JP2014085278A - Current sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導体に流れる電流を検知する電流センサに係り、特に、導体としてのバスバーに流れる電流を検知する電流センサに関するものである。 The present invention relates to a current sensor that detects a current flowing through a conductor, and more particularly to a current sensor that detects a current flowing through a bus bar as a conductor.
従来から、自動車のバッテリの充放電電流を検知したり、ハイブリッドカーや電気自動車のバッテリとインバータとの間に流れる電流を検知するために、電流センサが用いられている。電流センサは、特開2012−63256号公報(特許文献1)に記載されているように、環状の磁性体コアと、ホール素子等の磁電変換素子とを備え、磁性体コアの周上の一部が分断されて形成されたギャップ部に磁電変換素子が配設されると共に、導体が磁性体コアに挿通された構造とされている。そして、導体に流れる電流によって生じた磁束を磁電変換素子が電圧信号に変換することによって、導体に流れる電流を検出するようになっている。 Conventionally, a current sensor has been used to detect a charging / discharging current of a battery of a car or a current flowing between a battery of a hybrid car or an electric car and an inverter. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-63256 (Patent Document 1), the current sensor includes an annular magnetic core and a magnetoelectric conversion element such as a Hall element. A magnetoelectric conversion element is disposed in a gap portion formed by dividing the portion, and a conductor is inserted through the magnetic core. The magnetic current generated by the current flowing through the conductor is converted into a voltage signal by the magnetoelectric conversion element, so that the current flowing through the conductor is detected.
ところで、磁電変換素子は、磁性体コアのギャップ内で精度良く位置決めされている必要がある。そこで、磁性体コアと磁電変換素子は、合成樹脂製のケース内に収容されることで相互に位置決めされている。そして、導体の被検出部がケース内に挿通されることで、ケース内に配設された磁性体コアに挿通されるようになっている。 By the way, the magnetoelectric conversion element needs to be accurately positioned within the gap of the magnetic core. Therefore, the magnetic core and the magnetoelectric conversion element are positioned relative to each other by being housed in a synthetic resin case. And the to-be-detected part of a conductor is penetrated in a case, and is penetrated by the magnetic body core arrange | positioned in a case.
ところが、従来構造の電流センサでは、ケース内部で熱が籠り易く、ケース内に挿通された導体に電流が流れると、ジュール熱でケース内部の温度が上昇し、磁電変換素子の検出精度を低下するおそれがあった。特に、バスバーは高電流が流されることから高温になり易く、ケース内部の温度上昇がより顕著に生じるという問題があった。 However, in a current sensor having a conventional structure, heat is easily generated inside the case, and when a current flows through a conductor inserted into the case, the temperature inside the case rises due to Joule heat, and the detection accuracy of the magnetoelectric conversion element decreases. There was a fear. In particular, the bus bar has a problem that a high current flows, so that the bus bar tends to become high temperature, and the temperature rise inside the case is more remarkable.
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、ケース内部の温度上昇を抑制して、検出精度を安定的に維持することの出来る、新規な構造の電流センサを提供することにある。 The present invention has been made in the background of the above-mentioned circumstances, and the solution is to suppress the temperature rise inside the case and to maintain the detection accuracy stably. It is to provide a sensor.
本発明の第一の態様は、周上の一部が分断されてギャップ部が形成された環状の磁性体コアと、前記ギャップ部に配設されて、前記磁性体コアに挿通されたバスバーの被検出部に流れ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がケース内に収容されている電流センサにおいて、前記バスバーの被検出部には、該被検出部の延出方向に延びる屈曲線で屈曲されて立ち上げられた立上部が形成されている一方、前記ケースには、前記立上部を含む前記被検出部の断面の全体を囲む矩形領域よりも大きな断面形状をもって延びる中空挿通孔が形成されており、前記バスバーの前記被検出部が、前記中空挿通孔に挿通されることにより、該中空挿通孔の内面と前記被検出部との間に中空部が形成されていることを、特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an annular magnetic core in which a part of the circumference is divided to form a gap portion, and a bus bar disposed in the gap portion and inserted through the magnetic core. In a current sensor in which a magnetoelectric conversion element that detects a magnetic flux that changes according to a current flowing through a detected portion is housed in a case, the detected portion of the bus bar extends in the extending direction of the detected portion. While the upright portion that is bent and raised at the bending line is formed, the case has a hollow insertion that extends with a larger cross-sectional shape than a rectangular region that surrounds the entire cross section of the detected portion including the upright portion. A hole is formed, and the detected portion of the bus bar is inserted into the hollow insertion hole, so that a hollow portion is formed between the inner surface of the hollow insertion hole and the detected portion. Is a feature.
本発明に従う構造とされた電流センサにおいては、ケースに挿通されるバスバーの被検出部に立上部が形成されていると共に、被検出部を挿通する中空挿通孔の断面が、立上部が形成された被検出部の全体を囲む矩形領域よりも大きな断面形状とされている。これにより、中空挿通孔に挿通された被検出部と、中空挿通孔の内面が、少なくとも立上部の高さ寸法だけ離隔されて、中空挿通孔の内面と被検出部との間に、中空部が形成される。そして、中空部内の空気と被検出部を接触させて、被検出部の空気との接触量を多くすることにより、被検出部の温度上昇を抑えることが出来る。その結果、ケース内部の温度上昇を抑えることが出来て、検出精度を安定的に維持することが出来る。 In the current sensor having the structure according to the present invention, the raised portion is formed in the detected portion of the bus bar that is inserted into the case, and the raised portion is formed in the cross section of the hollow insertion hole that passes through the detected portion. The cross-sectional shape is larger than the rectangular area surrounding the entire detected portion. As a result, the detected part inserted through the hollow insertion hole and the inner surface of the hollow insertion hole are separated by at least the height dimension of the upright portion, and the hollow part is formed between the inner surface of the hollow insertion hole and the detected part. Is formed. And the temperature rise of a to-be-detected part can be suppressed by making the air in a hollow part and the to-be-detected part contact, and increasing the contact amount with the air of a to-be-detected part. As a result, the temperature rise inside the case can be suppressed, and the detection accuracy can be stably maintained.
なお、中空挿通孔の断面形状は、ケース内部で変化されていても良い。また、バスバーの被検出部の具体的形状は各種の形状が採用可能であって、1つの立上部が形成されたL字形状の断面や、2つの立上部が形成されたコの字形状の断面でも良い。また、立上部を周方向に回り込ませて被検出部を筒形状に形成する等しても良い。 Note that the cross-sectional shape of the hollow insertion hole may be changed inside the case. In addition, various shapes can be adopted as the specific shape of the detected portion of the bus bar, such as an L-shaped cross section in which one upright portion is formed and a U-shaped shape in which two upright portions are formed. A cross section is also acceptable. Further, the detected portion may be formed in a cylindrical shape by turning the upright portion in the circumferential direction.
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記ケースから突出された前記バスバーの前記被検出部を前記ケースと共に収容するアウタケースを備えると共に、該アウタケースにおいて前記被検出部の延出方向の両側に位置する壁部には、該被検出部の延長上に開口する外部通気口が貫設されているものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the outer case includes an outer case that accommodates the detected portion of the bus bar protruding from the case together with the case. The wall portions located on both sides in the extending direction of the detected portion are provided with external vents that open on the extension of the detected portion.
本態様に従う構造とされた電流センサにおいては、アウタケースに貫設された外部通気口を通じて、中空挿通孔がアウタケースの外部と連通される。これにより、アウタケースの外部の空気を中空挿通孔内に取り込むと共に、中空挿通孔内の空気をアウタケースの外部に排出して、中空挿通孔内の被検出部を空冷することが出来る。その結果、ケース内部の温度上昇を低減して、検出精度をより安定的に維持することが出来る。 In the current sensor having the structure according to this aspect, the hollow insertion hole is communicated with the outside of the outer case through the external ventilation hole penetrating the outer case. Accordingly, air outside the outer case can be taken into the hollow insertion hole, and air inside the hollow insertion hole can be discharged to the outside of the outer case to cool the detected portion inside the hollow insertion hole. As a result, the temperature rise inside the case can be reduced and the detection accuracy can be maintained more stably.
本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に記載のものにおいて、前記中空挿通孔の内面にはバスバー支持リブが形成されており、前記バスバーの前記被検出部が、前記バスバー支持リブによって前記中空挿通孔の内面に対して隙間を隔てて支持されているものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, a bus bar support rib is formed on an inner surface of the hollow insertion hole, and the detected portion of the bus bar is the It is supported by the bus bar support rib with a gap from the inner surface of the hollow insertion hole.
本態様によれば、バスバーの被検出部が、中空挿通孔の内面に対して隙間を隔てて配設される。これにより、バスバーからケースへの熱の伝達を低減することが出来る。その結果、ケース内の温度上昇を抑制して、磁電変換素子の検出精度を維持することが出来る。 According to this aspect, the detected part of the bus bar is disposed with a gap with respect to the inner surface of the hollow insertion hole. Thereby, the heat transfer from the bus bar to the case can be reduced. As a result, the temperature rise in the case can be suppressed and the detection accuracy of the magnetoelectric transducer can be maintained.
本発明の第四の態様は、前記第一〜第三の何れか1つの態様に記載のものにおいて、前記ケースには前記磁性体コアに挿通されて該磁性体コアを支持する支持部が形成されていると共に、該支持部の外面にはコア支持リブが形成されており、前記磁性体コアが、前記コア支持リブによって前記支持部の外面に対して隙間を隔てて支持されているものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the support according to any one of the first to third aspects, wherein the case is formed with a support portion that is inserted through the magnetic core and supports the magnetic core. And a core support rib is formed on the outer surface of the support portion, and the magnetic core is supported by the core support rib with a gap from the outer surface of the support portion. is there.
本態様によれば、磁性体コアが、ケースの支持部に対して隙間を隔てて配設される。これにより、ケースから磁性体コアへの熱の伝達を低減することが出来る。その結果、ケース内の温度上昇を抑制して、磁電変換素子の検出精度を維持することが出来る。 According to this aspect, the magnetic core is disposed with a gap with respect to the support portion of the case. Thereby, the heat transfer from the case to the magnetic core can be reduced. As a result, the temperature rise in the case can be suppressed and the detection accuracy of the magnetoelectric transducer can be maintained.
本発明の第五の態様は、前記第一〜第四の何れか1つの態様に記載のものにおいて、前記バスバーの被検出部の断面形状が、両端部に一対の立上部を有するコの字形状とされているものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the one described in any one of the first to fourth aspects, the cross-sectional shape of the detected part of the bus bar has a pair of upright portions at both ends. It is a shape.
本態様によれば、被検出部の両側に立上部を形成することによって、被検出部の表面積と通電断面積をより大きくすることが出来る。その結果、被検出部の温度上昇をより有効に抑制することが出来る。 According to this aspect, the surface area and the current-carrying cross-sectional area of the detected part can be further increased by forming the raised portions on both sides of the detected part. As a result, the temperature rise of the detected part can be more effectively suppressed.
本発明の電流センサにおいては、バスバーの被検出部に立上部を形成すると共に、被検出部を挿通する中空挿通孔を、立上部を含む被検出部の断面の全体を囲む矩形領域よりも大きな断面積をもって形成した。これにより、中空挿通孔の内面と被検出部との間に中空部を形成することが出来、被検出部を中空部内の空気と接触させて、被検出部の温度上昇を低減することが出来る。その結果、ケース内部の温度上昇を抑制して、磁電変換素子への熱影響を低減することが出来、検出精度を安定的に維持することが出来る。 In the current sensor of the present invention, the raised portion is formed in the detected portion of the bus bar, and the hollow insertion hole through which the detected portion is inserted is larger than the rectangular region surrounding the entire cross section of the detected portion including the raised portion. It was formed with a cross-sectional area. Thereby, a hollow part can be formed between the inner surface of the hollow insertion hole and the detected part, and the detected part can be brought into contact with the air in the hollow part to reduce the temperature rise of the detected part. . As a result, the temperature rise inside the case can be suppressed, the thermal effect on the magnetoelectric conversion element can be reduced, and the detection accuracy can be stably maintained.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、図1に、本発明の一実施形態としての電流センサ10が設けられた電気接続箱11の要部を示す。電流センサ10は、図2に示すように、センサ本体12が、電気接続箱11のアッパケース13とロアケース14の間に収容された構造とされており、電気接続箱11のアッパケース13とロアケース14をアウタケースとして含んで構成されている。なお、図1、図2および後述する図9〜図14においては、後述するバスバー15の一部を省略して図示している。
First, FIG. 1 shows a main part of an
図3および図4に示すように、センサ本体12は、バスバー15にコア組立体16が組み付けられた構造とされている。バスバー15は、図5に示すように、打ち抜き加工された金属板が曲げ加工等されることによって形成された一体成形品とされている。バスバー15の形状は、要求される電気回路の配索形状等に応じて任意の形状が設定され得る。本実施形態におけるバスバー15には、一定の幅寸法(図5中、上下方向寸法)をもって延びる被検出部17が形成されている。被検出部17には、幅方向(図5中、上下方向)の両端縁部において被検出部17の延出方向に延びる屈曲線18,18で折り曲げられて垂直に立ち上げられた一対の立上部20,20が形成されている。なお、立上部20,20の高さ寸法は、後述する磁性体コア34のギャップ部42に挿通可能な高さに設定される。これにより、被検出部17は、コの字の断面形状をもって延出されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
バスバー15における被検出部17の両側からは導電路22a,22bが延出されており、導電路22a,22bの延出端部に、接続部24a,24bがそれぞれ形成されている。導電路22aにおける被検出部17との接続部分には、被検出部17に対して垂直に屈曲する屈曲部26a(図4等参照)が形成されている。更に、導電路22aにおいて屈曲部26aから接続部24a側には、被検出部17よりも大きな幅寸法(図5中、上下方向寸法)を有する幅広部28aが形成されている。また、接続部24aは、中央にボルト孔30が貫設された平板形状とされている。接続部24aには、例えば、バッテリからのワイヤハーネスの端末に設けられた図示しない接続端子が、ボルト孔30を用いてボルト固定される。一方、導電路22bにおける被検出部17との接続部分にも、屈曲部26aと同様の屈曲部26b(図4等参照)が形成されている。更に、導電路22bにおける屈曲部26bから接続部24b側には、被検出部17よりも大きな幅寸法(図5中、上下方向寸法)を有する幅広部28bが形成されている。なお、幅広部28bには位置決め孔32が貫設されている。また、導電路22bは、被検出部17の延出方向(図5中、左右方向)と直交する方向に延出されており、その延出端部に、垂直に立ち上げられた平板形状の接続部24bが形成されている。接続部24bにはボルト孔30が貫設されており、例えば電気部品と接続するワイヤハーネスの端末に設けられた図示しない接続端子がボルト固定される。このように、被検出部17から連続する導電路22a,22bは、被検出部17に対して屈曲する屈曲部26a,26bや、被検出部17よりも幅寸法が大きな幅広部28a,28bが形成されており、被検出部17の延出方向(図5中、左右方向)の投影視において、後述するケース40の開口部76a,76bよりも大きくされている。従って、バスバー15は、被検出部17の延出方向で、開口部76a,76bに挿通することが不可能な大きさを有している。
このようなバスバー15の被検出部17に、コア組立体16が組み付けられる。図4に示したように、コア組立体16は、磁性体コア34と、磁電変換素子としてのホール素子36を備えた回路基板38と、磁性体コア34および回路基板38が組み付けられるケース40とを含んで構成されている。
The
磁性体コア34は、フェライトやケイ素鋼等から形成されている。磁性体コア34は、全体として円環形状とされている。磁性体コア34には、周上の一部が分断されたギャップ部42が形成されている。
The
ホール素子36は、磁界の強さを電圧信号に変換することの出来る磁電変換素子の一例である。ホール素子36には、電力の入力用および検出信号の出力用の複数の接続端子44が突設されている。
The
ホール素子36は、接続端子44において回路基板38に実装される。回路基板38には、ホール素子36に電力を供給する回路、ホール素子36から出力される磁束の検出信号を増幅する回路や、コネクタ46等が実装されている。コネクタ46は、ボルト48で回路基板38に固定されて、回路基板38に設けられた回路を介してホール素子36と電気的に接続されている。これにより、コア組立体16は、コネクタ46に接続される図示しない電線を通じて、電流検出信号を電子制御ユニット等の外部の回路に出力することが可能とされている。
The
ケース40は、一方のケース分割体50と、他方のケース分割体52が相互に組み合わされて形成されている。図6および図7に、一方のケース分割体50を示す。一方のケース分割体50は、合成樹脂から形成された一体成形品とされている。一方のケース分割体50は、磁性体コア34の外径寸法と略等しい大きさの円板が所定の弦で切断された部分円板形状を有する円板部54から、略円柱形状の支持部56が突出された形状とされている。支持部56は、磁性体コア34の内周面よりも僅かに小さな径寸法を有する略円柱形状とされて、円板部54と同一中心軸上に形成されている。支持部56の円板部54からの突出寸法は、磁性体コア34の軸方向寸法よりも僅かに大きくされている。支持部56の外面には、周方向の適当な位置に、支持部56の軸方向に延びる複数のコア支持リブ58が形成されている。コア支持リブ58は、好適には、支持部56の周方向で等間隔に形成され、本実施形態においては、4つのコア支持リブ58が、支持部56の周方向で1/4周毎に形成されている。
The
また、一方のケース分割体50には、支持部56から支持部56の径方向外方に突出する基板取付部60が形成されている。基板取付部60は、支持部56から円板部54の径方向に突出して円板部54の外方にまで突出されると共に、その突出先端部において、支持部56の軸方向の両側に突出されている。基板取付部60の幅寸法(図7中、左右方向寸法)は、磁性体コア34のギャップ部42よりも僅かに小さくされている。基板取付部60の中央部分には、一方のケース分割体50の外側に開口する凹形状の素子収容部62が形成されている。基板取付部60において素子収容部62を挟む両側には、ボルト孔64が設けられたボルト固定部66が形成されている。
Further, one
さらに、一方のケース分割体50の中央部分には、中空挿通孔68が貫設されている。中空挿通孔68は、矩形断面をもって支持部56の軸方向に延出されている。図7に併せ示すように、中空挿通孔68の矩形の断面は、長辺方向の寸法:Lがバスバー15の被検出部17の幅寸法:wよりも大きく、短辺方向の寸法:Hが被検出部17の立上部20の縦寸法:hよりも大きな矩形状とされている。これにより、中空挿通孔68の断面は、被検出部17の断面の全体を囲む矩形領域:Sよりも大きな断面形状とされている。
Further, a
なお、中空挿通孔68は、長辺方向の一方(図7中、右方)が、円板部54における直線状端縁部70に開放されており、三方が内面72に囲まれている。中空挿通孔68の内面72には、周方向の適当な位置に、中空挿通孔68の延出方向に延びる複数のバスバー支持リブ74が形成されている。
The
このような中空挿通孔68が支持部56から円板部54を貫通することにより、一方のケース分割体50には、開口部76aが形成されている。これにより、開口部76aは、矩形状をもって円板部54上に開口すると共に、直線状端縁部70側に開口する切欠形状とされている。開口部76aの切欠は、一方のケース分割体50の被検出部17への組み付け状態で、被検出部17の延出方向(図5中、左右方向)と直交する方向に開口されている。
Such a
また、支持部56の内部において、中空挿通孔68を挟む両側には、円板部54および支持部56を貫通するロック挿通孔78,78が形成されている。更に、支持部56の外周縁部には、一対の位置決め凹部80,80が形成されている。位置決め凹部80,80は、支持部56の径方向で対向する位置に形成されている。
Further, inside the
一方、図8に、他方のケース分割体52を示す。他方のケース分割体52は、合成樹脂から形成された一体成形品とされている。他方のケース分割体52は、一方のケース分割体50の円板部54と略等しい大きさの円板が、互いに直交する2方向の弦で切断された部分円板形状を有する円板部82を有している。円板部82の中央部分には、一方のケース分割体50における支持部56の突出端面の外形と略等しい凹形状の嵌合凹所84が形成されている。
On the other hand, the other
他方のケース分割体52の円板部82には、開口部76bが貫設されている。開口部76bは、一方のケース分割体50の開口部76aと等しい大きさの矩形状とされている。開口部76bは、円板部82の直線状端縁部86に開口する切欠形状とされている。円板部82の直線状端縁部86は、一方のケース分割体50と他方のケース分割体52の組付状態において、一方のケース分割体50における直線状端縁部70の反対側に形成されている。従って、開口部76bの切欠は、他方のケース分割体52の被検出部17への組み付け状態で、被検出部17の延出方向と直交する方向に開口されていると共に、被検出部17の延出方向と直交する方向で、一方のケース分割体50の開口部76aと反対方向に開口されている。
The
また、円板部82において、一方のケース分割体50のロック挿通孔78,78と対応する位置には、ロック片88,88がそれぞれ形成されている。ロック片88は、円板部82から一方のケース分割体50側に突出する突片形状とされており、円板部82からの突出先端部には、係止爪90が形成されている。更に、円板部82において、一方のケース分割体50の位置決め凹部80,80と対応する位置には、円板部82から一方のケース分割体50側に突出する位置決めボス92,92がそれぞれ形成されている。
In the
図4に示したように、磁性体コア34、回路基板38、ケース40を含んで構成されるコア組立体16は、以下のようにしてバスバー15に組み付けられる。先ず、バスバー15の被検出部17を、磁性体コア34のギャップ部42を通じて、磁性体コア34に挿通する。なお、被検出部17は、幅寸法:w(図7参照)はギャップ部42よりも大きいが、立上部20を含む高さ寸法:h(図7参照)がギャップ部42よりも小さくされていることから、立上部20側からギャップ部42に差し込むことで、磁性体コア34内に挿通することが出来る。
As shown in FIG. 4, the
次に、一方のケース分割体50を、直線状端縁部70側から被検出部17に接近させて、被検出部17の延出方向に直交する方向から、切欠形状とされた開口部76aおよび中空挿通孔68に被検出部17を挿入することにより、被検出部17を開口部76aおよび中空挿通孔68に挿通する。そして、磁性体コア34のギャップ部42を、一方のケース分割体50の基板取付部60に位置合わせした状態で、支持部56を磁性体コア34に挿通する。支持部56は、コア支持リブ58が磁性体コア34の内周面に接触されつつ磁性体コア34に挿通される。これにより、磁性体コア34が支持部56で支持されて、ギャップ部42内に基板取付部60を挿入した状態で、一方のケース分割体50に組み付けられる。
Next, one
続いて、他方のケース分割体52を、被検出部17の延出方向に直交する方向で、一方のケース分割体50の反対側から被検出部17に接近させて、切欠形状とされた開口部76bに被検出部17を挿入することにより、被検出部17を開口部76bに挿通する。そして、他方のケース分割体52のロック片88,88を一方のケース分割体50のロック挿通孔78,78に挿入すると共に、位置決めボス92,92を位置決め凹部80,80に嵌合することで位置合わせして、係止爪90,90をロック挿通孔78,78の内部に形成された段差面と係合させる。これにより、図3に示したように、一方のケース分割体50と他方のケース分割体52が、被検出部17の延出方向で磁性体コア34を両側から挟んで相互に組み付けられると共に、一方のケース分割体50と他方のケース分割体52で構成されたケース40内に、磁性体コア34が収容される。なお、磁性体コア34に挿通された一方のケース分割体50の支持部56は、磁性体コア34から僅かに突出されて、他方のケース分割体52の嵌合凹所84に嵌め入れられる。そして、バスバー15の被検出部17が、ケース40の開口部76a,76bを通じてケース40内に挿通されて、磁性体コア34に挿通されると共に、被検出部17の延出方向の両端部が、開口部76a,76bからケース40の外部に突出される。また、図9に示すように、中空挿通孔68が、被検出部17の断面形状の全体を囲む矩形断面とされていることから、被検出部17が中空挿通孔68に挿通されることにより、中空挿通孔68の内面72と被検出部17との間に、中空部94が形成される。一方のケース分割体50の開口部76aと、他方のケース分割体52の開口部76bが互いに反対方向に開口されており、一方のケース分割体50と他方のケース分割体52で被検出部17を両側から挟むことにより、ケース40の被検出部17からの抜けを防止することが出来る。また、図10に示すように、一方のケース分割体50と他方のケース分割体52で、磁性体コア34を軸方向(図10の左右方向)の両側から挟むことにより、磁性体コア34を安定的に保持することが出来る。
Subsequently, the other case divided
そして、一方のケース分割体50の素子収容部62にホール素子36を挿し込んだ後に、予めコネクタ46が実装された回路基板38を基板取付部60に重ね合わせて、ホール素子36の接続端子44を回路基板38のスルーホールに挿通した状態で、ボルト95,95で基板取付部60に固定する。その後、ホール素子36の接続端子44を回路基板38に半田付けする。ホール素子36の回路基板38への半田付けを、ホール素子36を素子収容部62に挿し込んだ後に行うことにより、ホール素子36が素子収容部62の底面に押し付けられた状態で固定されることを回避することが出来る。これにより、ホール素子36がケース40の素子収容部62に収容されて、磁性体コア34のギャップ部42内に配設される。以上のようにして、図3および図9〜図11に示すように、コア組立体16が組み立てられると共に、バスバー15の被検出部17がケース40の開口部76a,76bおよび磁性体コア34に挿通されて、センサ本体12が組み立てられる。
Then, after the
図2に示したように、このようなセンサ本体12は、電気接続箱11のアッパケース13とロアケース14の間に収容される。アッパケース13は、合成樹脂から形成されている。アッパケース13には、センサ収容部96が形成されている。センサ収容部96は、中空の略矩形箱体形状とされている。センサ収容部96の外壁98aには、コネクタ挿通孔100が貫設されている。また、外壁98aの両側に位置して互いに対向する外壁98b,98cには、外部通気口102,102がそれぞれ貫設されている。外部通気口102,102は、センサ本体12の開口部76a,76bと略等しい大きさの矩形の貫通孔とされており、外壁98bと外壁98cの対向方向で、同一直線上に形成されている。なお、アッパケース13には、ロアケース14に向けて突出する複数の支持突部104が適宜の位置に形成されている。
As shown in FIG. 2, the sensor
一方、ロアケース14は、合成樹脂から形成されている。ロアケース14には、保護突壁106が立設されている。また、後述する図13に示されているように、保護突壁106の裏側(図13中、右側)には、コア組立体16の磁性体コア34に沿う曲率をもって延びる支持湾曲面108が形成されている。更に、支持湾曲面108における保護突壁106と反対側の端縁部の両側には、一対の位置決め突起110,110(図2には一方のみ図示)が突設されている。
On the other hand, the
そして、ロアケース14の支持湾曲面108に、センサ本体12のコア組立体16が載置されて、センサ本体12にアッパケース13が被せられることにより、図1および図12に示すように、コア組立体16およびバスバー15の被検出部17が、アッパケース13のセンサ収容部96に収容されて、アッパケース13およびロアケース14を含んで、電流センサ10が形成される。なお、図13および図14に示すように、コア組立体16は、磁性体コア34に沿う支持湾曲面108に載置されると共に、一対の位置決め突起110,110で両側から挟まれてロアケース14上に配設される。また、センサ本体12にアッパケース13が被せられることにより、アッパケース13の支持突部104aが、バスバー15の位置決め孔32に挿通されて、センサ本体12がアッパケース13に対して位置決めされる(図1参照)。そして、センサ本体12のコネクタ46が、コネクタ挿通孔100を通じて、アッパケース13の外部に突出される。
Then, the
また、センサ本体12にアッパケース13が被せられることにより、図14に示すように、コア組立体16から突出されたバスバー15の被検出部17の延出方向(図14中、左右方向)の両側に、センサ収容部96の外壁98b,98cが配設される。そして、外壁98b,98cの外部通気口102,102が、被検出部17の延長線上に位置されて、被検出部17の延長方向(図14中、左右方向)に開口される。なお、外壁98b,98cは、被検出部17の直近に位置されており、本実施形態においては、外壁98b,98cが被検出部17の端縁部112,112と重ね合わされて、外部通気口102,102に被検出部17の端縁部112,112が位置されている。
Further, as the
このような電流センサ10は、バスバー15の被検出部17に電流が流れることで発生した磁束が磁性体コア34に集束されることにより、ギャップ部42内に磁界が発生する。そして、被検出部17に流れる電流に応じて変化するギャップ部42内の磁界の強さを、ギャップ部42内に配設されたホール素子36で検出して電圧信号に変換することによって、被検出部17に流れる電流の大きさを検出することが出来る。ホール素子36で発生された電圧信号は、回路基板38に設けられた図示しない増幅回路で増幅される等して、コネクタ46を通じて、例えば電子制御ユニット等の制御装置に伝達される。
In such a
本実施形態に従う構造とされた電流センサ10によれば、バスバー15の被検出部17に立上部20,20を形成すると共に、被検出部17が挿通される中空挿通孔68を、立上部20,20を含む被検出部17の断面の全体を囲む矩形領域よりも大きな断面形状をもって形成して、中空挿通孔68と被検出部17との間に、中空部94を形成するようにした。これにより、中空挿通孔68内の空間をより大きく確保して、中空部94内の空気と被検出部17を接触させることにより、被検出部17の発熱を抑えることが出来る。その結果、ケース40内の温度上昇を抑制して、ホール素子36の検出精度をより安定的に確保することが出来る。また、被検出部17に立上部20,20が形成されて、被検出部17の表面積および断面積が大きくされることからも、被検出部17の発熱を軽減することが出来る。
According to the
さらに、本実施形態においては、センサ本体12を収容するアウタケースとしてのアッパケース13に、被検出部17の延長上に開口する外部通気口102,102が形成されている。これにより、外部通気口102,102を通じて中空挿通孔68がアッパケース13の外部に連通されており、アッパケース13の外部の空気を中空挿通孔68内に取り入れると共に、中空挿通孔68内の空気をアッパケース13の外部に排出することが出来る。その結果、被検出部17を空冷することが可能とされており、より優れた発熱抑制効果を得ることが出来る。特に本実施形態においては、外部通気口102,102が被検出部17の端縁部112の直近に位置されていることから、被検出部17をアッパケース13の外部の大気と効果的に接触させることが出来る。
Further, in the present embodiment,
また、図13に示したように、中空挿通孔68の内面72にバスバー支持リブ74が形成されて、被検出部17がバスバー支持リブ74で支持されることにより、内面72に対して隙間を隔てて配設されている。これにより、被検出部17からケース40への熱伝達を軽減することが出来て、ホール素子36への熱影響をより低減することが出来る。更に、支持部56の外面にコア支持リブ58が形成されて、磁性体コア34がコア支持リブ58で支持されることにより、支持部56に対して隙間を隔てて配設されている。これにより、ケース40から磁性体コア34への熱伝達も軽減することが出来て、ホール素子36への熱影響を更に低減することが出来る。
Further, as shown in FIG. 13, the bus
更にまた、本実施形態の電流センサ10は、センサ本体12のケース40を構成する一方のケース分割体50と他方のケース分割体52の開口部76a,76bがそれぞれ切欠形状とされている。これにより、両ケース分割体50,52をバスバー15の被検出部17に対して横方向(被検出部17の延出方向に直交する方向で、図14中の左右方向)から組み付けることが出来る。そして、磁性体コア34のギャップ部42を通じて被検出部17を磁性体コア34に挿通することにより、被検出部17を、ケース40の開口部76a,76bおよび磁性体コア34に挿通することが出来る。従って、被検出部17以外の部位において屈曲部26a,26bや幅広部28a,28bを有し、貫通孔形状の開口部では被検出部17を挿通することが困難な複雑形状のバスバー15でも、コア組立体16を被検出部17に組み付けることが可能とされている。
Furthermore, in the
そして、バスバー15に、電線の接続端子等と接続する接続部24a,24bが一体形成されていることから、従来構造の電流センサのように、ケースから突出されたバスバーを、他のバスバーと接続することが不要とされる。従って、バスバー同士の接触抵抗に起因する発熱の問題を回避することも出来て、被検出部17の温度上昇をより効果的に抑えることが出来る。加えて、バスバー15の全体寸法も大きくされて、熱が広範囲に分散されることからも、被検出部17の温度上昇を抑えることが出来る。また、バスバー15に接続部24a,24bが一体形成されていることから、被検出部17を他のバスバーと接続する作業も不要になると共に、接触抵抗を管理するために被検出部17と他のバスバーとの接触圧を管理することも不要となり、製造工数の削減を図ることも出来る。
And since the
なお、本実施形態における電流センサ10は、アッパケース13とロアケース14を、センサ本体12とバスバー15の被検出部17を収容するアウタケースとして含んで構成されているが、本発明の電流センサは、アウタケースを備えず、本実施形態におけるセンサ本体12のみから構成されたものでも良い。そのような電流センサにおいても、前述のように、被検出部17の立上部20,20と、中空挿通孔68内の中空部94によって、被検出部17の発熱を抑えることが出来、検出精度を安定的に確保することが出来る。
The
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、バスバーの被検出部は、幅方向の一方のみに立上部が形成されたL字状断面とされても良いし、立上部が回り込まされて形成された筒形状とされる等しても良い。そして、中空挿通孔の断面形状は、必ずしも矩形状に限定されることはなく、例えば台形状やその他多角形状等でも良い。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited by the specific description. For example, the detected portion of the bus bar may have an L-shaped cross section in which an upright portion is formed only on one side in the width direction, or may have a cylindrical shape in which the upright portion is formed. good. The cross-sectional shape of the hollow insertion hole is not necessarily limited to a rectangular shape, and may be, for example, a trapezoidal shape or other polygonal shapes.
また、前述のように、アウタケースは必ずしも必要ではないが、アウタケースは、前記実施形態の如き電気接続箱のケースに限定されることはなく、バスバーの被検出部を収容するアウタケースを個別に形成して、任意の場所に取り付け可能な電流センサを構成しても良い。更に、前記実施形態においては、ホール素子36を備えた回路基板38が、ケース40の外部に配設されて、アウタケースとしてのアッパケース13で覆われる構造とされていたが、アウタケースを備えない場合には、回路基板38をケース40内に収容するようにしても良い。
Further, as described above, the outer case is not necessarily required, but the outer case is not limited to the case of the electrical junction box as in the above embodiment, and the outer case that accommodates the detected portion of the bus bar is individually provided. A current sensor that can be attached to any place may be formed. Further, in the above-described embodiment, the
更にまた、前記実施形態においては、特定形状のケース40を採用することにより、電線への接続部24a,24bが被検出部17に一体形成された大型のバスバー15にコア組立体16が組み付け可能とされていたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、特許文献1に示されているような、バスバーの被検出部の延出方向の両側から相互に組み合わされるケース構造の電流センサにも適用可能であるし、磁性体コアおよびケースに挿通されるバスバーの被検出部のみが個別に形成されて、他のバスバー等と接続される電流センサにも適用可能である。また、磁性体コアの形状は、円環形状に限定されず、矩形の環形状等でも良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
10:電流センサ、11:電気接続箱、12:センサ本体、13:アッパケース(アウタケース)、14:ロアケース(アウタケース)、15:バスバー、16:コア組立体、17:被検出部、18:屈曲線、20:立上部、34:磁性体コア、36:ホール素子(磁電変換素子)、40:ケース、42:ギャップ部、50:一方のケース分割体、52:他方のケース分割体、58:コア支持リブ、68:中空挿通孔、72:内面、74:バスバー支持リブ、76a,b:開口部、94:中空部、96:センサ収容部、98a〜c:外壁、102:外部通気口 10: current sensor, 11: electrical junction box, 12: sensor body, 13: upper case (outer case), 14: lower case (outer case), 15: bus bar, 16: core assembly, 17: detected part, 18 : Bending line, 20: upright part, 34: magnetic core, 36: Hall element (magnetoelectric conversion element), 40: case, 42: gap part, 50: one case division, 52: other case division, 58: Core support rib, 68: Hollow insertion hole, 72: Inner surface, 74: Busbar support rib, 76a, b: Opening part, 94: Hollow part, 96: Sensor accommodating part, 98a-c: Outer wall, 102: External ventilation mouth
Claims (5)
電流センサにおいて、
前記バスバーの被検出部には、該被検出部の延出方向に延びる屈曲線で屈曲されて立ち上げられた立上部が形成されている一方、
前記ケースには、前記立上部を含む前記被検出部の断面の全体を囲む矩形領域よりも大きな断面形状をもって延びる中空挿通孔が形成されており、
前記バスバーの前記被検出部が、前記中空挿通孔に挿通されることにより、該中空挿通孔の内面と前記被検出部との間に中空部が形成されている
ことを特徴とする電流センサ。 An annular magnetic core in which a part of the circumference is divided to form a gap portion, and a current that is arranged in the gap portion and flows through a detected portion of a bus bar that is inserted through the magnetic core. In a current sensor in which a magnetoelectric conversion element for detecting a changing magnetic flux is housed in a case,
The detected portion of the bus bar is formed with a raised portion that is bent and raised by a bending line extending in the extending direction of the detected portion,
In the case, a hollow insertion hole extending with a larger cross-sectional shape than a rectangular region surrounding the entire cross section of the detected portion including the upright portion is formed,
The current sensor, wherein the detected portion of the bus bar is inserted into the hollow insertion hole, so that a hollow portion is formed between the inner surface of the hollow insertion hole and the detected portion.
該アウタケースにおいて前記被検出部の延出方向の両側に位置する壁部には、該被検出部の延長上に開口する外部通気口が貫設されている
請求項1に記載の電流センサ。 An outer case that houses the detected portion of the bus bar protruding from the case together with the case;
2. The current sensor according to claim 1, wherein in the outer case, an external vent opening that opens on an extension of the detected portion is provided in a wall portion positioned on both sides in the extending direction of the detected portion.
請求項1又は2に記載の電流センサ。 A bus bar support rib is formed on the inner surface of the hollow insertion hole, and the detected portion of the bus bar is supported by the bus bar support rib with a gap from the inner surface of the hollow insertion hole. The current sensor according to 1 or 2.
請求項1〜3の何れか1項に記載の電流センサ。 The case is formed with a support portion that is inserted through the magnetic core and supports the magnetic core, and a core support rib is formed on the outer surface of the support portion, and the magnetic core is The current sensor according to claim 1, wherein the current sensor is supported by the core support rib with a gap from the outer surface of the support portion.
請求項1〜4の何れか1項に記載の電流センサ。 The current sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein a cross-sectional shape of the detected portion of the bus bar is a U-shape having a pair of upright portions at both end portions.
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JP2012235814A JP2014085278A (en) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | Current sensor |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101757725B1 (en) | 2016-03-10 | 2017-07-13 | 주식회사 나래아이오티연구소 | Fault current sensing apparatus using hall sensor and arc fire sensing system for smart phone adopting it |
WO2024034163A1 (en) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | アルプスアルパイン株式会社 | Current sensor and current control system |
-
2012
- 2012-10-25 JP JP2012235814A patent/JP2014085278A/en active Pending
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