電流傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及對(duì)在導(dǎo)體流動(dòng)的電流進(jìn)行測(cè)定的電流傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，雖然具備馬達(dá)與變換器的混合動(dòng)力車(chē)輛、電動(dòng)汽車(chē)得到普及，但為了對(duì)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行控制，對(duì)在馬達(dá)流動(dòng)的電流進(jìn)行測(cè)定很重要。作為這種電流的測(cè)定方法，存在有如下電流傳感器，其通過(guò)檢測(cè)元件(磁傳感器)對(duì)與施加于連接馬達(dá)與變換器的母線(xiàn)的電流對(duì)應(yīng)地在該母線(xiàn)的周?chē)a(chǎn)生的磁通進(jìn)行檢測(cè)，并且基于該檢測(cè)出的磁通對(duì)施加于母線(xiàn)的電流進(jìn)行運(yùn)算從而求出(例如專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0003]專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的電流傳感器，通過(guò)相互嵌合的樹(shù)脂制的第一嵌合部與第二嵌合部夾住導(dǎo)體以及檢測(cè)元件磁傳感器(相當(dāng)于本發(fā)明的“檢測(cè)元件”)而構(gòu)成，其中，所述的導(dǎo)體插通于芯的槽部(相當(dāng)于本發(fā)明的“狹縫”)的底部側(cè)，供被測(cè)定電流流動(dòng)，所述的檢測(cè)元件磁傳感器配置于比該導(dǎo)體靠槽部的開(kāi)口部側(cè)的位置。由此，由于不需要對(duì)磁傳感器整體進(jìn)行鑄模，所以將施加于磁傳感器、芯的應(yīng)力抑制到最小限，且實(shí)現(xiàn)了組裝后的偏移變動(dòng)、溫度漂移小的電流傳感器。
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-112604號(hào)公報(bào)
[0005]在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)中，由于在電流在導(dǎo)體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的間隙方向的成分的磁場(chǎng)強(qiáng)度沿著導(dǎo)體的插通方向顯著變化，所以在磁傳感器的錯(cuò)位的情況下，電流的檢測(cè)結(jié)果所包含的誤差變大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供即便在檢測(cè)元件的位置錯(cuò)開(kāi)的情況下也能夠高精度地測(cè)定電流的大小的電流傳感器。
[0007]用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的電流傳感器的特征結(jié)構(gòu)在于，具備:作為磁性體的U字狀的芯；插通于上述芯的狹縫的導(dǎo)體；以及配設(shè)于上述芯的狹縫內(nèi)并且對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)元件，上述芯在與上述檢測(cè)元件對(duì)置的面的兩側(cè)具有凹部，該凹部至少具有與上述導(dǎo)體的插通方向交叉的壁部。
[0008]若為這種特征結(jié)構(gòu)，則能夠縮小檢測(cè)元件的附近的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的變化量。特別是，即便在檢測(cè)元件在狹縫的深度方向錯(cuò)位的情況下，也能夠抑制作用于檢測(cè)元件的沿著凹部的深度方向的磁通的不均勻所帶來(lái)的影響。因此，即便在檢測(cè)元件的位置從所期望的位置錯(cuò)開(kāi)的情況下，也能夠減少對(duì)檢測(cè)元件的檢測(cè)所帶來(lái)的影響，因此能夠高精度地測(cè)定電流。
[0009]另外，優(yōu)選上述凹部設(shè)置于上述芯的在上述導(dǎo)體的插通方向上的中央部。
[0010]若為這種特征結(jié)構(gòu)，則即便在檢測(cè)元件在狹縫中沿著導(dǎo)體的插通方向錯(cuò)位的情況下，也能夠抑制作用于檢測(cè)元件的沿著狹縫的間隔方向的磁通的不均勻所帶來(lái)的影響。因此，能夠高精度地測(cè)定電流。
[0011]另外，優(yōu)選上述芯由層疊平板構(gòu)成，上述凹部由層疊平板設(shè)置。
[0012]若為這種結(jié)構(gòu)，則能夠從金屬磁性體的平板通過(guò)沖裁加工以U字狀進(jìn)行沖裁將它們層疊而形成芯。因此，能夠容易并且以低成本制成具有凹部的芯。
[0013]另外，優(yōu)選上述檢測(cè)元件的檢測(cè)面配設(shè)于由第一直線(xiàn)與第二直線(xiàn)夾住的區(qū)域內(nèi)，上述第一直線(xiàn)將上述兩側(cè)的凹部的上述狹縫的開(kāi)口端側(cè)的端部彼此連接起來(lái)，上述第二直線(xiàn)將上述兩側(cè)的凹部的上述狹縫的底側(cè)的端部彼此連接起來(lái)。
[0014]若為這種結(jié)構(gòu)，則即便在檢測(cè)元件在狹縫的深度方向錯(cuò)位的情況下，也能夠抑制作用于檢測(cè)元件的沿著狹縫的間隔方向的磁通的不均勻所帶來(lái)的影響。因此，能夠高精度地測(cè)定電流。
[0015]另外，優(yōu)選上述檢測(cè)元件的檢測(cè)面配設(shè)于由第三直線(xiàn)與第四直線(xiàn)夾住的區(qū)域內(nèi)，上述第三直線(xiàn)將上述兩側(cè)的凹部的上述插通方向的一方的壁部彼此連接起來(lái)，上述第四直線(xiàn)將上述兩側(cè)的凹部的上述插通方向的另一方的壁部彼此連接起來(lái)。
[0016]若為這種結(jié)構(gòu)，則即便在檢測(cè)元件在狹縫中在導(dǎo)體的插通方向錯(cuò)位的情況下，也能夠抑制作用于檢測(cè)元件的沿著狹縫的間隔方向的磁通的不均勻所帶來(lái)的影響。因此，能夠高精度地測(cè)定電流。
[0017]另外，優(yōu)選上述狹縫的與上述檢測(cè)元件對(duì)置的面相互不平行。
[0018]若為這種結(jié)構(gòu)，則狹縫的相互對(duì)置的面能夠相對(duì)于狹縫的深度方向傾斜。因此，SP便在檢測(cè)元件在狹縫中在導(dǎo)體的插通方向錯(cuò)位的情況下，也能夠抑制作用于檢測(cè)元件的沿著狹縫的間隔方向的磁通的不均勻所帶來(lái)的影響。因此，能夠高精度地測(cè)定電流。
[0019]優(yōu)選上述凹部設(shè)置于從上述中央部向上述狹縫的開(kāi)口側(cè)錯(cuò)開(kāi)的位置。
[0020]優(yōu)選上述檢測(cè)元件以及上述導(dǎo)體配設(shè)于由上述第一直線(xiàn)和上述第二直線(xiàn)夾住的區(qū)域。
[0021]優(yōu)選上述檢測(cè)元件在由上述第一直線(xiàn)和上述第二直線(xiàn)夾住的區(qū)域中配設(shè)于上述第一直線(xiàn)側(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是示意表示電流傳感器的立體圖。
[0023]圖2是示意表示電流傳感器的主視圖。
[0024]圖3是示意表示第一平板的立體圖。
[0025]圖4是示意表示第二平板的立體圖。
[0026]圖5是表示檢測(cè)元件的配置的圖。
[0027]圖6是表示檢測(cè)元件的配置的圖。
[0028]圖7是表示在圖1的V-V線(xiàn)剖面的芯的周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度分布的圖。
[0029]圖8是表示在圖1的V1-VI線(xiàn)剖面的芯的周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度分布的圖。
[0030]圖9是表不在不具有凹部的芯的周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度分布的圖。
[0031 ]圖10是表不在不具有凹部的芯的周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度分布的圖。
[0032]圖11是示意表示其他實(shí)施方式的電流傳感器的立體圖。
[0033]圖12是示意表示其他實(shí)施方式的電流傳感器的主視圖。
[0034]附圖文字說(shuō)明:
[0035]10…芯；11...狹縫;20…導(dǎo)體;30...檢測(cè)元件;30A…檢測(cè)面;50...凹部；59…壁部；61…端部(開(kāi)口端側(cè)的端部)；62…端部(底側(cè)的端部)；63…壁部(一方的壁部)；64…壁部(另一方的壁部)；71…第一直線(xiàn);72...第二直線(xiàn);73...第三直線(xiàn);74...第四直線(xiàn);8l...區(qū)域;82…區(qū)域;100…電流傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0036]本發(fā)明的電流傳感器構(gòu)成為即便在檢測(cè)元件相對(duì)于所期望的位置錯(cuò)開(kāi)的情況下也能夠高精度地測(cè)定在導(dǎo)體流動(dòng)的被測(cè)定電流。以下，對(duì)本實(shí)施方式的電流傳感器100進(jìn)行說(shuō)明。這里，在電流在導(dǎo)體20流動(dòng)的情況下，與該電流的大小對(duì)應(yīng)地以導(dǎo)體20為軸心產(chǎn)生磁場(chǎng)(安培右手定律)。本電流傳感器100在這樣的磁場(chǎng)中對(duì)磁通密度進(jìn)行檢測(cè)，并且基于被檢測(cè)出的磁通密度測(cè)定在導(dǎo)體20流動(dòng)的電流(電流值)。
[0037]圖1示出本實(shí)施方式的電流傳感器100的立體圖。在圖1中示出平板狀的導(dǎo)體20，以下為了容易理解，將導(dǎo)體20的厚度方向設(shè)為X方向，將導(dǎo)體20延伸的方向(延伸方向)設(shè)為Y方向，將導(dǎo)體20的寬度方向設(shè)為Z方向進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，X方向、Y方向以及Z方向相互正交。圖2是示意表示導(dǎo)體20的Y方向觀(guān)察下的電流傳感器100的圖。
[0038]本電流傳感器100構(gòu)成為具備芯10、導(dǎo)體20以及檢測(cè)元件30。芯10由U字狀的磁性體形成。在本實(shí)施方式中，芯10通過(guò)將由金屬磁性體構(gòu)成的具有狹縫11的平板層疊而形成。金屬磁性體是指軟磁性的金屬，與電磁鋼板(硅鋼板)或坡莫合金(permalloy)、坡曼德合金(permendur)等相當(dāng)。芯10通過(guò)從這種金屬磁性體的平板利用沖裁加工以U字狀進(jìn)行沖裁并且將它們層疊而形成。
[0039]在本實(shí)施方式中，芯10通過(guò)將第一平板15與第二平板16層疊而構(gòu)成。如圖3所示，第一平板15構(gòu)成為具有U字狀部15A、以及從該U字狀部15A的側(cè)面沿X方向突出的突出部15BW字狀部15A是第一平板15中的Y方向觀(guān)察時(shí)形成為U字狀的部分。U字狀部15A的側(cè)面是U字狀部15A的側(cè)面15C。特別是，在本實(shí)施方式中，突出部15B設(shè)置于U字狀部15A的側(cè)面15C中的與X方向正交的面(與YZ面平行的面)。對(duì)于這種第一平板15而言，通過(guò)從金屬磁性體進(jìn)行沖裁加工從而一體地形成U字狀部15A與突出部15B。
[0040]如圖4所示，第二平板16構(gòu)成為具有形狀與U字狀部15A相同的U字狀部16A。形狀與U字狀部15A相同是指外形尺寸一致，并且是指在層疊第一平板15與第二平板16的情況下，第一平板15的U字狀部15A與第二平板16的U字狀部16A在Y方向觀(guān)察下一致。另外，以在層疊第一平板15與第二平板16的情況下與第一平板15的突出部15B的肩部15E在Y方向一致的方式，在第二平板16的U字狀部的側(cè)面16B也設(shè)置有肩部16C。在這種第一平板15的肩部15E以及第二平板16的肩部16C抵接并支承有未圖示的殼體的支承部。
[0041]在本實(shí)施方式中，第一平板15與第二平板16以彼此的U字狀部15A、16A—致并使第一平板15配置于Y方向中央側(cè)的方式層疊。第一平板15以及第二平板16的層疊面成為與XZ面平行的面。因此，以第一平板15配置于Y方