CN113049864A - 层叠芯、电流检测器及接合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供层叠芯、电流检测器及接合方法。提供一种新型构造体的层叠芯以及使用该层叠芯的电流检测器,还提供用于此的方法。层叠芯(104)在作为最外层的外周面(104c)上部分地除去了绝缘覆膜的区域(105)中,(A)通过镍端子120的材料和芯材料的合金层,(B)接合镍端子(120)。使用了层叠芯(104)的电流传感器能够通过镍端子(120)将层叠芯(104)接地到电流检测电路的地线。镍端子(120)通过在除去区域(105)被电阻焊接,从而形成合金层并成为牢固的接合状态。
Description
技术领域
本发明涉及层叠芯、使用该层叠芯的电流检测器及层叠芯与端子的接合方法。
背景技术
以往,公知有以通过在导电体中产生的交变电场的感应来抑制来自集磁芯的局部放电的产生为目的,将集磁芯与传感器电路的地线电连接的现有技术(例如,参照专利文献1)。
[在先技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2017-219332号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
但是,现有技术由于在接地电极的接合时不进行集磁芯侧的预处理,因此在接合部位留有混入杂质的空余。
本发明提供一种新的构造体的层叠芯以及使用该层叠芯的电流检测器,还提供用于此的方法。
[解决问题的手段]
(结构体)
本发明提供一种作为结构体的层叠芯。层叠芯是绝缘层和磁性材料层交替地层叠多个而构成为芯的形状的部件。这样的层结构的层叠芯在最外层的表面上具有局部地除去了绝缘层的区域,在该区域上接合有使用了导电性材料的端子。特别是在本发明的结构体中,导电性材料和磁性材料(均为金属材料)通过合金层接合。
因此,根据本发明的结构体,从最外层观察,形成为在层方向上依次层叠端子层(导电性材料层)、合金层(导电性材料-磁性材料合金)、磁性材料层的层叠结构,所以能够最大限度地发挥作为结构体的形态稳定性以及由此带来的性能。
在端子为平板状的情况下,优选端子在其宽度方向的中央部与最外层的导电性材料接合。
另外,优选将与上述相关联地除去了绝缘层的区域设定为收敛于端子的宽度内的大小。由此,作为结构体,能够将成为磁性材料露出的状态的区域的面积抑制在最小限度,能够提高对经年劣化的耐性。
(电流检测器)
本发明提供一种使用作为结构体的层叠芯的电流检测器。在该情况下,层叠芯具有能够收敛因被检测电流的导通而产生的磁场的形态,形成有气隙(Air gap)。电流检测器具有电流检测电路,电路根据来自配置在气隙内的检测元件的输出信号,输出与被检测电流的大小对应的检测信号。此时,作为结构体的层叠芯通过上述端子接地到电流检测电路的地线。
在电流检测器中,可知被检测电流的急剧的电压变化作为针对来自电流检测电路的输出信号的噪声而产生较大影响,将其称为电流检测器或输出信号的dV/dt特性。这样的dV/dt特性被认为是由于噪声经由存在于被检测电流流过的一次导体与层叠芯或电流检测电路之间(各处)的寄生电容而传递的缘故,如果假设在某个定时导体的电压(一次电压)的波形呈阶梯状(急剧)变化,则来自电流检测电路的输出信号的波形也在相同定时产生紊乱,成为误动作。
根据本发明的电流检测器,通过使磁性体芯接地,将一次电压的变化的影响吸收到接地侧,防止噪声传导直到电流检测电路的内部。由此,能够大幅改善dV/dt特性,将误动作量抑制为最小。
(接合方法)
本发明提供一种接合方法。接合方法由以下工序构成。
(除去工序)
在该工序中,在绝缘层和磁性材料层交替地层叠了多个而成的层叠芯的最外层上,部分地除去绝缘层,形成使磁性材料层露出的区域。
(接合工序)
在该工序中,在使使用了导电性材料的端子的一部分与磁性材料层露出的区域接触的状态下,通过端子和磁性材料层施加电流,在接触的部位形成导电性材料和磁性材料的合金层,将端子和层叠芯接合。
根据本发明的接合方法,能够容易地得到作为结构体的层叠芯。
[发明的效果]
根据本发明,能够得到新的构造体的层叠芯以及使用了该层叠芯的电流检测器,也能够得到用于此的方法。
附图说明
图1是概要地表示一实施方式的电流传感器100的结构的图。
图2是表示层叠芯104与镍端子120的接合关系的立体图。
图3是示意性地表示层叠芯104的层结构的剖面图(沿图2中III-III线的剖面图)。
图4是表示包含层叠芯104和镍端子120的接合方法的层叠芯104的生产管理过程的工序图。
图5是表示电阻焊接的原理的图。
图6是表示利用本实施方式的接合方法形成合金层的图。
图7是说明作为比较例举出的层叠芯204的结构例的图。
图8是表示使用了层叠芯104的电流传感器100的结构的分解立体图。
图9是表示电流传感器100的dV/dV特性的评价结果的图。
图10是表示镍端子120的其他熔化焊接方式例1的图。
图11是使用熔化焊接方式例1接合了镍端子120的层叠芯104的立体图。
图12是表示镍端子120的其他熔化焊接方式例2的图。
图13是使用熔化焊接方式例2接合了镍端子120的层叠芯104的立体图。
标号说明
100 电流传感器
102 壳体
104 层叠芯
110 霍尔元件
120 镍端子
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的实施方式中,作为电流检测器的一例,列举了霍尔IC类型的电流传感器,但本发明不限于此,可以是磁平衡式的闭环类型的电流传感器,也可以是磁通门(Fluxgate)型电流传感器。
图1是概要地表示一实施方式的电流传感器100的结构的图。
(层叠芯)
电流传感器100具备层叠芯104。在图示的例子中,层叠芯104为矩形环状,但也可以是圆环状,还可以是其他环状。层叠芯104在使一次导体BU在其内侧插通的状态下,能够收敛因一次电流Ip(被检测电流)的导通而产生的磁场。
(磁检测元件)
在层叠芯104上,在周向的至少一处形成有气隙104a。在气隙104a内配置有霍尔元件110等磁检测元件(磁敏元件、磁电转换元件等),霍尔元件110输出与由层叠芯104收敛的磁场强度对应的检测信号。
(电流检测电路)
电流传感器100具备电流检测电路。电流检测电路具有运算放大器113,运算放大器113输入来自霍尔元件110的检测信号,使用所设定的偏置电压Voft和负反馈电压来输出检测电压Vout(输出信号)。检测电压Vout被设定为与一次电流Ip的检测值(电流值)相应的大小。
(dV/dt噪声)
在电流传感器100中,可知一次导体BU中的电压的阶梯状变化对输出信号(检测电压Vout)的变化产生影响。具体而言,可知一次电流Ip的急剧的电压变化作为对输出信号的噪声而产生较大影响,将其称为电流传感器100或输出信号的dV/dt特性。认为这样的dV/dt特性是由于噪声经由存在于一次导体BU与层叠芯104或电流检测电路之间的寄生电容而传递。
图1概要地表示dV/dt噪声波形。假设在某个定时一次导体BU的电压(一次电流Ip的电压)的波形呈阶梯状变化,则由于图1中虚线所示的一次导体BU与层叠芯104的电容耦合、层叠芯104与电流检测电路的电容耦合,电压变化的影响作为噪声而向电流检测电路传导。传导到电流检测电路内部的噪声在检测电压Vout中也出现,这在大致相同的定时成为输出信号的dV/dt噪声(误动作)。另外,电容耦合也会在图示以外的部位产生。
这样的dV/dt噪声对输出信号的影响能够通过使层叠芯104接地到电流检测电路的地线(GND)来进行抑制。这是因为,通过使层叠芯104接地,噪声成分几乎被接地侧吸收,难以传导到电流检测电路。在本实施方式中,通过与层叠芯104的表面(外周面)接合的镍端子120而使层叠芯104接地到电流检测电路的地线。
图2是表示层叠芯104和镍端子120的接合关系的立体图。
(除去区域)
图2的(A):镍端子120与层叠芯104的最外层的表面(外周面104c)接合。在本实施方式中使用的层叠芯104的包括外周面104c、端面104b、内周面104d的表面被漆等绝缘覆膜覆盖(作为例子,将外周面104c的绝缘覆膜着色成灰色来表示),在该状态下不适合金属接合。因此,在镍端子120接合前,在层叠芯104的外周面104c上形成除去区域105。除去区域105是将在外周面104c上成为绝缘覆膜的层剥离而形成的,在除去区域105内层叠芯104的磁性材料(硅钢板的层)露出。在本实施方式中,例如在层叠芯104的厚度方向上在2个部位形成有除去区域105,各自的大小收敛在镍端子120的宽度内。例如,若设圆形的除去区域105的直径为D,镍端子120的宽度为W,则D≤W的关系成立。另外,在本实施方式中,层叠芯104的端面104b不作为接合部位采用。但是,也可以在内周面104d设置除去区域105来接合镍端子120。
(凸状部)
另外,在接合前,在镍端子120,例如在长度方向的2个部位形成凸状部120a(突出部)。这些凸状部120a在宽度方向上位于镍端子120的中央部,成为在接合前从镍端子120的外表面与层叠芯104面对地突出几mm左右的形状。除去区域105形成在与凸状部120a正对的位置。
(接合状态)
图2的(B):镍端子120成为在两处凸状部120a与层叠芯104接合的状态。此时,通过在本实施方式中使用的接合方法,镍端子120和层叠芯104经由合金层接合。另外,关于这一点将在后面叙述。
(层结构)
图3是示意地表示层叠芯104的层结构的剖面图(沿图2中III-III线的剖面图)。在本实施方式中使用的层叠芯104例如是将薄板带状的硅钢板多重卷绕而成形为环形状、用漆固定而保持整体的形状的部件,对所希望的位置进行切削加工而形成气隙104a。另外,由于作为原材料的硅钢板其自身具有绝缘皮膜,在层叠芯104的外侧的表面,最外层的硅钢板PL1(层厚几百μm)被绝缘皮膜CS1(层厚几μm)覆盖,在其上形成有漆层WS(层厚几十μm),并且还形成有切削液层LQ(层厚几μm)。切削液层LQ由于在切削加工上述气隙104a的工序中的必要性而附着,在加工后还兼具有作为层叠芯104的防锈剂的功能。
上述除去区域105是在层叠芯104的最外层的表面上部分地除去由切削液层LQ、清漆层WS及绝缘皮膜CS1构成的绝缘层SF而形成的。另外,所谓“部分地”不是指层方向的一部分,而是指包含整个层厚的表面方向的一部分。因此,“部分地除去”绝缘层SF意味着在表面方向的一部分除去切削液层LQ、漆层WS及绝缘皮膜CS1全体。
在层叠芯104的内层侧,如最外层的硅钢板PL1、第2层的绝缘皮膜CS2和硅钢板PL2、第3层的绝缘皮膜CS3和硅钢板PL3…那样,从层方向看时,为绝缘皮膜CSN的层和硅钢板PLN的层(N为自然数)交替层叠的状态。这样的层叠结构通过层叠芯104的制造过程而完成。
(接合方法)
图4是表示包含层叠芯104和镍端子120的接合方法的层叠芯104的生产管理过程的工序图。
(除去工序)
步骤S10:在层叠芯104的最外层的表面,将上述绝缘层SF部分地剥离而形成除去区域105。在此,为了如除去区域105那样局部地剥离绝缘层SF,可以优选使用激光剥离的方法。通过使用激光剥离,使剥离深度最薄化(必要的最小限度)而使除去的部分停留到绝缘层SF的层厚,不会损害最外层的硅钢板PL1的板厚。另外,除去了绝缘层SF的部位容易生锈,但能够将这样的部位的面积抑制到必要最小限度。
(接合工序)
步骤S 20:将镍端子120与层叠芯104接合。在本实施方式中,能够优选使用电阻焊接的方法。在电阻焊接中,使硅钢板PL1与凸状部120a在除去区域105中接触,成为电气导通状态,并施加加压力同时施加焊接电流,利用接触电阻中的发热来进行熔化焊接。在利用电阻焊接的接合中,镍端子120及硅钢板PL1这两种材料熔化,在其间形成合金层而进行镍端子120与硅钢板PL1的接合。
(检查工序)
步骤S30:在此,进行接合状态的检查。在检查方法中,除了外观目视检查之外,还可以使用基于测量数值的判断等。测量数值例如可以举出接合部位的拉伸强度,在本实施方式中将20N以上(或30N~40N)作为合格范围。另外,作为拉伸强度的上限值,例如可以设想为150N。如果在20N以上150N以下的范围内,则在层叠芯104的使用形态中,镍端子120不会分离,能够充分地持续发挥连接性能。
实施以上的工序,检查合格的层叠芯104被移送到电流传感器100的下一生产工序。
图5是表示电阻焊接的原理的图。
(接合前)
图5的(A):如上所述,在层叠芯104的最外层的表面,使镍端子120的凸状部120a与除去区域105接触,成为可与最外层的硅钢板PL1电导通的状态。
(接合中)
图5的(B):使2根电极170(一方为+,另一方为-)压接在镍端子120上,施加焊接电流。如箭头示出电流流经的路径那样,焊接电流分流为:从阳电极170通过镍端子120流到阴电极170的电流;和从凸状部120a通过最外层的硅钢板PL1流到凸状部120a,然后流到阴电极170的电流。
(等效电路)
图5的(C):表示电阻焊接中的等效电路。电极170与恒流源PS连接,在阳电极170和阴电极170之间,分为流到镍端子120的电阻Rtm的电流路径和从凸状部120a流到硅钢板PL1的电阻Rco的电流路径,在凸状部120a和硅钢板PL1的接触部位(两个部位)分别存在接触电阻Rp1、Rp2。如上所述,电阻焊接利用这些接触电阻Rp1、Rp2中的发热使两材料熔化,形成合金层而成为接合状态。
在此,对进行激光剥离的优点进行如下再确认。
(1)在电阻焊接中,焊接电流仅流到最外层的硅钢板PL1(第一层)(通过绝缘皮膜CS2与第二层的硅钢板PL2绝缘),但除去绝缘层SF后的硅钢板PL1的板厚(层厚)影响焊接电流。即,因为板厚影响电阻Rco,所以如果板厚不稳定,则从恒流源PS流过来的焊接电流产生偏差,焊接的完成度变得不稳定。在通过机械的方法剥离绝缘层SF(例如,使用带式打磨机等的研磨剥离)的情况下可能发生这样的板厚的不稳定。
在本实施方式中,通过使用激光剥离,可进行稳定的剥离层厚的管理,可使硅钢板PL1的板厚(层厚)在每个个体中保持稳定。由此,仅使用预先根据等效电路(图5的(C))设定的恒流源PS,就能够得到稳定的焊接结果。
(2)通过使除去区域105局部化(面积最小化),能够防止凸状部120a以外的短路。即,在电阻焊接中,镍端子120需要在凸状部120a与最外层的硅钢板PL1接触,如果在其他部位不经意地接触,则焊接电流分流,假想的等价电路(图5的(C))不成立。容易由于过度地剥离绝缘层SF而发生这样的短路。例如,如果在图5的(B)中双点划线所包围的区域D中在镍端子120存在冲压加工时的毛刺、局部的变形等,则由于区域D中的绝缘层SF的剥离而容易使镍端子120和硅钢板PL1短路。
在本实施方式中,通过使用激光剥离来形成除去区域105,能够可靠地防止范围D内的短路。
(3)此外,通过使除去区域105的尺寸为所需的最小限度的大小,可以将硅钢板PL1容易生锈的表面积抑制到最小限度。关于这一点,如果利用机械的方法剥离绝缘层SF,则会使硅钢板PL1过多地露出,容易生锈的表面积相应地变大,但在本实施方式中不存在这样的问题。
(合金层的形成)
图6是表示利用本实施方式的接合方法形成合金层的图。
(熔化焊接中)
图6的(A):在电阻焊接过程中,由电极170对凸出部120a与最外层的硅钢板PL1之间的接触部位沿接触方向加压。由此,能够使等效电路(图5的(C))中的接触电阻Rp1、Rp2稳定。
(熔化焊接后)
图6的(B):在电阻焊接过程中,随着两种材料的熔化,凸状部120a因加压而被压溃变形。因此,在熔化焊接后的检查工序中,如果能够目视看到凸状部120a发生某种程度的压溃变形,则由此能够判定为熔化焊接强度充分。
(接合部)
图6的(C):表示接合部的放大剖面。通过电阻焊接形成镍端子120的材料和硅钢板PL1的材料的合金层AL。由此,最外层的硅钢板PL1与镍端子120成为经由合金层AL接合的状态。
(与比较例的对比)
接着,通过与比较例的对比来说明本实施方式的有用性。
图7是说明作为比较例举出的层叠芯204的结构例的图。比较例的层叠芯204除了在外周面204c上未形成除去区域105这一点之外,与本实施方式中使用的层叠芯104相同,形成有气隙204a。另外,端面204c不作为接地的对象。
(机械的剥离)
图7的(A):在比较例中,使用机械的方法(例如,利用带式抛光机的研磨加工)除去绝缘层SF。在该情况下,不会如本实施方式那样成为局部的除去,除去区域GL不得不根据加工器具的尺寸而成为某种程度的大小(在图示的例子中,从气隙204a的附近到沿周向观察时最初的角部分的跟前为止。)。
(配线焊料焊接)
图7的(B):在除去区域GL上利用焊料焊接接地配线HN。
图7的(C):此时,焊料SD只是附着在硅钢板的表面上,不会成为本实施方式那样的经由合金层的接合。
在比较例中,在与本实施方式的对比中存在以下问题。
(1)使用机械的方法的绝缘层SF的除去工序所需要的时间长。
(2)除去工序不得不依赖于作业者的手工作业,难以实现自动化。
(3)焊料焊接接合与熔化焊接接合相比,拉伸强度非常差。
(4)由于在大大超过焊料焊接接合的范围内形成除去区域GL,所以层叠芯204容易生锈的表面积变大。
与此相对,在本实施方式中,与比较例相比,能够缩短绝缘层SF的除去工序,实现自动化。另外,通过使用电阻熔化焊接的接合,能够保持较高的拉伸强度。由于除去区域105是必要的最小限度,所以能够将层叠芯104容易生锈的表面积抑制到最小限度。
(向电流传感器的组装)
图8是表示使用层叠芯104的电流传感器100的结构的分解立体图。电流传感器100具备例如树脂制的壳体102,该壳体102在内部收纳有电流传感器100的各种构成部件。作为构成部件,有层叠芯104、电路基板106、霍尔元件110等。另外,在图1中仅图示主要的构成要素,其他的构成要素适当省略。
电流传感器100例如在将构成要素收纳在壳体102的收纳部102d内的状态下使用。电流传感器100是将壳体102作为主体(本体或壳体)的结构,作为其外壳具有周壁部102a。例如以图8的立起姿态观察时,周壁部102a构成电流传感器100主体的上表面、两侧面及底面的各外表面。
在壳体102的内侧,在被周壁部102a及底壁部102d包围的部位形成有呈环状的收纳部102e。即,上述的磁性体芯104、电路基板106、霍尔元件110等各种构成要素被收纳在该收纳部102e内,在图8的立起姿势中,在水平方向观察时的收纳部102e的一端开口(敞开)。壳体102的与收纳部102e的开口相反的一侧被封闭。
另外,在壳体102形成有插通部108,插通部108以图8的立起姿势观察时沿水平方向贯穿壳体102(或者电流传感器100整体)的中央而延伸。即,壳体102在周壁部102a及底壁部102d的内侧具有方筒部102b,该方筒部102b从四个方向利用面包围插通部108而形成为方筒状。方筒部102b的一端从收纳部102e的一端开口沿水平方向突出延伸,另一端与壳体102的背面位于同一面上(未图示)。
另外,在壳体102形成有一对托架102c。托架102c位于以图8的立起姿态观察时的两侧的周壁部102a和底壁部102d的角落部,以跨越周壁部102a和底壁部102d的方式向两侧伸出。一对托架102c用于将电流传感器100例如以立起姿势(使用状态)设置,能够通过托架102c的贯穿孔(无附图标号)利用螺钉紧固将电流传感器100连结到未图示的其他设备(例如发电机、发电厂设备等)。
壳体102的收纳部102e配合层叠芯104的环形而形成。因此,层叠芯104在电流传感器100的完成状态下被紧密地收纳在收纳部102e内。另外,镍端子120配置成一端部向收纳部102e的开口方向突出。磁性体芯104通过在插通部108中插通母线等一次导体BU,能够使由一次电流Ip产生的磁场收敛。或者,通过向一次导体BU导通一次电流Ip,在磁性体芯104中产生(收敛)磁场。
(磁检测元件)
霍尔元件110在电流传感器100的组装状态下配置在磁性体芯104的气隙104a内。霍尔元件110通过使其感磁面与气隙104a的端面(磁路截面)对置,输出与在磁性体芯104中产生(收敛)的磁场的强度对应的电压信号(磁检测信号)。
(电路基板)
电路基板106与收纳部102e的形状配合地形成为横向U字形状。在电路基板106上,除了安装有上述霍尔元件110之外,还安装有未图示的各种电子部件或IC芯片等,由此形成上述电流检测电路。电流检测电路例如对从霍尔元件110输出的电压信号进行放大,并且进行各种电处理而输出检测电压Vout。在电路基板106上安装有外部连接器106a,外部连接器106a在电流传感器100的组装状态下从壳体102突出(露出)。电流传感器100能够通过外部连接器106a向输出电路进行电源供给,或者从电流检测电路输出检测电压。
(层叠芯104的接地)
层叠芯104通过镍端子120而接地到电流检测电路的地线。在电路基板106上形成有能够使镍端子120插通的通孔106b,在电流传感器100的组装状态下,镍端子120被焊料焊接到电路基板110的接地电极上。
(dV/dt特性评价例)
图9是表示电流传感器100的dV/dt特性的评价结果的图。dV/dt特性的评价通过在使一次导体BU产生阶梯状的电压变化时,观察从电流检测电路得到的输出电压波形来进行。另外,通过与层叠芯104不接地的情况的对比来进行评价。
(芯不接地)
图9的(A):在层叠芯104没有接地的样品模型的情况下,在输入电压波形中出现阶梯状变化的定时(时刻t1、t2和t3),在输出电压波形中出现过大的扰动。这明显表示因dV/dt噪声引起的误动作。
(本实施方式)
图9的(B):在使用了本实施方式的层叠芯104的电流传感器100中,在输入电压波形中产生了阶梯状变化的定时(时刻t1、t2、t3),在输出电压波形中只产生几乎不明显的程度的误动作。这表示将层叠芯104接地所带来的显著的效果。从观测值来看,得到与没有接地的模型相比约1/20的误动作量的降低效果。
(其他熔化焊接方式)
关于镍端子120的熔化焊接方式,先前说明的例子(图5、图6),从通电方式来看,相当于是将串焊(Series welding)和凸焊(Projection welding)组合的方式。在此,串焊是指通过一次焊接同时对多个部位(例如两个部位)进行焊接,是使两个电极170与同一焊接对象(镍端子120)接触而进行焊接的方式。另外,凸焊是向设置在焊接对象上的突起部(凸状部120a)集中通电大电流,具有容易取得温度分布的平衡的优点。
而且,对镍端子120也可以采用其他的焊接方式。
(熔化焊接方式例1)
图10是表示镍端子120的其他熔化焊接方式例1的图。熔化焊接方式例1对应于作为通电方法组合了间接焊接(Indirect welding)和凸焊的方式。
所谓间接焊接,是指2个电极170与不同的焊接对象接触,从一个电极170流出焊接电流,并通过焊接部位流向另一个电极170的方式,或者使焊接电流从一个电极170通过焊接部位流向远离另一个焊接部位的电极170的方式。在图10的例子中,阳电极170在除去区域105中与最外层的硅钢板PL1接触,阴电极170与镍端子120接触。关于镍端子120,其凸状部120a在除去区域105中与硅钢板PL1接触。在这种状态下,电流从阳电极170通过硅钢板PL1、通过凸焊部位流到阴电极170。另外,电流的流动方向也可以相反。
图11是使用熔化焊接方式例1接合了镍端子120的层叠芯104的立体图。另外,在接合部位形成合金层这一点与此前相同。
在这种情况下,镍端子120成为在一个部位接合的状态,但这样也能够充分地实现目的。另外,接合部位的拉伸强度为20N以上。换言之,相对于接合部位(凸状部120a)的旋转方向的应力容易变得不利。
(熔化焊接方式例2)
图12是表示镍端子120的熔化焊接方式例2的图。该熔化焊接方式例2以通电方式来说与熔化焊接方式例1相同,但不同之处在于将焊接部位设为两处。
即,在镍端子120上形成2个凸状部120a,它们在除去区域105与硅钢板PL1接触。另外,除去区域105既可以与各个凸状部120a的配置相对应地分开形成在两个部位,也可以集中地形成在一个部位。
图13是使用熔化焊接方式例2接合了镍端子120的层叠芯104的立体图。另外,在接合部位形成合金层这一点与此前相同。
在这种情况下,镍端子120成为在两处接合的状态,另外,接合部位的拉伸强度为20N以上。另外,与熔化焊接方式例1的情况相比,对于接合部位(凸状部120a)的旋转方向的应力也不容易变得不利。
如上所述,根据本实施方式,大致可得到以下优点。另外,也可以一并考虑此前所述的优点。
(1)在接合了镍端子120那样的导电体的层叠芯104的结构及得到这种结构的情况下,由于导电体通过与层叠芯104的最外层的硅钢板的合金层来接合(熔化焊接),所以能以可靠的接合强度长期维持结构。
(2)由于最小限度地除去绝缘层SF,所以能够使随着经年而容易生锈的区域的面积成为最小限度。
(3)在使用接合方法时,能够稳定地确保施加焊接电流时的等效电路(图5的(C)),因此不需要对恒流源PS导入精细的控制。
(4)在使用接合方法时,通过使用激光剥离的方法,能够削减时间工时,稳定地得到可靠性高的结果产品。
(5)能够降低电流传感器100的误动作量,保证检测输出的稳定化和高可靠性。
本发明不限于上述实施方式,可以进行各种变形来实施。
镍端子120的形状、大小、长度、宽度、板厚等没有特别限定。另外,只要是接地用的端子,作为导电性材料也可以使用镍以外的材料。“端子”也可以称为“电极”等。
对除去区域105的位置、大小、形状等也没有特别限定。另外,对凸状部120a的大小、位置、个数、突出量等也没有限定。
关于电阻焊接的电流值,可以根据所使用的材料或假定的等效电路内的电阻值适当地设定。
作为接合方向,以电阻焊接为例,但只要能够在其间形成合金层来进行接合即可,也可以使用其他的接合方法。
层叠芯104也可以是层叠多个硅钢板以外的磁性材料层而成的。
层叠芯104也可以在周向上被分割成多个。在这种情况下,形成与分割数对应的数量的气隙104a,分别接合镍端子120。
此外,在实施方式等中与图示一起列举的结构只不过是优选的一例,即使在基本的结构中附加各种要素或者置换一部分,当然也能够适当地实施本发明。
Claims (8)
1.一种层叠芯,该层叠芯是将绝缘层和磁性材料的层交替地层叠多个而成的,其特征在于,
在最外层的表面上,在部分地除去了所述绝缘层的区域,通过导电性材料与所述磁性材料的合金层而接合有使用所述导电性材料的端子。
2.根据权利要求1所述的层叠芯,其特征在于,
所述端子呈具有规定宽度的板状,在宽度方向的中央部被接合。
3.根据权利要求1或2所述的层叠芯,其特征在于,
除去了所述绝缘层的区域被设定为收敛于所述端子的宽度内的大小。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的层叠芯,其特征在于,
所述端子和所述最外层在接合状态下具有20N以上的拉伸强度。
5.一种电流检测器,其特征在于,具有:
权利要求1至4中任一项所述的层叠芯,其能够收敛由于被检测电流的导通而产生的磁场;
检测元件,其配置在形成于所述层叠芯中的气隙内;以及
电流检测电路,其根据来自所述检测元件的输出信号,输出与被检测电流的大小对应的检测信号,
所述层叠芯通过所述端子接地到所述电流检测电路的地线。
6.一种接合方法,其特征在于,包括如下工序:
除去工序,在绝缘层和磁性材料的层交替地层叠多个而成的层叠芯的最外层,部分地除去所述绝缘层,形成使所述磁性材料的层露出的区域;以及
接合工序,在使使用导电性材料的端子的一部分与所述磁性材料的层露出的区域接触的状态下,通过所述端子和所述磁性材料的层施加电流,在所述接触的部位形成所述导电性材料与所述磁性材料的合金层,将所述端子和所述层叠芯接合。
7.根据权利要求6所述的接合方法,其特征在于,
在所述除去工序中,
在大小收敛于所述端子所具有的宽度内的区域中除去所述绝缘层,
在所述接合工序中,
利用在所述端子的宽度方向的中央部形成的凸状部使所述端子与所述磁性材料的层接触并施加电流,对所述端子的凸状部和所述磁性材料的层进行电阻焊接。
8.根据权利要求7所述的接合方法,其特征在于,
在所述接合工序中,
通过施加一次电流对所述端子的多个凸状部与所述磁性材料的层进行电阻焊接。
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