电流传感器和制造电流传感器的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于测量流经电流通路的电流的电流传感器，和制造该电流传感器的方法。
【背景技术】
[0002]为了测量安装在车辆上的蓄电池的电流或者供给到电机的电流，已经使用一种电流传感器，其设置有诸如霍尔元件这样的磁性检测元件和磁性屏蔽芯，检测从诸如汇流条这样的电流通路产生的磁性，并且测量流经电流通路的电流(例如，见专利文献I至3)。
[0003]引用列表
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:JP-A-2010-223868
[0006]专利文献2:JP-A-2010-2277
[0007]专利文献3:JP-B_4515855
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]在该背景中，随着近年来电动车辆等广泛地分布，已经研宄了大电流(例如，600A)经由诸如汇流条这样的电流通路的流通。
[0010]为了检测流经电流通路的这样的电流，可以考虑使用具有其中磁性屏蔽芯500围绕电流通路600延伸的结构的电流传感器，利用磁性检测元件400检测磁性，如图10(a)和10(b)所示。如果试图利用电流传感器测量大电流流经的电流通路600的电流，则由电流传感器测量的电流值变得比实际电流值小，并且不能够保持由电流传感器测量的电流值与实际电流值之间的线性关系。这是因为磁性屏蔽芯500不能够在间隙部510处充分汇聚产生自电流通路600的磁通，并且在芯部处产生所谓的磁饱和状态。
[0011]作为对于芯部处的磁饱和的对抗措施，能够考虑如下两个措施。
[0012](I)通过增加芯部的宽度以增加芯部的在间隙部处互相面对的端表面的面积来减少由芯部汇聚的磁通密度(每单位面积的磁通)。
[0013](2)通过扩宽芯部的间隙部以增加芯部的在间隙部处互相面对的两个端表面之间的间隔，并且增加间隙部处的阻抗，来减少由芯部汇聚的磁通密度。
[0014]然而，前述措施(I)具有磁性屏蔽芯的尺寸增加的问题，并且前述措施(2)具有另一问题，从外部流向电流传感器的并且不是检测目标的磁场噪音具有更大的影响。
[0015]为解决这样的问题，可以考虑如图11所示的设置有形成为U形的磁性屏蔽芯500的电流传感器。根据该电流传感器，流经电流通路600的电流汇聚在对应于电流通路600的汇流条在宽度方向上的两侧上。于是，由在电流通路600的两侧上流通的电流作为生成源所产生的磁通，在由磁性检测元件400检测的磁通中成为主要的。如果生成源与磁性检测元件400之间的距离增加，则在产生自生成源的磁场与到达磁性检测元件400的磁场之间生成相位差。为此，由磁性检测元件400检测的磁通相对于流经电流通路600的电流延迟，并且因此，电流传感器的响应性劣化。
[0016]鉴于上述情况作出本发明，并且本发明的目的是提供一种电流传感器并且提供一种制造电流传感器的方法，该电流传感器实现高速响应，而无需为了在芯部处抑制磁饱和而引起芯部的尺寸增加或引入磁场噪音。
[0017]解决问题的方案
[0018]为实现上述目的，根据本发明的电流传感器具有如下特征(I)和(2)。
[0019](I) 一种电流传感器，包括:
[0020]磁性检测元件，该磁性检测元件被构造成检测从电流通路产生的磁性；以及
[0021]磁性屏蔽芯，该磁性屏蔽芯包括:芯部，该芯部布置成围绕所述电流通路延伸，间隙部，该间隙部通过切除所述芯部的一部分而形成，使得在该间隙部中布置所述磁性检测元件；以及两个屏蔽部，该两个屏蔽部从所述芯部朝着外部延伸，所述外部与所述芯部的布置所述电流通路的内部相对，使得所述两个屏蔽部互相平行地延伸，并且所述磁性检测元件布置在该两个屏蔽部之间。
[0022](2)具有构造(I)的电流传感器，其中，所述磁性屏蔽芯包括:内屏蔽，该内屏蔽布置成围绕所述电流通路延伸；以及外屏蔽，该外屏蔽具有沿着所述内屏蔽的外周布置的U形；
[0023]其中，所述内屏蔽与所述外屏蔽的沿着所述内屏蔽的外周布置的部分形成为所述芯部；
[0024]其中，所述间隙部形成在所述内屏蔽中；并且
[0025]其中，所述外屏蔽的两个端部形成所述屏蔽部。
[0026]根据具有前述构造(I)的电流传感器，两个屏蔽部设置在磁性屏蔽芯的芯部处。因此，即使通过加宽间隙部的间隔而抑制了芯部处的磁饱和的影响，来自外部的磁场噪声也具有更小的影响。另外，由于芯部围绕电流通路延伸，并且流经电流通路的电流在电流通路的截面中均匀分布，所以响应性不劣化。
[0027]S卩，能够实现高速响应，而不为了抑制芯部处的磁饱和而引起芯部的尺寸增大或引入磁场噪音。
[0028]根据具有前述构造(2)的电流传感器，通过由作为分离体的内屏蔽和外屏蔽构造磁性屏蔽芯，能够简化内屏蔽和外屏蔽的形状，并且利用冲压成型等以低成本制造电流传感器。另外，由于外屏蔽的主要功能是遮蔽外部磁场，所以与内屏蔽相比，能够减小外屏蔽的厚度，并且，实现磁性屏蔽芯的尺寸、重量和成本的减少。
[0029]此外，由于在磁性屏蔽芯中内屏蔽与外屏蔽的重叠部分具有更厚的厚度，所以能够减少作为在芯部处汇聚的每单位面积的磁通的磁通密度。
[0030]为实现前述目的，根据本发明的用于制造电流传感器的方法具有以下特征(3)至(5)。
[0031](3) 一种用于制造电流传感器的方法，该电流传感器被构造成利用磁性检测元件检测从电流通路产生的磁性，并且测量流经所述电流通路的电流，该方法包括:
[0032]形成磁性屏蔽芯，该磁性屏蔽芯包括:芯部，该芯部布置成围绕所述电流通路延伸；间隙部，该间隙部通过切除所述芯部的一部分而形成，使得在该间隙部中布置所述磁性检测元件；以及两个屏蔽部，该两个屏蔽部从所述芯部朝着外部延伸，所述外部与所述芯部的布置所述电流通路的内部相对，使得所述两个屏蔽部互相平行地延伸，并且所述磁性检测元件布置在该两个屏蔽部之间，
[0033]其中，在所述磁性屏蔽芯的形成中，基于外部磁场衰减率形成所述屏蔽部的长度尺寸。
[0034](4)具有构造(3)的用于制造电流传感器的方法，其中，在所述磁性屏蔽芯的形成中，基于在所述磁性检测元件中的磁通密度形成所述间隙部的间隔。
[0035](5)具有构造(3)或⑷的用于制造电流传感器的方法，其中，在所述磁性屏蔽芯的形成中，使得所述磁性屏蔽芯分开地形成为:内屏蔽，该内屏蔽布置成围绕所述电流通路延伸；以及外屏蔽，该外屏蔽具有沿着所述内屏蔽的外周布置的U形。所述内屏蔽和所述外屏蔽的沿着所述内屏蔽的外周布置的部分形成为所述芯部，所述内屏蔽形成所述间隙部，所述外屏蔽的两端部形成所述屏蔽部，并且所述内屏蔽与所述外屏蔽重叠的部分的厚度形成为具有这样的厚度，该厚度基于流经所述电流通路的电流与在所述芯部中的最大磁通密度之间的关系。
[0036]根据具有前述构造(3)的电流传感器，能够基于外部磁场衰减率容易地设定屏蔽部的长度尺寸，并且获得具有出色的耐外部磁场性的电流传感器。
[0037]根据具有前述构造(4)的电流传感器，通过基于磁性检测元件处的磁通密度设定间隙部的间隔，能够容易地调节要检测的电流的测量范围，而不改变放大电路等的放大系数。另外，能够通过调节间隙部的间隔，在各个测量范围内共享在磁性检测元件中生成的磁场。
[0038]根据具有前述构造(5)的电流传感器，基于流经电流通路的电流与芯部处的最大磁通密度之间的关系，能够容易地设定内屏蔽与外屏蔽重叠的部分的厚度。
[0039]发明的有益效果
[0040]根据本发明，能够提供一种电流传感器，实现高速响应，而不为了抑制芯部处的磁饱和而引起芯部的尺寸增加或引入磁场噪音，并且提供了制造电流传感器的方法。
[0041]已经给出本发明的简要说明。通过参考附图通读以下描述的实现本发明的实施例(下文中称为“实施例”)，将更加清楚地理解本发明的细节。
【附图说明】
[0042]图1是示出根据第一实施例的电流传感器的分解透视图。
[0043]图2是示出图1中的电流传感器在组装