JP2012047564A - Current detection apparatus - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a current detection device that detects a current flowing in a bus bar.
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。 A vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle is often equipped with a current detection device that detects a current flowing through a bus bar connected to a battery. As such a current detection device, a magnetic proportional current detection device or a magnetic balance current detection device may be employed.
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及び特許文献2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磁性体である。即ち、磁性体コアは、ギャップ部と併せてリング状に形成されている。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。
For example, as disclosed in
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。 The magnetoelectric conversion element is disposed in the gap portion of the magnetic core, detects a magnetic flux that changes according to the current flowing through the bus bar disposed through the hollow portion, and outputs a detection signal of the magnetic flux as an electric signal. It is an element. As the magnetoelectric conversion element, a Hall element is usually adopted.
図8は、従来の電流検出装置100における各構成部品の配置の一例を示す図である。図8は、電流検出装置100を検出対象である電流の流れる方向から見たときの各構成部品の配置を示している。図8に示されるように、電流検出装置100は、磁性体コア10と、磁電変換素子であるホール素子20と、電子基板50と、コネクタ51とを備える。なお、図8において、電子基板50は仮想線(二点鎖線)で描かれている。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the arrangement of each component in the conventional
磁性体コア10は、バスバー300が貫通する中空部11の周りを囲む。ホール素子20は、磁性体コア10のギャップ部12に配置される磁束検出部21と、磁束検出部21から伸び出た接続端子22とが形成されている。コネクタ51は、不図示の電線に設けられた相手側コネクタが接続される接続部51aと、接続ピン51bとが形成されている。電子基板50は、ホール素子20及びコネクタ51が実装されたプリント配線基板である。
The
さらに、電子基板50には、ホール素子20接続端子22とコネクタ51の接続ピン51bとを電気的に接続する回路が設けられている。例えば、電子基板50には、外部から電線及びコネクタ51を介して入力される電力をホール素子20の接続端子へ供給する回路、及び、ホール素子20の検出信号を増幅し、増幅後の信号をコネクタ51の接続ピン51bに出力する回路などが設けられている。これにより、電流検出装置100は、コネクタ51に接続されたコネクタ付き電線を通じて、電流検出信号を制御部へ出力することができる。
Further, the
図8において、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は相互に直交する方向である。また、X軸方向は、検出対象の電流が流れる方向、即ち、磁性体コア10の中空部11におけるバスバー300の貫通方向である。Z軸方向は、コネクタ51に接続される電線の引き出し方向R1である。図8に示されるように、電流検出装置の検出信号を伝送する電線の引き出し方向R1は、バスバー300の長手方向(X軸方向)に対して直交する方向(Z軸方向)である場合が多い。また、電子基板50は、電流方向に直交する平面(Y−Z平面)に沿って配置され、その電子基板50に実装されるホール素子20は、接続端子22の長手方向が電子基板50に直交する姿勢で配置される。
In FIG. 8, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are directions orthogonal to each other. Further, the X-axis direction is a direction in which a current to be detected flows, that is, a penetration direction of the
また、特許文献1及び特許文献2に示されるように、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、絶縁性の部品保持部によって一定の位置関係に保持されることが多い。この部品保持部は、樹脂などの部材からなり、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。
Moreover, as shown in
ところで、電気自動車及びハイブリッド自動車などの車両に搭載される電流検出装置においては、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、車両に搭載される昨今の電流検出装置は、バスバー及び電流検出装置を構成する各部品の相互間の間隔を狭めることなどによるさらなる小型化が望まれている。 Incidentally, in current detection devices mounted on vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles, there is an increasing demand for downsizing of the devices. For this reason, the current detection device mounted on the vehicle is desired to be further downsized by narrowing the interval between the components constituting the bus bar and the current detection device.
しかしながら、従来の電流検出装置100においては、電線引き出し方向R1が電流方向に直交する方向である場合、ホール素子20及びコネクタ51は、電子基板50上において、バスバー300から電線引き出し方向R1に向かう経路に沿って間隔を空けて縦列に配置される。そのため、従来の電流検出装置100は、ホール素子20の接続端子22の隣に無駄な空きスペースS0が形成されるとともに、電線引き出し方向R1における寸法が大きくなるという問題点を有している。
However, in the conventional
また、ホール素子20が、バスバー30から電線引き出し方向R1に向かう経路上に配置され、コネクタ51が、その経路の両側の一方に偏って配置されれば、コネクタ51をバスバー30により近づけて配置することができ、電線引き出し方向R1における寸法を小さくできる。しかしながら、この場合、コネクタ51が、電流方向及び電線引き出し方向R1に直交するY軸方向に張り出し、Y軸方向における電流検出装置の寸法が大きくなってしまう。
Further, if the
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、従来よりも部品の集積度を高めて装置を小型化できることを目的とする。 It is an object of the present invention to reduce the size of a current detection device that detects a current flowing through a bus bar by increasing the degree of integration of components compared to the conventional device.
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る磁束検出部及び接続端子が形成され、磁性体コアの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、電線に設けられた相手側コネクタが接続される接続部が形成されたコネクタである。
(4)第4の構成要素は、磁電変換素子の接続端子とコネクタとを電気的に接続する回路が設けられた電子基板である。
(5)第5の構成要素は、磁性体コアと磁電変換素子の磁束検出部とコネクタと電子基板とを一定の位置関係に保持する部品保持部である。ここで、部品保持部は、磁性体コアを、磁性体コアの中空部におけるバスバーの貫通方向である第1方向から見たときに、中空部を基準にして、第1方向に直交する電線の引き出し方向である第2方向と第1方向及び第2方向に直交する第3方向との間の第4方向にギャップ部が位置する姿勢で保持する。さらに、部品保持部は、磁電変換素子における磁束検出部を、磁性体コアのギャップ部の位置に保持する。さらに、部品保持部は、コネクタを、接続部が第2方向に向く姿勢で、第3方向から見て一部が磁電変換素子の接続端子と重なる位置に保持する。
The current detection device according to the present invention includes the following components.
(1) The first component is a magnetic core formed in a series surrounding the periphery of a hollow portion through which a bus bar through which a current flows, with both ends opposed via a gap portion.
(2) The second component is a magnetoelectric conversion element that is formed with a magnetic flux detection unit and a connection terminal arranged in the gap part, and detects a magnetic flux that changes according to a current passing through the hollow part of the magnetic core. .
(3) A 3rd component is a connector in which the connection part to which the other party connector provided in the electric wire was connected was formed.
(4) The fourth component is an electronic board provided with a circuit for electrically connecting the connection terminal of the magnetoelectric transducer and the connector.
(5) The fifth component is a component holding unit that holds the magnetic core, the magnetic flux detecting unit of the magnetoelectric transducer, the connector, and the electronic board in a fixed positional relationship. Here, when the component holding part is viewed from the first direction that is the through-direction of the bus bar in the hollow part of the magnetic core, the component holding part has a wire that is orthogonal to the first direction with respect to the hollow part. The gap portion is held in a posture in which the gap portion is positioned in a fourth direction between the second direction that is the pull-out direction and the third direction orthogonal to the first direction and the second direction. Furthermore, the component holding part holds the magnetic flux detection part in the magnetoelectric conversion element at the position of the gap part of the magnetic core. Furthermore, the component holding unit holds the connector at a position where the connection portion faces the second direction and a part of the connector overlaps the connection terminal of the magnetoelectric conversion element when viewed from the third direction.
また、本発明に係る電流検出装置において、磁性体コアは、ギャップ部と併せて円環状に形成されていれば好適である。 In the current detection device according to the present invention, it is preferable that the magnetic core is formed in an annular shape together with the gap portion.
以下の説明において、第1方向は、磁性体コアの中空部におけるバスバーの貫通方向、即ち、検出対象の電流が流れる方向を意味する。また、第2方向は、第1方向に直交する電線の引き出し方向を意味する。また、第3方向は、第1方向及び第2方向の両方に対して直交する方向を意味する。 In the following description, the first direction means the direction of penetration of the bus bar in the hollow portion of the magnetic core, that is, the direction in which the current to be detected flows. The second direction means the direction of drawing out the electric wire that is orthogonal to the first direction. The third direction means a direction orthogonal to both the first direction and the second direction.
本発明に係る電流検出装置においては、部品保持部は、磁性体コアを、第1方向から見たときに、中空部を基準にして、第2方向と第3方向との間の第4方向(斜め方向)にギャップ部が位置する姿勢で保持する。さらに、部品保持部は、コネクタを、接続部が第2方向に向く姿勢で、第3方向から見て一部が磁電変換素子の接続端子と重なる位置に保持する。即ち、本発明に係る電流検出装置においては、第3方向における磁電変換素子の接続端子の隣のスペースが、コネクタの配置スペースとして有効に利用される。従って、本発明に係る電流検出装置は、従来の電流検出装置に比べ、第3方向の寸法が同等であり、第2方向の寸法が小さい装置となる。 In the current detection device according to the present invention, the component holding portion has a fourth direction between the second direction and the third direction with respect to the hollow portion when the magnetic core is viewed from the first direction. Hold in a posture in which the gap portion is positioned in an oblique direction. Furthermore, the component holding unit holds the connector at a position where the connection portion faces the second direction and a part of the connector overlaps the connection terminal of the magnetoelectric conversion element when viewed from the third direction. That is, in the current detection device according to the present invention, the space adjacent to the connection terminal of the magnetoelectric conversion element in the third direction is effectively used as the connector placement space. Therefore, the current detection device according to the present invention is a device having the same size in the third direction and a smaller size in the second direction as compared with the conventional current detection device.
また、本発明に係る電流検出装置において、ギャップ部及び磁電変換素子の磁束検出部が配置される第4方向の向きは、使用されるコネクタの形状及びサイズなどに応じて調整されることが考えられる。そのような場合であっても、磁性体コアが、ギャップ部と併せて円環状に形成されていれば、第3方向の寸法を一定に維持したまま第4方向の向きの調整が可能となり好適である。 Further, in the current detection device according to the present invention, it is considered that the direction in the fourth direction in which the gap portion and the magnetic flux detection portion of the magnetoelectric conversion element are arranged is adjusted according to the shape and size of the connector used. It is done. Even in such a case, if the magnetic core is formed in an annular shape together with the gap portion, it is possible to adjust the direction in the fourth direction while keeping the dimension in the third direction constant. It is.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The following embodiment is an example embodying the present invention, and is not an example of limiting the technical scope of the present invention.
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、筐体40及び電子基板50を備える。
First, the configuration of the
<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と併せて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、ギャップ部12と併せて円形状の中空部11を囲む円環状に形成されている。
<Magnetic core>
The
図1及び図4などに示されるように、磁性体コア10の両端部は、ギャップ部12の中心点を通り、ギャップ部12に形成される磁束の方向に垂直な平面に対して面対称な形状に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, both end portions of the
<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に配置される磁束検出部21と、磁束検出部21から伸び出た接続端子22とが形成されている。
<Hall element (magnetoelectric conversion element)>
The
ホール素子20の磁束検出部21は、予め定められた検出中心点が磁性体コア10のギャップ部12の中心点に位置し、かつ、その表裏の面がギャップ部12に形成される磁束の方向に対して直交するするように配置される。
The magnetic
<電子基板>
電子基板50は、ホール素子20がその接続端子22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に対して増幅などの処理を施す回路とコネクタ51とが実装されている。
<Electronic board>
The
コネクタ51は、不図示の電線に設けられた相手側コネクタが接続される接続部51aと、電子基板50に固定される接続ピン51bとが形成されている。コネクタ51の接続部51aは、そこに接続される相手側コネクタが設けられた電線の引き出し方向R1に向けて配置される。電流検出装置1の検出信号を伝送する電線の引き出し方向R1は、電流検出用バスバー30が磁性体コア10の中空部11を貫通する第1方向(X軸方向)に対して直交する第2方向(Z軸方向)である。電子基板50は、電流方向に直交する平面(Y−Z平面)に沿って配置され、その電子基板50に実装されるホール素子20は、接続端子22の長手方向が電子基板50に直交する姿勢で配置される。
The
さらに、電子基板50には、ホール素子20接続端子22とコネクタ51の接続ピン51bとを電気的に接続する回路が設けられている。例えば、電子基板50には、外部から電線及びコネクタ51を介して入力される電力をホール素子20の接続端子へ供給する回路、及び、ホール素子20の検出信号を増幅し、増幅後の信号をコネクタ51の接続ピン51bに出力する回路などが設けられている。これにより、電流検出装置1は、コネクタ51に接続されたコネクタ付き電線を通じて、電流検出信号を電子制御ユニットなどの外部の回路へ出力することができる。
Further, the
<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。
<Bus bar for current detection>
The current
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。
In FIG. 2, which is a three-view diagram of the current
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、磁性体コア10の中空部11を貫通する棒状の導体の両端部分に加工が施された部材からなる。電流検出用バスバー30において、加工された両端部分は、電流伝送経路の前段及び後段各々の接続端と連結される端子部32である。即ち、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棒状の貫通部31と、その両側の端部に形成された端子部32とを有する導体からなる部材である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the current
貫通部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、第1方向(X軸方向)として記されている。
The
本実施形態における端子部32は、平板状である。また、電流検出用バスバー30における貫通部31は、例えば、円柱状又は楕円柱状などの棒状に形成されている。各図において、平板状の端子部32の幅方向及び厚み方向は、それぞれ第3方向(Y軸方向)及び第2方向(Z軸方向)として記されている。
The
電流検出用バスバー30は、棒状の金属部材の両端における一定範囲の部分が、プレス機などを用いたプレス加工によって平板状に押しつぶされた構造を有する部材である。その際、棒状の金属部材の両端のうちの少なくとも一方は、磁性体コア10の中空部11に棒状の金属部材が挿通された後に、平板状にプレス加工される。
The current
図1及び図2に示される電流検出用バスバー30の元となる金属部材は円柱状の部材であり、円柱状の金属部材の両端の加工により製造される電流検出用バスバー30の貫通部31は円柱状である。なお、電流検出用バスバー30の元となる金属部材は、断面が楕円の楕円棒状又は断面が矩形の角棒状であることも考えられる。また、元となる棒状の金属部材は、断面が四角形又はその他の多角形である棒状であることも考えられる。但し、電流検出用バスバー30の貫通部31の断面形状は、磁性体コア10の中空部11の輪郭形状と相似な形状であることが望ましい。
The metal member that is the basis of the current
電流検出用バスバー30において、平板状の端子部32の幅は、中空部11の直径(最大幅)よりも大きく形成されている。そのため、予め製造された電流検出用バスバー30の貫通部31に対して磁性体コア10を装着することはできない。従って、磁性体コア10と、その磁性体コア10の中空部11に貫通した状態の電流検出用バスバー30とのセットが作られた後に、電流検出用バスバー30が前段及び後段の他のバスバーに接続される。そこで、平板状の端子部32には、ネジ止め用の貫通孔32zが形成されており、これにより、平板状の端子部32は、ネジにより前段及び後段の他のバスバーと連結される。
In the current
<筐体(部品保持部)>
筐体40は、絶縁体からなり、磁性体コア10とホール素子20の磁束検出部21とコネクタ51と電子基板50と電流検出用バスバー30とを一定の位置関係に保持する部材であり、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。なお、筐体40は、部品保持部の一例である。
<Case (component holding part)>
The
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。
The
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の貫通部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一定の位置関係で保持する。また、第2保持部44は、磁性体コア10とそのギャップ部12に配置されるホール素子20の磁束検出部21との隙間に嵌り込む。これにより、第2保持部44は、磁性体コア10を、予め定められた方向に向く姿勢で保持するとともに、磁性体コア10とホール素子20の磁束検出部21とを、それらが相互に接触しない一定の位置関係で保持する。
More specifically, the first holding
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の両端の端子部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における一方の端子部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。
The
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における他方の端子部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。また、本体ケース41の側壁の内側面に突出して形成された第3保持部49が、電子基板50に形成された欠け部52に嵌り込み、電子基板50を予め定められた位置に保持する。
The
図3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。図5は、図3に示されるB−B平面における断面図である。図3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、第3保持部49が電子基板50の欠け部52に嵌り込むことにより、電子基板50及びそれ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。
3 and 5 are a plan view and a cross-sectional view of the
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。以上に示したように、筐体40は、磁性体コア10とホール素子20の磁束検出部21とコネクタ51と電子基板50とを一定の位置関係に保持する部品保持部の一例である。
Furthermore, the
図4は、図3に示されるA−A断面、即ち、電子基板50とコネクタ51との境界面における断面図である。なお、図4において、電子基板50は仮想線(二点鎖線)により描かれている。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 3, that is, a cross-sectional view at the boundary surface between the
図4に示されるように、筐体40は、第1保持部43及び第2保持部44により、磁性体コア10を、第1方向(X軸方向)から見たときに、中空部11を基準にして、電線引き出し方向R1から鋭角θの角度の方向に位置する姿勢で保持する。鋭角θの角度の方向は、中空部11を基準にして、電線引き出し方向R1である第2方向(Z軸方向)と第1方向及び第2方向に直交する第3方向(Y軸方向)との間の方向(第4方向)である。鋭角θは、例えば、40°から60°程度の範囲内の角度である。さらに、図4に示されるように、筐体40は、第2保持部44により、ホール素子20における磁束検出部21を、磁性体コア10のギャップ部12の位置に保持する。
As shown in FIG. 4, the
また、図4及び図5に示されるように、筐体40は、第3保持部49により、電子基板50に実装されたコネクタ51を、接続部51aが第2方向(電線引き出し方向R1)に向く姿勢で、第3方向(Y軸方向)から見て接続ピン51bの部分がホール素子20の接続端子22と重なる位置に保持する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
<効果>
以上に示したように、電流検出装置1においては、第3方向(Y軸方向)におけるホール素子20の接続端子22の隣のスペースが、コネクタ51の接続ピン51bの配置スペースとして有効に利用される。従って、電流検出装置1は、従来の電流検出装置に比べ、第3方向(Y軸方向)の寸法が同等であり、第2方向(Z軸方向)の寸法が小さい装置となる。
<Effect>
As described above, in the
図6は、図4に示される電流検出装置1の第1の断面図に、従来の電流検出装置のホール素子20及びコネクタ51の配置位置が示された図である。図6において、電流検出装置1の第1の断面図は仮想線(二点鎖線)により示され、従来の電流検出装置のホール素子20及びコネクタ51が実線及び隠れ線(破線)で示されている。また、図6において、従来の電流検出装置が占める領域における、電流検出装置1が占める領域との差分の領域が、ハッチングにより示されている。
FIG. 6 is a diagram showing the arrangement positions of the
図6に示されるように、電流検出装置1は、ホール素子20及びコネクタ51が電子基板50上において、電流検出用バスバー30から第2方向(電線引き出し方向R1)に向かう経路に沿って間隔を空けて縦列に配置される従来の電流検出装置に比べ、第2方向の寸法が大幅に小さい。
As shown in FIG. 6, the
例えば、円環状の磁性体コア10の直径が18ミリメートル程度、コネクタ51の第2方向における寸法が15ミリメートル程度である場合、従来の電流検出装置の第2方向における寸法は少なくとも34ミリメートル程度となる。一方、同条件において、磁性体コア10の中空部11の中心線110から電線引き出し方向R1へ向かう方向に対して50°の方向(θ=50°)にギャップ部12及びホール素子20の磁束検出部21が配置された電流検出装置1は、第2方向(Z軸方向)における寸法が30ミリメートル程度に抑えられる。その結果、電流検出装置1は、従来の装置に比べて体積が10%以上小さくなる。
For example, when the diameter of the annular
また、電流検出装置1において、磁性体コア10のギャップ部12及びホール素子20の磁束検出部21が配置される角度θの方向は、使用されるコネクタ51の形状及びサイズなどに応じて調整されることが考えられる。電流検出装置1においては、磁性体コア10は、ギャップ部12と併せて円環状に形成されているため、第3方向(Y軸方向)の寸法を一定に維持したまま角度θの方向の調整が可能となる。
In the
<応用例>
以下、図7を参照しつつ、本発明係る電流検出装置1の応用例に係る電流検出装置1Aについて説明する。図7は、電流検出装置1Aの断面図であり、図4に示された電流検出装置1の断面図に相当する。図7において、図1から図5に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、電流検出装置1Aにおける電流検出装置1と異なる点についてのみ説明する。
<Application example>
Hereinafter, a
電流検出装置1Aは、図1から図5に示された電流検出装置1と比較して、電流検出用バスバー30、磁性体コア10及び筐体40が、それらと形状の異なる電流検出用バスバー30A、磁性体コア10A及び筐体40Aに置き換えられた構成を有している。磁性体コア10Aは、円環状ではなく、矩形状の環状に対し、ギャップ部12を挟んで対向する両端部の部分が異形に形成された形状を有している。また、電流検出用バスバー30Aにおける磁性体コア10の中空部11を貫通する部分は角柱状又は板状である。
Compared with the
磁性体コア10Aの両端部も、ギャップ部12の中心点を通り、ギャップ部12に形成される磁束の方向に垂直な平面に対して面対称な形状に形成されている。
Both end portions of the
図7に示されるように、電流検出装置1Aにおける筐体40Aは、第1保持部43A及び第2保持部44Aにより、磁性体コア10Aを、第1方向(X軸方向)から見たときに、中空部11を基準にして、電線引き出し方向R1から鋭角θの角度の方向に位置する姿勢で保持する。鋭角θは、例えば、40°から60°程度の範囲内の角度である。さらに、図7に示されるように、筐体40Aは、第2保持部44Aにより、ホール素子20における磁束検出部21を、磁性体コア10Aのギャップ部12の位置に保持する。
As shown in FIG. 7, the
また、図7に示されるように、筐体40Aは、第3保持部49Aにより、電子基板50に実装されたコネクタ51を、接続部51aが第2方向(電線引き出し方向R1)に向く姿勢で、第3方向(Y軸方向)から見て接続ピン51bの部分がホール素子20の接続端子22と重なる位置に保持する。
Further, as shown in FIG. 7, the
図7に示される電流検出装置1Aも、電流検出装置1と同様の作用及び効果を奏する。但し、電流検出装置1Aにおける磁性体コア10Aは、ギャップ部12と併せて円環状ではない。そのため、電流検出装置1Aにおいて、第3方向(Y軸方向)の寸法を一定に維持したまま角度θの方向を調整するためには、角度θごとに、その角度θに対応した形状の磁性体コア10が用意される必要がある。
The
1,1A 電流検出装置
10,10A 磁性体コア
11 中空部
12 ギャップ部
20 ホール素子
21 磁束検出部
22 接続端子
30,30A 電流検出用バスバー
31 貫通部
32 端子部
32Z 貫通孔
40,40A 筐体
41 本体ケース
42 蓋部材
43,43A 第1保持部
44,44A 第2保持部
45 スリット孔
46 欠け部
47 爪部(ロック機構)
48 枠部(ロック機構)
49,40A 第3保持部
50 電子基板
51 コネクタ
51a 接続部
51b 接続ピン
52 欠け部
R1 電線引き出し方向
DESCRIPTION OF
48 Frame (locking mechanism)
49, 40A 3rd holding |
Claims (2)
前記ギャップ部に配置される磁束検出部及び接続端子が形成され、前記磁性体コアの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、
電線に設けられた相手側コネクタが接続される接続部が形成されたコネクタと、
前記磁電変換素子の前記接続端子と前記コネクタとを電気的に接続する回路が設けられた電子基板と、
前記磁性体コアと前記磁電変換素子の前記磁束検出部と前記コネクタと前記電子基板とを一定の位置関係に保持する部品保持部と、を備える電流検出装置であって、
前記部品保持部は、
前記磁性体コアを、前記磁性体コアの前記中空部における前記バスバーの貫通方向である第1方向から見たときに、前記中空部を基準にして、前記第1方向に直交する前記電線の引き出し方向である第2方向と前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向との間の第4方向に前記ギャップ部が位置する姿勢で保持し、
前記磁電変換素子における前記磁束検出部を、前記磁性体コアの前記ギャップ部の位置に保持し、
前記コネクタを、前記接続部が前記第2方向に向く姿勢で、前記第3方向から見て一部が前記磁電変換素子の前記接続端子と重なる位置に保持する、ことを特徴とする電流検出装置。 Magnetic cores formed in a series around the periphery of the hollow portion through which the both ends face each other through the gap and the bus bar through which current flows passes,
A magnetic field detection element and a connection terminal arranged in the gap part, and a magnetoelectric conversion element that detects a magnetic flux that changes according to a current passing through the hollow part of the magnetic core;
A connector formed with a connecting portion to which a mating connector provided on the electric wire is connected;
An electronic board provided with a circuit for electrically connecting the connection terminal of the magnetoelectric conversion element and the connector;
A current detection device comprising: the magnetic core, the magnetic flux detection unit of the magnetoelectric conversion element, a component holding unit that holds the connector and the electronic substrate in a fixed positional relationship,
The component holder is
When the magnetic core is viewed from a first direction that is a through direction of the bus bar in the hollow portion of the magnetic core, the electric wire is drawn out perpendicular to the first direction with respect to the hollow portion. Holding the posture in which the gap portion is positioned in a fourth direction between a second direction that is a direction and a third direction orthogonal to the first direction and the second direction;
Holding the magnetic flux detection part in the magnetoelectric conversion element at the position of the gap part of the magnetic core;
The current detection device characterized in that the connector is held in a position where the connection portion faces the second direction and a part of the connector overlaps the connection terminal of the magnetoelectric transducer as viewed from the third direction. .
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-
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