DE102018211957A1

DE102018211957A1 - Stromerfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018211957A1
Application number: DE102018211957.0A
Authority: DE
Inventors: Makoto SEI; Toshiaki Fukuhara
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2017-07-18
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2019-01-24
Anticipated expiration: 2038-07-19
Also published as: JP2019020253A; JP6567611B2; DE102018211957B4; US10627428B2; CN109270322B; CN109270322A; US20190025349A1

Abstract

Geschaffen wird eine Stromerfassungsvorrichtung, mit der Herstellungskosten gesenkt werden können. Die Stromerfassungsvorrichtung (1) enthält eine streifenförmige Sammelschiene (2), ein Magnetfeld-Erfassungselement, ein Magnetelement (4) sowie ein Gehäuse (5), das diese Komponenten aufnimmt. Das Magnetelement (4) enthält einen Bodenplattenabschnitt (41) sowie paarige aufrechtstehende Wandabschnitte (42), die von beiden Endabschnitten in der Breitenrichtung des Bodenplattenabschnitts (41) aufrecht vorstehen. Zwischen den paarigen aufrechtstehenden Wandabschnitten (42) sind die Sammelschiene (2) und das Magnetfeld-Erfassungselement positioniert. Das Gehäuse (5) ist mit einem Arretier-Arm (7) versehen, mit dem das Magnetelement gehalten wird. Der Arretier-Arm (7) ist mit einem Arm-Abschnitt (71), der so eingerichtet ist, dass er zwischen dem aufrechtstehenden Wandabschnitt (42) und der Sammelschiene (2) angeordnet ist und in einer zu den aufrechtstehenden Wandabschnitten (42) entgegengesetzten Richtung elastisch verformt werden kann, sowie einem Arretier-Abschnitt (72) versehen, der von einem vorderen Ende des Arm-Abschnitts (71) vorsteht und so eingerichtet ist, dass er mit dem aufrechtstehenden Wandabschnitt (42) in Eingriff kommt. Der Arm-Abschnitt (71) wird durch die Sammelschiene (2) daran gehindert, sich nach innen zu biegen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromerfassungsvorrichtung, die eine Sammelschiene enthält.
Technischer Hintergrund
Es ist eine in 14 bis 16 dargestellte Struktur als ein Beispiel für eine herkömmliche Stromerfassungsvorrichtung bekannt. Die Stromerfassungsvorrichtung 301 enthält eine Sammelschiene 302, eine Leiterplatte 330, auf der ein Hall-Element montiert ist, ein Magnetelement 304, mit dem der Magnetfluss konzentriert wird, sowie ein Gehäuse 53 zum Aufnehmen dieser Komponenten. Die Stromerfassungsvorrichtung 301 erfasst einen Wert des durch die Sammelschiene 302 fließenden Stroms so, dass, wenn ein Strom in der Sammelschiene 302 fließt und ein Magnetfeld um sie herum erzeugt wird, das Hall-Element eine Spannung ausgibt, die einer Stärke des Magnetfeldes entspricht (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
Bei der Stromerfassungsvorrichtung 301 werden eine Sammelschiene 302 und das Magnetelement 304 so befestigt, dass die Leiterplatte 330, die Sammelschiene 302 und das Magnetelement 304 der Reihe nach an dem Gehäuse 305 montiert werden, bevor die an dem Gehäuse 305 vorhandenen Halte-Abschnitte 351, 352 thermisch verschweißt werden.
Der Halte-Abschnitt 351 ist ein Abschnitt, mit dem die Sammelschiene 302 befestigt wird, und ist vor dem thermischen Verschweißen, wie mit einer Strichpunktlinie in 16 angedeutet, in einer zylindrischen Form ausgebildet, die einen kleineren Durchmesser hat als ein Rundloch 320, das durch die Sammelschiene 302 hindurch ausgebildet ist. Die Sammelschiene 302 wird mit dem Halte-Abschnitt 351 befestigt, indem sie durch das Rundloch 320 hindurchgeführt und so erhitzt und gepresst wird, dass ein vorderer Endabschnitt eine Form mit einem größeren Durchmesser als dem des Rundlochs 320 erhält, wie sie in 16 mit einer durchgehenden Linie dargestellt ist.
Der Halte-Abschnitt 352 ist ein Abschnitt, mit dem das Magnetelement 304 befestigt wird und ist vor dem thermischen Verschweißen, wie mit einer Strichpunktlinie in 16 angedeutet, in Form einer Platte ausgebildet, die sich in einer Höhenrichtung des Gehäuses 305 erstreckt. Der Halte-Abschnitt 352 wird erhitzt und in einem rechten Winkel gebogen, so dass das Magnetelement 304 an einen Bodenplattenabschnitt des Elementes 304 gedrückt wird und das Magnetelement 304 befestigt wird.
Patentdokument
Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-164517
Offenbarung der Erfindung
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Da die oben beschriebene herkömmliche Stromerfassungsvorrichtung 301 einen Aufbau hat, bei dem der Halte-Abschnitt 352 das Magnetelement 304 mittels thermischem Schweißen an dem Gehäuse 305 befestigt, sind eine Schweißeinrichtung und ein Schweißkopf erforderlich, so dass die Herstellungskosten zunehmen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Stromerfassungsvorrichtung zu schaffen, mit der die Herstellungskosten verringert werden können.
Mittel zum Lösen der Probleme
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, enthält die Stromerfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine plattenartige Sammelschiene, ein Magnetfeld-Erfassungselement zum Erfassen eines von einem durch die Sammelschiene fließenden Strom erzeugten Magnetfeldes, ein Magnetelement und ein Gehäuse, das die Sammelschiene, das Magnetfeld-Erfassungselement sowie das Magnetelement aufnimmt, wobei das Magnetelement einen Bodenplattenabschnitt in Form einer flachen Platte sowie ein Paar aufrechtstehender Wandabschnitte enthält, die von beiden Endabschnitten des Bodenplattenabschnitts aufrecht vorstehen und zwischen denen die Sammelschiene und das Magnetfeld-Erfassungselement positioniert sind, das Gehäuse mit einem Arretier-Arm versehen ist, mit dem das Magnetelement gehalten wird, und der Arretier-Arm mit einem Arm-Abschnitt, der zwischen dem aufrechtstehenden Wandabschnitt und der Sammelschiene angeordnet ist und in einer den aufrechtstehenden Wandabschnitten entgegengesetzten Richtung elastisch verformt werden kann, sowie mit einem Arretier-Abschnitt versehen ist, der von einem vorderen Ende des Arm-Abschnitts vorsteht und mit dem aufrechtstehenden Wandabschnitt in Eingriff kommt, und der Arm-Abschnitt durch die Sammelschiene daran gehindert wird, sich nach innen zu biegen.
Vorteile der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da das Gehäuse den Arretier-Arm enthält, mit dem das Magnetelement gehalten wird, ein Halte-Abschnitt, mit dem das Magnetelement mittels thermischem Schweißen gehalten wird, weggelassen werden und können daher die Herstellungskosten für die Stromerfassungsvorrichtung reduziert werden.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht einer Stromerfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Perspektivansicht der Stromerfassungsvorrichtung in 1, aus einem anderen Winkel gesehen;
3 ist eine Perspektivansicht der Stromerfassungsvorrichtung in 1, von der Seite einer unteren Fläche her gesehen;
4 ist eine Draufsicht auf die Stromerfassungsvorrichtung in 1;
5 ist eine Hinteransicht der Stromerfassungsvorrichtung in 1;
6 ist eine Vorderansicht der Stromerfassungsvorrichtung in 1;
7 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Stromerfassungsvorrichtung in 1;
8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1;
9 ist eine vergrößerte Ansicht von Teil B in 2;
10 ist eine Ansicht, die nur das Gehäuse in 9 zeigt;
11 ist eine Draufsicht, die nur das Gehäuse in 4 zeigt;
12 ist eine Unteransicht des Gehäuses in 11;
13 ist eine Ansicht, die der Erläuterung eines Aufbaus eines in dem Gehäuse in 1 vorhandenen Arretier-Arms dient;
14 ist eine Perspektivansicht einer herkömmlichen Stromerfassungsvorrichtung;
15 ist eine Perspektivansicht der Stromerfassungsvorrichtung in 14, von der Seite einer unteren Fläche her gesehen; und
16 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Stromerfassungsvorrichtung in 15.

Ausführungsweise der Erfindung
Die Stromerfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 13 beschrieben.
Die in 1 bis 13 gezeigte Stromerfassungsvorrichtung 1, mit der ein Strom erfasst wird, der zwischen einer an einem Fahrzeug installierten Stromversorgung (z.B. einer Batterie) und einer elektrischen Einrichtung (z.B. einem Motor) fließt. Die Stromerfassungsvorrichtung 1 enthält eine streifenförmige Sammelschiene 2, eine Leiterplatte 30, auf der die zwei Magnetfeld-Erfassungselemente 31 und 32 montiert sind, ein Magnetelement 4 sowie ein Gehäuse 5, das diese Komponenten aufnimmt und sie dabei voneinander isoliert.
In 1 bis 13 ist ein Pfeil X parallel zu einer Breitenrichtung der Sammelschiene 2, ist ein Pfeil Y parallel zu einer Dickenrichtung der Sammelschiene 2 und ist ein Pfeil Z parallel zu einer Längsrichtung der Sammelschiene 2. Die Sammelschiene 2, die Leiterplatte 30 und ein Bodenplatten-Teil 41 (weiter unten beschrieben) des Magnetelementes 4 sind, wie in 8 gezeigt, einander mit einem Zwischenraum in der Richtung des Pfeils Y gegenüberliegend angeordnet. Des Weiteren sind die Sammelschiene 2, die Leiterplatte 30 und das Magnetelement 4 nicht in Kontakt miteinander.
Bei der Stromerfassungsvorrichtung 1 der Patentbeschreibung ist bei Bezugnahme auf die Sammelschiene 2 eine Seite, an der die Leiterplatte 30 angeordnet ist, als eine obere Seite definiert und ist eine Seite, an der der Bodenplatten-Teil 41 angeordnet ist, als eine untere Seite definiert. Darüber hinaus stimmen eine „obere Seite“ und eine „untere Seite“ in der Patentbeschreibung möglicherweise nicht mit der tatsächlichen oberen Seite und unteren Seite der Stromerfassungsvorrichtung 1 im Einsatz überein.
Die Sammelschiene 2 besteht aus einem leitenden Metall, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium. Durch beide Enden der Sammelschiene 2 hindurch sind in der Längsrichtung Verbindungslöcher 21 und 22 ausgebildet, die in Draufsicht kreisförmig sind. Die beiden Enden der Sammelschiene 2, an denen diese Verbindungslöcher 21, 22 ausgebildet sind, sind direkt oder über ein Stromkabel usw. elektrisch mit einer Stromversorgung bzw. einer elektrischen Einrichtung verbunden.
Beide seitlichen Endflächen der Sammelschiene 2 in der Breitenrichtung sind parallel zueinander ausgebildet. Bei der Endflächen der Sammelschiene 2 in der Längsrichtung, d. h. die Endfläche 2a an der Seite des Verbindungslochs 22 der Sammelschiene 2 und die Endfläche 2b an der Seite des Verbindungslochs 21 sind in Draufsicht jeweils halbkreisförmig ausgebildet. Die Sammelschiene 2 wird, wie in 7 gezeigt, an dem Gehäuse 5 montiert, indem sie von der Endfläche 2a aus in ihrer Längsrichtung verschoben wird. Im Folgenden werden die Endfläche 2a als eine vordere Endfläche 2a und die Endfläche 2b als eine hintere Endfläche 2b bezeichnet.
Bei der Stromerfassungsvorrichtung 1 der Patentbeschreibung ist die Seite der vorderen Endfläche 2a der Sammelschiene 2 als eine vordere Seite definiert, und ist die Seite der hinteren Endfläche 2b der Sammelschiene 2 als eine hintere Seite definiert. Des Weiteren stimmen in der Patentbeschreibung die „vordere Seite“ und die „hintere Seite“ möglicherweise nicht mit der tatsächlichen vorderen Seite und der hinteren Seite der Stromerfassungsvorrichtung 1 im Einsatz überein.
An beiden Endabschnitten der Sammelschiene 2 in der Breitenrichtung an der Seite der vorderen Endfläche 2a befinden sich ausgeschnittene Abschnitte 23, die in Draufsicht jeweils eine rechteckige Form haben. Diese ausgeschnittenen Abschnitte 23 ermöglichen Einpassen jedes Halte-Vorsprungs 8 (weiter unten beschrieben) des Gehäuses 5.
Die Leiterplatte 30 ist in Form einer rechteckigen Platte ausgebildet. Die zwei Magnetfeld-Erfassungselemente 31, 32 sind an der gleichen Fläche (in der vorliegenden Ausführungsform der oberen Fläche) der Leiterplatte 30 montiert. Des Weiteren sind die zwei Magnetfeld-Erfassungselemente 31, 32 mit einem Zwischenraum in der Längsrichtung der Leiterplatte 30 angeordnet. Darüber hinaus ist eine Vielzahl stiftförmiger Anschlüsse 33 elektrisch mit der Leiterplatte 30 verbunden. Die Vielzahl stiftförmiger Anschlüsse 33 ist in dem weiter unten beschriebenen Verbinder-Verbindungsabschnitt 51 des Gehäuses 5 angeordnet.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Magnetfeld-Erfassungselemente 31 und 32 Hall-Elemente, die die Stärke des Magnetfeldes dort erfassen, wo sie angeordnet sind. Das heißt, wenn eine Spannung unter dem durch in der Sammelschiene 2 fließenden Strom erzeugten Magnetfeld angelegt wird, reagieren die Magnetfeld-Erfassungselemente 31, 32 auf die Stärke des Magnetfeldes und geben eine Spannung aus. In der vorliegenden Ausführungsform werden gleiche Magnetfeld-Erfassungselemente 31, 32 eingesetzt.
Das Magnetelement 4 besteht aus einem ferromagnetischen Material, wie beispielsweise Eisen, und seine magnetische Permeabilität ist höher als die anderer Komponenten der Stromerfassungsvorrichtung 1, so dass der Magnetfluss bevorzugt durchgelassen wird. Das Magnetelement 4 wird hergestellt, indem ein Plattenmaterial oder dergleichen gepresst wird und enthält als integrale Bestandteile einen plattenartigen Bodenplattenabschnitt 41 sowie ein Paar aufrechtstehender Wandabschnitte 42, die jeweils von Endabschnitten des Bodenplattenabschnitts 41 in der Breitenrichtung aufrecht vorstehen. Die paarigen aufrechtstehenden Wandabschnitte 42 sind zwischen der Sammelschiene 2 und den Magnetfeld-Erfassungselementen 31, 32 positioniert. Der Bodenplattenabschnitt 41 ist so angeordnet, dass seine obere Fläche der unteren Fläche der Sammelschiene 2 zugewandt ist.
Der aufrechtstehende Wandabschnitt 42 enthält, wie in 7 gezeigt, einen ausgeschnittenen Abschnitt 43, der sich von einem vorderen Ende in der Höhenrichtung auf den Bodenplattenabschnitt 41 zu erstreckt. Daher wird der aufrechtstehende Wandabschnitt 42 durch den ausgeschnittenen Abschnitt 43 in einen ersten Abschnitt 44 und einen zweiten Abschnitt 45 unterteilt. Der erste Abschnitt 44 ist so gebogen, dass er dem Bodenplattenabschnitt 41 zugewandt ist. Ein Teil des ersten Abschnitts 44 senkrecht zu dem Bodenplattenabschnitt 41 wird als ein „unterer Wandabschnitt“ bezeichnet und ist mit Bezugszeichen 44a gekennzeichnet. Ein Teil des ersten Abschnitts 44, der dem Bodenplattenabschnitt 41 zugewandt ist, wird als „gegenüberliegender Plattenabschnitt“ bezeichnet und ist mit Bezugszeichen 44b gekennzeichnet. Die vorderen Enden der gegenüberliegenden Ptattenabschnitte 44b der paarigen aufrechtstehenden Wandabschnitte 42 sind voneinander beabstandet. Der zweite Abschnitt 45 hat eine Höhenabmessung (eine Abmessung in der Y-Richtung), die größer ist als die des unteren Wandabschnitts 44a. Im Folgenden wird der zweite Abschnitt 45 als ein hoher Wandabschnitt 45 bezeichnet.
Das Magnetelement 4 wird, wie in 7 gezeigt, an dem Gehäuse 5 montiert, indem es von der Seite des hohen Wandabschnitts 45 aus in einer Vorderseiten-Richtung des Bodenplattenabschnitts 41 verschoben wird.
Bei einem derartigen Magnetelement 4 wird ein geschlossener Abschnitt 46, der einen Abschnitt mit C-förmigem Querschnitt hat (C-Form in der Richtung des Pfeils Z gesehen) durch den Bodenplattenabschnitt 41, die paarigen unteren Wandabschnitte 44a sowie die paarigen gegenüberliegenden Plattenabschnitte 44b gebildet, und ein offener Abschnitt 47, der einen Abschnitt mit U-förmigem Querschnitt hat (U-Form in der Richtung des Pfeils Z gesehen) wird durch den Plattenabschnitt 41 und die paarigen hohen Wandabschnitte 45 gebildet. Wenn ein Strom in der Sammelschiene 2 fließt und ein Magnetfeld erzeugt wird, neigt der Magnetfluss dazu, sich in dem geschlossenen Abschnitt 46 zu konzentrieren. Des Weiteren ist es für den Magnetfluss in dem geöffneten Abschnitt 47 schwieriger sich zu konzentrieren als in dem geschlossenen Abschnitt 46. Daher weist der Innenraum des geschlossenen Abschnitts 46 ein stärkeres Magnetfeld auf als der Innenraum des offenen Abschnitts 47. Das Magnetfeld-Erfassungselement 31 ist im Inneren des geschlossenen Abschnitts 46 angeordnet, und das Magnetfeld-Erfassungselement 32 ist im Inneren des offenen Abschnitts 47 angeordnet.
Wenn bei einer derartigen Anordnung ein starker Strom durch die Sammelschiene 2 fließt, wird das Magnetfeld an dem offenen Abschnitt 47 nicht stärker als an dem geschlossenen Abschnitt 46, und kann das Magnetfeld durch das Magnetfeld-Erfassungselement 32 erfasst werden, das an dem offenen Abschnitt 47 angeordnet ist. Des Weiteren wird, wenn ein schwacher Strom durch die Sammelschiene 2 fließt, das Magnetfeld an dem geschlossenen Abschnitt 46 stärker als an dem offenen Abschnitt 47, und so kann der schwache Strom durch das Magnetfeld-Erfassungselement 31 erfasst werden, das an dem geschlossenen Abschnitt 46 angeordnet ist.
Das heißt, die Stromerfassungsvorrichtung 1 ist so ausgeführt, dass, um Stromwerte eines breiten Spektrums unter Verwendung der Magnetfeld-Erfassungselemente 31, 32 mit der gleichen Konstruktion (der Bereich erfassbarer magnetischer Flussdichten ist der gleiche) erfassen zu können, mittels der Ausführung der Form des Magnetelementes 4 die magnetische Flussdichte an dem geschlossenen Abschnitt 46 beim Fließen des schwachen Stroms und die magnetische Flussdichte an dem offenen Abschnitt 47 beim Fließen eines starken Stroms in einem Erfassungsbereich der Magnetfeld-Erfassungselemente 31 und 32 eingeschlossen sind.
Das Gehäuse 5 besteht aus einem isolierenden Kunststoff und schließt als Integrale Teile einen Platten-Aufnahmeabschnitt 52, einen Verbinder-Verbindungsabschnitt 51, einen Teilabschnitt zum Halten des Magnetelementes sowie einen Teilabschnitt zum Halten der Sammelschiene ein.
Der Platten-Aufnahmeabschnitt 52 ist in einer nach unten offenen Kastenform ausgebildet. Die Leiterplatte 30 wird, wie mit dem Pfeil in 7 gezeigt, von unten in dem Platten-Aufnahmeabschnitt 52 aufgenommen und wird in dem Platten-Aufnahmeabschnitt 52 gehalten, wenn Formmasse in den Platten-Aufnahmeabschnitt 52 eingefüllt wird. Der Teil C in 8 zeigt einen Bereich, der mit Formmasse gefüllt ist.
Der Verbinder-Verbindungsabschnitt 51 schließt sich an die obere Fläche an der Vorderseite des Platten-Aufnahmeabschnitts 52 an und ist in einer nach oben offenen Röhrenform ausgebildet. An der Innenseite des Verbinder-Verbindungsabschnitts 51 ist die Vielzahl stiftförmiger Anschlüsse 33 angeordnet Der Verbinder-Verbindungsabschnitt 51 wird mit einem entsprechenden Verbinder so verbunden, dass Messwerte der Magnetfeld-Erfassungselemente 31 und 32 nach außen ausgegeben werden.
Der Teilabschnitt zum Halten des Magnetelementes hält das Magnetelement 4 in der X-Richtung, der Y-Richtung sowie der Z-Richtung in Bezug auf das Gehäuse so, dass es sich in keiner der Richtungen bewegt. Der Teilabschnitt zum Halten des Magnetelementes schließt ein Paar Anliege-Flächen 58a, die jeweils an der Endfläche der dem ausgeschnittenen Abschnitt 43 der hohen Wandabschnitte 45 gegenüberliegenden Seite (vordere Seite) anliegen, ein Paar Arretier-Arme 7, die Entfernung des Magnetelementes 4 verhindern, sowie ein Paar Press-Abschnitte 54a ein, die die paarigen gegenüberliegenden Plattenabschnitte 44b an die Seite des Bodenplattenabschnitts 41 pressen.
Die paarigen Anliege-Flächen 58a sind, wie in 1, 2, 11 und dergleichen gezeigt, mit einem Paar Wände 58 versehen, zwischen denen der Verbinder-Verbindungsabschnitt 51 und der Platten-Aufnahmeabschnitt 52 positioniert sind. Des Weiteren ist jede Wand 58 über einen Verbindungsabschnitt 57 mit der Seitenfläche des Verbinder-Verbindungsabschnitts 51 und dem Platten-Aufnahmeabschnltt 52 verbunden.
Die paarigen Arretier-Arme 7 enthalten, wie in 4, 13 und dergleichen gezeigt, jeweils einen Arm-Abschnitt 71, der zwischen dem aufrechtstehenden Wandabschnitt 42 und der Sammelschiene 2 angeordnet ist und in der zu dem aufrechtstehenden Wandabschnitten 42 entgegengesetzten Richtung elastisch verformt werden kann, einen Arretier-Abschnitt 72, der von einem vorderen Ende des Arm-Abschnitts 71 vorsteht und an dem aufrechtstehenden Wandabschnitt 42 arretiert, sowie einen vorstehenden Abschnitt 73, der von dem Arm-Abschnitt 71 vorsteht und mit der seitlichen Endfläche der Sammelschiene 2 in der Breitenrichtung in Kontakt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Arm-Abschnitt 71 durch einen verlängerten horizontalen Abschnitt 71a, der von dem Verbindungsabschnitt 57 aus wie eine Auslegerplatte in der Richtung des Pfeils Z (hintere Seite) ausgebildet ist, sowie einen hängenden Abschnitt 71b gebildet, der von einem Zwischenabschnitt des horizontalen Abschnitts 71a nach unten vorsteht. Der Arretier-Abschnitt 72 steht von einem distalen Ende (hinteres Ende) des horizontalen Abschnitts 71a von dem Verbindungsabschnitt 57 weg zur Außenseite des Gehäuses 5 hin vor. In der vorliegenden Ausführungsform arretiert der Arretier-Abschnitt 72 an dem ausgeschnittenen Abschnitt 43. Der vorstehende Abschnitt 73 erstreckt sich von dem unteren Ende des hängenden Abschnitts 71b von dem horizontalen Abschnitt 71a weg zur Innenseite des Gehäuses 5.
Des Weiteren ist der Arretier-Abschnitt 72 mit einer Kontaktfläche 72a versehen, die mit dem horizontalen Abschnitt 71a einen stumpfen Winkel bildet. Die Kontaktfläche 72a ist mit einem Innenkanten-Abschnitt des ausgeschnittenen Abschnitts 43 in Kontakt, d. h. einer Kante des hinteren Endes des hohen Wandabschnitts 45, und drückt die Kante zu der äußeren Seite in der Breitenrichtung des Gehäuses 5 sowie der Seite der Kontaktfläche (58a) (vordere Seite), und befestigt das Magnetelement 4, so dass es sich in Bezug auf das Gehäuse 5 in zwei Richtungen, d. h. der X-Richtung und der Z-Richtung, nicht bewegt.
Montieren des Magnetelementes 4 an dem Gehäuse 5 wird vor Montage der Sammelschiene 2 durchgeführt. Wenn das Magnetelement 4 bei der Montage verschoben wird, trifft der hohe Wandabschnitt 45 auf den Arretier-Abschnitt 72 auf und biegt den Arm-Abschnitt 71 in der Breitenrichtung des Gehäuses 5 nach innen. Dann federt, wenn der hohe Wandabschnitt 45 den Arretier-Abschnitt 72 passiert und in Kontakt mit der Kontaktfläche 58a kommt, der Arm-Abschnitt 71 zurück und wird der Arretier-Abschnitt 72 mit dem ausgeschnittenen Abschnitt 43 in Eingriff gebracht. In diesem Zustand kommt, wie oben beschrieben, die Kontaktfläche 72a mit der Kante des hohen Wandabschnitts 45 in Kontakt.
Anschließend wird die Sammelschiene 2 gleitend zwischen die paarigen Arretier-Arme 7 eingeführt, und wird die Sammelschiene 2 in dem Gehäuse 5 montiert. Wenn die Sammelschiene 2 gleitend zwischen den paarigen Arretier-Armen 7 eingeführt wird, trifft die Sammelschiene 2 auf den vorstehenden Abschnitt 73 auf und vergrößert einen Zwischenraum zwischen den paarigen Arretier-Armen 7 geringfügig. Dadurch wird die Kontaktfläche 72a des Arretier-Abschnitts 72 in der Breitenrichtung des Gehäuses 5 nach außen verschoben, so dass sie zuverlässig mit der Kante des hohen Wandabschnitts 45 in Kontakt kommt.
In einem Zustand, in dem das Magnetelement 4 und die Sammelschiene 2 an dem Gehäuse 5 montiert sind, ist die Sammelschiene 2 zwischen den paarigen Arretier-Armen 7 angeordnet und ist die seitliche Endfläche der Sammelschiene 2 in Kontakt mit dem vorstehenden Abschnitt 73 jedes Arretier-Arms 7, so dass Biegung des Arm-Abschnitts 71 nach innen eingeschränkt wird. Dadurch wird verhindert, dass der Arretier-Abschnitt 72 freigegeben wird, so dass das Magnetelement 4 von dem Gehäuse 5 getrennt wird.
Der oben beschriebene hängende Abschnitt 71b und der vorstehende Abschnitt 73 sind nicht unbedingt erforderlich, und es ist auch eine Ausführung möglich, bei der der horizontale Abschnitt 71a an der seitlichen Endfläche in der Breitenrichtung der Sammelschiene 2 anschlägt. In der vorliegenden Ausführungsform kann durch das Vorhandensein des hängenden Abschnitts 71b und des vorstehenden Abschnitts 73 ein nachteiliger Effekt verringert werden, der auf den horizontalen Abschnitt 71a wirkt, wenn sich das Gehäuse 5 in einer Umgebung mit hoher Temperatur thermisch ausdehnt.
Jeder der paarigen Press-Abschnitte 54 wird, wie in 5 gezeigt, durch einen Sockel-Teil 54a, der von der oberen Fläche an der hinteren Seite des Platten-Aufnahmeabschnitts 52 aufrecht vorsteht, und einen Platten-Teil 54b gebildet, der sich von dem oberen Ende des Sockel-Teils 54a in der Breitenrichtung des Gehäuses 5 nach außen erstreckt. Wenn sich der Press-Abschnitt 54 in einem Normalzustand (in 5 mit einer unterbrochenen Linie angedeutet) befindet, ist ein Abstand S zwischen dem Platten-Abschnitt 54b und der oberen Fläche des Platten-Aufnahmeabschnitts 52 kleiner als die Platten-Dicke T des gegenüberliegenden Plattenabschnitts 44b. Dieser Press-Abschnitt 54 presst den gegenüberliegenden Plattenabschnitt 44b, der zwischen dem Platten-Abschnitt 54b und der oberen Fläche des Platten-Aufnahmeabschnitts 52 positioniert ist, mit dem Platten-Abschnitt 54b auf die Seite der oberen Fläche des Platten-Aufnahmeabschnitts 52 (d. h. die Seite des Bodenplattenabschnitts 41) zu, um so das Magnetelement 4 so zu halten, dass es sich in Bezug auf das Gehäuse 5 nicht in der Y-Richtung bewegt.
Der Teilabschnitt zum Halten der Sammelschiene hält die Sammelschiene 2 in der X-Richtung, der Y-Richtung sowie der Z-Richtung in Bezug auf das Gehäuse 5. Der Teilabschnitt zum Halten der Sammelschiene enthält acht Rippen 55a, 56a, 58b, 59a, mit denen die untere Fläche und die seitliche Endfläche der Sammelschiene 2 gedrückt werden, sowie ein Paar Halte-Vorsprünge 8, die jeweils in die ausgeschnittenen Abschnitte 23 passen.
Das Gehäuse 5 enthält ein Paar hinterer Endwände 59 sowie einen Brückenabschnitt 55, der die paarigen hinteren Endwände 59 verbindet, und die Rippe 55a befindet sich, wie in 3, 5, 11 usw. gezeigt, an dem Brückenabschnitt 55.
Die paarigen hinteren Endwände 59 sind Wände, die sich jeweils in der Breitenrichtung (Richtung von Pfeil X) an die den Platten-Aufnahmeabschnitt 52 zugewandte Seite anschließen, sich von dem unteren Ende 52a der Seitenfläche weiter nach unten erstrecken und sich über das hintere Ende der Seitenfläche hinaus weiter zu der hinteren Seite erstrecken. Die paarigen hinteren Endwände 59 folgen beiden seitlichen Endflächen der Sammelschiene 2 in der Breitenrichtung.
Der Brückenabschnitt 55 ist ein plattenartiger Abschnitt, der das hintere Ende und das untere Ende der paarigen hinteren Endwände 59 miteinander verbindet. Der Brückenabschnitt 55 ist an dem hinteren Ende des Gehäuses 5 angeordnet. Der Brückenabschnitt 55 folgt der unteren Fläche in der Nähe des Verbindungslochs 21 der Sammelschiene 2.
Die Rippe 55a erstreckt sich in der Richtung des Pfeils Z und ist in einem Abschnitt mit dreieckigem Querschnitt mit einem spitzen Scheitel ausgebildet. Des Weiteren befinden sich die paarigen Rippen 55a an dem Brückenabschnitt 55. Die paarigen Rippen 55a erstrecken sich parallel zueinander mit einem Zwischenraum in der Richtung des Pfeils X. Die paarigen Rippen 55a sind, wie in 5 gezeigt, Mit der unteren Fläche der Sammelschiene 2 in Kontakt, die zwischen das untere Ende 52a des Platten-Aufnahmeabschnitts 52 und den Brückenabschnitt 55 eingeführt ist, und drückt die Sammelschiene 2 auf das untere Ende 52a des Platten-Aufnahmeabschnitts 52 zu.
Das Gehäuse 5 enthält einen Brückenabschnitt 56, der die oben beschriebenen paarigen Wände 58 verbindet, und die Rippe 56a befindet sich, wie in 3, 6, 11 und dergleichen gezeigt, an dem Brückenabschnitt 56. Der Brückenabschnitt 56 ist an dem vorderen Ende des Gehäuses 5 angeordnet. Der Brückenabschnitt 56 folgt der unteren Fläche in der Nähe des Verbindungslochs 22.
Wie die oben beschriebene Rippe 55a erstreckt sich die Rippe 56a in der Richtung des Pfeils Z und hat einen Abschnitt mit dreieckigem Querschnitt mit einem spitzen Scheitel. Des Weiteren befinden sich die paarigen Rippen 56a an dem Brückenabschnitt 56. Die paarigen Rippen 56a erstrecken sich parallel zueinander mit einem Zwischenraum in der Richtung des Pfeils X. Die Rippe 56a wird, wie in 6 gezeigt, mit der unteren Fläche der Sammelschiene 2 in Kontakt gebracht, die zwischen das untere Ende 52a des Platten-Aufnahmeabschnitts 52 und den Brückenabschnitt 56 eingeführt ist, und drückt die Sammelschiene 2 zu der Seite des unteren Endes 52a des Platten-Aufnahmeabschnitts 52.
Die oben beschriebenen paarigen Wände 58 erstrecken sich weiter nach unten als das untere Ende 52a der in der Breitenrichtung des Platten-Aufnahmeabschnitts 52 gegenüberliegenden Seite. Die unteren Enden der paarigen Wende 58 folgen beiden Seitenkanten in der Breitenrichtung der Sammelschiene 2. Die Rippen 58b befinden sich, wie In 12 gezeigt, nebeneinander an den unteren Endabschnitten der paarigen Wände 58.
Die Rippe 58b erstreckt sich in der Richtung des Pfeils Y und ist in einem Abschnitt mit dreieckigem Querschnitt mit einem spitzen Scheitel ausgebildet. Die paarigen Rippen 58b sind jeweils in Kontakt mit beiden Endflächen in der Breitenrichtung der Sammelschiene 2 und drücken jeweils die Sammelschienen 2. Des Weiteren tritt die Sammelschiene 2, wenn die Sammelschiene 2 an dem Gehäuse 5 montiert wird und dabei die oberen Enden der paarigen Rippen 58b zusammengedrückt werden, zwischen den paarigen Rippen 58b hindurch.
Die Rippen 59a befinden sich, wie in 12 gezeigt, nebeneinander jeweils an den unteren Endabschnitten der paarigen hinteren Endwände 59.
Wie die oben beschriebene Rippe 58b erstreckt sich die Rippe 59a in der Richtung des Pfeils Y und hat einen Abschnitt mit dreieckigem Querschnitt mit einem spitzen Scheitel. Die paarigen Rippen 59a sind mit beiden Endflächen der Sammelschiene 2 in der Breitenrichtung in Kontakt und drücken jeweils die Sammelschiene 2. Des Weiteren tritt die Sammelschiene 2, wenn die Sammelschiene 2 an dem Gehäuse 5 montiert wird und dabei die oberen Enden der paarigen Rippen 59a zusammengedrückt werden, zwischen den paarigen Rippen 59a hindurch.
Paarige Halte-Vorsprünge 8 befinden sich, wie in 11 gezeigt, an dem Brückenabschnitt 56. Des Weiteren sind die paarigen Halte-Vorsprünge in der Richtung des Pfeils X außerhalb der oben beschriebenen Rippe 56a angeordnet. Die Halte-Vorsprünge 8 sind, wie in 9 bis 10 gezeigt, In einer Form ausgebildet, die eine abgeschrägte Fläche 80 an ihrem rechteckigen Körper aufweist, die in den Ausschnitt 23 der Sammelschiene 2 passt.
An dem hinteren Endabschnitt des vorstehenden Halte-Abschnitts 8 ist die abgeschrägte Fläche 80 vorhanden, um die Sammelschiene 2 beim Montieren der Sammelschiene 2 an dem Gehäuse 50 besser einführen zu können. Die abgeschrägte Fläche 80 ist so ausgebildet, dass der innere Eckenabschnitt des hinteren Endes von den vier Eckenabschnitten des vorstehenden Halte-Abschnitts 8 weggeschnitten ist. Die abgeschrägte Fläche 80 ist eine in Draufsicht dreieckig geformte Fläche und hat drei Seiten 82, 83, 84.
Die Seite 82 ist an der Innenseiten-Fläche 8d des vorstehenden Halte-Abschnitts 8 positioniert und ist im Verlauf von der hinteren Endfläche 8b zu der vorderen Endfläche 8c so geneigt, dass sie sich der oberen Fläche 8a nähert. Die Seite 83 ist an der hinteren Endfläche 8b des vorstehenden Halte-Abschnitts 8 angeordnet und ist im Verlauf von der Innenseite 8d zu der Außenseiten-Fläche 8e so geneigt, dass sie sich der oberen Fläche 8a nähert. Die Seite 84 ist an der oberen Fläche 8a des Anschlag-Vorsprungs 8 positioniert und nähert sich im Verlauf von der äußeren Fläche 8b zu der inneren Fläche 8d der vorderen Endfläche 8c. Das heißt, die abgeschrägte Fläche 80 ist so geneigt, dass sie sich im Verlauf von der hinteren Endfläche 8b zu der Seite der vorderen Endfläche 8c der oberen Fläche 8a nähert, und ist des Weiteren so geneigt, dass sie sich im Verlauf von der inneren Fläche 8d zu der äußeren Fläche 8e der oberen Fläche 8a nähert.
Wenn die Sammelschiene 2 an dem Gehäuse 5 montiert wird, gleitet die vordere Endfläche 2a an der abgeschrägten Fläche 80 und drückt beim Gleiten nach vorn den Halte-Vorsprung 8 nach unten. Dabei trifft, da die vordere Endfläche 2a der Sammelschiene 2 in Draufsicht in einer Kreisform ausgebildet ist, d. h., die vordere Endfläche 2a der Sammelschiene 2 abgerundete Ecken hat, die vordere Endfläche 2a, ohne an der hinteren Endfläche 8b des Halte-Vorsprungs 8 anzuschlagen, auf die abgeschrägte Fläche 80 auf und bewegt sich ungehindert über den vorstehenden Halte-Abschnitt 8. Dann kehrt der nach unten gedrückte Halte-Vorsprung 8, wenn der Ausschnitt 23 den Halte-Vorsprung 8 erreicht, an seine ursprüngliche Höhe zurück und wird in den Ausschnitt 23 eingepasst. Dadurch wird verhindert, dass sich die Sammelschiene 2 in der Richtung des Pfeils Z löst. Des Weiteren ist in einem Zustand, in dem der vorstehende Halte-Abschnitt 8 in den ausgeschnittenen Abschnitt 23 eingepasst ist, ein Eingriffsrand für den Ausschnitt 23 in der Nähe der Ecke 81 außerhalb des hinteren Endes des vorstehenden Halte-Abschnitts 8 gesichert, so dass verhindert werden kann, dass sich die Sammelschiene 2 zu der Vorderseite bewegt.
Weiterhin sind, wie in 5, 6 und 8 gezeigt, das untere Ende 52a der vorderen Endfläche und der hinteren Endfläche, das in der Längsrichtung (Richtung von Pfeil Z) des Platten-Aufnahmeabschnitts 52 ausgerichtet ist, jeweils mit ausgeschnittenen Abschnitten 53a, 53b versehen. Diese Ausschnitte 53a, 53b bilden mit der oberen Fläche der Sammelschiene 2 einen Zwischenraum. Die Zwischenräume dienen als Belüftungsöffnungen des Platten-Aufnahmeabschnitts 52, und die Feuchtigkeit enthaltende Luft in dem Platten-Aufnahmeabschnitt 52 wird über diesen Zwischenraum abgeleitet, so dass Betauung im Inneren des Platten-Aufnahmeabschnitt 52 verhindert wird.
Beim Befestigen des Magnetelementes 4 an dem Gehäuse 5 weist die oben beschriebene Stromerfassungsvorrichtung 1 keine Stelle zum Thermischen Verschweißen auf, und das Magnetelement 4 kann durch Montage lediglich mittels der paarigen Arretier-Arme und der paarigen Press-Abschnitte 54 an dem Gehäuse 5 befestigt werden. Daher sind keine Schweißeinrichtungen mehr erforderlich, und die Herstellungskosten können reduziert werden. Des Weiteren kann der Arbeitsaufwand verringert werden.
Es ist anzumerken, dass die oben beschriebene Ausführungsform lediglich eine repräsentative Form der vorliegenden Erfindung darstellt und die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist. Das heißt, es können verschiedene Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs vorgenommen werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Sofern mittels derartiger Abwandlung weiterhin die Ausführung der vorliegenden Erfindung umgesetzt wird, versteht sich, dass die Abwandlung im Schutzumfang der Erfindung eingeschlossen ist.
Bezugszeichenliste

1: Stromerfassungsvorrichtung
2: Sammelschiene
4: Magnetelement
5: Gehäuse
7: Arretier-Arm
31, 32: Magnetfeld-Erfassungselement
41: Bodenplattenabschnitt
42: aufrechtstehender Wandabschnitt
71: Arm-Abschnitt
72: Arretier-Abschnitt

Claims

Stromerfassungsvorrichtung, die umfasst: eine plattenartige Sammelschiene; ein Magnetfeld-Erfassungselement zum Erfassen eines von einem durch die Sammelschiene fließenden Strom erzeugten Magnetfeldes; ein Magnetelement; und ein Gehäuse, das die Sammelschiene, das Magnetfeld-Erfassungselement sowie das Magnetelement aufnimmt, wobei das Magnetelement einen Bodenplattenabschnitt in Form einer flachen Platte sowie ein Paar aufrechtstehender Wandabschnitte enthält, die von beiden Endabschnitten des Bodenplattenabschnitts aufrecht vorstehen und so eingerichtet sind, dass zwischen ihnen die Sammelschiene und das Magnetfeld-Erfassungselement positioniert sind, das Gehäuse mit einem Arretier-Arm versehen ist, mit dem das Magnetelement gehalten wird, und der Arretier-Arm mit einem Arm-Abschnitt, der in einer den aufrechtstehenden Wandabschnitten entgegengesetzten Richtung elastisch verformt werden kann und so eingerichtet ist, dass er zwischen dem aufrechtstehenden Wandabschnitt und der Sammelschiene angeordnet ist, sowie mit einem Arretier-Abschnitt versehen ist, der von einem vorderen Ende des Arm-Abschnitts vorsteht und so eingerichtet ist, dass er mit dem aufrechtstehenden Wandabschnitt in Eingriff kommt, und der Arm-Abschnitt durch die Sammelschiene daran gehindert wird, sich nach innen zu biegen.
Stromerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Arretier-Abschnitt mit einem Kontakt-Abschnitt versehen ist, der so eingerichtet ist, dass er mit dem aufrechtstehenden Wandabschnitt in Kontakt kommt und mit dem Arm-Abschnitt einen stumpfen Winkel bildet.
Stromerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Arretier-Arm einen vorstehenden Abschnitt enthält, der von dem Arm-Abschnitt vorsteht und so eingerichtet ist, dass er an der Sammelschiene anliegt.
Stromerfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der aufrechtstehende Wandabschnitt mit einem ausgeschnittenen Abschnitt versehen ist, der sich von einem vorderen Ende des aufrechtstehenden Wandabschnitts auf den Bodenplattenabschnitt zu erstreckt, und der Arretier-Abschnitt so eingerichtet ist, dass er mit dem ausgeschnittenen Abschnitt in Eingriff kommt.
Stromerfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der aufrechtstehende Wandabschnitt durch den ausgeschnittenen Abschnitt in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt unterteilt wird, wobei der erste Abschnitt oder der zweite Abschnitt so gebogen ist, dass er zu einem gegenüberliegenden Abschnitt wird, der dem Bodenplattenabschnitt gegenüberliegt, und ein Press-Abschnitt, mit dem der gegenüberliegende Abschnitt auf den Bodenplattenabschnitt zu gepresst wird, in dem Gehäuse vorhanden ist.