CN102265167B

CN102265167B - 电流检测装置的组装结构

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Publication number: CN102265167B
Application number: CN2010800037824A
Authority: CN
Inventors: 川口泰典; 望月利朗; 浅见誉志
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2009-01-19
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2030-01-18
Also published as: JP5403789B2; US20110148407A1; WO2010082654A1; EP2381264B1; JP2010164517A; EP2381264A4; US8421451B2; EP2381264A1; CN102265167A

Abstract

本发明提供了一种电流检测装置的组装结构，通过其能够显著地降低成本、容易进行组装并且能够使电流检测装置最小化。在传感器主体(30)的下表面上，即，当将传感器主体(30)放置在汇流排(20)上时与该汇流排(20)的上表面面对的表面上，形成有凸起部(24A、24B)。在汇流排(20)上，形成有在垂直方向上穿过该汇流排(20)的通孔(23A、23B)。当将传感器主体(30)放置在汇流排(20)上时穿过通孔(23A、23B)的凸起部(24A、24B)的前端部分通过被热熔融而牢固地粘接在通孔(23A、23B)中。

Description

电流检测装置的组装结构

技术领域

本发明涉及一种电流检测装置的组装结构，该电流检测装置的组装结构可在不牺牲检测精度的情况下连接于汇流排，价格低廉，并且能够批量生产。

背景技术

传统地，电流检测装置已知是通过检测从流经连接于蓄电池端子的线束的电流所产生的磁通量，来检测在蓄电池与车辆电气设备之间流动的电流值。电流检测装置凭借诸如支架等的部件而连接于车辆的一部分。在将线束插入到检测孔之后，在电流检测装置的该检测孔中进行磁通量的检测。

然而，在传统的电流检测装置中，为了将电流检测装置连接于车辆，需要使用诸如支架那样的单独的部件，使得零部件的数目增加并且使结构变得复杂。此外，由于柔性的线束应该被插入到检测孔中以进行电流检测，所以需要扩大检测孔，这使得操作人员难以进行他的检测工作。这限制了使电流检测装置更加小型化。

因而，已经公开了能够制成更加小型化、能够容易组装且具有简单结构的用于车辆的电流检测装置(例如，专利文献1)。如图8所示，将电流检测装置构造成使得汇流排200的一端201用螺钉102连接于蓄电池100的接线柱101，并且由汇流排200支撑电流检测器300。此外，汇流排200的另一端202连接于线束400的与连接于车辆电气设备的线束一端咬紧的末端401。

如图9所示，电流检测器300包括检测体301，其中铁芯302固定于检测体301而围绕汇流排200所穿过的检测孔304，并且霍尔装置303安装在芯302的相对两端之间，从而电流检测装置在结构上被简化并且能够制成小型化，从而进一步提升了可组装性。

专利文献

专利文献1：日本专利公开JP-A-2001-272422

发明内容

技术问题

然而，传统的电流检测装置具有如下的问题：

(1)如上所述，由于需要特定的磁结构来收集磁通量，所以应该设置具有孔的磁芯，并且汇流排穿过该孔。

(2)因为如果汇流排的形状复杂，则汇流排难以被插入到所述孔中，所以需要扩大所述孔，这使得磁芯更大。

(3)如果汇流排的形状复杂，则切屑量增加，导致材料损耗增加，并且由于例如包括弯曲工艺的工艺数目增加，还使生产成本升高。

已经针对上面的问题完成了本发明，并且本发明的目的是提供一种电流检测装置的组装结构，该电流检测装置的组装结构大幅地降低了材料成本、容易组装并且适于小型化。

为了实现上述目的，根据本发明的电流检测装置的组装结构包括下述特征。

(1)一种电流检测装置的组装结构，包括：

汇流排；

由热熔性树脂材料构成的传感器主体；以及

设置在所述传感器主体上以检测由所述汇流排生成的磁场的磁性检测元件，

其中，在所述传感器主体的下面上设置凸起，并且当将传感器主体安装在汇流排上的时候，所述传感器主体的下面与所述汇流排的上面产生接触；

其中，所述汇流排具有通孔；并且

其中，当将所述传感器主体安装在汇流排上时穿过该汇流排的通孔的所述凸起的前端被热熔融且粘合于通孔的圆周。

根据结构(1)的电流检测装置的组装结构，所述传感器主体由可熔性树脂材料构成，因此当从外部加热的时候，所述传感器主体能够以特定的加热速率熔化。因而，将一体地形成在传感器主体的下面上的凸起插入到汇流排的通孔中，该汇流排是在外周没有凸起和凹槽的矩形金属板，该突起的延伸至汇流排下方的前端被热熔融而形成大于通孔的直径的粘附体，使得传感器主体能够在粘附体处连接于汇流排。因而，所述粘附体使得传感器主体和汇流排能够在通孔附近一体地粘接在一起。

而且，根据构造(1)的电流检测装置的组装结构，效果在于：以简单的方式实现了传感器主体与汇流排的一体化、成本优化地获得所述结构、容易组装所述电流检测装置以及能够使所述电流检测装置更小型。

本发明的有益效果

根据所述电流检测装置的组装结构，将汇流排构造成具有在周边没有不规则部分的简单矩形的形状，这有助于减少材料成本并且有效地组装传感器主体和汇流排。此外，整个结构是简单的、容易组装的以及非常适于小型化的。

已经如上简单地描述了本发明。与此同时，通过参考附图阅读本发明的各实施例，本发明的细节将变得更加明显。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施例的电流检测装置的构造的俯视图。

图2(A)是示出了图1的电流检测装置的侧视图。

图2(B)是沿图1的线I-I截取的剖视图。

图3是沿图2的线II-II截取的剖视图。

图4A是示出了图1的电流检测装置的汇流排的俯视图。

图4B是示出了图1的电流检测装置的汇流排的前视图。

图5是示出了图1的电流检测装置的分解透视图。

图6是示出了传感器主体和汇流排被熔接的状态的剖视图。

图7是示出了组装根据本发明实施例的电流检测装置的方法的过程的流程图。

图8是示出了传统的电流检测装置的前视图。

图9是图8的传统电流检测装置的侧视图。

附图标号

10 电流检测装置

20 汇流排

21，22 螺纹孔

23A，23B 通孔

24A，24B 凸起

30 传感器主体

30A 第一侧面

30B 第二侧面

30C 第三侧面

31 连接器腔体(阴连接器)

34 杆型凹槽

40 磁屏蔽元件

41 底面

42 侧壁

50 磁性检测元件(霍尔元件)

51 基板

53 输入端子

54 输出端子

α 连接部

β 检测部

γ 定位部

具体实施方式

现在将参考附图来说明本发明的各实施例。

(第一实施例)

图1是示出了根据本发明实施例的电流检测装置的构造的俯视图。图2(A)是示出了图1的电流检测装置的侧视图。图2(B)是沿图1的线I-I截取的剖视图。图3是沿图2的线II-II截取的剖视图。图4A是示出了图1的电流检测装置的汇流排的俯视图。图4B是示出了图1的电流检测装置的汇流排的前视图。图5是示出了图1的电流检测装置的分解透视图。图6是示出了传感器主体和汇流排被熔接的状态的剖视图。图7是示出了组装根据本发明实施例的电流检测装置的方法的过程的流程图。

图1以及图2(A)和图2(B)示出了利用根据本发明实施例的组装方法而制造的电流检测装置10。该电流检测装置10安装在车辆中，并且包括汇流排20、具有检测部β的传感器主体30，以及磁屏蔽元件40。

汇流排20具有一端(图1中的左端)和另一端(图1中的右端)，所述一端(图1的左端)一体地连接于用于将车辆电气设备连接于蓄电池(这两者均未示出)的线束(未示出)的一端，所述另一端(图1的右端)一体地连接于蓄电池的接线柱。如图1和图4所示，汇流排20在其相对两端侧上具有螺纹孔21和22。例如，通过穿通所述孔21拧紧螺栓或螺钉使汇流排与蓄电池的接线柱(即，防止短路用的负极接线柱，尽管未示出)连接，并且通过穿通所述孔22拧紧螺栓或螺钉使汇流排与线束的一端连接。

如图4所示，将汇流排20构造成使得一对通孔23A和23B形成在螺纹孔21和22之间，使得该对通孔23A和23B在垂直方向上从汇流排20的上面到该汇流排20的下面穿通该汇流排20。每个通孔23A和23B都具有比螺纹孔21和22更小的直径。通孔23A和23B具有能容纳传感器主体的凸起的尺寸和形状(大致环型)。此外，通孔的内圆周面的环绕区域可以是粗糙的。该粗糙面能够促进可熔性树脂的凸起相对于通孔23A和23B的粘合度的增加。

本实施例的传感器主体30由非磁性的可熔性合成树脂材料构造而成，并且包括从蓄电池一侧上的端部(即，图1中的右侧)依次命名的连接部α、检测部β和定位部γ。这三个部分的各自的相对两侧面将被分别称作为第一侧面30A、第二侧面30B和第三侧面30C。

连接部α是用于连接与信号线(未示出)相连的连接器(未示出)的部分。在本实施例中，连接部α的阴型连接器形成为在四个方向上由四个竖立壁环绕的腔体(下文中，称作为“连接器腔体”)。与此同时，信号线用于将电信号发送到控制IC单元等等(未示出)，该电信号是响应于由将在后面描述的检测部β的磁性检测元件50所检测到的磁场强度而引起的。然而，信号线并不是本发明的必要元件。即，信号线是用于将传感器输出从磁性检测元件50发送到外部电流元件(例如，本实施例中的控制IC单元)的装置。例如，也可以构造经由使用导线的直接线束连接或者无线连接将所述传感器输出发送到外部的其他元件。

在检测部β中，基板51安装在由四周壁环绕的磁性腔体32中，并且磁性检测元件50安装在基板51上。磁性检测元件50检测由流经汇流排20的电流I所产生的磁场的强度。例如，在本实施例中，将利用霍尔效应的霍尔器件用作为所述磁性检测元件50。霍尔器件将磁场强度转换为电信号，并且输出该电信号(通过改变流经汇流排20的电流I的强度而可变地感应出磁场)。因而，例如，经由相应的端子(下文中称为“输入端子”)53输出与磁通密度成正比的输出电压。输入到输入端子53的电压(电信号)经由设置在连接部α的连接器腔体31上的相应端子(下文称为“输出端子”)54而输出。输出端子54构成了上述阴连接器的端子。

上面安装有磁性检测元件50的基板51与输入端子53的前端一起，利用诸如由合成树脂构成的绝缘盖55而被全部气密且水密地封盖。该输入端子53的前端从基板51的上部伸出。因而，能够防止包括磁性检测元件50的电路变潮或者由于外部零部件等的干涉而损坏。

定位部γ将电流检测装置10定位在车辆中。该定位部γ在本发明中不是特别必要的部件。在本实施例中，通过将接合缘33与定位凸起(未示出)等接合，使电流检测装置精确地定位且固定在车辆的特定部分。

与此同时，向下延伸的一对凸起24A和24B设置在传感器主体30的下面上。该凸起24A和24B分别设置在与连接部α和定位部γ相对应的位置上，具体为与汇流排20的通孔23A和24B相对应的位置上。凸起24A和24B具有使得该凸起24A和24B能够被插入到通孔23A和23B中的尺寸和长度。该凸起24A和24B的尺寸略微小于通孔23A和23B的尺寸，而其长度远远大于汇流排20的厚度，例如是该汇流排的厚度的两到三倍。

因而，当将汇流排20组装到传感器主体30时，如图2(A)和2(B)所示，传感器主体的凸起24A和24B能够被插入到汇流排20的通孔23A和23B中。

磁屏蔽元件40由合适的磁性材料制成，在本实施例中，例如是具有弹性的磁性带。磁屏蔽元件40连接于传感器主体30，使得该磁屏蔽元件40环绕传感器主体30的检测部β和汇流排20，从而使该传感器主体的检测部β和汇流排20磁隔离。在本实施例中，为了如图3所示从汇流排20的下侧(外侧)固定地环绕检测主体30的检测部β，磁屏蔽元件40包括底面41和形成在汇流排20的侧向(纵向)的一对侧壁42。此外，磁屏蔽元件40在侧壁42的四个拐角处具有延伸至第二侧面30B的上部之上的立爪42A。该立爪42A从第二侧面30B的上部与该上部产生接触。

以特定的角度预弯曲该立爪42A。在这种状态下，当将传感器主体30安置在磁屏蔽元件40中时，侧壁42之间的距离由于磁屏蔽元件40的弹性而变大，使得该立爪42A在通过该传感器主体30的该第二侧面30B的同时向上指向传感器主体30的第二侧面30B，从而该立爪42A从该第二侧面30B的上部与其接触。以此同时，在将传感器主体30安置在磁屏蔽元件40中之后，由组装操作者可以弯曲立爪42A。

磁性检测元件50检测在流经图1所示的汇流排20的电流I周围产生的磁通量。由于此，将磁性检测元件50布置在平面方向(即，X-Y平面)上，检测流经汇流排20的电流I的磁通量，而不检测在与汇流排20的X-Y平面垂直的方向Z方向上的磁通量。即，与汇流排20的X-Y平面垂直的Z方向是磁性检测元件(霍尔元件)50沿该方向不检测磁通量的方向。因而，尽管磁性检测元件50在其上部具有开口部，但是这种结构在精确的磁性检测方面没有不利影响。

因而，根据用于本实施例的车辆的电流检测装置10，由于设置了磁屏蔽元件40，所以能够抑制外部电磁的不良影响，并且能够实现精确的电流检测。

例如，根据采用本实施例的电流检测装置10的车辆系统，在某些情况下，在用作为磁性检测元件50的霍尔元件周围经常产生磁场，或者在该磁性检测元件50周围经常安装有继电器或电机。在这种情况下，由于所产生的磁场，可能不能进行精确的磁性检测。此外，由于在车辆行驶期间的环境影响，所以还需要考虑地磁影响和高压电线的影响等等。然而，根据本实施例的电流检测装置10，由于设置了磁屏蔽元件40，所以该磁屏蔽元件40有效地防止了由于所考虑的上述影响而使传感器输出大幅改变。

现在将对组装本实施例的电流检测装置10的方法做出说明。

电流检测装置10的组装方法包括装配工序S1、熔合工序S2、安置工序S3以及蓄电池和线束的固定工序S4。与此同时，在电流检测装置的组装方法中，可以首先执行蓄电池和线束的固定工序，使得汇流排20在其相对两端侧处被螺栓紧固于所述蓄电池和线束。

在装配工序S1中，将汇流排20装配到形成在传感器主体30的下面上的中心部分处的杆型凹槽34(见图2(B)和图5)中。该杆型凹槽34形成为在其整个纵向部分上的同一平面在相对两端之间延伸。这里，从传感器主体30的下面伸出的一对凸起24A和24B分别被插入到汇流排20的通孔23A和23B中(见图2(B))。

在熔合工序S2中，凸起24A和24B的在装配工序S1中已经被插入到汇流排20的通孔23A和23B中并且延伸至汇流排20的下面以下的部分(称为前端)，通过加热装置利用激光而被集中热熔融。当所述凸起24A和24B被熔融时，熔融了的部分变形，使得凸起24A和24B紧压汇流排20的通孔23A和23B的圆周而形成粘附体。此后，停止加热，然后进行空气冷却。因而，凸起24A和24B的所述前端变成粘附体24C和24D，该粘附体24C和24D比汇流排20的下侧上的通孔23A和23B的内径大并且粘附于该通孔23A和23B的圆周。因此，汇流排20变成一体地且牢固地粘接到传感器主体30的下面。

与传统的技术不同，通过熔融凸起24A和24B而在传感器主体30与汇流排20之间的这种粘接可以自动且迅速地进行，而不用准备单独的粘接件。此外，由于不需要通过切削材料在汇流排上制造棘爪，所以能够减少材料报废。此外，凸起24A和24B相对于通孔23A和23B的定位受到容易且精确地控制，使得能够防止发生这两种元件之间的振动。

在安置工序S3中，将传感器主体30安置在磁屏蔽元件40中，使得传感器主体30的检测部β和汇流排20被磁屏蔽元件40包围。因而，汇流排20和磁屏蔽元件40被一体地固定于传感器主体30。

在蓄电池和线束的固定工序S4中，将与传感器主体30和磁屏蔽元件40一体地固定的汇流排20的一端经由螺栓等连接于蓄电池的接线柱(具体为负极接线柱)，而该汇流排20的另一端被螺纹连接于线束的一端。

随后，将与用于将由磁性检测元件50检测出的电流量发送到控制IC单元(未示出)的信号线相连的连接器连接于由设置在传感器主体30的连接部α中的连接器腔体31构造而成的阴连接器。

因而，根据组装本实施例的用于车辆的电流检测装置10的组装结构和方法，尽管已经将汇流排20安装到其他部件上，但是也容易将传感器主体30和磁屏蔽元件40连接于该汇流排。

此外，如果汇流排如本实施例中那样具有简单的形状(例如，矩形)，则可以利用夹物模压方法使传感器主体30和汇流排20一体地彼此固定。此外，根据电流检测装置10的组装方法，可以单独地模制传感器主体30和汇流排20，使得能够以批量生产的方式来制造电流检测装置而实现小尺寸。

本发明的电流检测装置并不局限于实施例中所述的车辆系统的一部分，而是可以适用于多种领域内的各种电流检测装置，只要包括汇流排即可。

尽管已经参考具体实施例详细描述了本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改和变更。

本申请要求2009年1月19日提交的日本专利申请(No.2009-008809)的优先权，其主题内容通过引用的方式结合于此。

Claims

1.一种电流检测装置的组装结构，包括：

汇流排；

传感器主体，该传感器主体由热熔性树脂材料构成；以及

磁性检测元件，该磁性检测元件设置在所述传感器主体上以检测从所述汇流排生成的磁性，

其中，在所述传感器主体的下面上设置凸起，并且当将所述传感器主体安装在所述汇流排上的时候，所述传感器主体的下面与所述汇流排的上面产生接触；

其中，所述汇流排具有通孔，该通孔在垂直方向上穿过所述汇流排；并且

其中，当将所述传感器主体安装在所述汇流排上时所述凸起的前端穿过所述汇流排的通孔，所述凸起的所述前端被热熔融且粘合于所述通孔的圆周。