专利名称：电流传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电流传感器，特别是涉及一种用于测定流过导体的被测定电流的 大小的电流传感器。
背景技术：
作为以往的电流传感器，它包括具有一部分含有空隙的闭合磁路的环状磁芯部； 用于检测该磁芯部的空隙所产生的磁场的磁通量的磁检测部(专利文献1)。磁芯部构成为，配置在流过被测定电流的导体的周围，并聚集了由流过导体的被 测定电流所产生的磁场的磁通量。磁检测部构成为，配置在磁芯部的内侧，并根据闭合磁路 空隙所产生的磁场的磁通量输出检测信号。在这样的电流传感器中，能够通过磁芯部聚集导体上流过被测定电流所产生的磁 场的磁通量，并通过磁检测部检测出磁芯部的空隙所产生的磁场磁通量从而测定被测定电 流的流量(大小)。专利文献1 日本特开昭64-83154号公报但是，若根据专利文献1所示的电流传感器，则为了在磁芯部的空隙中取得均勻 分布的磁�。枰判静康耐庑纬叽缟瓒ㄎ洗蟪叽纾蛘咝枰偶觳獠孔芭湓谔囟� 的位置。因此，采用前者时不仅会使传感器整体大型化、还存在增加成本的问题。另一方面， 在采用后者时，在安装磁检测部方面自由度低下，存在传感器安装困难这样的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够实现传感器整体的小型化、成本低廉化以 及传感器安装的简便化的电流传感器。本发明为达到上述目的，提供了⑴ (3)的电流传感器。(1)上述电流传感器包括环状的磁芯部，其具有局部包含空隙的闭合磁路，由用 于对在被测定电流流过的导体周围产生的磁场的磁通量进行会聚的磁体形成；以及磁检测 部，其用于检测在上述磁芯部的上述空隙中产生的磁场的磁通量，上述磁芯部在形成上述 空隙的一对端面上具有沿着离开上述导体的方向下降的多对阶梯部。(2)在上述(1)记载的电流传感器中，由开口于上述空隙的凹面形成上述磁芯部 的上述多对阶梯部中相互相邻的两个阶梯部间的端面。(3)在上述(1)记载的电流传感器中，上述磁芯部的上述凹面由从其底部朝向开 口部逐渐扩大的凹面形成。(4)在上述(1)记载的电流传感器中，上述磁芯部的上述多对阶梯部分别由具有 沿离开上述导体的方向下降的斜面的倾斜面来形成。根据本发明能够实现传感器整体的小型化、成本低廉化以及传感器安装的简便化 的电流传感器。
图1是表示用于说明本发明的第一实施方式涉及的电流传感器的立体图。图2是表示用于说明本发明的第一实施方式涉及的电流传感器的剖面图。图3是表示用于说明本发明的第二实施方式涉及的电流传感器的剖面图。图4是表示用于说明本发明的第三实施方式涉及的电流传感器的剖面图。附图符号说明1...电流传感器；2...导体；2a...主体部；2b...安装部；20b...螺钉插通部；
3...磁芯部；3a...闭合磁路；30a...空隙；4...磁检测部；4a...检测面；5、6...端面；5a 5c、6a 6c...阶梯部；5d 5f、6d 6f...凸部；5g、5h、6g、6h...端面；7...电路 基板；51...电流传感器；52...磁检测部；52a...检测面；61...电流传感器；62...磁芯 部；A...被测定电流；Φ1; Φ2...磁通量
具体实施例方式[第一实施方式]图1表示第一实施方式的电流传感器。[电流传感器的整体构成]在图1中，以符号1表示的电流传感器大致由磁芯部3和磁检测部4构成。上述磁 芯部3，用于聚集流过被测定电流Α(图2所示)的导体2周围产生的磁场的磁通量O1 ；上 述磁检测部4，用于检测该磁芯部3的空隙30a所产生的磁场的磁通量Φ2 (磁通量密度)。(磁芯部3的构成)如图2所示，磁芯部3，包括一部分含有空隙30a的闭合磁路3a，由配置在导体2 的周围、其整体例如由铁氧体等软磁性材料构成的截面大致呈C字状(环状)的强磁体形 成。磁芯部3的内部，例如通过尼龙树脂等的树脂封装被密封。另外，磁芯部3具有形成空 隙30a的1对端面5、6，这些端面5、6间的尺寸设置为沿着离开导体2的方向(箭头a的方 向)逐渐变窄的尺寸。在端面5、6上左右对称地设置有沿着箭头a的方向下降的多对(在该实施方式 中为3对)阶梯部5a 5c、6a 6c，以及用于形成这些阶梯部5a 5c、6a 6c的多对 (在该实施方式中为3对)凸部5d 5f、6d 6f。分别将凸部5d、6d间的空隙尺寸Cl1设定为比凸部5e、6e间的空隙尺寸d2小((I1 < d2)，将凸部5e、6e间的空隙尺寸d2设定为比凸部5f、6f间的空隙尺寸d3小(d2 < d3)。 由此，凸部5d、6d间产生的磁场强度H1、凸部5e、6e间产生的磁场强度H2、以及凸部5f、6f 间产生的磁场强度H3大致相同(H1 ^ H2 ^ H3)。即空隙尺寸Clpd2以及d3设定为使磁场强 度HpH2及H3成为H1 H2 H3的尺寸。因此，在两端面5、6之间的空隙30a中，由被测定 电流A所产生的磁场的磁通量Φ2沿着闭合磁路3a的方向通过，获得大致均等的磁通量密 度B (磁场分布)。阶梯部5a 5c、6a 6c中相互相邻的两个阶梯部之间的端面5g、5h以及端面 6g、6h，在空隙30a设有开口，并且形成为从底部朝向开口部逐渐扩展的凹面。由此，能够更 有效地得到磁芯部3的空隙30a所产生的磁场的大致均等的磁通量。端面5g配置在两个阶梯部5a、5b之间，另外端面5h配置在两个阶梯部5b、5c之间。端面6g配置在两个阶梯部6a、6b之间，另外端面6h配置在两个阶梯部6b、6c之间。导体2包括主体部2a以及安装部2b、2b (如图1所示)，插通磁芯部3而配置，并且通过安装部2b、2b以电/机械的方式被安装于电路基板(未图示)，其整体例如由铜、磷 青铜等金属材料制成的母线形成。另外，在图2中构成为，从纸面的表面朝向里面流过被测 定电流A，在相对该流动方向向右螺旋前进的方向上产生磁场。主体部2a配置在导体2的中央部位，并且被收纳在磁芯部3内，整体被形成为截面为大致的二字形。安装部2b、2b配置在导体2的两端部，并且与主体部2a —体地形成。安装部2b、2b上设置有插通用于以电/机械的方式将导体2安装在电路基板上的螺钉(未图示)的螺 钉插通孔20b、20b。(磁检测部4的构成)磁检测部4包括平行于在空隙30a所产生的磁场方向的检测面4a，以包括检测 面4a在内的一部分面向空隙30a的方式安装于电路基板7上，并且连接于没有图示的 ECU (Electronic Control Unit :ECU)。另外，检测出产生于空隙30a的磁场的磁通量Φ2， 并将该检测信号输出到E⑶。作为磁检测部4例如可使用霍尔ICdntegrated Circuit)) 或 GMR(GiantMagneto Resistance Effect)兀件。[电流传感器1的动作]下面，对本实施方式的电流传感器1的动作进行说明。在电流传感器1中，在磁芯部3处聚集在导体2中流过被测定电流A而产生的磁 场的磁通量Φ”通过磁检测部4检测出产生于磁芯部3的空隙30a的磁场的磁通量Φ2从 而能够测定被测定电流A的大小。这种情况下，在导体2周围由被测定电流A所产生的磁场的磁通量^沿着闭合磁 路3a通过磁芯部3，并且磁通量Φ2沿着闭合磁路3a通过空隙30a。此时，在闭合磁路3a 的空隙30a中，磁通量Φ2分别从凸部5d 5f漏出后到达凸部6d 6f。然后，磁检测部 4检测出磁通量Φ2，并将该检测信号输出到E⑶。在E⑶里，输入来自磁检测部4的检测信 号，并根据此信号测定被测定电流A的大小。[第一实施方式的效果]根据上述对第一实施方式的说明，可以获得以下效果。(1)在磁芯部3的空隙30a中可以获取均勻的磁场分布，因此能够减少由于磁检测 部4安装位置的偏差所引起的输出的偏差。(2)由于没有必要象以往那样将磁芯部3的外形尺寸设定成大尺寸，因此可以实 现传感器的整体小型化和成本的低廉化。(3)由于不必象以往那样将磁芯部4配置于特定的位置，因此能够提高在配置磁 芯部4时的自由度，能够实现传感器安装的简便化。[第二实施方式]图3表示第二实施方式中的电流传感器。在图3中对与图2相同或等同的部件附 上相同的符号，并且省略详细说明。如图3所示，第二实施方式所表示的电流传感器51有如下特征磁检测部52具有 与产生于空隙30a的磁场方向垂直的检测面52a。
因此，磁检测部52插通空隙30a而被安装在电路基板7上，并且连接于E⑶。作为 磁检测部52可使用例如霍尔IC或GMR元件。[第二实施方式的效果]根据上述说明的第二实施方式，可以获得与第一实施方式同样的效果。[第三实施方式]图4表示第三实施方式中的电流传感器。在图4中对与图2相同或等同的部件赋 予相同的符号，并且省略详细说明。如图4所示，第三实施方式表示的电流传感器61，在未以凹面形成多对阶梯部 5a 5c、6a 6c中相互相邻的两个阶梯部之间的端面5g、5h、6g和6h这一点上，不同于第 一实施方式和第二实施方式各自表示的电流传感器1、51。电流传感器61中的磁芯部62的多对阶梯部5a 5c、6a 6c分别形成为具有沿 离开导体2的方向下降的斜面的倾斜面。[第三实施方式的效果]根据上述说明的第三实施方式，可以获得与第一实施方式的效果相同的效果。以上，基于上述实施方式对本发明的电流传感器进行了说明，但本发明不仅仅限 定于上述实施方式，还可以在不脱离其宗旨的范围内实施各种方式，例如也可以进行以下 所述的变形。(1)在各实施方式中，虽对磁芯部3是铁氧体的情况进行了说明，但本发明不仅限 定于此，也可使用坡莫合金、硅钢板等残留磁通量密度小的其他软磁性材料。(2)在各实施方式中，虽对阶梯部5a 5c、6a 6c为3对的情况进行了说明，但 本发明不仅限定于此，当然其对数也可以根据用途等做适当的变更。
权利要求
一种电流传感器，其特征在于，具备环状的磁芯部，其具有局部包含空隙的闭合磁路，由用于对在被测定电流流过的导体周围产生的磁场的磁通量进行会聚的磁体形成；磁检测部，其用于检测在所述磁芯部的所述空隙中产生的磁场的磁通量，所述磁芯部在形成所述空隙的一对端面上具有沿着离开所述导体的方向下降的多对阶梯部。
2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，由开口于所述空隙的凹面形成所述磁芯部的所述多对阶梯部中相互相邻的两个阶梯 部间的端面。
3.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述磁芯部的所述凹面由从其底部朝向开口部逐渐扩大的凹面形成。
4.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述磁芯部的所述多对阶梯部分别由具有沿离开所述导体的方向下降的斜面的倾斜 面来形成。
全文摘要
本发明提供一种能够实现传感器整体的小型化、成本低廉化以及安装简便化的电流传感器。该电流传感器包括环状的磁芯部(3)，其具有一部分包含空隙(30a)的闭合磁路(3a)，由会聚流过被测定电流(A)的导体(2)的周围所产生的磁场的磁通量(Φ1)的磁体形成；以及磁检测部(4)，其用于检测磁芯部(3)的空隙(30a)所产生的磁场的磁通量(Φ2)，磁芯部(3)，在形成空隙(30a)的一对端面(5、6)上具有沿着离开导体(2)的方向下降的多对阶梯部(5a～5c、6a～6c)。
文档编号G01R15/20GK101806821SQ20101000392
公开日2010年8月18日 申请日期2010年1月13日 优先权日2009年2月16日
发明者上野洋, 糸鱼川贡一 申请人:株式会社东海理化电机制作所
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