JP2017215200A - 電流検出器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電流検出器1は電流検出部100と端子台部200と導体バー300から構成され、端子台部200は電流検出部100と高さが等しい第1端子台部210と電流検出部100より高い第2端子台部220から構成される。電流検出部100に内包された複数のコア101は軸方向が電流検出部200の高さ方向となる向きに配置され、第2端子台部220の高さは端子接続部201に対してその周囲に必要な樹脂厚さが確保されるよう設定される。端子接続部201は端子台部200の設置面200Bにも設けることができる。
【選択図】図1
Description
特許文献1は主回路コンデンサとインバータ部との接続距離を短くする技術に関するものであるため、インバータ部から電流検出器を介して出力端子台に連なる部分については小型化の工夫は為されていない。
特許文献2の構造はさらに、複数の電流検出器をひとつの端子台にそれぞれバスバーで固定しているため組立工程が複雑となるうえ構造的に脆弱である。また、その固定用バスバーが電力変換装置のケースに近接しているため電気絶縁性に問題が生じるおそれがあった。
また、端子台を兼ねる部分の樹脂形状に特段の工夫はなく、機械的強度に課題が残る。
さらに、特許文献2および特許文献3共通の課題として、端子台の端子接続面がひとつに定まっているため、端子の接続方向を変更しようとすると大きな設計変更が必要になるという問題があった。
端子接続部は端子接続穴とその出入口に埋め込まれたナットと、端子接続穴に相対する導体バーの第2導体部もしくは第3導体部に設けた貫通孔により構成される。
[第1実施形態]
電流検知部100は略直方体状で、設置面100Bを有している。以下、設置面100Bに垂直な方向を高さ方向とする。なお、設置面100Bは設置先の相対する面と密着するとは限らない。
これら3個のコア101は軸方向が電流検出部100の高さ方向となる向きで電流検出部100の長手方向に並んで配置されており、このため電流検出部100は高さ方向の辺が最短辺となっている。なお、図3では矩形環状のコアを示したがコアは円形環状のものでもよく、その場合は電流検出部100の長辺方向に沿って千鳥に配置することも考えられる。
電流検出部100と第1端子台部210と第2端子台部220は電流検出部100の設置面100Bと同一平面上に密着配置した形状に樹脂で一体成型されて共通の設置面1Bを有する断面L字状の構造体を成す。図中の破線は電流検出部100と第1端子台部210と第2端子台部220を区別するために便宜的に引いた仮想線である。
このような構造体は、コア101と磁束密度検出素子102と回路基板103とコネクタ104と、後に述べる端子接続用のナット201nを金型に設置して、そこにエポキシ樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を流し込んで加熱硬化させることで製作することができる。もしくは、電流検出部が蓋つき中空となった箱型構造体を製作してコア101等は後から電流検出部100内に固定してもよい。
第1導体部310は平角導体の幅方向が電流検出部100の長手方向となる向きで電流検出部100の貫通孔100hを貫通し、電流検出部100の設置面100Bに対向する面100T側に突出する。第1導体部310が突出した空間はコア101をいわば横倒しにしたことで生まれたもので、電流検出対象との電気的接続をこの空間で行えば高さを抑えつつ電流検出対象との距離を詰めることができる。
第1導体部310に続く第2導体部320は設置面1Bに沿って貫通孔100hから第2端子台部の外端まで延在し、さらに続く第3導体部330は第2端子台部220の外端側の側面220Rに沿って延在して終端を成す。
このとき、機械的強度および電気絶縁性の要請によりあらかじめ定められた樹脂厚tに対して、第2端子台部の高さh220は樹脂厚tの2倍と接続端子穴の最大径dmax(本実施例の場合ナット201nの外径)との和より大きい必要がある。また、後に示す第2実施形態のために、端子台部の幅w200は樹脂厚tと接続端子穴の最大径dmaxとの和より大きくしておく。
(1)導体バー300を電流検出部100の貫通孔100hに差し込む(導体バー3本)。
(2)導体バー300の貫通孔330hに圧着端子を合わせてネジ留めする(3箇所)。
(3)これを電力変換装置筐体内の設置位置に置く。
(4)電流検出部100の締結部105を電力変換装置の筐体にネジ留めする(2箇所)。
(5)電流検出部100の隣にパワー半導体モジュールをネジ留めする。
(6)電源ケーブルを圧着端子に差し込んで圧着する(電源ケーブル3本)。
(7)導体バー300とパワー半導体モジュールの導体バーを溶接する(導体バー3組)。
[第2実施形態]
端子接続部201は端子台部200の設置面200Bに設けた略円筒状の端子接続穴201hと、端子接続穴201h出入口に埋め込まれたナット201nと、導体バー300の第2導体部320に開けられた貫通孔320hにより構成される。
このとき、端子台部の幅w200が樹脂厚tと接続端子穴の最大径dmaxとの和より大きい設計にしてあるため、端子台部200の外形寸法を変えることなく端子接続部201の位置を変更することができる。
[第3実施形態]
電流検出器1の設置面1Bが設置先の相対する面と近接している場合は、このように保護カバー400を追加することで電気絶縁性の問題を容易に回避することができる。
1B 設置面
100 電流検出部
100B 設置面
100h 貫通孔
101 コア
101g ギャップ
102 磁束密度検出素子
103 回路基板
104 コネクタ
105 締結部
200 端子台部
200B 設置面
201 端子接続部
201h 端子接続穴
201n ナット
210 第1端子台部
220 第2端子台部
221 嵌合用突起
220R 側面
300 導体バー
310 第1導体部
320 第2導体部
320h 貫通孔
330 第3導体部
330h 貫通孔
400 保護カバー
401 嵌合部
dmax 端子接続穴の最大径
h220 第2端子台部の高さ
t 樹脂厚
w200 端子台部の短手方向の長さ
Claims (6)
- 複数のコアを内包し、各コアを貫通する複数の貫通孔を有する電流検出部と、
複数の端子接続部を有する端子台部と、
前記貫通孔を貫通する複数の導体バーとを備える電流検出器であって、
前記電流検出部は略直方体状で、最短辺方向を高さ方向としたとき、高さ方向に垂直な面を設置面とし、前記複数のコアは軸方向が前記高さ方向となる向きで前記電流検出部の長手方向に並べて配置されており、
前記端子台部は前記電流検出部と高さが等しい略直方体状の第1端子台部と、前記電流検出部より高い略直方体状の第2端子台部から構成され、
前記電流検出部と前記第1端子台部と前記第2端子台部は樹脂で一体成型されて断面L字状の構造体を成し、
前記導体バーは連続した平角導体から成る第1導体部と第2導体部と第3導体部から構成され、該第1導体部は平角導体の幅方向が前記電流検出部の長手方向となる向きで前記貫通孔を貫通して前記設置面に対向する面側に突出し、前記第2導体部は前記設置面に沿って該貫通孔から前記第2端子台部の外端まで延在し、前記第3導体部は該第2端子台部の外端側の側面に沿って延在することを特徴とする電流検出器。 - 前記端子接続部は前記端子台部に設けた略円筒状の端子接続穴を有し、
前記端子台部の短手方向の長さはあらかじめ定めた樹脂厚と前記端子接続穴の最大径との和より大きく、前記第2端子台部の高さは該樹脂厚の2倍と該端子接続穴の最大径との和より大きいことを特徴とする請求項1記載の電流検出器。 - 前記端子接続部は、前記端子台部の設置面の、前記導体バーの第2導体部が相対する部位に設けられた前記端子接続穴と、該端子接続穴の出入口に埋め込まれたナットとを有し、
該導体バーの第2導体部は該端子接続穴に相対する部位に貫通孔を有することを特徴とする請求項2記載の電流検出器。 - 前記電流検出器は前記導体バーの第2導体部の一部を覆う保護カバーを有することを特徴とする請求項3に記載の電流検出器。
- 前記端子接続部は、前記端子台部の側面の、前記導体バーの第3導体部が相対する部位に設けられた前記端子接続穴と、該端子接続穴の出入口に埋め込まれたナットとを有し、
該導体バーの第3導体部は該端子接続穴に相対する部位に貫通孔を有することを特徴とする請求項2記載の電流検出器。 - 前記電流検出器は前記導体バーの第2導体部を覆う保護カバーを有することを特徴とする請求項5に記載の電流検出器。
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