(57)【要約】【課題】電流センサの構成の簡易化を図ること。【解決手段】コア１２のギャップ１２ｇに磁気センサ１４が配設された状態で、当該コア１２及び磁気センサ１４が、絶縁樹脂よりなる絶縁封止体２０内に封止状に覆われている。絶縁封止体２０は、環状のコア１２内に測定対象となる導体３０を配設可能な検出用穴部２０ｈを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路構成部品と、
磁気センサと、
前記磁気回路構成部品と前記磁気センサとを封止するように覆う絶縁封止体と、
を備えた電流センサ。
【請求項２】
請求項１記載の電流センサであって、
前記磁気回路構成部品は略環状に形成されており、
前記絶縁封止体は、前記磁気回路構成部品内に被測定電流が流れる導体を配設可能な検出用穴部を有する形状に形成されている、電流センサ。
【請求項３】
請求項１記載の電流センサであって、
前記絶縁封止体は、被測定電流が流れる導体と一体化されている、電流センサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電流センサであって、
前記磁気センサの周辺回路部品を、前記磁気回路構成部品及び前記磁気センサと共に、前記絶縁封止体にて覆っている、電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被計測電流を検出するための電流センサ及びその関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電流センサとして、被計測電流が流れる経路周りにコアを配設すると共に、該コアのギャップ部分にホール素子を配設したものがある。このような電流センサでは、該被計測電流による磁気エネルギーをホール素子にて検出することで、前記被計測電流を検出する。
【０００３】
この種の電流センサにおいて、コアとホール素子とを一体化する構成としては、所定のケース体内に、コア及びホール素子を位置決め配置し、この状態で、前記ケース体内にポッティング樹脂を充填状に流し込み固化するものがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した一体化構成例では、予め別途ケース体を形成しておき、この内部にコアとホール素子とを位置決め配置し、さらにこの後ポッティング樹脂を流し込んで固化しているため、コア及びホール素子が複数種類の異なる材料で覆われることとなり、構成の複雑化を招いていた。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、電流センサの構成の簡易化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の第１の態様は、磁気回路構成部品と、磁気センサと、前記磁気回路構成部品と前記磁気センサとを封止するように覆う絶縁封止体と、を備えた電流センサである。
【０００７】
この場合、前記磁気回路構成部品は略環状に形成されており、前記絶縁封止体は、前記磁気回路構成部品内に被測定電流が流れる導体を配設可能な検出用穴部を有する形状に形成されていてもよい。
【０００８】
また、前記絶縁封止体は、被測定電流が流れる導体と一体化されていてもよい。
【０００９】
さらに、前記磁気センサの周辺回路部品を、前記磁気回路構成部品及び前記磁気センサと共に、前記絶縁封止体にて覆っていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の第１の態様によると、磁気回路構成部品と磁気センサとが絶縁封止体にて覆われているため、構成が簡易となる。
【００１１】
また、磁気回路構成部品は略環状に形成されており、絶縁封止体は、前記磁気回路構成部品内に、被測定電流が流れる導体を配設可能な検出用穴部を有する形状に形成されたものにあっては、被測定電流が流れる導体を検出用穴部内に挿入配置することで、当該導体に流れる電流を検出でき、汎用性等に優れ便利である。
【００１２】
さらに、絶縁封止体と導体とが一体化されていると、当該導体と磁気回路構成部品や磁気センサ等との位置関係を正確に保つことができ、検出精度を向上させることができる。
【００１３】
また、磁気センサの周辺回路部品が、磁気回路構成部品及び磁気センサと共に、絶縁封止体にて覆っているため、後から周辺回路部品を追加する手間を省くことができ、便利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態に係る電流センサについて説明する。
【００１５】
図１は電流センサを示す正面図であり、図２は電流センサの内部構造を示す図である。
【００１６】
この電流センサ１０は、磁気回路構成部品としてコア１２と、磁気センサ１４と、端子１６と、絶縁封止体２０とを備えている。
【００１７】
コア１２は、略環状（ここでは細長い略環状）に形成された磁性体であり、その周方向の一部（ここでは、長手方向一端側）にギャップ１２ｇが形成されている。そして、このコア１２内に、測定対象となる電流が流れるバスバ等の導体３０を配設し（図２参照）、この状態で導体３０に電流を流すと、その導体３０周りに磁界が発生し、発生した磁束がコア１２に収束されるようになっている。
【００１８】
磁気センサ１４としては、ホール素子やＭＲセンサ等が用いられる。この磁気センサ１４は、上記ギャップ１２ｇ内に配設され、当該ギャップ１２ｇ部分における磁界の強さを検出して、所定の検出信号を出力する。
【００１９】
また、端子１６は、外部からの接続端子を接続可能に構成されている。本電流センサ１０では、３つの端子１６が用いられている。各端子１６は、それぞれワイヤ配線等の配線部材１７を介して、上記磁気センサ１４の各入出力端子に電気的に接続されている。
【００２０】
絶縁封止体２０は、絶縁樹脂等の絶縁性材料により形成されるものであり、上記コア１２と磁気センサ１４とを覆う本体部２０ａと、各端子１６を保持する端子保持部２０ｂとが一体形成されてなる。
【００２１】
本体部２０ａは、コア１２のギャップ１２ｇ内に磁気センサ１４を配設した状態で、それらコア１２及び磁気センサ１４を封止するように覆っている。この本体部２０ａは、コア１２の外形状に対応する略環状形状（ここでは細長い環状形状）を呈しており、略中央部に、測定対象となるバスバー等の導体３０を配設可能な検出用穴部２０ｈが形成されている。ここでは、検出用穴部２０ｈは、細長い開口形状に形成されている。
【００２２】
端子保持部２０ｂは、長尺形状（ここでは略直方体形状）に形成されている。この端子保持部２０ｂの長手方向に沿って、上記各端子１６が適宜間隔をあけて保持されている。各端子１６は、外部からの端子を接続可能な態様で、端子保持部２０ｂに保持されている。上記磁気センサ１４への通電や磁気センサ１４からの信号出力は、これら各端子１６を介して行われる。
【００２３】
このような電流センサ１０は、例えば、磁気センサ１４にワイヤ配線等の配線部材１７を介して各端子１６を接続すると共に、磁気センサ１４をコア１２のギャップ１２ｇ内に配設したものを、所定の金型内に配設し、この金型内に溶融した絶縁樹脂を流し込んでインサート成型することで、製造される。
【００２４】
ここで用いられる絶縁樹脂は、樹脂充填等に用いられるポッティング樹脂等とは異なり、金型成形品に用いられる樹脂であり、一般的に、耐劣化性、耐熱性、耐摩耗性等に優れる。
【００２５】
このように構成された電流センサ１０の動作について説明する。
【００２６】
すなわち、上記絶縁封止体２０の検出用穴部２０ｈ内に、測定対象となる電流が流れる導体３０（例えば、細長い金属板状のバスバ）を挿通配置する。この状態で、導体３０に電流が流れると、導体３０周りにその電流の大きさに応じた磁界が発生する。これによる磁束は、コア１２に収束される。そして、ギャップ１２ｇ部分における磁界が磁気センサ１４で検出され、その磁界の強さ、即ち、導体３０を流れる電流の大きさに応じた信号が磁気センサ１４から端子１６を介して出力されることになる。
【００２７】
このように構成された電流センサ１０によると、コア１２と磁気センサ１４とが絶縁封止体２０にて覆われているため、従来のように、ケース体及びそれに流し込まれたポッティング樹脂等のように複数種類の異なる材料で覆う構成に比べて、構成の簡易化を図ることができる。
【００２８】
また、絶縁封止体２０に検出用穴部２０ｈが形成されているため、被測定電流が流れる導体３０を当該検出用穴部２０ｈ内に挿入配置することで、当該導体３０に流れる電流を検出でき、汎用性等に優れ便利である。
【００２９】
図３は、ハイブリッド自動車における電力系の電気的構成を示すブロック図である。同図に示すように、ハイブリッド自動車でモータジェネレータ４２で発電された電力が、インバータ４３で交流から直流に変換され、所定の高電圧でリレーボックス４４を介して高圧バッテリ４５に供給される。また、これとは別に、インバータ４３からの電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータユニット４６で降圧され、補機バッテリ４７や、パワーディストリビュータ／リレーボックスユニット４８を介して各種電子機器に供給される。
【００３０】
本電流センサ１０は、図３に示されるハイブリッド自動車において、例えば、符号”Ａ”で示される部分、即ち、リレーボックス４４における高圧バッテリ４５への電力供給路や、補機バッテリ４７への電力供給路、パワーディストリビュータ／リレーボックスユニット４８における各種電子機器への電力供給路等に組込まれる。そして、これらの電力供給路における電流を計測することで、例えば、高圧バッテリ４５や補機バッテリ４７に関する充放電の収支監視や、充電制御、負荷制御等が行われる。
【００３１】
勿論、本電流センサ１０の適用例は、上記の例に限られるものではなく、一般的な内燃機関を持つ自動車のリレーボックス内の電力供給路に組込まれていてもよく、また、ホイール内蔵型モータ（ＩＷＭ）制御や、燃料電池車や電気自動車等の駆動モータ制御を行うための電流センサとしても用いることができる。
【００３２】
図４は、電流センサの第１変形例を示す斜視図である。
【００３３】
この電流センサ１０Ｂでは、上記絶縁封止体２０の検出用穴部２０ｈ内に、測定対象となる電流が流れる導体３０Ｂが挿通されて一体化されている。導体３０Ｂは、例えば、細長い金属板状のバスバ配線体である。このような導体３０Ｂは、例えば、絶縁封止体２０を金型成型する際に、コア１２や磁気センサ１４と共にインサート成型される。その他の構成は、上記電流センサ１０と同様である。
【００３４】
この第１変形例の電流センサ１０Ｂによると、絶縁封止体２０と導体３０Ｂとが一体化されているため、当該導体３０Ｂとコア１２、磁気センサ１４との位置関係を正確に保つことができ、検出精度を向上させることができる。また、後から導体３０Ｂを検出用穴部２０ｈ内に挿入する必要がないという点で、便利である。
【００３５】
図５は、電流センサの第２変形例を示す図である。
【００３６】
この電流センサ１０Ｃでは、磁気センサ１４の周辺回路部品である実装回路基板２１Ｃが、上記コア１２及び磁気センサ１４と共に、絶縁封止体２０Ｃにて覆われた構成となっている。
【００３７】
より具体的には、この電流センサ１０Ｃでは、上記端子保持部２０ｂに対応する部分が、若干大きな広がりを持つ保持部２０Ｃｂに形成されている。
【００３８】
この保持部２０Ｃｂ内に、磁気センサ１４の周辺回路を組込んだ実装回路基板２１Ｃが組込まれている。磁気センサ１４の周辺回路の例としては、例えば周辺の１２Ｖ電圧を磁気センサ１４に適した５Ｖに降圧するといった電源回路や、磁気センサ１４からの電圧出力を電流出力に変換するといった変換回路、その他コンデンサを含むフィルタ回路等が挙げられる。また、各端子１６は、本実装回路基板２１Ｃから適宜ワイヤ配線等を経て磁気センサ１４に接続されている。
【００３９】
この実装回路基板２１Ｃは、例えば、上記コア１２や磁気センサ１４と共に、所定の金型内に配設された状態で、当該金型内に溶融した絶縁樹脂が流し込まれることで、絶縁封止体２０Ｃの保持部２０Ｃｂ内に封止状に覆われる。
【００４０】
このように構成された電流センサ１０Ｃによると、実装回路基板２１Ｃが、コア１２及び磁気センサ１４と共に、絶縁封止体２０Ｃで覆われているため、別途周辺回路を追加する手間を省くことができ、便利である。
【００４１】
特に、実装回路基板２１Ｃに変圧電源回路を組込むことで、周囲に別途電源回路を設けることなく本電流センサ１０Ｃを設置することができ、便利である。また、実装回路基板２１Ｃに電圧出力を電流出力に変換するといった変換回路を組込むことで、ノイズに強い電流信号を出力できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施形態に係る電流センサを示す正面図である。
【図２】同上の電流センサの内部構造を示す図である。
【図３】ハイブリッド自動車における電力系の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】第１変形例に係る電流センサを示す斜視図である。
【図５】第２変形例に係る電流センサの内部構造を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０，１０Ｂ，１０Ｃ  電流センサ
１２  コア
１４  磁気センサ
２０  絶縁封止体
２０ｈ  検出用穴部
２１Ｃ  実装回路基板
３０，３０Ｂ  導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005233769.tif 000006
【図５】
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