电流传感器制造技术

电流传感器(2)计测在沿X方向排列并且在Y方向上平行地延伸的两条汇流条(3、13)中流动的电流。传感器元件(4)在沿Z方向穿过汇流条(3)的直线上配置成磁敏方向朝向X方向。一对屏蔽板(5、6)在Z方向上夹着汇流条(3)和传感器元件(4)。汇流条(3)位于传感器元件(4)与下屏蔽板(5)之间。传感器元件(4)位于距上屏蔽板的距离比距下屏蔽板(5)的距离近的位置。上屏蔽板(6)的磁屏蔽板的厚度和导磁率的至少一方比下屏蔽板(5)的该至少一方大。

current sensor

A current sensor (2) is measured in two current bars (3, 13) that are arranged in the direction of X and extending parallel in the direction of the Y. The sensor element (4) in the Z direction through the bus line (3) configured magnetic direction toward the direction of X. A pair of shielded plates (5, 6) is sandwiched with a flow strip (3) and a sensor element (4) in the Z direction. The confluence bar (3) is located between the sensor element (4) and the lower shield (5). The sensor element (4) is located at a distance between the distance from the shield plate and the distance from the shield board (5). On the shielding plate (6) at least than under the shield of magnetic shielding plate thickness and permeability (5) of the at least one big party.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电流传感器
本说明书公开的技术涉及电流传感器。本说明书公开的技术尤其涉及对在平行延伸的两条导体的一方中流动的电流进行计测的电流传感器。
技术介绍
已知使用了磁电转换元件的电流传感器。磁电转换元件计测因在导体中流动的电流产生的磁场的强度。在导体中流动的电流的大小和所产生的磁场的强度具有唯一的关系。电流传感器使用该关系，根据磁电转换元件所计测出的磁场的强度来确定在导体中流动的电流的大小。若磁电转换元件检测到了计测对象的导体所产生的磁场以外的磁场，则电流的计测精度会降低。以下，将“计测对象的导体所产生的磁场”以外的磁场称为“噪声磁场”。为了对磁电转换元件屏蔽噪声磁场，提出了将磁电转换元件和导体由一对磁屏蔽板夹在中间的方案。在日本特开2013-117447号公报(以下，专利文献1)中公开了这样的电流传感器的一例。在专利文献1中指出了下面一点。噪声磁场被一对磁屏蔽板吸收的结果是，在各个磁屏蔽板中流动磁通，在一对磁屏蔽板之间产生磁场。若磁电转换元件检测到了在一对磁屏蔽板之间产生的磁场，则电流计测精度会降低。在专利文献1中，也提出了降低因噪声磁场而在一对磁屏蔽板之间产生的磁场的影响的技术。在此，为了便于说明而定义坐标系。将导体延伸的方向定义为Y方向，将与导体延伸的方向正交的2个方向分别定义为X方向、Z方向。将导体和磁电转换元件排列的方向定义为Z方向。对于X方向、Y方向、Z方向的表述，也可以更通常地分别表述为第1方向、第2方向、第3方向。另外，为了便于说明，将计测对象所产生的磁场表述为计测磁场。将因噪声磁场而在一对磁屏蔽板之间产生的磁场表述为屏蔽板间磁场。另外，有时将磁屏蔽板简称为屏蔽板。磁电转换元件要检测的磁场的方向(磁敏方向)是确定的。磁电转换元件不检测与磁敏方向正交的方向的磁场。导体所产生的磁场会描绘出以导体为中心的圆。在导体的截面是矩形的情况下，导体所产生的磁场会描绘出以导体为中心的椭圆。导体在Y轴方向上延伸，磁电转换元件与导体在Z方向上排列。因此，计测磁场沿着X方向贯穿磁电转换元件。正因为如此，为了使计测磁场与磁敏方向一致，磁电转换元件配置成其磁敏方向朝向X方向。另外，一对屏蔽板在Z方向上夹着磁电转换元件和导体。回到专利文献1所公开的降低屏蔽板间磁场的影响的技术的说明。在专利文献1中，磁电转换元件安装于传感器基板的一面。磁敏方向朝向与传感器基板的一面平行的方向。传感器基板配置成安装有磁电转换元件的一面与导体相对向。传感器基板的一面与Z方向正交，磁敏方向与X方向一致。一对屏蔽板配置成在用X轴和Z轴所成的平面截取的截面上使一对屏蔽板的对向面(内侧面)所形成的轮郭线相对于特定的直线(基准线)成为线对称。基准线可以称为对称轴。一对屏蔽板配置成其对称轴与传感器基板的上述一面相接并且在X方向上延伸。屏蔽板间磁场(其磁通线)描绘出从一方的屏蔽板向另一方的屏蔽板的曲线，通过一对屏蔽板的上述配置，屏蔽板间磁场也相对于对称轴成为对称。因此，屏蔽板间磁场的方向将会与对称轴正交。另一方面，磁电转换元件的磁敏方向与X方向即对称轴的方向一致。屏蔽板间磁场的方向与磁敏方向正交。其结果是，屏蔽板间磁场对磁电转换元件产生的影响受到抑制。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题换言之，专利文献1的技术是如下技术：以在用XZ平面截取的截面上使一对屏蔽板的对向面成为线对称的方式配置一对屏蔽板，在该线对称的对称轴上配置磁电转换元件。若采用这样的配置，则需要在磁电转换元件与一方的屏蔽板之间配置导体这种程度的间隔A，另一方面，尽管在磁电转换元件与另一方的屏蔽板之间什么也没有配置，但也会产生设置间隔A的需要。在专利文献1的图1、图6等中，在磁电转换元件与一方的屏蔽板之间配置有导体，在磁电转换元件与另一方的屏蔽板之间设置有无用的空间。如先前所述的那样，屏蔽板磁场会描绘出从一方的屏蔽板向另一方的屏蔽板的曲线。正因为如此，若使无用的空间缩窄，则对称轴会从磁电转换元件偏离，屏蔽板间磁场会在磁电转换元件的位置处具有磁敏方向的分量。其结果是，电流传感器的计测精度会降低。本说明书提供如下技术：在一对屏蔽板之间减少了那样的无用空间的基础上，提高电流传感器的精度。此外，认为专利文献1的技术以对一对屏蔽板作用相同强度的磁场这一情况作为前提。因为对一对屏蔽板作用相同强度的磁场，所以在以使得对向面成为线对称的方式配置的一对屏蔽板之间产生的磁场也相对于对称轴成为线对称。此外，磁场的方向也可以在各个屏蔽板为彼此相反的方向。作为相同强度的磁场作用于一对屏蔽板的状况，可以设想噪声磁场的产生源的导体在X方向上与计测对象的导体排列的状况。例如，设想对三相交流马达用的平行延伸的三条导体中的一条导体的电流进行计测的电流传感器。其余的导体成为噪声磁场的源。本说明书要公开的技术的对象是，对在两条导体中的一方的导体中流动的电流进行计测的电流传感器，所述两条导体在X方向(第1方向)上排列，并且在与X方向正交的Y方向(第2方向)上平行地延伸。本说明书提供如下技术：在那样的电流传感器中，在一对屏蔽板之间减少了无用空间的基础上，提高电流传感器的精度。用于解决问题的技术方案本说明书公开的技术使用先前定义的坐标系来表现设为对象的电流传感器的构造。两条导体在X方向(第1方向)上排列，在与X方向(第1方向)正交的Y方向(第2方向)上平行地延伸。磁电转换元件与一方的导体沿着相对于X方向(第1方向)以及Y方向(第2方向)正交的Z方向(第3方向)排列。磁电转换元件被配置成磁敏方向朝向X方向(第1方向)。一对屏蔽板(一对磁屏蔽板)在Z方向(第3方向)上夹着一方的导体和磁电转换元件。本说明书公开的技术对一方的屏蔽板和另一方的屏蔽板赋予不同的特性，有意地打乱屏蔽板间磁场的线对称性。由此，与对一对屏蔽板赋予相同特性的情况相比，在与对称轴不同的位置，屏蔽板间磁场的磁敏方向分量变小。通过各种各样的模拟，对于屏蔽板的特性，得到了以下的见解。即，如果使接近传感器元件的屏蔽板的厚度和导磁率的至少一方比远离传感器元件的屏蔽板的该厚度和导磁率的至少一方大，则会减小传感器元件的位置处的屏蔽板间磁场的磁敏方向分量。在本说明书公开的电流传感器中，一方的导体位于磁电转换元件与一方的屏蔽板之间，磁电转换元件位于距另一方的屏蔽板的距离比距一方的屏蔽板的距离近的位置。另一方的屏蔽板(接近传感器元件一侧的屏蔽板)的厚度和导磁率的至少一方比一方的屏蔽板(远离传感器元件一侧的屏蔽板)的该厚度和导磁率的该至少一方大。通过对一对屏蔽板赋予满足上述条件的厚度或导磁率，能够降低屏蔽板间磁场对配置在从对称轴偏离的位置的磁电转换元件产生的影响。本说明书公开的技术不需要将磁电转换元件配置在对称轴上，在减少了一对屏蔽板之间的无用空间的基础上，可提高电流传感器的精度。对于包含模拟结果的详细说明，通过以下的“具体实施方式”进行说明。附图说明图1是实施例的电流传感器2的示意性立体图。图2是沿着图1的II-II线的电流传感器2的剖视图。图3是说明屏蔽板间磁场对传感器元件产生的影响的图。图4是说明模拟条件的图。图5是表示模拟结果的坐标图(赋予了不同厚度的情况)。图6是表示模拟结果的坐标图(赋予了不同导磁率的情况)。图7是说明传感器元件的位置与屏蔽板的导磁率的关系的图。图8是说明另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流传感器，对在两条导体中的一方的导体中流动的电流进行计测，所述两条导体在第1方向上排列，并且在与所述第1方向正交的第2方向上平行地延伸，所述电流传感器具备：磁电转换元件，其与所述一方的导体沿着相对于所述第1方向以及所述第2方向正交的第3方向排列，所述磁电转换元件被配置成磁敏方向朝向所述第1方向；和一对磁屏蔽板，其在所述第3方向上夹着所述一方的导体和所述磁电转换元件，所述一方的导体位于所述磁电转换元件与一方的磁屏蔽板之间，所述磁电转换元件位于距另一方的磁屏蔽板的距离比距所述一方的磁屏蔽板的距离近的位置，另一方的磁屏蔽板的厚度和导磁率中的至少一方比所述一方的磁屏蔽板的厚度和导磁率中的该至少一方大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.18 JP 2015-0542561.一种电流传感器，对在两条导体中的一方的导体中流动的电流进行计测，所述两条导体在第1方向上排列，并且在与所述第1方向正交的第2方向上平行地延伸，所述电流传感器具备：磁电转换元件，其与所述一方的导体沿着相对于所述第1方向以及所述第2方向正交的第3方向排列，所述磁电转换元件被配置成磁敏方向朝向所述第1方向；和一对磁屏蔽板，其在所述第3方向上夹着所述一方的导体和所述磁电转换元件，所述一方的导体位于所述磁电转换元件与一方的磁屏蔽板之间，所述磁电转换元件位于距另一方的磁屏蔽板的距离比距所述一方的磁屏蔽板的距离近的位置，另一方的磁屏蔽板的厚度和导磁率中的至少一方比所述一方的磁屏蔽板的厚度和导磁率中的该至少一方大。2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述一方的磁屏蔽板的厚度与所述另一方的磁屏蔽板的厚度相同，所述一方的磁屏蔽板的导磁率(Ml)和所述一方的磁屏蔽板与所述磁电转换元件之间的距离(Rl)之积(Ml·Rl)，等于所述另一方的磁屏蔽板的导磁率(Mu)和所述另一方的磁屏蔽板...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山航，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP