电流传感器
阅读：784发布：2023-01-25
专利汇可以提供电流传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且电流 传感器 包括：磁芯(1)，包括凹槽部(11)和分离壁部(12)； 外壳 (2)，罩住磁芯并且包括分别沿凹槽部形成的凹陷凹槽(21)；多个导体(3)，分别布置在凹槽部中； 电路 板(4)，固定于外壳并且包括通孔(41)和焊盘(42)，通孔沿与导体的插入方向对应的方向贯穿；检测元件(5)，检测 磁场 的大小并且在凹陷凹槽的每一个中布置为相对于导体更靠近凹槽部的开口端，检测元件(5)安置为使得沿凹槽部的距离方向指引检测元件的检测方向，检测元件包括布置在通孔中的连接 端子 (51)，连接端子(51)电连接至焊盘(42)；以及引导部(6)，设置在外壳处。能够提供容易组装、电流检测 精度 高且具有高耐久性的电流传感器。，下面是电流传感器专利的具体信息内容。
1.一种电流传感器，其特征在于，该电流传感器包括：
磁芯(1)，所述磁芯(1)由磁元件制成，所述磁芯(1)包括多个凹槽部(11)和将所述凹槽部(11)彼此分离的至少一个分离壁部(12)；
外壳(2)，所述外壳(2)由非磁性材料制成，所述外壳(2)沿着所述磁芯(1)的轮廓罩住所述磁芯(1)，所述外壳(2)包括分别沿着所述凹槽部(11)形成在所述外壳(2)处的多个凹陷凹槽(21)；
多个导体(3)，所述多个导体(3)分别布置在所述多个凹槽部(11)中，所述多个导体(3)允许被测量电流在其中流动；
电路板(4)，所述电路板(4)固定于所述外壳(2)，所述电路板(4)包括通孔(41)和形成在所述通孔(41)周围的焊盘(42)，所述通孔(41)沿与所述导体(3)的插入方向对应的方向贯穿通过所述电路板(4)；
检测元件(5)，所述检测元件(5)检测根据在所述导体(3)中流动的所述被测量电流产生的磁场的大小，所述检测元件布置在所述凹陷凹槽(21)的每一个中，所述检测元件(5)布置得相对于布置在所述凹槽部(11)中的所述导体(3)更靠近所述凹槽部(11)的开口端侧，所述检测元件(5)被安置为使得沿着所述凹槽部(11)的距离方向指引所述检测元件(5)的检测方向，所述检测元件(5)包括连接端子(51)，所述连接端子(51)插入并布置在所述通孔(41)中，所述连接端子(51)电连接至所述焊盘(42)；以及
引导部(6)，所述引导部(6)设置在所述外壳(2)处，所述引导部(6)将所述连接端子(51)引导至所述通孔(41)。
2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述引导部(6)包括孔部(61)；
所述孔部(61)被形成在所述凹陷凹槽(21)的与所述电路板(4)相对的一部分处，并且布置在布置有所述电路板(4)侧的相对侧，并且所述孔部(61)包括沿所述连接端子(51)的插入方向朝着内部减小的直径。
3.根据权利要求1或2所述的电流传感器，其特征在于，
所述引导部(6)包括突出部(62)；
所述突出部(62)被设置在所述外壳(2)处以沿所述凹陷凹槽(21)的距离方向突出，所述突出部(62)包括沿所述连接端子(51)的插入方向从外侧向内侧增加的突出量。
4.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述电路板(4)被布置为与所述外壳(2)保持有距离。
5.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述磁芯(1)包括多个外壁部(13)，所述多个外壁部(13)被布置为将沿所述距离方向的所述多个凹槽部(11)置于其间，并且所述分离壁部(12)沿所述距离方向的长度长于所述外壁部(13)沿所述距离方向的长度。
6.根据权利要求5所述的电流传感器，其特征在于，所述分离壁部(12)的长度被设定为等于或长于所述外壁部(13)的长度的 倍。
7.根据权利要求2所述的电流传感器，其特征在于，所述电路板(4)被布置为与所述外壳(2)保持有距离。
8.根据权利要求3所述的电流传感器，其特征在于，所述电路板(4)被布置为与所述外壳(2)保持有距离。
9.根据权利要求2所述的电流传感器，其特征在于，所述磁芯(1)包括多个外壁部(13)，所述多个外壁部(13)被布置为将沿所述距离方向的所述多个凹槽部(11)置于其间，并且所述分离壁部(12)沿所述距离方向的长度长于所述外壁部(13)沿所述距离方向的长度。
10.根据权利要求3所述的电流传感器，其特征在于，所述磁芯(1)包括多个外壁部(13)，所述多个外壁部(13)被布置为将沿所述距离方向的所述多个凹槽部(11)置于其间，并且所述分离壁部(12)沿所述距离方向的长度长于所述外壁部(13)沿所述距离方向的长度。
电流传感器
技术领域
[0001] 本公开文本大体涉及一种电流传感器。
背景技术
[0002] 包括磁检测元件(例如，霍尔元件)的已知电流传感器已被用于测量导体中的电流。根据这种电流传感器，集中磁通的通量集中磁芯与检测通量集中磁芯的磁通密度的磁检测元件之间的位置关系显著影响电流传感器的小型化以及电流检测的精度。因此，期望的是以高精度布置通量集中磁芯和磁检测元件。另外，在引线(导线)用作磁检测元件的端子的情况下，因为引线(导线)和电路板的接合状态显著影响电流传感器的可靠性(质量属性)，所以期望的是适当地将引线(导线)连接至例如电路板的焊盘。例如，JP2002-243767A(在下文中称为专利文献1)和JP2012-181208A(在下文中称为专利文献2)公开上文说明的该类型的已知电流传感器或装置。
[0003] 根据在专利文献1中公开的电流检测装置，截面为大体矩形的在四个侧面之一设置有间隙的磁芯被固定在壳体中。布置在间隙中的霍耳IC检测磁芯处产生的磁通的改变。霍耳IC的引线(导线)形成为预定构造，并且被直接地连接至与壳体整体形成的用于输入和输出的连接器端子。
[0004] 根据在专利文献2中公开的电流传感器，具有预定距离的间隙的大体环形的磁芯与树脂制成的壳体整体形成，间隙的至少一部分被暴露于树脂制成的壳体的容纳部，并且安装在容置于容纳部中的电路板上的磁电转换元件被布置在间隙处。使引线(导线)从模制部突出的引线型磁电转换元件被应用作为磁电转换元件。该模制部包括削切部(tapered portion)，该削切部形成为随着沿电路板的厚度方向远离电路板而沿间隙的距离方向变薄。削切部的削切外表面的至少一部分面向磁芯沿间隙的距离方向的端面。
[0005] 在专利文献1中公开的电流检测装置不限定磁芯与霍耳IC之间的位置关系。因此，由于当形成霍耳IC的引线时的弯曲尺寸的变化或不均匀，磁芯与霍耳IC之间的位置关系波动很大并且显著影响电流检测的精度。另外，因为霍耳IC相对于磁芯不固定，所以当霍耳IC例如由于振动而移动时，检测的精度可能受到影响，并且存在不能以高精度或准确度测量电流的可能性。作为替代结构，固定元件可以被应用来相对于磁芯固定霍耳IC，然而，该构造增加了制造成本。
[0006] 根据在专利文献2中公开的电流传感器，当将引线(导线)焊接至电路板时，引线必须被直接插入穿过电路板的通孔，并且如果引线在引线的位置和通孔的位置偏移或不对齐的状态下被插入穿过通孔且被焊接，则在引线处产生应力。当振动和/或热冲击(火焰冲刷)在前述状态下发生时，根据磁电转换元件、电路板以及树脂制成的壳体的每一个的线性膨胀系数差异而焊接的部分可能由于重复应力而疲劳，因而引起耐久性问题。
[0007] 因此，对容易组装、具有电流检测高精度且具有高耐久性的电流传感器具有需求。发明内容
[0008] 鉴于前述，本公开文本提供一种电流传感器，所述电流传感器包括：磁芯(core)，所述磁芯由磁元件制成，所述磁芯包括多个凹槽部和将所述凹槽部彼此分离的至少一个分离壁部；外壳，所述外壳由非磁性材料制成，所述外壳沿着所述磁芯的轮廓罩住所述磁芯，所述外壳包括分别沿着所述凹槽部形成在所述外壳处的多个凹陷凹槽；多个导体，所述导体分别布置在所述凹槽部中，所述导体允许被测量电流在其中流动；电路板，所述电路板固定于所述外壳，所述电路板包括通孔和形成在所述通孔的周围的焊盘(land)，所述通孔沿与所述导体的插入方向对应的方向贯穿通过所述电路板；检测元件，所述检测元件检测根据在所述导体中流动的所述被测量电流产生的磁场的大小，所述检测元件布置在所述凹陷凹槽的每一个中，所述检测元件布置得相对于布置在所述凹槽部中的所述导体更靠近所述凹槽部的开口端侧，所述检测元件被安置为使得沿着所述凹槽部的距离方向指引所述检测元件的检测方向，所述检测元件包括连接端子，所述连接端子插入并布置在所述通孔中，所述连接端子电连接至所述焊盘；以及引导部，所述引导部设置在所述外壳处，所述引导部将所述连接端子引导至所述通孔。
[0009] 根据本公开文本的构造，因为电路板被固定于容置磁芯的外壳并且引导部被设置用于通过固定有电路板的外壳插入检测元件的连接端子，所以能够以高精度执行检测元件相对于磁芯的定位。因此，因为能够减小制造过程中磁芯和检测元件的位置间隙或偏差，所以能够提高电流检测的准确度。另外，因为检测元件的连接端子被引导部引导插入穿过电路板的通孔，所以检测元件能够被容易地组装到电路板。另外，因为连接端子不弯曲(连接端子不通过弯曲过程形成)，所以能够缩短连接端子的长度。因此，能够抑制由于例如振动或振荡引起的检测元件的位置偏差或移位，并且因此提高电流检测的精度。另外，因为应力不会由于线性膨胀系数的差异被施加于连接端子和电路板的接合部，所以能够增强对热冲击(火焰冲刷)的耐久性。
[0010] 根据本公开文本，引导部包括孔部。孔部被形成在凹陷凹槽的与电路板相对的一部分处，并且布置在布置有电路板侧的相对侧，并且孔部包括沿连接端子的插入方向朝着内部减小的直径。
[0011] 根据本公开文本的构造，检测元件的连接端子能够被引导至电路板的通孔而不弯曲。因此，检测元件能够被布置在预定位置，并且能够防止电流检测精度的恶化。
[0012] 根据本公开文本，引导部包括突出部。突出部被设置在外壳以沿凹陷凹槽的距离方向突出，突出部包括沿连接端子的插入方向从外侧向内侧增加的突出量。
[0013] 根据本公开文本的构造，因为当将检测元件插入凹陷凹槽内部时检测元件被突出部引导，所以检测元件能够被布置在凹陷凹槽中的预定位置。因此，能够防止电流检测精度的恶化。
[0014] 根据本公开文本，电路板被布置为与外壳保持距离。
[0015] 根据本公开文本的构造，即使在电路板被固定于外壳的状态下，也能够在视觉上检查形成在焊盘处的焊料焊点(solder fillet)，该焊盘形成在面向外壳的电路板的表面处。因此，能够增强检测元件与电路板焊接的可靠性。
[0016] 根据本公开文本，该磁芯包括布置为将沿距离方向的所述多个凹槽部置于其间的多个外壁部，并且分离壁部沿距离方向的长度长于外壁部沿距离方向的长度。
[0017] 根据本公开文本的构造，能够抑制在分离壁部处产生且通过在布置为将分离壁部置于其间的两个导体中流动的电流形成的磁通彼此影响。
[0018] 根据本公开文本，分离壁部的长度被设定为等于或长于外壁部的长度的 倍。
[0020] 通过以下参考附图的详细描述，本公开文本的前述和另外的特征和特点将变得更加明显，其中：
[0021] 图1示出根据本文公开的实施例的电流传感器的分解透视图；
[0022] 图2示出根据本文公开的实施例的电流传感器的示意性前视图；
[0023] 图3示出根据本文公开的实施例的电流传感器的示意性后视图；
[0024] 图4示出根据本文公开的实施例的电流传感器的引导部的透视图；
[0025] 图5示出根据本文公开的实施例的电流传感器的引导部的侧视图；
[0026] 图6示出根据本文公开的实施例的电流传感器的电路板上焊接的检测元件的侧视图；
[0027] 图7示出根据本文公开的实施例的电流传感器的磁芯的前视图；
[0028] 图8示出三相交流电的电流波形；
[0029] 图9示出根据本文公开的实施例的电流传感器的磁通密度的模拟结果；
[0030] 图10示出根据比较示例在分离壁的长度被改变的情况下电流传感器的磁通密度的模拟结果；
[0031] 图11示出根据本文公开的实施例的用于制造电流传感器的夹具；
[0032] 图12示出根据本文公开的实施例的外壳的前视图；
[0033] 图13示出根据本文公开的实施例的安装有磁芯的外壳的前视图；
[0034] 图14示出根据本文公开的实施例的电路板被固定于外壳的视图；以及[0035] 图15示出根据本文公开的实施例使用夹具将检测元件的连接端子插入以被布置通过电路板的状态。
具体实施方式
[0036] 将参考如下附图的例示来说明电流传感器的一个实施例。该实施例的电流传感器被配置为测量在导体中流动的被测量电流。这里，当电流在导体中流动时，根据电流的程度(安培定律)围绕导体为轴线中心产生磁场。该实施例的电流传感器检测磁场的大小或强度，并且基于所检测的磁场的大小或强度测量在导体中流动的电流(电流值)。
[0037] 图1示出电流传感器100的分解透视图。图1示出了由柱形导体制成的两个导体3。为了说明性目的，导体3延伸的方向被定义为延伸方向A，导体3之间的距离方向或间隔方向被定义为距离方向B，并且正交于延伸方向A和距离方向B的方向被定义为方向C。图
2示出在导体3的延伸方向A上从电路板4看去的电流传感器100的示意图。图3示出从图2中导体3的延伸方向A的相反方向看去的电流传感器100的示意图。例如，图2和图
3示出用于将电力供应到电流传感器100且用于输出检测结果的连接器200。
2示出在导体3的延伸方向A上从电路板4看去的电流传感器100的示意图。图3示出从图2中导体3的延伸方向A的相反方向看去的电流传感器100的示意图。例如，图2和图
3示出用于将电力供应到电流传感器100且用于输出检测结果的连接器200。
[0038] 如图1所示，磁芯1包括多个凹槽部11和将多个凹槽部11分离的分离壁部12。外壁部13被设置在多个凹槽部11的相对的最外侧的每一个处。如图1和图2所示，根据该实施例，磁芯1包括两个凹槽部11，每一个凹槽部11形成为大体U形。因此，该实施例的磁芯1包括一个分离壁部12。突出部14被设置在分离壁部12和外壁部13的每一个处。
突出部14被布置为沿距离方向B突出，使得凹槽部11的开口部11A处的开口宽度呈现为比底部11B处的开口宽度窄。磁芯1由磁元件制成。根据该实施例的磁芯1通过沿图1至图3中的方向A堆叠或层压由金属磁元件制成的具有凹槽部11的平面板而形成。该金属磁元件对应于软磁性金属，例如，电磁钢板(硅钢板)、坡莫合金以及坡曼德合金。
突出部14被布置为沿距离方向B突出，使得凹槽部11的开口部11A处的开口宽度呈现为比底部11B处的开口宽度窄。磁芯1由磁元件制成。根据该实施例的磁芯1通过沿图1至图3中的方向A堆叠或层压由金属磁元件制成的具有凹槽部11的平面板而形成。该金属磁元件对应于软磁性金属，例如，电磁钢板(硅钢板)、坡莫合金以及坡曼德合金。
[0039] 外壳2沿着磁芯1的轮廓罩住磁芯1。即，外壳2沿着磁芯1的构造容置磁芯1。因此，磁芯1的凹槽部11的彼此面向的内壁部被外壳2罩住。外壳2由树脂(其是非磁性材料)制成。因此，磁芯1和导体3能够彼此绝缘。
[0040] 多个导体3被分别布置穿过(插入)多个凹槽部11。被测量电流在导体3中流动。如上所述，根据该实施例，设置了两个导体3。导体3被插入以被分别布置穿过磁芯1的对应的两个凹槽11。如上所述，磁芯1被外壳2罩住。因此，导体3经由外壳2被布置在磁芯1的凹槽部11中。例如，用于将三相电机和使三相电机通电的逆变器相连接的母线用作导体3。被测量电流沿方向A在导体3中流动，并且电流传感器100测量或检测导体3中的电流。根据该实施例，设置了两个导体3。另外，根据该实施例，三相交流电的两股电流用作被测量电流。
[0041] 电路板4包括指向与导体3的插入方向一致的方向而形成的多个通孔41和形成在通孔41的每一个周围的焊盘42。电路板4被固定于外壳2。通孔41沿电路板4的厚度方向贯穿通过电路板4。根据该实施例，焊盘42被形成在电路板4的前表面和后表面上通孔41的每一个的周围。电路板4的面向磁芯1安装的表面被定义为电路板4的前表面。电路板4的面向磁芯1的相反方向的表面被定义为电路板4的后表面。
[0042] 焊盘42被形成在通孔41周围，即，焊盘42以通孔41为中心且沿着电路板4的前表面或后表面在通孔41的周围或外圆周形成。通过将检测元件5的连接端子51插入通孔41中并且在电路板4的后表面焊接焊盘42，焊料焊点被形成在电路板4的前表面和后表面的焊盘42的每一个处。另外，焊料进入通孔41，或通孔41充满有焊料。因此，能够增强连接端子51相对于电路板4的焊接的固定强度。
[0043] 通孔41沿与导体3的插入方向一致的方向安置。即，通孔41的轴线和导体3的插入方向彼此平行。在这些状态下，电路板4被固定于外壳2。根据该实施例，电路板4凭借螺丝钉71(例如，三个螺丝钉71)被紧固于外壳2。
[0044] 检测元件5包括在每一个连接端子51被插入通孔41中的状态下电连接至焊盘42的多个连接端子51。根据该构造，电力从电路板4被供应到检测元件5，并且检测信号能够从检测元件5被传送到电路板4。
[0045] 检测元件5被布置在沿着凹槽部11形成于外壳2的凹陷凹槽21处。另外，检测元件5相对于布置在磁芯1的凹槽部11中的导体3被布置在凹槽部11的开口部11A侧，使得沿着凹槽部11的距离方向B(即，方向B)指引检测方向。因用外壳2将彼此面向的磁芯1的分离部12和外壁部13罩住预定厚度而沿着磁芯1的凹槽部11的构造形成在外壳2的凹槽被定义为沿着凹槽部11形成在外壳2的凹陷凹槽21。如上所述，检测元件5相对于布置在磁芯1的凹槽部11中的导体3被布置在凹槽部11的开口部11A侧。即，参照容置在外壳2中的磁芯1的凹槽部11作为参考点，与布置在磁芯1的凹槽部11中的导体3相比，检测元件5被布置得更靠近开口部11A。布置有检测元件5的位置对应于被插入在或夹在磁芯1的突出部14之间的位置。在这些情况下，根据在导体3中流动的电流产生的磁场集中(即，磁通被集中)在从磁芯1的凹槽部11的导体3的上端更靠近磁芯1的开口部的一侧。集中的磁场对应于在检测元件5附近指向磁芯的凹槽部11的距离方向B(即，方向B)的磁场。在外壳2的凹陷凹槽21处产生了类似的磁场。
[0046] 检测元件5被安置为使得检测方向与方向B一致。因此，由在导体3中流动的被测量电流产生的磁场的强度呈现为可有效检测的。响应于在导体3中流动的被测量电流沿从导体3的轴线的中心起的径向产生的磁场被定义为由被测量电流产生的磁场。根据该实施例，为磁芯1的凹槽部11的每一个设置了两个检测元件5。即，因为根据该实施例设置了两个凹槽部11，所以设置了四个检测元件5。在这些情况中，布置在同一凹槽部11中的检测元件5检测指向相同方向的磁通密度。因此，在布置在同一凹槽部11中的检测元件5的检测信号显示指向不同方向的磁通密度的情况下，以及在布置在同一凹槽部11中的检测元件5的检测结果相对于预定偏差水平明显偏差的情况下，确定检测元件5之一处于故障。为了确定上文说明的故障，根据该实施例，两个检测元件5被布置在同一个凹槽部11中。
[0047] 引导部6被设置于外壳2。引导部6将检测元件5引导至预定的固定位置。该预定的固定位置被定义为使检测元件5沿着方向B被插入或夹在上文描述的突出部14之间的位置。引导部6被配置为将检测元件5引导至该位置。
[0048] 参照图4，将在下文中说明引导部6的构造。根据该实施例，引导部6包括孔部61和突出部62。如图4所示，孔部61和突出部62被设置在外壳2的凹陷凹槽21处。孔部61被设置在凹陷凹槽21的与面向电路板4的一侧相对的一侧(孔部61被设置在与电路板4相对的凹陷凹槽21的一部分处的与电路板4相对的一侧)，并且被形成为使得直径沿连接端子51的插入方向朝着内部减小(即，使得直径在连接端子51被布置穿过孔部61的状态下沿从连接端子51到电路板4的方向减小)。凹陷凹槽21的与电路板4相对的部分对应于在凹陷凹槽21处与电路板4相邻的侧表面部22。与电路板4相对的一侧对应于侧表面部22处与面向电路板4的表面相对的表面，即对应于面向凹陷凹槽21内部的一侧。在这些情况下，检测元件5的连接端子51沿正交于电路板4的方向朝着电路板4被插入在凹陷凹槽21中。因此，直径沿连接端子51的插入方向朝着内部减小被定义为孔部61的直径在侧表面部22随着从凹陷凹槽21起更靠近电路板4而减小。电路板4的通孔41被布置为在与孔部61保持预定距离且面向孔部61的情况下对应于孔部61。因此，连接端子51能够被分别引导穿过通孔41。
[0049] 另外，突出部62在凹陷凹槽21中被设置为沿凹陷凹槽21的距离方向(间隙方向、间隔方向)突出，并且突出部62的突出量沿连接端子51的插入方向从外侧向内侧增加(突出部62的突出量在连接端子51被布置穿过孔部61的状态下沿从连接端子51到电路板4的方向增加)。凹陷凹槽21的距离方向对应于磁芯1的凹槽部11的距离方向，因此对应于图4和图5中的方向B。检测元件5包括连接端子51和模制部52，连接至连接端子51的霍尔元件被树脂封闭在模制部52中。沿方向B面向彼此的突出部62被形成为使得面向彼此的突出部62之间在开口端的开口宽度对应于检测元件5的模制部52的宽度(沿方向B的长度)，并且该开口宽度沿连接端子51的插入方向(在连接端子51被布置穿过孔部61的状态下沿从连接端子51到电路板4的方向)朝着内部逐渐变窄。因此，检测元件5的模制部52能够被引导到预定的固定位置。
[0050] 根据该实施例的电流传感器100，在电路板4被固定于外壳2的状态下，空隙被设置在外壳2和电路板4之间。如上所述，电路板4凭借螺丝钉71被紧固至外壳2。如图6所示，电路板4被布置为在除了由螺丝钉71紧固的部分之外的部分与(远离)外壳2保持距离。根据该构造，沿正交于电路板4的厚度方向的方向，经由空隙能够看见电路板4的前侧和后侧的焊盘42处形成的焊料焊点。因此，能够在视觉上检查(例如，通过视觉检查确认)焊接是否被适当地实施。
[0051] 根据该实施例，磁芯1包括一个分离壁部12和两个外壁部13。如图7所示，分离壁部12沿距离方向的长度被设定为长于外壁部13沿距离方向的长度。这里，距离方向被定义为磁芯1的凹槽部11的距离方向，即对应于图7中的方向B。因此，分离壁部12沿距离方向的长度对应于图7中的W1。外壁部13沿距离方向的长度对应于图7中的W2。分离壁部12和外壁部13被构造为使得W1大于W2(W1>W2)。
[0052] 尤其，有利的是分离壁部12的长度被设定为等于或大于外壁部13的长度乘以三的平方根(外壁部13的长度的 倍)。将在下文中说明原因。图8示出三相交流电的电流波形。三相交流电的在两个导体3中流动的电流被定义为U相和V相。在检测由在两个导体3中流动的电流产生的磁通的情况下，当|Iu–Iv|最大时，磁芯1饱和。在这些情况中，Iu对应于U相电流，Iv对应于V相电流，并且Iw对应于W相电流。
[0053] 在两个导体3中流动的电流在等式1和等式2中示出如下。
[0054] [等式1]Iu＝A·sinωt
[0055] [等式2]
[0056] 等式2通过加法定理以等式3来表示。
[0057] [等式3]
[0058] 另一方面，当磁芯1饱和时，建立等式4。
[0059] [等式4]
[0060] 因此，当磁芯饱和时，得到等式5。
[0061] [等式5]
[0062] 相对于时间t微分等式5，获得等式6。
[0063] [等式6]
[0064] 这里，在等式6的左手边是零(0)的情况下，获得等式7。
[0065] [等式7]
[0066] 对ωt求解等式7，获得了等式8。
[0067] [等式8]
[0068] 根据等式8，以120度为基准，磁芯1每180度达到饱和(以120度作为基准，每180度提供磁芯1的饱和点)。例如，在导体3中流动的电流是±900A的情况下，对应于
900A乘以 的磁通在分离壁部12中流动。
900A乘以 的磁通在分离壁部12中流动。
[0069] 图9示出当分离壁部12沿距离方向的长度对应于外壁部13沿距离方向的长度的倍时，在磁芯1产生的磁通的模拟结果。作为比较示例，图10示出当分离壁部12沿距离方向的长度等于外壁部13沿距离方向的长度时，在磁芯1产生的磁通的模拟结果。在图9和图10中，箭头的方向对应于磁通的方向，并且箭头的粗细度对应于磁通密度的水平或大小。因此，箭头越粗，通量密度越高，并且箭头越细，通量密度越低。为了说明性目的，在图9和图10中，螺丝钉71贯穿的通孔以及突出部14未示出。
[0070] 如图10所示，当磁芯1的分离壁部12沿距离方向的长度等于外壁部13沿距离方向的长度时，分离壁部12处的磁通密度呈现为较高。在这些情况中，在磁芯1的分离壁部12处由两个导体3产生的磁通彼此影响，使得设置在磁芯1的凹槽部11处的检测元件5不能精确地检测磁通。
[0071] 另一方面，如图9所示，当磁芯1的分离壁部12沿距离方向的长度长于外壁部13沿距离方向的长度时，与图10所示的示例相比，分离壁部12处的磁通密度较低。在这些情况下，在磁芯1的分离壁部12处由两个导体3产生的磁通不会彼此影响，因此，设置在磁芯1的凹槽部11处的检测元件5以高精度检测磁通。
[0072] 如图8所示，三相交流电的电流的相差是120度，并且在两个导体3处产生的磁通的相差是120度。因此，为了使磁芯1的尺寸最小化，有利的是，分离壁部12沿距离方向的长度对应于外壁部13沿距离方向的长度的 倍。外壁部13沿距离方向的长度可以根据需要而改变。例如，磁芯的外壁部可以被限定为长于上文描述的实施例的外壁部13沿距离方向的长度，并且分离壁部12沿距离方向的长度可以被限定为等于外壁部13沿距离方向的长度。只要磁通彼此不影响，则前述替代构造可用。换句话说，磁芯1的分离壁部12沿距离方向的长度和外壁部13沿距离方向的长度能够根据由在导体3中流动的电流产生的磁通密度以及电流传感器100的尺寸而改变。
[0073] 用于制造电流传感器100的方法将说明如下。如图11所示的夹具150被用于制造电流传感器100。支撑部151被设置在夹具150的预定表面。支撑部151在检测元件5被布置在模制部52中的状态下支撑检测元件5。支撑部151被形成为使得连接端子51在模制部52被插入并且布置在支撑部151中的状态下被直立地设置。支撑部151的位置根据通孔41的位置被确定，使得检测元件5(其被布置在支撑部151中)的连接端子51被设置穿过电路板4处的通孔41。另外，适配于外壳2的定位孔的突出部152被形成在夹具150的形成有支撑部151的表面处。因此，直立设置的连接端子51被容易地插入穿过通孔41。
[0074] 磁芯1被容置在外壳2中并且例如通过压装(press-fitting)和热钳(thermal clinching)被组装。在从外壳2的底面25直立地设置的壁部中，突出壁83、84被分别形成在沿着方向A与A-B表面平行的壁部81、82处。磁芯1沿方向A凭借突出壁83、84由外壳2支撑。更具体而言，在磁芯1被容置在外壳2中并且磁芯1被推至外壳2的底面25的状态下，磁芯1通过沿着方向C朝着磁芯1通过热钳弯曲突出壁83、84而被固定于外壳2(参见图12和图13)。
[0075] 柱形突出部85、86被形成为沿着方向A从外壳2的底面25突出以面向容置在外壳2中的磁芯1的分离壁部12的A-C表面。磁芯1沿方向B凭借柱形突出部85、86由外壳2支撑。尤其，柱形突出部85和柱形突出部86之间沿方向B的距离被设定为稍微短于磁芯1的分离壁部12沿方向B的长度。因此，当磁芯1被容置在外壳2中时，磁芯1的分离壁部12沿方向B在其相对端由柱形突出部85、86支撑。因此，通过沿方向B保持以前述方式支撑的分离壁部12的尺寸从而具有高精度，能够准确地执行磁芯1相对于外壳2沿方向B的定位。在磁芯1被容置在外壳2中的状态下，柱形突出部85、86通过磁芯1沿方向B向外扩展。为了减缓或减小在外壳2的底面25处产生的应力，在这些情况下，开口部87、88沿方向B在柱形突出部85、86的外侧形成在外壳2的底面25上。
[0076] 设置在外壳2的壁部81的内壁88处的突出部89、90在外壳2处沿方向C支撑磁芯1。尤其，通过在磁芯1被容置在外壳2中的状态下凭借突出部89、90将磁芯1的与A-B表面平行的表面推至外壳2的壁部82的内壁91，执行磁芯1沿方向C的定位。这种情况下，突出部89、90凭借磁芯1沿方向C被向外推动。为了减缓或减小施加到外壳2的底面25的应力，在这些情况中，开口部92、93沿着壁部81并且围绕突出部89、90(以突出部89、
90为中心)被形成在外壳2的底面25上。
90为中心)被形成在外壳2的底面25上。
[0077] 如上文说明的，磁芯1通过例如压装和热钳被固定于外壳2，并且磁芯1沿方向A、方向B以及方向C被外壳2支撑。因此，以高精度执行磁芯1相对于外壳2的定位。
[0078] 如图14所示，电路板4凭借螺丝钉71被紧固至组装有磁芯1的外壳2。如图14和图15所示，如上所述，通过将突出部152装配到外壳2的定位孔，外壳2被布置在使检测元件5被插入且布置在支撑部151中的夹具150上。因此，连接端子51凭借引导部6被插入电路板4的通孔41中。之后，电路板4的焊盘42和检测元件5的连接端子51被焊接(通过焊料连接)。然后，去除夹具150，电流传感器100得以完成。
[0079] 修改示例将被说明如下。根据该实施例，磁芯1包括两个凹槽部11，然而，该构造不限于前述。可选择地，磁芯1可以包括三个或更多个凹槽部11。在这些情况中，为了检测三相交流电，因为三个电流值的和在正常状态下为零，所以为了检测所述检测元件5的异常或故障的目的，可以在凹槽部11的每一个处设置一个检测元件5。
[0080] 根据该实施例，引导部6包括孔部61和突出部62，然而，该构造不限于前述。可选择地，引导部6可以包括孔部61和突出部62之一。另外，可选择地，引导部6可以被形成为除孔部61和突出部62之外的其它构造。
[0081] 根据该实施例，空隙在电路板4被固定于外壳2的状态下被设置在外壳2和电路板4之间，使得能够沿着电路板4的表面在视觉上检查焊料焊点。然而，该构造不限于该实施例。可选择地，在电路板4被固定于外壳2的状态下，设置在外壳2和电路板4之间的空隙可以被设置在至少焊盘42周围。根据该替代构造，焊料焊点被形成在电路板4的前侧和后侧的焊盘42处，并且能够增强焊接的固定强度。
[0082] 根据该实施例，分离壁部12沿着磁芯1的距离方向的长度长于外壁部13沿着距离方向的长度。然而，该构造不限于该实施例。可选择地，分离壁部12沿磁芯1的距离方向的长度以及外壁部13沿距离方向的长度可以被形成为彼此相等。另外，可选择地，分离壁部12沿磁芯1的距离方向的长度可以被设定为短于外壁部13沿距离方向的长度。
[0083] 本公开文本适用于用于测量在导体中流动的电流的电流传感器。
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