JP2012058080A - Current detection device - 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。
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.
ところで、電流検出装置において、磁性体コアの両端部に対する磁電変換素子の位置が理想の位置からずれた場合、電流の検出感度が大きく変化する。一方、電流検出装置において、磁性体コアの断面が小さいほど、即ち、磁性体コアの両端面の投影面積が小さいほど、磁性体コアに対する磁電変換素子の位置の誤差に応じた電流検出感度のばらつきが顕著となる。そのため、電流検出装置において、磁性体コアの両端部と磁電変換素子とを高い精度で位置決めすることが、装置の小型化と品質の安定化とを両立するために重要である。 By the way, in the current detection device, when the position of the magnetoelectric conversion element with respect to both ends of the magnetic core is deviated from the ideal position, the current detection sensitivity changes greatly. On the other hand, in the current detection device, the smaller the cross-section of the magnetic core, that is, the smaller the projected area of both end faces of the magnetic core, the more the current detection sensitivity varies depending on the position error of the magnetoelectric transducer with respect to the magnetic core. Becomes prominent. For this reason, in the current detection device, it is important to position both ends of the magnetic core and the magnetoelectric conversion element with high accuracy in order to achieve both miniaturization of the device and stabilization of quality.
特許文献1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。なお、筐体は、一般に、絶縁性の樹脂部材により構成されている。
As shown in
従来の電流検出装置においては、筐体に、磁性体コアを位置決めする第1の支持部と磁電変換素子を位置決めする第2の支持部とが個別に設けられている。例えば、特許文献1に示される電流検出装置においては、第1の支持部は、筐体における、磁性体コアの外周面及び内周面各々に沿って形成された部分である。また、第2の支持部は、磁性体コアのギャップ部において磁電変換素子を収容する部分である。
In a conventional current detection device, a first support part for positioning a magnetic core and a second support part for positioning a magnetoelectric conversion element are individually provided in a casing. For example, in the current detection device disclosed in
前述したように、従来の電流検出装置においては、磁性体コア及び磁電変換素子が、筐体に形成された複数箇所の支持部によって個別に位置決めされる。そのため、従来の電流検出装置は、筐体における複数箇所の支持部相互間の寸法公差が、そのまま磁性体コアと磁電変換素子との位置決め精度に影響し、電流検出感度のばらつきの要因になるという問題点を有している。この問題点は、装置の小型化のために断面の小さな磁性体コアが採用された場合により顕著となる。換言すれば、従来の電流検出装置は、電流検出感度のばらつきを抑えるために、小さな磁性体コアの採用によって装置を十分に小型化することができない、という問題点を有しているともいえる。 As described above, in the conventional current detection device, the magnetic core and the magnetoelectric conversion element are individually positioned by the plurality of support portions formed in the casing. For this reason, in the conventional current detection device, the dimensional tolerance between the support portions at a plurality of locations in the casing directly affects the positioning accuracy between the magnetic core and the magnetoelectric transducer, and causes variation in current detection sensitivity. Has a problem. This problem becomes more conspicuous when a magnetic core having a small cross section is adopted for miniaturization of the apparatus. In other words, it can be said that the conventional current detection device has a problem that the device cannot be sufficiently miniaturized by adopting a small magnetic core in order to suppress variation in current detection sensitivity.
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、磁性体コアの両端部と磁電変換素子とを高い精度で位置決めし、これにより装置の小型化と電流検出感度の安定化とを両立することを目的とする。 The present invention, in a current detection device for detecting a current flowing in a bus bar, positions both ends of a magnetic core and a magnetoelectric conversion element with high accuracy, thereby achieving both miniaturization of the device and stabilization of current detection sensitivity. The purpose is to do.
本発明に係る電流検出装置は、バスバーに流れる電流を検出する電流検出装置であり、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、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、磁性体コアのギャップ部に配置され、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、磁性体コアのギャップ部に配置された磁電変換素子の周囲を取り囲んで一連に形成され、その内側の面が磁電変換素子の外側の面と嵌り合い、その外側の面が磁性体コアの両端部と嵌り合うことにより、磁性体コアと磁電変換素子とを一定の位置関係に位置決めする位置決め部である。
A current detection device according to the present invention is a current detection device that detects a current flowing through a bus bar, and includes the following components.
(1) The first component is a magnetic core that is formed in a series with both ends facing each other via a gap portion and surrounding the periphery of the hollow portion.
(2) A 2nd component is a magnetoelectric conversion element which is arrange | positioned at the gap part of a magnetic body core, and detects the magnetic flux which changes according to the electric current which passes the hollow part of a magnetic body core.
(3) The third component is formed in a series surrounding the periphery of the magnetoelectric conversion element arranged in the gap portion of the magnetic core, and the inner surface thereof is fitted with the outer surface of the magnetoelectric conversion element. The outer surface is a positioning unit that positions the magnetic core and the magnetoelectric conversion element in a fixed positional relationship by fitting with both ends of the magnetic core.
また、本発明に係る電流検出装置において、位置決め部の外側の面と磁性体コアの両端部との一方と他方とに、相互に嵌り合う突起部と溝部とが形成されていれば、より好適である。 Further, in the current detection device according to the present invention, it is more preferable if a protrusion and a groove that fit each other are formed on one and the other of the outer surface of the positioning portion and both ends of the magnetic core. It is.
また、本発明に係る電流検出装置において、磁性体コアの中空部での電流通過の方向から見たときに、相互に嵌り合う突起部の頭頂部と溝部の底部とが、磁性体コアの両端部の幅方向における中心の位置に形成されていることが考えられる。 Further, in the current detection device according to the present invention, when viewed from the direction of current passage through the hollow portion of the magnetic core, the top portion of the protruding portion and the bottom portion of the groove portion are connected to both ends of the magnetic core. It is conceivable that it is formed at the center position in the width direction of the part.
また、本発明に係る電流検出装置が、磁性体コアと磁電変換素子とを、磁性体コアの中空部での電流通過の方向における両側から挟み込んで保持する2つの部材からなり、それら2つの部材の一方に位置決め部が突出して形成された筐体をさらに備えることが考えられる。 Further, the current detection device according to the present invention includes two members that sandwich and hold the magnetic core and the magnetoelectric conversion element from both sides in the direction of current passage in the hollow portion of the magnetic core. It is conceivable to further include a casing formed with a positioning portion protruding from one of the two.
本発明に係る電流検出装置においては、磁性体コア及び磁電変換素子は、磁電変換素子の周囲を取り囲んで一連に形成された一つの位置決め部の内側面及び外側面によって位置決めされる。そのため、磁性体コア及び磁電変換素子の位置関係の誤差は、一つの位置決め部の厚みの寸法公差によってのみ生じる。一般に、成形部材において、1箇所の部位の厚みの寸法公差は、離間した複数の部位相互の位置の寸法公差に比べれば十分に小さい。 In the current detection device according to the present invention, the magnetic core and the magnetoelectric conversion element are positioned by the inner side surface and the outer side surface of one positioning portion formed in a series surrounding the periphery of the magnetoelectric conversion element. Therefore, an error in the positional relationship between the magnetic core and the magnetoelectric conversion element is caused only by the dimensional tolerance of the thickness of one positioning portion. In general, in a molded member, the dimensional tolerance of the thickness of one part is sufficiently smaller than the dimensional tolerance of the positions of a plurality of spaced parts.
従って、本発明に係る電流検出装置は、複数箇所の支持部によって磁性体コア及び磁電変換素子の位置決めがなされる従来の電流検出装置に比べ、磁性体コア及び磁電変換素子の位置決めの精度が高い。その結果、小さな磁性体コアの採用による電流検出装置の小型化と、電流検出感度の安定化とを両立することが可能となる。 Therefore, the current detection device according to the present invention has higher positioning accuracy of the magnetic core and the magnetoelectric conversion element than the conventional current detection device in which the magnetic core and the magnetoelectric conversion element are positioned by a plurality of support portions. . As a result, it is possible to achieve both downsizing of the current detection device by adopting a small magnetic core and stabilization of current detection sensitivity.
また、本発明において、位置決め部の外側の面と磁性体コアの両端部との一方と他方とに、相互に嵌り合う突起部と溝部とが形成されていれば好適である。この場合、磁性体コア及び位置決め部において、それらの位置決めの精度に大きく影響する部位が、突起部及び溝部を含むより狭い範囲の部位に特定される。その結果、磁性体コア及び磁電変換素子の位置決めの精度をより高めることができる。 Further, in the present invention, it is preferable that a protrusion and a groove that fit each other are formed on one and the other of the outer surface of the positioning portion and both ends of the magnetic core. In this case, in the magnetic body core and the positioning portion, a portion that greatly affects the positioning accuracy is specified as a narrower portion including the protrusion and the groove. As a result, the positioning accuracy of the magnetic core and the magnetoelectric transducer can be further increased.
ところで、電流検出装置において、通常、磁電変換素子の検出中心点が、磁性体コアにおける対向する両端部の投影面の中心を結ぶ線上に位置することが理想の配置状態である。そのため、磁性体コア及び磁電変換素子は、磁性体コアの両端部の幅方向における中心の位置を基準にして位置決めされれば、理想の配置状態により近い状態で配置される。なお、通常、磁電変換素子の検出中心点は、磁電変換素子の本体の中央の位置である。 By the way, in the current detection device, it is usually an ideal arrangement state that the detection center point of the magnetoelectric conversion element is located on a line connecting the centers of the projection surfaces of both opposing ends of the magnetic core. Therefore, if the magnetic core and the magnetoelectric conversion element are positioned with reference to the center positions in the width direction of both ends of the magnetic core, the magnetic core and the magnetoelectric conversion element are arranged in a state closer to the ideal arrangement state. Normally, the detection center point of the magnetoelectric conversion element is the center position of the main body of the magnetoelectric conversion element.
そこで、本発明において、磁性体コアの中空部での電流通過の方向から見たときに、相互に嵌り合う突起部の頭頂部と溝部の底部とが、磁性体コアの両端部の幅方向における中心の位置に形成されていれば好適である。これにより、磁性体コア及び磁電変換素子は、理想の配置状態により近い状態で配置される。 Therefore, in the present invention, when viewed from the direction of current passage in the hollow portion of the magnetic core, the top of the protrusion and the bottom of the groove fit in the width direction of both ends of the magnetic core. It is suitable if it is formed at the center position. Thereby, a magnetic body core and a magnetoelectric conversion element are arranged in a state closer to an ideal arrangement state.
また、本発明に係る電流検出装置において、磁性体コアと磁電変換素子とが、それらを電流方向の両側から挟み込む2つの部材からなる筐体によって保持されれば、磁性体コア及び磁電変換素子の電流方向における位置決めがなされる。さらに、位置決め部が、筐体を構成する2つの部材の一方において突出して形成されていれば、位置決め部によって電流方向に交差する方向における位置決めがなされる。その結果、磁性体コア及び磁電変換素子の三次元方向における位置決めがなされ好適である。 Further, in the current detection device according to the present invention, if the magnetic core and the magnetoelectric conversion element are held by a casing made of two members sandwiching them from both sides in the current direction, the magnetic core and the magnetoelectric conversion element Positioning in the current direction is performed. Further, if the positioning portion is formed so as to protrude from one of the two members constituting the housing, the positioning portion performs positioning in the direction crossing the current direction. As a result, the positioning of the magnetic core and the magnetoelectric conversion element in the three-dimensional direction is preferable.
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.
以下、図1〜図4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及び電子基板50を備える。
Hereinafter, 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。また、本実施形態における磁性体コア10の両端部には、溝部13が形成されている。この溝部13の役割については後述する。
<Magnetic core>
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。このホール素子20には、電力の入力用及び検出信号の出力用の接続端子21が伸び出て形成されている。
<Hall element (magnetoelectric conversion element)>
The
ホール素子20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ように配置される。ホール素子20は、その検出中心点が、磁性体コア10における対向する両端部の投影面の中心を結ぶ線上に位置する状態が、理想の配置状態である。
In the
<電子基板>
電子基板50は、ホール素子20がその接続端子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部品である。さらに、電子基板50には、ホール素子20接続端子21とコネクタ51の端子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21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の端子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。
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の部材を基材とする部材であり、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。
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Y軸方向及びZ軸方向として記されている。
The
電流検出用バスバー30の基材は、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 base material of 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、磁性体コア10の中空部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
<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及びコネクタ51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る。絶縁筐体40は、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の2つの部材を含む。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。
<Insulated housing>
The insulating
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位置決め部44が形成されている。そして、本体ケース41は、位置決め部44により、磁性体コア10と、ギャップ部12に配置されたホール素子20とを一定の位置関係で保持する。
The
以下、図1及び図4を参照しつつ、位置決め部44による磁性体コア10及びホール素子20の位置決めの構造について説明する。図1及び図4に示されるように、絶縁筐体40を構成する2つの部材の一方である本体ケース41の内側の面には、電流通過方向(X軸方向)において突出する位置決め部44が形成されている。
Hereinafter, the positioning structure of the
位置決め部44は、磁性体コア10のギャップ部12に配置されたホール素子20の周囲を取り囲んで一連に形成されている。この位置決め部44は、その内側の面がホール素子20の外側の面と嵌り合い、その外側の面が磁性体コア10の両端部と嵌り合うことにより、磁性体コア10とホール素子20とを一定の位置関係に位置決めする。
The positioning
本実施の形態において、位置決め部44の外側の面には、磁性体コア10の両端部各々へ向かって突出する突起部441が形成されている。一方、磁性体コア10の両端部各々には、位置決め部44の突起部441が嵌り込む溝部13が形成されている。これら位置決め部44の突起部441と、磁性体コア10の端部の溝部13とが相互に嵌り合うことにより、磁性体コア10は、電流通過方向(X軸方向)に交差する方向において、即ち、Y−Z平面において位置決めされる。また、位置決め部44の内側の面がホール素子20の外側の面と嵌り合うことにより、ホール素子20は、電流通過方向(X軸方向)に交差する方向において位置決めされる。
In the present embodiment,
即ち、位置決め部44の内側の面がホール素子20の外側の面と嵌り合い、位置決め部44の突起部441と磁性体コア10の端部の溝部13とが相互に嵌り合うことにより、磁性体コア10及びホール素子20は、電流通過方向(X軸方向)に交差する方向において一定の位置関係に保持される。
That is, the inner surface of the
また、電流通過方向(X軸方向)から見たときに、相互に嵌り合う突起部441の頭頂部441aと溝部13の底部13aとは、磁性体コア10の両端部の幅方向における中心の位置に形成されている。図4において、磁性体コア10の両端部の幅は、符号"W"で示されている。
Further, when viewed from the current passing direction (X-axis direction), the
そして、位置決め部44は、電流通過方向(X軸方向)から見たときに、磁性体コア10の両端部の幅方向における中心の位置に、ホール素子20の検出中心点が位置するようにホール素子20を保持する。なお、便宜上、図4において、位置決め部44と、磁性体コア10の端部及びホール素子20との間に若干の隙間が形成されているが、実際にはその隙間はほとんど形成されない。
The
また、本体ケース41には、その内側の面に、磁性体コア10の外周面に沿う規制部43が形成されている。この規制部43は、振動などによって磁性体コア10に力が加わった場合に、磁性体コア10の外周面に当接することによって磁性体コア10が大きく変位することを制限する部分である。従って、規制部43は、磁性体コア10の外周面に対してわずかな隙間を隔てて形成されている。磁性体コア10は、通常状態においては、位置決め部44のみによって支持される。一方、磁性体コア10は、振動などによる力が加わって変位した場合に、基本的には位置決め部44によって支持されるとともに、補助的に規制部43によっても支持される。
Further, the
また、本体ケース41の側壁の内側面には、基板支持部49が突出して形成されている。この基板支持部49は、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。
Further, a
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の位置決め部44は、磁性体コア10及びホール素子20を保持する。
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、磁性体コア10と、ホール素子20と、コネクタ51を含む電子基板50とを挟み込みつつ、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て保持される。
Further, the
図3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の平面図である。図3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の端子部32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、ホール素子20と、電子基板50とを挟み込みつつ、それらを一定の位置関係に保持する。磁性体コア10及びホール素子20は、本体ケース41及び蓋部材42の間に挟み込まれることにより、電流通過方向(X軸方向)における位置が、一定の位置関係に保持される。
FIG. 3 is a plan 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。
Furthermore, the
以上に示した電流検出装置1においては、磁性体コア10及びホール素子20は、ホール素子20の周囲を取り囲んで一連に形成された一つの位置決め部44の内側面及び外側面によって位置決めされる。そのため、磁性体コア10及びホール素子20の位置関係の誤差は、一つの位置決め部44の厚みの寸法公差によってのみ生じる。一般に、成形部材において、1箇所の部位の厚みの寸法公差は、離間した複数の部位相互の位置の寸法公差に比べれば十分に小さい。
In the
従って、電流検出装置1は、複数箇所の支持部によって磁性体コア10及びホール素子20の位置決めがなされる従来の電流検出装置に比べ、磁性体コア10及びホール素子20の位置決めの精度が高い。その結果、小さな磁性体コア10の採用による装置の小型化と、電流検出感度の安定化とを両立することが可能となる。
Therefore, the
また、電流検出装置1において、位置決め部44の外側の面と磁性体コア10の両端部との一方と他方とに、相互に嵌り合う突起部441と溝部13とが形成されている。そのため、磁性体コア10及び位置決め部44において、それらの位置決めの精度に大きく影響する部位が、突起部441及び溝部13を含む狭い範囲の部位に特定される。その結果、磁性体コア10及びホール素子20の位置決めの精度がより高まる。
Further, in the
また、電流検出装置1においては、相互に嵌り合う突起部441の頭頂部441aと溝部13の底部13aとが、磁性体コア10の両端部の幅方向における中心の位置に形成されている。これにより、突起部441と溝部13とが嵌り合えば、位置決め部44の内側に保持されるホール素子20の検出中心点が、高い精度で、磁性体コア10における対向する両端部の投影面の中心を結ぶ線上に位置決めされる。従って、磁性体コア10及びホール素子20は、理想の配置状態により近い状態で配置される。
Further, in the
また、電流検出装置1において、磁性体コア10及びホール素子20は、それらを電流通過方向の両側から挟み込む本体ケース41及び蓋部材42によって電流通過方向(X軸方向)における位置決めがなされ、位置決め部44によって電流通過方向に交差する方向における位置決めがなされる。その結果、磁性体コア10及びホール素子20は、高い精度で三次元方向における位置決めがなされる。
Further, in the
<応用例>
次に、図5を参照しつつ、以上に示した電流検出装置1の応用例に係る電流検出装置1Aについて説明する。この電流検出装置1Aは、図1から図4に示された電流検出装置1と比較して、位置決め部44の形状及び磁性体コア10の両端部の形状のみが異なる構成を有している。図5において、図1〜図4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>
Next, a
電流検出装置1Aにおける磁性体コア10の両端部は、平らな端面が形成されている。また、電流検出装置1Aにおける位置決め部44は、その外側の面に、磁性体コア10の端部が嵌り込む溝部442が形成されている。電流検出装置1Aにおいては、磁性体コア10の端部と位置決め部44の外側の溝部442とが相互に嵌り合うことにより、磁性体コア10は、電流通過方向(X軸方向)に交差する方向において、即ち、Y−Z平面において位置決めされる。
Flat end surfaces are formed at both ends of the
即ち、電流検出装置1Aにおいて、位置決め部44の内側の面がホール素子20の外側の面と嵌り合い、位置決め部44の溝部442と磁性体コア10の端部とが相互に嵌り合うことにより、磁性体コア10及びホール素子20は、電流通過方向(X軸方向)に交差する方向において一定の位置関係に保持される。
That is, in the
電流検出装置1Aは、電流検出装置1と比較して、磁性体コア10及び位置決め部44における位置決めの精度に大きく影響する部位の範囲が若干広い。しかしながら、電流検出装置1Aは、複数箇所の支持部によって磁性体コア10及びホール素子20の位置決めがなされる従来の電流検出装置に比べれば、磁性体コア10及びホール素子20の位置決めの精度が高い。
Compared to the
<その他>
前述した電流検出装置1は、位置決め部44に突起部441が形成され、磁性体コア10の端部に溝部13が形成された構成を有するが、位置決め部44に溝部が形成され、磁性体コア10の端部に、位置決め部44の溝部に嵌り込む突起部が形成された構成が採用されることも考えられる。
<Others>
The above-described
1,1A 電流検出装置
10 磁性体コア
11 磁性体コアの中空部
12 磁性体コアのギャップ部
13 磁性体コアの端部の溝部
20 ホール素子
21 接続端子
30 電流検出用バスバー
31 貫通部
32 端子部
32z 貫通孔
40 絶縁筐体
41 本体ケース
42 蓋部材
43 規制部
44 位置決め部
441 位置決め部の突起部
442 位置決め部の溝部
45 スリット孔
47 爪部(ロック機構)
48 枠部(ロック機構)
49 基板支持部
50 電子基板
51 コネクタ
52 電子基板の欠け部
DESCRIPTION OF
48 Frame (locking mechanism)
49
Claims (4)
両端がギャップ部を介して対向し、中空部の周囲を囲んで一連に形成された磁性体コアと、
前記磁性体コアの前記ギャップ部に配置され、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、
前記磁性体コアの前記ギャップ部に配置された前記磁電変換素子の周囲を取り囲んで一連に形成され、その内側の面が前記磁電変換素子の外側の面と嵌り合い、その外側の面が前記磁性体コアの両端部と嵌り合うことにより、前記磁性体コアと前記磁電変換素子とを一定の位置関係に位置決めする位置決め部と、を備えることを特徴とする電流検出装置。 A current detection device for detecting a current flowing in a bus bar,
A magnetic core formed by a series of both ends facing each other through a gap portion and surrounding the periphery of the hollow portion;
A magnetoelectric conversion element that is disposed in the gap portion of the magnetic core and detects a magnetic flux that changes according to a current passing through the hollow portion of the magnetic core;
It is formed in a series surrounding the periphery of the magnetoelectric conversion element disposed in the gap portion of the magnetic core, and its inner surface is fitted to the outer surface of the magnetoelectric conversion element, and the outer surface is the magnetic A current detection device comprising: a positioning portion that positions the magnetic core and the magnetoelectric conversion element in a fixed positional relationship by fitting with both end portions of the body core.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2010201728A JP2012058080A (en) | 2010-09-09 | 2010-09-09 | Current detection device |
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Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2010
- 2010-09-09 JP JP2010201728A patent/JP2012058080A/en not_active Abandoned
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