JP2015089168A - バスバー付き電流検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単且つ確実にバスバーをハウジングに固定する。
【解決手段】バスバーが装着されたハウジングと、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、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装着されて第１の磁気シールド板をハウジングに押圧固定するための保持部材とを備える。バスバーは、保持部材側の主面に係合部が形成され、ハウジングは、バスバーの係合部に対向するバスバー収容部の壁面が弾性壁部を形成し、壁面に係合部と係合する被係合部が形成され、バスバーの係合部とハウジングの被係合部とが係合することによりバスバーがハウジングに取付固定されている。
【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バスバー付き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と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。

バスバー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、バスバー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バスバー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、バスバーをハウジングに固定するためにバスバーに孔を開ける必要があると共に、ハウジングの凸部を熱カシメさせる必要があるので、これらの加工に手間がかかるという問題がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、簡単且つ確実にバスバーをハウジングに固定することができるバスバー付き電流検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係るバスバー付き電流検出装置は、バスバーと、このバスバーが装着されたハウジングと、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装着されて前記第１の磁気シールド板を前記ハウジングに押圧固定するための保持部材とを備え、前記バスバーは、前記保持部材側の主面に係合部が形成され、前記ハウジングは、前記バスバーの係合部に対向するバスバー収容部の壁面が弾性壁部を形成し、前記壁面に前記係合部と係合する被係合部が形成され、前記バスバーの係合部と前記ハウジングの被係合部とが係合することにより前記バスバーが前記ハウジングに取付固定されていることを特徴とする。

本発明に係るバスバー付き電流検出装置によれば、バスバーの保持部材側の主面に係合部が形成され、ハウジングの係合部に対向するバスバー収容部の壁面が弾性壁部を形成すると共に壁面に係合部と係合する被係合部が形成されているので、バスバーの係合部とハウジングの被係合部とが係合するようにバスバーをハウジングに挿入するだけで、バスバーをハウジングに位置決めして取り付けることができ、保持部材を装着して第１の磁気シールド板をハウジングに押圧固定することによりバスバー収容部の弾性壁部の弾性が規制されてバスバーの係合部と壁面の被係合部の係合状態が維持されるので、バスバー収容部にバスバーを取付固定することができる。これにより、簡単且つ確実にバスバーをハウジングに固定することができる。

本発明の一実施形態においては、前記バスバーの係合部は、前記バスバーの挿入方向に延びる第１凹部と、前記挿入方向と交差する方向に延びる第２凹部とを有し、前記ハウジングの被係合部は、前記第１凹部と係合し前記挿入方向に延びる第１凸部と、前記第２凹部と係合し前記交差する方向に延びる第２凸部とを有する。

本発明の他の実施形態においては、前記第１凹部及び前記第１凸部は、前記第２凹部及び前記第２凸部の端部から前記挿入方向の手前に向かって延び、前記第２凸部の高さは、前記第１凸部の高さよりも低いとされる。

本発明の更に他の実施形態においては、前記保持部材は、前記バスバーの前記ハウジングへの装着方向と交差する方向に挿脱され、前記ハウジングは、前記バスバー収容部の前記弾性壁部を介して前記第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を有し、前記保持部材は、前記保持部材収容部に収容された際に前記弾性壁部を押圧する突起部を有する。

本発明によれば、簡単且つ確実にバスバーをハウジングに固定することができる。

本発明の一実施形態に係るバスバー付き電流検出装置を示す分解斜視図である。 同バスバー付き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。 同バスバー付き電流検出装置の組立ての様子を示す図である。 同バスバー付き電流検出装置のバスバー及び壁部の凹部及び凸部を示す斜視図である。 同バスバー付き電流検出装置におけるバスバーの固定構造を説明するための断面図である。

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バスバー付き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バスバー付き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、バスバー付き電流検出装置の組立ての様子を示す図である。また、図７は、バスバー付き電流検出装置のバスバー及び壁部の凹部及び凸部を示す斜視図である。図８は、バスバー付き電流検出装置におけるバスバーの固定構造を説明するための断面図である。

図１〜図５に示すように、本実施形態に係るバスバー付き電流検出装置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、バスバー付き電流検出装置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、第１及び第２の凸部１６，１７（被係合部）が形成されている。また、バスバー３０の壁部１５側の主面３０ａには、第１及び第２の凸部１６，１７とそれぞれ係合する第１及び第２の凹部３１，３２（係合部）が形成されている。これらバスバー３０の第１及び第２の凹部３１，３２と壁部１５の第１及び第２の凸部１６，１７とが係合することにより、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。

バスバー３０の第１の凹部３１は、バスバー３０のバスバー収容部１１への挿入方向に延びる溝状に、バスバー３０の短手方向に間隔をおいて複数形成されている。バスバー３０の第２の凹部３２は、バスバー３０の上記挿入方向と交差する方向に延びる溝状に、第１の凹部３１，３１の挿入方向先端側端部を結ぶように形成されている。

このため、第１の凹部３１は、例えばそれぞれ第２の凹部３２の端部を起点として、挿入方向手前側に延びるように形成されている。従って、第１及び第２の凹部３１，３２は、図に示すように、バスバー３０を上方から見てコの字状となるようにバスバー３０の主面３０ａ側に形成されている。

一方、壁部１５の第１の凸部１６は、バスバー３０の第１の凹部３１と係合するように、上記挿入方向に延びる突条で形成されている。また、壁部１５の第２の凸部１７は、バスバー３０の第２の凹部３２と係合するように、上記挿入方向と交差する方向に延びて、第１の凸部１６の挿入方向先端側端部を結ぶように延びる突条で形成されている。

このため、挿入方向に延びる２つの第１の凸部１６，１６は、例えば挿入方向と交差する方向に並んで設けられ、第２の凸部１７は、２つの第１の突部１６の挿入方向奥側の端部を結ぶように、挿入方向に交差する方向に延びるように形成されている。従って、第１及び第２の凸部１６，１７は、図６及び図７に示すように、ハウジング１０を上方から見てコの字状となるように壁部１５の壁面１５ａ側に形成されている。

なお、図７に示すように、例えば第２の凸部１７の壁面１５ａからの高さは、第１の凸部１６の壁面１５ａからの高さよりも低くなるように形成されている。これにより、バスバー３０の挿入時に、バスバー３０の挿入方向と交差する方向に延びる第２の凸部１７とバスバー３０の主面３０ａとの摩擦が低減し、バスバー３０を挿入するときの力を低減できる。また、バスバー３０の挿入方向と交差する方向に延びる第２の凸部１７と第２の凹部３２との係合により、バスバー３０の挿抜方向の力に対して、ハウジング１０とバスバー３０とをより強固に固定することが可能となる。

また、図６及び図７に示すように、第１の凸部１６は、挿入方向手前側の端部が傾斜して、壁面１５ａからの高さが低くなるように形成されている。これにより、ハウジング１０のバスバー収容部１１にバスバー３０を挿入した際、バスバー３０の先端が第１の凸部１６を乗り上げるようにガイドされ、更に挿入を継続すると、第１の凸部１６がバスバー３０の主面３０ａと摺接し、壁部１５が保持部材収容部１３側に凸状となるように撓む。

さらに、図７に示すように、例えば壁部１５の壁面１５ａには、バスバー３０を下方に押圧する押圧突起１５ｂが形成されている。
バスバー３０の第１及び第２の凹部３１，３２に、壁部１５の第１及び第２の凸部１６，１７が係合した後、壁面１５の押圧突起１５ｂがバスバー３０を押圧し、ハウジング１０のバスバー収容部１１へバスバー３０を押圧固定する。

ここで、本実施形態に係るバスバー付き電流検出装置１におけるハウジング１０のバスバー収容部１１へのバスバー３０の装着手順について説明する。
（ａ）まず、ハウジング１０のバスバー収容部１１に向かって、図６中矢印Ａで示す挿入方向にバスバー３０を挿入し始める。
（ｂ）すると、壁部１５の第１の凸部１６がバスバー３０の主面３０ａと摺接し、壁部１５が保持部材収容部１３側に凸状となるように撓んで、僅かな抵抗感をもって挿入動作が続けられる。
（ｃ）更に挿入を継続すると、図８に示すように、壁部１５の第１の凸部１６，１６の先端部分がバスバー３０の第１の凹部３１，３１に係合し、一瞬抵抗感が薄れて壁部１５の撓みが僅かに緩められると共にバスバー３０のバスバー収容部１１における幅方向の位置が定められる。
（ｄ）そのまま挿入を継続すると、壁部１５の第１の凸部１６全体がバスバー３０の第１の凹部３１に係合すると共に、第２の凸部１７がバスバー３０の第２の凹部３２に係合し、壁部１５の撓みが元に戻って抵抗感がなくなり、バスバー３０のバスバー収容部１１における長手方向の位置が定められ、バスバー３０がハウジング１０の正規の位置に装着される。
このように、壁部１５の第１及び第２の凸部１６，１７がバスバー３０の第１及び第２の凹部３１，３２に完全に係合することにより、簡単且つ確実にバスバー３０をハウジング１０に固定することが可能となる。

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２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内に押圧固定する。
そして、保持部材収容部１３に保持部材４０を装着して保持部材収容部１３内に磁気シールド板３８が押圧固定されることにより、バスバー収容部１１の上方に位置する壁部１５の撓みが規制され、壁部１５の第１及び第２の凸部１６，１７とバスバー３０の第１及び第２の凹部３１，３２との係合が維持される。

保持部材４０は、例えばハウジング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、例えば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突起１４ａに係合する係合突起が形成されており、保持部材４０の全固定状態のときに係合突起４３ａが突起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、本実施形態に係るバスバー付き電流検出装置１の組立て方法について説明する。
（１）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。
（２）次に、図６及び図８に示すように、ハウジング１０のバスバー収容部１１に上述したような手順でバスバー３０を挿入して装着する。
（３）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、接続端子１８を基板本体２２に半田接続する。そして、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。
（４）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６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、バスバー付き電流検出装置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、バスバー収容部１１にバスバー３０を装着した後の工程で、保持部材収容部１３に保持部材４０を装着して磁気シールド板３８をハウジング１０に押圧固定するようにすれば、上記（１）〜（３）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、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。同様に、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、ハウジング１０における位置はずれない。

半固定状態のときは、ハウジング１０の開口部１４は開口状態のままとなっているので、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から露出したままとなっている。

このため、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実際のバスバー付き電流検出装置１の使用時と同じ条件下で行うことが可能となる。キャリブレーション後は、保持部材４０を保持部材収容部１３内に最後まで挿入して、閉塞部４３の係合突起４３ａをハウジング１０の突起１４ａに係合し、図４に示すような全固定状態とすれば、開口部１４が閉塞部４３により完全に閉塞されるので、短絡等の不具合を確実に防止することができる。

１ バスバー付き電流検出装置
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
１５ｂ 押圧突起
１６ 第１の凸部
１７ 第２の凸部
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 第１の凹部
３２ 第２の凹部
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 (4)

1. バスバーと、
   このバスバーが装着されたハウジングと、
   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装着されて前記第１の磁気シールド板を前記ハウジングに押圧固定するための保持部材と
   を備え、
   前記バスバーは、前記保持部材側の主面に係合部が形成され、
   前記ハウジングは、前記バスバーの係合部に対向するバスバー収容部の壁面が弾性壁部を形成し、前記壁面に前記係合部と係合する被係合部が形成され、
   前記バスバーの係合部と前記ハウジングの被係合部とが係合することにより前記バスバーが前記ハウジングに取付固定されている
   ことを特徴とするバスバー付き電流検出装置。
2. 前記バスバーの係合部は、前記バスバーの挿入方向に延びる第１凹部と、前記挿入方向と交差する方向に延びる第２凹部とを有し、
   前記ハウジングの被係合部は、前記第１凹部と係合し前記挿入方向に延びる第１凸部と、前記第２凹部と係合し前記交差する方向に延びる第２凸部とを有する
   ことを特徴とする請求項１記載のバスバー付き電流検出装置。
3. 前記第１凹部及び前記第１凸部は、前記第２凹部及び前記第２凸部の端部から前記挿入方向の手前に向かって延び、前記第２凸部の高さは、前記第１凸部の高さよりも低い
   ことを特徴とする請求項２記載のバスバー付き電流検出装置。
4. 前記保持部材は、前記バスバーの前記ハウジングへの装着方向と交差する方向に挿脱され、
   前記ハウジングは、前記バスバー収容部の前記弾性壁部を介して前記第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を有し、
   前記保持部材は、前記保持部材収容部に収容された際に前記弾性壁部を押圧する突起部を有する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のバスバー付き電流検出装置。

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