(57)【要約】【課題】  導電部材の仕様を変更しなくても、電流センサのコンパクト化を可能とする。【解決手段】  本発明の電流センサ１２は、互いに平行な複数の導電部材１１をそれぞれ取り囲む磁性体材料よりなるコア部２３と、複数のコア部２３にそれぞれ形成された磁路上のギャップ２７に収納された複数の磁気センサ２５と、を備えている。複数のコア部２３は、これらを互いに一体化してなる１つのコア部材２４により構成されている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な複数の導電部材をそれぞれ取り囲む磁性体材料よりなるコア部と、
複数の前記コア部にそれぞれ形成された磁路上のギャップに収納された複数の磁気センサと、を備えており、
複数の前記コア部が、これらを互いに一体化してなる１つのコア部材により構成されていることを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
前記コア部材は、ダストコアよりなる請求項１に記載の電流センサ。
【請求項３】
隣接する前記導電部材間に位置する前記コア部材の内壁の厚さが、４ｍｍ以上である請求項２に記載の電流センサ。
【請求項４】
前記磁路の磁束密度が、Ｂ−Ｈ曲線の直線領域内に制限されるように全磁路長に対するギャップ長の割合が設定されている請求項２又は３に記載の電流センサ。
【請求項５】
前記コア部材は、三相交流用の３つの前記導電部材をそれぞれ取り囲む前記コア部を有しており、３つの前記コア部を互いに一体化することによって構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の電流センサ。
【請求項６】
インバータを内部に有するケーシングと交流駆動の電気機器を内部に有するケーシングとの間に介在される取付プレートと、
前記取付プレートに貫通状に設けられたバスバーよりなる複数の前記導体材料と、
前記取付プレートに組み込まれた請求項１〜５のいずれか１項に記載の電流センサと、を備えていることを特徴とするセンサ付きバスバー装置。
【請求項７】
インバータを内部に有するケーシングに設けられたコンセント部と、
前記コンセント部に収納された複数の前記導体材料と、
前記コンセント部に組み込まれた請求項１〜５のいずれか１項の電流センサと、を備えていることを特徴とするセンサ付きインバータ装置。
【請求項８】
インバータを内部に有するケーシングに設けられたコンセント部に接続可能なコネクタ部と、
前記コネクタ部に収納された複数の前記導体材料と、
前記コネクタ部に組み込まれた請求項１〜５のいずれか１項の電流センサと、を備えていることを特徴とするセンサ付きコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の導電部材を流れる電流を検出するための電流センサと、これを備えたセンサ付きバスバー装置、インバータ装置及びコネクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機を搭載した自動車（電気自動車、燃料電池車、ハイブリッド車及びプラグインハイブリッド車など。以下、「電動自動車」という。）では、直流を三相交流に変換するインバータ装置が搭載されている。インバータ装置は、３本のバスバーや被覆電線よりなる導電部材にて電動機（以下、「モータ」という。）やジェネレータに接続されている。
また、電動自動車は、導電部材の電流を測定する電流センサと、この電流センサの測定値を電流指令値と比較してフィードバックし、モータを所要の回転数やトルクに制御する電子制御システム（ＥＣＵ）とを備える。
【０００３】
上記電流センサは、通常、導電部材を囲む磁性体材料よりなるコア部材と、このコア部材に形成された磁路上のギャップに設けた磁気センサとを有する。磁気センサは、インバータ装置からの電流でギャップに生じる磁束を検出し、その検出値をＥＣＵに送る。
かかる電流センサとして、例えば、複数のバスバーが貫通状に設けられた樹脂製の取付プレートの内部に組み込まれたものや（特許文献１参照）、インバータ装置のコンセント部に接続可能なコネクタ部に組み込まれたものがある（特許文献２参照）。
【０００４】
このように、バスバー装置の取付プレートやコネクタ部に電流センサを組み込むことにすれば、インバータ装置のケーシング内に電流センサを組み込む必要がなくなり、インバータ装置を小型化できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１ −２０９１５８ 号公報
【特許文献２】特開２００８ −１１４８３９ 号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の電流センサは、３つの導電部材のそれぞれを別個のコア部材で取り囲む構造であるから、隣接する導電部材間の距離をコア部材の壁厚の２倍未満に近づけることができず、このため、電流センサのサイズを余りコンパクト化できなかった。
特に、平板状のバスバーよりなる３本の導電部材を幅方向に並べた電路では、バスバーの厚さ方向に比べて幅方向寸法が肥大化し、電流センサの組む込み対象（バスバー装置やコネクタなど）の幅方向寸法のコンパクト化が阻害される。
【０００７】
一方、例えばバスバーのアスペクト比の変更などのように、導電部材の断面形状を変更し、これに合わせて個々のコア部材の断面形状を変更すれば、電流センサをある程度はコンパクト化することができる。
しかし、このような手段では、常用の導電部材を取り止めて、特注品の仕様に変えるなどの変更が必要となり、製作コストの面で好ましくない事態が生じる。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、導電部材の仕様を変更しなくてもコンパクト化が可能な電流センサと、これを備えたセンサ付きバスバー装置、インバータ装置及びコネクタ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】
【０００９】
（１）  本発明の電流センサは、互いに平行な複数の導電部材をそれぞれ取り囲む磁性体材料よりなるコア部と、複数の前記コア部にそれぞれ形成された磁路上のギャップに収納された複数の磁気センサと、を備えており、複数の前記コア部が、これらを互いに一体化してなる１つのコア部材により構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電流センサによれば、導電部材をそれぞれ取り囲むコア部が、これらを互いに一体化してなる１つのコア部材（以下、「一体コア部材」ともいう。）により構成されているので、個々の導電部材のそれぞれを別個のコア部材で取り囲む従来構造に比べて、導電部材同士の距離がより小さくなる断面構造のコア部材を採用することができる。
従って、導電部材の仕様を変更しなくても、電流センサのサイズをコンパクト化することができる。
【００１１】
（２）  本発明の電流センサにおいて、前記コア部材の構成材料としては、例えば、磁気ヨーク用の鋼鈑（例えば、積層鋼鈑）やダストコア（圧粉磁心）などを採用できる。
このうち、鋼鈑は、飽和磁束密度が高い（２Ｔ程度）ので、比較的大きな電流を測定するのに適している。これに対し、ダストコアは、鋼鈑に比べて飽和磁束密度が低い（０．４〜１．３Ｔ）ので、大電流を測定する場合には精度が落ちることがあるが、安価である。従って、材料コストの観点からすると、ダストコアを採用することが好ましい。
【００１２】
（３）  本発明の電流センサのように、複数のコア部を１つの一体コア部材で構成する場合には、隣接する導電部材間に位置する内壁の厚さをなるべく小さくすれば、一体コア部材のコンパクト化に寄与する。
しかし、その反面、内壁の厚さを余り小さくすると、隣接する導電部材での通電によって発生する逆方向の磁束が互いに干渉し、ギャップにおける磁束が乱れて電流の測定精度が低下する虞がある。
【００１３】
そこで、隣接する前記導電部材間に位置する前記コア部材の内壁の厚さを、４ｍｍ以上に設定することが好ましい。
コア部材の内壁の厚さを上記寸法以上に設定すれば、例えば、電動自動車の場合に要求される電流値の範囲（２００〜１０００Ａ）でかつ、ダストコアよりなる一体コア部材の飽和磁束密度の範囲（０．４〜１．３Ｔ）であれば、内壁での磁束の干渉によって生じる測定精度の低下を、問題にならない程度まで抑えることができる。
【００１４】
（４）  上述の通り、ダストコアは、鋼鈑に比べて飽和磁束密度が低いので、比較的大きな電流を測定する場合には、精度が落ちるという問題がある。
そこで、ダストコアよりなるコア部材を採用する場合には、磁路の磁束密度がＢ−Ｈ曲線の直線領域内に制限されるように、全磁路長に対するギャップ長の割合を設定したものを採用することが好ましい。
【００１５】
かかるコア部材を採用すれば、磁気センサが、Ｂ−Ｈ曲線の直線性に優れた領域で使用されるので、安価なダストコアを用いても、測定精度をそれほど損なわずに電流を検出できるという利点がある。
【００１６】
（５）  本発明の電流センサは、複数相の交流の測定に適したものであり、例えば三相交流の測定に好適に使用できる。
この場合、前記コア部材は、三相交流用の３つの前記導電部材をそれぞれ取り囲む前記コア部を有しており、３つの前記コア部を互いに一体化することによって構成されたものとなる。
【００１７】
（６）  本発明の電流センサは、例えば、次のバスバー装置、インバータ装置又はコネクタに組む込むことができる。
すなわち、本発明のセンサ付きバスバー装置は、インバータを内部に有するケーシングと交流駆動の電気機器（例えば、モータ）を内部に有するケーシングとの間に介在される取付プレートと、前記取付プレートに貫通状に設けられたバスバーよりなる複数の前記導体材料と、前記取付プレートに組み込まれた上述の（１）〜（５）のいずれかに記載の電流センサと、を備えていることを特徴とする。
【００１８】
（７）  また、本発明のセンサ付きインバータ装置は、本発明の電流センサは、インバータを内部に有するケーシングに設けられたコンセント部と、前記コンセント部に収納された複数の前記導体材料と、前記コンセント部に組み込まれた上述の（１）〜（５）のいずれかに記載の電流センサと、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
（８）  更に、本発明のセンサ付きコネクタは、インバータを内部に有するケーシングに設けられたコンセント部に接続可能なコネクタ部と、前記コネクタ部に収納された複数の前記導体材料と、前記コネクタ部に組み込まれた上述の（１）〜（５）のいずれかに記載の電流センサと、を備えていることを特徴とする。
【００２０】
上記センサ付きの各種装置によれば、上述の（１）〜（５）のいずれかに記載の電流センサを採用しているので、電流センサの一体コア部材のコンパクト化に伴って、一体コア部材の組み込み対象である取付プレート、コンセント部又はコネクタ部などの部材を小型化することにより、装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上の通り、本発明によれば、導電部材同士の距離が従来よりも小さい寸法の断面構造のコア部材（一体コア部材）を採用できるので、導電部材の仕様を変更しなくても、電流センサのサイズをコンパクト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】センサ付きバスバー装置の装着状態を示す電動自動車の概略図である。
【図２】同バスバー装置の斜視図である。
【図３】同バスバー装置の分解斜視図である。
【図４】同バスバー装置の平面断面図である。
【図５】同バスバー装置を幅方向中央部で切断した場合の側面断面図である。
【図６】（ａ）は従来タイプの電流センサの断面構造の一例を示す模式図であり、（ｂ）は新型タイプの電流センサの断面構造を示す模式図である。
【図７】（ａ）はコア部材に含まれる１つのコア部の断面図であり、（ｂ）は磁路長の説明図であり、（ｃ）は磁気抵抗の説明図である。
【図８】磁気回路におけるＢ−Ｈ曲線の一例を示すグラフである。
【図９】センサ付きインバータ装置の一例を示す概略図である。
【図１０】センサ付きコネクタの一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔バスバー装置の装着状態〕
図１は、本発明の電流センサ１２を好適に採用できる、センサ付きバスバー装置１の装着状態を示す電動自動車２の概略図である。
【００２４】
図１に示すように、例えば電気自動車よりなる電動自動車２のフロント部には、インバータ（図示せず。）を内部に有するインバータケーシング３と、交流駆動の電気機器であるモータ（図示せず。）を内部に有するモータケーシング４が配置されている。
本実施形態のバスバー装置１は、上記ケーシング３，４の間に介在した状態で取り付けられている。バスバー装置１が有する３本のバスバー１１（図２参照）の上端部はインバータ側のコンセント部に接続され、下端部はモータ側のコンセント部に接続される。
【００２５】
〔バスバー装置の構成〕
図２は、本実施形態に係るセンサ付きバスバー装置１の斜視図であり、図３は、同バスバー装置１の分解斜視図である。また、図４は、同バスバー装置１の平面断面図であり、図５は、同バスバー装置１を幅方向中央部で切断した場合の側面断面図である。
図２及び図３に示すように、バスバー装置１は、ケーシング３，４間に介在される樹脂製の取付プレート１０と、取付プレート１０を貫通する３本のバスバー１１と、取付プレート１０に組み込まれた電流センサ１２とを備えている。
【００２６】
取付プレート１０ の四隅には取付孔が形成されている。この取付孔にはカラー１３が嵌め込まれ、カラー１３には図示しないボルトを挿通可能である。そして、カラー１３に挿通したボルトのねじ部を、モータケーシング４に螺合することにより、取付プレート１０が当該ケーシング４に取り付けられる。
取付プレート１０の取付面側（図３の下面側）には、すべてのバスバー１１を取り囲む大きさのシールリング１４が嵌め込まれている（図５参照）。
【００２７】
このシールリング１４は、取付プレート１０のボルト締めに際して、取り付け対象であるモータケーシング４に圧接し、モータからの潤滑油がバスバー装置１のセンサ部分に浸入するのを阻止する。
なお、シールリング１４を取付プレート１０の上面にも設けることにして、インバータケーシング３に対する乾式のシール機能を取付プレート１０に持たせてもよい。
【００２８】
図３及び図４に示すように、取付プレート１０の中央部にはセンサ収納部１５が一体に形成されている。このセンサ収納部１５は、コア収納部１６と基板収納部１７とから構成されている。
コア収納部１６は、上方側に開口する有底の収納空間を構成しており、この収納空間は、後述するコア部材２４にほぼ適合する断面形状を有する。従って、コア収納部１６の上方開口部にコア部材２４を上から挿入すると、当該コア部材２４をコア収納部１６に収納させることができる。
【００２９】
コア収納部１６の内部には、バスバー１１を取付プレート１０に貫通状に取り付けるための、３つの取付筒１８が一体に形成されている。
この取付筒１８は、筒軸方向が取付プレート１０の法線方向（図２の上下方向）と一致し、バスバー１１の矩形断面とほぼ一致する形状の内空断面を有する。また、３つの取付筒１８は、その幅方向（図４の左右方向）が一直線状に並んだ状態となるように、コア収納部１６の内部に配置されている。
【００３０】
バスバー１１は、取付筒１８より長尺の長手方向寸法を有する、短冊状でかつ金属製の導電部材よりなる。バスバー１１の長手方向中央部は、取付筒１８に挿通された状態で当該取付筒１８の内面に固定されている。
このため、３本のバスバー１１は、互いに平行でかつ取付プレート１０を貫通した状態で取り付けられ、この際、３本のバスバー１１の長手方向は取付プレート１０の法線方向と一致し、かつ、それらの幅方向は一直線上に並んだ状態となる。
【００３１】
基板収納部１７は、幅方向寸法がコア収納部１６よりも若干短い収納部である。基板収納部１７の幅方向両端部には、後述するセンサ基板２６の両端縁部をスライド自在に受け入れ可能なガイドスリット１９（図４参照）が形成されている。
また、基板収納部１７における取付筒１８の対応部分には、基板収納部１７からバスバー１１側に向かって凹んだ形状に形成された、後述する磁気センサ２５の位置決め凹部２０が形成されている。
【００３２】
電流センサ１２は、３つのコア部２３を互いに一体化してなる１つのコア部材（一体コア部材）２４と、ホール素子よりなる３つの磁気センサ２５を有するセンサ基板２６とを有する。
本実施形態のコア部材２４の構成材料は、ダストコア（圧粉磁心）である。このダストコアは、所定配合の金属磁性体粉末の表面を絶縁し、金型にてプレス成形することによって構成される。
【００３３】
３つのコア部２３の内空断面は、コア収納部１６に形成された取付筒１８をちょうど取り囲む形状に形成され、その内空断面の中心は取付筒１８の断面中心（バスバー１１の断面中心でもある。）とほぼ一致している。
従って、コア部材２４をコア収納部１６に収納した状態では、各取付筒１８に固定された３つのバスバー１１が、対応するコア部２３にそれぞれ取り囲まれることになる。
【００３４】
また、３つのコア部２３は、取付プレート１０の法線方向に延びたスリット形状のギャップ２７を有している。このギャップ２７の幅方向位置は基板収納部１７の位置決め凹部２０に対応しており、ギャップ幅は位置決め凹部２０よりも大きい。
このため、コア部材２４をコア収納部１６に収納した状態では、各位置決め凹部２０に収納された３つの磁気センサ２５が、対応するギャップ２７の内部に配置される（図４参照）。
【００３５】
３つの磁気センサ２５は、バスバー１１側に突出した状態でセンサ基板２６に取り付けられており、その突出側と反対の面には、制御ケーブルのカプラを接続可能な制御用コンセント２８が設けられている。
そして、センサ基板２６の両端縁部をガイドスリット１９に嵌め込んで、センサ基板２６を基板収納部１７に上から挿入すると、３つの磁気センサ２５が、それぞれ対応する位置決め凹部２０の内部に嵌合するようになっている。
【００３６】
図３に示すように、本実施形態のバスバー装置１は、センサ収納部１５の上方開口部を閉塞するための樹脂製の固定カバー２９を更に備えている。
この固定カバー２９は、取付プレート１０のセンサ収納部１５とほぼ対応する平面形状に形成されている。また、固定カバー２９は、各取付筒１８に対応する３つのカバー筒部３０と、センサ基板２６の上端縁を押さえるフランジ部３１と、センサ収納部１５の被掛止部３２に引っ掛かる掛止フック３３とを一体に有する。
【００３７】
そして、電流センサ１２の構成部材（コア部材２４とセンサ基板２６）をセンサ収納部１５に収納してから、カバー筒部３０にバスバー１１を挿通させながら固定カバー２９をセンサ収納部１５に接合すると、掛止フック３３が被掛止部３２に引っ掛かる。
これにより、図５に示すように、固定カバー２９の本体部分によってコア収納部１６の上方開口部が閉塞されるとともに、センサ基板２６がフランジ部３１に上から押さえられて抜け止めされる。
【００３８】
電流センサ１２の各磁気センサ２５は、バスバー１１を流れる電流の変化に応じてギャップ２７に生じる磁界変化を検出し、その検出信号を出力する。
センサ基板２６には、磁気センサ３２の検出信号を増幅する増幅器を含む電気回路が構成されており、増幅された検出信号は、制御用コンセント２８に接続された制御ケーブルを介してインバータのＰＣＵに送信される。
【００３９】
〔電流センサ及びバスバー装置の効果〕
図６（ａ）は、従来タイプの電流センサ１１２の断面構造の一例を示す模式図であり、図６（ｂ）は、本実施形態に係る新型タイプの電流センサ１２の断面構造を示す模式図である。なお、図６中の符号１２５，１２６はそれぞれ磁気センサとセンサ基板を示す。
図６（ａ）に示すように、従来タイプの電流センサ１１２は、３つのバスバー１１１のそれぞれを断面ほぼＣ字状の別個のコア部材１２４で取り囲む構造となっている。
【００４０】
従って、コア部材１２４を近接させて、隣接するバスバー１１１間の距離をなるべく小さくしようとしても、その距離をコア部材２４の壁厚Ｔａの２倍未満に近づけることは不可能であり、電流センサ１１２の幅方向寸法のコンパクト化に限界がある。
特に、平板状の３本のバスバー１１１を幅方向に並べた図６（ｂ）の電路では、その厚さ方向に比べて幅方向寸法が大きくなるので、電流センサ１１２の組む込み対象である、バスバー装置１の取付プレート１０の幅方向寸法をそれほどコンパクト化できない。
【００４１】
ここで、バスバー１１１のアスペクト比を変更し、通常より幅方向寸法の小さいバスバー１１１を採用して、これに合わせて個々のコア部材１２４の断面形状も変更すれば、電流センサ１１２全体の幅方向寸法をコンパクト化することができる。
しかし、このような手段では、バスバー１１１を特注品の仕様に変えるなどの変更が必要となり、製作コストの面で好ましくない。
【００４２】
これに対して、図６（ｂ）に示すように、本実施形態の電流センサ１２では、バスバー１１をそれぞれ取り囲むコア部２３が、これらを互いに一体化してなる１つの一体コア部材２４により構成されている。
このため、例えば、一体コア部材２４における、隣接するバスバー１１間に位置する内壁の厚さＴｉを外壁の厚さＴｏ程度に設定すれば、別個のコア部材１２４を用いる図６（ａ）の従来タイプに比べて、バスバー１１同士の距離を確実に小さくすることができる。
【００４３】
このように、本実施形態の電流センサ１２によれば、バスバー１１の仕様を変更しなくても、電流センサ１２の幅方向寸法を従来タイプの幅方向寸法よりもコンパクト化することができる。
従って、電流センサ１２の幅方向寸法に合わせて、電流センサ１２の組む込み対象である、取付プレート１０のコア収納部１６の幅方向寸法を設定すれば、バスバー装置１の幅方向寸法をコンパクト化することができる。
【００４４】
また、本実施形態の電流センサ１２によれば、一体コア部材２４がダストコアよりなるので、３つのコア部２３を有する当該コア部材２４を１回のプレス成形にて製作することができ、３つのコア部材１２４を個別にプレス成形する必要がある従来タイプに比べて、製作手間が省けるという利点もある。
換言すると、３つのコア部２３を有する一体コア部材２４をダストコアでプレス成形する場合、金型の構造が複雑になるため金型製作費は高くなるが、金型が完成しさえすればプレス成形による加工費は安くなるので、トータルとして低コスト化が可能となる。
【００４５】
〔内壁の厚さについて〕
上記の通り、複数のコア部２３を有する一体コア部材２４を採用する場合、隣接するバスバー１１間に位置する内壁の厚さＴｉをなるべく小さくすれば、一体コア部材２４のコンパクト化に寄与することができる。
しかし、内壁の厚さＴｉを小さくし過ぎると、電流の測定精度が低下する虞がある。その理由は、内壁の厚さＴｉが小さ過ぎると、隣接する両バスバー１１での通電によって発生する逆方向の磁束が内壁の内部で干渉し、ギャップ２７の磁束が乱れるからである。
【００４６】
この問題に対応すべく、本出願人は、次の条件１及び２の下で、内壁の厚さＴｉが測定精度に及ぼす影響を数値実験によって確かめた。
条件１：電流値の範囲が、電動自動車２の場合に要求される２００〜１０００Ａであること。
条件２：ダストコアよりなる一体コア部材２４の飽和磁束密度の範囲が、０．４〜１．３Ｔであり、その一体コア部２４の比透磁率が、７００〜８００であること。
【００４７】
上記数値実験の結果、ダストコアよりなる一体コア部材２４では、内壁の厚さＴｉを４ｍｍ以上に設定すれば、中央のバスバー１１の電流振幅が、両端のバスバー１１の電流振幅に対して約９７％に収まることが判明した。この程度の振幅の低下はほぼ誤差の範囲であり、実用上の問題はないと解される。
このように、一体コア部材２４をダストコアで構成する場合には、内壁の厚さＴｉを４ｍｍ以上に設定すれば、測定精度に殆ど影響しない電流センサ１２が得られる。
【００４８】
〔ギャップ長の割合について〕
上述の通り、本実施形態の電流センサ１２では、一体コア部材２４の構成材料として、鋼板ではなくダストコア（圧粉磁心）を採用している。
一方、鋼鈑は、飽和磁束密度が高い（２Ｔ程度）ので、比較的大きな電流を測定するのに適しているが、ダストコアは、鋼鈑に比べて飽和磁束密度が低い（０．６〜０．８Ｔ）ので、大電流を測定する場合には精度が落ちることがある。
【００４９】
この点、コア部２３の磁路の磁束密度を、Ｂ−Ｈ曲線の直線領域内に制限されるように全磁路長（Ｌｙ＋Ｌｇ）に対するギャップ長Ｌｇの割合を設定すれば、上記の問題点を解決することができる。以下、図７及び図８を参照して、その理由を説明する。
図７（ａ）は、複数のコア部２３のうちの１つの断面図であり、図７（ｂ）は、磁路長の説明図であり、図７（ｃ）は、磁気抵抗の説明図である。また、図８は、磁気回路におけるＢ−Ｈ曲線の一例を示すグラフである。
【００５０】
図７（ｂ）に示すように、導体であるバスバー１１に流れる電流によって磁路が形成されるが、その場合の全磁路長は、コア部２３内の磁路長Ｌｙと、ギャップ長（＝ギャップ２７の磁路長）Ｌｇとの和である。
すなわち、コア部２３の磁束は、磁路（Ｌｙ＋Ｌｇ）上にギャップ長Ｌｇを含みつつ、バスバー１１を図示のように取り囲んでいる。なお、コア部２３の磁路長Ｌｙは、その壁厚内の（内周−外周）の中間を通る長さとして定義する。
【００５１】
ここで、コア部２３の比透磁率をμｙとし、断面積をＳとする。また、ギャップ２７の比透磁率を１とする。なお、ギャップ２７となる空間領域の、磁路に直交する面積も同様にＳである。そして、真空の透磁率をμ０とすると、コア部２３のみの磁気抵抗Ｒｙは、次の式（１）で表される。
Ｒｙ＝Ｌｙ／（μｙ・μ０・Ｓ）  ……（１）
【００５２】
一方、ギャップの磁気抵抗Ｒｇ は、次の式（２）で表される。
Ｒｇ＝Ｌｇ／（μ０・Ｓ） ……（２）
従って、式（１）及び（２）により、磁気回路の総磁気抵抗Ｒは、次の式（３）のように算出することができる。
Ｒ＝Ｒｙ＋Ｒｇ
＝Ｌｙ／（μｙ・μ０・Ｓ）＋Ｌｇ／（μ０・Ｓ）
＝（Ｌｙ／μｙ＋Ｌｇ）／（μ０・Ｓ）  ……（３）
【００５３】
また、バスバー１１を流れる電流によって生じる起磁力をＦとすると、磁気回路内の磁束Φは、次の式（４）で表される。
Φ＝Ｆ／Ｒ  ……（４）
そして、磁束密度Ｂは、式（３）及び（４）により、次の式（５）のようになる。
Ｂ ＝ Φ ／Ｓ＝ μ０・Ｆ／（Ｌｙ／μｙ＋Ｌｇ）  ……（５）
となる。
【００５４】
上記の式（５）より明らかな通り、磁束密度Ｂは、ギャップの磁路長Ｌｇに概ね反比例する。従って、ギャップの磁路長Ｌｇを、鋼板の場合よりも相対的に大きく取ることにすれば、Ｂ−Ｈ曲線における非飽和領域（直線性の良い領域）を使用することができる。
具体的には、鋼板製のコア部では、通常、Ｌｇ／（Ｌｙ＋Ｌｇ）が約５％と、比較的小さい値であるのに対して、ダストコア製のコア部２３の場合は、Ｌｇ／（Ｌｙ＋Ｌｇ）が１０％以上でかつ３０％以下の、比較的大きい値に設定すればよい。
【００５５】
図８に示すように、ダストコアの磁気回路におけるＢ−Ｈ曲線では、電流増大に伴って磁界Ｈが強くなるほど磁束密度Ｂも増大する。このとき、領域Ａ１では、Ｂ−Ｈ曲線はほぼ直線で、ＢＨは比例関係にある。
しかし、磁束密度Ｂは、値Ｂ１を超えると勾配が鈍化し、値Ｂ２において飽和する。従って、領域Ａ２では直線性が損なわれる。ギャップ２７が小さい（例えば５％）場合、磁束密度Ｂが領域Ａ２にまで達するので、直線性が良くない領域Ａ２でも、磁気センサ２５が電流検出を行うことになり、結果的に検出の精度が悪くなる。
【００５６】
一方、ギャップ２７が大きい（１０％以上）場合、測定対象が同じ電流範囲であっても磁束密度Ｂは領域Ａ２に到達せず、領域Ａ１に止まる。従って、磁気センサ２５は、直線性の良い領域Ａ１でのみ電流検出を行うことになり、検出の精度が良くなる。
このように、ダストコアの場合には、Ｌｇ／（Ｌｙ＋Ｌｇ）を１０％以上に設定すれば、直線性の良い領域で磁気センサ２５を使用することができる。
【００５７】
逆に、１０％に満たない場合は、磁束密度ＢがＢ１を超えて領域Ａ２に入る可能性がある。５％では確実に領域Ａ２に入り、最大電流に対しては磁気飽和に至る。なお、ギャップの割合が全磁路長の３０％を超える場合には、磁気センサ２５の出力が低下し過ぎて好ましくない。
以上から明らかな通り、コア部材２４をダストコアで構成する場合には、各コア部２３の磁路の磁束密度が、Ｂ−Ｈ曲線の直線領域内に制限されるように全磁路長（Ｌｙ／Ｌｇ）に対するギャップ長Ｌｇの割合を設定すればよい。
【００５８】
〔第１の変形例〕
上述の実施形態では、一体コア部２４を有する電流センサ１２をバスバー装置１に組み込んでいるが、図９に示すように、同じ電流センサ１２をインバータ装置に組み込むことにしてもよい。
【００５９】
図９に示すように、インバータケーシング３の上面には、コンセント部４０が設けられており、このコンセント部４０には、モータ側に通じる電力ケーブル４１のコネクタ部４２を接続することができる。
コンセント部４０の内部には、バスバー又は被覆電線などよりなる３つの導電部材４３が収納されている。
【００６０】
一体コア部材２４を採用した電流センサ１２は、上記コンセント部４０の内部に導電部材４３とともに収納され、３つの導電部材４３は、コア部材２４の各コア部２３にそれぞれ挿通されている。
なお、図９では図示していないが、電流センサ１２は、上述の実施形態と同様に、各コア部２３の磁路上のギャップ２７に収納された磁気センサ２５を備えている。
【００６１】
図９に示す第１の変形例によれば、一体コア部材２４を採用した電流センサ１２をコンセント部４０に組み込んでいるので、上述の実施形態と同様の作用効果が得られる。
すなわち、一体コア部材２４を採用することによって電流センサ１２をコンパクト化できるので、それに応じてコンセント部４０のサイズダウンを図ることができ、インバータ装置を小型化することができる。
【００６２】
〔第２の変形例〕
上述の実施形態では、一体コア部２４を有する電流センサ１２をバスバー装置１に組み込んでいるが、図１０に示すように、同じ電流センサ１２をインバータ装置のコンセント部４０に接続可能な、ケーブル付きコネクタ４５のコネクタ部４２に組み込むことにしてもよい。
図１０に示すように、コネクタ部４２の内部には、バスバー又は被覆電線などよりなる３つの導電部材４４が収納されている。
【００６３】
一体コア部材２４を有する電流センサ１２は、上記コネクタ部４２の内部に導電部材４４とともに収納されており、３つの導電部材４４は、コア部材２４の各コア部２３にそれぞれ挿通されている。
なお、図１０では図示していないが、電流センサ１２は、上述の実施形態と同様に、各コア部２３の磁路上のギャップ２７に収納された磁気センサ２５を備えている。
【００６４】
図１０に示す第２の変形例によれば、一体コア部材２４を採用した電流センサ１２をコネクタ部４２に組み込んでいるので、上述の実施形態と同様の作用効果が得られる。
すなわち、一体コア部材２４を採用することによって電流センサ１２をコンパクト化できるので、それに応じてコネクタ部４２のサイズダウンを図ることができ、ケーブル付きコネクタ４５を小型化することができる。
【００６５】
〔その他の変形例〕
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、上述の実施形態（第１及び第２の変形例を含む。以下同様。）において、コア部材２４や磁気センサ２５を、取付プレート２０などの組み込み対象にモールド成形によって埋設することにしてもよい。
【００６６】
また、コア部材２４を構成する各コア部２３の断面形状は、コ字状に限らず、円形や楕円形などでもよく、バスバー１１などの導電部材の断面形状に合わせて変更することにしてもよい。
コア部材２４の構成材料としては、ダストコアだけでなく、積層鋼板を採用することもできる。積層鋼板を採用する場合、ロール成型では複数のコア部２３を有するコア部材２４を構成できないので、導電部材の収納空間を切削加工する必要がある。
【００６７】
上述の実施形態では、三相交流の場合を例示したが、二相交流の場合にも、本発明の電流センサ１２を採用することができる。この場合、一体コア部材２４は、相数に合わせて２つのコア部２３を有するものを採用すればよい。
また、上述の実施形態では、インバータ装置にて駆動する電気機器として、電動自動車２のモータを例示したが、交流で駆動されるものであれば、その他の電気機器を採用することにしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１    センサ付きバスバー装置
２    電動自動車
３    インバータケーシング
４    モータケーシング
１０    取付プレート
１１    バスバー（導電部材）
１２    電流センサ
２３    コア部
２４    コア部材（一体コア部材）
２５    磁気センサ
２６    センサ基板
２７    ギャップ
４０    コンセント部
４１    電力ケーブル
４２    コネクタ部
４３    導電部材
４４    導電部材
４５    ケーブル付きコネクタ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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