JP2012042412A - 電流検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バスバーに流れる電流を検出する電流検出装置において、バスバーから印加される高電圧による電子部品の故障の防止と小型化とを両立できること。
【解決手段】電流検出装置1は、磁性体コア10のギャップ部11に配置されたホール素子20の検出信号を処理する回路が実装された電子基板50と、電子基板50のグランドパターンに電気的に接続された導体からなり、電子基板50に支持されるとともに磁性体コア10に当接するコイルバネ52などのバネ部材とを備える。磁性体コア10と電流検出用バスバー30とホール素子20が実装された電子基板50とは、絶縁筐体40により一定の位置関係に保持される。
【選択図】図1
【解決手段】電流検出装置1は、磁性体コア10のギャップ部11に配置されたホール素子20の検出信号を処理する回路が実装された電子基板50と、電子基板50のグランドパターンに電気的に接続された導体からなり、電子基板50に支持されるとともに磁性体コア10に当接するコイルバネ52などのバネ部材とを備える。磁性体コア10と電流検出用バスバー30とホール素子20が実装された電子基板50とは、絶縁筐体40により一定の位置関係に保持される。
【選択図】図1
Description
本発明は、バスバーに流れる電流を検出する電流検出装置に関する。
ハイブリッド自動車又は電気自動車などの車両には、バッテリに接続されたバスバーに流れる電流を検出する電流検出装置が搭載されることが多い。また、そのような電流検出装置としては、磁気比例方式の電流検出装置又は磁気平衡方式の電流検出装置が採用される場合がある。
磁気比例方式又は磁気平衡方式の電流検出装置は、例えば、特許文献1に示されるように、磁性体コアと磁電変換素子(磁気感応素子)とを備える。磁性体コアは、両端がギャップ部を介して対向し、バスバーが貫通する中空部の周囲を囲んで一連に形成された概ねリング状の磁性体である。磁性体の中空部は、被検出電流が通過する空間(電流検出空間)である。
また、磁電変換素子は、磁性体コアのギャップ部に配置され、中空部を貫通して配置されたバスバーを流れる電流に応じて変化する磁束を検出し、磁束の検出信号を電気信号として出力する素子である。磁電変換素子としては、通常、ホール素子が採用される。
特許文献1に示されるように、従来の電流検出装置においては、磁性体コアとバスバーと磁電変換素子とが、絶縁性の筐体によって一定の位置関係に保持されることが多い。この筐体は、電流検出装置を構成する複数の部品を一定の位置関係に位置決めする。
ところで、静電気などに起因する高電圧がバスバーに生じた場合、バスバーの近くに配置される磁電変換素子及びその磁電変換素子に対して電気的に接続された部品を含む電子部品は、バスバーから高電圧が印加されて故障する場合がある。電流検出装置において、絶縁性の筐体は、バスバーと磁電変換素子との間を仕切り、バスバーと磁電変換素子を含む電子部品との間の電気的な絶縁性を高める電気的遮蔽材としても機能する。この機能により、バスバーから印加される高電圧によって磁電変換素子を含む電子部品が故障することが防がれる。
しかしながら、昨今、車両に搭載される電流検出装置の小型化への要求がますます高まっている。そのため、バスバーと磁電変換素子との間を絶縁性の部材によって電気的に遮蔽するためのスペースを確保することが難しくなっている。即ち、従来の電流検出装置は、バスバーから印加される高電圧による電子部品の故障の防止と小型化とを両立することが難しいという問題点を有している。
本発明は、バスバーに流れる電流を検出する電流検出装置において、バスバーから印加される高電圧による電子部品の故障の防止と小型化とを両立できることを目的とする。
本発明に係る電流検出装置は、以下に示す各構成要素を備える。
(1)第1の構成要素は、両端がギャップ部を介して対向し、電流が流れるバスバーが貫通する中空部の周囲を囲んで一連に形成された磁性体コアである。
(2)第2の構成要素は、ギャップ部に配置され、中空部を通過する電流に応じて変化する磁束を検出する磁電変換素子である。
(3)第3の構成要素は、磁電変換素子の検出信号を処理する回路が実装された電子基板である。
(4)第4の構成要素は、電子基板のグランドパターンに電気的に接続された導体からなり、電子基板に支持されるとともに磁性体コアに当接するバネ部材である。
(1)第1の構成要素は、両端がギャップ部を介して対向し、電流が流れるバスバーが貫通する中空部の周囲を囲んで一連に形成された磁性体コアである。
(2)第2の構成要素は、ギャップ部に配置され、中空部を通過する電流に応じて変化する磁束を検出する磁電変換素子である。
(3)第3の構成要素は、磁電変換素子の検出信号を処理する回路が実装された電子基板である。
(4)第4の構成要素は、電子基板のグランドパターンに電気的に接続された導体からなり、電子基板に支持されるとともに磁性体コアに当接するバネ部材である。
また、本発明に係る電流検出装置において、前記電流検出用バスバーが、以下に示される構成要素をさらに備えることが考えられる。
(5)第5の構成要素は、バネ部材が磁性体コアを弾性付勢する状態で磁性体コアとバスバーと磁電変換素子が実装された電子基板とを一定の位置関係に保持する絶縁体からなる筐体である。
(5)第5の構成要素は、バネ部材が磁性体コアを弾性付勢する状態で磁性体コアとバスバーと磁電変換素子が実装された電子基板とを一定の位置関係に保持する絶縁体からなる筐体である。
また、本発明に係る電流検出装置において、バネ部材が、一端が電子基板に固定されたコイルバネであれば好適である。
また、本発明に係る電流検出装置において、バネ部材がコイルバネである場合、電子基板及び筐体が以下の構成を有すれば好適である。即ち、電子基板に、コイルバネの内側の空間に連通する貫通孔が形成されている。さらに、筐体に、電子基板の貫通孔を貫通してコイルバネの内側の空間まで延びる棒状の突起部が形成されている。
本発明に係る電流検出装置においては、電流検出の対象であるバスバーに対して最も近接して配置される磁性体コアが、バネ部材を介してグランドパターンと電気的に接続されている。また、一般に、電子基板のグランドパターンは、コネクタなどを介して接続される電線を通じて車体などの接地導体と電気的に接続されている。そのため、バスバーに静電気などによる高電圧が生じた場合、その高電圧の電気は、バスバーから磁性体コア、バネ部材及び電子基板のグランドパターンを経て車体などの接地導体へ流れる。また、一般に、電子基板には、電子部品とグランドパターンとの間のサージ対策のためにサージアブソーバなどのサージ対策回路が実装されている。
従って、本発明によれば、バスバーから印加される高電圧による電子部品の故障を防止することができる。さらに、本発明によれば、バスバーと磁電変換素子との間を絶縁性の部材によって電気的に遮蔽するための大きなスペースを確保する必要がなく、電流検出装置の小型化が可能である。
ところで、磁性体コアと車体などの接地導体とを電気的に接続する形態としては、以下に示される第1の接続形態又は第2の接続形態も考えられる。第1の接続形態は、磁性体コアと電子基板のグランドパターンとが直接接触する形態である。第2の接続形態は、接地導体と電気的に接続された電線が磁性体コアに対して溶接又はネジ止めなどによって接続された形態である。しかしながら、第1の接続形態は、寸法公差により、磁性体コアと電子基板のグランドパターンとの接触状態が安定しないという問題点を有する。また、第2の接続形態は、磁性体コアに作用する熱的な負荷又は物理的な負荷が大きく、その負荷が電流検出の性能に悪影響を及ぼすという問題点を有する。
一方、本発明によれば、磁性体コアと電子基板のグランドパターンとを電気的に接続するバネ部材が弾性変形するため、磁性体コアと電子基板のグランドパターンとの電気的な接触状態は安定し、また、磁性体コアに作用する物理的な負荷も小さくて済む。
また、本発明に係る電流検出装置において、磁性体コア、バスバー及び磁電変換素子が実装された電子基板が、筐体によって一定の位置関係に保持されることにより、予め敷設されたバスバーに対して電流検出装置を取り付ける作業が容易となる。
また、バネ部材が、一端が電子基板に固定されたコイルバネであれば、板バネなどの他のバネ部材が採用される場合よりも、バネ部材が磁性体コアを弾性的に付勢する力がより安定し、磁性体コアと電子基板のグランドパターンとの電気的な接続状態がより安定しやすい。
また、本発明において、筐体に、電子基板の貫通孔を貫通してコイルバネの内側の空間まで延びる棒状の突起部が形成されていれば、コイルバネは、軸心方向に直交する幅方向への変形(折れ曲がり)が制限され、主として軸心方向においてのみ伸縮自在となる。その結果、コイルバネが、幅方向へ変形し過ぎて磁性体コアに対する接触不良が生じることが回避される。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。
まず、図1〜図5を参照しつつ、本発明の実施形態に係る電流検出装置1の構成について説明する。電流検出装置1は、電気自動車又はハイブリッド自動車などの車両において、バッテリとモータなどの機器とを電気的に接続するバスバーに流れる電流を検出する装置である。図1に示されるように、電流検出装置1は、磁性体コア10、ホール素子20、電流検出用バスバー30、絶縁筐体40、電子基板50及び電子基板50に支持されたコイルバネ52を備える。
<磁性体コア>
磁性体コア10は、フェライト又はケイ素鋼などからなる磁性体であり、両端が数ミリメートル程度のギャップ部12を介して対向し、中空部11の周囲を囲んで一連に形成された形状を有している。即ち、磁性体コア10は、狭いギャップ部12を有するものの概ね環状に形成されている。本実施形態における磁性体コア10は、円形状の中空部11を囲む円環状に形成されている。
磁性体コア10は、フェライト又はケイ素鋼などからなる磁性体であり、両端が数ミリメートル程度のギャップ部12を介して対向し、中空部11の周囲を囲んで一連に形成された形状を有している。即ち、磁性体コア10は、狭いギャップ部12を有するものの概ね環状に形成されている。本実施形態における磁性体コア10は、円形状の中空部11を囲む円環状に形成されている。
<ホール素子(磁電変換素子)>
ホール素子20は、磁性体コア10のギャップ部12に配置され、磁性体コア10の中空部11を通過する電流に応じて変化する磁束を検出し、磁束の検出信号を電気信号として出力する磁電変換素子の一例である。
ホール素子20は、磁性体コア10のギャップ部12に配置され、磁性体コア10の中空部11を通過する電流に応じて変化する磁束を検出し、磁束の検出信号を電気信号として出力する磁電変換素子の一例である。
<電子基板>
電子基板50は、ホール素子20がその端子21の部分において実装されたプリント回路基板である。また、電子基板50には、ホール素子20の他、ホール素子20から出力される磁束の検出信号を増幅する回路と、その回路と外部の他の回路とを接続するコネクタ51とが実装されている。従って、コネクタ51は、ホール素子20に対して電気的に接続されており、ホール素子20は、コネクタ51を含む電子基板50を介して、外部の回路と接続される。また、コネクタ51は、電子基板50のグランドパターンと電気的に接続されたグランド端子を含む。そして、電子基板50のグランドパターンは、コネクタ51のグランド端子及びそのグランド端子に接続されるグランド用電線を介して、車両のボディなどの接地導体と電気的に接続される。
電子基板50は、ホール素子20がその端子21の部分において実装されたプリント回路基板である。また、電子基板50には、ホール素子20の他、ホール素子20から出力される磁束の検出信号を増幅する回路と、その回路と外部の他の回路とを接続するコネクタ51とが実装されている。従って、コネクタ51は、ホール素子20に対して電気的に接続されており、ホール素子20は、コネクタ51を含む電子基板50を介して、外部の回路と接続される。また、コネクタ51は、電子基板50のグランドパターンと電気的に接続されたグランド端子を含む。そして、電子基板50のグランドパターンは、コネクタ51のグランド端子及びそのグランド端子に接続されるグランド用電線を介して、車両のボディなどの接地導体と電気的に接続される。
また、電子基板50には、サージ対策回路も実装されている。サージ対策回路は、電子基板50に実装されたホール素子20及びその他の電子部品と電子基板50にプリントされたグランドパターンとの間のサージ対策のために実装されたサージアブソーバ又はRC回路などの素子又は回路である。このサージ対策回路は、電子基板50のグランドパターンにパルス状の高電圧などのノイズ電圧が生じた場合に、電子基板50に実装された電子部品へのノイズ電圧の伝播を遮断する。
<コイルバネ>
コイルバネ52は、電子基板50のグランドパターンに電気的に接続されたコイル状の銅、アルミニウム、ステンレスなどの導体からなる部材である。このコイルバネ52は、その一端が電子基板50に固定され、その弾性により収縮しつつ他端が磁性体コア10に当接する。例えば、コイルバネ52は、その一端が電子基板50のグランドパターンに対してハンダ付けされること、又は、電子基板50のグランドパターンに実装された金具に嵌め込まれることなどにより、電子基板50に固定される。
コイルバネ52は、電子基板50のグランドパターンに電気的に接続されたコイル状の銅、アルミニウム、ステンレスなどの導体からなる部材である。このコイルバネ52は、その一端が電子基板50に固定され、その弾性により収縮しつつ他端が磁性体コア10に当接する。例えば、コイルバネ52は、その一端が電子基板50のグランドパターンに対してハンダ付けされること、又は、電子基板50のグランドパターンに実装された金具に嵌め込まれることなどにより、電子基板50に固定される。
また、電子基板50におけるコイルバネ52が固定された部分には、コイルバネ52の内側の空間に連通するバネ用貫通孔53が形成されている。このバネ用貫通孔53の役割については後述する。
<電流検出用バスバー>
電流検出用バスバー30は、銅などの金属からなる導体であり、バッテリと電装機器とを電気的に接続するバスバーの一部である。即ち、電流検出用バスバー30には、検出対象の電流が流れる。また、電流検出用バスバー30は、バッテリに対して予め接続されたバッテリ側のバスバーと、電装機器に対して予め接続された機器側のバスバーとは独立した部材である。そして、電流検出用バスバー30は、その両端が予め敷設された他のバスバー(バッテリ側のバスバー及び機器側のバスバー)に対して接続される。
電流検出用バスバー30は、銅などの金属からなる導体であり、バッテリと電装機器とを電気的に接続するバスバーの一部である。即ち、電流検出用バスバー30には、検出対象の電流が流れる。また、電流検出用バスバー30は、バッテリに対して予め接続されたバッテリ側のバスバーと、電装機器に対して予め接続された機器側のバスバーとは独立した部材である。そして、電流検出用バスバー30は、その両端が予め敷設された他のバスバー(バッテリ側のバスバー及び機器側のバスバー)に対して接続される。
なお、電流検出用バスバー30の三面図である図2において、図2(a)は平面図、図2(b)は側面図、図2(c)は正面図である。また、図2において、電流検出用バスバー30と組み合わされる磁性体コア10が、仮想線(二点鎖線)により示されている。
図1及び図2に示されるように、電流検出用バスバー30は、概ね、中央部分において一定の範囲を占める第1部分31とその両側の第2部分32とにより構成されている。第1部分31は、磁性体コア10の中空部11を電流通過方向に沿って貫通する部分である。電流通過方向は、磁性体コア10の厚み方向であり、環状の磁性体コア10を筒とみなした場合におけるその筒の軸心方向であり、さらに、環状の磁性体コア10が形成する面に直交する方向でもある。各図において、電流通過方向は、X軸方向として記されている。以下の説明において、電流通過方向(X軸方向)を第1方向と称する。
電流検出用バスバー30は、磁性体コア10の中空部11を第1方向に沿って貫通する第1部分31と、その第1部分31に対し第1方向の両側各々に連なる平板状の第2部分32とが形成された導体からなる部材である。各図において、平板状の第2部分32の幅方向及び厚み方向は、それぞれY軸方向及びZ軸方向として記されている。以下の説明において、平板状の第2部分32の幅方向(Y軸方向)及び厚み方向(Z軸方向)をそれぞれ第2方向及び第3方向と称する。
図3に示されるように、電流検出用バスバー30は、平板状の金属部材30Yにおける一部分31Yが、その一部分31Yの第1方向(X軸方向)における両側に形成された切り込み34に沿って、第2方向(Y軸方向)における両側から折り返された構造を有する部材である。金属部材30Yにおける切り込み34は、一部分31Yの第1方向(X軸方向)における両側において、第2方向(Y軸方向)の両端から内側へ向けて形成されている。そして、折り返された一部分31Yが、電流検出用バスバー30の第1部分31を構成し、折り返された一部分31Yの両側の部分が第2部分32を構成する。このような電流検出用バスバー30の作製は容易である。
電流検出用バスバー30において、第1部分31の断面の輪郭形状は、第2部分32に対し、第2方向(Y軸方向)においてくびれた形状を有している。その結果、電流検出装置1において、電流検出用バスバー30が採用されることにより、バスバーの幅との関係において比較的小さな磁性体コア10を採用することができ、磁性体コア10を含む装置全体の大型化を回避できる。
さらに、電流検出用バスバー30において、第1部分31の断面の輪郭形状は、最小幅D4が第2部分32の厚みD6(最小幅)よりも大きく形成されている。これにより、第1部分31における導体の断面積は、第2部分32における導体の断面積と比較して大幅に小さくならない。特に、平板状の金属部材30Yの一部が折り返された構造を有する電流検出用バスバー30においては、第1部分31における導体の断面積と、第2部分32における導体の断面積とは同じである。
但し、電流検出用バスバー30においては、第1部分31と第2部分32との間における切り込み34が形成された部分については、導体の断面積がその前後の部分の導体の断面積よりも小さくなる。しかしながら、実験の結果、切り込み34の幅がごく狭い幅である場合、切り込み34が形成された部分におけるインピーダンスの増大は、電流検出用バスバー30全体としてはほとんど無視できる程度に小さいことがわかっている。そのため、電流検出用バスバー30において、幅のごく狭い切り込み34が形成されている場合、第1部分31における過剰な発熱を防止できる。
また、電流検出用バスバー30の第2部分32には、他のバスバーとの連結用のネジが通されるネジ止め用の孔32Zが形成されている。この孔32Zが形成された第2部分32は、他のバスバーと連結される端子部である。
図6は、電流検出装置1における電流検出用バスバー30の第2部分32(端子部)が、予め敷設された他のバスバー9に対し、ネジ8によって連結される様子を模式的に示す斜視図である。なお、図6において、便宜上、絶縁筐体40の記載は省略されている。図6に示されるように、他のバスバー9における、電流検出用バスバー30の第2部分32と連結される部分は、例えば、端子台としての構造を備え、ネジ止め用の孔9Aが形成されている。なお、第2部分32に形成された端子部は、ネジ止め用の孔32Zの他、他のバスバー9との嵌め合い機構などの他の構造を有することも考えられる。
<絶縁筐体>
絶縁筐体40は、磁性体コア10と電流検出用バスバー30とホール素子20が実装された電子基板50とを一定の位置関係で保持する絶縁性の部材であり、本体ケース41及び本体ケース41に取り付けられる蓋部材42とを含む。本体ケース41及び蓋部材42の各々は、例えば、ポリアミド(PA)、ポリプロピレン(PP)又はABS樹脂などの絶縁性の樹脂からなる一体成型部材である。
絶縁筐体40は、磁性体コア10と電流検出用バスバー30とホール素子20が実装された電子基板50とを一定の位置関係で保持する絶縁性の部材であり、本体ケース41及び本体ケース41に取り付けられる蓋部材42とを含む。本体ケース41及び蓋部材42の各々は、例えば、ポリアミド(PA)、ポリプロピレン(PP)又はABS樹脂などの絶縁性の樹脂からなる一体成型部材である。
本体ケース41は、開口部を有する箱状に形成され、蓋部材42は、本体ケース41に取り付けられることによって本体ケース41の開口部を塞ぐ。本体ケース41には、その内側の面において突出する第1保持部43及び第2保持部44が形成されている。そして、本体ケース41は、第1保持部43及び第2保持部44により、磁性体コア10と、中空部11を貫通する電流検出用バスバー30と、ギャップ部12に配置されたホール素子20とを、それらが相互に接触しない状態で保持する。
より具体的には、第1保持部43は、磁性体コア10とその中空部11を貫通する電流検出用バスバー30の第1部分31との隙間に嵌り込むことにより、磁性体コア10と電流検出用バスバー30とを、それらが相互に接触しない状態で保持する。また、第2保持部44は、磁性体コア10とそのギャップ部12に配置されたホール素子20との隙間に嵌り込むことにより、磁性体コア10とホール素子20とを、それらが相互に接触しない状態で保持する。
また、本体ケース41及び蓋部材42には、電流検出用バスバー30の両端の第2部分32が内側から外側へ挿入されるスリット孔45が形成されている。磁性体コア10の中空部11を貫通する電流検出用バスバー30における一方の第2部分32が、本体ケース41のスリット孔45に通された状態において、本体ケース41の第1保持部43及び第2保持部44は、磁性体コア10、ホール素子20及び電流検出用バスバー30を相互に接触しない状態で一定の位置関係に保持する。
また、蓋部材42は、磁性体コア10、ホール素子20及び電流検出用バスバー30を保持する本体ケース41に対し、電子基板50を挟み込みつつ、本体ケース41の開口部を塞ぐように取り付けられる。その際、電流検出用バスバー30における他方の第2部分32が、蓋部材42のスリット孔45に対して内側から外側へ通され、電子基板50が本体ケース41と蓋部材42との間に挟み込まれる。
図4及び図5は、本体ケース41及び蓋部材42が組み合わされた状態における電流検出装置1の平面図及び断面図である。なお、便宜上、図5においてホール素子20の記載が省略されている。
図4及び図5に示されるように、電子基板50が本体ケース41と蓋部材42との間に挟み込まれることにより、電子基板50に実装されたコネクタ51は、本体ケース41に形成された欠け部46に嵌り込んだ状態で保持される。さらに、本体ケース41及び蓋部材42は、電子基板50に固定されたコイルバネ52の自由端が磁性体コア10を弾性付勢する状態で、磁性体コア10と電子基板50とを挟み込む。
さらに、本体ケース41及び蓋部材42には、それらを組み合わせ状態で保持するロック機構47,48が設けられている。図1に示されるロック機構47,48は、本体ケース41の側面に突出して形成された爪部47と、蓋部材42の側方に形成された環状の枠部48とを備える。本体ケース41の爪部47が、蓋部材42の枠部48が形成する孔に嵌り込むことにより、本体ケース41及び蓋部材42は、それらが組み合わされた状態で保持される。このように、絶縁筐体40は、磁性体コア10と電流検出用バスバー30とホール素子20が実装された電子基板50とを、コイルバネ52が磁性体コア10を弾性付勢する状態で一定の位置関係に保持する。また、電流検出装置1において、電流検出用バスバー30に対して最も近くに配置される導体は、磁性体コア10である。
また、図1及び図5に示されるように、絶縁筐体40を構成する蓋部材42の内側の面には、電子基板50のバネ用貫通孔53を貫通してコイルバネ52の内側の空間まで延びる棒状の突起部49が形成されている。この突起部49により、コイルバネ52は、軸心方向に直交する幅方向への変形(折れ曲がり)が制限され、主として軸心方向においてのみ伸縮自在となる。その結果、コイルバネ52が、幅方向へ変形し過ぎて磁性体コア10に対する接触不良が生じることが回避される。
なお、図1及び図5において、コイルバネ52の軸心方向はX軸方向である。また、蓋部材42の内側の面には、棒状の突起部49以外にも、絶縁筐体40に収容される部品を位置決めするための突起部が形成されているが、図1においては、棒状の突起部49以外の突起部の記載は省略されている。
また、図4に示されるように、本体ケース41及び蓋部材42(絶縁筐体40)は、電流検出用バスバー30の第2部分32における孔32Zが形成された部分(端子部)と、電子基板50のコネクタ51とが外部に露出する状態で、磁性体コア10と電流検出用バスバー30の第1部分31とホール素子20とを覆いつつ保持する。
以上に示した電流検出装置1において、電流検出用バスバー30に対して最も近接して配置される磁性体コア10は、コイルバネ52を介して電子基板50のグランドパターンと電気的に接続されている。また、電子基板50のグランドパターンは、コネクタ51を介して接続されるグランド用電線を通じて車両のボディなどの接地導体と電気的に接続されている。そのため、電流検出用バスバー30に静電気などによる高電圧が生じた場合、その高電圧の電気は、電流検出用バスバー30から磁性体コア10、コイルバネ52及び電子基板50のグランドパターンを経て接地導体へ流れる。電子基板50には、ホール素子20を含む電子部品とグランドパターンとの間のサージ対策のためにサージ対策回路が実装されている。
従って、電流検出装置1が採用されることにより、電流検出用バスバー30から印加される高電圧による電子部品の故障を防止することができる。さらに、電流検出装置1によれば、電流検出用バスバー30とホール素子20を含む電子部品との間を絶縁性の部材によって電気的に遮蔽するための大きなスペースを確保する必要がなく、装置の小型化が可能である。
また、電流検出装置1によれば、磁性体コア10と電子基板50のグランドパターンとを電気的に接続するコイルバネ52が弾性変形するため、磁性体コア10と電子基板50のグランドパターンとの電気的な接触状態は安定し、また、磁性体コア10に作用する物理的な負荷も小さくて済む。しかも、コイルバネ52は、その弾性力によって磁性体コア10と電子基板50とを絶縁筐体40に対して押し付けるため、絶縁筐体40によって保持される磁性体コア10及び電子基板50のがたつきが防止される。
特に、コイルバネ52が採用されることにより、板バネなどの他のバネ部材が採用される場合よりも、バネ部材が磁性体コア10を弾性的に付勢する力がより安定し、磁性体コア10と電子基板50のグランドパターンとの電気的な接続状態がより安定しやすい。もちろん、コイルバネ52の代わりに、電子基板50のグランドパターンに接続された板バネなどの他のバネ部材が採用されてもよい。
また、絶縁筐体40によって磁性体コア10、電流検出用バスバー30、ホール素子20及び電子基板50が一定の位置関係に保持された電流検出装置1は、予め敷設された前段及び後段のバスバーに対する取り付けが容易である。
1 電流検出装置
8 ネジ
9 他のバスバー
10 磁性体コア
11 中空部
12 ギャップ部
20 ホール素子
21 端子
30 電流検出用バスバー
30Y 金属部材
31 第1部分
32 第2部分(端子部)
32Z 孔
34 切り込み
40 絶縁筐体
41 本体ケース
42 蓋部材
43 第1保持部
44 第2保持部
45 スリット孔
47 爪部(ロック機構)
48 枠部(ロック機構)
49 突起部
50 電子基板
51 コネクタ
52 コイルバネ(バネ部材)
53 バネ用貫通孔
8 ネジ
9 他のバスバー
10 磁性体コア
11 中空部
12 ギャップ部
20 ホール素子
21 端子
30 電流検出用バスバー
30Y 金属部材
31 第1部分
32 第2部分(端子部)
32Z 孔
34 切り込み
40 絶縁筐体
41 本体ケース
42 蓋部材
43 第1保持部
44 第2保持部
45 スリット孔
47 爪部(ロック機構)
48 枠部(ロック機構)
49 突起部
50 電子基板
51 コネクタ
52 コイルバネ(バネ部材)
53 バネ用貫通孔
Claims (4)
- 両端がギャップ部を介して対向し、電流が流れるバスバーが貫通する中空部の周囲を囲んで一連に形成された磁性体コアと、前記ギャップ部に配置され、前記中空部を通過する電流に応じて変化する磁束を検出する磁電変換素子と、を備えた電流検出装置であって、
前記磁電変換素子の検出信号を処理する回路が実装された電子基板と、
前記電子基板のグランドパターンに電気的に接続された導体からなり、前記電子基板に支持されるとともに前記磁性体コアに当接するバネ部材と、を備えることを特徴とする電流検出装置。 - 前記磁性体コアと前記バスバーと前記磁電変換素子が実装された前記電子基板とを、前記バネ部材が前記磁性体コアを弾性付勢する状態で一定の位置関係に保持する絶縁体からなる筐体をさらに備える請求項1に記載の電流検出装置。
- 前記バネ部材は、一端が前記電子基板に固定されたコイルバネである請求項2に記載の電流検出装置。
- 前記電子基板に、前記コイルバネの内側の空間に連通する貫通孔が形成されており、
前記筐体に、前記電子基板の前記貫通孔を貫通して前記コイルバネの内側の空間まで延びる棒状の突起部が形成されている、請求項3に記載の電流検出装置。
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