JP2013246122A

JP2013246122A - 電流センサ

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Publication number: JP2013246122A
Application number: JP2012121691A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ueno; 洋上野; Yukio Adachi; 幸雄安達
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-12-09

Abstract

【課題】インサート成形に起因するバスバの変形を抑制することができる電流センサを提供する。
【解決手段】電流センサ１は、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、コア４の挿入孔４３に挿入され、挿入方向に延びる少なくとも１つのリブ２２が挿入孔４３に応じた位置に形成されたバスバ２を備えて概略構成されている。また電流センサ１は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、コア４の挿入孔４３に挿入されてコア４に支持され、バスバ２が挿入されるバスバ挿入孔３０を有するホルダ３を備えて概略構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明の実施の形態は、電流センサに関する。

従来の技術として、複数のブスバーを、間隔をあけて配置し、全体をモールド樹脂で被覆する積層型ブスバーアッセンブリが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この積層型ブスバーアッセンブリは、インジェクション圧逃がし孔がブスバーに設けられているので、それぞれのブスバーに掛かる力を低減することができる。

特開２００７−２１５３４０号公報

近年、小型化の要請のため、ブスバーの厚みを薄くする必要がある。従来の積層型ブスバーアッセンブリでは、モールド成形の際に、積層されたブスバーがモールド樹脂から圧力を受けて変形する可能性がある。

従って、本発明の目的は、インサート成形に起因するバスバの変形を抑制することができる電流センサを提供することにある。

本発明の一態様は、コアの貫通孔に挿入され、挿入方向に延びる少なくとも１つの凸部が貫通孔に応じた位置に形成されたバスバを備えた電流センサを提供する。

本発明によれば、インサート成形に起因するバスバの変形を抑制することができる。

図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る電流センサの斜視図であり、（ｂ）は、ホルダの正面図であり、（ｃ）は、図１（ｂ）に示すI（ｃ）-I（ｃ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係るバスバの斜視図であり、（ｂ）は、図２（ａ）に示すII（ｂ）-II（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、（ｃ）は、図２（ａ）に示すII（ｃ）-II（ｃ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。図３（ａ）は、第１の実施の形態に係るコアの正面図であり、（ｂ）は、金型に納められた複数の電流センサを示す概略図である。図４（ａ）は、第２の実施の形態に係るバスバの上面図であり、（ｂ）は、ホルダの正面図であり、（ｃ）は、図４（ｂ）のIV（ｃ）-IV（ｃ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。図５（ａ）は、第３の実施の形態に係るバスバの上面図であり、（ｂ）は、図５（ａ）のV（ｂ）-V（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、（ｃ）は、図５（ａ）のV（ｃ）-V（ｃ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、（ｄ）は、ホルダの正面図であり、（ｅ）は、図５（ｄ）に示すV（ｅ）-V（ｅ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係る電流センサは、コアの貫通孔に挿入され、挿入方向に延びる少なくとも１つの凸部が貫通孔に応じた位置に形成されたバスバを備える。

[第１の実施の形態]
（電流センサ１の構成）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る電流センサの斜視図であり、（ｂ）は、ホルダの正面図であり、（ｃ）は、図１（ｂ）に示すI（ｃ）-I（ｃ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係るバスバの斜視図であり、（ｂ）は、図２（ａ）に示すII（ｂ）-II（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、（ｃ）は、図２（ａ）に示すII（ｃ）-II（ｃ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。なお、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。

電流センサ１は、一例として、車両に搭載されるセンサである。この電流センサ１は、一例として、モータに供給される電流を測定する目的で使用される。

電流センサ１は、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、コア４の貫通孔としての挿入孔４３に挿入され、挿入方向に延びる少なくとも１つの凸部としてのリブ２２が挿入孔４３に応じた位置に形成されたバスバ２を備えて概略構成されている。この挿入孔４３に応じた位置とは、バスバ２とコア４との位置決めがなされた後の挿入孔４３内の位置を示している。なお、リブ２２は、その全体が挿入孔４３内に位置しても良いし、挿入方向の挿入孔４３の長さより長いリブ２２を形成し、端部が挿入孔４３の外に出る構成であっても良い。

また電流センサ１は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、コア４の挿入孔４３に挿入されてコア４に支持され、バスバ２が挿入されるバスバ挿入孔３０を有するホルダ３を備えて概略構成されている。

（バスバ２の構成）
バスバ２は、例えば、銅、銅合金及び黄銅等の導電性を有する板部材を打ち抜いて細長い板形状となるように形成されたものである。このバスバ２の厚みは、一例として、１ｍｍ以下である。またこのバスバ２には、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、挿入方向に延びるリブ２２が形成されている。

このリブ２２は、例えば、プレス加工により形成される。リブ２２は、表面２０から裏面２１に向って凹んだ形状を有する。従ってリブ２２は、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、表面２０に谷部２２０が形成され、裏面２１に山部２２１が形成される。このリブ２２は、図２（ｂ）に示すように、断面がＶ字形状となっている。

リブ２２は、一例として、コア４の厚みに応じた長さを有している。言い換えるなら、リブ２２は、コア４の挿入孔４３に収まる長さを有している。なおリブ２２は、これに限定されず、コア４の厚みよりも長い長さであっても、また短い長さであっても良い。

なお、リブ２２の変形例として、リブ２２が複数形成されても良い。さらにリブ２２は、断面がＶ字形状となる上記の例に限定されない。

（ホルダ３の構成）
ホルダ３は、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、コア４の挿入孔４３に応じた形状を有する。つまり、ホルダ３は、角が丸くなった四角柱形状を有する。このホルダ３は、一例として、ポリプロピレン系、ポリスチレン系、ポリエチレン系、ポリアミド系、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）等の合成樹脂材料を用いて形成される。

このホルダ３には、バスバ２が挿入されるバスバ挿入孔３０が形成されている。このバスバ挿入孔３０は、バスバ２が挿入される方向に形成された貫通孔である。またバスバ挿入孔３０は、バスバ２のリブ２２の山部２２１が挿入される溝部としてのガイド３１を有している。このガイド３１は、バスバ挿入孔３０の内壁に形成されている。

（コア４の構成）
図３（ａ）は、第１の実施の形態に係るコアの正面図であり、（ｂ）は、金型に納められた複数の電流センサを示す概略図である。

このコア４は、図１（ａ）に示すように、第１の面４０から第１の面４０の反対側の面である第２の面４１まで貫通する挿入孔４３を有している。またコア４は、図３（ａ）に示すように、楕円形のリングの一部が切り取られたような形状を有している。このコア４は、一例として、板形状を有する複数の板状コアが重ねられたものである。板状コアは、例えば、パーマロイ、電磁鋼板、フェライト等の軟磁性体材料を用いて形成される。

具体的には、リングの一部が切り取られた部分の端部である第１の端面４４及び第２の端面４５は、図３（ａ）に示すように、このコア４の長径方向に形成されている。磁気センサ５は、第１の端面４４及び第２の端面４５によって囲まれる領域に配置される。

この配置は、第１の端面４４と第２の端面４５の間の磁力線と、磁気センサ５の検出面と、が実質的に直交するような位置関係となるように行われることが好ましい。磁気センサ５は、この第１の端面４４及び第２の端面４５から湧き出し、吸い込まれる磁力線に基づいて信号を出力するように構成されている。

（インサート成形について）
電流センサ１は、一例として、車両に搭載された三相モータに流れる電流を測定するために用いられる。従って電流センサは、一例として、各相に流れる電流を測定するために、３つの電流センサを一体としたものを用いる。

図３（ｂ）に示すように、電流センサ１ａ〜電流センサ１ｃは、金型６に形成された成形空間６０に配置された後、溶融樹脂が成形空間６０に流し込まれる。この溶融樹脂が冷却した後、電流センサ１ａ〜電流センサ１ｃは、一体となる。

ここで、成形空間に流し込まれた樹脂により一体とされた部分のバスバが変形すると、その変形の影響により、例えば、樹脂外部のバスバが変形する。従ってこの樹脂外部のバスバの変形により、電流センサは、組み付け性が悪くなる。しかし、本実施の形態の電流センサ１は、少なくともバスバ２が成形空間６０に流し込まれた樹脂により変形し難い形状を有している。従って電流センサ１は、インサート形成による成形圧によりバスバ２が変形し難いので、組み付け性が上記の例と比べて向上することとなる。

（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る電流センサ１は、インサート成形に起因するバスバ２の変形を抑制することができる。具体的には、電流センサ１のバスバ２は、挿入方向に延びるリブ２２が形成されているので、インサート成形によって流し込まれる樹脂からの成形圧による変形を抑制することができる。また電流センサ１は、コア４の挿入孔４３内のバスバ２の変形を抑制するので、期待される磁路がコア４に形成され易い。従って電流センサ１は、バスバ２に流れる電流の検出ばらつきが低減する。さらにホルダ３が、コア４の挿入孔４３に挿入されていることから組み付け性が向上される。

電流センサ１は、バスバ２がバスバ挿入孔３０とガイド３１とに案内されるので、バスバ２とホルダ３との位置決めが容易となる。またホルダ３は、コア４の挿入孔４３に応じた外形を有しているので、ホルダ３とコア４との位置決めの精度が高い。従ってバスバ２とコア４との位置決めの精度が、ホルダがない場合と比べて向上するので、電流の検出精度が向上する。

電流センサ１は、インサート成形の際、バスバ２とコア４の位置決めが容易であり、成形圧によるバスバ２の倒れ等が抑制されるので、金型の構造が簡単になり、製造コストを低減することができる。

電流センサ１は、リブ２２を形成するので断面積が大きくなり、リブを形成しない場合と比べて、発熱を抑制するので温度変化が少なくなり、信頼性が向上する。

電流センサ１は、ホルダ３を備えているので、バスバ２とコア４との接触を防止することができる。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、リブ２２とガイド３１の長さが第１の実施の形態と異なっている。なお、以下に示す実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。

図４（ａ）は、第２の実施の形態に係るバスバの上面図であり、（ｂ）は、ホルダの正面図であり、（ｃ）は、図４（ｂ）のIV（ｃ）-IV（ｃ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。

本実施の形態に係るバスバ２のリブ２２は、図４（ａ）及び（ｃ）に示すように、コア４の厚みよりも短い長さとなっている。言い換えるなら、図４（ｃ）に示すように、ガイド３１の挿入方向の長さが、バスバ挿入孔３０の挿入方向の長さよりも短い。また図４（ｂ）に示すように、ホルダ３のバスバ挿入孔３０は、矩形状となっている。

ガイド３１は、図４（ｃ）に示すように、ホルダ３の内壁に設けられており、バスバ挿入孔３０の長さよりも短く形成されている。従ってホルダ３は、例えば、リブ２２を有するバスバ２が挿入可能な程度に柔軟な樹脂を用いて形成されている。

ホルダ３は、バスバ２が挿入されると、リブ２２によりバスバ挿入孔３０が変形する。さらにバスバ２が挿入されると、リブ２２がホルダ３内に移動し、ガイド３１に嵌まり込む。このリブ２２がガイド３１に嵌まり込むことにより、バスバ２とホルダ３との相対位置が決定される。

（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る電流センサ１によれば、バスバ２とコア４との位置決めを容易に行うことができる。具体的には、電流センサ１は、バスバ２のリブ２２が、ホルダ３のガイド３１に嵌まり込むような構成を有しているので、ホルダ３の幅全体に渡って形成される場合と比べて、バスバ２とコア４との位置決め精度を向上させることができる。

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、リブ２２の形状が他の実施の形態と異なっている。

図５（ａ）は、第３の実施の形態に係るバスバの上面図であり、（ｂ）は、図５（ａ）のV（ｂ）-V（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、（ｃ）は、図５（ａ）のV（ｃ）-V（ｃ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、（ｄ）は、ホルダの正面図であり、（ｅ）は、図５（ｄ）に示すV（ｅ）-V（ｅ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。

本実施の形態に係るバスバ２のリブ２２は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、プレス加工によって、裏面２１に突出する凸形状となる凸部２２２を有する。従って表面２０には、凹形状となる凹部２２３が形成される。またホルダ３には、このリブ２２の形状に応じた矩形状のガイド３１が形成されている。

（第３の実施の形態の効果）
本実施の形態の電流センサ１は、リブ２２の形状を凸形状とすることにより、Ｖ字形状のリブと比べて、幅の広いリブを形成することができるので、さらに成形圧による変形を抑制することができる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１，１ａ〜１ｃ…電流センサ、２…バスバ、３…ホルダ、４…コア、５…磁気センサ、６…金型、２０…表面、２１…裏面、２２…リブ、３０…バスバ挿入孔、３１…ガイド、４０…第１の面、４１…第２の面、４２…側面、４３…挿入孔、４４…第１の端面、４５…第２の端面、４６…ギャップ、６０…成形空間、２２０…谷部、２２１…山部、２２２…凸部、２２３…凹部

Claims

コアの貫通孔に挿入され、挿入方向に延びる少なくとも１つの凸部が前記貫通孔に応じた位置に形成されたバスバを備えた電流センサ。
前記コアの前記貫通孔に挿入されて前記コアに支持され、前記バスバが挿入されるバスバ挿入孔を有するホルダを備えた請求項１に記載の電流センサ。
前記バスバ挿入孔は、前記バスバの前記凸部が挿入される溝部を有する請求項２に記載の電流センサ。
前記溝部の前記挿入方向の長さが、前記バスバ挿入孔の前記挿入方向の長さよりも短い請求項３に記載の電流センサ。