JP2015145839A

JP2015145839A - 電流検出装置

Info

Publication number: JP2015145839A
Application number: JP2014018873A
Authority: JP
Inventors: 敏明葛西; Toshiaki Kasai; 裕治石谷; Yuji Ishitani
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2014-02-03
Filing date: 2014-02-03
Publication date: 2015-08-13

Abstract

【課題】実際の運用条件下での検出素子のキャリブレーションを行う。【解決手段】電流検出装置は、バスバーに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が実装された実装基板と、前記ハウジングに形成され、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実装基板を支持する基板支持壁と、前記基板支持壁に支持された前記実装基板を囲う周壁と、前記基板支持壁との対向位置に形成された開口とを有する基板装着部と、前記実装基板とともに前記基板装着部に配置され、前記実装基板よりも前記開口側に配置される磁気シールド板と、前記周壁の内周側に突出し、前記実装基板及び前記磁気シールド板を前記基板支持壁に押圧固定する複数のロック爪とを備え、前記実装基板は、前記磁気シールド板と重ならない部分に、キャリブレーション用接続部を有する。【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。

バスバー及び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バスバーの切欠きを合わせて組み付けた上で、ハウジング及び固定台にそれぞれ設けられた凸部をバスバー及び磁気シールドにそれぞれ設けられた孔に嵌め込む。そして、これら凸部の先端を熱溶融させてバスバー及び磁気シールドに折り返すように溶着させることにより、ハウジングにバスバー、実装基板及び磁気シールドを一体結合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、実装基板、バスバー及び磁気シールドをハウジングにしっかりと固定した後に、検出素子のキャリブレーションを行うことが想定されていない。

この発明は、上述した従来技術による問題点に鑑みてなされたもので、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、バスバーに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が実装された実装基板と、前記ハウジングに形成され、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実装基板を支持する基板支持壁、及び前記基板支持壁に支持された前記実装基板を囲う周壁、並びに前記基板支持壁との対向位置に形成された開口を有する基板装着部と、前記実装基板とともに前記基板装着部に配置され、前記実装基板よりも前記開口側に配置される磁気シールド板と、前記周壁の内側に突出し、前記実装基板及び前記磁気シールド板を前記基板支持壁に押圧固定する複数のロック爪とを備え、前記実装基板は、前記磁気シールド板と重ならない部分に、キャリブレーション用接続部を有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、ハウジングの基板装着部の周壁の内側に突出するロック爪によって、磁気シールド板を実装基板と共に基板装着部に押圧した状態で固定することができるので、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、前記検出素子の実装面とは反対側に前記キャリブレーション用接続部を有する。
また、前記ロック爪は、前記磁気シールド板に当接する押圧面に押圧突起を有する。

また本発明の一実施形態においては、前記ハウジングは、前記周壁に形成され前記周壁を貫通し前記ロック爪の押圧面につながる孔部を有し、前記周壁には、前記孔部と前記バスバー収容部との間において、前記周壁外周に張り出す凸部が形成されている。

更に本発明の一実施形態においては、前記基板装着部の開口側から前記ハウジングに取付けられ、前記基板装着部を覆うカバー部材を有する。

本発明によれば、簡単な構成で実装基板及び磁気シールド板をハウジングに位置精度良く固定でき、実際の運用条件下での検出素子のキャリブレーションを行うことができる。

本発明の一実施形態に係る電流検出装置を示す斜視図である。同電流検出装置の分解斜視図である。同電流検出装置のカバー装着前の下面図である。図３のＡ−Ａ’断面図である。図３のＢ−Ｂ’断面図である。同電流検出装置の基板装着部側の斜視図である。

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斜視図である。また、図２は、電流検出装置の分解斜視図、図３は同電流検出装置のカバー装着前の下面図、図４は図３のＡ−Ａ’断面図である。更に、図５は図３のＢ−Ｂ’断面図、図６は電流検出装置の基板装着部側の斜視図である。

図１〜図２に示すように、本発明の一実施形態に係る電流検出装置１は、ハウジング１０と、実装基板２０と、磁気シールド板３８，３９と、固定ピン４０と、カバー５０とを備えている。この電流検出装置１は、図示のように、バスバー３０に装着される。

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、上面から見て矩形状に形成され、バスバー３０がその側面側から短手方向に挿入されてバスバー３０の一部（中央部）が収容される三辺開放一辺閉鎖空間状のバスバー収容部１１を有する。

ハウジング１０は、例えばバスバー収容部１１に挿入されたバスバー３０の短手方向全体にわたってバスバー３０の上面３１側を支持する上支持部１２及び下面３２側を支持する下支持部１３を有する。バスバー３０は、これら上支持部１２及び下支持部１３により厚さ方向に挟み込まれてハウジング１０に収容される。

ハウジング１０は、上支持部１２及び下支持部１３の一端に設けられて上支持部１２及び下支持部１３を連結する連結部１４と、上支持部１２及び下支持部１３の他端に設けられて上支持部１２及び下支持部１３を同軸的に貫通する固定ピン収容孔１５とを有する。
固定ピン収容孔１５には、第１及び第２ロック片４１，４２並びにスペーサ片４３を有する固定ピン４０が挿入され、上支持部１２及び下支持部１３の他端側は、固定ピン４０を介して位置決め固定される。

ハウジング１０の上支持部１２には、例えば固定ピン収容孔１５の上支持部１２側を補強するリブ１２ａと、バスバー３０の上面３１に沿った方向から挿入された磁気シールド板３８を爪部１６ａで引っ掛けて上支持部１２内に収容する磁気シールド板収容部１６とが形成されている。また磁気シールド収容部１６の内壁上面には、挿入された磁気シールド３８を押圧固定するための凸部１６ｂが形成されている。
下支持部１３の下面側には、凹状の基板装着部６０が形成され、実装基板２０及び磁気シールド３９が装着される。

実装基板２０は、ハウジング１０のバスバー収容部１１に収容されたバスバー３０の一方の長手方向端部に接続されたバッテリー等の図示しない電源から、他方の長手方向端部に接続された図示しない補機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の直下にバスバー３０との間隔が所定の距離をおいて配置されるように、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６０に装着されている。磁気シールド板３８，３９は、バスバー３０及び実装基板２０を挟んで対向配置された状態でハウジング１０に装着される。

基板装着部６０は、図３〜図６に示すように、装着された実装基板２０を支持するための基板支持壁６０ａと、基板支持壁６０ａに支持された実装基板２０を囲う周壁６１とを有し、基板支持壁６０ａには、実装基板２０の検出素子２１を配置するための凹部６０ｂが形成されている。なお、基板装着部６０は、基板支持壁６０ａに対向する側が開放され、開口している。
周壁６１には、内側に突出するロック爪６２が内周に沿って複数形成されている。このロック爪６２により、実装基板２０及び磁気シールド板３９は、磁気シールド板３９を実装基板２０と共に複数箇所で押さえられ、基板支持壁６０ａに基板本体２２が押圧されるよう固定される。

ロック爪６２は、基板装着部６０の開口側から基板支持壁側に向けて徐々に突出した外形を有する。またロック爪６２の下面の中央部には、押圧突起６２ａが形成されている。
さらに、基板装着部６０の周壁６１には、ロック爪６２と対応する箇所のバスバー３０側にロック爪６２の下面とつながる孔部６３が形成されている。
この孔部６３は、ロック爪６２の下面部を形成する際の金型の抜き跡であるが、孔部６３が形成されることにより、周壁６１が撓み易い構造となる。

ロック爪６２が上記のような外形で、孔部６３が形成された周壁６１が撓み易いので、基板装着部６０の基板支持壁６０ａに実装基板２０をセットした上で、更にその上から磁気シールド板３９を容易にロック爪６２と係合して押さえられるようにセットすることができる。これにより、ハウジング１０の基板装着部６０に、これら実装基板２０及び磁気シールド板３９を容易に固定できるとともに、ハウジング１０に装着されたバスバー３０に対する、これら実装基板２０及び磁気シールド板３９の位置精度を高めることができる。

そして、ハウジング１０の下支持部１３において、周壁６１の孔部６３とバスバー３０との間の位置には、ロック爪６２とはそれぞれ反対方向に張り出した凸部６５が形成されている。この凸部６５は、周壁６１に孔部６３を形成したことにより生じる静電気印加耐性の低下を防ぐため、基板装着部６０内に装着された実装基板２０や磁気シールド板３９とバスバー収容部１１に収容されたバスバー３０との間の沿面距離を稼ぐために設けられている。これにより、バスバー３０やハウジング１０への静電気印加耐性を保証することができる。

このように構成された基板装着部６０は、上記のように実装基板２０及び磁気シールド板３９を装着した後に、カバー５０を被せることにより閉塞される。カバー５０は、装着時に基板装着部６０の外壁の一部に形成された係合突起６４に係合する係合凹み５１を備えている。

実装基板２０の基板本体２２には、検出素子２１の実装側と反対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図示しない検査装置と接続される電極等のキャリブレーション用接続部２３が設けられている。なお、このキャリブレーション用接続部２３は、磁気シールド板３９と重ならない部分に形成されている。
また、基板本体２２には、このキャリブレーション用接続部２３と隣接する位置に、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、図示しない外部機器と接続される接続端子１９ａが形成されている。ハウジング１０は、接続端子１９ａを外部機器と接続するための周囲四方向が立壁で囲まれたコネクタ部１９を有する。

このように、本実施形態に係る固定構造によれば、実装基板２０及び磁気シールド板３９を別途熱カシメやカバー等で固定することなく、ハウジング１０の基板装着部６０の周壁６１の内側に突出し内周に沿って複数形成されたロック爪６２によって、磁気シールド板３９を実装基板２０と共に基板装着部６０に位置精度良く固定することができる。

そして、カバー５０を装着しない状態であっても、実装基板２０及び磁気シールド板３９が基板装着部６０に位置精度良く固定されているので、バスバー収容部１１にバスバー３０を収容した状態で電流検出装置１を組み立てれば、そのままの状態で検出素子２１による電流の検出能力に影響を与えずに実際の運用条件下における検出素子２１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。

なお、バスバー３０は、短手方向の側面にバスバー収容部１１への装着時に連結部１４の両側面とそれぞれ係合してバスバー３０の長手方向の位置を規制する位置決め突起３３を側面に有する。これにより、バスバー３０の一部（中央部）を、ハウジング１０のバスバー収容部１１に対して容易に位置決めして収容することができる。

また、ハウジング１０のバスバー収容部１１にバスバーを装着した後、上支持部１２及び下支持部１３の他端側に設けられた固定ピン収容孔１５に固定ピン４０を挿入し、回転することによって上支持部１２及び下支持部１３がバスバー３０に対して押圧固定され、ハウジング１０に装着された、実装基板２０、バスバー３０及び磁気シールド板３８，３９が位置決め固定される。

固定ピン４０は、図２に示すように、例えば段付き棒状部材からなり、同一側方に軸方向に沿って間隔をあけた状態で突出形成された第１及び第２ロック片４１，４２並びにスペーサ片４３を有する。また、固定ピン４０は、これらロック片４１，４２及びスペーサ片４３と例えば上面から見て反時計回りに９０°異なる側方から突出し、挿入時に固定ピン収容孔１５と連通するガイド溝１５ａと係合する挿入位置決め片４４と、上面部に形成されたマイナスドライバ等の治具の先端が挿入される係合溝４５とを有する。

固定ピン４０が挿入される固定ピン収容孔１５には、固定ピン４０の挿入時及び回転時に、第１及び第２ロック片４１，４２、スペーサ片４３並びに挿入位置決め片４４をそれぞれガイドする溝部１５ｂ、１７、１８、１５ａが形成されている。

固定ピン４０は、ハウジング１０の固定ピン収容孔１５に挿入された上で、例えば係合溝４５に係合された治具等を操作して上面から見て時計回り方向に９０°回転させることにより固定位置まで回転され、スペーサ片４３が上支持部１２及び下支持部１３間のバスバー収容部１１において、バスバー収容部１１に収容されたバスバー３０の側面を連結部１４側に押圧する位置に配置される。

このとき、固定位置において第１ロック片４１が上支持部１２に設けられた溝部１７と係合し、この上支持部１２をスペーサ片４３に向けて押圧する。また、固定位置において第２ロック片４２が下支持部１３に設けられた溝部１８と係合し、この下支持部１３をスペーサ片４３に向けて押圧する。従って、バスバー３０の上面３１は上支持部１２の下面と、バスバー３０の下面３２は下支持部１３の上面とそれぞれ当接しバスバー収容部１１において上支持部１２及び下支持部１３間に押圧状態で挟まれる。

これにより、バスバー収容部１１に収容されたバスバー３０は、固定ピン４０の第１ロック片４１及び第２ロック片４２と上支持部１２及び下支持部１３との係合作用によって、スペーサ片４３を介在させた状態で上支持部１２及び下支持部１３で挟み込まれる。そして、基板装着部６０に装着された実装基板２０の検出素子２１との間隔が所定の距離となる状態でハウジング１０に装着される。これにより、バスバー３０を流れる電流の電流値の検出素子２１での検出性能を設計通りに発揮させることができる。

このように、ハウジング１０の上支持部１２の下面とバスバー収容部１１に収容されたバスバー３０の上面３１とが接し、下支持部１３の上面とバスバー３０の下面３２とが接するように、固定ピン４０の第１及び第２ロック片４１，４２が上支持部１２及び下支持部１３をそれぞれ互いの方向に押圧する。また、バスバー収容部１１に収容されたバスバー３０が連結部１４に向けて押圧されるように、固定ピンのスペーサ片４３がバスバー３０の側面と接する。これにより、簡単且つ確実にバスバー３０をハウジング１０に固定することができ、基板装着部６０に装着された実装基板２０の検出素子２１との間隔を所定距離に保った状態でバスバー３０を正確にバスバー収容部１１に収容し、検出素子２１のキャリブレーションを行うことができる。

１電流検出装置
１０ハウジング
１１バスバー収容部
１２上支持部
１３下支持部
１４連結部
１５固定ピン収容孔
１６磁気シールド板収容部
１７，１８溝部
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
３１上面
３２下面
３３位置決め突起
３８，３９磁気シールド板
４０固定ピン
４１第１ロック片
４２第２ロック片
４３スペーサ片
５０カバー
６０基板装着部
６０ａ基板支持壁
６０ｂ凹部
６１周壁
６２ロック爪
６２ａ押圧突起
６３孔部
６５凸部

Claims

バスバーに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が実装された実装基板と、
前記ハウジングに形成され、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実装基板を支持する基板支持壁と、前記基板支持壁に支持された前記実装基板を囲う周壁と、前記基板支持壁との対向位置に形成された開口とを有する基板装着部と、
前記実装基板とともに前記基板装着部に配置され、前記実装基板よりも前記開口側に配置される磁気シールド板と、
前記周壁の内周側に突出し、前記実装基板及び前記遮蔽シールド板を前記基板支持壁に押圧固定する複数のロック爪と
を備え、
前記実装基板は、前記磁気シールド板と重ならない部分に、キャリブレーション用接続部を有することを特徴とする電流検出装置。
前記実装基板は、前記検出素子の実装面とは反対側に前記キャリブレーション用接続部を有する
ことを特徴とする請求項１記載の電流検出装置。
前記ロック爪は、前記磁気シールド板に当接する押圧面に押圧突起を有する
ことを特徴とする請求項１記載の電流検出装置。
前記ハウジングは、前記周壁に形成され前記周壁を貫通し前記ロック爪の押圧面につながる孔部を有し、
前記周壁には、前記孔部と前記バスバー収容部との間において、前記周壁外周に張り出す凸部が形成されている
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の電流検出装置。
前記基板装着部の開口側から前記ハウジングに取付けられ、前記基板装着部を覆うカバー部材を有する
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の電流検出装置。