JP2009168723A - 電流センサの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車載バッテリから車両電装品に流れる電流を検出する電流センサを取付ける場合に、ブラケットを用いる必要がないと共に取付力が低下することがない電流センサの取付構造を提供する。
【解決手段】電流センサ８は、バッテリターミナル３に設けられているスタッドボルト６に挿入された状態でナット１１により共締めされることによりバッテリターミナル３に固定されている。これにより、ブラケットを用いることなく電流センサ８をバッテリターミナル３に強固に固定することができる。また、電流センサ８の開口部１２には鉄製のスタッドボルト６よりも電気抵抗が小さな純銅からなるカラー１３が一体成形されており、カラー１３を電流検出対象の導電部材として機能させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載バッテリに取付けられたバッテリターミナルから車両電装品、若しくは車両ボデーアースへ通電する電流の大きさを検出する電流センサの取付構造に関する。

車両に搭載された車載バッテリから車両電装品、若しくは車両ボデーアースへ通電する電流の大きさを検出する電流センサとして、車載バッテリと車両電装品（車両ボデーアース）とを接続する例えば導電部材（バスバー）に流れる電流の大きさを、その導電部材を囲繞するコアに発生する磁束をホールＩＣにより検出することにより求めるものが供されている。この種の電流センサは、種々の方法により所定位置に位置決めされている。
特開２００４−２２６０８１号公報 特開２００６−７８３１６号公報

引用文献１のものは、電流センサをブラケットにより車両に固定するようにしている。この固定方法の場合、ブラケットの保持力は高いが、車両レイアウトによってブラケットを設計する必要がある。
引用文献２のものは、電流センサをワイヤハーネスに締結バンドで固定する構造である。この固定方法の場合、車両レイアウトに左右されず取付けが可能であるが、導電部材の被覆ゴムや、締結バンドが樹脂部材でできているため、経時劣化によって保持力が低下することが懸念される。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、車載バッテリから車両電装品に流れる電流を検出する電流センサを取付ける場合に、ブラケットを用いる必要がないと共に取付力が低下することがない電流センサの取付構造を提供することにある。

請求項１の発明によれば、バッテリターミナルのスタッドボルトが電流センサの開口部を貫通した状態でナットをスタッドボルトに螺着することにより、電流センサを強固に固定することができる。
請求項２、請求項３の発明によれば、スタッドボルトにナットを強く螺着した場合であっても、電流センサのコアに応力が作用せず、コアに発生する磁束が本来の磁束から変動してしまうことを防止できる。

請求項４の発明によれば、カラーを導電性の良い材料（例えば純銅など）で作製し、導電部材として機能させることでスタッドボルトを導電部材とした際の電気抵抗の増大を防ぐことができる。
請求項５の発明によれば、回転防止部によってナットを強く螺着した際に電流センサがバッテリターミナルに対して回転を防止できるので、電流センサのコネクタ部等の破損を防止できる。

請求項６の発明によれば、電流センサは、バッテリターミナルが有する非磁性体性の複数の腕部に装着されることによりワイヤハーネスをコアが囲繞した形態となっているので、ブラケットを用いることなく車両バッテリに取付けることができる。また、樹脂部材を用いていないので、取付力が低下することもない。
請求項７の発明によれば、電流センサを腕部にワンタッチで装着したり、脱着したりすることができる。
請求項８の発明によれば、電流センサはバッテリターミナルの連結部にネジ止めされているので、電流センサをバッテリターミナルに容易に固定することができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。この第１実施形態は、電流センサをバッテリターミナルのスタッドボルトに固定したことを特徴とする。
図１はバッテリターミナルの側断面図、図２はバッテリターミナルの平面図である。バッテリ１の正端子２にはバッテリターミナル３が取付けられている。バッテリターミナル３は、電気抵抗の小さな黄銅等の銅合金板材を金型により成形してなり、バッテリ１の正端子２に取付けられる内周が環状の固定部４と、この固定部４から突出するように一体に設けられた連結部５にスタッドボルト（導電部材に相当）６を立設してなる。固定部４は、ボルト７によりバッテリ１の正端子２に強固に固定される。

スタッドボルト６には、電流センサ８及びワイヤハーネス９の先端に固定された端子部１０が装着された状態でナット１１が螺着されている。つまり、電流センサ８は、バッテリターミナル３の連結部５とワイヤハーネス９の端子部１０（「他の部材」に相当）との間に共締めされることによりバッテリターミナル３に固定されている。

図３は電流センサ８の平面図、図４は電流センサ８の側面図である。電流センサ８には当該電流センサ８を貫通する開口部１２が形成されており、その開口部１２に純銅からなるカラー（導電部材に相当）１３が一体成形されている。このカラー１３は、開口部１２よりも長く形成されており、開口部１２の両端から外方に突出している。

電流センサ８にはコア１４が内蔵されており、そのコア１４がカラー１３を囲繞した形態をなしている。電流センサ８は、コア１４に発生する磁束の大きさを検出する図示しないホールＩＣをコア１４の磁気ギャップに位置させた周知構成のもので、ホールＩＣから出力される信号レベルにより開口部１２を貫通した導電部材に流れる電流の大きさを検出可能となっている。
電流センサ８にはコネクタ部１５が設けられており、そのコネクタ部１５に図示しない電流検出装置と接続されたケーブルのコネクタを接続するようになっている。

車両電装品がオンすると、バッテリ１からバッテリターミナル３及びワイヤハーネス９を通じて車両電装品に電流が流れる。このとき、バッテリターミナル３とワイヤハーネス９とを接続するスタッドボルト６及びカラー１３を通じて電流が流れる（カラー１３の抵抗はスタッドボルト６より電気抵抗が小さいことから、主にカラー１３を通じて流れる）ことから、電流センサ８によりバッテリ１から車両電装品に流れる電流の大きさを検出することができる。
尚、バッテリ１の負端子の固定されたバッテリターミナルのスタッドボルトに電流センサ８を装着した場合は、車両ボデーアースからバッテリ１に流れる電流を検出することになる。

このような実施形態によれば、バッテリターミナル３に設けられているスタッドボルト６に電流センサ８を固定するようにしたので、ブラケットを用いることなく電流センサ８をバッテリターミナル３に強固に固定することができる。また、締結バンドのように経時劣化する樹脂部材を用いていないので、バッテリターミナル３１に対する取付力が低下することもない。

しかも、電流センサ８は、バッテリターミナル３の連結部５及びワイヤハーネス側端子部１０と離間していることから、スタッドボルト６にナット１１が強く螺着されるにしても、ナット１１からの応力をカラー１３で受止めることができる。これにより、電流センサ８に応力が作用することを確実に防止できるので、電流センサ８が破損したり、コア１４が変形したりすることを確実に防止できる。

さらに、カラー１３は、スタッドボルト６より導電性の高い純銅から形成されているので、導電部材として機能させることができるので、電気抵抗が比較的大きな鉄製のスタッドボルト６に流れる電流を検出する構成に比較して、スタッドボルト６による損失を低減することができる。

尚、図５ないし図７に示すように、電流センサ８に鍔状の回転防止部１６を一体に形成したり、或いは金属部材をインサート成型し、電流センサ８をスタッドボルト６に装着した状態で、回転防止部１６がバッテリターミナル３の外面に密着させるようにしてもよい。このような構成によれば、電流センサ８をスタッドボルト６に装着した状態では、回転防止部１６により電流センサ８がバッテリターミナル３に対して回転してしまうことを防止できるので、スタッドボルト６にナット１１を螺着した際に電流センサ８が回転せず、回転によるコネクタ部１５の破損等の不具合を防止できる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図８を参照して説明するに、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。この第２実施形態は、電流センサをバッテリターミナルにネジ止めしたことを特徴とする。
図８は、電流センサを断面にして示すバッテリターミナルの側面図である。バッテリターミナル３は、スタッドボルト６が立設された連結部５が図示横方向に延長された形状をなしている。
電流センサ２１は、開口部２２にバッテリターミナル３の連結部５が貫通した状態でネジ２３によりネジ止めされており、電流センサ２１のコア２４がバッテリターミナル３の連結部５を囲繞した形態となっている。
このような実施形態によれば、電流センサ２１をバッテリターミナル３にネジ止めするようにしたので、ブラケットを用いることなく電流センサ２１をバッテリターミナル３に容易に固定することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について図９及び図１０を参照して説明する。
図１０は、バッテリの端子及びバッテリターミナルを示す平面図である。バッテリ１の正端子２にはバッテリターミナル３１が取付けられている。バッテリターミナル３１は、非磁性体の黄銅等の銅合金板材を金型により成形してなり、バッテリ１の正端子２に取付けられる半環状の固定部３２と、この固定部３２と一体に延設された保持部３３とから構成されている。バッテリターミナル３１は、固定部３２がバッテリ１の正端子２に取付けられた状態でボルト３４により締め付けられることによりバッテリ１に強固に固定されている。

保持部３３は、弾性変形可能な一対の腕部３３ａを有している。腕部３３ａの外面は、保持部３３の中心に対して環状形状に形成されていると共にその円周方向に沿って環状突部３３ａ１が形成されている。保持部３３において腕部３３ａに挟まれた部位にはワイヤハーネス（導電部材に相当）３５が導通可能に取付けられている。

バッテリターミナル３１の腕部３３ａには電流センサ３６が装着可能となっている。電流センサ３６には開口部３７が形成されており、その開口部３７がコア３８により囲繞されている。開口部３７にはワイヤハーネス３５が貫通しており、その貫通状態では、ワイヤハーネス３５がコア３８に囲繞された形態となっている。電流センサ３６にはコネクタ部３９が設けられている。
電流センサ３６の開口部３７の内面には環状溝部３７ａが形成されている。この場合、開口部３７の内周径は、バッテリターミナル３１の保持部３３を構成する腕部３３ａの外周径よりも小さく設定されている。

電流センサ３６をバッテリターミナル３１に装着するには、電流センサ３６の開口部３７にバッテリターミナル３１の保持部３３の腕部３３ａを押込む。すると、腕部３３ａが内方に弾性的に湾曲し、腕部３３ａの外周に形成された環状突部３３ａ１が開口部３７の内周面に形成された環状溝部３７ａに位置したところで、図９に示すように腕部３３ａの環状突部３３ａ１が電流センサ３６の環状溝部３７ａに嵌合する。このとき、保持部３３の腕部３３ａの弾性力により、電流センサ３６がバッテリターミナル３１に強固に保持されるようになる。

また、バッテリターミナル３１から電流センサ３６を取外すには、電流センサ３６を強く引っ張る。すると、保持部３３を構成する腕部３３ａが内方に弾性的に湾曲し、腕部３３ａの外周に形成された環状突部３３ａ１が開口部３７の内周面に形成された環状溝部３７ａから脱出するので、電流センサ３６をバッテリターミナル３１から取外すことができる。

本実施形態の場合、電流センサ３６のコア３８の内側にバッテリターミナル３１の腕部３３ａが位置することになるものの、バッテリターミナル３１は非磁性体である銅合金から形成されているので、電流センサ３６がバッテリターミナル３１の腕部３３ａの影響を受けることはない。

車両電装品をオンすると、バッテリ１の正端子２からワイヤハーネス３５を通じて電流が車両電装品に流れるようになる。すると、ワイヤハーネス３５を囲繞するコア３８に電流の大きさに応じた磁束が発生し、ホールＩＣから磁束の大きさを示す信号が出力されるので、電流センサ３６から出力される信号の大きさに基づいてワイヤハーネス３５を流れる電流を検出することができる。

このような実施形態によれば、バッテリターミナル３１に一対の弾性状の腕部３３ａを設け、その腕部３３ａにより電流センサ３６を弾性的に保持するようにしたので、ブラケットを用いることなく電流センサ３６をバッテリターミナル３１に装着することができる。また、締結バンドのように経時劣化する樹脂部材を用いていないので、バッテリターミナル３１に対する取付力が低下することもない。
尚、保持部３３の腕部３３ａは２本に限定されることなく、３本以上設けるようにしてもよい。また、腕部３３ａを非弾性的に設け、電流センサ３６を腕部３３ａにネジ止め或いは螺着するようにしてもよい。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、バッテリターミナルにおいて電流が流れる部位に電流センサを固定可能な構造であれば、電流センサを設ける部位が限定されたり、電流センサの形状が限定されるものではない。

本発明の第１実施形態における電流センサを断面にして示すバッテリターミナルの側面図 バッテリターミナルの平面図 電流センサの平面図 電流センサの側面図 変形例を示す図３相当図 図４相当図 バッテリターミナルの側面図 本発明の第２実施形態における電流センサを断面にして示すバッテリターミナルの側面図 本発明の第３実施形態における電流センサを断面にして示すバッテリターミナルの平面図 電流センサを取外した状態で示すバッテリターミナルの平面図

符号の説明

図面中、１はバッテリ、２は正端子、３はバッテリターミナル、４は固定部、５は連結部、６はスタッドボルト（導電部材）、８は電流センサ、１２は開口部、１３はカラー（導電部材）、１４はコア、１６は回転防止部、２１は電流センサ、２２は開口部、２４はコア、３１はバッテリターミナル、３２は固定部、３３は保持部、３３ａは腕部、３５はワイヤハーネス（導電部材）、３６は電流センサ、３８はコアである。

Claims (8)

1. 車載バッテリに取付けられたバッテリターミナルから車両電装品、若しくは車両ボデーアースへ通電する電流が流れる導電部材が貫通する開口部と、前記開口部を囲繞するコアとを備え、前記コアに発生する磁束の大きさを検出する電流センサの取付構造であって、
   前記導電部材は、前記バッテリターミナルに取付けられたワイヤハーネス接続用のスタッドボルトであり、
   前記電流センサは、前記開口部を前記スタッドボルトが貫通した状態で当該スタッドボルトにナットが締付けられることにより装着されていることを特徴とする電流センサの取付構造。
2. 前記電流センサは、前記開口部に前記ナットの締付力を受けるカラーが一体成形されていることを特徴とする請求項１記載の電流センサの取付構造。
3. 前記カラーは、前記電流センサの開口部の両端から外方へ突出するように設けられ、
   前記電流センサは、前記スタッドボルトに対して前記電流センサを共締めするための他の部材から離間した状態で装着されていることを特徴とする請求項１または２記載の電流センサの取付構造。
4. 前記カラーは、前記スタッドボルトの金属材料より導電性の良い材料からなり、前記導電部材として機能することを特徴とする請求項１記載の電流センサの取付構造。
5. 前記電流センサは、前記スタッドボルトにナットが締付けられた時に電流センサが前記バッテリターミナルに対して回転することを防止する回転防止部を有することを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の電流センサの取付構造。
6. 車載バッテリに取付けられたバッテリターミナルから車両電装品へ通電する電流が流れる導電部材が貫通する開口部と、前記開口部を囲繞するコアとを備え、前記コアに発生する磁束の大きさを検出する電流センサの取付構造であって、
   前記導電部材は、前記バッテリターミナルに接続されたワイヤハーネスであり、
   前記バッテリターミナルは、前記ワイヤハーネスの外周を囲繞する非磁性体性の複数の腕部を有し、
   前記電流センサは、前記ワイヤハーネスが前記開口部を貫通した状態で前記腕部に装着されていることを特徴とする電流センサの取付構造。
7. 前記腕部は弾性変形可能であり、
   前記電流センサは、前記腕部に弾性的に保持されていることを特徴とする請求項６記載の電流センサの取付構造。
8. 車載バッテリに取付けられたバッテリターミナルから車両電装品へ通電する電流が流れる導電部材が貫通する開口部と、前記開口部を囲繞するコアとを備え、前記コアに発生する磁束の大きさを検出する電流センサの取付構造であって、
   前記導電部材は、前記バッテリターミナルにおける前記ワイヤハーネスとの連結部であり、
   前記電流センサは、前記開口部を前記連結部が貫通した状態で当該バッテリターミナルにネジ止めされていることを特徴とする電流センサの取付構造。

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