JP2015083950A - 電流検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で組立後の検出素子のキャリブレーションを正確且つ容易に行う。【解決手段】電流検出装置は、バスバーが装着されるハウジングと、バスバーに発生する磁束を検出する検出素子及びこの検出素子が実装された基板を有し、検出素子がバスバーの近傍に配置されるようにハウジングに装着された実装基板と、バスバー及び実装基板を挟んで対向配置され、ハウジングに装着された第１及び第２の磁気シールド板と、ハウジングに対してバスバーの主面に重なるように挿脱されて第１の磁気シールド板をハウジングに固定するための保持部材とを備える。実装基板は、キャリブレーション用接続部を有し、ハウジングは、キャリブレーション用接続部を外部に露出させる開口部を有し、保持部材は、半固定状態では開口部を開口させたまま第１の磁気シールド板を正規の位置に固定し、全固定状態では開口部を閉塞する。【選択図】図１

Description

この発明は、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。

従来より、電気自動車等のバッテリーに接続されたハーネスに流れる電流から発生する磁束を検出することで、バッテリーと各種補機等との間を流れる電流値を検出するための電流検出装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。この電流検出装置は、例えば検出素子の実装基板を検出素子とバスバーが対向するようにハウジングに設置した上で、検出素子及びバスバーを内包するように磁気シールドが配置された構造を備えている。

磁気シールドのハウジングへの固定は、例えばバスバーの上側に位置する固定台に設けられた凸部を、磁気シールドに設けられた孔に嵌め込んだ上で、この凸部の先端を熱溶融させて磁気シールドに熱カシメすることで行われている。

特開２０１０−２２３８６８号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術の電流検出装置では、磁気シールドを熱カシメによりハウジングに固定して正規の組立位置に収める構造のため、装置の完全組立前に検出素子のキャリブレーションを行ってから各部を正式に組み立てる必要があり、キャリブレーション実施時と完全組立時とで各部の組立位置精度等に狂いが生じた場合に検出性能が低下してしまうおそれがある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、簡単な構成で組立後の検出素子のキャリブレーションを正確且つ容易に行うことができる電流検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電流検出装置は、バスバーが装着されるハウジングと、前記バスバーに電流が流れることにより発生する磁束を検出する検出素子及びこの検出素子が実装された基板を有し、前記検出素子が前記バスバーの近傍に配置されるように前記ハウジングに装着された実装基板と、前記バスバー及び前記実装基板を挟んで対向配置され、前記ハウジングに装着された第１及び第２の磁気シールド板と、前記ハウジングに対して前記バスバーの主面に重なるように挿脱されて前記第１の磁気シールド板を前記ハウジングに固定するための保持部材とを備え、前記実装基板は、キャリブレーション用接続部を有し、前記ハウジングは、前記バスバー、前記実装基板、前記第１及び第２のシールド板がそれぞれ装着された状態で前記キャリブレーション用接続部を外部に露出させる開口部を有し、前記保持部材は、前記ハウジングに対して挿脱方向の位置に応じて半固定状態と全固定状態とを取り得、前記半固定状態では前記開口部を開口させたまま前記第１の磁気シールド板を正規の位置に固定し、前記全固定状態では前記開口部を閉塞することを特徴とする。

本発明に係る電流検出装置によれば、ハウジングが実装基板のキャリブレーション用接続部を外部に露出させる開口部を有し、ハウジングに第１の磁気シールド板を固定するための保持部材がハウジングに対して半固定状態と全固定状態とを取り得ると共に、半固定状態では開口部を開口させたまま第１の磁気シールド板を正規の位置に固定し、全固定状態では開口部を閉塞する。このため、半固定状態の保持部材を除くバスバー、実装基板、第１及び第２の磁気シールド板をハウジングに装着して正規の位置に組み立てた状態において、実際の装置の使用時と同じ条件下で検出素子のキャリブレーションを行うことができると共に、完全組立状態のときには保持部材が全固定状態となってハウジングの開口部が閉塞されるので、キャリブレーション用接続部における短絡等の不具合を確実に防止することができる。これにより、簡単な構成で組立後の検出素子のキャリブレーションを正確且つ容易に行うことができる。

本発明の一実施形態においては、前記実装基板は、前記キャリブレーション用接続部に隣接する位置に端子接続部を有し、前記ハウジングは、前記開口部に隣接する位置に前記端子接続部を外部機器と接続するコネクタ部を有する。

本発明の他の実施形態においては、前記ハウジングは、前記バスバーが挿入されて、前記バスバーの一部が収容されるバスバー収容部と、前記バスバー収容部の一方の側に設けられて前記実装基板及び前記第２の磁気シールド板が装着される基板装着部と、前記バスバー収容部の他方の側に前記バスバー収容部と平行に形成されて前記第１の磁気シールド板と前記保持部材とが収容される保持部材収容部とを有する。

本発明によれば、簡単な構成で組立後の検出素子のキャリブレーションを正確且つ容易に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る電流検出装置を示す分解斜視図である。 同電流検出装置の上面図である。 図２のＡ−Ａ’断面図である。 図２のＢ−Ｂ’断面図である。 図２のＣ−Ｃ’断面図である。 同電流検出装置の組立ての様子を示す図である。 同電流検出装置におけるカバーの半固定状態を示す断面図である。

以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る電流検出装置を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電流検出装置を示す分解斜視図、図２は同上面図である。図３は図２のＡ−Ａ’断面図、図４は図２のＢ−Ｂ’断面図、図５は図２のＣ−Ｃ’断面図である。図６は、電流検出装置の組立ての様子を示す図である。図７は、電流検出装置におけるカバーの半固定状態を示す断面図である。

図１〜図５に示すように、本実施形態に係る電流検出装置１は、例えば自動車等の車両内に設置されるものであり、ハウジング１０と、実装基板２０と、バスバー３０と、第１及び第２の磁気シールド板としての複数の磁気シールド板３８，３９とを備えて構成されている。また、電流検出装置１は、ハウジング１０に装着される保持部材４０及びカバー５０を備えている。

ハウジング１０は、非磁性及び非導電性の合成樹脂等を一体成形した樹脂成形部材からなる。ハウジング１０は、矩形状の本体部にバスバー３０が挿入されて、このバスバー３０の一部（中央部）が収容される貫通孔状のバスバー収容部１１と、バスバー収容部１１の一方の側（例えば、図３〜図５中下方側）に設けられて、実装基板２０及び磁気シールド板３９が装着される基板装着部１２と、バスバー収容部１１の他方の側（例えば、図３〜図５中上方側）にバスバー収容部１１と平行に形成されて、磁気シールド板３８と保持部材４０とが収容される保持部材収容部１３とを備える。

実装基板２０は、ハウジング１０のバスバー収容部１１に装着されたバスバー３０の一方の接続孔３７に接続されたバッテリー等の電源（図示せず）から、他方の接続孔３７に取り付けられた補機（図示せず）等に対して電流を流すことで、バスバー３０に電流が流れることにより発生する磁束を検出するホール素子等の検出素子２１と、この検出素子２１が実装された基板本体２２とを有する。

実装基板２０は、検出素子２１がバスバー３０の近傍に配置されるように、すなわち図示の例ではバスバー３０の直下に配置されるように、基板本体２２及び磁気シールド板３９と共にハウジング１０の基板装着部１２に装着されている。また、実装基板２０の基板本体２２には、図５に示すように、検出素子２１の実装側に形成されて検出素子２１のキャリブレーションを行う際に検査装置（図示せず）と接続される電極等のキャリブレーション用接続部２３と、このキャリブレーション用接続部２３に隣接する位置に、図４に示すように、例えばハウジング１０の上方に向かって延びるように設けられ、外部機器（図示せず）と接続される接続端子１８とが形成されている。

ハウジング１０は、バスバー３０をバスバー収容部１１に収容し、実装基板２０及び磁気シールド板３９を基板装着部１２に装着し、磁気シールド板３８を保持部材収容部１３に収容した状態で、実装基板２０のキャリブレーション用接続部２３を外部、例えばハウジング１０の上方に露出させる開口部１４を、ハウジング１０の上面１０ａ側に備えている。また、ハウジング１０は、開口部１４に隣接する位置に、接続端子１８を外部機器（図示せず）と接続するための周囲４方向が立壁で囲まれたコネクタ部１９を備えている。

バスバー収容部１１の上方に位置する壁部１５は弾性を備え、この壁部１５のバスバー３０側の壁面１５ａには、凸部１６が形成されている。バスバー３０の壁部１５側の主面３０ａには、凸部１６と嵌合する凹部３１が形成されている。これら凸部１６と凹部３１とが嵌合することにより、バスバー３０はバスバー収容部１１の正規の位置に取付固定される。

基板装着部１２は、例えば下方側が開口するような凹状に形成され、バスバー収容部１１に向かって検出素子２１、基板本体２２及び磁気シールド板３９の順番で各部を収容した後、カバー５０を被せることにより閉塞される構造を備えている。カバー５０は、装着時に基板装着部１２の外壁の一部に形成された一対の係合突起１２ａ，１２ａに係合する係合片５１，５１と、磁気シールド板３９を開口側から支持するリブ５２とを備えている。

保持部材収容部１３は、ハウジング１０の本体部の側方、例えば図３に向かって手前側に開口すると共に開口部１４と連通する矩形空間からなり、磁気シールド板３８を壁部１５側に収容し、その上方に挿入配置された保持部材４０を収容する。保持部材４０は、例えばバスバー３０のハウジング１０のバスバー収容部１１への装着方向と交差する方向に、バスバー３０の主面３０ａに重なるように主面３０ａに対して平行に挿脱され、磁気シールド板３８をハウジング１０の保持部材収容部１３内に固定する。

保持部材４０は、ハウジング１０の保持部材収容部１３への挿脱方向の位置に応じて半固定状態と全固定状態とを取り得るように構成されている。保持部材４０は、半固定状態ではハウジング１０の開口部１４を開口させたまま磁気シールド板３８を保持部材収容部１３内の正規の位置に固定し、全固定状態では開口部１４を閉塞する。

保持部材４０は、ハウジング１０の保持部材収容部１３の側方の開口を閉塞する基体部４１と、磁気シールド板３８の上方に配置される本体部４２と、この本体部４２の挿入方向先端側に形成され、全固定状態のときにハウジング１０の開口部１４を閉塞する閉塞部４３とを備えている。

本体部４２の下面には、保持部材収容部１３に収容された磁気シールド板３８を介してバスバー収容部１１の壁部１５を下方に押圧する突起部４２ａが形成されている。また、本体部４２の上面側には、突起部４２ａの突出方向と反対方向に立設された複数のリブ４２ｂが設けられている。

閉塞部４３の挿入方向先端側には、ハウジング１０の開口部１４の周壁に形成された係合壁１４ａに係合する係合突起４３ａが形成されており、保持部材４０の全固定状態のときに係合突起４３ａが係合壁１４ａに係合することで、保持部材４０が保持部材収容部１３に固定される。

磁気シールド板３８，３９は、上述したように保持部材収容部１３に収容されると共に基板装着部１２に装着されるので、バスバー収容部１１に装着されたバスバー３０及び基板装着部１２に装着された実装基板２０を挟んだ状態で対向配置される。従って、磁気シールド板３８，３９が磁気を吸収することにより、挟まれたバスバー３０及び実装基板２０に対する外部からの磁気の伝搬を遮蔽すると共に、磁気シールド板３８，３９の内側を伝搬する磁界の強度を抑える。

次に、本実施形態に係る電流検出装置１の組立て方法について説明する。
（ａ）まず、基板本体２２に検出素子２１を実装する等して、実装基板２０を形成する。
（ｂ）次に、図６に示すように、ハウジング１０のバスバー収容部１１に、図中矢印Ａで示す方向にバスバー３０を挿入し、凸部１６と凹部３１とを嵌合させてハウジング１０に装着し固定する。
（ｃ）そして、実装基板２０の検出素子２１がバスバー収容部１１側を向くように配置すると共に、基板本体２２に接続端子１８を半田接続する。そして、実装基板２０に対して磁気シールド板３９を実装基板２０の基板本体２２側に配置してハウジング１０の基板装着部１２に装着し、カバー５０を被せて基板装着部１２を閉塞する。
（ｄ）その後、ハウジング１０の保持部材収容部１３内の正規の位置に磁気シールド板３８を挿入し、保持部材４０を保持部材収容部１３内に半固定状態となるまで図中矢印Ｂで示す方向にバスバー３０の主面３０ａと平行となるように挿入する。
上述したここまでの状態で、電流検出装置１の保持部材４０を除く実装基板２０、バスバー３０、磁気シールド板３８，３９、カバー５０の各部は、製品時と同じ正規の位置に配置される。なお、上記（ａ）〜（ｃ）の順番は入れ替わってもよい。

保持部材４０が半固定状態のときは、図６に示すように、本体部４２の突起部４２ａが磁気シールド板３８を介してバスバー収容部１１の壁部１５を下方に押圧しているので、磁気シールド板３８及びバスバー３０のハウジング１０における位置はずれることはない。実装基板２０及び磁気シールド板３９はカバー５０のリブ５２により支持されているので、同様にハウジング１０における位置はずれない。

そして、この半固定状態のときは、保持部材４０の閉塞部４３が完全に前進した状態ではなく、保持部材収容部４３の矩形空間内に位置している状態であるので、ハウジング１０の開口部１４は開口状態のままとなる。従って、バスバー３０、実装基板２０、磁気シールド板３８，３９をハウジング１０に装着して正規の位置に組み立てた状態で、実装基板２０のキャリブレーション用接続部２３が開口部１４から露出していることになるので、このキャリブレーション用接続部２３に検査装置のハーネス等を接続して検出素子２１のキャリブレーションを行えば、実際の電流検出装置１の使用時と同じ条件下で検出素子２１のキャリブレーションを行うことができる。

キャリブレーションの終了後は、ハウジング１０の保持部材収容部１３内に半固定状態まで挿入した保持部材４０を、更に挿入して閉塞部４３の係合突起４３ａをハウジング１０の係合壁１４ａに係合し、図４に示すような全固定状態とすればよい。この全固定状態のときには、ハウジング１０の開口部１４が保持部材４０の閉塞部４３により完全に閉塞されるので、露出したキャリブレーション用接続部２３に起因する短絡等の不具合を確実に防止することができる。

１ 電流検出装置
１０ ハウジング
１１ バスバー収容部
１２ 基板装着部
１２ａ 係合突起
１３ 保持部材収容部
１４ 開口部
１４ａ 係合壁
１５ 壁部
１５ａ 壁面
１６ 凸部
１８ 接続端子
１９ コネクタ部
２０ 実装基板
２１ 検出素子
２２ 基板本体
２３ キャリブレーション用接続部
３０ バスバー
３０ａ 主面
３１ 凹部
３７ 接続孔
３８，３９ 磁気シールド板
４０ 保持部材
４１ 基体部
４２ 本体部
４２ａ 突起部
４２ｂ リブ
４３ 閉塞部
４３ａ 係合突起
５０ カバー
５１ 係合片
５２ リブ

Claims (3)

1. バスバーが装着されるハウジングと、
   前記バスバーに電流が流れることにより発生する磁束を検出する検出素子及びこの検出素子が実装された基板を有し、前記検出素子が前記バスバーの近傍に配置されるように前記ハウジングに装着された実装基板と、
   前記バスバー及び前記実装基板を挟んで対向配置され、前記ハウジングに装着された第１及び第２の磁気シールド板と、
   前記ハウジングに対して前記バスバーの主面に重なるように挿脱されて前記第１の磁気シールド板を前記ハウジングに固定するための保持部材と
   を備え、
   前記実装基板は、キャリブレーション用接続部を有し、
   前記ハウジングは、前記バスバー、前記実装基板、前記第１及び第２のシールド板がそれぞれ装着された状態で前記キャリブレーション用接続部を外部に露出させる開口部を有し、
   前記保持部材は、前記ハウジングに対して挿脱方向の位置に応じて半固定状態と全固定状態とを取り得、前記半固定状態では前記開口部を開口させたまま前記第１の磁気シールド板を正規の位置に固定し、前記全固定状態では前記開口部を閉塞する
   ことを特徴とする電流検出装置。
2. 前記実装基板は、前記キャリブレーション用接続部に隣接する位置に端子接続部を有し、
   前記ハウジングは、前記開口部に隣接する位置に前記端子接続部を外部機器と接続するコネクタ部を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の電流検出装置。
3. 前記ハウジングは、
   前記バスバーが挿入されて、前記バスバーの一部が収容されるバスバー収容部と、
   前記バスバー収容部の一方の側に設けられて前記実装基板及び前記第２の磁気シールド板が装着される基板装着部と、
   前記バスバー収容部の他方の側に設けられ前記第１の磁気シールド板と前記保持部材とが収容される保持部材収容部と
   を有することを特徴とする請求項１記載の電流検出装置。

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