JP2011185768A - 磁電変換素子及びこれを備える電流検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを低減した磁電変換素子および電流検出装置を提供する。
【解決手段】本発明は、磁性体コア２１で生じる磁束を検出する磁電変換素子３１およびこれを備えた電流検出装置１０に関するものである。磁電変換素子３１には、外部機器と電気的に接続される雄端子部４１を有するリード端子４０が接続される。また、磁電変換素子３１は、リード端子４０に搭載される電子部品４４と、リード端子４０を保持する保持部材５０と、を備える。雄端子部４１はリード端子４０を加工することにより形成されているのが好ましい。
【選択図】図３

Description

本発明は、磁電変換素子及びこれを備える電流検出装置に関する。

車両等に搭載される電気接続箱には、電流検出装置が取り付けられる場合がある。一般的な電流検出装置は、電流検出対象となるバスバーと、バスバーを挿通可能なリング状の磁性体コアと、磁性体コアのギャップ部に配されて磁界の強さを検出する磁電変換素子とを備える（例えば特許文献１を参照）。

特許文献１に記載の電流検出装置は、磁電変換素子と外部機器とを電気的に接続するための端子部（ターミナルピン）と、磁電変換素子に接続されるリード線と、リード線に接続され静電気破壊防止用コンデンサなどの電子部品が搭載される板状のバスバーと、を備える[特許文献１の図２および図３（ｂ）を参照]。

特開２００９−４２００３号公報（第５−７頁、第１図）

上記のような構成のものでは、外部機器と磁電変換素子の接続のための部品として、リード線、バスバー、およびターミナルピンが必要であるうえに、これらの部品を接続する作業に手間がかかり、コスト高であるという問題があった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、コストを低減した磁電変換素子および電流検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するものとして、本発明は、磁性体コアで生じる磁束を検出する磁電変換素子であって、外部機器と電気的に接続される雄端子部を有するリード端子が接続されるとともに、前記リード端子に搭載される電子部品と、前記リード端子を保持する保持部材と、を備えることを特徴とする磁電変換素子である。

また、本発明は、磁性体コアと、前記磁電変換素子と、を備える電流検出装置である。

本発明の電流検出装置は、例えば、以下のような方法により組み立てられる。リード端子の雄端子部とは反対側の端部に磁電変換素子を接続した後、リード端子の雄端子部と磁電変換素子との間の部分を保持部材により保持し、電子部品を取り付けて本発明の磁電変換素子を作製する。このようにして得られた磁電変換素子を磁性体コアのギャップ部に配置すると本発明の電流検出装置が得られる。

従って、本発明においては、磁電変換素子と外部機器とを接続する際に、雄端子部を有するリード端子を接続すれば足りるから、磁電変換素子と外部機器とを接続するための部品の点数を減らすことができ、これにより部品を接続する作業を省略することができる。その結果、本発明によればコストを低減することができる。また、本発明によれば、リード端子は保持部材により保持されているので、電流検出装置を組み立てる際にリード端子が曲がるなどの問題も生じ難い。

本発明は以下の構成としてもよい。
前記雄端子部は、前記リード端子を加工することにより形成されていてもよい。このような構成とすると、磁電変換素子と外部機器とを電気的に接続するための部品は１つだけでよいので、確実に部品点数を減らし接続作業を簡略化できる。 前記保持部材は、前記リード端子を嵌め込んで保持する端子保持部を有していてもよい。このような構成とすると、リード端子と保持部材との固定が容易となる。

本発明によれば、コストを低減した磁電変換素子および電流検出装置を提供することができる。

実施形態１の電流検出装置の一部断面図 電流検出装置の斜視図 実施形態１の電流検出装置に取り付けた磁電変換素子を模式的に示す模式図 リード端子の模式図 図４のリード端子に磁電変換素子と保持部材を取り付けた様子を示す模式図 図５のリード端子から不要な部分をカットした後の状態を模式的に示す模式図 実施形態２の電流検出装置の斜視図 実施形態２の電流検出装置に取り付けた磁電変換素子を模式的に示す模式図 他の実施形態で説明する磁電変換素子の模式図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６によって説明する。上下方向については図１を基準とする。
本実施形態の電流検出装置１０は、図１に示すように、電気接続箱のケース１５に収容されている。電流検出装置１０は、磁性体コア２１を収容してなるコアユニット２０と、磁電変換素子３１を収容してなる電子ユニット３０と、を備える。

コアユニット２０は磁性体コア２１と磁性体コア２１を収容するハウジング２５とを備える。ハウジング２５の上面と図１に示す右側側面からは、銅などの導電性材料からなるバスバー１１が突出している。

バスバー１１はハウジング２５の側面から突出し、ケース１５の底面に対して略平行に配されたバスバー本体部１２と、バスバー本体部１２から略垂直に立ち上げられた起立部１４とを有し、略Ｌ字状をなしている。バスバー本体部１２はケース１５の底面に設けた台１６に載置されている。バスバー１１の起立部１４の上端には、バッテリやインバータなどの他の部材（図示せず）と接続される端子部１３が設けられている。

磁性体コア２１を収容するハウジング２５の上面には、磁性体コア２１のギャップ部２２の直上に相当する位置に、磁電変換素子３１を収容する素子収容部３６（後述する）が嵌まり込んで位置決めされる素子収容孔２６が形成されている。

磁性体コア２１は、詳細は図示しないが、略Ｃ字状をなしており、磁束を検出する磁電変換素子３１が配置されるギャップ部２２と、バスバー１１が挿通されるバスバー挿通部２３とが設けられている。

次に、電子ユニット３０について説明する。電子ユニット３０は、磁性体コア２１のギャップ部２２に配置されて磁性体コア２１で生じる磁束を検出する磁電変換素子３１と、磁電変換素子３１と外部機器（図示せず）に接続されるリード端子４０と、リード端子４０を保持する保持部材５０と、これらを収容する収容ケース３２とを備える。なお、電子ユニット３０はコアユニット２０に重なり合って配されており、コアユニット２０の投影面積の範囲内に配置されている。

収容ケース３２は、図２に示すように、上下方向に大きさの相違する直方体が連なった筒状の形状をなしている。収容ケース３２の上側の略直方体部分３３は、リード端子４０が収容される端子収容部３３であり、下側の略直方体部分３６は、磁電変換素子３１を収容・保護するとともに磁性体コア２１のギャップ部２２に案内する素子収容部３６である。素子収容部３６は筒状をなして磁電変換素子３１を覆うように形成されている。

端子収容部３３は、上下方向に分割可能となっている。詳しくは、端子収容部３３はリード端子４０の雄端子部４１が配置される部分３５（雄ハウジング３５）と、保持部材５０が収容される保持部材収容部３７とに分割可能となっている。なお、保持部材収容部３７は下側に設けられている素子収容部３６と連なっている。

雄ハウジング３５の上部には、図２に示すように、雄ハウジング３５と結合して外部機器と磁電変換素子３１とを電気的に接続するコネクタ部材３８が着脱可能とされる。コネクタ部材３８の上面からは外部機器と接続される電線３９が導出されている。

雄ハウジング３５の下側には保持部材５０が連なっている（図３、図５、および図６を参照）。保持部材５０は、図１および図３に示すように全体として平板状をなしており、リード端子４０の上端４０Ａからリード端子４０に取り付けられた磁電変換素子３１に至る部分を保持可能に配されている。保持部材５０の材料としては、樹脂製の板材または基板が用いられる。保持部材５０には、図３に示すように、その長手方向に沿って、３本のリード端子４０，４０，４０が突起状の保持部に嵌め込まれて保持されており、リード端子４０の上には隣り合う端子４０をまたぐように電子部品４４が搭載されている。
保持部材５０には、電子部品４４が配置されるところ、ならびにリード端子４０の磁電変換素子３１と接続される部分４０Ｂの近傍に、方形状のカット孔５１が設けられている。保持部材５０にカット孔５１を設けることにより、並列する３本のリード端子４０，４０，４０間における導通を防止している。なお、電子部品４４としては、静電気破壊防止用コンデンサ等、必要に応じて任意の部品を用いることができる。

さて、リード端子４０の上端部４０Ａには、雄端子部４１が設けられている。この雄端子部４１は、コネクタ部材３８により、外部機器と電気的に接続される。リード端子４０の下端部４０Ｂは磁電変換素子３１に接続される。本実施形態では、図３および図４に示すように、リード端子４０の電子部品４４が配置される部分４２よりも下側のところにくびれた部分（くびれ部４３）が形成されている。また、リード端子４０のくびれ部４３よりも下側の部分は、３本のリード端子４０の間隔が近づくように形成されている。

次に、本実施形態の磁電変換素子３１の作製方法について説明する。導電性の金属板から、所定形状のリード端子４０を切り出して、プレス加工等を施すことにより図４に示す形状のものを作製する。具体的には、リード端子４０の上端部４０Ａには雄端子形状の雄端子部４１を形成し、電子部品４４が配置される部分４２では隣り合う２本のリード端子４０が連なるように形成する。

次に、リード端子４０の下端部４０Ｂと磁電変換素子３１の内部にある磁気感応素子２７とを接続し、モールド成形により一体化する。磁電変換素子３１を接続したリード端子４０の雄端子部４１を、図５に示すように、雄ハウジング３５に圧入し、リード端子４０を保持部材５０に設けた突起状の端子保持部５２に嵌め込んで固定する。このとき、リード端子４０の電子部品４４が配置される部分４２が保持部材５０のカット孔５１に重なるように配置する。

次に、リード端子４０の不要部分をカットする。具体的には、図６に示すように、隣り合う２本のリード端子４０が連なっている部分４５を、保持部材５０のカット孔５１に沿ってカットする。

次に、電子部品４４を保持部材５０のカット孔５１と重なるように配置して半田付けにより、リード端子４０に接続すると、図３に示すような、本実施形態の磁電変換素子３１が得られる。このようにして作製した本実施形態の磁電変換素子３１を収容ケース３２に収容すると電子ユニット３０が得られる。

次に、本実施形態の電流検出装置１０の組立方法について説明する。
まず、導電性の金属板から、所定形状のバスバー１１を切り出して曲げ加工などを施し、磁性体コア２１のバスバー挿通部２３に挿通させる。バスバー１１を挿通させた状態の磁性体コア２１とハウジング２５とを、モールド成形により一体化することでコアユニット２０が得られる。このようにして作製したコアユニット２０を電気接続箱のケース１５の所定位置に取り付ける。

次に電子ユニット３０をコアユニット２０に組み付ける。電子ユニット３０の素子収容部３６をコアユニット２０のハウジング２５に設けた素子収容孔２６に差し込んで挿入すると、磁電変換素子３１は素子収容部３６を介して磁性体コア２１のギャップ部２２に案内される。素子収容部３６が所定位置まで挿入されると、すなわち、素子収容部３６に収容されている磁電変換素子３１がギャップ部２２に配置される位置まで挿入されると、素子収容部３６が素子収容孔２６に嵌まり込んで位置決めされる。

次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態においては、磁電変換素子３１と外部機器とを接続するための接続部品として、雄端子部４１を有するリード端子４０を接続すれば足りるから、磁電変換素子３１と外部機器とを接続するための部品点数を減らすことができ、これにより部品を接続する作業を省略することができる。その結果、本実施形態によればコストを低減することができる。特に、本実施形態によれば、雄端子部４１は、リード端子４０を加工することにより形成されているから、磁電変換素子３１と外部機器とを電気的に接続するための部品は１つだけでよいので、確実に部品点数を減らし接続作業を簡略化できる。

また、本実施形態によれば、リード端子４０は全域にわたって保持部材５０により保持されているので、電流検出装置１０を組み立てる際にリード端子４０が曲がるなどの問題も生じ難い。

また、本実施形態によれば、保持部材５０は、リード端子４０を嵌め込んで保持する端子保持部５２を有しているから、リード端子４０と保持部材５０との固定が容易となる。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を図７および図８によって説明する。上下方向については図７を基準とする。
本実施形態は、雄端子部６１が別体であるという点で実施形態１と相違する（図８を参照）。上記実施形態１と同様の構成部位については同一符号を付して重複する記載は省略する。

本実施形態において、リード端子６０は、扁平面状に加工された部分６０Ａとその部分６０Ａに重ねて接続された別体の雄端子部６１とからなる。
本実施形態において、収容ケース８２の端子収容部８３は、図７に示すように、上下方向に分割しない一体的な構成である。従って本実施形態によれば、収容ケース８２に磁電変換素子３１とリード端子６０を収容する作業は容易である。
なお、その他の構成や作用効果は実施形態１と概ね同様である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態１では、リード端子の電子部品４４が配置される部分よりも下側のところがくびれたものを示したが、リード端子４０の形状はこれに限定されない。図９に示すように、雄端子部４１のすぐ下側のところがくびれているものであってもよい。
（２）上記実施形態では、平板状をなしており、リード端子４０の上端からリード端子４０に取り付けられた磁電変換素子３１に至る部分を保持可能に配される保持部材５０を備えるものを示したが、保持部材５０の形状はこれに限定されない。保持部材７０は、図９に示すように、磁電変換素子３１の配置されている部分を保持しないものであってもよい。
（３）上記実施形態では、突起状の端子保持部を５２を備える保持部材５０を示したが、端子保持部５２の形状は突起状でなくてもよい。また、図９に示すように、リード端子４０が嵌め込まれる端子保持部５２を有していない保持部材７０であってもよい。この場合、別の保持手段が設けられるかあるいはリード端子４０と保持部材７０とが接着剤などにより接続されていてもよい。

１０…電流検出装置
２１…磁性体コア
２２…ギャップ部
３１…磁電変換素子
３２…収容ケース
３３…端子収容部
３５…雄ハウジング
３６…素子収容部
３７…保持部材収容部
３８…コネクタ部材
３９…電線
４０…リード端子
４１…雄端子部
４４…電子部品
５０…保持部材
６０…リード端子
６１…雄端子部
７０…保持部材

Claims (4)

1. 磁性体コアで生じる磁束を検出する磁電変換素子であって、
   外部機器と電気的に接続される雄端子部を有するリード端子が接続されるとともに、
   前記リード端子に搭載される電子部品と、前記リード端子を保持する保持部材と、を備えることを特徴とする磁電変換素子。
2. 前記雄端子部は、前記リード端子を加工することにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁電変換素子。
3. 前記保持部材は、前記リード端子を嵌め込んで保持する端子保持部を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁電変換素子。
4. 磁性体コアと、前記請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の磁電変換素子と、を備える電流検出装置。

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