JP6536553B2 - 電流センサ - Google Patents

Description

本発明は、電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換し、電流経路に流れる電流を検出する電流センサに関する。

従来、電流センサの一例として、特許文献１に開示された電流検出システムがある。電流検出システムは、磁性板と、これらに対応するバスバ、及び半導体基板を有している。また、半導体基板には、磁束を電気信号に変換する磁電変換素子が形成されている。

特開２０１５−１９４４７２号公報

上記電流検出システムは、３組の磁性板（以下、磁気シールド）が隣り合うように配置されている。そして、各組における対向配置された磁気シールド間には、バスバと半導体基板が配置されている。よって、電流検出システムは、隣り合う磁気シールドどうしが分断されている。

なお、以下においては、１組の磁気シールドと、１組の磁性板に挟みこまれたバスバと半導体基板とを相とも称する。よって、上記電流検出システムは、三つの相が隣り合って配置されていると言える。また、対向配置された磁気シールドの一方を上側シールド、他方を下側シールドとも称する。

このように構成された電流検出システムは、ある相のバスバに例えば１２００Ａなどの比較的大電流を通電すると、そのバスバから磁界が発生する。その磁界は、バスバに対向配置された磁気シールド内部に集中し、隣相の磁気シールドへと伝搬する。そして、端部に配置された磁気シールドでは、上側シールドと下側シールドでの磁界交換が起きる。このため、電流検出システムでは、磁界交換の一部を、端部の磁電変換素子がセンシングしてしまい、電流の検出誤差が生じるという問題がある。

本開示は、上記問題点に鑑みなされたものであり、高精度に電流を検出できる電流センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本開示は、
複数の電流経路（４０）のそれぞれに流れる電流を個別に検出する電流センサであって、
一つの電流経路に対向配置され、電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する磁気検出素子（１０，１１）と、
磁気検出素子に対する外部からの磁界を遮蔽するものであり、電流経路と磁気検出素子とを挟み込みつつ、対向配置された一対の第１シールド（２１〜２５）と第２シールド（３１〜３５）を含む磁気シールド部と、を有する相を複数の電流経路のそれぞれに対応して備えており、
各相は、第１シールド、電流経路、磁気検出素子、第２シールドがこの順序で積層され、且つ、積層方向に直交する方向に配置されており、
配置方向の両端の相である端相における第１シールドと第２シールドとを端相シールド（２２〜２５，３２〜３５）、端相における磁気検出素子を端相検出素子（１１）とし、
両端相シールドの少なくとも一方は、両端相シールドにおける配置方向の最端部からの漏れ磁界が、端相検出素子よりも、対向配置された相手側の端相シールドへ達しやすくなるように、両端相シールド間で磁界交換を行うための磁界交換部（２２ｂ，２３ｂ，２５ｂ、３２ｂ〜３５ｂ）を備え、
少なくとも三つの電流経路（４０）のそれぞれに流れる電流を個別に検出する電流センサであって、
端相シールド（２２，３２）で挟まれた第１シールドと第２シールドとを介在シールド（２１，３１）、介在シールドで挟まれた磁気検出素子を介在検出素子（１０）とし、
端相シールドは、磁界交換部（２２ｂ，３２ｂ）として、配置方向において、端相検出素子の対向部から漏れ磁界が発生している最端部までの長さが、介在シールドにおける介在検出素子の対向部から最端部側の端部までの長さよりも長い部位を備えている。

このように、本開示は、端相シールドの少なくとも一方が磁界交換部を備えている。これによって、本開示は、両端相シールドにおける配置方向の最端部からの漏れ磁界が、端相検出素子よりも、対向配置された相手側の端相シールドへ達しやすくなる。このため、本開示は、漏れ磁界が端相検出素子に達することを抑制でき高精度に電流を検出できる。

なお、特許請求の範囲、及びこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態における電流センサの概略構成を示す平面図である。 図１のII‐II線に沿う断面図である。 第２実施形態における電流センサの概略構成を示す断面図である。 変形例１における電流センサの概略構成を示す断面図である。 変形例２における電流センサの概略構成を示す断面図である。 第３実施形態における電流センサの概略構成を示す断面図である。 第４実施形態における電流センサの概略構成を示す断面図である。 図７のVIII‐VIII線に沿う断面図である。

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

なお、以下においては、互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とする。また、Ｘ方向とＹ方向とによって規定される平面をＸＹ平面、Ｘ方向とＺ方向とによって規定される平面をＸＺ平面、Ｙ方向とＺ方向とによって規定される平面をＹＺ平面とする。

（第１実施形態）
図１、図２を用いて、本実施形態の電流センサ１００に関して説明する。電流センサ１００は、例えば、直流電力を三相交流電力に変換するインバータと、インバータからの三相交流電力によって駆動されるモータジェネレータとともに車両に搭載される。そして、電流センサ１００は、インバータとモータジェネレータとの間に流れる電流を検出する。詳述すると、電流センサ１００は、インバータとモータジェネレータを電気的に接続している複数のバスバ４０のそれぞれに流れる電流を個別に検出する。電流センサ１００は、例えば集磁コアを必要としないコアレス電流センサを採用できる。なお、電流センサ１００は、インバータとモータジェネレータとの間に流れる電流を検出するものに限定されない。

また、後程説明するが、電流センサ１００は、複数の相Ｐ１〜Ｐｎを備えている。この各相Ｐ１〜Ｐｎの少なくとも三つは、インバータとモータジェネレータとの間における各相に対応して設けられている。なお、バスバ４０は、電流経路に相当する。バスバ４０に流れる電流は、被検出電流とも言える。

本実施形態では、一例として、第１端部と、第２端部と、両端部に挟まれた中間部４０ａとを含むバスバ４０を採用している。バスバ４０は、例えば、第１端部がモータジェネレータ側の端部で、第２端部がインバータ側の端部である。中間部４０ａは、第１端部と第２端部との間の部位であり、後程説明する第１シールドと第２シールドで挟まれる部位である。しかしながら、バスバ４０の構成は、これに限定されない。

電流センサ１００は、図１、図２に示すように、第１相Ｐ１〜第ｎ相Ｐｎを備えている。電流センサ１００は、第１相Ｐ１〜第ｎ相ＰｎがＸ方向に並んで配置されている。よって、Ｘ方向は、配置方向とも言える。さらに、配置方向は、後程説明する積層方向に直交する方向である。

また、第１相Ｐ１と第ｎ相は、配置方向における両端の相であるため端相と言える。一方、第２相Ｐ２〜第ｎ-１相Ｐｎ-１は、端相Ｐ１，Ｐｎ間に介在しているため介在相と言える。なお、本実施形態では、ｎが３以上の自然数である例を採用する。しかしながら、本発明は、ｎが２以上であれば採用できる。この場合の電流センサは、後程説明する介在相が存在しない。

各相Ｐ１〜Ｐｎは、磁気検出素子１０，１１を備えている。さらに、各相Ｐ１〜Ｐｎは、バスバ４０と磁気検出素子１０，１１を挟み込みつつ、対向配置された一対の第１シールド２１，２２と第２シールド３１，３２を含む磁気シールド部を備えている。

磁気検出素子１０，１１のそれぞれは、一つのバスバ４０に対向配置され、バスバ４０から発生する磁界を検知して電気信号に変換する。磁気検出素子１０，１１は、例えばセンサチップやバイアス磁石や回路チップが基板に搭載されるとともに、これらが封止樹脂体で封止され、回路チップと接続されたリードが封止樹脂体の外部に露出した構成を採用できる。センサチップとしては、例えば、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ）、異方性磁気抵抗素子（ＡＭＲ）、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）、又はホール素子などを採用できる。なお、端相Ｐ１，Ｐｎの磁気検出素子１１は、端相検出素子１１と言える。一方、介在相Ｐ２〜Ｐｎ-１の磁気検出素子１０は、介在検出素子１０と言える。

第１シールド２１，２２と第２シールド３１，３２は、磁性材料によって構成されており、磁気検出素子１０，１１に対する外部からの磁界を遮蔽するものである。各シールド２１，２２，３１，３２は、バスバ４０と磁気検出素子１０，１１とを挟み込みつつ対向配置されている。言い換えると、各シールド２１，２２，３１，３２は、外部磁界が磁気検出素子１０，１１に達すること、もしくは、透過することを抑制するためのものである。この第１シールド２１，２２と第２シールド３１，３２は、磁気シールド部に相当する。

各シールド２１，２２，３１，３２は、例えば、平板状の磁性材料が積層されて構成されている。よって、図１、図２に示すように、各シールド２１，２２，３１，３２は、平板状部材であり、例えば、ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＸＺ平面において矩形状である。さらに、各シールド２１，２２，３１，３２は、磁気検出素子１０，１１の対向領域、及び中間部４０ａの対向領域を覆うことができる程度の大きさである。対向領域は、Ｚ方向における領域である。

なお、端相Ｐ１，Ｐｎの第１シールド２２は、第１端相シールド２２と言える。同様に、端相Ｐ１，Ｐｎの第２シールド３２は、第２端相シールド３２と言える。よって、電流センサ１００は、二つの第１端相シールド２２と、二つの第２端相シールド３２を含んでいる。

一方、介在相Ｐ２〜Ｐｎ-１の第１シールド２１は、第１介在シールド２１と言える。同様に、介在相Ｐ２〜Ｐｎ-１の第２シールド３１は、第２介在シールド３１と言える。

このように、第１シールドは、第１介在シールド２１と第１端相シールド２２とを含んでいる。また、第２シールドは、第２介在シールド３１と第２端相シールド３２とを含んでいる。

第１シールド２１，２２は、バスバ４０と磁気検出素子１０，１１とを基準として、Ｚ方向の一方側に配置されている。第２シールド３１，３２は、バスバ４０と磁気検出素子１０，１１とを基準として、Ｚ方向の他方側に配置されている。具体的には、第１シールド２１，２２がバスバ４０と対向する側に配置され、第２シールド３１，３２が磁気検出素子１０，１１と対向する側に配置されている。

第１シールド２１，２２のそれぞれと、第２シールド３１，３２のそれぞれは、対をなしており、Ｚ方向において間隔をあけて対向配置されている。例えば、第１相Ｐ１は、第１端相シールド２２と第２端相シールド３２とが対をなしており、Ｚ方向において、第１端相シールド２２と第２端相シールド３２とが対向配置されている。そして、第１端相シールド２２と第２端相シールド３２は、Ｚ方向において、端相検出素子１１とバスバ４０とを挟み込むように配置されている。

よって、端相検出素子１１及び中間部４０ａは、第１端相シールド２２の対向領域内及び第２端相シールド３２の対向領域内に配置されていると言える。また、第１相Ｐ１は、図２に示すように、第１端相シールド２２、バスバ４０の中間部４０ａ、端相検出素子１１、第２端相シールド３２がこの順序で積層されている。つまり、第１相Ｐ１は、これらの構成要素がＺ方向に積層されている。

また、例えば、第２相Ｐ２は、第１介在シールド２１と第２介在シールド３１とが対をなしており、Ｚ方向において、第１介在シールド２１と第２介在シールド３１とが対向配置されている。そして、第１介在シールド２１と第２介在シールド３１は、Ｚ方向において、介在検出素子１０とバスバ４０とを挟み込むように配置されている。

よって、介在検出素子１０及び中間部４０ａは、第１介在シールド２１の対向領域内及び第２介在シールド３１の対向領域内に配置されていると言える。また、第２相Ｐ２は、図２に示すように、第１介在シールド２１、バスバ４０の中間部４０ａ、介在検出素子１０、第２介在シールド３１がこの順序で積層されている。つまり、第２相Ｐ２は、これらの構成要素がＺ方向に積層されている。

このように、電流センサ１００は、第１シールド２１，２２が相Ｐ１〜Ｐｎ毎に分断され、第２シールド３１，３２が相Ｐ１〜Ｐｎ毎に分断された構成をなしている。しかしながら、第１シールド２１，２２と第２シールド３１，３２のそれぞれは、樹脂等の磁気シールドとしての機能を有さない材料によって一体化されていてもよい。

第１シールド２１，２２は、Ｘ方向に並べて配置されている。同様に、第２シールド３１，３２は、Ｘ方向に並べて配置されている。なお、各相Ｐ１〜Ｐｎに対応するバスバ４０の中間部４０ａに関してもＸ方向に並べて配置されている。

第１シールド２１，２２は、例えば、中間部４０ａと対向する対向面（以下、第１対向面）がＸＹ平面と平行に設けられている。第１シールド２１，２２は、第１対向面が、ＸＹ平面と平行な同一の仮想平面上に設けられている。同様に、第２シールド３１，３２は、例えば、磁気検出素子１０，１１と対向する対向面（以下、第２対向面）がＸＹ平面と平行に設けられている。第２シールド３１，３２は、第２対向面が、ＸＹ平面と平行な同一の仮想平面上に設けられている。そして、第１対向面が設けられている仮想平面は、Ｚ方向における位置が、第２対向面が設けられている仮想平面と異なる。

なお、第１対向面は、第２シールド３１，３２と対向する側の面である。一方、第２対向面は、第１シールド２１，２２と対向する側の面である。また、第１シールド２１，２２と第２シールド３１，３２は、平行に配置されているため、平行平板シールドとも言える。

また、第１シールド２１，２２のそれぞれは、Ｘ方向における位置は異なるが、Ｙ方向及びＺ方向の位置が同じである。同様に、第２シールド３１，３２のそれぞれは、Ｘ方向における位置は異なるが、Ｙ方向及びＺ方向の位置が同じである。

このように構成された電流センサ１００は、ある相の検出対象であるバスバ４０に例えば１２００Ａなどの比較的大電流が流れ、この相の隣相で検出対象のバスバ４０に流れている被検出電流を検出する状況となりうる。なお、比較的大電流が流れるバスバ４０は、ノイズの発生源となりうる。このため、このバスバを検出対象としている相は、ノイズ相と言うことができる。一方、被検出電流を検出する相は、検出相と言うことができる。本変形例では、図２に示すように、第２相Ｐ２がノイズ相、第１相Ｐ１が検出相である状況を一例として採用する。

ノイズ相のバスバ４０から発生する磁界は、アンペアの右ねじの法則により、同心円状に発生する。この磁界は、各シールド２１，２２，３１，３２の内部に集中する。そして、各シールド２１，２２，３１，３２には、図２に示すように、実線矢印で示す方向に磁束が流れる、言い換えると磁力線が走る。

そして、磁界は、端相の最端部まで達する。この結果、電流センサ１００は、端相において、第１シールドと第２シールドとの間で磁界交換が起こる。具体的には、第１相Ｐ１では、第２端相シールド３２の最端部から、第１端相シールド２２への磁界交換が起こる。同様に、第ｎ相Ｐｎでは、第１端相シールド２２の最端部から、第２端相シールド３２への磁界交換が起こる。言い換えると、第１相Ｐ１では、第２端相シールド３２の最端部からの漏れ磁界が、第１端相シールド２２の最端部へと伝達される。同様に、第ｎ相Ｐｎでは、第１端相シールド２２の最端部からの漏れ磁界が、第２端相シールド３２の最端部へと伝達される。電流センサ１００は、この漏れ磁界を端相検出素子１１がセンシングしてしまうと、電流の検出誤差が生じる。

なお、バスバ４０に流れる電流の方向によっては、ここで採用した例とは反対方向となることもある。ここでの最端部とは、Ｘ方向の端部であり、端相シールド２２，３２における介在シールド２１，３１と向き合っていない側の端部である。

そこで、電流センサ１００は、電流の検出誤差が生じることを抑制するために第１端相シールド２２と第２端相シールド３２が設けられている。ここで、第１端相シールド２２と第２端相シールド３２に関して説明する。第１端相シールド２２と第２端相シールド３２は、同様の構成を有している。しかしながら、端相シールド２２，３２は、介在シールド２１，３１と構成が異なる。具体的には、端相シールド２２，３２は、磁気検出素子１１との位置関係やサイズが、介在シールド２１，３１と介在検出素子１０との位置関係や、介在シールド２１，３１のサイズと異なる。

第１端相シールド２２は、第１基部２２ａと第１延長部２２ｂとを含んでいる。同様に、第２端相シールド３２は、第２基部３２ａと第２延長部３２ｂとを含んでいる。両延長部２２ｂ，３２ｂは、端相シールド２２，３２における最端部からの漏れ磁界が、端相検出素子１１よりも、対向配置された相手側の端相シールド２２，３２へ達しやすくなるように、両端相シールド２２，３２間で磁界交換を行うための部位である。本実施形態では、第１相Ｐ１の第２延長部３２ｂから第１相Ｐ１の第１延長部２２ｂへと磁界が伝達され、第ｎ相Ｐｎの第１延長部２２ｂから第ｎ相Ｐｎの第２延長部３２ｂへと磁界が伝達される。両延長部２２ｂ，３２ｂは、磁界交換部に相当する。

第１端相シールド２２は、第１基部２２ａと第１延長部２２ｂとが一体的に設けられている。第１基部２２ａは、端相検出素子１１に対向する部位である。例えば、第１基部２２ａは、Ｘ方向の長さが、第１介在シールド２１と同様である。よって、第１端相シールド２２は、第１延長部２２ｂを含んでいる分、第１介在シールド２１よりもＸ方向の長さが長くなっている。

つまり、第１端相シールド２２は、磁界交換部として、Ｘ方向において、長さＸ２が長さＸ１よりも長い部位（第１延長部２２ｂ）を含んでいると言える。長さＸ２は、端相検出素子１１の対向部から漏れ磁界が発生している最端部までの長さである。一方、長さＸ１は、第１介在シールド３２１における介在検出素子１０の対向部から最端部側の端部までの長さである。

また、第１介在シールド２１は、第１介在シールド２１のＸ方向における中心に対向するように介在検出素子１０が配置されている。これに対して、第１端相シールド２２は、第１端相シールド２２のＸ方向における中心からずれた位置に対向するように端相検出素子１１が配置されている。具体的には、端相検出素子１１は、第１端相シールド２２における中心から、最端部とは反対側にずれた位置に対向配置されている。なお、第２端相シールド３２に関しても同様であるため、第１端相シールド２２の説明を参照して適用できる。

このように、電流センサ１００は、両端相シールド２２，３２が延長部２２ｂ，３２ｂを備えている。これによって、電流センサ１００は、両端相シールド２２，３２におけるＸ方向の最端部からの漏れ磁界が、端相検出素子１１よりも、対向配置された相手側の端相シールド２２，３２へ達しやすくなる。言い換えると、電流センサ１００は、両端相シールド２２，３２におけるＸ方向の最端部からの漏れ磁界が、両端相シールド２２，３２間の空間に入り込むことを抑制できる。このため、電流センサ１００は、漏れ磁界が端相検出素子１１に達することを抑制でき高精度に電流を検出できる。

なお、本実施形態では、第１端相シールド２２と第２端相シールド３２の両方に、延長部２２ｂ，３２ｂが設けられた電流センサ１００を採用した。しかしながら、本発明は、これに限定されず、第１端相シールド２２と第２端相シールド３２の少なくとも一方に設けられていれば採用できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。以下に、本発明のその他の形態として、第２実施形態〜第４実施形態に関して説明する。上記実施形態及び第２実施形態〜第４実施形態は、それぞれ単独で実施することも可能であるが、適宜組み合わせて実施することも可能である。本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

（第２実施形態）
図３を用いて、本実施形態の電流センサ１１０に関して説明する。図３は、図２に相当する断面図である。電流センサ１１０は、端相シールド２３，３３の構成が電流センサ１００と異なる。ここでは、主に、電流センサ１００との相違点に関して説明する。

第１端相シールド２３は、第１基部２３ａと第１突起部２３ｂとを含んでいる。第１突起部２３ｂは、第１端相シールド２３と第２端相シールド３３とで磁界交換を行う部位であり、磁界交換部に相当する。同様に、第２端相シールド３３は、第２基部３３ａと第２突起部３３ｂとを含んでいる。第２突起部３３ｂは、第２端相シールド３３と第１端相シールド２３とで磁界交換を行う部位であり、磁界交換部に相当する。第１端相シールド２３は、第１シールドに相当する。第２端相シールド３３は、第２シールドに相当する。

第１基部２３ａは、上記実施形態の第１基部２２ａと同様に、平板状で、端相検出素子１１に対向する部位である。第１突起部２３ｂは、第１基部２３ａの端部から、第２端相シールド３３側へ屈曲した部位である。ここでの第１基部２３ａの端部とは、第１介在シールド２１と向き合う側とは反対側の端部である。よって、第１端相シールド２３は、ＸＺ平面においてＬ字形状をなしている。なお、第２端相シールド３３に関しても同様であるため、第１端相シールド２３の説明を参照して適用できる。

このように、端相シールド２３，３３は、磁界交換部として、端相検出素子１１の対向部よりも、相手側の端相シールド２３，３３側へ屈曲した部位（突起部２３ｂ，３３ｂ）を備えている。このため、電流センサ１１０は、第１突起部２３ｂと第２突起部３３ｂとのＺ方向の間隔Ｚ２が、第１介在シールド２１と第２介在シールド３１とのＺ方向の間隔Ｚ１よりも短くなっている。なお、Ｚ方向の間隔Ｚ１は、第１介在シールド２１におけるバスバ４０との対向面の反対面と、第２介在シールド３１における介在検出素子１０との対向面の反対面との間隔である。

電流センサ１１０は、電流センサ１００と同様の効果を奏することができる。さらに、電流センサ１１０は、端相シールド２３，３３を屈曲されているため、電流センサ１００よりもＸ方向の体格を小型化できる。

（変形例１）
図４を用いて、第２実施形態における変形例１の電流センサ１２０に関して説明する。図４は、図２に相当する断面図である。電流センサ１２０は、端相シールド２４，３４の構成が電流センサ１１０と異なる。ここでは、主に、電流センサ１１０との相違点に関して説明する。

第１端相シールド２４は、第１端相シールド２３と異なり平板状である。一方、第２端相シールド３４は、第２基部３４ａと第２突起部３４ｂとを含んでいる。そして、第２端相シールド３４は、第２端相シールド３３と同様にＬ字形状を成している。第２突起部３４ｂは、第２端相シールド３４と第１端相シールド２４とで磁界交換を行う部位であり、磁界交換部に相当する。第１端相シールド２４は、第１シールドに相当する。第２端相シールド３４は、第２シールドに相当する。

電流センサ１２０は、電流センサ１１０と同様の効果を奏することができる。つまり、電流センサ１２０は、端相シールド２４，３４の少なくとも一方に磁界交換部に相当する部位を備えていれば、電流センサ１１０と同様の効果を奏することができる。

（変形例２）
図５を用いて、第２実施形態における変形例２の電流センサ１３０に関して説明する。図５は、図２に相当する断面図である。電流センサ１３０は、端相シールド２５，３５の構成が電流センサ１１０と異なる。ここでは、主に、電流センサ１１０との相違点に関して説明する。

第１端相シールド２５は、第１基部２５ａと第１屈曲部２５ｂとを含んでいる。第１屈曲部２５ｂは、第１端相シールド２５と第２端相シールド３５とで磁界交換を行う部位であり、磁界交換部に相当する。同様に、第２端相シールド３５は、第２基部３５ａと第２屈曲部３５ｂとを含んでいる。第２屈曲部３５ｂは、第２端相シールド３５と第１端相シールド２５とで磁界交換を行う部位であり、磁界交換部に相当する。第１端相シールド２５は、第１シールドに相当する。第２端相シールド３５は、第２シールドに相当する。

第１基部２５ａは、上記第１基部２２ａと同様に、平板状で、端相検出素子１１に対向する部位である。第１屈曲部２５ｂは、第１基部２５ａの端部から、第２端相シールド３５側へ屈曲した部位である。ここでの第１基部２５ａの端部とは、第１介在シールド２１と向き合う側とは反対側の端部である。

また、第１端相シールド２５は、第１端相シールド２３と異なり、第１屈曲部２５ｂが曲線状に屈曲している。つまり、第１端相シールド２５は、バスバ４０との対向面の一部、及びその反対面の一部が曲面となっている。第１端相シールド２５は、例えば、平板状のシールド板をプレス加工などによって湾曲させることで製造することができる。なお、第２端相シールド３５に関しても同様であるため、第１端相シールド２５の説明を参照して適用できる。

このように、端相シールド２５，３５は、磁界交換部として、端相検出素子１１の対向部よりも、相手側の端相シールド２５，３５側へ屈曲した部位（屈曲部２５ｂ，３５ｂ）を備えている。電流センサ１３０は、電流センサ１１０と同様の効果を奏することができる。

（第３実施形態）
図６、図７を用いて、第３実施形態の電流センサ１４０に関して説明する。電流センサ１４０は、シールドの構成、及び回路基板５０、ハウジング６０を備えている点が電流センサ１００と異なる。ここでは、主に、電流センサ１００との相違点に関して説明する。

電流センサ１４０は、図７に示すように、回路基板５０とハウジング６０を備えている。回路基板５０は、磁気検出素子１０、１１と電気的に接続されており、磁気検出素子１０，１１からのセンサ信号が入力される。詳述すると、回路基板５０は、回路素子や導電性の配線などが形成されており、磁気検出素子１０，１１が実装されている。そして、回路基板５０は、磁気検出素子１０，１１が配線の一部と電気的に接続されている。なお、回路基板５０における磁気検出素子１０，１１が実装された面は、実装面と言える。

さらに、回路基板５０は、積層方向に貫通穴が形成されている。この貫通穴は、後程説明する固定部材３７ａが挿入される穴である。そして、貫通穴は、回路基板５０における、後程説明する固定用穴部３７に対向する位置に設けられている。

ハウジング６０は、例えば樹脂などによって構成されており、第１シールドとバスバ４０とを一体的に保持している。ハウジング６０は、インサート成型や挿入などによって、第１シールドとバスバ４０を一体的に保持することができる。以下においては、第１シールドとバスバ４０とを一体的に保持したハウジング６０を構造体と称する。

また、ハウジング６０は、回路基板５０と対向する部位に、固定部材３７ａが固定される穴が設けられている。この穴は、固定用穴部３７に対向する位置に設けられている。また、この穴は、例えばおねじである固定部材３７ａに対応するめねじを採用できる。

第１シールドは、図７に示すように、第１介在シールド２１と第１端相シールド２２に加えて、第１介在シールド２１と第１端相シールド２２よりも厚みが薄い第１薄肉部２６を含んでいる。そして、第１シールドは、第１介在シールド２１と第１端相シールド２２とが第１薄肉部２６を介して一体的に構成されている。つまり、第１シールドは、相毎に第１薄肉部２６によって連結された構成を有している。なお、第１介在シールド２１と第１端相シールド２２は、第１薄肉部２６に対して、厚肉部を言うことができる。

このため、第１シールドは、磁気検出素子１０，１１側の表面に凹部が形成された形状を有している。また、第１シールドは、図７に示すように、凹部が形成された側の表面が、回路基板５０における実装面の反対面と対向して設けられている。なお、ここでの厚みは、積層方向における厚みである。

同様に、第２シールドは、第２介在シールド３１と第２端相シールド３２に加えて、第２介在シールド３１と第２端相シールド３２よりも厚みが薄い第２薄肉部３６を含んでいる。そして、第２シールドは、第２介在シールド３１と第２端相シールド３２とが第２薄肉部３６を介して一体的に構成されている。

さらに、第２端相シールド３２は、第２延長部３２ｂに、積層方向に貫通する固定用穴部３７が形成されている。第２端相シールド３２は、図６に示すように、例えば、四隅に固定用穴部３７が形成されている。この固定用穴部３７は、第２シールド、回路基板５０、ハウジング６０を一体的に固定するための固定部材３７ａが挿入される穴である。

電流センサ１４０は、構造体と回路基板５０と第２シールドとが、この順序で積層されている。そして、電流センサ１４０は、積層された、構造体と回路基板５０と第２シールドとが、固定部材３７ａによって固定されている。つまり、各相Ｐ１〜Ｐｎの構成要素は、回路基板５０とハウジング６０を介して一体的に構成されていると言える。このように一体的に構成された構造体は、センサ端子台と言うこともできる。

電流センサ１４０は、電流センサ１００と同様の効果を奏することができる。なお、電流センサ１４０は、回路基板５０、ハウジング６０、固定部材３７ａなどを含んでいなくても、電流センサ１００と同様の効果を奏することができる。

さらに、電流センサ１４０は、第２延長部３２ｂを備えているため、第２延長部３２ｂに固定用穴部３７を形成することができる。つまり、電流センサ１４０は、電流検出の高精度化のため構成を利用しつつ、回路基板５０やハウジング６０などと固定を行うことができる。このため、電流センサ１４０は、回路基板５０やハウジング６０などとの固定のためだけに体格が大型化する場合よりも好ましい。

なお、電流センサ１４０は、電流センサ１００などと同様に、端相シールド２２，３２と介在シールド２１，３１とが分断された構成であっても採用できる。この場合、第２介在シールド３１は、接着剤やねじ止めなどによって回路基板５０に固定することができる。さらに、電流センサ１４０は、電流センサ１１０などと同様に、端相シールド２２，３２が屈曲した形状であっても採用できる。

また、回路基板５０は、実装面の反対面に回路素子が設けられていてもよい。そして、電流センサ１４０は、第２シールドに形成された凹部に、反対面の回路素子が配置されるように組み付けることで、体格を小型化できる。つまり、電流センサ１４０は、反対面の回路素子を、第２シールドの対向領域外に配置する場合よりも、Ｘ方向とＹ方向の少なくとも一方の体格を小型化できる。

（第４実施形態）
図８を用いて、第４実施形態の電流センサ１５０に関して説明する。図８は、図２に相当する断面図である。電流センサ１５０は、第１シールドと第２シールドの構成が電流センサ１００と異なる。ここでは、主に、電流センサ１００との相違点に関して説明する。

電流センサ１５０は、磁気シールド部として、介在シールド２１，３１に加えて、第３シールド３８を含んでいる。第３シールド３８は、介在シールド２１，３１などと同様に、磁性材料によって構成されている。第３シールド３８は、主に、端相検出素子１１に対する外部からの磁界を遮蔽するものである。第３シールド３８は、第１基部３８ａと、第２基部３８ｂと、側壁部３８ｃとを含んでいる。

第１基部３８ａと第２基部３８ｂは、端相シールドに相当する。第１基部３８ａは、バスバ４０に対向配置されている。一方、第２基部３８ｂは、端相検出素子１１に対向配置されている。両基部３８ａ，３８ｂは、ＸＹ平面に平行な平板状の部位である。このように、第３シールド３８は、第１端相シールドに相当する第１基部３８ａと、第２端相シールドに相当する第２基部３８ｂとを含んでいると言える。

側壁部３８ｃは、磁界交換部に相当する。側壁部３８ｃは、両基部３８ａ，３８ｂ間で磁界交換を行うために、両基部３８ａ，３８ｂにおける配置方向の端部に連続的に設けられ、両基部３８ａ，３８ｂを一体物とする部位である。側壁部３８ｃは、ＹＺ平面に平行な平板状の部位である。

つまり、第３シールド３８は、第１基部３８ａと、第２基部３８ｂと、側壁部３８ｃとが一体物として構成されている。よって、第３シールド３８は、図８に示すように、ＸＺ平面においてコ字形状をなしている。

なお、第１介在シールド２１と第１基部３８ａは、第１シールドに相当する。第２介在シールド３１と第２基部３８ｂは、第２シールドに相当する。また、第３シールド３８は、第１端相シールド２２と第２端相シールド３２とが側壁部３８ｃで一体化された構成とも言える。

このように、電流センサ１５０は、両基部３８ａ，３８ｂにおける配置方向の端部に連続的に設けられ、両基部３８ａ，３８ｂを一体物とする側壁部３８ｃを備えている。これによって、電流センサ１５０は、両基部３８ａ，３８ｂにおける配置方向の端部から漏れ磁界が発生することを低減できる。このため、電流センサ１５０は、漏れ磁界が端相検出素子１１に達することを抑制でき高精度に電流を検出できる。

１０…介在検出素子、１１…端相検出素子、２１…第１介在シールド、２２，２３，２４，２５…第１端相シールド、２２ａ…第１基部、２２ｂ…第１延長部、２３ａ…第１基部、２３ｂ…第１突起部、２５ａ…第１基部、２５ｂ…第１屈曲部、２６…第１薄肉部、３１…第２介在シールド、３２，３３，３４，３５…第２端相シールド、３２ａ…第２基部、３２ｂ…第２延長部、３３ａ…第２基部、３３ｂ…第２突起部、３４ａ…第２基部、３４ｂ…第２突起部、３５ａ…第２基部、３５ｂ…第２屈曲部、３６…第２薄肉部、３７…固定用穴部、３７ａ…固定部材、３８…第３シールド、３８ａ…第１基部、３８ｂ…第２基部、３８ｃ…側壁部、４０…バスバ、４０ａ…中間部、５０…回路基板、６０…ハウジング、１００〜１５０…電流センサ、Ｐ１…第１相、Ｐ２…第２相、Ｐｎ-１…第ｎ-１相、Ｐｎ…第ｎ相

Claims (5)

1. 複数の電流経路（４０）のそれぞれに流れる電流を個別に検出する電流センサであって、
   一つの前記電流経路に対向配置され、前記電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する磁気検出素子（１０，１１）と、
   前記磁気検出素子に対する外部からの磁界を遮蔽するものであり、前記電流経路と前記磁気検出素子とを挟み込みつつ、対向配置された一対の第１シールド（２１〜２５）と第２シールド（３１〜３５）を含む磁気シールド部と、を有する相を複数の前記電流経路のそれぞれに対応して備えており、
   各相は、前記第１シールド、前記電流経路、前記磁気検出素子、前記第２シールドがこの順序で積層され、且つ、積層方向に直交する方向に配置されており、
   配置方向の両端の相である端相における前記第１シールドと前記第２シールドとを端相シールド（２２〜２５，３２〜３５）、前記端相における前記磁気検出素子を端相検出素子（１１）とし、
   両端相シールドの少なくとも一方は、前記両端相シールドにおける前記配置方向の最端部からの漏れ磁界が、前記端相検出素子よりも、対向配置された相手側の前記端相シールドへ達しやすくなるように、前記両端相シールド間で磁界交換を行うための磁界交換部（２２ｂ，２３ｂ，２５ｂ、３２ｂ〜３５ｂ）を備え、
   少なくとも三つの前記電流経路（４０）のそれぞれに流れる電流を個別に検出する電流センサであって、
   前記端相シールド（２２，３２）で挟まれた前記第１シールドと前記第２シールドとを介在シールド（２１，３１）、前記介在シールドで挟まれた前記磁気検出素子を介在検出素子（１０）とし、
   前記端相シールドは、前記磁界交換部（２２ｂ，３２ｂ）として、前記配置方向において、前記端相検出素子の対向部から前記漏れ磁界が発生している前記最端部までの長さが、前記介在シールドにおける前記介在検出素子の対向部から前記最端部側の端部までの長さよりも長い部位を備えている電流センサ。
2. 前記第１シールドと前記第２シールドのそれぞれは、前記相毎に分断された構成を有している請求項１に記載の電流センサ。
3. 複数の電流経路（４０）のそれぞれに流れる電流を個別に検出する電流センサであって、
   一つの前記電流経路に対向配置され、前記電流経路から発生する磁界を検知して電気信号に変換する磁気検出素子（１０，１１）と、
   前記磁気検出素子に対する外部からの磁界を遮蔽するものであり、前記電流経路と前記磁気検出素子とを挟み込みつつ、対向配置された一対の第１シールド（２１〜２５）と第２シールド（３１〜３５）を含む磁気シールド部と、を有する相を複数の前記電流経路のそれぞれに対応して備えており、
   各相は、前記第１シールド、前記電流経路、前記磁気検出素子、前記第２シールドがこの順序で積層され、且つ、積層方向に直交する方向に配置されており、
   配置方向の両端の相である端相における前記第１シールドと前記第２シールドとを端相シールド（２２〜２５，３２〜３５）、前記端相における前記磁気検出素子を端相検出素子（１１）とし、
   両端相シールドの少なくとも一方は、前記両端相シールドにおける前記配置方向の最端部からの漏れ磁界が、前記端相検出素子よりも、対向配置された相手側の前記端相シールドへ達しやすくなるように、前記両端相シールド間で磁界交換を行うための磁界交換部（２２ｂ，２３ｂ，２５ｂ、３２ｂ〜３５ｂ）を備え、
   前記第１シールドと前記第２シールドのそれぞれは、両シールドよりも積層方向の厚みが薄い薄肉部（２６，３６）によって、前記相毎に連結された構成を有している電流センサ。
4. 少なくとも三つの前記電流経路（４０）のそれぞれに流れる電流を個別に検出する電流センサであって、
   前記端相シールド（２２，３２）で挟まれた前記第１シールドと前記第２シールドとを介在シールド（２１，３１）、前記介在シールドで挟まれた前記磁気検出素子を介在検出素子（１０）とし、
   前記端相シールドは、前記磁界交換部（２２ｂ，３２ｂ）として、前記配置方向において、前記端相検出素子の対向部から前記漏れ磁界が発生している前記最端部までの長さが、前記介在シールドにおける前記介在検出素子の対向部から前記最端部側の端部までの長さよりも長い部位を備えている請求項３記載の電流センサ。
5. 前記端相シールドは、前記磁界交換部（２３ｂ，２５ｂ、３３ｂ〜３５ｂ）として、前記端相検出素子の対向部よりも、相手側の前記端相シールド側へ屈曲した部位を備えている請求項３に記載の電流センサ。

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