(57)【要約】【課題】バスバに流れる電流を精度よく検出することが可能な電流検出構造を提供する。【解決手段】複数のバスバ２と、該複数のバスバ２を流れる電流により発生する磁界の強度を測定する磁気検出素子３と、を備えた電流検出構造であって、複数のバスバ２は、各バスバ２の表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が互いに直交するように配置され、磁気検出素子３は、各バスバ２の表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が交差する位置に配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバスバと、該複数のバスバを流れる電流により発生する磁界の強度を測定する磁気検出素子と、を備えた電流検出構造であって、
前記複数のバスバは、前記各バスバの表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が互いに直交するように配置され、
前記磁気検出素子は、前記各バスバの表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が交差する位置に配置される
ことを特徴とする電流検出構造。
【請求項２】
前記バスバを３つ備え、
前記磁気検出素子は、前記各バスバの表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が交差する位置に配置される
請求項１記載の電流検出構造。
【請求項３】
前記磁気検出素子として、互いに垂直な３つの検出軸を有する３軸の磁気検出素子を用いる
請求項２記載の電流検出構造。
【請求項４】
前記３つのバスバが、２つの直線状のバスバと、平面視でクランク状に形成された１つのクランク状のバスバと、からなり、
前記２つの直線状のバスバは、長手方向が互いに平行となり、かつ、表面と平行な面が互いに直交するように配置され、
前記クランク状のバスバは、その両端の平行部分の端部同士を接続する接続部の長手方向が前記２つの直線状のバスバの長手方向と直交し、かつ前記接続部の表面と前記２つの直線状のバスバの一方の表面とが平行となるように配置される
請求項２または３記載の電流検出構造。
【請求項５】
前記３つのバスバが、直線状の第１バスバと、平面視でクランク状に形成された第２バスバと、側面視でクランク状に形成された第３バスバと、からなり、
前記第２バスバと前記第３バスバは、その両端の平行部分の端部同士を接続する接続部の長手方向が互いに平行となり、かつ、前記接続部の表面と平行な面が互いに直交するように配置され、
前記第１バスバは、その長手方向が前記第２バスバおよび前記第３バスバの前記接続部の長手方向と直交し、かつその表面と前記第３バスバの前記接続部の表面とが平行となるように配置される
請求項２または３記載の電流検出構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、バスバに流れる電流を検出する際に、検出対象となる電流により発生する磁界の強度を磁気検出素子で検出することが行われている。磁気検出素子により磁界の強度を検出することで、その磁界の強度を基に、バスバに流れる電流を演算により求めることが可能になる。
【０００３】
磁気検出素子としては、ＭＲ（Magneto Resistance）センサや、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）センサが知られている。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献１，２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５１５３４８１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１７０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来の電流検出構造では、例えば３相モータの各相に流れる電流を検出する場合には、磁気検出素子が検出対象以外のバスバを流れる電流により発生した磁界の影響を受けてしまい、検出対象のバスバに流れる電流を精度よく検出することが困難になる、という問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、バスバに流れる電流を精度よく検出することが可能な電流検出構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、複数のバスバと、該複数のバスバを流れる電流により発生する磁界の強度を測定する磁気検出素子と、を備えた電流検出構造であって、前記複数のバスバは、前記各バスバの表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が互いに直交するように配置され、前記磁気検出素子は、前記各バスバの表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が交差する位置に配置される電流検出構造である。
【０００９】
前記バスバを３つ備え、前記磁気検出素子は、前記各バスバの表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が交差する位置に配置されてもよい。
【００１０】
前記磁気検出素子として、互いに垂直な３つの検出軸を有する３軸の磁気検出素子を用いてもよい。
【００１１】
前記３つのバスバが、２つの直線状のバスバと、平面視でクランク状に形成された１つのクランク状のバスバと、からなり、前記２つの直線状のバスバは、長手方向が互いに平行となり、かつ、表面と平行な面が互いに直交するように配置され、前記クランク状のバスバは、その両端の平行部分の端部同士を接続する接続部の長手方向が前記２つの直線状のバスバの長手方向と直交し、かつ前記接続部の表面と前記２つの直線状のバスバの一方の表面とが平行となるように配置されてもよい。
【００１２】
前記３つのバスバが、直線状の第１バスバと、平面視でクランク状に形成された第２バスバと、側面視でクランク状に形成された第３バスバと、からなり、前記第２バスバと前記第３バスバは、その両端の平行部分の端部同士を接続する接続部の長手方向が互いに平行となり、かつ、前記接続部の表面と平行な面が互いに直交するように配置され、前記第１バスバは、その長手方向が前記第２バスバおよび前記第３バスバの前記接続部の長手方向と直交し、かつその表面と前記第３バスバの前記接続部の表面とが平行となるように配置されてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、バスバに流れる電流を精度よく検出することが可能な電流検出構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電流検出構造を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はその１Ｂ−１Ｂ線断面図、（ｃ）はその側面図である。
【図２】本発明の一変形例に係る電流検出構造の斜視図である。
【図３】本発明の一変形例に係る電流検出構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る電流検出構造を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はその１Ｂ−１Ｂ線断面図、（ｃ）はその側面図である。
【００１７】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、電流検出構造１は、複数のバスバ２と、該複数のバスバ２を流れる電流により発生する磁界の強度を測定する磁気検出素子３と、を備えている。
【００１８】
バスバ２は、板状の導体であり、電流を流す電流路となるものである。ここでは、３相交流電流を流す３つのバスバ２を備え、磁気検出素子３を用いて各バスバ２の電流を検出する場合を説明する。バスバ２は、例えば、自動車のインバータとモータ間の電流路である。
【００１９】
バスバ２は、断面視で矩形状に形成されている。なお、バスバ２の断面形状は、これに限定されるものではないが、本実施形態においては、少なくとも、幅方向の中心に対して線対称に形成される必要がある。
【００２０】
さて、本実施形態に係る電流検出構造１では、３つのバスバ２は、各バスバ２の表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が互いに直交するように配置される。
【００２１】
本実施形態では、３つのバスバ２が、２つの直線状のバスバ２と、平面視でクランク状に形成された１つのクランク状のバスバ２と、からなる。ここでは、２つの直線状のバスバ２を第１バスバ２ａおよび第２バスバ２ｂ、クランク状のバスバ２を第３バスバ２ｃと呼称する。
【００２２】
直線状の第１バスバ２ａと第２バスバ２ｂは、長手方向が互いに平行となり、かつ、表面と平行な面が互いに直交するように配置される。より具体的には、第１バスバ２ａは、その長手方向がＸ軸方向に沿うように配置され、その幅方向がＺ軸方向に沿うようにＸＺ平面上に配置される。第２バスバ２ｂは、その長手方向がＸ軸方向に沿うように配置され、その幅方向がＹ軸方向に沿うようにＸＹ平面上に配置される。第１バスバ２ａと第２バスバ２ｂは、表面と垂直方向から見たとき（Ｙ軸方向およびＺ軸方向から見たとき）に両者が重なり合わない位置に配置されている。
【００２３】
第３バスバ２ｃは、その表面側または裏面側から見たときにクランク状となるように形成されており、その両端の平行部分（平行部４と呼称する）の端部同士を接続部５で接続して構成されている。接続部５は、その長手方向と平行部４の長手方向とが直交するように形成され、かつ、平行部４の端部から幅方向に延出されるように両平行部４と一体に形成されている。接続部５と平行部４の断面形状は同じ形状となっている。
【００２４】
第３バスバ２ｃは、その接続部５の長手方向が第１バスバ２ａおよび第２バスバ２ｂの長手方向と直交し、かつ接続部５の表面と２つの直線状のバスバ２ａ，２ｂの一方（ここでは第１バスバ２ａ）の表面とが平行となるように配置される。つまり、第３バスバ２ｃは、その平行部４の長手方向がＸ軸方向に沿い、その接続部５の長手方向がＺ軸方向に沿うように、ＸＺ平面上に配置されている。本実施形態では、側面視（Ｚ軸方向から見たとき）において、第１バスバ１ａとの間に第２バスバ２ｂを挟み込むように第３バスバ２ｃを配置している。
【００２５】
なお、第３バスバ２ｃをクランク状としているのは、電流の入出力の方向を第１バスバ２ａおよび第２バスバ２ｂと一致させるためである。電流の入出力の方向を一致させる必要が場合がない場合には、図２に示すように、平行部４に相当する部分を省略して第３バスバ２ｃを直線状に形成することも勿論可能である。
【００２６】
磁気検出素子３は、各バスバ２の表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が交差する位置に配置される。本実施形態では、磁気検出素子３として、互いに垂直な３つの検出軸を有する３軸の磁気検出素子を用いた。磁気検出素子３は、各検出軸がＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向となるように配置される。磁気検出素子３としては、例えば、３次元ホールＩＣを用いることができる。
【００２７】
図１（ｂ），（ｃ）に示すように、バスバ２の表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面上では、当該バスバ２を流れる電流により発生する磁界は、当該バスバ２の幅方向に沿った方向の成分のみとなる。
【００２８】
本実施形態においては、第１バスバ２ａを流れる電流により発生した磁界（図示Ｂａ）はＺ軸方向の成分のみとなり、第２バスバ２ｂを流れる電流により発生した磁界（図示Ｂｂ）はＹ軸方向の成分のみとなり、第３バスバ２ｃ（接続部５）を流れる電流により発生した磁界（図示Ｂｃ）はＸ軸方向の成分のみとなり、各バスバ２ａ〜２ｃで発生した磁界（図示Ｂａ〜Ｂｃ）が互いに直交する。
【００２９】
よって、各バスバ２ａ〜２ｃの表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が交差する位置に磁気検出素子３を配置し、Ｚ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸方向の磁界の強度をそれぞれ測定することで、当該測定した磁界の強度を基に各バスバ２ａ〜２ｃそれぞれに流れる電流を正確に求めることが可能になる。
【００３０】
本実施形態では、三相交流の各相の電流を各バスバ２ａ〜２ｃに流しており、各バスバ２ａ〜２ｃを流れる電流の大きさが略同じとなる。そこで、磁気検出素子３を配置する位置（各バスバ２ａ〜２ｃの表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が交差する位置）を、各バスバ２ａ〜２ｃから等距離となるように、各バスバ２ａ〜２ｃの配置を調整し、各バスバ２ａ〜２ｃで発生し磁気検出素子３にて検出される磁界の強度が同程度となるように構成している。
【００３１】
また、クランク状の第３バスバ２ｃにおける折り曲げ部分（平行部４と接続部５の境界部分）で発生した磁界が誤差の原因となることも考えられるため、折り曲げ部分から磁気検出素子３までの距離はできるだけ大きくすることが望ましい。接続部５の両端の折り曲げ部分からなるべく離すために、接続部５の長手方向の中央部近傍に磁気検出素子３を配置することが最も望ましい。
【００３２】
図示していないが、電流検出構造１では、磁気検出素子３とその周囲のバスバ２を覆うように、樹脂からなる支持部材が設けられる。この際、クランク状の第３バスバ２ｃを挿入した状態でインサート成形により支持部材を形成し、その後、支持部材に形成された穴に、第１バスバ２ａ、第２バスバ２ｂを挿入すると共に、支持部材に磁気検出素子３を搭載した基板を実装するように構成すればよい。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態に係る電流検出構造１では、複数（ここでは３つ）のバスバ２を、各バスバ２の表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が互いに直交するように配置し、磁気検出素子３を、各バスバ２の表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が交差する位置に配置している。
【００３４】
このように構成することで、磁気検出素子３を配置する位置においては、各バスバ２を流れる電流により発生する磁界が互いに直交するようになる。よって、その直交する磁界のそれぞれを検出することで、他のバスバ２で発生した磁界の干渉を受けることなく、各バスバ２に流れる電流を精度よく検出することが可能になる。
【００３５】
また、電流検出構造１では、必然的に複数（ここでは３つ）のバスバ２に囲まれた空間に磁気検出素子３を配置することになるので、磁気検出素子３を配置する部分（検出部分）の構造を小型化することが可能である。
【００３６】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００３７】
例えば、図３に示す電流検出構造３１のように、図１の電流検出構造１における第２バスバ２ｂを、側面視で（幅方向からみたときに）クランク状に形成してもよい。
【００３８】
図３の電流検出構造３１では、第２バスバ２ｂと第３バスバ２ｃは、その両端の平行部４分の端部同士を接続する接続部５の長手方向が互いに平行となり、かつ、接続部５の表面と平行な面が互いに直交するように配置され、第１バスバ２ａは、その長手方向が第２バスバ２ｂおよび第３バスバ２ｃの接続部５の長手方向と直交し、かつその表面と第３バスバ２ｃの接続部の表面とが平行となるように配置されている。
【００３９】
このように構成することで、電流の入力側と出力側の各バスバ２の位置関係（図示Ｘ軸方向に沿って外側から磁気検出素子３側を見たときの位置関係）を同じ関係とすることが可能になる。その結果、コネクタ等の接続部材を共通化することが可能になり、低コスト化に寄与する。
【００４０】
また、上記実施形態では、磁気検出素子３として互いに垂直な３つの検出軸を有する３軸のものを用いたが、これに限らず、例えば１軸の磁気検出素子３を３つ組み合わせて用いてもよいし、２軸の磁気検出素子３と１軸の磁気検出素子３を組み合わせてもよい。つまり、２つ以上の磁気検出素子３を組み合わせて（例えばスタックするなどして）用いても構わない。
【００４１】
また、上記実施形態では、３つのバスバ２を用いる場合を説明したが、これに限らず、バスバ２は２つでもよい。この場合、図１における第１バスバ２ａと第２バスバ２ｂと同様の位置関係とし、両バスバ２ａ，２ｂの表面と垂直でかつ幅方向の中心を通る面が互いに交差する線上に、磁気検出素子３を配置するとよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  電流検出構造
２  バスバ
３  磁気検出素子
４  平行部
５  接続部
【図１】
2015175727.tif 000003
【図２】
2015175727.tif 000004
【図３】
2015175727.tif 000005