JP2002243768A - Electric current detector - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のバ
ッテリーの負荷電流を電路に非接触の状態で検出する電
流検出装置に関するものであり、詳細には前記電路の周
囲を取り囲む強磁性体で形成されたコアと、該コアに設
けられたギャップ中に設置されるホール素子から構成さ
れるものに係る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current detecting device for detecting, for example, a load current of a battery of an automobile without contacting an electric circuit, and more particularly, to a current detecting device formed of a ferromagnetic material surrounding the electric circuit. And a Hall element installed in a gap provided in the core.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の電流検出装置90の例を
示すものが図6であり、フェライトや珪素鋼板などによ
り全体形状が略ロ字状で中空部91bを有するように形
成され、一辺にギャップ部91aが設けられたコア91
は、熱可塑性樹脂によるケース92内に前記ケース92
の開口部92aと前記中空部91bが合致するように取
付けられるものとされている。なお、前記ケース92に
は、入出力用の端子93a内蔵コネクタ93が一体成型
されている。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows an example of a conventional current detecting device 90 of this type. The current detecting device 90 is formed of a ferrite or silicon steel plate so as to have a substantially rectangular shape and a hollow portion 91b. 91 provided with a gap portion 91a in the core 91
Is placed in a case 92 made of thermoplastic resin.
The opening 92a and the hollow portion 91b are attached so as to coincide with each other. The case 92 is integrally formed with an input / output terminal 93a built-in connector 93.
【0003】又、磁束を検出するホール素子などの磁電
変換素子94を、前記磁電変換素子94の出力を増幅す
る回路95などとともに、端子接続用のランド穴96a
を設けたプリント回路基板96にリードを直立させて実
装し、前記プリント回路基板96を螺着などにより前記
ケース92に固定し、前記コア91の前記ギャップ部9
1aに臨むものとされている。そして、前記プリント回
路基板96のランド穴96aと端子93aを半田付けな
どで接続する。[0003] A magneto-electric conversion element 94 such as a Hall element for detecting magnetic flux is provided together with a circuit 95 for amplifying the output of the magneto-electric conversion element 94 and a land hole 96a for terminal connection.
The leads are mounted upright on a printed circuit board 96 provided with the printed circuit board 96, and the printed circuit board 96 is fixed to the case 92 by screwing or the like.
1a. Then, the land holes 96a of the printed circuit board 96 and the terminals 93a are connected by soldering or the like.
【0004】その後、磁電変換素子94自体の持つ感度
のばらつきと、不平衡電圧のばらつきや、増幅回路で使
用しているオペアンプのオフセット電圧のばらつきをキ
ャンセルするため、プリント回路基板96に実装してい
る回路95の抵抗器の定数を調整する。さらに、前記コ
ア91のギャップ部91aにはある程度の公差を持たせ
てあり、前記磁電変換素子94の取付け角度による感度
も変化してしまうため、この感度の変化分も含めて、前
記回路95で調整する必要がある。この調整には、前記
回路95のボリュームによる調整やレーザートリミング
による調整などがある。[0004] Thereafter, in order to cancel the variation in sensitivity of the magnetoelectric conversion element 94 itself, the variation in unbalanced voltage, and the variation in offset voltage of the operational amplifier used in the amplifier circuit, it is mounted on a printed circuit board 96. The constant of the resistor of the circuit 95 is adjusted. Further, the gap portion 91a of the core 91 has a certain tolerance, and the sensitivity depending on the mounting angle of the magneto-electric conversion element 94 also changes. Need to adjust. This adjustment includes adjustment by the volume of the circuit 95 and adjustment by laser trimming.
【0005】この調整後、前記ケース92内にモールド
材を充填して前記コア91とプリント回路基板96の固
定と、蓋の代わりに耐防水を確保し、前記コア91やプ
リント回路基板96の耐振動性を確保する。After this adjustment, the case 92 is filled with a molding material to secure the core 91 and the printed circuit board 96, and to provide waterproofing in place of the lid. Ensure vibration.
【0006】このように構成した電流検出装置90は、
前記コア91の中空部91bを通る前記ケース92の開
口部92a内に、バスバーなどの電路97を貫通し、コ
ネクタ93の端子93aに外部装置を取付けることによ
り、前記電路97に流れる電流を計測できるものであ
る。The current detecting device 90 configured as described above is
A current flowing through the electric circuit 97 can be measured by penetrating an electric circuit 97 such as a bus bar into the opening 92a of the case 92 passing through the hollow portion 91b of the core 91 and attaching an external device to the terminal 93a of the connector 93. Things.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の構成の電流検出装置90においては、電路97
の挿入方向が決まるとコア91の向き、ギャップ91a
の向き、磁電変換素子94の向き、プリント回路基板9
6の向きが決まってしまい、電流検出装置90の希望す
る方向の薄型化が不可能となり、形状の融通性のないも
のとなっていた。However, in the current detecting device 90 having the above-mentioned conventional configuration, the electric circuit 97
Is determined, the orientation of the core 91 and the gap 91a are determined.
Direction, the direction of the magneto-electric conversion element 94, the printed circuit board 9
6, the direction of the current detecting device 90 cannot be reduced in the desired direction, and the shape of the current detecting device 90 is inflexible.
【0008】又、前記磁電変換素子94には構造的な理
由により、リードタイプのものを使用しているが、他の
部品が面実装部品により自動実装できるのに対して、磁
電変換素子94のみ手付けによる実装のため、作業性や
生産性を悪化させていた。Although the magneto-electric conversion element 94 is of a lead type for structural reasons, other components can be automatically mounted by surface mounting components, whereas only the magneto-electric conversion element 94 is used. Due to the manual mounting, workability and productivity have been deteriorated.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した従来
の課題を解決するための具体的手段として、略ロ字状の
一辺にギャップ部が設けられてケース内に固定されたコ
アの前記ギャップ部中に磁電変換素子を配置して前記コ
アに生じる磁束変化を電流として検出する電流検出装置
において、前記ケースは上面が開放しており、前記コア
は一辺に前記ギャップ部を有し、前記一辺が前記ケース
の上面に略垂直となるように配置し、前記磁電変換素子
は、基板の一部に設けた切り欠き又は穴内に配置され、
前記基板は回路部品が搭載されるとともに前記ケースの
上面に略平行に前記ケース内に配置され、前記コアの中
空部にはバスバーが挿通し設けられていることを特徴と
する電流検出装置を提供することで課題を解決するもの
である。According to the present invention, as a specific means for solving the above-mentioned conventional problems, there is provided a core fixed in a case in which a gap portion is provided on one side of a substantially rectangular shape and fixed in a case. In a current detection device that arranges a magnetoelectric conversion element in a gap portion and detects a change in magnetic flux generated in the core as a current, the case has an open upper surface, the core has the gap portion on one side, Arranged so that one side is substantially perpendicular to the upper surface of the case, the magnetoelectric conversion element is arranged in a notch or hole provided in a part of the substrate,
The substrate has a circuit component mounted thereon and is arranged in the case substantially parallel to the upper surface of the case, and a bus bar is inserted through a hollow portion of the core to provide a current detection device. This solves the problem.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】次に本発明を図に示す実施形態に
基づいて詳細に説明する。図1〜図5は本発明の実施形
態を示すものであり、図中に符号1で示すものは本発明
に係る電流検出装置である。前記電流検出装置1は少な
くとも上面が開放したケース2と、フェライトや珪素鋼
板により長方形の略ロ字状に形成されたコア3と、基板
4に搭載したホール素子等の磁電変換素子5と、前記基
板4上に搭載される前記磁電変換素子5の調整及び出力
の増幅のための回路素子6と、電路となるバスバー7か
ら構成されるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. FIGS. 1 to 5 show an embodiment of the present invention. In the drawings, the reference numeral 1 denotes a current detecting device according to the present invention. The current detecting device 1 includes a case 2 having at least an open upper surface, a core 3 formed in a substantially rectangular shape from a ferrite or a silicon steel plate, a magnetoelectric conversion element 5 such as a Hall element mounted on a substrate 4, It comprises a circuit element 6 for adjusting the magnetoelectric conversion element 5 mounted on the substrate 4 and amplifying the output, and a bus bar 7 serving as an electric path.
【0011】まず、ケース2は樹脂などにより箱状に形
成されており、その上面は開放されている。又、前記ケ
ース2の側壁には外部出力用の接続端子2aが一体形成
されている。First, the case 2 is formed in a box shape with resin or the like, and its upper surface is open. A connection terminal 2a for external output is integrally formed on the side wall of the case 2.
【0012】次に、前記コア3は従来と同様にフェライ
トや珪素鋼板などからなり、長方形の略ロ字状に形成さ
れている。そして、前記コア3の短辺側3cの一辺に
は、前記磁電変換素子5が配置されるギャップ部3aを
形成している。Next, the core 3 is made of ferrite, silicon steel plate or the like as in the prior art, and is formed in a rectangular substantially rectangular shape. On one side of the short side 3c of the core 3, a gap 3a in which the magnetoelectric conversion element 5 is arranged is formed.
【0013】図5は、前記磁電変換素子5を前記基板4
に取付けた状態を示すもので、前記磁電変換素子5は前
記基板4の端部に切欠き4aを設け、前記磁電変換素子
5のリード5aを切欠き4aの端部の基板間を架橋して
接続し、前記磁電変換素子5の本体5bが前記切欠き4
a内に位置するように搭載されるものである。そして、
前記基板4には前記磁電変換素子5の調整回路や出力の
増幅回路6を搭載するとともに、基板4に設けた端子4
cを前記ケース2の接続端子2aに接続するものであ
る。なお、前記基板4に設けた切欠き4aは、孔4bで
あっても良い。FIG. 5 shows that the magnetoelectric conversion element 5 is mounted on the substrate 4.
The magneto-electric conversion element 5 is provided with a notch 4a at an end of the substrate 4, and leads 5a of the magneto-electric conversion element 5 are bridged between the substrates at the end of the notch 4a. And the main body 5b of the magnetoelectric conversion element 5 is connected to the notch 4
a. And
An adjustment circuit for the magnetoelectric conversion element 5 and an amplification circuit 6 for output are mounted on the substrate 4, and terminals 4
c is connected to the connection terminal 2a of the case 2. The notch 4a provided in the substrate 4 may be a hole 4b.
【0014】この際、前記磁電変換素子5には表面実装
型のものが用いられ、この表面実装形の磁電変換素子5
の場合、前記リード5aは本体5bの底面近傍から突出
されており、本体5bが上方に突出する構成となってい
るのが一般的である。このような磁電変換素子5をこの
突出する本体5b側が前記基板4に設けた切欠き4a内
に位置するように下向きに取付けられる。すなわち一般
的に載置される上下のの向きとは逆に設けるものであ
る。この構成によれば、前記コア3に設けるギャップ部
3aの間隔を、前記磁電変換素子5の厚みより若干広い
ものとすれば良いものとなるので、集磁効果を落とすこ
となく、また外乱ノイズの影響を受けにくいものとする
ことができる。At this time, the magneto-electric conversion element 5 is of a surface-mount type, and this surface-mount type
In this case, the lead 5a protrudes from the vicinity of the bottom surface of the main body 5b, and the main body 5b is generally configured to protrude upward. Such a magnetoelectric conversion element 5 is attached downward so that the protruding main body 5b side is located in the notch 4a provided in the substrate 4. That is, it is provided in a direction opposite to the vertical direction in which it is generally placed. According to this configuration, the interval between the gap portions 3a provided in the core 3 may be set to be slightly wider than the thickness of the magnetoelectric conversion element 5, so that the magnetic flux collection effect is not reduced and the noise of disturbance noise is reduced. It can be less susceptible.
【0015】次に、前記バスバー7は電流を検出する電
路に接続されるものであり、銅などの導電性の良い材料
により構成されるものである。前記バスバー7は前記コ
ア3の中空部3bに挿通され配置されるものであり、前
記バスバー7の端部は前記ケース2より突出して、電路
接続用の端子部7aとなるものである。Next, the bus bar 7 is connected to an electric path for detecting a current, and is made of a material having good conductivity such as copper. The bus bar 7 is inserted through the hollow portion 3b of the core 3 and is arranged. An end of the bus bar 7 protrudes from the case 2 and serves as a terminal 7a for connection of an electric circuit.
【0016】そして、前記電流検出装置1の組立ては、
まず、前記コア3の中空部3bにバスバー7を通し、前
記ケース2の所定位置に配置する。前記ケース2には所
定のガイドが形成されており、前記コア3は短辺側3c
が、前記ケース2の上面に垂直すなわち長辺側3dが上
面と略平行になるように前記ケース2内に納められる。
又、前記バスバー7は端部が前記ケースの上面と略同一
の面状に位置するように凹形状に形成しており、前記ケ
ース2のガイドに沿って固定されるものである。Then, assembling of the current detecting device 1 is as follows.
First, the bus bar 7 is passed through the hollow portion 3b of the core 3 and is disposed at a predetermined position of the case 2. A predetermined guide is formed on the case 2, and the core 3 is connected to the short side 3c.
However, it is housed in the case 2 so that the upper side of the case 2 is perpendicular to the upper surface, that is, the long side 3d is substantially parallel to the upper surface.
Further, the bus bar 7 is formed in a concave shape so that an end thereof is located substantially in the same plane as the upper surface of the case, and is fixed along a guide of the case 2.
【0017】次に、前記基板4を前記ケース2内に収納
された前記コア3のギャップ部3aに前記磁電変換素子
5が入るように配置する。そして前記基板4に設けた端
子4cと前記ケース2の接続端子2aを半田付けする。
この後、前記基板4に搭載された回路素子6による調整
回路を調整する。これは、電流検出装置1のばらつきを
抑えるために、前記バスバー7に規定の電流を流しなが
ら、感度とオフセットのトリミング抵抗にレーザー照射
を行うなどして調整される。Next, the substrate 4 is arranged so that the magnetoelectric conversion element 5 enters the gap 3a of the core 3 housed in the case 2. Then, the terminals 4c provided on the substrate 4 and the connection terminals 2a of the case 2 are soldered.
Thereafter, the adjustment circuit by the circuit element 6 mounted on the substrate 4 is adjusted. This is adjusted by, for example, irradiating a laser to the sensitivity and offset trimming resistors while supplying a prescribed current to the bus bar 7 in order to suppress variations in the current detection device 1.
【0018】最後に、耐水性、耐振動など車載用途のた
め信頼性を確保するため、前記ケース2の上面より樹脂
を充填し硬化させる。これにより前記コア3、基板4、
バスバー7が固定されるものである。Finally, a resin is filled from the upper surface of the case 2 and hardened in order to secure reliability for in-vehicle use such as water resistance and vibration resistance. Thereby, the core 3, the substrate 4,
The bus bar 7 is fixed.
【0019】以上の構成とした電流検出装置1によれ
ば、前記コア3の中空部3bを通るバスバー7の端子部
7aに電路を接続し、接続端子2aに外部装置を取付け
ることにより、従来と同様に電路に流れる電流を計測で
きるものとなる。According to the current detecting device 1 having the above-described structure, an electric circuit is connected to the terminal portion 7a of the bus bar 7 passing through the hollow portion 3b of the core 3, and an external device is attached to the connecting terminal 2a. Similarly, the current flowing through the electric circuit can be measured.
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明により電流検出装置1を以上の構
成としたことで、基板4に実装される回路素子6がすべ
て面実装部品により形成することが可能となるので、生
産工程が簡素化される。又、バスバー7があらかじめ内
蔵されているため、電流検出装置1の評価が容易に行
え、車載時の取付けなどでバスバーを電流検出装置1に
挿入する作業がなくなり工程が簡素化される。さらに、
あらかじめバスバー7が前記コア3に組み付けられてお
り、従来のようにケースとともにバスバー挿通用の開口
部を設けておく必要がないため、開口部の形成のために
必要となる前記コア3の中空部3bの内径は前記ケース
2の肉圧分少なくなるため、前記コア3を小型なものに
でき、コスト的にも有利となる。According to the present invention, the current detecting device 1 has the above-described structure, so that all the circuit elements 6 mounted on the substrate 4 can be formed by surface mounting components, thereby simplifying the production process. Is done. In addition, since the bus bar 7 is pre-installed, the current detection device 1 can be easily evaluated, and there is no need to insert the bus bar into the current detection device 1 for mounting in a vehicle, thereby simplifying the process. further,
Since the bus bar 7 is assembled to the core 3 in advance and it is not necessary to provide an opening for inserting the bus bar together with the case as in the related art, the hollow portion of the core 3 necessary for forming the opening is required. Since the inner diameter of 3b is reduced by the thickness of the case 2, the size of the core 3 can be reduced, which is advantageous in terms of cost.
【0021】又、前記コア3の短辺側3cにギャップ部
3aを設け、このコア3を前記ケース2に短辺側3cが
ケース2の上面に垂直となるよう配置することにより、
電流検出装置1の高さ方向を抑えることが可能となり、
電流検出装置1の小型化が可能となる。A gap 3a is provided on the short side 3c of the core 3 and the core 3 is arranged in the case 2 so that the short side 3c is perpendicular to the upper surface of the case 2.
The height direction of the current detection device 1 can be suppressed,
The current detection device 1 can be reduced in size.
【0022】さらに、面実装型の磁電変換素子5を基板
4の切欠き4aに設けたことにより、前記コア3のギャ
ップ部3aを最小のものとすることができ、集磁効果を
落とすことなく、また、外乱ノイズの影響を受けにくい
電流検出装置を実現することができる。Further, by providing the surface mount type magneto-electric conversion element 5 in the notch 4a of the substrate 4, the gap 3a of the core 3 can be minimized, and the magnetism collecting effect is not reduced. Further, it is possible to realize a current detection device that is hardly affected by disturbance noise.
【図1】 本発明に係る電流検出装置の第一実施形態を
示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a first embodiment of a current detection device according to the present invention.
【図2】 図1に示す電流検出装置の正面図である。FIG. 2 is a front view of the current detection device shown in FIG.
【図3】 図2に示す電流検出装置のA−A線断面図で
ある。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of the current detection device shown in FIG. 2;
【図4】 図2に示す電流検出装置のB−B線断面図で
ある。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of the current detection device shown in FIG.
【図5】 本発明に係る電流検出装置の基板に磁電変換
素子を搭載した様子を示す説明図であるFIG. 5 is an explanatory view showing a state where a magnetoelectric conversion element is mounted on a substrate of the current detection device according to the present invention.
【図6】 従来の電流検出装置を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a conventional current detection device.
1 ……電流検出装置 2 ……ケース 2a……接続端子 3 ……コア 3a……ギャップ部 3b……中空部 3c……短辺部 3d……長辺部 4……基板 4a……切欠き 4b……穴 4c……端子 5 ……磁電変換素子 5a……リード 5b……本体 6 ……回路素子 7 ……バスバー 7a……端子部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Current detector 2 ... Case 2a ... Connection terminal 3 ... Core 3a ... Gap part 3b ... Hollow part 3c ... Short side part 3d ... Long side part 4 ... Substrate 4a ... Notch 4b Hole 4c Terminal 5 Magnetoelectric conversion element 5a Lead 5b Body 6 Circuit element 7 Bus bar 7a Terminal part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G016 CA03 CB13 CD13 CF00 2G017 AA02 AD05 AD53 2G025 AA03 AA05 AB01 AB02 AC02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G016 CA03 CB13 CD13 CF00 2G017 AA02 AD05 AD53 2G025 AA03 AA05 AB01 AB02 AC02
Claims (3)
てケース内に固定されたコアの前記ギャップ部中に磁電
変換素子を配置して前記コアに生じる磁束変化を電流と
して検出する電流検出装置において、前記ケースは上面
が開放しており、前記コアは一辺に前記ギャップ部を有
し、前記一辺が前記ケースの上面に略垂直となるように
配置し、前記磁電変換素子は、基板の一部に設けた切り
欠き又は穴内に配置され、前記基板は回路部品が搭載さ
れるとともに前記ケースの上面に略平行に前記ケース内
に配置され、前記コアの中空部にはバスバーが挿通し設
けられていることを特徴とする電流検出装置。A current for detecting a change in magnetic flux generated in the core as a current by disposing a magnetoelectric conversion element in the gap of a core fixed in a case having a gap provided on one side of a substantially rectangular shape and detecting the change as a current In the detection device, the case has an open top surface, the core has the gap portion on one side, and the core is disposed so that the one side is substantially perpendicular to the top surface of the case, and the magnetoelectric conversion element is a substrate. Is disposed in a notch or a hole provided in a part of the case, the substrate is mounted in the case substantially parallel to an upper surface of the case, and a bus bar is inserted through a hollow portion of the core. A current detection device, which is provided.
ギャップ部を有することを特徴とする請求項1に記載の
電流検出装置。2. The current detection device according to claim 1, wherein the core is rectangular and has the gap on a short side.
続端子より上下方向に突出する本体の高さが大きい側を
前記基板の切り欠き又は穴内に位置することを特徴とす
る請求項1又は請求項2に記載の電流検出装置。3. The device according to claim 1, wherein the magnetoelectric conversion element is a surface mount type, and a side where a height of a main body protruding vertically from a connection terminal is larger is located in a notch or a hole of the substrate. Or the current detection device according to claim 2.
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