JP2021173728A - Current detector - Google Patents

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Abstract

To realize a current sensor for stably detecting a current flowing from a power module and provide a downsized current detector.SOLUTION: The current detector comprises a housing 10 provided with a first accommodation part 11 and a second accommodation part 12, and a current sensor 2 accommodated in the second accommodation part 12. The current sensor 2 includes: at least two conductor 30; and at least two magneto-electric conversion unit 20 provided with at least two magnetic detection elements and outputting a signal that corresponds to a difference in the magnetic flux density between orthogonal components orthogonal to the detection surface of a magnetic flux that is inputted to the detection surface of each of the at least two magnetic detection elements. Each of the at least two conductor 30 is provided with extensions 34a, 34b and a concave part. The detection surface of each of the at least two magneto-electric conversion units 20 is provided while the concave part faces each orthogonal portion, the concave part being arranged in a recess provided at the second accommodation part 12.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、導体を流れる電流を検出する電流検出装置に関する。 The present invention relates to a current detection device that detects a current flowing through a conductor.

従来、導体を流れる電流を測定する際に、導体を流れる電流に応じて当該導体の周囲に生じる磁界の磁束密度を磁気検出素子で検出し、その検出された磁束密度に基づいて導体に印加された電流を演算して求める技術が利用されてきた。このような技術を利用した電流センサをパワーモジュールに近接して配置される構成が、例えば下記に出典を示す特許文献１及び２に記載されている。 Conventionally, when measuring the current flowing through a conductor, the magnetic flux density of the magnetic field generated around the conductor is detected by a magnetic detection element according to the current flowing through the conductor, and the magnetic flux density is applied to the conductor based on the detected magnetic flux density. A technique has been used to calculate and obtain the current. A configuration in which a current sensor using such a technique is arranged close to a power module is described, for example, in Patent Documents 1 and 2 whose sources are shown below.

特許文献１には、パワーコントロールユニットに、パワーモジュールと、電流センサと、を配置する構成が開示されている。電流センサは、パワーモジュールと接続コネクタとの間を配設されるバスバーを流れる電流を検出し、パワーモジュールの外側に配置されている。すなわち、パワーコントロールユニットにおいて、パワーモジュールと電流センサとが別体で構成されている。 Patent Document 1 discloses a configuration in which a power module and a current sensor are arranged in a power control unit. The current sensor detects the current flowing through the bus bar arranged between the power module and the connector, and is arranged outside the power module. That is, in the power control unit, the power module and the current sensor are separately configured.

特許文献２には、パワーモジュールと電流センサとが一体化されてパワーモジュールケースに収納された電力変換装置の構成が開示されている。具体的には、電流センサは、パワーモジュールケースの中に配置された磁気コアと、この磁気コアのギャップに配置されたホール素子とからなる。ホール素子は、パワーモジュールケースの上面に配置された回路基板に搭載されている。 Patent Document 2 discloses a configuration of a power conversion device in which a power module and a current sensor are integrated and housed in a power module case. Specifically, the current sensor includes a magnetic core arranged in the power module case and a Hall element arranged in the gap of the magnetic core. The Hall element is mounted on a circuit board arranged on the upper surface of the power module case.

特開２０１２−１０５３７０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-105370 特開２０１８−１２１４１８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-12418

特許文献１に記載の技術では、パワーモジュールの外側に別体の電流センサが配置されているため、装置を小型化するうえで改良の余地がある。特許文献２に記載の技術では、電流センサがコアを有していることで、電流センサと一体化されたパワーモジュールの小型化が困難になっている。さらに、電流センサを構成するホール素子がパワーモジュールケースの上面に配置された回路基板に搭載されているため、パワーモジュールと回路基板との位置精度を考慮して、コアのギャップにホール素子を配置する必要がある。そのため、必然的にコアのギャップが大きくなる。その結果、電流センサは外乱磁束に対して影響を受けやすく、モータの制御に影響が及ぶことになる。 In the technique described in Patent Document 1, since a separate current sensor is arranged outside the power module, there is room for improvement in miniaturizing the device. In the technique described in Patent Document 2, since the current sensor has a core, it is difficult to miniaturize the power module integrated with the current sensor. Further, since the Hall element constituting the current sensor is mounted on the circuit board arranged on the upper surface of the power module case, the Hall element is arranged in the gap of the core in consideration of the positional accuracy between the power module and the circuit board. There is a need to. Therefore, the core gap is inevitably large. As a result, the current sensor is susceptible to disturbance magnetic flux, which affects the control of the motor.

そこで、パワーモジュールから流れる電流を安定的に検出する電流センサを実現し、また、小型化された電流検出装置が求められている。 Therefore, there is a demand for a current sensor that stably detects the current flowing from the power module, and a miniaturized current detection device.

本発明に係る電流検出装置の特徴構成は、パワーモジュールが収容される第１収容部と、前記第１収容部に隣接した位置に電流センサが収容される第２収容部とが設けられた筐体と、前記第２収容部に収容される前記電流センサと、を備え、前記電流センサは、一端が前記パワーモジュールに電気的に接続される少なくとも２本の導体と、前記導体に対して、互いに同じ方向を向く検出面を有し、当該検出面に入力される磁束の磁束密度を検出する少なくとも２つの磁気検出素子が設けられ、当該少なくとも２つの磁気検出素子の夫々の前記検出面に入力される前記磁束の前記検出面に直交する直交成分の前記磁束密度の差分に応じた信号を出力する少なくとも２つの磁電変換ユニットと、を有し、前記少なくとも２本の導体の夫々は、互いに隣接する２本の導体の隣接方向である第１方向に直交し前記第１収容部に向かう第２方向に沿って延出する延出部と、前記第１方向及び前記第２方向の双方に直交する第３方向に沿って延出する直交部分を有し前記延出部に対して前記第３方向に凹んだ凹状部とが設けられ、前記少なくとも２つの磁電変換ユニットの夫々は、前記検出面が前記凹状部の夫々の前記直交部分に対向した状態で設けられ、前記凹状部は、前記第２収容部に設けられた凹部に配置されている点にある。 The characteristic configuration of the current detection device according to the present invention is a housing provided with a first accommodating portion in which the power module is accommodated and a second accommodating portion in which the current sensor is accommodated at a position adjacent to the first accommodating portion. It comprises a body and the current sensor housed in the second accommodating portion, the current sensor with respect to at least two conductors, one end of which is electrically connected to the power module, and the conductor. At least two magnetic detection elements are provided, which have detection surfaces facing the same direction and detect the magnetic flux density of the magnetic current input to the detection surface, and input to each of the detection surfaces of the at least two magnetic detection elements. It has at least two magnetic conversion units that output signals corresponding to the difference in the magnetic flux densities of orthogonal components orthogonal to the detection surface of the magnetic current, and each of the at least two conductors is adjacent to each other. The extending portion orthogonal to the first direction, which is the adjacent direction of the two conductors, and extending along the second direction toward the first accommodating portion, and orthogonal to both the first direction and the second direction. It has an orthogonal portion extending along the third direction and is provided with a concave portion recessed in the third direction with respect to the extending portion, and each of the at least two magnetic conversion units has the detection surface. Is provided so as to face each of the orthogonal portions of the concave portion, and the concave portion is arranged in the concave portion provided in the second accommodating portion.

このような特徴構成とすれば、電流センサは、集磁コア及びシールドコアを不要とし、パワーモジュールに電気的に接続される導体及び磁電変換ユニットによって構成することができる。これにより、電流センサの小型化が可能となる。これに伴い、電流検出装置は、パワーモジュールが収容される第１収容部と、電流センサが収容される第２収容部とを有することで、容易に小型化することができ、複数の導体の夫々を流れる電流を安定的に検出することができる。 With such a characteristic configuration, the current sensor does not require a magnetic collecting core and a shield core, and can be configured by a conductor and a magnetic-electric conversion unit that are electrically connected to the power module. This makes it possible to reduce the size of the current sensor. Along with this, the current detection device can be easily miniaturized by having a first accommodating portion in which the power module is accommodated and a second accommodating portion in which the current sensor is accommodated. The current flowing through each can be detected stably.

他の特徴構成として、前記筐体は、前記電流センサが収容された側と反対側である底部における少なくとも前記凹部近傍の外底面に、ヒートシンクが配置可能に形成されていると好適である。 As another characteristic configuration, it is preferable that the housing is formed so that a heat sink can be arranged at least on the outer bottom surface in the vicinity of the recess in the bottom portion on the side opposite to the side in which the current sensor is housed.

電流センサにおいては、導体に電流が流れることで導体から発熱する。このとき、導体の凹状部の近傍に位置する磁電変換ユニットが導体の発熱を受けて、磁電変換ユニットが高温になることがある。磁電変換ユニットには温度特性があり、高温になると出力電圧が変動する傾向があるため、磁電変換ユニットが高温にならないよう電流検出装置を構成する必要がある。そこで、本構成では、筐体は、電流センサが収容された側と反対側である底部における少なくとも凹部近傍の外底面に、ヒートシンクが配置可能に形成されている。このような構成であれば、筐体の底部の外底面に密着させてヒートシンクを容易に配置することができる。これにより、導体の発熱を、筐体の凹部に収容された凹状部から筐体に組み付けられたヒートシンクを介して確実に外部に放熱することができる。その結果、磁電変換ユニットの温度上昇を抑制することができる。 In a current sensor, heat is generated from a conductor when a current flows through the conductor. At this time, the magnetic-electric conversion unit located near the concave portion of the conductor may receive heat from the conductor, and the magnetic-electric conversion unit may become hot. Since the magnetic-electric conversion unit has temperature characteristics and the output voltage tends to fluctuate at high temperatures, it is necessary to configure a current detection device so that the magnetic-electric conversion unit does not become hot. Therefore, in this configuration, the housing is formed so that the heat sink can be arranged on the outer bottom surface at least near the recess in the bottom portion on the side opposite to the side in which the current sensor is housed. With such a configuration, the heat sink can be easily arranged in close contact with the outer bottom surface of the bottom portion of the housing. As a result, the heat generated by the conductor can be reliably dissipated to the outside from the concave portion housed in the concave portion of the housing through the heat sink attached to the housing. As a result, the temperature rise of the magnetic-electric conversion unit can be suppressed.

他の特徴構成として、前記電流センサにおいて、前記互いに隣接する２本の導体の前記凹状部の夫々に設けられる２つの前記磁電変換ユニットは、１枚の基板において互いに異なる面に実装され、前記筐体は、前記第２収容部の上方が開放されており、前記基板に接続された端子が、前記筐体の前記上方に向けて延出していると好適である。 As another characteristic configuration, in the current sensor, the two magnetic conversion units provided in the concave portions of the two conductors adjacent to each other are mounted on different surfaces on one substrate, and the casing is provided. It is preferable that the upper part of the second accommodating portion of the body is open, and the terminals connected to the substrate extend toward the upper part of the housing.

このような構成とすれば、複数の凹状部の夫々に対して１枚の基板の一方の面と他方の面とを基準に磁電変換ユニットの位置決めを行うことができる。したがって、基板の使用枚数を最小にしつつ複数の凹状部の夫々の所期の位置に磁電変換ユニットを容易に配置することが可能となる。また、筐体には、収容されるパワーモジュールを他の装置に接続するための接続端子を備えることがあり、こうした接続端子は筐体の上方に向けて延出されることがある。したがって、基板に接続された端子が筐体の上方に向けて延出することで、基板に接続された端子の延出方向と他の装置用の接続端子の延出する方向とを一致させることができる。これにより、電流検出装置は、モータドライバ等の他の装置を接続する際に、基板に接続された端子と筐体に設けられた接続端子とを同じ方向から当該装置に接続することができる。その結果、電流検出装置は、他の装置との接続を容易に行うことができる。 With such a configuration, the magnetic-electric conversion unit can be positioned with respect to each of the plurality of concave portions with reference to one surface and the other surface of one substrate. Therefore, it is possible to easily arrange the magnetic-electric conversion unit at each desired position of the plurality of concave portions while minimizing the number of substrates used. Further, the housing may be provided with connection terminals for connecting the housed power module to other devices, and such connection terminals may be extended toward the upper side of the housing. Therefore, by extending the terminals connected to the board toward the upper part of the housing, the extending direction of the terminals connected to the board and the extending direction of the connection terminals for other devices should be matched. Can be done. Thereby, when connecting another device such as a motor driver, the current detection device can connect the terminal connected to the board and the connection terminal provided in the housing to the device from the same direction. As a result, the current detection device can be easily connected to other devices.

他の特徴構成として、前記電流センサにおいて、前記少なくとも２本の導体の夫々に設けられた前記凹状部のうち少なくとも１本の導体の凹状部は、他の導体の凹状部よりも前記第１収容部の側に近接して設けられ、前記筐体は、前記凹部において前記第１収容部の側に仕切部を有し、前記仕切部の外側面は、前記少なくとも２本の導体の夫々の前記凹状部との距離が一定になるように構成されていると好適である。 As another characteristic configuration, in the current sensor, the concave portion of at least one of the concave portions provided in each of the at least two conductors is the first accommodation rather than the concave portion of the other conductor. The housing is provided close to the side of the portion, the housing has a partition portion on the side of the first accommodating portion in the recess, and the outer surface of the partition portion is the said of each of the at least two conductors. It is preferable that the structure is such that the distance from the concave portion is constant.

電流検出装置では、複数の導体に夫々設けられる凹状部は、筐体の凹部の第１収容部の側にある仕切部の外側面との間の距離が異なる場合がある。この場合、筐体の底部の外底面に密着するようにヒートシンクが配置されたとしても、凹状部から仕切部の外側面までの距離が遠い導体では、凹状部から仕切部の外側面までの距離が近い他の導体に比べてヒートシンクへの伝熱量が小さくなる。そのため、凹状部から仕切部の外側面までの距離が遠い導体の近傍に位置する磁電変換ユニットでは、導体の発熱の影響を受けて温度上昇を十分に抑制することができないことがある。そこで、本構成では、仕切部の外側面は、少なくとも２本の導体の夫々の凹状部との距離が一定になるように構成されている。このような構成とすれば、凹部のうち仕切部の外側面にヒートシンクを当接させて配置することにより、複数の導体の発熱は、凹状部からヒートシンクを介して均等に伝熱することになる。これにより、電流検出装置に配置される全ての磁電変換ユニットの温度上昇を均等に抑制することができる。 In the current detection device, the concave portions provided on the plurality of conductors may have different distances from the outer surface of the partition portion on the side of the first accommodating portion of the concave portion of the housing. In this case, even if the heat sink is arranged so as to be in close contact with the outer bottom surface of the bottom portion of the housing, the distance from the concave portion to the outer surface of the partition portion is long for a conductor in which the distance from the concave portion to the outer surface of the partition portion is long. The amount of heat transferred to the heat sink is smaller than that of other conductors that are close to each other. Therefore, in the magnetic-electric conversion unit located in the vicinity of the conductor where the distance from the concave portion to the outer surface of the partition portion is long, the temperature rise may not be sufficiently suppressed due to the influence of the heat generated by the conductor. Therefore, in this configuration, the outer surface of the partition portion is configured so that the distance from each of the concave portions of at least two conductors is constant. With such a configuration, by arranging the heat sink in contact with the outer surface of the partition portion of the concave portion, the heat generated by the plurality of conductors is evenly transferred from the concave portion via the heat sink. .. As a result, it is possible to evenly suppress the temperature rise of all the magnetic and electrical conversion units arranged in the current detection device.

他の特徴構成として、前記筐体の前記電流センサが収容された側と反対側である底部の外底面及び前記凹部の前記第１収容部の側の仕切部の外側面に密着するように、平面視で前記第１収容部から前記第２収容部に亘るヒートシンクをさらに備えると好適である。 As another characteristic configuration, the outer bottom surface of the bottom portion opposite to the side where the current sensor is accommodated in the housing and the outer surface of the partition portion on the side of the first accommodating portion of the recess are brought into close contact with each other. It is preferable to further provide a heat sink extending from the first accommodating portion to the second accommodating portion in a plan view.

このような構成とすれば、第１収容部に収容されるパワーモジュールと、第２収容部に収容される電流センサの導体とで発生する熱は、ヒートシンクを介して積極的に外部に放熱することができる。これにより、パワーモジュール及び電流センサの磁電変換ユニットの温度上昇を適正に抑制することができる。 With such a configuration, the heat generated by the power module housed in the first housing part and the conductor of the current sensor housed in the second housing part is positively dissipated to the outside through the heat sink. be able to. As a result, the temperature rise of the magnetic / electrical conversion unit of the power module and the current sensor can be appropriately suppressed.

電流検出装置の斜視図である。It is a perspective view of the current detection device. 電流検出装置の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the current detection device. 電流センサの展開図である。It is a development view of a current sensor. 電流検出装置の平面図である。It is a top view of the current detection device. 電流センサの平面図である。It is a top view of the current sensor. 電流検出装置の側断面図である。It is a side sectional view of the current detection device. 電流検出装置の平断面図である。It is a plan sectional view of the current detection device. 磁電変換ユニットの検出面を示す図である。It is a figure which shows the detection surface of a magnetic-electric conversion unit. 検出面に入力される磁束密度の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the magnetic flux density input to the detection surface. 磁電変換ユニットのブロック図である。It is a block diagram of a magnetic-electric conversion unit. 他の実施形態の電流検出装置の平断面図である。It is a plan sectional view of the current detection device of another embodiment.

図１〜図７に示されるように、電流検出装置１００は、不図示の三相モータをスイッチングするパワーモジュール１（図６参照）が収容されるパワーモジュールケース１０（筐体の一例）と、パワーモジュールケース１０に収容され、複数のバスバー３０（導体の一例）に流れる電流を検出する複数の電流センサ２と、を備える。ここで、パワーモジュール１とは、パワーモジュールケース１０内にスイッチング素子等が搭載されたものの総称である。 As shown in FIGS. 1 to 7, the current detection device 100 includes a power module case 10 (an example of a housing) in which a power module 1 (see FIG. 6) for switching a three-phase motor (not shown) is housed. It is housed in a power module case 10 and includes a plurality of current sensors 2 that detect currents flowing through a plurality of bus bars 30 (an example of a conductor). Here, the power module 1 is a general term for a power module case 10 in which a switching element or the like is mounted.

パワーモジュールケース１０には、パワーモジュール１（図６参照）が収容される第１収容部１１と、第１収容部１１に隣接した位置に電流センサ２が収容される第２収容部１２とが設けられている。パワーモジュールケース１０には、第１収容部１１に収容されるパワーモジュール１を他の装置に接続するための接続端子５が備えられている。接続端子５は、第１収容部１１と第２収容部１２との間の上面１６から上方に延出するように設けられている。 The power module case 10 includes a first accommodating portion 11 in which the power module 1 (see FIG. 6) is accommodated, and a second accommodating portion 12 in which the current sensor 2 is accommodated at a position adjacent to the first accommodating portion 11. It is provided. The power module case 10 is provided with a connection terminal 5 for connecting the power module 1 housed in the first housing unit 11 to another device. The connection terminal 5 is provided so as to extend upward from the upper surface 16 between the first accommodating portion 11 and the second accommodating portion 12.

パワーモジュールケース１０の第２収容部１２に収容される電流センサ２は、コアを用いることなくコンパクトに構成される。以下、本実施形態の電流センサ２について説明する。ここで、導体に電流が流れる場合には、当該電流の大きさに応じて導体を軸心として磁界が発生する（アンペールの右ネジの法則）。電流センサ２は、このような磁界における磁束の磁束密度を検出し、検出された磁束密度に基づいて導体に流れる電流（電流値）を測定する。 The current sensor 2 accommodated in the second accommodating portion 12 of the power module case 10 is compactly configured without using a core. Hereinafter, the current sensor 2 of the present embodiment will be described. Here, when a current flows through the conductor, a magnetic field is generated with the conductor as the axis according to the magnitude of the current (Ampere's right-handed screw rule). The current sensor 2 detects the magnetic flux density of the magnetic flux in such a magnetic field, and measures the current (current value) flowing through the conductor based on the detected magnetic flux density.

図２は電流検出装置１００の分解斜視図であり、図３は電流センサ２の展開図である。本実施形態では、電流センサ２において、少なくとも２本のバスバー３０が、三相モータに接続される３本のバスバーである。より具体的には、バスバー３０は、三相モータの３つの端子の夫々と当該三相モータを流れる電流を制御するインバータの３つの端子の夫々とを電気的に接続する。このため、以下では少なくとも２本のバスバー３０は、３本のバスバー３０として説明し、３つのバスバー３０の夫々を区別する場合には、第１バスバー３１、第２バスバー３２、第３バスバー３３として説明する。 FIG. 2 is an exploded perspective view of the current detection device 100, and FIG. 3 is a developed view of the current sensor 2. In the present embodiment, in the current sensor 2, at least two bus bars 30 are three bus bars connected to a three-phase motor. More specifically, the bus bar 30 electrically connects each of the three terminals of the three-phase motor and each of the three terminals of the inverter that controls the current flowing through the three-phase motor. Therefore, in the following, at least two bus bars 30 will be described as three bus bars 30, and when distinguishing each of the three bus bars 30, they will be referred to as a first bus bar 31, a second bus bar 32, and a third bus bar 33. explain.

図１〜図３に示すように、電流センサ２は、３本のバスバー３０と、３つの磁電変換ユニット２０とを備えて構成される。図１及び図２に示すように、パワーモジュールケース１０は、バスバー３０がインサートされて成形されている。パワーモジュールケース１０は、樹脂製であり、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等によって形成される。バスバー３０において、第１収容部１１の側の第一延出部３４ａがパワーモジュール１に電気的に接続され、第１収容部１１とは反対の側の第二延出部３４ｂがモータの接続コネクタ等（不図示）に電気的に接続される。バスバー３０の第二延出部３４ｂには貫通穴３８が形成されている。パワーモジュールケース１０は、バスバー３０の第二延出部３４ｂの下方にバスバー用ナット６を配置されている。貫通穴３８及びバスバー用ナット６によって、モータの接続コネクタ等の他の部材との接続が可能になる。第一延出部３４ａと第二延出部３４ｂとは、後述する第一方向（Ｘ方向）に沿って見たときに、平行ではあるが、同一平面上にはない（図３、図６参照）。第一延出部３４ａと第二延出部３４ｂとは、これに限定されず、第一方向（Ｘ方向）に沿って見たときに、平行であり、且つ、同一平面上にあってもよい。 As shown in FIGS. 1 to 3, the current sensor 2 includes three bus bars 30 and three magnetic-electric conversion units 20. As shown in FIGS. 1 and 2, the power module case 10 is formed by inserting the bus bar 30 into the power module case 10. The power module case 10 is made of resin, and is formed of, for example, PPS (polyphenylene sulfide), PBT (polybutylene terephthalate), LCP (liquid crystal polymer), or the like. In the bus bar 30, the first extending portion 34a on the side of the first accommodating portion 11 is electrically connected to the power module 1, and the second extending portion 34b on the side opposite to the first accommodating portion 11 is connected to the motor. It is electrically connected to a connector or the like (not shown). A through hole 38 is formed in the second extending portion 34b of the bus bar 30. In the power module case 10, a bus bar nut 6 is arranged below the second extension portion 34b of the bus bar 30. The through hole 38 and the bus bar nut 6 enable connection with other members such as a motor connector. The first extension portion 34a and the second extension portion 34b are parallel to each other when viewed along the first direction (X direction) described later, but are not on the same plane (FIGS. 3 and 6). reference). The first extension portion 34a and the second extension portion 34b are not limited to this, and even if they are parallel and on the same plane when viewed along the first direction (X direction). good.

３本のバスバー３０の夫々は、第一延出部３４ａ及び第二延出部３４ｂ（以下、総称するときは「延出部３４」と称する）、並びに、第一延出部３４ａと第二延出部３４ｂとの間に設けられた凹状部３５を有する。延出部３４は、互いに隣接する２本のバスバー３０の隣接方向である第１方向に直交する第２方向に沿って延出する。互いに隣接する２本のバスバー３０とは、互いに隣接する第１バスバー３１と第２バスバー３２との２つのバスバー３０、及び互いに隣接する第２バスバー３２と第３バスバー３３との２つのバスバー３０である。第１バスバー３１と第２バスバー３２とが隣接する方向、及び第２バスバー３２と第３バスバー３３とが隣接する方向が隣接方向にあたり、図１〜図７におけるＸ方向が相当する。 Each of the three bus bars 30 includes a first extension portion 34a and a second extension portion 34b (hereinafter, collectively referred to as "extension portion 34"), and a first extension portion 34a and a second extension portion 34a. It has a concave portion 35 provided between the extension portion 34b and the extension portion 34b. The extending portion 34 extends along a second direction orthogonal to the first direction, which is the adjacent direction of the two bus bars 30 adjacent to each other. The two bus bars 30 adjacent to each other are the two bus bars 30 of the first bus bar 31 and the second bus bar 32 adjacent to each other, and the two bus bars 30 of the second bus bar 32 and the third bus bar 33 adjacent to each other. be. The direction in which the first bus bar 31 and the second bus bar 32 are adjacent to each other and the direction in which the second bus bar 32 and the third bus bar 33 are adjacent to each other correspond to the adjacent directions, and the X direction in FIGS. 1 to 7 corresponds to them.

本実施形態では、このような隣接方向は第１方向と称される。第２方向は、この第１方向に直交する方向であり、本実施形態では図１〜図７におけるＹ方向が相当する。したがって、延出部３４は、バスバー３０の夫々のうち、Ｙ方向に沿う部分が相当する。 In the present embodiment, such an adjacent direction is referred to as a first direction. The second direction is a direction orthogonal to the first direction, and in the present embodiment, the Y direction in FIGS. 1 to 7 corresponds to the direction. Therefore, the extension portion 34 corresponds to a portion along the Y direction of each of the bus bars 30.

凹状部３５は、第１方向及び第２方向の双方に直交する第３方向に沿って延出する直交部分３６を有し延出部３４に対して第３方向に凹んだ状態で構成される。本実施形態では、第１方向はＸ方向であって、第２方向はＹ方向である。このため、第１方向及び第２方向の双方に直交する第３方向は、図１〜図７におけるＺ方向が相当する。凹状部３５は、このようなＺ方向に沿って延出するように直交部分３６が設けられる。したがって、延出部３４と直交部分３６とは、図３に示されるように互いに直交した状態で構成され、凹状部３５は、直交部分３６を介して延出部３４からＺ方向に凹んだ形状を呈するように構成される。 The concave portion 35 has an orthogonal portion 36 extending along a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction, and is configured to be recessed in the third direction with respect to the extending portion 34. .. In this embodiment, the first direction is the X direction and the second direction is the Y direction. Therefore, the third direction orthogonal to both the first direction and the second direction corresponds to the Z direction in FIGS. 1 to 7. The concave portion 35 is provided with an orthogonal portion 36 so as to extend along the Z direction. Therefore, the extending portion 34 and the orthogonal portion 36 are configured in a state of being orthogonal to each other as shown in FIG. 3, and the concave portion 35 has a shape recessed from the extending portion 34 in the Z direction via the orthogonal portion 36. Is configured to exhibit.

ここで、本実施形態では、凹状部３５はＸ方向視が図３に示されるようにＵ字状（本実施形態ではＵ字状の開口部分とは反対側の底部側に２つの角部を有する形状）で形成される。したがって、本実施形態では、１つの凹状部３５は、互いに対向する２つ直交部分３６と、２つの直交部分３６で挟まれる１つの底部３７とを有して構成される。 Here, in the present embodiment, the concave portion 35 has a U shape as shown in FIG. 3 in the X direction (in the present embodiment, two corner portions are provided on the bottom side opposite to the U-shaped opening portion). Shape). Therefore, in the present embodiment, one concave portion 35 is configured to have two orthogonal portions 36 facing each other and one bottom portion 37 sandwiched between the two orthogonal portions 36.

パワーモジュールケース１０の第２収容部１２には凹部１３が設けられている。凹部１３は、バスバー３０の第３方向に沿って形成されている。凹状部３５は、第２収容部１２に設けられた凹部１３に配置されている。 A recess 13 is provided in the second accommodating portion 12 of the power module case 10. The recess 13 is formed along the third direction of the bus bar 30. The concave portion 35 is arranged in the concave portion 13 provided in the second accommodating portion 12.

ここで、本実施形態では、第１バスバー３１、第２バスバー３２、第３バスバー３３は、図３及び図５に示されるように、各々の第一延出部３４ａと第二延出部３４ｂとが夫々第１方向に沿って一列に並んで設けられる。第１方向に沿って一列に並んでいるとは、各々の第一延出部３４ａと第二延出部３４ｂとが、夫々互いに平行であって、Ｘ方向視において互いに重複する部分を有するように並んでいることをいう。 Here, in the present embodiment, the first bus bar 31, the second bus bar 32, and the third bus bar 33 have the first extension portion 34a and the second extension portion 34b, respectively, as shown in FIGS. 3 and 5. And are provided side by side in a row along the first direction, respectively. Aligning in a row along the first direction means that the first extension 34a and the second extension 34b are parallel to each other and have overlapping portions in the X direction. It means that they are lined up in.

少なくとも２つの磁電変換ユニット２０は、バスバー３０の夫々に設けられる。本実施形態では、バスバー３０は第１バスバー３１、第２バスバー３２、第３バスバー３３の３本で構成される。磁電変換ユニット２０は、バスバー３０の夫々、すなわち、第１バスバー３１、第２バスバー３２、第３バスバー３３に各別に設けられることから、電流センサ２において３つの磁電変換ユニット２０が備えられる。このため、本実施形態においては、少なくとも２つの磁電変換ユニット２０は、３つの磁電変換ユニット２０として説明し、３つの磁電変換ユニット２０の夫々を区別する場合には、第１バスバー３１に対応する磁電変換ユニット２１、第２バスバー３２に対応する磁電変換ユニット２２、第３バスバー３３に対応する磁電変換ユニット２３として説明する。 At least two magnetic / electrical conversion units 20 are provided in each of the bus bars 30. In the present embodiment, the bus bar 30 is composed of three bus bars 31, a first bus bar 31, a second bus bar 32, and a third bus bar 33. Since the magnetic-electric conversion unit 20 is separately provided in each of the bus bars 30, that is, the first bus bar 31, the second bus bar 32, and the third bus bar 33, the current sensor 2 is provided with three magnetic-electric conversion units 20. Therefore, in the present embodiment, at least two magnetic-electric conversion units 20 are described as three magnetic-electric conversion units 20, and when distinguishing each of the three magnetic-electric conversion units 20, they correspond to the first bus bar 31. The magnetic-electric conversion unit 21, the magnetic-electric conversion unit 22 corresponding to the second bus bar 32, and the magnetic-electric conversion unit 23 corresponding to the third bus bar 33 will be described.

３つの磁電変換ユニット２０は、１枚の基板６０において互いに異なる面に実装されている。すなわち、互いに隣接する２本のバスバー３０を、第１バスバー３１と第２バスバー３２とすると、第１バスバー３１の凹状部３５に設けられる磁電変換ユニット２１は基板６０における一方の面６１に実装され、第２バスバー３２の凹状部３５に設けられる磁電変換ユニット２２は基板６０における他方の面６２に実装される。同様に、互いに隣接する２本のバスバー３０を、第２バスバー３２と第３バスバー３３とすると、第３バスバー３３の凹状部３５に設けられる磁電変換ユニット２３は基板６０における一方の面６１に実装され、第２バスバー３２の凹状部３５に設けられる磁電変換ユニット２２は基板６０における他方の面６２に実装される。 The three magnetic / electrical conversion units 20 are mounted on different surfaces on one substrate 60. That is, assuming that the two bus bars 30 adjacent to each other are the first bus bar 31 and the second bus bar 32, the magnetic electric conversion unit 21 provided in the concave portion 35 of the first bus bar 31 is mounted on one surface 61 of the substrate 60. , The magnetic electric conversion unit 22 provided in the concave portion 35 of the second bus bar 32 is mounted on the other surface 62 of the substrate 60. Similarly, assuming that the two bus bars 30 adjacent to each other are the second bus bar 32 and the third bus bar 33, the magnetic electric conversion unit 23 provided in the concave portion 35 of the third bus bar 33 is mounted on one surface 61 of the substrate 60. The magnetic-electric conversion unit 22 provided in the concave portion 35 of the second bus bar 32 is mounted on the other surface 62 of the substrate 60.

以上のように、電流センサ２によれば、３本のバスバー３０の凹状部３５の夫々に設ける磁電変換ユニット２０を１枚の基板６０に実装することで、容易に凹状部３５に対する磁電変換ユニット２０の位置決めを行うことができ、所期の位置に配置することが可能となる。また、バスバー３０と磁電変換ユニット２０とから電流センサ２を構成できるので、小型化することが可能となる。 As described above, according to the current sensor 2, the magnetic-electric conversion unit 20 provided in each of the concave portions 35 of the three bus bars 30 is mounted on one substrate 60, so that the magnetic-electric conversion unit for the concave portion 35 can be easily obtained. 20 can be positioned and can be placed at the desired position. Further, since the current sensor 2 can be configured from the bus bar 30 and the magnetic / electrical conversion unit 20, the size can be reduced.

パワーモジュールケース１０は、第２収容部１２の上方が開放されている。ここで、第２収容部１２（またはパワーモジュールケース１０）の上方とは、電流センサ２からＺ方向に沿って第２収容部１２の凹部１３近傍の底部１４に向かう方向とは反対の方向である凹部１３の開口に向かう方向のことである。基板６０に接続された端子６３は第２収容部１２の上方に向けて延出している。 The power module case 10 is open above the second accommodating portion 12. Here, the upper part of the second accommodating portion 12 (or the power module case 10) is in the direction opposite to the direction from the current sensor 2 toward the bottom portion 14 near the recess 13 of the second accommodating portion 12 along the Z direction. This is the direction toward the opening of a certain recess 13. The terminal 63 connected to the substrate 60 extends upward toward the second accommodating portion 12.

パワーモジュールケース１０には、第１収容部１１に収容されるパワーモジュール１を他の装置に接続するための接続端子５が備えられている。接続端子５はパワーモジュールケース１０の上面１６からＺ方向に沿って上方に延出している。したがって、基板６０に接続された端子６３がパワーモジュールケース１０の上方に向けて延出することで、基板６０に接続された端子６３の延出方向と他の装置用の接続端子５の延出する方向とを一致させることができる。これにより、電流検出装置１００は、モータドライバ等の他の装置を接続する際に、端子６３及び接続端子５を同じ方向から当該装置に接続することができる。その結果、電流検出装置１００は、他の装置との接続を容易に行うことができる。 The power module case 10 is provided with a connection terminal 5 for connecting the power module 1 housed in the first housing unit 11 to another device. The connection terminal 5 extends upward from the upper surface 16 of the power module case 10 along the Z direction. Therefore, by extending the terminal 63 connected to the board 60 toward the upper side of the power module case 10, the extension direction of the terminal 63 connected to the board 60 and the extension of the connection terminal 5 for other devices are extended. It can be matched with the direction of the module. As a result, the current detection device 100 can connect the terminal 63 and the connection terminal 5 to the device from the same direction when connecting another device such as a motor driver. As a result, the current detection device 100 can be easily connected to another device.

図６に示すように、基板６０は、封止材１７が第２収容部１２に注入されることで第２収容部１２において位置保持される。端子６３は、外部と信号のやり取りをするために端部が封止材１７から露出するよう構成される。封止材１７は、絶縁性を有する材料であれば特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂である。封止材１７に代えて基板６０をパワーモジュールケース１０にねじ止め等によって固定してもよい。 As shown in FIG. 6, the substrate 60 is held in position in the second accommodating portion 12 by injecting the sealing material 17 into the second accommodating portion 12. The terminal 63 is configured such that its end is exposed from the sealing material 17 in order to exchange signals with the outside. The sealing material 17 is not particularly limited as long as it is a material having an insulating property, and is, for example, an epoxy resin. Instead of the sealing material 17, the substrate 60 may be fixed to the power module case 10 by screwing or the like.

こうして、電流センサ２は、集磁コア及びシールドコアを不要とし、バスバー３０及び磁電変換ユニット２０によって構成することができる。これにより、電流センサ２の小型化が可能となる。これに伴い、電流検出装置１００は、パワーモジュール１が収容される第１収容部１１と、電流センサ２が収容される第２収容部１２とを有することで、容易に小型化することができる。 In this way, the current sensor 2 does not require a magnetic collecting core and a shield core, and can be configured by the bus bar 30 and the magnetic electric conversion unit 20. This makes it possible to reduce the size of the current sensor 2. Along with this, the current detection device 100 can be easily miniaturized by having a first accommodating portion 11 accommodating the power module 1 and a second accommodating portion 12 accommodating the current sensor 2. ..

本実施形態では、磁電変換ユニット２０には、２つの磁気検出素子５２が設けられている。磁気検出素子５２とは、磁束の磁束密度を検出する機能を有するデバイスであって、例えばホール素子が相当する。本実施形態では、磁電変換ユニット２０は図８に示されるような、複数の電極５０を有する樹脂パッケージ５１内に２つの磁気検出素子５２を内包して構成される。 In the present embodiment, the magnetic-electric conversion unit 20 is provided with two magnetic detection elements 52. The magnetic detection element 52 is a device having a function of detecting the magnetic flux density of a magnetic flux, and corresponds to, for example, a Hall element. In the present embodiment, the magnetic-electric conversion unit 20 is configured by including two magnetic detection elements 52 in a resin package 51 having a plurality of electrodes 50 as shown in FIG.

２つの磁気検出素子５２の夫々は、上述した検出対象である磁束密度に応じた磁束が入力される検出面５３を有する。２つの磁気検出素子５２は、夫々の検出面５３が互いに同じ方向を向くように配置される。なお、本実施形態における検出面５３は、空間上の面を示すものではなく、単に磁束密度を検出する機能部、すなわち検出部分を示すものである。したがって、検出面５３は、検出部分と読み替えても良い。 Each of the two magnetic detection elements 52 has a detection surface 53 into which a magnetic flux corresponding to the magnetic flux density to be detected is input. The two magnetic detection elements 52 are arranged so that their respective detection surfaces 53 face the same direction. The detection surface 53 in the present embodiment does not indicate a surface in space, but merely indicates a functional portion for detecting the magnetic flux density, that is, a detection portion. Therefore, the detection surface 53 may be read as a detection portion.

ここで、バスバー３０に電流が流れる場合には、当該電流の大きさに応じてバスバー３０を中心に磁界が発生する。磁気検出素子５２は、このような磁界における磁束の磁束密度を検出する。また、３つの磁電変換ユニット２０の夫々は、図３〜図５に示されるように、検出面５３が凹状部３５の夫々の直交部分３６に対向した状態で設けられる。具体的には、３つの磁電変換ユニット２０の夫々は、２つの検出面５３が第１方向に沿って並んだ状態であって、２つの検出面５３の夫々から、当該検出面５３が対向する直交部分３６までの距離が互いに等しくなるように配置される。例えば、バスバー３０に図９の矢印で示される向きの電流が流れると、磁電変換ユニット２０に対向する直交部分３６では、破線で示すような向きの磁束が生じる。このため、２つの磁気検出素子５２のうちの一方の磁気検出素子５２の検出面５３には、直交部分３６から当該検出面５３に向かう方向の磁束が入力され、２つの磁気検出素子５２のうちの他方の磁気検出素子５２の検出面５３には、当該検出面５３から直交部分３６に向かう方向の磁束が入力される。 Here, when a current flows through the bus bar 30, a magnetic field is generated around the bus bar 30 according to the magnitude of the current. The magnetic detection element 52 detects the magnetic flux density of the magnetic flux in such a magnetic field. Further, as shown in FIGS. 3 to 5, each of the three magnetic / electrical conversion units 20 is provided with the detection surface 53 facing each of the orthogonal portions 36 of the concave portion 35. Specifically, in each of the three magnetic conversion units 20, the two detection surfaces 53 are arranged side by side in the first direction, and the detection surfaces 53 face each other from the two detection surfaces 53, respectively. They are arranged so that the distances to the orthogonal portions 36 are equal to each other. For example, when a current flows through the bus bar 30 in the direction indicated by the arrow in FIG. 9, a magnetic flux in the direction indicated by the broken line is generated in the orthogonal portion 36 facing the magnetic-electric conversion unit 20. Therefore, the magnetic flux in the direction from the orthogonal portion 36 toward the detection surface 53 is input to the detection surface 53 of one of the two magnetic detection elements 52, and of the two magnetic detection elements 52. A magnetic flux in a direction from the detection surface 53 toward the orthogonal portion 36 is input to the detection surface 53 of the other magnetic detection element 52.

２つの磁気検出素子５２は、２つの磁気検出素子５２の夫々の検出面５３に入力される磁束のうち、検出面５３に直交する直交成分の磁束密度を検出する。すなわち、２つの磁気検出素子５２は、図９におけるＹ方向に沿う方向の磁束の磁束密度を検出する。 The two magnetic detection elements 52 detect the magnetic flux density of an orthogonal component orthogonal to the detection surface 53 among the magnetic fluxes input to the respective detection surfaces 53 of the two magnetic detection elements 52. That is, the two magnetic detection elements 52 detect the magnetic flux density of the magnetic flux in the direction along the Y direction in FIG.

ここで、本実施形態では図９に示されるように、２つの磁気検出素子５２の夫々の検出面５３に入力される磁束の直交成分の向きは互いに逆方向である。そこで、磁電変換ユニット２０は、２つの検出面５３に入力される磁束の直交成分の磁束密度の差分に応じた信号を出力するように構成される。具体的には、磁電変換ユニット２０は、図１０に示されるように、２つの磁気検出素子５２が配線される。すなわち、２つの磁気検出素子５２の検出結果の夫々は、増幅器ＡＭＰ１の反転端子と非反転端子とに入力され、差動磁束に応じた信号が検出される。更に、この差動磁束に応じた信号は後段の増幅器ＡＭＰ２により増幅され、磁電変換ユニット２０の信号として出力される。これにより、磁電変換ユニット２０が直交部分３６に流れる電流に起因して生じる磁束の磁束密度を検出することが可能となる。 Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the directions of the orthogonal components of the magnetic flux input to the detection surfaces 53 of the two magnetic detection elements 52 are opposite to each other. Therefore, the magnetic-electric conversion unit 20 is configured to output a signal corresponding to the difference in the magnetic flux density of the orthogonal components of the magnetic flux input to the two detection surfaces 53. Specifically, in the magnetic-electric conversion unit 20, two magnetic detection elements 52 are wired as shown in FIG. That is, the detection results of the two magnetic detection elements 52 are input to the inverting terminal and the non-inverting terminal of the amplifier AMP1, and the signal corresponding to the differential magnetic flux is detected. Further, the signal corresponding to this differential magnetic flux is amplified by the amplifier AMP2 in the subsequent stage and output as a signal of the magnetic-electric conversion unit 20. This makes it possible for the magnetic-electric conversion unit 20 to detect the magnetic flux density of the magnetic flux generated by the current flowing through the orthogonal portion 36.

また、本実施形態では、磁電変換ユニット２０の夫々は、検出面５３が凹状部３５における第２方向に沿う方向の中央部よりも直交部分３６の側にオフセットした状態で設けられる。検出面５３とは、磁電変換ユニット２０に備えられる磁気検出素子５２の検出対象の磁束密度に応じた磁束が入力される面である。凹状部３５における第２方向に沿う方向の中央部とは、凹状部３５のＹ方向中央部であって、凹状部３５が有する互いに対向する一対の直交部分３６の間における中央部に相当する。本実施形態では、１つの凹状部３５は一対の直交部分３６を有することから、直交部分３６の側にオフセットした状態とは、一対の直交部分３６のうちの一方側に近づいている状態を意味する。 Further, in the present embodiment, each of the magnetic / electric conversion units 20 is provided in a state where the detection surface 53 is offset toward the orthogonal portion 36 from the central portion in the concave portion 35 in the direction along the second direction. The detection surface 53 is a surface on which a magnetic flux corresponding to the magnetic flux density of the detection target of the magnetic detection element 52 provided in the magnetic-electric conversion unit 20 is input. The central portion of the concave portion 35 in the direction along the second direction is the central portion of the concave portion 35 in the Y direction, and corresponds to the central portion between the pair of orthogonal portions 36 of the concave portion 35 that face each other. In the present embodiment, since one concave portion 35 has a pair of orthogonal portions 36, the state offset to the side of the orthogonal portions 36 means a state of approaching one side of the pair of orthogonal portions 36. do.

本実施形態では、図５に示される３つの凹状部３５における紙面上側の直交部分３６を一方側とし、紙面下側の直交部分３６を他方側とすると、第１バスバー３１にあっては磁電変換ユニット２１（２つの検出面５３）が一方側の直交部分３６側にオフセットした状態で当該一方側の直交部分３６に対向して設けられる。また、第２バスバー３２にあっては磁電変換ユニット２２（２つの検出面５３）が他方側の直交部分３６側にオフセットした状態で当該他方側の直交部分３６に対向して設けられ、第３バスバー３３にあっては磁電変換ユニット２３（２つの検出面５３）が一方側の直交部分３６側にオフセットした状態で当該一方側の直交部分３６に対向して設けられる。 In the present embodiment, assuming that the orthogonal portion 36 on the upper side of the paper surface is one side and the orthogonal portion 36 on the lower side of the paper surface is the other side in the three concave portions 35 shown in FIG. The unit 21 (two detection surfaces 53) is provided so as to face the orthogonal portion 36 on one side in a state of being offset toward the orthogonal portion 36 on one side. Further, in the second bus bar 32, the magnetic electric conversion unit 22 (two detection surfaces 53) is provided so as to face the orthogonal portion 36 on the other side in a state of being offset toward the orthogonal portion 36 on the other side. In the bus bar 33, the magnetic electric conversion unit 23 (two detection surfaces 53) is provided so as to face the orthogonal portion 36 on one side in a state of being offset toward the orthogonal portion 36 on one side.

また、互いに隣接する２本のバスバー３０の一方の凹状部３５に設けられる磁電変換ユニット２０は、２本のバスバー３０の他方の凹状部３５の中央部から第１方向に沿う延長線上の位置に設けられる。また、互いに隣接する２本のバスバー３０の他方の凹状部３５に設けられる磁電変換ユニット２０は、２本のバスバー３０の一方の凹状部３５の中央部から第１方向に沿う延長線上の位置に設けられる。互いに隣接する２本のバスバー３０とは、第１バスバー３１と第２バスバー３２との２本のバスバー３０、及び第２バスバー３２と第３バスバー３３との２本のバスバー３０である。 Further, the magnetic electric conversion unit 20 provided in one concave portion 35 of the two bus bars 30 adjacent to each other is located at a position on an extension line along the first direction from the central portion of the other concave portion 35 of the two bus bars 30. Provided. Further, the magnetic electric conversion unit 20 provided in the other concave portion 35 of the two bus bars 30 adjacent to each other is located at a position on an extension line along the first direction from the central portion of the one concave portion 35 of the two bus bars 30. Provided. The two bus bars 30 adjacent to each other are two bus bars 30 of the first bus bar 31 and the second bus bar 32, and two bus bars 30 of the second bus bar 32 and the third bus bar 33.

したがって、互いに隣接する２本のバスバー３０を、第１バスバー３１と第２バスバー３２とすると、図５に示されるように、第１バスバー３１の凹状部３５ａに設けられる磁電変換ユニット２１は、第２バスバー３２の凹状部３５ｂのＹ方向に沿う中央部からＸ方向に沿う延長線Ｃ２上の位置に設けられ、第２バスバー３２の凹状部３５ｂに設けられる磁電変換ユニット２２は、第１バスバー３１の凹状部３５ａのＹ方向に沿う中央部からＸ方向に沿う延長線Ｃ１上の位置に設けられる。 Therefore, assuming that the two bus bars 30 adjacent to each other are the first bus bar 31 and the second bus bar 32, as shown in FIG. 5, the magnetic electric conversion unit 21 provided in the concave portion 35a of the first bus bar 31 is the first. The magnetic electric conversion unit 22 provided at a position on the extension line C2 along the X direction from the central portion of the concave portion 35b of the 2 bus bar 32 along the Y direction and provided in the concave portion 35b of the second bus bar 32 is the first bus bar 31. It is provided at a position on the extension line C1 along the X direction from the central portion of the concave portion 35a of the above along the Y direction.

同様に、互いに隣接する２本のバスバー３０を、第２バスバー３２と第３バスバー３３とすると、第２バスバー３２の凹状部３５ｂに設けられる磁電変換ユニット２２は、第３バスバー３３の凹状部３５ｃのＹ方向に沿う中央部からＸ方向に沿う延長線Ｃ３上の位置に設けられ、第３バスバー３３の凹状部３５ｃに設けられる磁電変換ユニット２３は、第２バスバー３２の凹状部３５ｂのＹ方向に沿う中央部からＸ方向に沿う延長線Ｃ２上の位置に設けられる。 Similarly, assuming that the two bus bars 30 adjacent to each other are the second bus bar 32 and the third bus bar 33, the magnetic electric conversion unit 22 provided in the concave portion 35b of the second bus bar 32 has the concave portion 35c of the third bus bar 33. The magnetic electric conversion unit 23 provided at a position on the extension line C3 along the X direction from the central portion along the Y direction and provided in the concave portion 35c of the third bus bar 33 is in the Y direction of the concave portion 35b of the second bus bar 32. It is provided at a position on the extension line C2 along the X direction from the central portion along the above.

したがって、本実施形態では、図５に示されるように、第１バスバー３１及び第３バスバー３３をＹ方向に沿って平行に並べた状態において、第１バスバー３１の凹状部３５に設けられる磁電変換ユニット２１と第３バスバー３３の凹状部３５に設けられる磁電変換ユニット２３とはＸ方向に沿って一列に並んだ状態で設けられる。この結果、図５に示されるように、第２バスバー３２の凹状部３５ｂと第３バスバー３３の凹状部３５ｃとは第１方向（Ｘ方向）視で第２方向（Ｙ方向）にずれており、第１バスバー３１の凹状部３５ａと第３バスバー３３の凹状部３５ｃとは第１方向（Ｘ方向）視で重なっている。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the magnetic conversion is provided in the concave portion 35 of the first bus bar 31 in a state where the first bus bar 31 and the third bus bar 33 are arranged in parallel along the Y direction. The unit 21 and the magnetic / electrical conversion unit 23 provided in the concave portion 35 of the third bus bar 33 are provided in a line in a line along the X direction. As a result, as shown in FIG. 5, the concave portion 35b of the second bus bar 32 and the concave portion 35c of the third bus bar 33 are displaced in the second direction (Y direction) in the first direction (X direction). , The concave portion 35a of the first bus bar 31 and the concave portion 35c of the third bus bar 33 overlap in the first direction (X direction).

本実施形態では、例えば、第１バスバー３１の互いに対向する２つの直交部分３６の夫々で発生した磁界が相殺される延長線Ｃ１上に、第２バスバー３２の磁電変換ユニット２２の２つの磁気検出素子５２の夫々の検出面５３が位置するので、磁電変換ユニット２２が第２バスバー３２を流れる電流の電流値を測定する際に、第１バスバー３１から発生する磁界の影響を受けない。同様に、磁電変換ユニット２１は、第２バスバー３２から発生する磁界の影響を受けない。また、同様に、磁電変換ユニット２３は、第２バスバー３２から発生する磁界の影響を受けず、磁電変換ユニット２２は、第３バスバー３３から発生する磁界の影響を受けない。 In the present embodiment, for example, two magnetic detections of the magnetic electric conversion unit 22 of the second bus bar 32 are performed on the extension line C1 in which the magnetic fields generated in the two orthogonal portions 36 facing each other of the first bus bar 31 are canceled out. Since the detection surfaces 53 of the elements 52 are located, the magnetic field conversion unit 22 is not affected by the magnetic field generated from the first bus bar 31 when measuring the current value of the current flowing through the second bus bar 32. Similarly, the magnetic-electric conversion unit 21 is not affected by the magnetic field generated from the second bus bar 32. Similarly, the magnetic-electric conversion unit 23 is not affected by the magnetic field generated from the second bus bar 32, and the magnetic-electric conversion unit 22 is not affected by the magnetic field generated from the third bus bar 33.

図６及び図７に示すように、パワーモジュールケース１０は、凹部１３において第１収容部１１の側に仕切部１５を有している。パワーモジュールケース１０は、第２収容部１２において電流センサ２が収容された側と反対側である、底部１４の外底面１４ａの少なくとも凹部１３の近傍にヒートシンク４が配置可能に形成されている。具体的には、パワーモジュールケース１０は、凹部１３の底部１４の外底面１４ａ及び仕切部１５の外側面１５ａが平坦状に形成されており、ヒートシンク４が密着可能に形成されている。なお、図７では、電流検出装置１００のうちパワーモジュールケース１０及びヒートシンク４のみを断面図として示し、基板６０は平面図として示している。 As shown in FIGS. 6 and 7, the power module case 10 has a partition portion 15 on the side of the first accommodating portion 11 in the recess 13. The power module case 10 is formed so that the heat sink 4 can be arranged in the vicinity of at least the recess 13 of the outer bottom surface 14a of the bottom portion 14, which is the side opposite to the side in which the current sensor 2 is accommodated in the second accommodating portion 12. Specifically, in the power module case 10, the outer bottom surface 14a of the bottom portion 14 of the recess 13 and the outer surface 15a of the partition portion 15 are formed flat, and the heat sink 4 is formed so as to be in close contact with each other. In FIG. 7, only the power module case 10 and the heat sink 4 of the current detection device 100 are shown as a cross-sectional view, and the substrate 60 is shown as a plan view.

電流センサ２においては、バスバー３０に電流が流れることでバスバー３０は発熱する。このとき、バスバー３０の凹状部３５の近傍に位置する磁電変換ユニット２０がバスバー３０の発熱を受けて、磁電変換ユニット２０が高温になることがある。磁電変換ユニット２０には温度特性があり、高温になると出力電圧が変動する傾向があるため、磁電変換ユニット２０が高温にならないよう電流検出装置１００を構成する必要がある。そこで、本構成では、パワーモジュールケース１０は、底部１４の外底面１４ａにおける少なくとも凹部１３の近傍に、ヒートシンク４が配置可能に形成されている。このような構成であれば、パワーモジュールケース１０の底部１４の外底面１４ａに密着させてヒートシンク４を容易に配置することができる。これにより、バスバー３０の発熱を、パワーモジュールケース１０の凹部１３に収容された凹状部３５からパワーモジュールケース１０に組み付けられたヒートシンク４を介して確実に外部に放熱することができる。その結果、磁電変換ユニット２０の温度上昇を抑制することができる。 In the current sensor 2, the bus bar 30 generates heat when a current flows through the bus bar 30. At this time, the magnetic-electric conversion unit 20 located in the vicinity of the concave portion 35 of the bus bar 30 receives heat from the bus bar 30, and the magnetic-electric conversion unit 20 may become hot. Since the magnetic-electric conversion unit 20 has a temperature characteristic and the output voltage tends to fluctuate when the temperature becomes high, it is necessary to configure the current detection device 100 so that the magnetic-electric conversion unit 20 does not become high. Therefore, in this configuration, the power module case 10 is formed so that the heat sink 4 can be arranged at least in the vicinity of the recess 13 on the outer bottom surface 14a of the bottom portion 14. With such a configuration, the heat sink 4 can be easily arranged in close contact with the outer bottom surface 14a of the bottom portion 14 of the power module case 10. As a result, the heat generated by the bus bar 30 can be reliably dissipated from the concave portion 35 housed in the concave portion 13 of the power module case 10 to the outside via the heat sink 4 assembled to the power module case 10. As a result, the temperature rise of the magnetic-electric conversion unit 20 can be suppressed.

本実施形態では、電流検出装置１００は、底部１４の外底面１４ａ及び仕切部１５の外側面１５ａに密着するように、平面視で第１収容部１１から第２収容部１２に亘るヒートシンク４が備えられている。本構成により、第１収容部１１に収容されるパワーモジュール１と、第２収容部１２に収容される電流センサ２のバスバー３０とで発生する熱は、ヒートシンク４を介して積極的に外部に放熱することができる。これにより、パワーモジュール１及び電流センサ２の磁電変換ユニット２０の温度上昇を確実に抑制することができる。 In the present embodiment, in the current detection device 100, the heat sink 4 extending from the first accommodating portion 11 to the second accommodating portion 12 in a plan view is provided so as to be in close contact with the outer bottom surface 14a of the bottom portion 14 and the outer surface 15a of the partition portion 15. It is equipped. With this configuration, the heat generated by the power module 1 accommodated in the first accommodating portion 11 and the bus bar 30 of the current sensor 2 accommodated in the second accommodating portion 12 is positively sent to the outside via the heat sink 4. It can dissipate heat. As a result, it is possible to reliably suppress the temperature rise of the magnetic-electric conversion unit 20 of the power module 1 and the current sensor 2.

〔他の実施形態〕
（１）上記実施形態では、電流検出装置１００において、複数のバスバー３０に設けられる夫々の凹状部３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、パワーモジュールケース１０の仕切部１５の外側面１５ａまでの距離が異なる。具体的には、図７に示すように、電流センサ２において、３本のバスバー３０の夫々に設けられた凹状部３５のうち第２バスバー３２の凹状部３５ｂは、他のバスバー３１，３３の凹状部３５ａ，３５ｃよりも外側面１５ａに近接して設けられている。この場合、仕切部１５の外側面１５ａと凹状部３５ａ，３５ｃとの距離が遠いバスバー３１，３３では、第２バスバー３２に比べてヒートシンク４への伝熱量が少なくなる。そのため、凹状部３５ａ，３５ｃから仕切部１５の外側面１５ａまでの距離が遠いバスバー３１，３３の近傍に位置する磁電変換ユニット２０では、導体の発熱の影響を受けて温度上昇を十分に抑制することができないことがある。そこで、本実施形態では、図１１に示すように、仕切部１５の外側面１５ａは、バスバー３１〜３３の夫々の凹状部３５ａ，３５ｂ，３５ｃとの距離が一定になるように構成されている。具体的には、仕切部１５の外側面１５ａが平断面視において凹凸形状で形成されている。これにより、バスバー３１，３２，３３は、凹状部３５ａ，３５ｂ，３５ｃからヒートシンク４に対して均等に伝熱することになる。その結果、電流検出装置１００は、基板６０に配置される全ての磁電変換ユニット２０の温度上昇を均等に抑制することができる。なお、図１１では、電流検出装置１００のうちパワーモジュールケース１０及びヒートシンク４のみを断面図として示し、基板６０は平面図として示している。 [Other Embodiments]
(1) In the above embodiment, in the current detection device 100, the concave portions 35a, 35b, 35c provided in the plurality of bus bars 30 have different distances to the outer surface 15a of the partition portion 15 of the power module case 10. Specifically, as shown in FIG. 7, in the current sensor 2, the concave portion 35b of the second bus bar 32 among the concave portions 35 provided in each of the three bus bars 30 is the other bus bars 31 and 33. It is provided closer to the outer surface 15a than the concave portions 35a and 35c. In this case, in the bus bars 31 and 33 where the distance between the outer surface 15a of the partition portion 15 and the concave portions 35a and 35c is long, the amount of heat transferred to the heat sink 4 is smaller than that in the second bus bar 32. Therefore, in the magnetic electric conversion unit 20 located in the vicinity of the bus bars 31 and 33 where the distance from the concave portions 35a and 35c to the outer surface 15a of the partition portion 15 is long, the temperature rise is sufficiently suppressed due to the influence of the heat generated by the conductor. Sometimes you can't. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the outer surface 15a of the partition portion 15 is configured so that the distances from the concave portions 35a, 35b, 35c of the bus bars 31 to 33 are constant. .. Specifically, the outer surface 15a of the partition portion 15 is formed in a concavo-convex shape in a plan sectional view. As a result, the bus bars 31, 32, 33 transfer heat evenly from the concave portions 35a, 35b, 35c to the heat sink 4. As a result, the current detection device 100 can evenly suppress the temperature rise of all the magnetic / electrical conversion units 20 arranged on the substrate 60. In FIG. 11, only the power module case 10 and the heat sink 4 of the current detection device 100 are shown as a cross-sectional view, and the substrate 60 is shown as a plan view.

（２）上記実施形態では、電流センサ２において、バスバー３０が３本である場合の例を挙げて説明したが、バスバー３０は２本であっても良いし、４本以上であっても良い。いずれの場合であっても、磁性体コアを備えることなく、バスバー３０を流れる電流を検出することが可能である。 (2) In the above embodiment, the current sensor 2 has been described with an example of the case where the number of bus bars 30 is three, but the number of bus bars 30 may be two or four or more. .. In either case, it is possible to detect the current flowing through the bus bar 30 without providing the magnetic core.

（３）上記実施形態では、電流センサ２において、磁電変換ユニット２０の夫々は、検出面５３が凹状部３５における第２方向に沿う方向の中央部よりも直交部分３６の側にオフセットした状態で設けられるとして説明したが、磁電変換ユニット２０の夫々は、検出面５３が凹状部３５における第２方向に沿う方向の中央部に設けることも可能である。 (3) In the above embodiment, in the current sensor 2, each of the magnetic and electric conversion units 20 is in a state where the detection surface 53 is offset toward the orthogonal portion 36 from the central portion in the concave portion 35 in the direction along the second direction. Although described as being provided, each of the magnetic and electric conversion units 20 can be provided at the center of the concave portion 35 in the direction along the second direction.

（４）上記実施形態では、電流センサ２において、互いに隣接する２本のバスバー３０の一方の凹状部３５に設けられる磁電変換ユニット２０は、２本のバスバー３０の他方の凹状部３５の中央部から第１方向に沿う延長線上の位置に設けられているとして説明したが、互いに隣接する２本のバスバー３０の一方の凹状部３５に設けられる磁電変換ユニット２０は、２本のバスバー３０の他方の凹状部３５の中央部から第１方向に沿う延長線上の位置に設けずに構成することも可能である。 (4) In the above embodiment, in the current sensor 2, the magnetic electric conversion unit 20 provided in one concave portion 35 of the two bus bars 30 adjacent to each other is the central portion of the other concave portion 35 of the two bus bars 30. Although it has been described as being provided at a position on an extension line along the first direction from the above, the magnetic electric conversion unit 20 provided in one concave portion 35 of two bus bars 30 adjacent to each other is the other of the two bus bars 30. It is also possible to configure the concave portion 35 without providing it at a position on an extension line along the first direction from the central portion of the concave portion 35.

（５）上記実施形態では、電流センサ２において、互いに隣接する２本のバスバー３０の凹状部３５の夫々に設けられる２つの磁電変換ユニット２０は、１枚の基板６０において互いに異なる面に実装されているとして説明したが、互いに隣接する２本のバスバー３０の凹状部３５の夫々に設けられる２つの磁電変換ユニット２０は、互いに異なる基板に実装されて設けることも可能であるし、１枚の基板６０において同一面に実装されて設けることも可能である。 (5) In the above embodiment, in the current sensor 2, the two magnetic / electrical conversion units 20 provided in the concave portions 35 of the two bus bars 30 adjacent to each other are mounted on different surfaces on one substrate 60. However, the two magnetic-electric conversion units 20 provided in the concave portions 35 of the two bus bars 30 adjacent to each other can be mounted on different substrates and provided on one sheet. It is also possible to mount the board 60 on the same surface.

（６）上記実施形態では、電流センサ２において、少なくとも２本のバスバー３０は、三相モータに接続される３本のバスバーである場合の例を挙げて説明したが、少なくとも２本のバスバー３０は、三相モータに接続される３本のバスバー以外であっても良い。また、少なくとも２本のバスバー３０が三相モータに接続される３本のバスバーである場合には、３本のバスバーは延出部３４が第１方向に沿って一列に並んでいなくても良い。 (6) In the above embodiment, in the current sensor 2, at least two bus bars 30 have been described with reference to an example of three bus bars connected to a three-phase motor, but at least two bus bars 30 have been described. May be other than the three busbars connected to the three-phase motor. Further, when at least two bus bars 30 are three bus bars connected to a three-phase motor, the three bus bars do not have to have the extension portions 34 arranged in a line along the first direction. good.

（７）上記実施形態では、電流センサ２において、磁電変換ユニット２０が基板６０に実装される場合の例を挙げたが、この基板６０は三相モータの駆動を制御する制御ＩＣやモータドライバ等が実装される基板と併用することも可能である。 (7) In the above embodiment, in the current sensor 2, an example in which the magnetic-electric conversion unit 20 is mounted on the substrate 60 has been given, but the substrate 60 includes a control IC, a motor driver, etc. that control the drive of the three-phase motor. It is also possible to use it together with the board on which.

（８）上記実施形態では、電流センサ２において、凹状部３５は、Ｘ方向視がＵ字状の開口部分とは反対側の底部側に２つの角部を有する形状であるとして説明したが、凹状部３５はＸ方向視において底部３７側が湾曲したＵ字状であっても良い。 (8) In the above embodiment, in the current sensor 2, the concave portion 35 has been described as having two corners on the bottom side opposite to the U-shaped opening portion in the X direction. The concave portion 35 may have a U shape in which the bottom portion 37 side is curved in the X direction view.

（９）上記実施形態では、電流センサ２において、磁電変換ユニット２０に２つの磁気検出素子５２が設けられているとして説明したが、磁電変換ユニット２０には少なくとも２つの磁気検出素子５２が設けられていると良い。すなわち、磁電変換ユニット２０には３つ以上の磁気検出素子５２が設けられていても良く、係る場合、磁電変換ユニット２０の夫々は、少なくとも２つの磁気検出素子５２の夫々（すなわち、磁電変換ユニット２０の夫々に設けられる全ての磁気検出素子５２の夫々）の検出面５３に入力される磁束の検出面５３に直交する直交成分の磁束密度の差分に応じた信号を出力すると良い。 (9) In the above embodiment, it has been described that the magnetic-electric conversion unit 20 is provided with two magnetic detection elements 52 in the current sensor 2, but the magnetic-electric conversion unit 20 is provided with at least two magnetic detection elements 52. It is good to have it. That is, the magnetic-electric conversion unit 20 may be provided with three or more magnetic detection elements 52, and in such a case, each of the magnetic-electric conversion units 20 is a magnetic-electric conversion unit of at least two magnetic detection elements 52 (that is, a magnetic-electric conversion unit). It is preferable to output a signal corresponding to the difference in the magnetic flux density of the orthogonal component orthogonal to the detection surface 53 of the magnetic flux input to the detection surface 53 of all the magnetic detection elements 52 provided in each of the 20.

本発明は、導体を流れる電流を検出する電流検出装置に用いることが可能である。 The present invention can be used in a current detection device that detects a current flowing through a conductor.

２：電流センサ
４：ヒートシンク
１０：パワーモジュールケース（筐体）
１１：第１収容部
１２：第２収容部
１３：凹部
１４：底部
１４ａ：外底面
１５：仕切部
１５ａ：外側面
２０：磁電変換ユニット
３０：バスバー（導体）
３４：延出部
３５：凹状部
３６：直交部分
５２：磁気検出素子
５３：検出面
６０：基板
６３：端子
１００：電流検出装置 2: Current sensor 4: Heat sink 10: Power module case (housing)
11: 1st accommodating part 12: 2nd accommodating part 13: Recessed 14: Bottom 14a: Outer bottom surface 15: Partition 15a: Outer surface 20: Magnetic electroconversion unit 30: Bus bar (conductor)
34: Extension part 35: Concave part 36: Orthogonal part 52: Magnetic detection element 53: Detection surface 60: Substrate 63: Terminal 100: Current detection device

Claims (5)

パワーモジュールが収容される第１収容部と、前記第１収容部に隣接した位置に電流センサが収容される第２収容部とが設けられた筐体と、
前記第２収容部に収容される前記電流センサと、を備え、
前記電流センサは、
一端が前記パワーモジュールに電気的に接続される少なくとも２本の導体と、
前記導体に対して、互いに同じ方向を向く検出面を有し、当該検出面に入力される磁束の磁束密度を検出する少なくとも２つの磁気検出素子が設けられ、当該少なくとも２つの磁気検出素子の夫々の前記検出面に入力される前記磁束の前記検出面に直交する直交成分の前記磁束密度の差分に応じた信号を出力する少なくとも２つの磁電変換ユニットと、を有し、
前記少なくとも２本の導体の夫々は、互いに隣接する２本の導体の隣接方向である第１方向に直交し前記第１収容部に向かう第２方向に沿って延出する延出部と、前記第１方向及び前記第２方向の双方に直交する第３方向に沿って延出する直交部分を有し前記延出部に対して前記第３方向に凹んだ凹状部とが設けられ、
前記少なくとも２つの磁電変換ユニットの夫々は、前記検出面が前記凹状部の夫々の前記直交部分に対向した状態で設けられ、
前記凹状部は、前記第２収容部に設けられた凹部に配置されている電流検出装置。 A housing provided with a first accommodating portion in which the power module is accommodated and a second accommodating portion in which the current sensor is accommodated at a position adjacent to the first accommodating portion.
The current sensor accommodated in the second accommodating portion is provided.
The current sensor
With at least two conductors, one end of which is electrically connected to the power module,
The conductor has detection surfaces facing in the same direction, and at least two magnetic detection elements for detecting the magnetic flux density of the magnetic flux input to the detection surface are provided, and each of the at least two magnetic detection elements is provided. It has at least two magnetic-electric conversion units that output signals corresponding to the difference in the magnetic flux densities of the orthogonal components orthogonal to the detection surface of the magnetic flux input to the detection surface of the above.
Each of the at least two conductors has an extension portion that is orthogonal to the first direction, which is the adjacent direction of the two conductors adjacent to each other, and extends along the second direction toward the first accommodating portion, and the extension portion. It has an orthogonal portion extending along a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction, and is provided with a concave portion recessed in the third direction with respect to the extending portion.
Each of the at least two magnetic conversion units is provided with the detection surface facing each of the orthogonal portions of the concave portion.
The concave portion is a current detection device arranged in the concave portion provided in the second accommodating portion. 前記筐体は、前記電流センサが収容された側と反対側である底部における少なくとも前記凹部近傍の外底面に、ヒートシンクが配置可能に形成されている請求項１に記載の電流検出装置。 The current detection device according to claim 1, wherein the housing is formed so that a heat sink can be arranged at least on the outer bottom surface in the vicinity of the recess in the bottom portion on the side opposite to the side in which the current sensor is housed. 前記電流センサにおいて、前記互いに隣接する２本の導体の前記凹状部の夫々に設けられる２つの前記磁電変換ユニットは、１枚の基板において互いに異なる面に実装され、
前記筐体は、前記第２収容部の上方が開放されており、
前記基板に接続された端子が、前記筐体の前記上方に向けて延出している請求項１又は２に記載の電流検出装置。 In the current sensor, the two magnetic conversion units provided in the concave portions of the two conductors adjacent to each other are mounted on different surfaces on one substrate.
The housing is open above the second accommodating portion.
The current detection device according to claim 1 or 2, wherein the terminals connected to the substrate extend toward the upper side of the housing. 前記電流センサにおいて、前記少なくとも２本の導体の夫々に設けられた前記凹状部のうち少なくとも１本の導体の凹状部は、他の導体の凹状部よりも前記第１収容部の側に近接して設けられ、
前記筐体は、前記凹部において前記第１収容部の側に仕切部を有し、
前記仕切部の外側面は、前記少なくとも２本の導体の夫々の前記凹状部との距離が一定になるように構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の電流検出装置。 In the current sensor, the concave portion of at least one of the concave portions provided in each of the at least two conductors is closer to the side of the first accommodating portion than the concave portion of the other conductor. Provided
The housing has a partition on the side of the first accommodating portion in the recess.
The current detecting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer surface of the partition portion is configured such that the distance between the outer surface of the partition portion and the concave portion of each of the at least two conductors is constant. 前記筐体における前記電流センサが収容された側と反対側である底部の外底面及び前記凹部の前記第１収容部の側の仕切部の外側面に密着するように、平面視で前記第１収容部から前記第２収容部に亘るヒートシンクをさらに備えた請求項１から４のいずれか一項に記載の電流検出装置。 The first in a plan view so as to be in close contact with the outer bottom surface of the bottom portion of the housing opposite to the side on which the current sensor is accommodated and the outer surface of the partition portion on the side of the first accommodating portion of the recess. The current detection device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a heat sink extending from the accommodating portion to the second accommodating portion.
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