CN103124910A - 电流检测装置及其装接结构 - Google Patents

Abstract

一种电流检测装置包括汇流排、响应于从汇流排所产生的磁场输出信号的磁电转换元件、容纳汇流排和磁电转换元件的外壳，和装接到外壳从而包围磁电转换元件和汇流排的那部分的屏蔽板。屏蔽板形成为其中在一对侧板的前端之间形成开口的U形横截面。屏蔽板的该对侧板的前端位于比外部框架部分的开口部分的开口周缘更加向内侧的位置从而在屏蔽板的该对侧板的前端与外部框架部分的开口部分的开口周缘之间确保了预定距离。

Description

电流检测装置及其装接结构

技术领域

本发明涉及一种适于通过检测流经车辆的线束的电流而掌握车辆电池的消耗程度的电流检测装置，并且涉及一种电流检测装置的装接结构。

背景技术

近来，车辆的电气设备的种类和数目正在快速地增加，并且车辆电池的消耗加快。因此，通过电流检测装置来测量流经连接于电池的线束的电流值，并且基于所测量的数据，掌握电池的消耗程度。

作为用于这样目的的传统电流检测装置，已知的是例如在专利文献1中描述的装置。图9是在专利文献1中描述的电流检测装置的分解透视图，并且图10是其主要部分的截面图。

如在图9中所示，该电流检测装置210包括：汇流排230、磁电转换元件250、外壳220以及屏蔽板260。电流流经汇流排230。磁电转换元件250靠近汇流排230布置，并且响应于由流经汇流排230的电流所产生的磁场而输出电信号。外壳220由非磁性树脂制成，并且以恒定的关系容纳磁电转换元件250和汇流排的与该磁电转换元件250相对的部分231。用于磁屏蔽的屏蔽板260装接到外壳220的主体部分226，以便包围容纳并保持在外壳220的主体部分226中的磁电转换元件250和汇流排的所述部分231。

如在图10中所示，汇流排230的所述部分231容纳于在外壳220的主体部分226的一侧面上形成的容纳孔226A内部。此外，磁电转换元件250安装在电路板251上，并且电路板251容纳于在外壳220的主体部分226的另一侧面上形成的容纳孔226B内部。

此外，如在图9和10中所示，屏蔽板260包括一对侧板261和将该两个侧板261的基端彼此连接的连接板，并且该屏蔽板260形成为在两个侧板261的前端之间形成有开口部分265的U形截面。屏蔽板260从开口部分265的前端侧装配到外壳220的主体部分226的外侧。在屏蔽板260的侧板261的前端处的爪部分263与外壳主体部分226接合，从而使屏蔽板260固定到外壳220。

引用列表

专利文献

专利文献：日本专利文献JP-A-2010-78586

发明内容

技术问题

屏蔽板260用于屏蔽磁电转换元件250及其周围环境。然而，在U形截面的屏蔽板260的情况下，已知的是存在如下担心：如果如在图11中所示诸如车辆发动机盖或者本体的磁性物体300靠近在屏蔽板260的一个面上形成的开口部分265，则将产生输出误差（增益误差）。

在测量屏蔽板260的侧板261的前端和磁性物体300之间的距离a与所述增益误差之间的关系时，已经获得了如在图12中所示的那样的特性。根据这个结果，已知的是：当距离a变得小于某个值（例如，5mm以下）时，增益误差快速地增加。因此，尽管使用了屏蔽板260，仍然存在根据屏蔽板260的装接环境而影响检测准确度的可能性。

关于这点，在相关的电流检测装置210中，因为整个屏蔽板260暴露于外部，并且另外地，屏蔽板260的两个侧板261的前端均比外壳220更加向外侧突出，所以不能够防止磁性物体过于靠近屏蔽板260的开口部分265，结果是已经存在可以发生输出误差的可能性。

解决问题的方案

已经鉴于以上情况创造了本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种能够防止磁性物体过于靠近屏蔽板的开口部分以从而减少输出误差的发生并且获得稳定输出的电流检测装置，及其装接结构。

为了实现以上目的，根据本发明的一种电流检测装置具有以下特征（1）至（3）。

（1）提供一种电流检测装置，包括：

汇流排，电流流经该汇流排；

磁电转换元件，该磁电转换元件响应于由流经所述汇流排的电流所产生的磁场而输出信号；

外壳，该外壳由非磁性材料制成，并且该外壳将所述汇流排和所述磁电转换元件容纳在其中；以及

用于磁屏蔽的屏蔽板，该屏蔽板装接到所述外壳，以便包围所述磁电转换元件以及所述汇流排与所述磁电转换元件相对的那一部分，

其中，所述屏蔽板包括一对侧板和将该一对侧板的基端相互连接的连接板，并且所述屏蔽板形成为在所述一对侧板的前端之间形成有开口的U形横截面；

其中，所述外壳包括：内部框架部分以及外部框架部分；该内部框架部分容纳所述汇流排和所述磁电转换元件；该外部框架部分覆盖所述屏蔽板的外侧，并且所述屏蔽板布置在所述内部框架部分的外侧；

其中，所述外部框架部分形成为管状形状，该管状形状具有布置在所述一对侧板的延伸方向上的两端侧处的第一开口部分和第二开口部分；并且

其中，所述屏蔽板的所述一对侧板的所述前端位于比所述外部框架部分的所述第一开口部分的开口周缘更加向内侧的位置，从而在所述屏蔽板的所述一对侧板的所述前端与所述外部框架部分的所述第一开口部分的所述开口周缘之间确保预定的距离。

（2）优选地，所述第二开口部分与所述屏蔽板的所述连接板之间的距离小于所述第一开口部分与所述屏蔽板的所述连接板之间的距离。

（3）优选地，该电流检测装置进一步包括盖部件，该盖部件由非磁性材料制成，并且覆盖所述屏蔽板的所述连接板；所述屏蔽板的所述连接板通过所述外部框架部分的所述第二开口部分而暴露于外部。

根据以上配置，覆盖屏蔽板的外侧的外壳的外部框架部分的第一开口部分的开口周缘比屏蔽板的所述一对侧板的前端更加向外侧突出，并且在屏蔽板的所述一对侧板的前端与外部框架部分的第一开口部分的开口周缘之间确保了预定距离。因此，能够防止磁性物体过于靠近屏蔽板的开口部分。因此，能够减少输出误差的发生，并且能够获得稳定的输出。此外，屏蔽板能够由外壳的外部框架部分保护。

而且，根据以上配置，因为由非磁性材料制成的盖被设置成覆盖通过外壳的外部框架部分的第二开口部分而暴露于外侧的屏蔽板的连接板，所以能够防止诸如铁粉的磁性物体附着到屏蔽板的连接板。此外，能够防止某人的手部在屏蔽板上触摸，并且能够防止某物直接地邻靠在屏蔽板上并且将冲击施加到屏蔽板上。结果，能够减少输出误差的发生。

为了实现以上目的，根据本发明的电流检测装置的装接结构具有以下特征（4）。

（4）还提供了一种装接结构，包括：

装接部分，该装接部分设置在根据权利要求1所述的电流检测装置的所述汇流排的一个端部处；和

连接部分，该连接部分适于连接线束；

其中，所述连接部分设置在所述汇流排的另一个端部处；并且

其中，以所述外部框架部分的所述第一开口部分面对电池的顶面的状态，将所述电流检测装置布置在所述电池的所述顶面上，并且，将所述装接部分连接到从所述电池的所述顶面上突出的电池极柱，从而将所述电流检测装置装接到所述电池。

根据以上配置，因为在外壳的外部框架部分的第一开口部分面向电池的顶面时，电流检测装置装接到电池，所以屏蔽板的开口部分向下布置。因此，虽然在电池上方存在诸如可以影响屏蔽板的磁屏蔽功能的发动机盖、大电流流经的线束等的磁性物体，但是因为屏蔽板的开口部分面向下，所以能够防止由诸如发动机盖和大电流线束的磁性物体所产生的磁性影响作用在屏蔽板上。此外，包含电池外壳上部的树脂，在屏蔽板的开口部分侧上，能够充分地确保由非磁性材料所构成的空间。因此，能够防止由磁性物体靠近开口部分所产生的影响作用在屏蔽板上，并且具有能够获得发生输出误差小的稳定输出的结果。

本发明的有利效果

根据本发明，能够获得输出误差发生小的稳定输出。

以上已经简要描述了本发明。此外，通过参照附图通读以下各实施例，本发明的细节将变得更加明显。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的电流检测装置装接到电池的状态的透视图；

图2是所述电流检测装置的分解透视图；

图3是示出在所述电流检测装置中使用的汇流排的构造的透视图；

图4是所述电流检测装置的主要部分截面图；

图5是用于解释将被进一步改进的问题的、电流检测装置的主要部分截面图；

图6是根据本发明的第二实施例的电流检测装置的主要部分截面图；

图7是根据本发明的第三实施例的电流检测装置的主要部分截面图；

图8是根据本发明的第四实施例的电流检测装置的主要部分截面图；

图9是相关的电流检测装置的分解透视图；

图10是相关的电流检测装置的主要部分截面图；

图11是示出当磁性物体已经靠近具有U形截面的屏蔽板的开口部分时的情况的示意截面图；

图12是示出在在磁性物体已经靠近具有U形截面的屏蔽板的开口部分的情况下的接近距离和增益误差之间的关系的特征图。

附图标记列表

1  电池

2  电池极柱

3  顶面

10  电流检测装置

20  外壳

26  内部框架部分

27  外部框架部分

27A  另一端侧开口部分

27B  一端侧开口部分

27P  开口周缘

30  汇流排

31  电流检测部分（汇流排的一部分）

32  对于电池极柱的装接部分

33  对于线束的连接部分

50  磁电转换元件

51  电路板

60  屏蔽板

61  侧板

62  连接板

65  开口部分

80至82  盖

d  预定距离

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的各实施例。

<第一实施例>

图1是示出根据本发明的第一实施例的电流检测装置装接到电池的状态的透视图，图2是所述电流检测装置的分解透视图，图3是示出在所述电流检测装置中使用的汇流排的构造的透视图，并且图4是所述电流检测装置的主要部分截面图。

如在图1至4中所示，电流检测装置10构成为将被装接到从电池1的顶面突出的电池极柱2的电池端子单元。电流检测装置10包括汇流排30、磁电转换元件50、外壳20和屏蔽板60。电流流经汇流排30。磁电转换元件（例如，霍尔元件）50安装在电路板51上并且靠近该汇流排30而布置，并且响应于由流经汇流排30的电流所产生的磁场而输出电信号。外壳20由合成树脂（非磁性材料）制成，并且以恒定关系容纳汇流排30和上面安装有磁电转换元件50的电路板51。用于磁屏蔽的屏蔽板60装接到外壳20的主体部分21，以便包围磁电转换元件50和汇流排30的与该磁电转换元件50相对的电流检测部分（一部分）31。

如在图3中所示，汇流排30通过弯折加工金属薄板而形成，并且该汇流排30包括：电流检测部分31，其布置在对于电池极柱2的装接部分32与对于线束W的连接部分33之间。对于电池极柱2的装接部分32包括：U形环状紧固部分32A，其装配到电池极柱2的外侧；以及每个都具有螺栓通孔32C的一对紧固基座32B，其设置在U形环状紧固部分32A在周向方向上的两端处。如在图1中所示，将U形环状紧固部分32A装配到电池极柱2的外侧，将螺栓35的轴部分插入到螺栓通孔32C中，并且将螺母36紧固于轴部分，从而使装接部分32固定于电池极柱2。此外，用于利用螺母92紧固端子90的双头螺栓38穿过装接于线束W的端部部分的端子90的通孔91而固定到用于线束W的连接部分33。

通过将汇流排30布置在模具中使得该汇流排30的除了必要部分之外的部分嵌入在构成外壳20的树脂的内部，外壳20与汇流排30一起地通过嵌件成型形成。即，所述对于电池极柱2的装接部分32全部处于暴露到外部的状态，如在图4中所示，电流检测部分31嵌入在外壳20的主体部分21的壁的内部，并且所述对于线束W的连接部分33的顶面和所述双头螺栓38处于暴露的状态。

外壳20设置有：主体部分21，其将磁电转换元件50等容纳在其中；连接器外壳部分23，其邻近于主体部分21；以及线束装接部分22，其支撑汇流排30的对于线束的连接部分33以及双头螺栓38。在连接器外壳部分23内部，布置有端子金具（未示出），并且这些端子金具的一端连接于电路板51。

屏蔽板60防止由于周围环境的磁性影响导致磁电转换元件50的输出大幅地改变。屏蔽板60包括一对侧板61和连接该对侧板61的基端61A的连接板62，并且具有U形截面，其中在该两个侧板61的前端61B之间形成有开口部分65。

而且，如在图4中所示，外壳20的主体部分21包括：内部框架部分26和外部框架部分27；内部框架部分26将汇流排30的电流检测部分31和上面安装有磁电转换元件50的电路板51容纳在其中；外部框架部分27覆盖屏蔽板60的外侧。屏蔽板60布置在内部框架部分26的外侧。

在内部框架部分26中，设置了容纳孔26A，并且安装磁电转换元件50的电路板51容纳在容纳孔26A内部。而且，在容纳孔26A的厚的底壁中嵌入汇流排30的电流检测部分31。由此，汇流排30的电流检测部分31和磁电转换元件50以恒定关系彼此相对。

而且，外壳20的外部框架部分27形成为具有一端侧开口部分27B和另一端侧开口部分27A的管状；该一端侧开口部分27B用于将安装有磁电转换元件50的电路板51装接在内部框架部分26内部；该另一端侧开口部分27A用于将屏蔽板60从两个侧板61的前端61B侧插入到内部框架部分26的外侧，以便将其装接于此。

屏蔽板60从外部框架部分27的另一端侧开口部分27A侧插入到内部框架部分26的外侧，并且被装接于此，屏蔽板60的连接板62中的通孔63装配到从内部框架部分26的容纳孔26A的底壁的外面突出的销26P，而后将销26P熔融，从而使屏蔽板60固定于内部框架部分26。

在屏蔽板60固定于内部框架部分26的状态下，屏蔽板60的两个侧板61的前端61B位于比覆盖屏蔽板60的外侧的外部框架部分27的一端侧开口部分27B的开口周缘27P更加向内侧的位置。这意味着，屏蔽板60的两个侧板61的前端61B以预定距离从外部框架部分27的一端侧开口部分27B的开口周缘27P凹进。由此，在屏蔽板60的两个侧板61的前端61B与外部框架部分27的一端侧开口部分27B的开口周缘27P之间确保了预定距离d。这个距离d是响应于电流检测装置10所要求的精准度、基于图12的特征图而确定的。例如，将距离d设定成增益误差并不会快速增加的5mm以上的距离。

而且，如在图1和4中所示，以外壳20的外部框架部分27的一端侧开口部分27B面向下而使得该外部框架部分27B面向电池1的顶面3的状态，将电流检测装置10布置在该电池1的顶面3上，并且在该状态下使装接部分32连接于电池极柱2，从而使电流检测装置10装接到电池1。

根据具有以上构造的电流检测装置10，因为在屏蔽板60的两个侧板61的前端61B与外部框架部分27的一端侧开口部分27B的开口周缘27P之间确保了预定距离d，所以能够防止诸如发动机盖的磁性物体过于靠近屏蔽板60的两个侧板61的前端61B之间的开口部分65。因此，减少了输出误差的发生，并且能够因此获得稳定的输出。而且，因为能够通过外壳20的外部框架部分27保护屏蔽板60，所以能够防止在装接时用手在屏蔽板60上触摸，并且能够防止某物不慎地邻靠在屏蔽板60上。

通过如上所述将电流检测装置10装接到电池1，屏蔽板60的开口部分65向下布置。由此，虽然在电池1上方存在可能影响屏蔽板60的磁屏蔽功能的诸如发动机盖的磁性物体、大电流在其中流动的线束等，但是能够防止由它们所产生的磁性影响作用在屏蔽板60上。

而且，如在图4中所示，除了电池1的外壳上部的树脂部分4之外，在屏蔽板60的开口部分65侧（参考图2）上，能够充分地确保由非磁性材料构成的空间c。因此，能够防止由磁性物体靠近开口部分65所产生的影响作用在屏蔽板60上，结果是能够获得输出误差的发生小的稳定输出。

在电流检测装置10已经以这种姿态装接到电池1的情况下，屏蔽板60的连接板62被从外壳20的外部框架部分27的另一端侧开口部分27A暴露于上侧。如在图5中所示，在诸如铁粉T的磁性物体已经落在暴露于上侧的连接板62上并且附着于此的情况下，存在细微的影响作用在磁性特性上的可能性（发生输出误差的可能性）。而且，在由于某人的手部在屏蔽板60上的触摸已经引起生锈，或者某物已经邻靠在屏蔽板60上从而向屏蔽板60施加冲击的情况下，存在在磁性特性方面产生变化的可能性。因此，在第二至第四实施例中的以下电流检测装置采取了针对上述可能性的措施。

图6到8是在第二至第四实施例中的电流检测装置的主要部分截面视图。在这些实施例中，设置了由非磁性材料制成的盖80、81、82以便覆盖在外部框架部分27的另一端侧开口部分27A中所暴露的屏蔽板60的连接板62。

<第二实施例>

在图6所示的第二实施例中，由树脂制成的薄板形盖80布置于连接板62上，并且销26P插入到盖80的通孔80P中而后被熔融，从而使盖80固定。

<第三实施例>

而且，在图7所示的第三实施例中，由树脂制成的厚板形盖81布置于连接板62上，并且销26P插入到盖81的通孔80P中而后被熔融，从而使盖81固定。在此情况下盖81的厚度被设定成：使得即使在磁性物体靠近盖81或者附着到盖81的情况下，也不存在大的影响。

<第四实施例>

在图8所示的第四实施例中，多个接合突起82N形成在由树脂制成的盖82的周缘处，并且这些接合突起82N与在外壳20的外部框架部分27中的接合孔27N接合，从而使盖82以与连接板62非接触的状态覆盖连接板62。

此外，在这些实施例中，接合孔61M设置在屏蔽板60的侧板61中，并且还通过将接合孔61M与外部框架部分27的接合突起27M接合，使屏蔽板60固定到外壳20。

根据在这些第二至第四实施例中的电流检测装置，因为设置了由非磁性材料制成的盖80、81、82以便覆盖在外壳20的外部框架部分27的另一端侧开口部分27A中暴露的屏蔽板60的连接板62，所以能够防止诸如铁粉的磁性物体附着到屏蔽板60的连接板62上。而且，能够防止某人的手部在屏蔽板60上触摸，并且能够防止某物直接地邻靠在屏蔽板60上并且将冲击施加到屏蔽板60。结果，能够减少输出误差的发生。

本发明不限于上述各实施例，而是能够在其中适当地进行修改、改进等。另外，只要能够实现本发明，在上述各实施例中每个部件的材料、形状、尺寸、数目、布置位置是任意的而非限制性的。

在以上各实施例中，已经描述了其中本发明的电流检测装置应用于电池端子单元的情况，但是本发明不限于装接到电池的电流检测装置。例如，本发明的电流检测装置还能够构造为使用如在图9中所示的那样的简单板形汇流排并且设定在线束中间的那样类型的电流检测装置。

本申请基于在2010年9月24日提交的日本专利申请号2010-214081，其内容通过引用而被并入于此。

工业适用性

能够提供一种防止磁性物体过于靠近屏蔽板的开口部分的电流检测装置。利用该电流检测装置的配置，减少输出误差的发生并且能够获得稳定的输出。

Claims (4)

1.一种电流检测装置，包括：

汇流排，电流流经该汇流排；

磁电转换元件，该磁电转换元件响应于由流经所述汇流排的电流所产生的磁场而输出信号；

外壳，该外壳由非磁性材料制成，并且该外壳将所述汇流排和所述磁电转换元件容纳在其中；以及

用于磁屏蔽的屏蔽板，该屏蔽板装接到所述外壳，以便包围所述磁电转换元件以及所述汇流排与所述磁电转换元件相对的那一部分，

其中，所述屏蔽板包括一对侧板和将该一对侧板的基端相互连接的连接板，并且所述屏蔽板形成为在所述一对侧板的前端之间形成有开口的U形横截面；

其中，所述外壳包括：内部框架部分以及外部框架部分；该内部框架部分容纳所述汇流排和所述磁电转换元件；该外部框架部分覆盖所述屏蔽板的外侧，并且所述屏蔽板布置在所述内部框架部分的外侧；

其中，所述外部框架部分形成为管状形状，该管状形状具有布置在所述一对侧板的延伸方向上的两端侧处的第一开口部分和第二开口部分；并且

其中，所述屏蔽板的所述一对侧板的所述前端位于比所述外部框架部分的所述第一开口部分的开口周缘更加向内侧的位置，从而在所述屏蔽板的所述一对侧板的所述前端与所述外部框架部分的所述第一开口部分的所述开口周缘之间确保预定的距离。

2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其中，所述第二开口部分与所述屏蔽板的所述连接板之间的距离小于所述第一开口部分与所述屏蔽板的所述连接板之间的距离。

3.根据权利要求1所述的电流检测装置，还包括：

盖部件，该盖部件由非磁性材料制成，并且覆盖所述屏蔽板的所述连接板；所述屏蔽板的所述连接板通过所述外部框架部分的所述第二开口部分而暴露于外部。

4.一种装接结构，包括：

装接部分，该装接部分设置在根据权利要求1所述的电流检测装置的所述汇流排的一个端部处；和

连接部分，该连接部分适于连接线束；

其中，所述连接部分设置在所述汇流排的另一个端部处；并且

其中，以所述外部框架部分的所述第一开口部分面对电池的顶面的状态，将所述电流检测装置布置在所述电池的所述顶面上，并且，将所述装接部分连接到从所述电池的所述顶面上突出的电池极柱，从而将所述电流检测装置装接到所述电池。

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