(57)【要約】      （修正有）【課題】電流密度の変化により電流センサに発生するノイズを低減することができる電子機器を提供する。【解決手段】所定方向に延在する検出対象部位４０と検出対象部位４０とは異なる方向に折り曲げられて延在する非検出対象部位１０とを有する導体３０と、導体３０の検出対象部位４０を挟んで配置され検出対象部位４０の電流を測定する２つの電流センサ５１、５２と、を備え、２つの電流センサ５１、５２は、検出対象部位４０に流れる電流を検知できるように感受方向が設定され、導体３０の非検出対象部位１０は電流が流れる方向に沿って２つに分岐しており、分岐された２つの分岐経路１４、１５は断面積が略等しく、２つの分岐経路１４、１５の断面積の和は分岐前の電流経路１３の断面積に略等しく、２つの電流センサ５１、５２のうちの１つの電流センサは、２つの分岐経路１４、１５間の中央に形成された間隙１２の略中央に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に延在する検出対象部位と、該検出対象部位とは異なる方向に折り曲げられて延在する非検出対象部位とを有する導体と、
前記導体の前記検出対象部位を挟んで配置され、該検出対象部位の電流を測定する、２つの電流センサと、を備える電子機器であって
前記２つの電流センサは、検出対象部位に流れる電流を検知できるように、感受方向が設定され、
前記導体の非検出対象部位は、電流が流れる方向に沿って２つに分岐しており、
分岐された２つの分岐経路は断面積が略等しく、
前記２つの分岐経路の断面積の和は、分岐前の電流経路の断面積に略等しく、
２つの分岐経路間に間隙が形成されており、
前記２つの電流センサのうちの１つの電流センサは、２つの前記分岐経路間の間隙の略中央に配置される、
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両用ＥＣＵ等の電子機器において、基板上に電流センサを配し、バスバーなどの導体に流れる電流を検出して、磁束を検出する機構が知られている。図６は、当該機構を有する電子機器の一例であり、基板３上に配された電流センサ５３により、導体３２の検出対象部位４０に流れる電流ＩＡ''を検出する構成を示したものである。
【０００３】
図６に示す構成の場合、電流センサ５３が、導体３２の非検出対象部位６０の影響（電流ＩＢ''，ＩＣ）を受けて検出結果にノイズが発生するため、非検出対象部位６０と電流センサ５３との距離を長くしたり、両者の間に専用のシールド板を設けたりすることがあった。このため、電子機器のサイズが大きくなったり、コストがかかるといった問題がある。
【０００４】
これに対して、例えば図７に示すように、導体３１の非検出対象部位を二股形状にし、電流センサ５５を、分流経路（７４，７５）の間隙７２に、配置する構成が考えられる。図７（ａ）は、図７（ｂ）の構成を上（矢印Ａ方向）から見た上面図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）とは異なる形状の例を示したものである。
【０００５】
図７に示すように、導体３１の分岐経路７４，７５夫々において、発生した磁束の向きが、電流センサ５５の位置において、反対になるように、電流センサ５５を配置することで、電流センサ５５が非検出対象部位７０から受ける磁束の影響をキャンセルすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０３９７３４号公報
【特許文献２】特開２０１２―０７８２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図７（ａ）、（ｃ）に示すように、分岐経路（７４，７５）（８４，８５）の断面積の和と、分岐前後の電流経路（７３，７７）の断面積が異なると（ｄ２＋ｄ２'≠ｄ１，ｄ３）（ｄ５＋ｄ５'≠ｄ４）、電流の分流又は合流時に電流密度が変化することになる。この結果、電流センサには、電流密度の変化に伴うノイズが発生するという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、非検出対象部位において２つの分岐経路を有する導体と、該分岐経路の間隙に配置して、該導体の検出対象部位を流れる電流を検出する電流センサとを有する電子機器において、電流密度の変化に伴って、電流センサに発生するノイズを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様では、は以下のような手段を有する。所定の方向に延在する検出対象部位と、該検出対象部位とは異なる方向に折り曲げられて延在する非検出対象部位とを有する導体と、前記導体の前記検出対象部位を挟んで配置され、該検出対象部位の電流を測定する、２つの電流センサと、を備える電子機器であって、前記２つの電流センサは、検出対象部位に流れる電流を検知できるように、感受方向が設定され、前記導体の非検出対象部位は、電流が流れる方向に沿って２つに分岐しており、分岐された２つの分岐経路は断面積が略等しく、２つの分岐経路の断面積の和は、分岐前の電流経路の断面積に略等しく、２つの分岐経路間に間隙が形成されており、２つの前記電流センサのうちの１つの電流センサは、２つの前記分岐経路間の間隙の略中央に配置される。
【００１０】
分岐された２つの分岐経路は断面積が略等しく、２つの分岐経路の断面積の和が、分岐前の電流経路の断面積に略等しいことで、電流の分流又は合流時に電流密度がほとんど変化しない。そのため、電流密度の変化により電流センサに発生するノイズを低減することができる。
【００１１】
また、電流センサが２つの分岐経路間の間隙の略中央に配置されることで、非検出対象部位である分岐経路から電流センサに入る、ノイズを含む非検出方向の電流を打ち消し合う。
【発明の効果】
【００１２】
一態様によれば、電子機器において、非検出対象部位において２つの分岐経路を有する導体と、該分岐経路の間隙に配置して、該導体の検出対象部位を流れる電流を検出する電流センサとを有する電子機器において、電流密度の変化により電流センサに発生するノイズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の電子機器において電流を検出する導体、基板、及び電流センサの上面図及び側面模式図。
【図２】図１の導体の一実施例の製造フローの上面図。
【図３】比較例の製造フローの上面図。
【図４】本発明の図１の矢印Ｂ方向の側面の磁束の模式図及び比較例の磁束の模式図。
【図５】本発明の導体及び電流センサの別の実施例の製造フローの上面図。
【図６】従来例１の電子機器において電流を検出する導体、基板、及び電流センサの側面模式図。
【図７】従来例２の電子機器において電流を検出する導体、基板、及び電流センサの上面図と、側面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の電子機器において電流を検出する導体、基板、及び電流センサを示す。（ａ）は上面図を示し、（ｂ）は側面模式図を示す。
【００１６】
導体（バスバー）３０は、所定の方向に延在する検出対象部位４０と、該検出対象部位４０から折れ曲がり、該検出対象部位４０とは異なる方向へ延在する非検出対象部位１０とを有する、板状の導体である。
【００１７】
２つの電流センサ５１，５２は、検出対象部位４０に流れる電流ＩＡを測定する。２つの電流センサ５１，５２は、検出対象部位４０を挟んで配置される。
【００１８】
所定の位置に配置された電流センサ５１，５２は、検出対象部位４０に流れる電流を検知できるように、感受方向が設定される。詳しくは、図１（ｂ）で示すように、Ｙ軸方向及びＸ軸方向において、非検出対象部位１０に設けられる基板１と、検出対象部位４０に設けられる基板２とを同一直線状に配置する。基板１と基板２は、検出対象部位４０が貫通する同一基板であってもよい。
【００１９】
この構成では、電流センサ５１は、縦方向に流れる電流ＩＡを感受できるように、配置されており、横方向に流れる電流ＩＢの感受性は低い。詳細な構成を下記説明する。
【００２０】
図１〜図４において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸である。本実施形態では、非検出対象部位１０の延伸方向をＸ軸方向、非検出対象部位１０及び検出対象部位４０の厚み方向をＹ軸方向、検出対象部位４０の延伸方向（上下方向）をＺ軸方向としている。なお、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の関係は、他の図面においても図１と同様である。
【００２１】
図１（ｂ）に、図１（ａ）の導体３０の非検出対象部位１０及び電流センサ５１の矢印Ａ方向からみた上面図を示す。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、導体３０の非検出対象部位１０は、電流が流れる方向に沿って、所定の空間を有する間隙である開口部１２が設けられている。よって、非検出対象部位１０において、電流が流れる経路（分流路、電流路、電流経路ともいう）は、開口部１２によって、第１の分岐経路１４及び第２の分岐経路１５の２本に分流され、再び合流して１本となっている。また、開口部１２によって分岐される前であって電流の通過方向の上流側の直線状の電流経路を上流側経路１３、分岐の後であって電流の通過方向の下流側を下流側経路１６とする。
【００２３】
ここで、左右に位置する２つの分岐経路１４，１５の断面積は略等しい（Ｄ２≒Ｄ２'）。さらに、２つの分岐経路１４，１５の断面積の和は、分岐前（及び分岐後の）の経路１３，１６の断面積に略等しい（幅Ｄ１≒（Ｄ２＋Ｄ２'）≒Ｄ３）。
【００２４】
ここで、２つの電流センサ５１，５２のうちの１つの電流センサ５１は、分岐経路１４，１５間のＸ軸方向及びＹ軸方向の開口部１２の略中央に配置される。なお、電流を検出することに用いられる電流センサ（センサ素子）は、例えば、被測定電流から生じる磁界を検知する、磁気センサ（磁気抵抗効果素子やホール素子等）でありうる。
【００２５】
このように配置された導体３０及び２つの電流センサ５１，５２の配置が、本発明に係る電流を検出する電子機器１００となる。
【００２６】
図２に、図１の導体３０における非検出対象部位１０及び電流センサ５１の一実施例の製造フローを示す。図２の製造方法では、まず、バスバーの非検出対象部位１０を構成する母材１１に、電流ＩＢが通過する方向に沿って線状の切れ目Ｓを入れる（Ｓ１）。ここで、切れ目Ｓを略中央に入れることで、第１の分岐経路１４と第２の分岐経路１５とを形成するために、母材１１を２つに分割する。このとき、切れ目Ｓを略中央に入れることで、母材１１の上側と下側（図２）の断面積は略等しくなる。
【００２７】
切れ目ＳをＹ軸方向へ押し広げることにより、母材１１の切れ目Ｓの両側を離間させる（Ｓ２）。切れ目ＳをさらにＹ軸方向へ押し広げることにより、母材１１の上側と下側との距離を離し、２つの分岐経路１４，１５とする（Ｓ３）。
【００２８】
このように、本発明の実施形態においては、二股部（分岐経路１４，１５）を形成する際、開口部をプレス等で打ち抜かずに、切り目Ｓを押し広げることで開口部１２を形成している。
【００２９】
そのため、２つの分岐経路１４，１５の断面積の和は、分岐前（及び分岐後）の経路１３，１６の断面積に略等しい（幅Ｄ１≒（Ｄ２＋Ｄ２'）≒Ｄ３）。
【００３０】
そして、基板１に設けられた電流センサ５１を配置する（Ｓ４）。このように、Ｓ３で開口部１２を押し広げた後に電流センサ５１を設置することで、二股部の導体（分岐経路１４，１５）と電流センサ５１とを遠ざける。
【００３１】
＜比較例＞
ここで、比較例の構成を製造するためのフローを図３に示す。図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、導体の母材７１の中央部をプレスで穴７２を打ち抜き、穴の部分は捨てていた。このように、導体に部分的な分岐経路を形成し、分岐経路間に電流測定用のセンサを配置する。なお、左右の分岐経路７４，７５の断面積は同一に形成される。
【００３２】
しかしながら、図３（ｂ）に示すように、分岐経路（７４，７５）の断面積の和と、分岐前後の電流経路（７３，７７）の断面積が異なると（ｄ２＋ｄ２'≠ｄ１，ｄ３）、電流の分流又は合流時に電流密度が変化することになる。この結果、電流センサには、電流密度の変化に伴うノイズが発生するという問題がある。
【００３３】
これに対して、本発明の実施形態の構成では、２つの分岐経路１４，１５の断面積の和は、分岐前及び分岐後の経路１３，１６の断面積に略等しい（幅Ｄ１≒（Ｄ２＋Ｄ２'）≒Ｄ３）ので、電流の分流又は合流時に電流密度がほとんど変化しない。そのため、電流密度の変化により電流センサに発生するノイズを低減することができる。
【００３４】
＜磁界＞
図４（ａ）に本発明の図１及び図２の矢印Ｂ方向からみた側面の磁束の模式図を示し、図４（ｂ）に図３（ｂ）に示す比較例の側面の磁束の模式図を示す。
【００３５】
図４（ａ）及び図４（ｂ）において、検出対象外の電極（導体）である非検出対象部位１０を二股形状にして、電流センサ５１の左右の位置に分岐経路１４，１５を配置し、電流センサ５１周辺の二股電極（分岐経路１４，１５）のそれぞれの磁束の向きを対向させることで、キャンセルさせている。また、本発明及び比較例において、電流センサ５１（５５）が２つの分岐経路１４，１５（７４，７５）間の間隙１２（７２）の略中央に配置されることで、非検出対象部位１０である分岐経路１４，１５（７４，７５）から電流センサ５１（５５）に入る、ノイズを含む非検出方向の電流ＩＢを打ち消し合っている。
【００３６】
ここで、図４（ｂ）に示す比較例の側面視では、中央部は左右の磁界Φγ，Φδをキャンセルできるが、電流センサ５５の設置の際に位置が少しでもＹ方向で位置がずれてしまうと、図４（ｂ）に示す分流部分である分岐経路７４，７５で作成する磁束Φγ，Φδのキャンセルが出来ないことがあった。したがって、製造工程における公差の影響が大きくなってしまい、製造時の位置ずれにより、電流の検出の精度が悪化しやすかった。
【００３７】
これに対して、本発明の構成では図４（ａ）に示すように、開口部１２のＹ軸方向の幅が広い，即ち、２つの分岐経路１４と１５との距離が長いため、横方向に流れる電流ＩＢにより導体３０の非検出対象部位１０内で誘起される磁界Φα，Φβの影響が、２つの分岐経路１４，１５間の間隙１２の略中央で、図４（ｂ）よりも小さい。
【００３８】
よって、電流センサ５１が、離れた２つの分岐経路１４，１５間の間隙の略中央に配置されることで、図１に示す横方向に流れる電流ＩＢ（及びノイズ）の感受性を低くし、縦方向に流れる電流ＩＡを高く感受できるように、検出方向が調整される。詳しくは、磁気センサである電流センサ５１は、非検出対象部位１０からの磁界Φα，Φβの感受性が低い。
【００３９】
この構成により、コストやサイズを増大させることなく、必要部分からの磁束は影響させずに、非検出対象部位１０からの磁束のみをキャンセルできる。
【００４０】
したがって、基板１に設けられた電流センサ５１が、導体（バスバー）３０に対して、所定の位置からずれて組み付けられても、電流ＩＢを測定する際の磁束のズレの影響を受けにくい。
【００４１】
よって、本発明の電子機器の構成では、分岐部分におけるノイズを低減することで発熱を予防するとともに、従来同等の公差があっても位置ずれによる精度悪化を鈍感にし、電流を精度よく検出できる。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
図５に、第２の実施形態のバスバー及び電流センサの構成の上面図を示す。側面図の形態は図１と同様である。本実施形態において、図５に示すように、電流が流れる方向（Ｘ方向）に沿って、母材に、線状の切れ込み溝を押し広げることで形成された切り欠け２２が設けられている。
【００４３】
ただし、本実施形態において、非検出対象部位２０において、電流が流れる経路は、切り欠け２２によって、第１の分岐経路２４及び第２の分岐経路２５の２本に分流された後、再び合流せずに２本のままである点が上記第１の実施形態と異なる。
【００４４】
本実施形態においても、二股部の左右２つの分岐経路２４，２５の断面積は等しい。さらに、２つの分岐経路２４，２５の断面積の和は、分岐前の電流経路（直線路）２３の断面積に略等しい２つの分岐経路１４，１５の断面積の和は、分岐前及び分岐後の経路１３，１６の断面積に略等しい（幅Ｄ４≒（Ｄ５＋Ｄ５'））。したがって、本発明の実施形態の構成でも、電流の分流時に電流密度がほとんど変化しないため、電流密度の変化による電流センサに発生するノイズを低減することができる。
【００４５】
ここで、電流センサ５１が、２つの分岐経路２４，２５間の切り欠け２２の略中央に配置されることで、非検出対象部位２０である分岐経路２４，２５から電流センサに入る、ノイズを含む非検出方向の電流を打ち消し合っている。本実施形態においても、電流センサ５１と、２つの分岐経路２４，２５との距離が遠く、磁界Φα，Φβの影響が、２つの分岐経路２４，２５間の切り欠け（間隙）２２の略中央では、小さくなる。そのため、横方向に流れる電流の感受性ＩＢが低いため、基板１に設けられた電流センサ５１が導体３０に対して、所定の位置からずれても、電流を測定する際の磁束のズレの影響を受けにくい。
【００４６】
上記の第２の実施形態においても、電子機器は、導体を流れる電流の検知に際し、母材の追加をすることなく、電流密度を増大させずに発熱が予防できる。また、従来同等の公差であっても位置ずれによる精度悪化を鈍感にし、電流を精度よく検出できる。
【００４７】
以上、電流が検出される電子機器（電子部品）を複数の実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  基板（非検出対象側）
２  基板（検出対象側）
１０，２０  バスバーの非検出対象部位
１１，２１  母材
１２  開口部（間隙）
２２  切り欠け（間隙）
１３，２３  上流側経路（分岐前の経路）
１４，２４  第１の分岐経路
１５，２５  第２の分岐経路
１６，２６  下流側経路
３０  導体（バスバー）
４０  バスバーの検出対象部位
５１，５２  電流センサ
１００  電子機器
Ｓ  切れ目
Фα，Φβ  磁束
ＩＡ，ＩＢ  電流
【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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