电流传感器的制作方法

文档序号:13392623阅读:185来源:国知局

本发明涉及电流传感器。



背景技术:

以往,如专利文献1所示,存在一种电流传感器,其具备彼此相邻的多个汇流条(即,电流路径)、包围各个汇流条的多个c字型的磁性体、和配置在各磁性体内对由汇流条的电流产生的磁场进行检测的感磁元件(即,磁传感器)。包围汇流条的磁性体如专利文献2所示可以为u字型。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:jp特开2014-006116号公报

专利文献2:jp特开2015-172531号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

但是,在专利文献1的电流传感器中,在各磁传感器附近,会通过并非测量对象的电流路径的其他相邻的电流路径(也被称为相邻电流路径),产生灵敏度方向的磁场。结果,存在不能准确地检测测量对象的电流路径所产生的磁场这样的缺点。

本发明鉴于该情况而作,其目的在于提供一种电流传感器,该电流传感器通过使并非测量对象的相邻电流路径的电流所产生的磁场变得难以被磁传感器检测到,从而能够提高测量对象的电流检测精度。

用于解决课题的手段

本发明是一种电流传感器,具备:电流路径,其在第1方向上流动电流;相邻电流路径,其与电流路径相邻配置;第1磁传感器,其对电流路径中流动的电流所产生的磁场进行检测;和第1磁轭,其在与第1方向垂直的第1虚拟平面中具有部分地包围电流路径的周围的剖面形状,第1磁轭具有由彼此平行的2个端面划定的间隙,在2个端面中分别距电流路径最远的2个端缘位于与2个端面垂直的共同的第2虚拟平面上,第1磁传感器配置于间隙,具有与第2虚拟平面平行的灵敏度方向,相邻电流路径配置在第2虚拟平面上。

根据该构成,与第1方向平行并且彼此平行的2个端面对设置于包围电流路径的第1磁轭的间隙进行了划定。此外,在该2个端面中分别距电流路径最远的2个端缘与相邻电流路径一起,位于与2个端面垂直的共同的第2虚拟平面上。在相邻电流路径中流动电流的情况下,在相邻电流路径的周围,在第1虚拟平面中产生环状的磁感应线。由于相邻电流路径位于第2虚拟平面上,因此该磁感应线相对于第2虚拟平面容易以接近于垂直的角度交叉。即,在2个端缘之间,该磁感应线相对于第2虚拟平面容易以接近于垂直的角度进入。由此,在配置于间隙的第1磁传感器中,相邻电流路径的电流所产生的感应磁场相对于第2虚拟平面接近于垂直。结果,在第1磁传感器中,相邻电流路径的电流所产生的感应磁场的灵敏度方向的成分变小。因此,相邻电流路径的电流所产生的感应磁场在第1磁传感器中难以被检测到,电流检测精度得到提高。

优选在本发明的电流传感器中,所述第1磁传感器在所述第1虚拟平面中配置于距所述2个端面的距离相等的所述间隙的中间。

优选在本发明的电流传感器中,在相邻电流路径中,与第1方向平行地流动电流。

优选在本发明的电流传感器中,相邻电流路径在第1虚拟平面中具有线对称的剖面形状,该剖面形状的对称轴包含在第2虚拟平面中。

根据该构成,由于相邻电流路径在第1虚拟平面中具有线对称的剖面形状,因而在相邻电流路径中流动的电流所产生的第1虚拟平面上的磁场的方向,在其剖面形状的对称轴上,相对于对称轴大致垂直。此外,由于对称轴包含在第2虚拟平面中,因而在相邻电流路径中流动的电流所产生的磁场的方向,相对于第2虚拟平面大致垂直。由此,通过在相邻电流路径中流动的电流而在间隙产生的感应磁场与第1磁传感器的灵敏度方向大致正交。因此,相邻电流路径的电流所产生的感应磁场在第1磁传感器中难以被检测到。

优选在本发明的电流传感器中,第1磁轭的剖面形状为在间隙处中断的环状。

优选在本发明的电流传感器中,第1磁轭包含隔着电流路径彼此平行地延伸的板状的2个臂部、和将2个臂部的一端彼此连结的连结部,2个臂部各自在与电流路径对置的一侧形成端面,连结部在与电流路径对置的一侧形成与端面垂直的底面。

优选在本发明的电流传感器中,电流路径在第1虚拟平面中具有向与间隙的端面垂直的第2方向扁平地延伸的剖面形状,电流路径的剖面形状的第2方向上的中心的位置与第1磁传感器的第2方向上的位置相偏离。

根据该构成,由于具有向第2方向扁平地延伸的剖面形状的电流路径的第2方向上的中心的位置与第1磁传感器的第2方向上的位置相偏离,因此与它们在第2方向上的位置一致的情况相比,趋肤效应的影响得到抑制,频率特性得到提高。

优选为,本发明的电流传感器具备:对相邻电流路径中流动的电流所产生的磁场进行检测的第2磁传感器;和具有部分地包围相邻电流路径的周围的剖面形状的第2磁轭,第2磁轭具有由彼此平行的2个端面划定的间隙,第2磁轭的2个端面中分别距第2电流路径最远的2个端缘位于第2虚拟平面上,第2磁传感器配置于间隙,具有与第2虚拟平面平行的灵敏度方向,第2磁传感器以及第2磁轭相对于第1磁传感器以及第1磁传感器,第1方向的位置发生偏离,在与第2磁传感器以及第2磁轭相邻的位置,电流路径以及相邻电流路径弯曲,以使得电流路径配置在第2虚拟平面上。

根据该构成,在第2磁传感器中,电流路径的电流所产生的感应磁场难以被检测到,电流检测精度得到提高。此外,由于第2磁传感器以及第2磁轭相对于第1磁传感器以及第1磁轭而言第1方向的位置发生偏离,因此容易使电流路径和相邻电流路径靠近配置。

发明效果

根据本发明,通过使并非测量对象的相邻电流路径的电流所产生的磁场变得难以被磁传感器检测到,从而能够提高测量对象的电流检测精度。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的电流传感器的部分立体图。

图2是图1所示的电流传感器的部分侧视图。

图3是沿图2的3-3线的电流传感器的剖面图。

图4是表示由图1所示的第2电流路径中流动的电流产生的磁感应线的图。

图5是表示针对第1实施方式的比较例的第2电流路径中流动的电流所产生的磁感应线的图。

图6是表示第1实施方式的第1探测部的变形例的部分剖面图。

图7是本发明的第2实施方式的电流传感器的部分立体图。

图8是图7所示的电流传感器的部分侧视图。

图9是沿图8的9-9线的电流传感器的剖面图。

图10是表示由图7所示的第2电流路径中流动的电流产生的磁感应线的图。

图11是表示针对第2实施方式的比较例的第2电流路径中流动的电流所产生的磁感应线的图。

图12是表示相邻电流路径的位置与来自相邻电流路径的影响的关系的曲线图。

图13是第3实施方式的电流传感器的立体图。

符号说明

100...电流传感器、101...第1检测部

102...第1电流路径、103...第1磁轭、104...第1磁传感器

115-1...第1端面、115-2...第2端面

116-1...第1端缘、116-2...第2端缘、117...间隙

151...第2检测部

152...第2电流路径、153...第2磁轭、154...第2磁传感器

165-1...第1端面、165-2...第2端面

166-1...第1端缘、166-2...第2端缘、167...间隙

171...第1虚拟平面、172...第2虚拟平面、173...第1虚拟平面

182...相邻电流路径

190...第1检测部,191...第1电流路径

200...电流传感器,201...第1检测部

202...第1电流路径、203...第1磁轭、204...第1磁传感器

213-1...第1臂部、213-2...第2臂部、214...连结部

215-1...第1端面、215-2...第2端面、215-3...底面

217-1...第1端缘、217-2...第2端缘、219...间隙

251...第2检测部

252...第2电流路径、253...第2磁轭、254...第2磁传感器

263-1...第1臂部、263-2...第2臂部、264...连结部

265-1...第1端面、265-2...第2端面、265-3...底面

267-1...第1端缘、267-2...第2端缘、269...间隙

271...第1虚拟平面、272...第2虚拟平面、273...第1虚拟平面

282...相邻电流路径

具体实施方式

(第1实施方式)

以下,对本发明的第1实施方式所涉及的电流传感器进行说明。图1是第1实施方式的电流传感器100的立体图。图2是图1所示的电流传感器100的部分侧视图。图3是沿图2的3-3线的电流传感器100的剖面图(与yz平面平行)。

在本说明书中,规定彼此正交的x方向、y方向以及z方向。x方向不对彼此反向的x1方向和x2方向区分开来表示。y方向不对彼此反向的y1方向和y2方向区分开来表示。z方向不对彼此反向的z1方向和z2方向区分开来表示。这些方向是为了说明相对位置关系,为了方便起见而规定的,并非对实际使用时的方向进行限定。构成要素的形状不论是否有“大致”这样的记载,只要能够实现本说明书中所公开的实施方式的技术思想,便不限定于基于所记载的表述的严密的几何学形状。

(整体构成)

如图1所示,电流传感器100包含第1检测部101和第2检测部151。

(第1检测部)

第1检测部101包含由导体形成的第1电流路径102、由磁性体形成的第1磁轭103、和由磁阻效应元件、霍尔元件等磁电变换元件构成的第1磁传感器104。配设在第1磁轭103内的第1磁传感器104对配设在第1磁轭103内的第1电流路径102中流动的电流的电流值进行检测。

(第1电流路径)

第1电流路径102是沿着xz平面具有平坦的表面的长条的板状构件,在大致x方向上流动电流。如图3所示,沿着yz平面的第1电流路径102的剖面是各边沿着y方向或z方向的大致长方形。第1电流路径102的y方向的宽度小于z方向的宽度。

如图1所示,第1电流路径102包含第1区域102-1、第2区域102-2以及第3区域102-3。第1区域102-1~第3区域102-3按照其末尾的数字的顺序在x1方向上排列,并全都在大致x方向上延伸。第1区域102-1的x1侧端部与第2区域102-2的x2侧端部连接。第2区域102-2的x1侧端部与第3区域102-3的x2侧端部连接。第2区域102-2相比于第1区域102-1以及第3区域102-3向z1方向偏离。

(第1磁轭)

如图1所示,第1磁轭103包含沿着yz平面扩展且在z1侧开口的c字形状的前表面111、和沿着yz平面扩展且在z1侧开口的c字形状的后表面112。后表面112是使前表面111沿x1方向平行移动而得到的形状。如图2所示,第1磁轭103在前表面111与后表面112之间在x方向上延伸,并如图3所示,沿着yz平面的剖面在x方向的任意位置处均与图1所示的前表面111相同。

第1磁轭103在图2所示的与x方向垂直的第1虚拟平面171中,如图3所示具有部分地包围第1电流路径102的周围的剖面形状。第1磁轭103是以与xz平面平行的面为中心而对称的形状。第1磁轭103在内侧具有向x方向延伸的大致圆筒状的内表面113,在外侧具有向x方向延伸的大致圆筒状的外表面114。内表面113以及外表面114的沿着yz平面的剖面的中心大致固定。从该中心沿着半径方向的第1磁轭103的厚度大致固定。

如图3所示,第1磁轭103具有在c字剖面的开口部分对置的第1端面115-1和第2端面115-2。第1端面115-1和第2端面115-2与xz平面平行。第1端面115-1位于第2端面115-2的y1侧。如图1所示,第1端面115-1以及第2端面115-2的形状是由前表面111、后表面112、内表面113和外表面114包围的大致长方形。

如图3所示,第1端面115-1具有第1磁轭103的最靠近z1侧的第1端缘116-1。第2端面115-2具有第1磁轭103的最靠近z1侧的第2端缘116-2。第1端缘116-1以及第2端缘116-2均与x方向平行。第1端缘116-1以及第2端缘116-2在第1端面115-1以及第2端面115-2中,在z方向(与x方向垂直的方向)上分别距第1电流路径102最远。

如图3所示,第1磁轭103具有由第1端面115-1和第2端面115-2划定的间隙117。第1磁轭103的剖面形状为在间隙117处中断的环状。第1端缘116-1以及第2端缘116-2位于与第1端面115-1以及第2端面115-2垂直的共同的第2虚拟平面172上。第2虚拟平面172与x方向以及y方向平行。

(第1磁传感器)

如图3所示,第1磁传感器104在沿着图3的剖面的平面(即,图2的第1虚拟平面171)中,配置于距第1端面115-1和第2端面115-2的距离相等的、间隙117的y方向的中间。第1磁传感器104具有与第2虚拟平面172平行的(即,沿着xy平面的)灵敏度方向。第1磁传感器104对在第1电流路径102中流动的电流所产生的灵敏度方向的磁场进行检测。第1磁传感器104对于第1电流路径102中流动的电流的灵敏度,在灵敏度方向为y方向的情况下最大。在本实施方式中作为一例,设为第1磁传感器104在y方向上具有灵敏度方向。

(第2检测部)

如图1所示,第2检测部151包含第2电流路径152、第2磁轭153和第2磁传感器154。配设在第2磁轭153内的第2磁传感器154对配设在第2磁轭153内的第2电流路径152中流动的电流的电流值进行检测。

(第2电流路径)

第2电流路径152是沿着xz平面具有平坦的表面的长条的板状构件,在大致x方向上流动电流。如图3所示,沿着yz平面的第2电流路径152的剖面是各边沿着y方向或z方向的大致长方形。

如图1所示,第2电流路径152包含第1区域152-1、第2区域152-2以及第3区域152-3。第1区域152-1~第3区域152-3按照其末尾的数字的顺序在x1方向上排列,并全都在大致x方向上延伸。第1区域152-1的x1侧端部与第2区域152-2的x2侧端部连接。第2区域152-2的x1侧端部与第3区域152-3的x2侧端部连接。第2区域152-2相比于第1区域152-1以及第3区域152-3向z1方向偏离。

如图1所示,第2电流路径152的第2区域152-2相比于第1电流路径102的第2区域102-2向x2方向偏离。如图3所示,若仅观察z方向的位置,则第2电流路径152的第2区域152-2和第1电流路径102的第2区域102-2处于相同位置。如图1所示,若仅观察z方向的位置,则第2电流路径152的第1区域152-1以及第3区域152-3和第1电流路径102的第1区域102-1以及第3区域102-3处于相同位置。

(第2磁轭)

如图1所示,第2磁轭153的形状与第1磁轭103的形状相同。第2磁轭153的前表面161、后表面162、内表面163、外表面164、第1端面165-1、第2端面165-2、第1端缘166-1、第2端缘166-2以及间隙167分别对应于第1磁轭103的前表面111、后表面112、内表面113、外表面114、第1端面115-1、第2端面115-2、第1端缘116-1、第2端缘116-2以及间隙117。第2磁轭153位于使第1磁轭103沿着xy平面进行了平行移动的位置。

(第2磁传感器)

如图3所示,第2磁传感器154在与yz平面平行的平面(即,图2的第1虚拟平面173)中,配置于距第1端面165-1和第2端面165-2的距离相等的、间隙167的y方向的中间。第2磁传感器154具有与第2虚拟平面172平行的(即,沿着xy平面的)灵敏度方向。第2磁传感器154对在第2电流路径152中流动的电流所产生的灵敏度方向的磁场进行检测。第2磁传感器154对于第2电流路径152中流动的电流的灵敏度,在灵敏度方向为y方向的情况下最大。在本实施方式中作为一例,设为第2磁传感器154在y方向上具有灵敏度方向。

图2所示的第2检测部151的第1虚拟平面173对应于第1检测部101的第1虚拟平面171,是穿过第2电流路径152、第2磁传感器154以及第2磁轭153的与yz平面平行的平面。

(位置关系)

如图1所示,第2电流路径152的第3区域152-3和第2磁轭153以及第2磁传感器154的相对位置关系与第1电流路径102的第1区域102-1和第1磁轭103以及第1磁传感器104的相对位置关系相同。第1检测部101所包含的第1磁传感器104以及第1磁轭103相对于第2检测部151所包含的第2磁传感器154以及第2磁轭153而言x方向的位置发生偏离。如图3所示,第2电流路径152的第1端缘166-1以及第2端缘166-2与第1电流路径102的第1端缘116-1以及第2端缘116-2同样地,位于第2虚拟平面172上。

第2检测部151所包含的第2电流路径152的第2区域152-2也被称为与第1检测部101所包含的第1电流路径102的第1区域102-1对应的相邻电流路径。第2电流路径152的第2区域152-2与第1电流路径102的第1区域102-1相邻,与x方向平行地流动电流。第1检测部101所包含的第1电流路径102的第2区域102-2也被称为与第2检测部151所包含的第2电流路径152的第3区域152-3对应的相邻电流路径。第1电流路径102的第2区域102-2与第2电流路径152的第3区域152-3相邻,与x方向平行地流动电流。

如图2所示,相邻电流路径(第2电流路径152的第2区域152-2、以及第1电流路径102的第2区域102-2)配置在第2虚拟平面172上。作为相邻电流路径的第2电流路径152的第2区域152-2在第1虚拟平面171中,与图3所示的第2电流路径152的剖面同样地具有线对称的长方形的剖面形状。作为相邻电流路径的第1电流路径102的第2区域102-2在第1虚拟平面173中,与图3所示的第1电流路径102的剖面同样地具有线对称的长方形的剖面形状。不论在哪种情况下,相邻电流路径的剖面形状(长方形)的对称轴都包含在第2虚拟平面172中。

(第1实施方式中的磁感应线)

图4是表示通过在作为相邻电流路径的第2电流路径152的第2区域152-2中流动的电流,而在第1虚拟平面171(图2)内产生的磁感应线的图。磁感应线由点线表示。如参照图3所说明的那样,电流路径102的第1端缘116-1以及第2端缘116-2和第2电流路径152的第2区域152-2的z方向的中心位于第2虚拟平面172上。

结果,图4所示的磁感应线,在间隙117内,以穿过间隙117的y方向中央并且与xz平面平行的平面为中心大致对称。如磁感应线181所示,在间隙117内的y方向中央附近,磁感应线沿着大致z方向。即,第1磁传感器104附近的磁感应线成为与第1磁传感器104的灵敏度方向(y方向)大致垂直的方向(z方向)。因此,第1磁传感器104不易受到相邻电流路径所产生的磁场的影响。

通过图1所示的作为相邻电流路径的第1电流路径102的第2区域102-2中流动的电流而产生的磁感应线和第2检测部151的关系,与通过第2电流路径152的第2区域152-2中流动的电流而产生的磁感应线和第1检测部101的关系相同。

(针对第1实施方式的比较例中的磁感应线)

图5是表示通过使图4所示的第2电流路径152的第2区域152-2向z2方向平行移动而得到的相邻电流路径182中流动的电流,而在第1虚拟平面171(图2)内产生的比较例的磁感应线的图。磁感应线由点线表示。相邻电流路径182相比于第2虚拟平面172向z2方向偏离。

结果,在间隙117内,以穿过间隙117的y方向中央并且与xz平面平行的平面为中心,磁感应线不对称。如磁感应线183所示,在间隙117内的y方向中央附近,磁感应线不沿着z方向。即,第1磁传感器104附近的磁感应线不与第1磁传感器104的灵敏度方向(y方向)大致垂直。因此,比较例的第1磁传感器104与本实施方式不同,容易受到相邻电流路径所产生的磁场的影响。

(总结)

如以上所说明的那样,根据本实施方式,在相邻电流路径(第2电流路径152的第2区域152-2、以及第1电流路径102的第2区域102-2)中向x方向流动电流的情况下,在相邻电流路径的周围,在第1虚拟平面(171、173)中产生环状的磁感应线。由于相邻电流路径位于第2虚拟平面172上,因此该磁感应线相对于第2虚拟平面172容易以接近于垂直的角度交叉。即,在2个端缘之间(第1端缘116-1与第2端缘116-2之间、第1端缘166-1与第2端缘166-2之间),该磁感应线相对于第2虚拟平面172容易以接近于垂直的角度进入。由此,在配置于距2个端面的距离(距第1端面115-1以及第2端面115-2的距离、距第1端面165-1以及第2端面165-2的距离)相等的间隙(117、167)的中间的磁传感器(104、154)中,相邻电流路径的电流所产生的感应磁场相对于第2虚拟平面172接近于垂直。结果,在磁传感器(104、154)中,相邻电流路径的电流所产生的感应磁场的灵敏度方向的成分变小。因此,相邻电流路径的电流所产生的感应磁场在磁传感器(104、154)中难以被检测到,电流检测精度得到提高。

根据本实施方式,由于相邻电流路径在第1虚拟平面(171、173)中具有线对称的剖面形状,因此在相邻电流路径中流动的电流所产生的第1虚拟平面(171、173)上的磁场的方向,在其剖面形状的对称轴上,相对于对称轴大致垂直。因为该对称轴包含在第2虚拟平面172中,所以在相邻电流路径中流动的电流所产生的磁场相对于第2虚拟平面172大致垂直。因此,通过在相邻电流路径中流动的电流而在间隙(117、167)中产生的感应磁场与磁传感器(104、154)的灵敏度方向大致正交。因此,相邻电流路径的电流所产生的感应磁场在磁传感器(104、154)中难以被检测到。

根据本实施方式,在对第1电流路径102以及第2电流路径152中流动的电流所产生的磁场进行检测的第1磁传感器104以及第2磁传感器154各自中,相邻电流路径的电流所产生的感应磁场难以被检测到,电流检测精度得到提高。此外,第1检测部101所包含的第1磁传感器104以及第1磁轭103相对于第2检测部151所包含的第2磁传感器154以及第2磁轭153而言x方向的位置发生偏离,因此容易使第1电流路径102以及第2电流路径152靠近配置。

(变形例)

图6是第1实施方式的变形例的第1检测部190的剖面图。变形例的第1检测部190的第1电流路径191与图1所示的第1实施方式的第1检测部101的第1电流路径102形状以及位置不同。

第1电流路径191的与yz平面平行的剖面是具有沿着y方向或z方向的边的长方形,y方向的宽度比z方向的宽度长。因此,第1电流路径191在第1虚拟平面(即,沿着图6的剖面的平面)中,具有向与间隙117的第1端面115-1以及第2端面115-2垂直的y方向扁平地延伸的剖面形状。而且,第1电流路径191的剖面形状的y方向上的中心的位置与第1磁传感器104的y方向上的位置相偏离。

根据本实施方式,具有向y方向扁平地延伸的剖面形状的第1电流路径191的y方向上的中心的位置与第1磁传感器104的y方向上的位置相偏离,因此与它们在y方向上的位置一致的情况相比趋肤效应的影响得到抑制,频率特性得到提高。另外,图1的第2检测部151也可以是与变形例的第1检测部190同样的形状以及构成。

(第2实施方式)

以下,对本发明的第2实施方式所涉及的电流传感器进行说明。图7是第2实施方式的电流传感器200的立体图。图8是图7所示的电流传感器200的部分侧视图。图9是沿图8的9-9线的电流传感器200的剖面图。

(整体构成)

如图7所示,电流传感器200包含第1检测部201和第2检测部251。

(第1检测部)

第1检测部201包含由导体形成的第1电流路径202、由磁性体形成的第1磁轭203、和由磁阻效应元件、霍尔元件等磁电变换元件构成的第1磁传感器204。配设在第1磁轭203内的第1磁传感器204对配设在第1磁轭203内的第1电流路径202中流动的电流的电流值进行检测。

(第1电流路径)

第1电流路径202是沿着xy平面具有平坦的表面的长条的板状构件,在大致x方向上流动电流。如图9所示,沿着yz平面的第1电流路径202的剖面是各边沿着y方向或z方向的大致长方形。第1电流路径202的y方向的宽度大于z方向的宽度。

如图7所示,第1电流路径202包含第1区域202-1、第2区域202-2以及第3区域202-3。第1区域202-1~第3区域202-3按照其末尾的数字的顺序在x1方向上排列,并全都在大致x方向上延伸。第1区域202-1的x1侧端部与第2区域202-2的x2侧端部连接。第2区域202-2的x1侧端部与第3区域202-3的x2侧端部连接。第2区域202-2相比于第1区域202-1以及第3区域202-3向z1侧偏离。

(第1磁轭)

如图7所示,第1磁轭203包含沿着yz平面扩展且在z1侧开口的u字形状的前表面211、和沿着yz平面扩展且在z1侧开口的u字形状的后表面212。后表面212是使前表面211沿x1方向平行移动而得到的形状。如图8所示,第1磁轭203在前表面211与后表面212之间在x方向上延伸,如图9所示,沿着yz平面的剖面在x方向的任意位置处均与前表面211相同。

第1磁轭203在图8所示的与x方向垂直的第1虚拟平面271中,如图9所示具有部分地包围第1电流路径202的周围的剖面形状。第1磁轭203是以与xz平面平行的面为中心而对称的形状。第1磁轭203包含隔着第1电流路径202彼此平行地延伸的板状的第1臂部213-1和第2臂部213-2,而且包含将第1臂部213-1与第2臂部213-2进行连结的连结部214。

第1臂部213-1位于第1电流路径202的y1侧,在与第1电流路径202对置的一侧,具有与xz平面平行的第1端面215-1。第1端面215-1具有最靠近z1侧的第1端缘217-1。第1臂部213-1在最靠近z1侧具有与xy平面平行的第1上表面216-1。第1端缘217-1是第1端面215-1与第1上表面216-1的边界,沿着x方向。第1端缘217-1在第1端面215-1中在z方向(与x方向垂直的方向)上距第1电流路径202最远。

第2臂部213-2位于第1电流路径202的y2侧,在与第1电流路径202对置的一侧,具有与xz平面平行的第2端面215-2。第2端面215-2具有最靠近z1侧的第2端缘217-2。第2臂部213-2在最靠近z1侧具有与xy平面平行的第2上表面216-2。第2端缘217-2是第2端面215-2与第2上表面216-2的边界,沿着x方向。第2端缘217-2在第2端面215-2中在z方向(与x方向垂直的方向)上距第1电流路径202最远。

连结部214将第1臂部213-1的z2侧端部和第2臂部213-2的z2侧端部进行连结。连结部214在与第1电流路径202对置的一侧具有与第1端面215-1和第2端面215-2的双方垂直的(即,与xy平面平行的)底面215-3。

如图9所示,第1端面215-1和第2端面215-2以及底面215-3在第1磁轭203的内侧形成大致u字的剖面。第1磁轭203在外侧具有大致u字的外表面218。

如图9所示,第1磁轭203具有由第1端面215-1和第2端面215-2划定的间隙219。第1端缘217-1以及第2端缘217-2位于与第1端面215-1以及第2端面215-2垂直的共同的第2虚拟平面272上。第2虚拟平面272与x方向以及y方向平行。第1上表面216-1以及第2上表面216-2位于第2虚拟平面272上。

(第1磁传感器)

如图9所示,第1磁传感器204在沿着图9的剖面的平面(即,图8的第1虚拟平面271)中,配置于距第1端面215-1和第2端面215-2的距离相等的、间隙219的y方向的中间。第1磁传感器204具有与第2虚拟平面272平行的(即,沿着xy平面的)灵敏度方向。第1磁传感器204对在第1电流路径202中流动的电流所产生的灵敏度方向的磁场进行检测。第1磁传感器204对于在第1电流路径202中流动的电流的灵敏度,在灵敏度方向为y方向的情况下最大。在本实施方式中作为一例,设为第1磁传感器204在y方向上具有灵敏度方向。

(第2检测部)

如图7所示,第2检测部251包含第2电流路径252、第2磁轭253和第2磁传感器254。配设在第2磁轭253内的第2磁传感器254对配设在第2磁轭253内的第2电流路径252中流动的电流的电流值进行检测。

(第2电流路径)

第2电流路径252是沿着xy平面具有平坦的表面的长条的板状构件,在大致x方向上流动电流。如图9所示,沿着yz平面的第2电流路径252的剖面是各边沿着y方向或z方向的大致长方形。第2电流路径252的y方向的宽度大于z方向的宽度。

如图7所示,第2电流路径252包含第1区域252-1、第2区域252-2以及第3区域252-3。第1区域252-1~第3区域252-3按照其末尾的数字的顺序在x1方向上排列,并全都在大致x方向上延伸。第1区域252-1的x1侧端部与第2区域252-2的x2侧端部连接。第2区域252-2的x1侧端部与第3区域252-3的x2侧端部连接。第2区域252-2相比于第1区域252-1以及第3区域252-3向z1侧偏离。

如图7所示,第2电流路径252的第2区域252-2相比于第1电流路径202的第2区域202-2向x2方向偏离。如图9所示,若仅观察z方向的位置,则第2电流路径252的第2区域252-2和第1电流路径202的第2区域202-2处于相同位置。如图7所示,若仅观察z方向的位置,则第2电流路径252的第1区域252-1以及第3区域252-3和第1电流路径202的第1区域202-1以及第3区域202-3处于相同位置。

(第2磁轭)

如图7所示,第2磁轭253的形状与第1磁轭203的形状相同。第2磁轭253的前表面261、后表面262、第1臂部263-1、第2臂部263-2、连结部264、第1端面265-1、第2端面265-2、底面265-3、第1上表面266-1、第2上表面266-2、第1端缘267-1、第2端缘267-2、外表面268以及间隙269分别对应于第1磁轭203的前表面211、后表面212、第1臂部213-1、第2臂部213-2、连结部214、第1端面215-1、第2端面215-2、底面215-3、第1上表面216-1、第2上表面216-2、第1端缘217-1、第2端缘217-2、外表面218以及间隙219。第2磁轭253位于使第1磁轭203沿着xy平面进行了平行移动的位置。

(第2磁传感器)

如图9所示,第2磁传感器254在与yz平面平行的平面(即,图8的第1虚拟平面273)中,配置于距第1端面265-1和第2端面265-2的距离相等的、间隙269的y方向的中间。第2磁传感器254具有与第2虚拟平面272平行的(即,沿着xy平面的)灵敏度方向。第2磁传感器254对在第2电流路径252中流动的电流所产生的灵敏度方向的磁场进行检测。第2磁传感器254对于在第2电流路径252中流动的电流的灵敏度,在灵敏度方向为y方向的情况上最大。在本实施方式中作为一例,设为第2磁传感器254在y方向上具有灵敏度方向。

图8所示的第2检测部251的第1虚拟平面273对应于第1检测部201的第1虚拟平面271,是穿过第2电流路径252、第2磁传感器254以及第2磁轭253的与yz平面平行的平面。

(位置关系)

如图7所示,第2电流路径252的第3区域252-3和第2磁轭253以及第2磁传感器254的相对位置关系与第1电流路径202的第1区域202-1和第1磁轭203以及第1磁传感器204的相对位置关系相同。第1检测部201所包含的第1磁传感器204以及第1磁轭203相对于第2检测部251所包含的第2磁传感器254以及第2磁轭253而言x方向的位置发生偏离。如图9所示,第2电流路径252的第1端缘267-1以及第2端缘267-2与第1电流路径202的第1端缘217-1以及第2端缘217-2同样地,位于第2虚拟平面272上。

第2检测部251所包含的第2电流路径252的第2区域252-2也被称为与第1检测部201所包含的第1电流路径202的第1区域202-1对应的相邻电流路径。第2电流路径252的第2区域252-2与第1电流路径202的第1区域202-1相邻,与x方向平行地流动电流。第1检测部201所包含的第1电流路径202的第2区域202-2也被称为与第2检测部251所包含的第2电流路径252的第3区域252-3对应的相邻电流路径。第1电流路径202的第2区域202-2与第2电流路径252的第3区域252-3相邻,与x方向平行地流动电流。

如图8所示,相邻电流路径(第2电流路径252的第2区域252-2、以及第1电流路径202的第2区域202-2)配置在第2虚拟平面272上。作为相邻电流路径的第2电流路径252的第2区域252-2在第1虚拟平面271中与图9所示的第2电流路径252的剖面同样地具有线对称的长方形的剖面形状。作为相邻电流路径的第1电流路径202的第2区域202-2在第1虚拟平面273中与图9所示的第1电流路径202的剖面同样地具有线对称的长方形的剖面形状。无论在哪种情况下,相邻电流路径的剖面形状(长方形)的对称轴都包含在第2虚拟平面272中。

(第2实施方式中的磁感应线)

图10是表示通过在作为相邻电流路径的第2电流路径252的第2区域252-2中流动的电流,而在第1虚拟平面271(图8)内产生的磁感应线的图。磁感应线由点线表示。如参照图9所说明的那样,第1电流路径202的第1端缘217-1以及第2端缘217-2和第2电流路径252的第2区域252-2的z方向的中心位于第2虚拟平面272上。

结果,图10所示的磁感应线在间隙219内以穿过间隙219的y方向中央且与xz平面平行的平面为中心大致对称。如磁感应线281所示,在间隙219内的y方向中央附近,磁感应线沿着大致z方向。即,第1磁传感器204附近的磁感应线成为与第1磁传感器204的灵敏度方向(y方向)大致垂直的方向(z方向)。因此,第1磁传感器204不易受到相邻电流路径所产生的磁场的影响。

通过图7所示的作为相邻电流路径的第1电流路径202的第2区域202-2中流动的电流而产生的磁感应线和第2检测部251的关系,与通过第2电流路径252的第2区域252-2中流动的电流而产生的磁感应线和第1检测部201的关系相同。

(针对第2实施方式的比较例中的磁感应线)

图11是表示通过使图10所示的第2电流路径252的第2区域252-2向z2方向平行移动而得到的相邻电流路径282中流动的电流,而在第1虚拟平面271(图8)内产生的比较例的磁感应线的图。磁感应线由点线表示。相邻电流路径282相比于第2虚拟平面272向z2方向偏离。

结果,在间隙219内,以穿过间隙219的y方向中央且与xz平面平行的平面为中心,磁感应线不对称。如磁感应线283所示,在间隙219内的y方向中央附近,磁感应线不沿着z方向。即,第1磁传感器204附近的磁感应线不与第1磁传感器204的灵敏度方向(y方向)大致垂直。因此,比较例的第1磁传感器204与本实施方式不同,容易受到相邻电流路径所产生的磁场的影响。

(相邻电流路径的位置与所测量的电流值的关系)

图12是表示相邻电流路径的位置与来自相邻电流路径的影响的关系的曲线图。横轴是图9所示的作为相邻电流路径的第2电流路径252的第2区域252-2与第1电流路径202的第1区域202-1的y方向的距离。纵轴表示使用第1磁传感器204测量的电流值中的基于第2电流路径252的影响的电流值。

图12的曲线290对应于如图9那样第2电流路径252的第2区域252-2存在于第1虚拟平面271上的情况。在曲线290的情况下,即,根据本实施方式,不论y方向的距离如何,基于来自相邻电流路径的影响的电流都大致为零。

图12的曲线291、292、293、294对应于图9的第2电流路径252的第2区域252-2相比于第1虚拟平面271向z1方向偏离配置的比较例的情况。曲线291、292、293、294中,标号的数字越大,则第2电流路径252的第2区域252-2距离第1虚拟平面271越远。在z1方向上,第2电流路径252的第2区域252-2距离第1虚拟平面271越远,则第2电流路径252的影响越大。在y方向上,第2电流路径252的第2区域252-2越靠近第1电流路径202的第1区域202-1,则第2电流路径252的影响越大。

图12的曲线295、296、297、298对应于图9的第2电流路径252的第2区域252-2相比于第1虚拟平面271向z2方向偏离配置的比较例的情况。曲线295、296、297、298中,标号的数字越大,则第2电流路径252的第2区域252-2距离第1虚拟平面271越远。在z2方向上,第2电流路径252的第2区域252-2距离第1虚拟平面271越远,则第2电流路径252的影响越大。在y方向上,第2电流路径252的第2区域252-2越靠近第1电流路径202的第1区域202-1,则第2电流路径252的影响越大。

(总结)

根据上述的本实施方式,也与第1实施方式同样地,在通过相邻电流路径(第2电流路径252的第2区域252-2、以及第1电流路径202的第2区域202-2)中流动的电流而在间隙219以及269产生的感应磁场中,与第1磁传感器204以及第2磁传感器254的灵敏度方向平行的磁场成分变小。因此,相邻电流路径的电流所产生的感应磁场在第1磁传感器204以及第2磁传感器254中难以被检测到,电流检测精度得到提高。

根据本实施方式,相邻电流路径在第1虚拟平面271以及第1虚拟平面273中具有线对称的剖面形状,该线对称的对称轴包含在第2虚拟平面272中,因此通过在相邻电流路径中流动的电流而在间隙219以及269产生的感应磁场与第1磁传感器204以及第2磁传感器254的灵敏度方向大致正交。因此,相邻电流路径的电流所产生的感应磁场在第1磁传感器204以及第2磁传感器254中难以被检测到。

根据本实施方式,在对第1电流路径202以及第2电流路径252中流动的电流所产生的磁场进行检测的第1磁传感器204以及第2磁传感器254各自中,相邻电流路径的电流所产生的感应磁场难以被检测到,电流检测精度得到提高。此外,第1检测部201所包含的第1磁传感器204以及第1磁轭203相对于第2检测部251所包含的第2磁传感器254以及第2磁轭253而言x方向的位置发生偏离,因此容易使第1电流路径202以及第2电流路径252靠近配置。

(第3实施方式)

接着,对本发明的第3实施方式所涉及的电流传感器进行说明。图13是本实施方式的电流传感器300的立体图。以下,以第1实施方式的电流传感器100(图1)与本实施方式的电流传感器300(图13)的不同点为中心进行说明。在图1的第1实施方式的电流传感器100中,各构成要素的百位用1表示,在图13的第3实施方式的电流传感器300中,各构成要素的百位用3表示。仅百位不同的构成要素分别表示同样的构成要素。

第1实施方式(图1)的第1电流路径102和第2电流路径152大致平行配置。另一方面,本实施方式的第1电流路径302和第2电流路径352并不平行。本实施方式的第1检测部301配置于使第1实施方式(图1)的第1检测部101沿着xy平面稍微旋转的位置。第1电流路径302的第1端缘316-1以及第2端缘316-2和第2电流路径352的第1端缘366-1以及第2端缘366-2均位于与xy平面平行的虚拟平面上。

第3实施方式也能够获得与第1实施方式同样的效果。

本发明并不限定于上述实施方式。即,本领域技术人员在本发明的技术范围或其均等的范围内,关于上述实施方式的构成要素,可以进行各种各样的变更、组合、子组合以及代替。

工业实用性

本发明能够应用于对相邻的多个电流路径的电流进行检测的各种电流传感器。

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