(57)【要約】【課題】  ホール素子に対する取付位置精度にばらつきがあっても、検出感度があまり影響されないようなコイル式電流センサを提案する。【解決手段】  被検出電流が流れる２つのコイルを検出空間を介して互いに対向して配置し、前記検出空間に前記２つのコイルにより前記被検出電流に応じた磁束密度を有する磁界を発生させるとともに、前記検出空間にホール素子を配置した。この構成により、ホール素子に対する取付位置精度を緩和することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出電流が流れる２つのコイルを検出空間を介して互いに対向して配置し、前記検出空間に前記２つのコイルにより前記被検出電流に応じた磁束密度を有する磁界を発生させるとともに、前記検出空間にホール素子を配置したことを特徴とするコイル式電流センサ。
【請求項２】
請求項１記載のコイル式電流センサであって、前記２つのコイルが、コアを持たない空芯コイルとして構成されることを特徴とするコイル式電流センサ。
【請求項３】
請求項１記載のコイル式電流センサであって、前記２つのコイルが、互いに直列に接続されていることを特徴とするコイル式電流センサ。
【請求項４】
請求項３記載のコイル式電流センサであって、前記２つのコイルが、互いに同じ軸線の周りに、互いに同じ線径の線材を用いて、互いにほぼ同じ巻径で巻回されていることを特徴とするコイル式電流センサ。
【請求項５】
請求項４記載のコイル式電流センサであって、前記２つのコイルが、互いに同じ方向に、同じターン数を持って巻回されていることを特徴とするコイル式電流センサ。
【請求項６】
請求項５記載のコイル式電流センサであって、前記２つのコイルの対向方向における前記検出空間の長さが、前記２つの各コイル長とほぼ同じまたは各コイル長さ以下の寸法とされたことを特徴とするコイル式電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検出電流をコイルに流し、被検出電流に応じた磁束密度の磁束を生成し、この磁束の磁束密度をホール素子で検出することにより、被検出電流を検出するコイル式電流センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開平５−１２６８６１号公報には、この種のコイル式電流センサが開示されている。このコイル式電流センサは、コイルを巻回したコアを有し、このコアの磁気回路内にホール素子を配置したものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１２６８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この従来のコイル式電流センサでは、コアとホール素子との間隙の大きさが変化すれば、磁束密度に対する検出感度が大きく変化するので、必要な検出感度を確保するためには、ホール素子の取付位置精度を高くする必要がある。またコアを使用するため、センサ全体の重量が大きくなる。
【０００５】
この発明の第１の目的は、ホール素子の取付位置精度のばらつきに対して、検出感度が余り影響されないように改良されたコイル式電流センサを提案することである。
【０００６】
この発明の第２の目的は、ホール素子の取付位置精度のばらつきに対して、検出感度が余り影響されないように改良され、しかもコアを使用せず、全体の重量を小さくできるコイル式電流センサを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の目的に対応した、この発明によるコイル式電流センサは、被検出電流が流れる２つのコイルを検出空間を介して互いに対向して配置し、前記検出空間に前記２つのコイルにより前記被検出電流に応じた磁束密度を有する磁界を発生させるとともに、前記検出空間にホール素子を配置したことを特徴とする。
【０００８】
第２の目的に対応した、この発明によるコイル式電流センサは、前記第１の目的に対応したコイル式電流センサにおいて、前記２つのコイルが、コアを持たない空芯コイルとして構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の目的に対応した、この発明によるコイル式電流センサでは、被検出電流が流れる２つのコイルを検出空間を介して互いに対向して配置し、検出空間に２つのコイルにより被検出電流に応じた磁束密度を有する磁界を発生するので、検出空間では、その長さ方向のほぼ全域で、ほぼ一様な磁束密度を持った磁束を容易に生成することができ、ホール素子の位置精度のばらつきにあまり影響されない電流検出が可能となる。
【００１０】
第２の目的に対応した、この発明によるコイル式電流センサでは、２つのコイルが、コアを持たない空芯コイルとして構成されるので、センサ全体の重量を小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明によるコイル式電流センサの実施の形態１を示す平面図、図２はその正面図である。
【００１３】
実施の形態１にコイル式電流センサは、一対のコイル１１、１２と、それらの間の検出空間２０に配置されたホール素子３０を有する。
【００１４】
一対のコイル１１、１２は、被検出導体１、２の間に接続されている。これらの一対のコイル１１、１２は、互いに同じ直径の断面円形の線材を、共通な軸線Ｌ−Ｌの周りに、互いに同じ方向に、互いに同じ巻径で、互いに同じターン数を持つように巻回される。コイル１１、１２は、例えばターン数がともに３であり、ともに各ターンの線分が互いに接する状態で巻回され、軸線Ｌ−Ｌの方向に互いにほぼ等しいコイル長Ｃを持っている。線材としては、例えば１．６ｍｍまたは１．７ｍｍの直径のエナメル線が使用され、コイル長Ｃは、４．８ｍｍまたは５．１ｍｍである。これらのコイル１１、１２は、接続導体１３により互いに接続され、被検出導体１、２の間に互いに直列に接続される。接続導体１３もコイル１１、１２と同じ線材により構成される。
【００１５】
コイル１１、１２はコアを持たない空芯コイルとして構成されており、この構成により、センサ全体の重量の低減が図られる。前記特許文献１のように、コアがコイルから突出する形式のセンサに比べると、さらにセンサ全体の寸法の縮小化も図ることができる。
【００１６】
検出空間２０は、コイル１１、１２の間に形成される。この検出空間２０は、コイル１１、１２の対向する方向に、長さＳを有する。この検出空間２０の長さＳは、コイル１１、１２のコイル長Ｃとほぼ同じ長さとされ、またはコイル長Ｃ以下の寸法とされる。例えばコイル長Ｃが４．８ｍｍであれば、検出空間２０の長さＳもほぼ４．８ｍｍとされ、または４．８ｍｍ以下とされ、コイル長Ｃが５．１ｍｍであれば、検出空間２０の長さＳもほぼ５．１ｍｍとされ、または５．１ｍｍ以下とされる。この検出空間２０には、接続導体１３とホール素子３０が配置される。
【００１７】
ホール素子３０は、例えばホールＩＣである。このホール素子３０は、検出空間２０の中央に配置される。具体的には、軸線Ｌ−Ｌ上に、コイル１１、１２のちょうど中間の位置に配置される。このホール素子３０は、検出空間２０における磁界の磁束密度に比例する電気信号Ｅを発生する。この電気信号Ｅの大きさは、被検出導体１からコイル１１、接続導体１３、コイル１２を経て、被検出導体２に流れる被検出電流Ｉに比例する。この電気信号Ｅは、各種の制御機器を、被検出電流Ｉの大きさに応じて制御するのに、使用される。ホール素子３０には、接続リード３１が付設される。
【００１８】
コイル１１、１２は、被検出電流Ｉの基づき、コイル１１、１２と鎖交する磁束Ｆを検出空間２０に発生する。この磁束Ｆの方向は、被検出電流Ｉの方向に依存し、その磁束密度は被検出電流Ｉの大きさに比例する。
【００１９】
検出空間２０のおける磁束Ｆの磁束密度は、検出空間２０がコイル１１、１２の間に形成されているので、軸線Ｌ−Ｌに沿ってほぼ一様な大きさにできる。この磁束密度の一様性には、コイル１１、１２が互いに直列に接続され、同じ被検出電流を流すこと、コイル１１、１２が共通の軸線Ｌ−Ｌの周りに、互いに同じ線径の線材を用いて、互いに同方向に同じ巻径で巻回されていること、コイル１１、１２が互いに同じターン数を持っていること、検出空間２０の長さＳ、すなわち、コイル１１、１２間の距離を、ホール素子３０を配置できる範囲としながら、離しすぎないことが貢献する。例えば、検出空間２０の長さＳをコイル長Ｃとほぼ同じ、またはコイル長Ｃ以下とすることで、この適正なコイル１１、１２間の距離を得ることができる。この結果、ホール素子３０の取付位置精度にばらつきがあっても、このばらつきによる検出感度のばらつきは充分に小さくなるので、ホール素子３０に対する厳密な取付位置精度が要求されずに、必要な検出精度を確保できる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
この発明によるコイル式電流センサは、電流を検出する各種の分野で使用できる。例えば、エンジンと電気モータを駆動源とするハイブリッドカーにおけるモータゼネレータを励磁するのに用いられるインバータの出力電流を検出し、その出力電流を制御する用途に応用される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明によるコイル式電流センサの実施の形態１を示す平面図。
【図２】実施の形態１の正面図。
【符号の説明】
【００２２】
１、２：被検出導体、１１、１２：コイル、２０：検出空間、３０：ホール素子。
【図１】
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【図２】
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