WO2015194370A1

WO2015194370A1 - 電流検出装置

Info

Publication number: WO2015194370A1
Application number: PCT/JP2015/065966
Authority: WO
Inventors: 信章五来; 加藤　剛; 吉之秋山
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: JP6362691B2; JPWO2015194370A1; US20170131329A1; EP3159706A4; EP3159706A1; CN106461706A; CN106461706B; US10048294B2

Abstract

　本発明の目的は、外乱磁束の影響を受け難く、検出可能な最大電流の低下を招き難い電流検出装置を提供することにある。　導体１２１の一方の側方を覆う側壁部１１１ａとこの側壁部１１１ａから他方の側方側に向けて突出する突出部１１１ｂとを有する第１の磁気シールド部材１１１と、導体１２１の他方の側方を覆う側壁部１１２ａとこの側壁部１１２ａから前記一方の側方側に向けて突出する突出部１１２ｂとを有する第２の磁気シールド部材１１２とを備え、第１の磁気シールド部材１１１の突出部１１１ｂと第２の磁気シールド部材１１２の突出部１１２ｂとは突出部１１１ｂ，１１２ｂの突き出し方向においてオーバラップしつつ隙間１３１を形成する。

Description

電流検出装置

　本発明は、導体に流れる電流を非接触で測定可能な電流検出装置に関し、特にHEV（ハ
イブリッド自動車）やEV（電気自動車）等の電力変換装置で大電流検出用として用いられるのに好適な電流検出装置に関する。

　従来、磁気コアを排したコアレス型の電流検出装置において、Ｕ字型磁気シールドを利用した電流検出装置が知られている。電流検出装置の小型化を図るためには、磁気シールドの横断面寸法を小さする必要がある。しかし、磁気シールドの横断面寸法を小さするのに伴って、磁気シールドの飽和磁束が低下する。磁気シールドは、磁気コアと同様に、集磁機能を有する。ホール素子が磁束を検出する場合、磁気シールドの飽和磁束の低下は、検出可能な最大電流の低下につながる。このため、従来の磁気シールドでは電流検出装置の小型化と大電流の測定に対応を両立することが難しい。そこで、特開２０１３－１９５３８１号公報（特許文献1）に記載されたシールド構造がある。

　特許文献1の電流検出装置において、磁気シールドは複数のシールド材によって構成さ
れている。導体は上下に短く左右に長い矩形状横断面を有し、磁気シールドは導体の２つの短辺側に配設される２つの短辺側側壁部（側壁部）と、導体の長辺側に配設される1つ
の長辺側側壁部（底壁部）とを有する。磁気シールドは、長辺側側壁部に隙間、切れ込み又は貫通孔等の断面縮小部を有することで、磁気シールドの外面側へ漏れ出る磁束を増大させ、磁気シールドを通す磁束を減少させる。これにより、磁気シールドの飽和磁束の減少を抑制しつつ、検出可能な最大電流を増大させている。

特開２０１３－１９５３８１号公報

　しかしながら、長辺側側壁部に隙間又は貫通孔（以下、シールド開口部という）を設ける構造では、外部からの外乱磁束がシールド開口部から磁気シールドの内側に進入するため、電流センサの信頼性を低下させる恐れがある。また、断面縮小部を設けた磁気シールドでは、磁気シールド内部で断面積が変化する部分に磁束が集まることで、高磁束密度となる部分が発生し、これにより磁気シールド内部の飽和磁束が低下し、検出可能な最大電流が低下する課題がある。

　本発明の目的は、外乱磁束の影響を受け難く、検出可能な最大電流の低下を招き難い電流検出装置を提供することにある。

　上記目的を達成するために、本発明の電流検出装置は、導体の一方の側方を覆う側壁部とこの側壁部から他方の側方側に向けて突き出した突出部とを有する第１の磁気シールド部材と、導体の他方の側方を覆う側壁部とこの側壁部から前記一方の側方側に向けて突き出した突出部とを有する第２の磁気シールド部材とを備え、第１の磁気シールド部材の突出部と第２の磁気シールド部材の突出部とは突出部の突き出し方向においてオーバラップしつつ隙間を形成する。

　第１の磁気シールド部材の底部と第２の磁気シールド部材の底部とがこれらの延設方向においてオーバラップしつつ隙間を形成することにより、磁気シールド底部からの外乱磁束の侵入を抑制することができ、外乱磁束による電流検出装置の信頼性の低下を防ぐことができる。また、隙間が設けられていることにより、磁気シールド外へ磁束を逃がすことで、検出可能な最大電流を増大することができる。

　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る電流検出装置の構成図である。本発明に係る電流検出装置の上面図である。本発明に係る電流検出装置の斜視図である。ホール素子の配置を変更した例を示す構成図である。第一の磁気シールド部材及び第二の磁気シールド部材を同じ形状にした変更例を示す構成図である。本発明に係る電流検出装置を電力変換装置に搭載した構成を示す図である。本発明に係る電流検出装置で構成した三相電流検出装置を示す模式図である。本発明に係る三相電流検出装置の正面図である。ＨＥＶやＥＶ等に用いる電力変換装置に本発明に係る三相電流検出装置を適用した例を示す上面図である。３つの電流検出装置を縦配置にした構成を示す図である。電流検出装置の底部と対向する位置に外乱を発生する導体が配置された状態を示す図である。第一の磁気シールド部材と第二の磁気シールド部材との間の隙間の構成を変えた変更例を示す図である。本発明に係る電流検出装置を用いた場合と、Ｕ字型磁気シールドの電流検出装置を用いた場合とについて、電流値に対する出力電圧の特性（解析結果）を示す図である。Ｕ字型シールドで構成した電流検出装置の構成を示す図である。本発明に係るオーバラップ構造の説明図である。

　以下、本発明に係る実施例を、図面を用いて説明する。なお、各図において、同一の構造である部分については、同一の符号を付け、説明を省略する。

　図１乃至図３を用いて、本実施例に係る電流検出装置の構成について説明する。図１は
、本実施例に係る電流検出装置の構成図である。図２は、本実施例に係る電流検出装置の上面図である。図３は、本実施例に係る電流検出装置の斜視図である。なお、図１は図３のＩ－Ｉ’断面に相当する。以下の説明において、上下方向は図１に基づいて定義され、電流検出装置の実装状態における上下方向とは関係がない。

　電流検出装置１００は、磁性体であるＬ字型の第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部１１２と、電流センサとして設けられるホール素子１１３と、導体１２１とを備えている。第一の磁気シールド部材１１１、第二の磁気シールド部１１２及びホール素子１１３は、プリント基板（基板部材）１１５に固定されている。プリント基板１１５は絶縁材料で構成され、非磁性である。また、第一の磁気シールド部材１１１、第二の磁気シールド部１１２、導体１２１及びホール素子１１３は、プリント基板１１５とともに樹脂１１６で被覆されている。本実施例では、ホール素子１１３を樹脂１１６に埋設しているが、後述する図７に示すような基板レスの構成にして、ホール素子１１３を樹脂１１６の外側に配置してもよい。

　ホール素子１１３は、複数の端子１１３ａがプリント基板１１５に固定されることにより、プリント基板１１５に固定される。また、複数の端子１１３ａは樹脂から露出する端子１１７に電気的に接続されている。ホール素子１１３の複数の端子１１３ａを樹脂１１６から露出させ、端子１１７の代用としてもよい。

　電流検出対象の導体１２１は上下に短く左右に長い矩形状横断面を有し、第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２で構成された磁気シールド１１１及び１１２の内面側空間を貫通して配設される。電流は導体１２１の長手方向（延設方向）に沿って流れる。

　第一の磁気シールド部材１１１と第二の磁気シールド部材１１２とが導体１２１を挟んで対向するように配置されている。第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２は磁性材料から成る。第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２はそれぞれＬ字型である。第一の磁気シールド部材１１１は、導体１２１の側方を覆う側壁部１１１ａと、側壁部１１１ａの下端部から第二の磁気シールド部材１１２側に向けて、側壁部１１１ａを横切る方向に延設された底部１１１ｂとを有する。第二の磁気シールド部材１１２は、導体１２１の側方を覆う側壁部１１２ａと、側壁部１１２ａの下端部から第一の磁気シールド部材１１１側に向けて、側壁部１１２ａを横切る方向に延設された底部１１２ｂとを有する。

　第一の磁気シールド部材１１１の底部１１１ｂと第二の磁気シールド部材１１２の底部１１２ｂとは、導体１２１の下側に上下方向の隙間１３１を形成するように、上下方向にオフセットして配置される。また、第一の磁気シールド部材１１１の底部１１１ｂと第二の磁気シールド部材１１２の底部１１２ｂとはその延設方向にオーバラップするようにして配置されている。

　なお、直線１４１はプリント基板１１５の基板面（第一の磁気シールド部材１１１、第二の磁気シールド部材１１２及びホール素子１１３の取付面）に垂直な線分であり、側壁部１１１ａ及び側壁部１１２ａから等距離にある。また、図１は断面図であり、図１の奥行き方向を考慮する場合、直線１４１は図１の奥行き方向に広がる平面と考えればよい。側壁部１１１ａ及び側壁部１１２ａはこの平面に平行な平面（以下、側壁面と言う）を有している。

　本実施例では、導体１２１の一方の側方に第一の磁気シールド部材１１１が配置され、導体１２１の他方の側方に第二の磁気シールド部材１１２が配置されている。第一の磁気シールド部材１１１の側壁部１１１ａと第二の磁気シールド部材１１２の側壁部１１２ａとが導体１２１を挟んで対向している。第一の磁気シールド部材１１１の底部１１１ｂ及び第二の磁気シールド部材１１２の底部１１２ｂは導体１２１の下方を覆っている。

　第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２は、導体１２１の周辺に右ねじの法則に従って発生する磁束を集め、第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２の中に磁束線を形成する。この磁束線は、隙間１３１の部分では、第一の磁気シールド部材１１１又は第二の磁気シールド部材１１２のいずれか一方の磁気シールド部材から漏れ出て、他方の磁気シールド部材に移る。

　電流センサであるホール素子１１３は、導体１２１と隙間１３１とを結ぶ直線１４１上に配置され、プリント基板１１５に固定されている。プリント基板１１５側において第一の磁気シールド１１１と第二の磁気シールド部材１１２との間に延在する磁束線の主要部は、ほぼプリント基板１１５に沿って延在する。このため、ホール素子１１３には延在する磁束の多くが通過する。この結果、ホール素子１１３は、磁気シールド１１１及び１１２の集磁機能により、導体１２１に電流が流れることにより発生する微小な磁束も検知でき、磁気検出感度が高まる。ホール素子１１３は、所定の電流を印加することで、磁束密度に比例した電圧を出力する。

　本実施例では、プリント基板１１５を用いた構成としているが、プリント基板１１５を用いない基板レスの構成にすることもできる。基板レスの構成では、第一の磁気シールド１１１と第二の磁気シールド部材１１２と導体１２１とホール素子１１３とを樹脂モールド１１６により固定する。樹脂モールド１１６により、各構造体を容易に所定の位置に固定することができる。

　第一の磁気シールド１１１と第二の磁気シールド部材１１２との間に延在する磁束線の磁束密度は、磁気シールド１１１及び１１２内部における磁束密度が磁気シールドの飽和磁束密度以下である時は、導体１２１の電流値にほぼ線形で比例する。一方、導体１２１の電流値が増大し、磁気シールド１１１及び１１２内部における磁束密度が磁気シールドの飽和磁束密度に到達すると、第一の磁気シールド１１１と第二の磁気シールド部材１１２との間に延在する磁束線の磁束密度と導体１２１の電流値との間に存在した線形の比例関係が失われる。このため、ホール素子１１３により導体１２１の電流値を正確に測定することが不可能になる。したがって、ホール素子１１３で測定可能な導体１２１の電流値は、磁気シールド１１１及び１１２における飽和磁束密度の大きさにより決定される。　
本実施例によれば、第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２により構成される底部（底部１１１ｂ及び底部１１２ｂ）に、隙間１３１が形成される。隙間１３１は、磁気シールド底部に形成される磁路を分断し、磁気シールド内部における磁束密度を適度に低下させる。また、隙間１３１には、磁気シールド間に延在する磁束線の磁束密度も低下させる機能がある。

　本実施例における電流検出装置１００は、磁気シールド１１１及び１１２の上方に、磁路となる他の磁気シールドが存在しないので、電流検出装置１００内に存在する磁束線は
、磁気シールド１１１及び１１２間をシールド側面に対してほぼ垂直に延在して、ホール素子１１３を貫通する。この結果、ホール素子１１３は導体１２１の電流に対して、ほぼ比例する磁束を感知し、この磁束に比例した電圧を出力する。

　本実施例における電流検出装置では、導体１２１が第一の磁気シールド部材１１１の底部近傍に有り、第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２により構成される内面空間を貫通している。図1では、第一の磁気シールド部材１１１と導体１
２１との間に隙間が存在する。この隙間は、磁気シールド１１１及び１１２内部における磁気飽和が問題ないのであれば、小さくするか、或いは無くすことができる。すなわち、第一の磁気シールド部材１１１と導体１２１との間に絶縁体を配置し、導体１２１の底面に絶縁体を介して第一の磁気シールド部材１１１を固定しても良い。

　次に、図４を用いて、ホール素子１１３の配置を変更した例を説明する。図４は、ホール素子１１３の配置を変更した例を示す構成図である。なお、図４では、図１では記載したプリント基板１１５と樹脂１１６とを省略しているが、プリント基板１１５と樹脂１１６とは図１と同様に構成される。

　本変更例では、ホール素子１１３は、第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２で構成する磁気シールド１１１及び１１２の底部（底部１１１ｂ及び底部１１２ｂ）と導体１２１との間の空間に配置されている。このような配置にしてもよい
。

　次に、図５を用いて、第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２を同じ形状にした変更例を説明する。図５は、第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２を同じ形状にした変更例を示す構成図である。

　この変更例では、第一の磁気シールド部材１１１の側壁部１１１ａの長さと第二の磁気シールド部材１１２の側壁部１１２ａの長さとが等しい。そして、第一の磁気シールド部材１１１の側壁部１１１ａの上端面と第二の磁気シールド部材１１１の側壁部１１２ａの上端面とをずらして固定している。このような構成は、プリント基板１１５を使用せず、樹脂モールド１１６で第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２を固定する構造により、容易に実現できる。プリント基板１１５への取り付け部に段部を設ける等の工夫をすれば、プリント基板１１５を使用することも可能である。

　この変更例によれば、第一の磁気シールド部材１１１と第二の磁気シールド部材１１２とを同じ部材を利用して構成することができるので、生産性が向上する。

　次に、図６及び図７を用いて、電流検出装置１００の搭載例について説明する。図６は
、本実施例に係る電流検出装置１００を電力変換装置４１１に搭載した構成を示す図である。図７は、本実施例に係る電流検出装置１００で構成した三相電流検出装置を示す模式図である。図７に示す電流検出装置では、図１の電流検出装置と同一の構造である部分については、同一の符号を付けている。同一の構造である部分については説明を省略し、相違点のみ説明する。なお、以下の説明では、一相の電流検出装置及び二相の電流検出装置について説明する。隣接する電流検出装置同士における相互作用は、一相と二相との間だけでなく、二相と三相との間及び三相と一相との間にも同様に存在する。

　電力変換装置４１１は、マイコン４２１、ドライブ回路４２２、パワーモジュール４２３、コンデンサ４２４、電流検出装置４２５、導体４２６（１２１）及び端子４２７で構成される。電力変換装置４１１は、モータ４２８等を稼動させるために用いられる。

　電流検出装置４２５はパワーモジュール４２３と端子４２７との間のバスバを含む導体４２６上に配置される。電流検出装置４２５はパワーモジュール４２３から出力される電流値を測定し、マイコン４２１へ検出した電流値をフィードバックする。
　図７に示すように、この三相電流検出装置４２５では、左右方向に同様な電流検出装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを配置している。具体的には、図１に示す電流検出装置１００を３個（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）並べて、三相電流検出装置４２５を構成している。各電流検出装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃには、第一の磁気シールド部材１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃと、第二の磁気シールド部材１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃと、導体１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃと、ホール素子１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃとが設けられている。

　図１に示す電流検出装置１００では、側壁部１１１ａの長さと側壁部１１１ｂの長さとが異なっている。このため、電流検出装置１００を並べて使用する三相電流検出装置４２５は、一相の電流検出装置と隣り合う二相の第一の磁気シールド１１１Ｂの長さ（側壁部の長さ）と、二相の電流検出装置と隣り合う一相の第二の磁気シールド１１２Ａの長さ（
側壁部の長さ）とが異なる。

　そこで、一相の電流検出装置１００Ａと二相の電流検出装置１００Ｂとの間では、一相の電流検出装置１００Ａの長い側壁部１１２ａと二相の電流検出装置１００Ｂの短い側壁部１１１ａとが隣接するようにする。また、二相の電流検出装置１００Ｂと三相の電流検出装置１００Ｃとの間では、二相の電流検出装置１００Ｂの長い側壁部１１２ａと三相の電流検出装置１００Ｃの短い側壁部１１１ａとが隣接するようにする。

　このように、長い側壁部１１２ａと短い側壁部１１１ａとを各相間で同じような関係になるように配置することで、隣接する電流検出装置間の外乱影響を各相間で均一にすることができる。これにより、導体４２６（１２１）から発生する磁束に対する電流検出装置の感知度を均一にでき、制御上有利である。

　もちろん、他相に外乱影響を及ぼさない距離に電流検出装置１００同士が離れて配置される場合は、長い側壁部１１２ａと短い側壁部１１１ａとの並び順を気にすることなく、電流検出装置１００を配置しても良い。

　なお、三相電流検出装置を構成する電流検出装置１００として、図１に示す構成のものの他、上述した各種の変更例を採用することができる。

　次に、図８を用いて、三相電流検出装置４２５の具体的な構成例を説明する。図８は、本構成例に係る三相電流検出装置４２５の正面図である。

　各電流検出装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃでは、あらかじめ樹脂モールド１１６により、第一の磁気シールド部材１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ、第二の磁気シールド部材１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ及び導体１２１が固定されている。ホール素子１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃは樹脂モールド１１６の外側に配置することで、組立てが容易になる
。ホール素子１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃを第一の磁気シールド部材１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ、第二の磁気シールド部材１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ、導体１２１及び樹脂モールド１１６からなる組体に後付けとすることで、調整後にホール素子の不具合・損傷等が生じた場合、導体４２６を含めた電流検出装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを破棄することなく、ホール素子１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃのみの付け替えが可能である。これにより、製造上のコストを削減することができ、有利である。

　もちろん、ホール素子１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃを含めた三相電流検出装置４２６を構成する全ての部品を、樹脂モールド１１６により一体化しても良い。

　なお、図８の構成を図１や図５の電流検出装置１００に適用し、第一の磁気シールド部材１１１、第二の磁気シールド部材１１２及び導体１２１を樹脂モールド１１６で固定し
、ホール素子１１３を樹脂モールド１１６の外側に配置してもよい。

　次に、図９を用いて、本発明に係る三相電流検出装置をＨＥＶ（ハイブリッド自動車）やＥＶ（電気自動車）等に用いる車載用電力変換装置に適用した例を説明する。図９は、ＨＥＶやＥＶ等に用いる電力変換装置に本発明に係る三相電流検出装置を適用した例を示す上面図である。

　三相電流検出装置４２５は、例えばＨＥＶやＥＶ等に用いる電力変換装置のＵ相、Ｖ相
、Ｗ相の各相の電流を個別に測定するために用いられる。Ｕ相には電流検出装置１００Ａが設けられる。Ｖ相には電流検出装置１００Ｂが設けられる。Ｗ相には電流検出装置１００Ｃが設けられる。各導体１２１には導体１２１の長手方向に向かって電流が流れる。導体１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃには長手方向端部にボルト孔１６１Ａ，１６１Ｂ，１６１Ｃが設けられ、取り付けボルトを用いて、出力端子４２７（図６参照）に固定される。一方の長手方向端部はパワーモジュール４２３（図６参照）の出力端子と溶接されることで固定され、導体１２１，１２１Ｂ，１２１Ｃに各相電流の入力部（配線）が接続される
。

　各導体１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃはパワーモジュール４２３の出力端子で構成することもできる。この場合は、溶接による導体１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃの固定が不要となる。また、パワーモジュール４２３と三相電流検出装置４２５とが一体化される。或いは、導体１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃと第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２の一部とを樹脂モールド１１６から露出させることにより、パワーモジュール４２３の出力端子で構成された導体１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃに別体で構成された三相電流検出装置４２５の組付けが可能になる。この場合は、三相電流検出装置４２５は導体１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃを持たない構成になる。このような導体１２１を別体とする構成は、図１～図８で説明した構成にも適用可能である。

　唯一の隙間１３１（１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１Ｃ）は、概ね、導体１２１（１２１Ａ
，１２１Ｂ，１２１Ｃ）の断面中心を通る直線１４１（図１参照）上に形成される。したがって、隙間１３１から漏れる磁束は、電流検出装置１００（１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）の下側に向かって漏れ出るので、隣接する電流検出装置への進入を抑制できる。

　以下、電流検出装置１００について説明するが、三相電流検出装置４２５の電流検出装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃでも同様である。

　唯一の隙間１３１が形成されることで、第一の磁気シールド部材１１１と第二の磁気シールド部材１１２との間に生じる磁束線は、磁気シールド１１１及び１１２近傍を除いて
、磁気シールド１１１及び１１２間を基板に沿うよう延在する。このため、磁気シールド１１１及び１１２近傍を除いて、磁束線における磁束密度は、磁気シールド側面に対して垂直方向では変化量が小さくなる。上述した構成では、ホール素子１１３は、概ね、隙間１３１と導体１２１とを結ぶ直線１４１上に配置されている。しかし、上述した理由から
、ホール素子１１３は、直線１４１上（導体１２１の中心）に配置する必要がなく、直線１４１に対してずらした配置としても良い。本実施例は、ホール素子１１３の配置について限定するものではない。

　図１０は、電流検出装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを縦配置にした構成を示す図である。図７、図８及び図９では、電流検出装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃは、各磁気シールド部材の側壁部が対向するように、隣接して配置（横配置）されている。これに対して、図１０に示すように、各磁気シールド部材の底部が同じ方向を向くように配置（縦配置）されてもよい。

　図１１を用いて、外乱となる導体１７１が配置された場合について、説明する。図１１は、電流検出装置１００の底部と対向する位置に導体１７１が配置された状態を示す図である。電流検出装置１００は、第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２が電流検出装置１００の底部でオーバラップしている。これにより、電流検出装置１００より下側の空間に外乱となる導体１７１が配置されても、磁気シールド１１１及び１１２の底部から磁気シールド１１１及び１１２の内部に、外乱の直接の侵入を抑制することができる。

　図１２を用いて、隙間１３１の構成を変えた変更例を説明する。図１２は、隙間１３１の構成を変えた変更例を示す図である。

　上述した実施例では、底部１１１ｂの突出し長さと底部１１２ｂの突出し長さとは等しい。すなわち、例えば図1に示すように、隙間１３１は概ね直線１４１上に位置している
。しかし、図１２に示すように、底部１１１ｂの突出し長さと底部１１２ｂの突出し長さとが異なるようにしてもよい。この場合、隙間１３１は直線１４１（導体１２１の断面中心）に対して、偏奇して設けられる。なお、底部１１１ｂの突出し長さと底部１１２ｂの突出し長さとが異なる場合、内側（導体１２１或いはホール素子１１３側）に配置される底部１１１ｂの突出し長さを外側に配置される底部１１２ｂの突出し長さよりも長くすることが好ましい。これにより、隙間１３１から導体１２１或いはホール素子１１３を見通しにくい構造を実現することができる。

　次に、図１３を用いて、本実施例に係る電流計測装置を用いた場合に、計測可能な電流値が増大する効果について説明する。図１３は、本実施例（図１）に係る電流検出装置１００を用いた場合と、図１４に示す電流検出装置を用いた場合とについて、電流値に対する出力電圧の特性（解析結果）を示す図である。なお、図１４は、Ｕ字型シールドで構成した電流検出装置の構成を示す図である。

　本実施例に係る構成では、隙間１３１が存在することで、隙間１３１を介して磁束が第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２の外側に漏れ出ることにより、第一の磁気シールド部材１１１及び第二の磁気シールド部材１１２で囲む空間に存在する磁束線の磁束密度が低下する。この結果、導体１２１の電流値に対応するセンサ出力が小さくなり、計測可能な電流値が増大する。

　上述した実施例及び変更例では、導体１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃは横断面（長手方向に垂直な断面）が長辺と短辺とを有する矩形形状を成す。第一の磁気シールド部材１１１の側壁部１１１ａ及び第二の磁気シールド部材１１２の側壁部１１２ａは、導体１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃの短辺側に配設される短辺側側壁部を構成する
。第一の磁気シールド部材１１１の底部１１１ｂ及び第二の磁気シールド部材１１２の底部１１２ｂは、導体１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃの長辺側に配設される長辺側側壁部を構成する。

　また、第一の磁気シールド部材１１１の側壁部１１１ａ及び第二の磁気シールド部材１１２の側壁部１１２ａは、導体１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃの両側（両側方）に配置され、導体１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃを挟んで対向する両側方側壁部或いは対向側壁部を構成する。第一の磁気シールド部材１１１の底部１１１ｂ及び第二の磁気シールド部材１１２の底部１１２ｂは、導体１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃの片側（一側方）に配置される一側方側壁部を構成する。

　なお、一側方側壁部１１１ｂ，１１２ｂはそれぞれ一方の両側方側壁部１１１ａ，１１２ａから他方の両側方側壁部１１２ａ，１１１ａに向けて垂直に突出する突出部、或いは垂直に折れ曲がるように形成された曲り部を構成している。両側方側壁部１１２ａ，１１１ａと一側方側壁部１１１ｂ，１１２ｂとはそれぞれ平板状に形成されている。そして、両側方側壁部１１２ａと両側方側壁部１１１ａとは平行である。また一側方側壁部１１１ｂと一側方側壁部１１２ｂとは平行である。

　ここで、図１５を用いて、一側方側壁部（底部）１１１ｂと一側方側壁部（底部）１１２ｂとのオーバラップ構造について説明する。図１５は、オーバラップ構造の説明図である。なお、図１５では、ホール素子１１３及び導体１２１は省略している。

　一側方側壁部１１１ｂの先端部１１１ｂ－ｔと一側方側壁部１１２ｂの先端部１１２ｂ－ｔとの間には、両側方側壁部１１１ａ，１１２ａの延設方向（矢印Ｅ１で示す方向）に沿う隙間１３１が設けられると共に、０ｍｍ以上のオーバラップ量が設けられている。図１５は、オーバラップ量が０ｍｍの場合を示している。すなわち、一側方側壁部１１１ｂの先端面１１１ｂ－ｔＳと一側方側壁部１１２ｂの先端面１１２ｂ－ｔＳとが仮想平面Ｓ２上に位置している。

　仮想平面Ｓ２は仮想平面Ｓ１に平行な平面である。仮想平面Ｓ１は、両側方側壁部１１１ａと両側方側壁部１１２ａとから等距離Ｌに仮想される平面である。なお、仮想平面Ｓ１は図１の直線１４１を含む平面である。

　図１５では、一側方側壁部１１１ｂの先端面１１１ｂ－ｔＳと一側方側壁部１１２ｂの先端面１１２ｂ－ｔＳとを含む仮想平面Ｓ２が、仮想平面Ｓ１から距離ｌだけオフセットしているが、仮想平面Ｓ２は仮想平面Ｓ１と一致していてもよい。

　図１５ではオーバラップ量を０ｍｍとしているが、オーバラップ量は０ｍｍよりも大きい寸法にすることが好ましい。すなわち、一側方側壁部１１１ｂと一側方側壁部１１２ｂとを確実にオーバラップさせ、外乱磁束がホール素子１１３に到達しないようにすることが好ましい。

　一側方側壁部１１１ｂの先端面１１１ｂ－ｔＳと一側方側壁部１１２ｂの先端面１１２ｂ－ｔＳとが仮想平面Ｓ２上に配置されていると、一側方側壁部１１１ｂ，１１２ｂを仮想平面Ｓ１に垂直でかつ一側方側壁部１１１ｂ，１１２ｂに平行な仮想平面Ｓ３に投影した場合、一側方側壁部１１１ｂの先端部１１１ｂ－ｔと一側方側壁部１１２ｂの先端部１１２ｂ－ｔとは仮想平面Ｓ３上で一致し、一側方側壁部１１１ｂの先端部１１１ｂ－ｔと一側方側壁部１１２ｂの先端部１１２ｂ－ｔとの間に隙間が生じない。本実施例におけるオーバラップ構造は、仮想平面Ｓ３上に投影した場合に、先端部１１１ｂ－ｔと先端部１１２ｂ－ｔとの間に隙間が生じない構成を対象としており、オーバラップ量が０ｍｍの場合も含まれる。

　一側方側壁部（突出部）１１１ｂの先端部１１１ｂ－ｔと一側方側壁部（突出部）１１２ｂの先端部１１２ｂ－ｔとは、一側方側壁部１１１ｂ，１１２ｂの突き出し方向Ｅ２に垂直で且つ導体１２１の延設方向に垂直な方向に離間して隙間１３１が設けられている。すなわち、先端部１１１ｂ－ｔと先端部１１２ｂ－ｔとは、一側方側壁部１１１ｂ，１１２ｂの突き出し方向Ｅ２に垂直で且つ導体１２１の延設方向に垂直な方向にオフセットしている。また、先端部１１１ｂ－ｔと先端部１１２ｂ－ｔとは、一側方側壁部１１１ｂ，１１２ｂの突き出し方向Ｅ２にオーバラップしている。

　なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる
。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例又は変更例の構成の一部を他の実施例又は変更例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例又は変更例の構成に他の実施例又は変更例の構成を加えることも可能である。また、各実施例又は変更例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…電流検出装置、１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ
，１１１Ｃ…第一の磁気シールド部材、１１１ａ…第一の磁気シールド部材１１１の側壁部、１１１ｂ…第一の磁気シールド部材１１１の底部、１１１ｂ－ｔ…低部１１１ｂの先端部、１１１ｂ－ｔＳ…低部１１１ｂの先端面、１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ…第二の磁気シールド部、１１２ａ…第二の磁気シールド部材１１２の側壁部、１１２ｂ…第二の磁気シールド部材１１２の底部、１１２ｂ－ｔ…低部１１２ｂの先端部、１１２ｂ－ｔＳ…低部１１２ｂの先端面、１１３，１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃ…ホール素子
、１１３ａ…ホール素子１１３の端子、１１５…プリント基板（基板部材）、１１６…樹
脂（樹脂モールド）、１１７…プリント基板の端子、１２１，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２
１Ｃ…導体、１３１，１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１Ｃ…隙間、１６１Ａ，１６１Ｂ，１６１Ｃ…ボルト孔、１７１…外乱となる導体、４１１…電力変換装置、４２１…マイコン、４２２…ドライブ回路、４２３…パワーモジュール、４２４…コンデンサ、４２５…電流検出装置、４２６…導体、４２７…端子、４２８…モータ。

Claims

　電流センサと、前記電流センサの周囲に配置され内側に導体が配設される領域を有する磁気シールドとを備えた電流検出装置において、
　前記磁気シールドは、導体を挟んで配置される第一の磁気シールド部材と第二の磁気シールド部材とを備え、
　前記第一の磁気シールド部材は、導体を挟んで前記第二の磁気シールド部材と対向する対向側壁部と、前記対向側壁部から前記第二の磁気シールド部材側に向けて突き出す突出部とを備え、
　前記第二の磁気シールド部材は、導体を挟んで前記第一の磁気シールド部材と対向する対向側壁部と、前記対向側壁部から前記第一の磁気シールド部材側に向けて突き出す突出部とを備え、
　前記第一の磁気シールド部材の突出部の先端部と前記第二の磁気シールド部材の突出部の先端部とは、突出部の突き出し方向に垂直で且つ導体の延設方向に垂直な方向に離間して隙間が設けられると共に、突出部の突き出し方向にオーバラップしていることを特徴とする電流検出装置。
　請求項1に記載の電流検出装置において、
　前記前記第一の磁気シールド部材と前記第二の磁気シールド部材とで構成される磁気シールドの内側に導体を備えたことを特徴とする電流検出装置。
　請求項２に記載の電流検出装置において、
　前記電流センサは、前記第一の磁気シールド部材と前記第二の磁気シールド部材とのオーバラップ部に対し、前記導体を挟んだ反対側に配置されることを特徴とする電流検出装置。
　請求項２に記載の電流検出装置において、
　前記導体は、前記第一の磁気シールド部材と前記第二の磁気シールド部材とのオーバラップ部に対し、前記電流センサを挟んだ反対側に配置されることを特徴とする電流検出装置。
　請求項３に記載の電流検出装置において、
　前記第一の磁気シールド部材の突出部は、前記第二の磁気シールド部材の突出部よりも前記導体に近接して配置され、
　前記第一の磁気シールド部材の突出部の突き出し長さが、前記第二の磁気シールド部材の突出部の突き出し長さよりも長いことを特徴とする電流検出装置。
　車載用電力変換装置において、
　モータに接続される端子とパワーモジュールとの間に、請求項１に記載の電流検出装置を備えたことを特徴とする車載用電力変換装置。