直交する方向である本体部２１の短手方向（Ｘ方向）側に空きスペースを確保しやすい。したがって、本体部２１の短手方向に他の電子機器などを設けることができ、設計の自由度が向上される。例えば、インバータ回路５１の３つのバスバー２０（出力端子）を本体部２１の短手方向に並べて配置する場合、インバータ回路５１の小型化が図られる。
【００３６】
（６）コアレスタイプの電流センサ３０は、外部からの磁界に干渉されて電流検出精度が悪化しやすい。本実施形態のようにバスバー２０を構成することで、コアレスタイプの電流センサ３０を用いても、電流検出精度が悪化しにくい。したがって、電流センサ３０としてコアレスタイプの電流センサ３０を用いることができ、電流センサ３０を小型化することができる。
【００３７】
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図５に示すように、分岐部６１は、本体部２１の側面２１ｂから本体部２１の短手方向に向けて延設された延設部６２と延設部６２から本体部２１の厚み方向に直角に折り曲げられた曲げ部６３であってもよい。電流センサ３０の支持部３６、締結部３７は取付面２６の挿通孔２４ａに合わせて収容ケース３１から延設される。この場合であっても、バスバー２０の本体部２１に電流センサ３０を取り付けるための孔などを設ける必要がなく、本体部２１を流れる電流の流れが阻害されにくい。また、取付面２６が本体部２１の長手方向に直交するため、電流センサ３０を分岐部６１に容易に取り付けることができる。
【００３８】
○  図６に示すように、分岐部７１は、本体部２１の側面２１ｂから本体部２１の厚み方向に延びていてもよい。すなわち、実施形態における第１の部位２４が設けられず、第２の部位２５に電流センサ３０が取り付けられる態様であってもよい。電流センサ３０の支持部３６、締結部３７は取付面２６の挿通孔２４ａに合わせて収容ケース３１から延設される。この場合であっても、バスバー２０の本体部２１に電流センサ３０を取り付けるための孔などを設ける必要がなく、本体部２１を流れる電流の流れが阻害されにくい。
【００３９】
○  図７に示すように、分岐部８１は、本体部２１の側面２１ｂから本体部２１の短手方向に延びていてもよい。電流センサ３０の支持部３６、締結部３７は挿通孔２４ａに合わせて収容ケース３１から延設される。この場合であっても、バスバー２０の本体部２１に電流センサ３０を取り付けるための孔などを設ける必要がなく、本体部２１を流れる電流の流れが阻害されにくい。
【００４０】
○  収容ケース３１は、どのような形状であってもよい。例えば、本体部２１の厚み方向の両面（主面２１ａとその反対面）を挟むような形状であってもよい。また、図５〜図７に示す分岐部６１，７１，８１に取り付けられる場合、各分岐部６１，７１，８１の挿通孔２４ａと締結部３７が対向するように設けられることが好ましい。
【００４１】
○  第１のガイド部３３及び第２のガイド部３４のどちらかのみが設けられていてもよい。この場合であっても、第１のガイド部３３又は第２のガイド部３４をバスバー２０の側面２１ｂ（又はその反対側の面）に押し当てつつ、沿わせて電流センサ３０の位置決めを行うことができ、位置決めが容易となる。
【００４２】
○  第１のガイド部３３及び第２のガイド部３４は設けられていなくてもよい。
○  バスバー２０は、（本体部２１及び屈曲部２２）は、三角柱状などの多角柱状や、円柱状など板状以外の形状であってもよい。
【００４３】
○  本体部２１と分岐部とは溶接などにより一体化されていてもよい。
○  電流センサ３０は、ネジＳ２以外の方法で固定されていてもよい。例えば、電流センサ３０を分岐部２３に接着剤で固定してもよい。この場合、接着剤が取付部材となる。なお、収容ケース３１に締結部３７が設けられていなくてもよく、収容ケース３１が取付面２６に直接接着されていてもよい。
【００４４】
○  磁気コアを有する電流センサを用いてもよい。
○  電流検出装置１０は、インバータ回路５１に設けたが、これに限るものではない。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００４５】
（イ）前記電流センサは、コアレスタイプであることを特徴とする請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載の電流検出装置。
【符号の説明】
【００４６】
１０…電流検出装置、２０…バスバー、２１…本体部、２３…分岐部、２４…第１の部位、２５…第２の部位、２６…取付面、３０…電流センサ、３５…溝部、３７…締結部、４０…磁電変換素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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