JP2005127832A - 電圧降下式電流計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 互いに接続される相互間の段差を吸収して良好な接続が可能な電圧降下式電流計測装置を提供する。
【解決手段】 電圧降下式電流計測装置１は、被計測電流が流れる経路に介装されるバスバー３と、バスバー３上に配設され、バスバー３の所定の２点間に生じる電圧降下量に基づいて被計測電流を計測する回路の少なくとも一部が設けられた回路基板５とを備える。回路基板５は、バスバー３に固定された基板本体部５ａと、バスバー３より側方に突出する外部配線接続用の引出回路部５ｂと、それら基板本体部５ａと引出回路部５ｂとを連結する細幅の連結回路部５ｃとを備え、引出回路部５ｂが連結回路部５ｃを支点としてバスバー３の厚み方向に揺動可能とされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電圧降下式電流計測装置に関するものである。

例えば、自動車等に搭載されて様々な負荷を駆動するに際して、電流センサで電流を計測し、計測された電流値を発電機の制御パラメータ等に使用することが行われている。

この場合に使用される電流センサとしては、ホール素子を用いたものもあるが、大電流を流す導体の大きさに準じて部品サイズが比較的大きくなり、このため小型化の要請に合致しない場合がある。そこで、電流経路内にシャント抵抗を配置し、このシャント抵抗に流れる電流を計測することが行われている。

例えば、電流経路途中にシャント抵抗として機能する配線材を介装し、この配線材に重ね合せるようにＰＣＢ（Printed Circuit Board）を配設して、該ＰＣＢ上に所定の電流検出用の回路を組み込むと共に、該ＰＣＢの配線と配線材とを半田付け等で接続するようにしたものが考えられる。

また、ＰＣＢ上に組み込むことができない電流検出用の回路は、別部材として回路構成し、ＰＣＢに備えられた引出回路部と別部材の回路とを互いに接続することが考えられる。

ところで、配線材に流れる電流が大電流になると、配線材による発熱の影響を考慮する必要がある。そして、その発熱を許容範囲内に抑える方法として配線材の抵抗を小さくすることが考えられ、配線材の抵抗を小さくする手段としては、配線材の厚みを厚くする構造や配線材の幅を広くする構造があるが、配線スペース等の関係から通常、配線材の厚みを調整することによって対応している。

この場合、配線材側の厚みと別部材の回路との厚みが一致している場合には、ＰＣＢに備えられた引出回路部と別部材の回路との接続が何ら支障なく行えるが、配線材側の厚みと別部材の回路との厚みが一致していない場合には、相互間に段差が生じるため、相互間の接続部に無理な負荷が生じるおそれがある。

そこで、本発明の解決しようとする課題は、互いに接続される相互間の段差を吸収して良好な接続が可能な電圧降下式電流計測装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明によれば、経路に流れる被計測電流を計測する電圧降下式電流計測装置であって、前記経路に介装される導電性の板状の配線材と、前記配線材上に配設され、前記配線材の所定の２点間に生じる電圧降下量に基づいて前記被計測電流を計測する回路の少なくとも一部が設けられた回路基板と、を備え、前記回路基板は、前記配線材に固定された基板本体部と、配線材より側方に突出する外部配線接続用の引出回路部と、それら基板本体部と引出回路部とを連結する細幅の連結回路部とを備え、引出回路部が連結回路部を支点として配線材の厚み方向に揺動可能とされた点にある。

また、請求項２に記載の発明のように、前記連結回路部を残して前記回路基板に形成されたスリット部により、前記基板本体部と前記引出回路部とが分離して形成される構造としてもよい。

さらに、請求項３に記載の発明のように、前記被計測電流を計測する回路は、前記配線材と、前記配線材と同じ抵抗温度係数の材料で構成されて前記配線材に対して所定の接続点で電気的に接続されるセンス導体と、前記配線材において前記接続点から前記被計測電流の流れる方向に一定距離離れた第１の点と前記センス導体において前記接続点から所定の距離離れた第２の点との電位差を比較する電位差比較回路と、前記電位差比較回路からの信号に基づいて、前記第１の点と前記第２の点の電位が等しくなるまで前記センス導体に前記接続点から前記第２の点に向かって計測用電流を流す電流制御回路と、前記計測用電流に基づいて前記被計測電流を計測する電流計測回路と、を備えて構成され、前記回路基板には、前記配線材を除いた前記被計測電流を計測するための回路の構成要素のうちの前記センス導体が少なくとも設けられている構造としてもよい。

請求項１に記載の電圧降下式電流計測装置によれば、板状の配線材上に配設された回路基板は、配線材に固定された基板本体部と、配線材より側方に突出する外部配線接続用の引出回路部と、それら基板本体部と引出回路部とを連結する細幅の連結回路部とを備え、引出回路部が連結回路部を支点として配線材の厚み方向に揺動可能とされているため、配線材と別部材における回路との相互間に段差が生じている場合であっても、相互間に生じている段差を引出回路部の配線材厚み方向の揺動により容易に吸収して相互間の回路の接続が行え、良好な接続状態が確保できる。

また、請求項２に記載の電圧降下式電流計測装置によれば、回路基板に形成されたスリット部により、基板本体部と引出回路部とが分離して形成される構造であり、簡単な構造によって容易に提供できる。

さらに、請求項３に記載の電圧降下式電流計測装置によれば、被計測電流を計測する回路は、配線材と、配線材と同じ抵抗温度係数の材料で構成されて配線材に対して所定の接続点で電気的に接続されるセンス導体と、配線材において接続点から被計測電流の流れる方向に一定距離離れた第１の点とセンス導体において接続点から所定の距離離れた第２の点との電位差を比較する電位差比較回路と、電位差比較回路からの信号に基づいて、第１の点と第２の点の電位が等しくなるまでセンス導体に接続点から第２の点に向かって計測用電流を流す電流制御回路と、計測用電流に基づいて被計測電流を計測する電流計測回路と、を備えて構成され、回路基板には、配線材を除いた被計測電流を計測するための回路の構成要素のうちのセンス導体が少なくとも設けられている構造であり、配線材における電圧降下と、同一の抵抗温度係数を有する材料のセンス導体の電圧降下とが、同一の温度変化による抵抗値変化を受けることを利用して、センス導体から流れ出る計測用電流を計測することで、配線材に流れる被計測電流を計測するので、温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮しなくても、被計測電流を容易に計測することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る電圧降下式電流計測装置（以下、単に「電流計測装置」という）の斜視図を示しており、この電流計測装置１は、板状の配線材としてのバスバー３と、回路基板５とを備えた構造とされている。

＜回路構成等について＞
一般に、自動車など小電流〜大電流までを扱う環境においては、ジャンクション・ボックスと称される配線部品等での配電に、バスバーと呼ばれる銅や銅合金もしくはアルミなどで作られた板状の金属片が使用されることがあり、このバスバーを、負荷に与える電流計測のためのシャント抵抗として利用することが可能である。そこで、本実施形態では、被計測電流の経路に介装するバスバー３をシャント抵抗として利用すると共に、回路基板５の基台等としても用いている。

また、例えばバスバー３の金属材料として銅を使用する場合、この銅の抵抗温度係数は、およそ０．００４／℃である。そして、自動車内の回路でシャント抵抗を使用する場合、雰囲気温度が−４０℃〜＋８５℃または＋１２５℃と温度変化の幅が１００℃以上と大きい。このように雰囲気温度の温度差が１００℃あれば、その抵抗値は１．４倍となる。よって、シャント抵抗としてバスバー３を用いて正確な電流値を知るためには、何らかの手段により抵抗値を補正する必要がある。

そこで、本実施形態では、回路基板５に、シャント抵抗として用いるバスバー３と同じ抵抗温度係数を有する材料（同じ材料を含む）で構成された温度補償用抵抗体としてのセンス導体１１（図２および図３参照）を設け、このセンス導体１１をバスバー３に近接して配置し、バスバー３とセンス導体１１との温度変化が互いに同等となることを利用して、バスバー３の抵抗値の温度変化の補正を行うようにしている。

具体的には、この電流計測装置１には、電流計測用の回路構成として、図２および図３に示すように、メイン電流（被計測電流）Ｉ１が流れる経路に介装されるシャント抵抗としてのバスバー３と、このバスバー３内の所定の接続点Ｐｃｎに接続する温度補償用抵抗体としてのセンス導体１１と、バスバー３内において上記の接続点Ｐｃｎからメイン電流Ｉ１の流れる方向に一定距離だけ離れた点Ａ（第１の点）の電位とセンス導体１１内において上記接続点Ｐｃｎから所定の距離だけ離れた点Ｂ（第２の点）の電位とを比較する電位差比較回路１３と、点Ｂの電位と点Ａの電位が等しくなるまでセンス導体１１に上記の接続点Ｐｃｎから点Ｂに向かって計測用電流Ｉ２を流す電流制御回路１５と、この計測用電流Ｉ２に基づいてメイン電流Ｉ１を計測する電流計測回路１７とが備えられている。このバスバー３を除く電流計測用の回路構成のうち、少なくともセンス導体１１が回路基板５上に設けられるようになっている。本実施形態では、回路基板５にセンス導体１１が設けられ、電位差比較回路１３、電流制御回路１５および電流計測回路１７は、回路基板５に接続される外部回路として構成されている。なお、これら電位差比較回路１３、電流制御回路１５、電流計測回路１７も回路基板５に設ける構造としてもよい。

次に、各回路要素の電気的構成および機能について簡単に説明する。バスバー３は、詳しくは後に説明するが、金属材料（ここでは、銅）で形成された板状体であり、シャント抵抗および回路基板５の基台等として機能している。

センス導体１１は、例えばその端部が所定接続用の導体を介してバスバー３中の所定の接続点Ｐｃｎに接続されるもので、バスバー３と同じ抵抗温度係数を持つ金属材料（例えば、銅）が使用される。センス導体１１の抵抗値は、バスバー３の抵抗値と異なって設定していても差し支えなく、例えば１０，０００：１等の所定の比率に設定される。

そして、バスバー３とセンス導体１１の温度に対する変化をほぼ同等とするために、回路基板５上のセンス導体１１がバスバー３に近接するように配置される。これにより、センス導体１１の電流を計測すれば、バスバー３の温度変化に対する抵抗値の変化率を考慮した計測を行うことができることから、計測時にバスバー３とセンス導体１１の温度係数をキャンセルすることができる。

電位差比較回路１３は例えば演算増幅器（オペアンプ）であり、図３に示した非反転入力端子が、図２のようにバスバー３における上記接続点Ｐｃｎよりも負荷Ｍ側の中間点である接続点Ａに接続され、図３に示した反転入力端子が、図２のようにセンス導体１１の点Ｂに接続され、図３に示すように、両入力端子に与えられる電圧の差分が出力端子から出力される。

そして、図２において、接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離は、この間を流れる電流に対する抵抗値を規定することになるが、通電時に接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの間で所定の電圧降下が生じて電位差比較回路１３での電圧検知精度に適応するような抵抗値を有するように、接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離が設定される。このように、バスバー３の中間位置を接続点Ｐｃｎおよび接続点Ａとしているので、電位差比較回路１３での電圧検知精度に適応するような電圧降下を実現する場合に、その抵抗値を決定するための接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離の設定を極めて容易に行うことができ便利である。

電流制御回路１５は、例えばＰチャネルＦＥＴであって、ソースがセンス導体１１の点Ｂに接続され、ドレインが電流計測回路１７に接続される。そして、電流制御回路１５のゲートは電位差比較回路１３の出力端子に接続されている。即ち、点Ｂからは、電位差比較回路１３の反転入力端子への経路と、電流制御回路１５への経路の２経路に分岐した回路が構成されていることになる。

これにより、図２および図３中のバスバー３にメイン電流Ｉ１が流れた際に生じるバスバー３での電圧降下によって電位差比較回路１３が電流制御回路１５のゲート入力を制御し、Ａ点とＢ点の電圧降下が等しくなるようにＢ点に電流Ｉ２が流れることになる。

電流計測回路１７は、例えば図３に示すように、計測用電流Ｉ２を電圧に変換するための抵抗器２１と、この抵抗器２１の一端の電位を計測するＡ／Ｄ変換器（検出回路）２３とを備える。抵抗器２１の他端は、Ａ／Ｄ変換器２３の基準電位（接地レベル）に接続される。抵抗器２１は、その抵抗温度係数がバスバー３の抵抗温度係数よりも十分に小さなものが用いられる。このため、抵抗器２１を回路基板５上に配設した場合であっても、温度変化が生じた際の抵抗器２１の抵抗値の変化が、バスバー３の抵抗値の変化に比して十分に小さく抑えられる。

次に上記回路構成の動作を説明する。

図２および図３中の元電源（＋Ｂ）からの電源電圧が供給されると、バスバー３にメイン電流Ｉ１が流れ、このメイン電流Ｉ１が負荷Ｍに供給される。

ここで、バスバー３にメイン電流Ｉ１が流れると、バスバー３での電圧降下によって、図３に示すようの、電位差比較回路１３の非反転入力端子がローとなる。そうすると、電位差比較回路１３の出力端子がローとなり、これがＰチャネルＦＥＴである電流制御回路１５のゲートに与えられ、このゲート入力が制御されることで、電位差比較回路１３の動作に基づき図３中のＡ点とＢ点の電圧降下が等しくなるようにセンス導体１１に計測用電流Ｉ２が流れる。

この場合、バスバー３の抵抗値をＲ１とし、センス導体１１の抵抗値をＲ２として、「Ｒ１×Ｉ１＝Ｒ２×Ｉ２」となるように、電位差比較回路１３が電流制御回路１５を制御する。かかる動作において、電位差比較回路１３の各入力端子には電流が流れ込まないので、分流電流としての計測用電流Ｉ２は全て電流制御回路１５のドレイン電流として電流計測回路１７に出力される。

電流計測回路１７の抵抗器２１に計測用電流Ｉ２が流れると、この抵抗器２１の一端に生じる電圧がＡ／Ｄ変換器２３に与えられ、これにより計測用電流Ｉ２を計測することで、メイン電流Ｉ１を計測する。

この場合、抵抗器２１の抵抗値をＲｏｕｔ、抵抗器２１の両端電圧をＶｏｕｔとすると、「Ｖｏｕｔ＝Ｒｏｕｔ×Ｉ２」であり、また「Ｉ２＝（Ｒ１／Ｒ２）×Ｉ１」であるため、「Ｖｏｕｔ＝Ｒｏｕｔ×（Ｒ１／Ｒ２）×Ｉ１」である。したがって、メイン電流Ｉ１は、Ａ／Ｄ変換器２３で計測されたＶｏｕｔに基づいて、「Ｉ１＝Ｖｏｕｔ×（Ｒ２／Ｒ１）／Ｒｏｕｔ」という式により演算で求めることができる。

＜構造等について＞
図４は本実施形態に係る電流計測装置１の適用例を示した電子制御ユニット２５の一部平面図、図５はその部分断面矢視図である。

電流計測装置１のバスバー３は、図１、図４および図５に示すように、所定の金属材料（ここでは、銅）によって形成された所定厚み（例えば、１〜２mm）を有する板状体とされており、上述のようにシャント抵抗としての機能と、回路基板５の基台等としての機能とを担っている。このバスバー３は、被計測電流であるメイン電流Ｉ１の流れる方向に沿ってやや細長い略矩形板状の形態を有し、その長手方向の両端部に、ボルト２７が挿通されるボルト挿通孔２９が設けられ、バスバー３は両端部に配線材固定部３ａを備えた構造とされている。

また、バスバー３における両配線材固定部３ａ間に位置した中間部分３ｂには、図１、図４および図５に示すように、回路基板５が重合状に装着されている。回路基板５は、可撓性を有する例えば、ＦＰＣ(Flexible Printed Circuit）が用いられ、この回路基板５に上述のように、電流計測用の上記回路構成のうちの、バスバー３を除く少なくとも図２、図３に示したセンス抵抗１１（本実施形態では、センス導体１１）が設けられている。

そして、バスバー３の中間部分３ｂに配設された回路基板５とバスバー３とは、バスバー３の長さ方向に離隔した回路基板５の両端部で、電気接続を兼ねた半田付け等により接続され、この２点位置の接続部３１でバスバー３に固定された構造とされている。

また、バスバー３には、回路基板５両側の各接続部３１と各配線材固定部３ａとの相互間にそれぞれ位置して、バスバー３の長さ方向に対して交差する方向、本実施形態では直交する方向の適宜長さを有するスリット部３３が形成されている。

そしてまた、本実施形態においては、各接続部３１が、スリット部３３とバスバー３の長さ方向に沿った側縁部３ｃとで形成されるコーナー部３ｄにそれぞれ備えられた構造とされている。

さらに、回路基板５における各接続部３１はその一側縁部寄りに、即ちバスバー３の側縁部３ｃ寄りに位置してそれぞれ備えられており、両接続部３１間に位置する中間部分の回路基板５の基板本体部５ａと各接続部３１間には、それぞれスリット部３５が形成されている。そして、このスリット部３５によって、各接続部３１から基板本体部５ａに至る回路基板５の経路は細幅状に構成されている。

また、回路基板５には、バスバー３に固定された基板本体部５ａの他側縁部に、バスバー３よりも側方に突出状として外部配線接続用の引出回路部５ｂが備えられている。この際、引出回路部５ｂはバスバー３の長さ方向に沿った細長状に形成されており、その一端部で基板本体部５ａと引出回路部５ｂとが細幅の連結回路部５ｃで互いに連結された構造とされている。そして、本実施形態においては、バスバー３よりも幅広の回路基板５に、所望幅の連結回路部５ｃを残して長さ方向のスリット部３７を形成することにより、基板本体部５ａと引出回路部５ｂとが分離して形成される構造としている。

ここに、回路基板５の可撓性により、引出回路部５ｂは連結回路部５ｃを支点としてバスバー３の厚み方向に揺動可能な構造とされ、引出回路部５ｂの他端部に備えられた接続部３９が、電位差比較回路１３、電流制御回路１５、電流計測回路１７等が備えられたＰＣＢである基板４１に形成された回路の所定位置に半田付け等により接続され、電位差比較回路１３、電流制御回路１５、電流計測回路１７等と所定の回路接続がなされる構造とされている。また、基板４１の側縁部からは、配線接続用のリード端子４３や平板状端子４５が適宜突出状に備えられている。

これらの電流計測装置１や基板４１は、電子制御ユニット２５のケース基台２５ａに取り付け固定される構造とされている。ケース基台２５ａは、絶縁材料（本実施形態では、樹脂）により形成され、バスバー３とほぼ同サイズの幅を有する矩形の平面形状を有している。そして、ケース基台２５ａの一側部に電流計測装置１が装着される構造とされており、バスバー３の両配線材固定部３ａにおけるボルト挿通孔２９に対応する部分には、同様のボルト挿通孔４７がそれぞれ形成されている。

また、各ボルト挿通孔４７に対応するケース基台２５ａの裏面側には、前記ボルト２７が螺合されるナット部材が回り止め状に嵌め込みやインサート成形等により収容保持されており、バスバー３がケース基台２５ａの所定位置に載置された状態で、ボルト２７を各ボルト挿通孔２９、４７を介してナット部材に螺合締結することにより、ケース基台２５ａにバスバー３が固定される構造とされている。

次に、電流計測装置１の組立てについて説明する。まず、回路基板５が、バスバー３に半田付け等による両接続部３１で電気接続および固定される。一方、ケース基台２５ａの所定位置に、電位差比較回路１３、電流制御回路１５、電流計測回路１７等が備えられた基板４１が固定ネジ等により固定される。そして、図１、図４および図５に示すように、基板４１に隣接して電流計測装置１を配置し、各ボルト２７をナット部材に螺合させれば、電流計測装置１の組立てが完了する。この際、引出回路部５ｂの接続部３９を基板４１の回路における所定位置に半田付け等により電気接続すればよい。また、引出回路部５ｂの接続部３９と基板４１の回路とを予め電気接続した状態で、ケース基台２５ａに電流計測装置１と基板４１を取り付け固定する方法としてもよい。そして、電流計測装置１や基板４１等を覆って絶縁材料（本実施形態では、樹脂）からなるケースカバー体（図示省略）がケース基台２５ａに装着される構造とされている。

次に、電流計測装置１の取付けについて説明する。図１に示す適用例では、車載用のバッテリのプラス端子に接続される電流経路に電流計測装置１が介装され、その電流経路を流れる電流を計測するようになっている。具体的には、電流計測装置１におけるバスバー３の一方側端部における配線材固定部３ａがハーネス４９を介してバッテリのプラス端子に電気接続されている。この際、電流計測装置１を備えた電子制御ユニット２５はバッテリに近接した位置で介装された構造としてもよく、車両のその他の部分に配置する構造であってもよい。

前記ハーネス４９の一端部は、接続金具を介してバッテリのプラス端子に締結固定および電気接続され、ハーネス４９の他端部は、その端末部に圧着等により電気接続された端子５１を介して、前記ボルト２７により端子５１と配線材固定部３ａとを共締めすることにより締結固定および電気接続される。

電流計測装置１の他方側端部における配線材固定部３ａには、電源供給用のハーネス５３の端末部に圧着等により電気接続された端子５５が、同様に、ボルト２７による螺合締結を介して接続される。

例えば、各端子５１、５５は、リング状の接続端を有しており、電流計測装置１のバスバー３の上面側にそれぞれセットされた状態で、その接続端のボルト挿通孔５１ａ、５５ａを介してボルト２７がバスバー３のボルト挿通孔２９、ケース基台２５ａのボルト挿通孔４７内に挿入されてナット部材に螺合締結され、これによって電流計測装置１のバスバー３と電気接続および固定される構造とされている。例えば、ハーネス５３としてはスタータへの電源供給用やその他の負荷への電源供給用のものがある。

そして、これら各ハーネス４９、５３等が接続された状態で、ケース基台２５ａにケースカバー体が装着される。

なお、本実施形態ではバッテリのプラス端子に接続される電流経路に電流計測装置１を介装する構成としたが、電流計測装置１をバッテリのマイナス端子とボディとを結ぶ電流経路に介装するようにしてもよい。この場合もほぼ同様な構成を利用して、電流計測装置１の取付け等を行うことができる。

以上のように、本実施形態によれば、バスバー３上に配設された回路基板５が、バスバー３の一側方に突出する引出回路部５ｂを備え、引出回路部５ｂは回路基板５に形成されたスリット部３７によって、連結回路部５ｃを支点としてバスバー３の厚み方向に揺動可能とされているため、回路基板５の引出回路部５ｂを別部材として回路構成された基板４１の回路に接続するに際し、図５に示されるように、バスバー３の厚みＴと基板４１側の厚みＳとが一致せず、互いに接続される回路相互間に段差が生じている場合であっても、連結回路部５ｃ回りに引出回路部５ｂが容易にたわみ変形して相互間の段差を吸収し、ここに半田付け等による接続に際して良好な接続状態の接続部３９が得られる。

またこの際、回路基板５が可撓性を有しているため、前記たわみ変形がより一層容易になされ、前記半田付け等により接続された接続部３９に作用する応力も有効に緩和される利点がある。

従って、バスバー３の厚みＴをバスバー３に流れる電流の大小に応じて適宜変更した場合であっても、互いに接続される相互間に生じる段差を有効に吸収できるため、常に安定して接続部３９の良好な接続状態が確保できる利点がある。また、接続後においても相互間の接続部３９に無理な負荷が生じることも有効に防止でき、接続部３９の剥がれ等の損傷が有効に防止できる。

さらに、回路基板５に形成されたスリット部３７により基板本体部５ａと引出回路部５ｂとを分離して形成する構造であり、簡単な構造で容易に提供できる。

また、バスバー３における各配線材固定部３ａと、回路基板５が接続部３１を介して接続された中間部分３ｂとの相互間に位置して、それぞれスリット部３３が形成されているため、ケース基台２５ａにバスバー３の各配線材固定部３ａがボルト２７の螺合締結により固定された際、取付部としての各取付座相互間の製作誤差による段差等により応力が生じた場合であっても、スリット部３３の形成部分でバスバー３が容易にたわみ変形して、バスバー３の中間部分３ｂに作用する応力が緩和され、ここに、バスバー３と回路基板５との接続部３１に作用する応力も緩和されるため、接続部３１の剥がれ等の損傷が有効に防止できる。

また、車両のエンジンルーム等のように温度変化の激しい環境下におけるバスバー３の熱膨張や熱収縮等が生じた場合や振動等が生じた場合であっても、上記同様、スリット部３３の形成部分でバスバー３が容易にたわみ変形して、バスバー３と回路基板５との接続部３１に作用する応力が緩和されるため、接続部３１の剥がれ等の損傷が有効に防止できる。

さらに、各接続部３１はスリット部３３と側縁部３ｃとで形成されるコーナー部３ｄに備えられているため、スリット部３３の形成部分でのたわみ変形に際して、たわみの影響を受け難い、いわゆるたわみ変形の死角部分に接続部３１が備えられた構造となり、ここに、接続部３１に対するボルト２７による締結時に生じる応力や熱による応力の作用が有効に回避でき、この点からも接続部３１に対する損傷が有効に防止できる。

また、回路基板５における基板本体部５ａと両接続部３１間にもそれぞれスリット部３５が形成されており、回路基板５においても、各スリット部３５で変形が容易になされ、バスバー３と回路基板５との接続部３１に作用する応力も緩和されるため、接続部３１の剥がれ等の損傷がより一層有効に防止できる。

さらに、バスバー３がシャント抵抗として利用されると共に、回路基板５の基台等としても利用される構成であるため、専用のシャント抵抗や回路基板５の基台を設ける構成と比較して、部品点数の削減および小型化により適した構成とすることができる。

また、バスバー３における電圧降下と、このバスバー３と同一の抵抗温度係数を有する材料のセンス導体１１の電圧降下とが、同一の温度変化による抵抗値変化を受けることを利用して、センス導体１１から流れ出る計測用電流を計測することで、バスバー３に流れるメイン電流を計測するので、温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮しなくても、バスバー３から流れ出るメイン電流を容易に計測することができる。

なお、上記実施形態では、バスバー３と回路基板５との接続部３１近くにスリット部３３、３５を形成した構造を示しているが、このようなスリット部３３、３５を形成しない構造であってもよく、また、バスバー３と回路基板５との接続部３１を側縁部３ｃ寄りに備えた構造としているが、バスバー３の幅方向中央部に配置する構造であってもよい。

また、ケース基台２５ａに別体構造とされた電流計測装置１と基板４１とを取り付ける構造を示しているが、基板４１上に電流計測装置１の取付部分を備え、基板４１上に取り付けられた電流計測装置１の引出回路部５ｂと、基板４１に備えられた外部回路としてのバスバーとを接続する構造であってもよく、上記実施形態に何ら限定されない。

さらに、引出回路部５ｂの形状等や、電子制御ユニット２５の形状や構造等も必要に応じて適宜、設計すればよく、上記実施形態の形状や構造等に何ら限定されない。

本発明の一実施形態に係る電圧降下式電流計測装置の斜視図である。 電圧降下式電流計測装置の模式ブロック図である。 電圧降下式電流計測装置のブロック図である。 電圧降下式電流計測装置の適用例を示す要部平面図である。 図４のＶ−Ｖ線断面矢視図である。

符号の説明

１ 電圧降下式電流計測装置
３ バスバー
５ 回路基板
５ａ 基板本体部
５ｂ 引出回路部
５ｃ 連結回路部
１１ センス導体
１３ 電位差比較回路
１５ 電流制御回路
１７ 電流計測回路
３１ 接続部
３７ スリット部
３９ 接続部
４１ 基板

Claims (3)

1. 経路に流れる被計測電流を計測する電圧降下式電流計測装置であって、
   前記経路に介装される導電性の板状の配線材と、
   前記配線材上に配設され、前記配線材の所定の２点間に生じる電圧降下量に基づいて前記被計測電流を計測する回路の少なくとも一部が設けられた回路基板と、を備え、
   前記回路基板は、前記配線材に固定された基板本体部と、配線材より側方に突出する外部配線接続用の引出回路部と、それら基板本体部と引出回路部とを連結する細幅の連結回路部とを備え、引出回路部が連結回路部を支点として配線材の厚み方向に揺動可能とされたことを特徴とする電圧降下式電流計測装置。
2. 請求項１に記載の電圧降下式電流計測装置において、
   前記連結回路部を残して前記回路基板に形成されたスリット部により、前記基板本体部と前記引出回路部とが分離して形成されることを特徴とする電圧降下式電流計測装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電圧降下式電流計測装置において、
   前記被計測電流を計測する回路は、
   前記配線材と、
   前記配線材と同じ抵抗温度係数の材料で構成されて前記配線材に対して所定の接続点で電気的に接続されるセンス導体と、
   前記配線材において前記接続点から前記被計測電流の流れる方向に一定距離離れた第１の点と前記センス導体において前記接続点から所定の距離離れた第２の点との電位差を比較する電位差比較回路と、
   前記電位差比較回路からの信号に基づいて、前記第１の点と前記第２の点の電位が等しくなるまで前記センス導体に前記接続点から前記第２の点に向かって計測用電流を流す電流制御回路と、
   前記計測用電流に基づいて前記被計測電流を計測する電流計測回路と、
   を備えて構成され、
   前記回路基板には、前記配線材を除いた前記被計測電流を計測するための回路の構成要素のうちの前記センス導体が少なくとも設けられていることを特徴とする電圧降下式電流計測装置。
   

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