JP2018200832A

JP2018200832A - 電流センサ付きバッテリーターミナル

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Publication number: JP2018200832A
Application number: JP2017105573A
Authority: JP
Inventors: 靖洋寺師; Yasuhiro Terashi; 邦弘原田; Kunihiro Harada
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2037-05-29
Also published as: JP6925871B2

Abstract

【課題】バスバーの発熱を抑えて磁気検出部の検出精度の向上を図る電流センサ付きバッテリーターミナルを提供すること。【解決手段】電流センサ付きバッテリーターミナルのバッテリーターミナル１０は、バッテリーポスト３に接続されるポスト部１１と、ポスト部１１に横並びに配置され、負荷が接続される負荷接続端子部１２と、一端１３ａ側にポスト部１１が連結され、他端１３ｂ側に負荷接続端子部１２が連結される直線状のバスバー１３と、を備え、電流センサは、バスバー１３の本体部２６の他端１３ｂ側に配置されて該バスバー１３を流れる電流によって生じる磁気を検出する磁気検出部４３と、バスバー１３及び磁気検出部４３を樹脂成形により一体的に保持する電流センサ本体と、を備え、バスバー１３は、該バスバー１３の本体部２６における長手方向の側縁部を断面Ｌ字状に折り曲げた曲げ部３０を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、バッテリーターミナルに電流センサを組み付けて形成された電流センサ付きバッテリーターミナルに関する。

近年、自動車の高機能化に伴い電装品が増加してきている。電装品の増加は、車載バッテリーの消耗を激しくするということが知られている。このため、従来、バッテリーのバッテリーポストに接続されるバッテリーターミナルと、このバッテリーターミナルに組み付けられた電流センサとを備えた電流センサ付きバッテリーターミナルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この種の電流センサ付きバッテリーターミナル１００では、図３及び図４に示すバッテリーターミナル１０１を備え、このバッテリーターミナル１０１は、バッテリーポストに接続されるポスト部１０２と、負荷に接続されるスタッド部１０３と、ポスト部１０２とスタッド部１０３とを接続する板状被樹脂成形部（バスバー）１０４とを備え、この板状被樹脂成形部１０４に該板状被樹脂成形部１０４を流れる電流により生じる磁気を検出する磁気検出回路１０５が設けられている。

特開２０１２−１０９０９８号公報

ところで、磁気検出回路は、電子部品の温度特性により、高温時または低温時に検出誤差が大きくなる傾向がある。従来の構成では、磁気検出回路１０５が配置される板状被樹脂成形部１０４は平板状であるため、断面積が比較的に小さく電気抵抗が大きくなる。このため、板状被樹脂成形部１０４に連続的に通電されると、板状被樹脂成形部１０４が発熱し、この発熱により磁気検出回路１０５の検出誤差が大きくなることが想定された。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バスバーの発熱を抑えて磁気検出部の検出精度の向上を図る電流センサ付きバッテリーターミナルを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、導電性を有する金属板からなるバッテリーターミナルと、バッテリーターミナルに組み付けられる電流センサと、を備えた電流センサ付きバッテリーターミナルにおいて、バッテリーターミナルは、バッテリーポストに接続されるポスト部と、ポスト部に横並びに配置され、負荷が接続される負荷接続端子部と、一端側にポスト部が連結され、他端側に負荷接続端子部が連結される直線状のバスバーと、を備え、電流センサは、バスバーの他端側に配置されて該バスバーを流れる電流によって生じる磁気を検出する磁気検出部と、バスバー及び磁気検出部を樹脂成形により一体的に保持する電流センサ本体と、を備え、バスバーは、該バスバーの長手方向の側縁部を断面Ｌ字状に折り曲げた曲げ部を備えることを特徴とする。

この構成によれば、バスバーは、該バスバーの長手方向の側縁部を断面Ｌ字状に折り曲げた曲げ部を備えるため、この曲げ部の分だけバスバーの断面積及び表面積を増大することができる。このため、連続通電時におけるバスバーの電気抵抗の低減を図ると共に、バスバーの表面からの放熱を向上させることができる。これにより、バスバーの発熱を抑えることができるため、磁気検出部の検出誤差を抑え、磁気検出部の検出精度の向上を図ることができる。

この構成において、曲げ部は、バスバーの長手方向におけるポスト部の連結部分と磁気検出部との間に形成されてもよい。この構成よれば、電流の導通径路としてのバスバーの断面積及び表面積を効果的に増大することができる。

また、バスバーは、ポスト部と負荷接続端子部とが並んだ方向に沿って延在し、ポスト部は、バスバーの一端側の側縁部に連結され、負荷接続端子部は、バスバーの他端側の側縁部に連結されてもよい。この構成よれば、バッテリーターミナルをコンパクトにまとまりよく形成することができるため、電流センサ付きバッテリーターミナルの設置面積の小型化を図ることができる。

また、バスバーは、該バスバーの一端側を下方に折り返して上下に隙間を設けて重なる折り返し部を備え、ポスト部は折り返し部における下板部の側縁部に連結されてもよい。この構成によれば、バスバーの折り返し部を磁気検出部から離間して設けることができるため、この折り返し部を流れる電流によって生じる外乱磁界の影響を抑えることができる。

本発明によれば、バスバーは、該バスバーの長手方向の側縁部を断面Ｌ字状に折り曲げた曲げ部を備えるため、この曲げ部の分だけバスバーの断面積及び表面積を増大することができる。このため、連続通電時におけるバスバーの電気抵抗の低減を図ると共に、バスバーの表面からの放熱を向上させることができる。これにより、バスバーの発熱を抑えることができるため、磁気検出部の検出誤差を抑え、磁気検出部の検出精度の向上を図ることができる。

図１は、本実施形態に係る電流センサ付きバッテリーターミナルの斜視図である。図２は、図１の電流センサ付きバッテリーターミナルが備えるバッテリーターミナルの斜視図である。図３は、従来例に係る電流センサ付きバッテリーターミナルの斜視図である。図４は、図３の電流センサ付きバッテリーターミナルが備えるバッテリーターミナルの斜視図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る電流センサ付きバッテリーターミナルの斜視図であり、図２は、図１の電流センサ付きバッテリーターミナルが備えるバッテリーターミナルの斜視図である。図１において、符号１は、電流センサ付きバッテリーターミナルを示す。電流センサ付きバッテリーターミナル１は、特に限定するものでないが、例えば、自動車等の移動体に搭載されるバッテリー２に接続され、このバッテリー２から移動体の各機器（負荷；不図示）に供給される電流値を計測する。計測した電流値は、移動体の制御装置（ＥＣＵ）に出力されて、バッテリー２の残量（消耗度合い）が判定される。電流センサ付きバッテリーターミナル１は、図１に示すように、バッテリー２のバッテリーポスト３に接続されるバッテリーターミナル１０と、このバッテリーターミナル１０に組み付けられた電流センサ４０とを備えて構成される。

バッテリー２は、上面４、不図示の下面、及び複数の側面５を有しており、上面４にはバッテリーポスト３が突出するように設けられている。上面４は、バッテリーポスト３の立設面となっている。バッテリーポスト３は、先端の直径が基端の直径よりも小さいテーパ状の周側面を有する略円錐台形状に形成されている。本実施形態では、このような形状のバッテリーポスト３に接続固定が可能となるバッテリーターミナル１０が用いられている。

バッテリーターミナル１０は、導電性を有する金属板をプレス加工することにより形成されている。本実施形態では、バッテリーターミナル１０の表面にはＳｎ（錫）メッキが施されている。バッテリーターミナル１０は、図２に示すように、ポスト部１１と、負荷接続端子部１２と、バスバー１３とを備えて一体に形成されている。ポスト部１１は、バッテリーポスト３（図１）に接続される部分であり、平面視で略Ｃ字形状に形成される環状部１４と、この環状部１４をバッテリーポスト３に固定する際に締め付ける一対の締付部１５，１６と、環状部１４をバスバー１３に連結する連結部１７とを備える。締付部１５，１６は、所定の隙間をあけて対向配置されており、これら締付部１５，１６には、締付部１５，１６を貫通する締付ボルト１８と、この締付ボルト１８に螺合するナット１９（いずれも図１）とが設けられている。ナット１９を締め付けることにより、締付部１５，１６が接近して環状部１４が縮径することにより、この環状部１４がバッテリーポスト３に固定される。連結部１７は、環状部１４における締付部１５，１６とは反対側の外面から延びる板状部材であり、後述するバスバー１３の一端１３ａ側に連結される。

負荷接続端子部１２は、例えば、電装部品（負荷）から延びるケーブルの端子（不図示）が接続される部分である。負荷接続端子部１２は、ポスト部１１の環状部１４と横並びに配置された板状部材であり、略中央部にスタッドボルト２０（図１）が挿通される孔部２１が形成されている。このスタッドボルト２０に上記したケーブルの端子が接続され、該スタッドボルト２０に螺合するナット（不図示）で負荷接続端子部１２との間に挟み込むことにより該端子が固定される。負荷接続端子部１２は、負荷接続端子部１２から上方に立ち上ってバスバー１３の他端１３ｂ側に連結される立上がり部２２を備える。

バスバー１３は、ポスト部１１と負荷接続端子部１２とが並んだ方向（図中Ｘ方向）に沿って延在する直線状の板状部材であり、一端１３ａ側にポスト部１１が連結され、他端１３ｂ側に負荷接続端子部１２が連結される。すなわち、ポスト部１１と負荷接続端子部１２とは、バスバー１３を介して、導電可能に接続される。バスバー１３は、直線状に延びる本体部２６と、一端１３ａ側を下方に折り返して上下に隙間を設けて重なる折り返し部２３とを備える。この折り返し部２３は、下方に折り曲げた垂直部２４と、垂直部２４の下端を更にバスバー１３の長手方向（図中Ｘ方向）に折り曲げた下板部２５とで形成される。折り返し部２３の下板部２５は、バスバー１３の本体部２６の下方に位置し、この下板部２５の側縁部にポスト部１１の連結部１７が連結されている。

また、バスバー１３は、他端１３ｂ側を、上方に立ち上げた後、水平に折り曲げた段部２７を有する。この段部２７は、垂直部２８と水平部２９とで形成され、水平部２９の側縁部に、負荷接続端子部１２の立上がり部２２が連結されている。本実施形態では、バスバー１３は、本体部２６にそれぞれ連なる折り返し部２３と段部２７とを備えて構成され、本体部２６は、折り返し部２３の下板部２５に対する上板部となる。

電流センサ４０は、バスバー１３の他端１３ｂ側に配置された電流検出基板４１と、この電流検出基板４１とバスバー１３及び負荷接続端子部１２とを樹脂成形により一体的に保持する電流センサ本体４２と、電流センサ本体４２に連なるコネクタ部４４とを備える。電流検出基板４１は、バスバー１３の本体部２６の裏面における段部２７に近接した位置に配置され、バスバー１３（本体部２６）を流れる電流によって生じる磁気を検出する磁気検出部４３を実装する。この磁気検出部４３は、例えば、ホールＩＣにより構成されており、コアを備えないコアレスタイプのものが用いられている。電流センサ本体４２は、インサート成形によりバスバー１３と負荷接続端子部１２の下面とを樹脂埋めするように成形されている。コネクタ部４４は、内部に複数の端子金具（不図示）を有し、これら端子金具は電流検出基板４１と接続されている。コネクタ部４４は、例えば、移動体の制御装置（ＥＣＵ）から延びる相手側コネクタと連結され、電流検出基板４１の磁気検出部４３が検出した磁気の大きさ（磁束密度など）を制御装置（ＥＣＵ）に出力する。

ところで、本実施形態の電流センサ付きバッテリーターミナル１では、ポスト部１１と負荷接続端子部１２とを接続するバスバー１３の本体部２６に磁気検出部４３が配置され、この磁気検出部４３が検出する磁気の大きさに基づいて電流量を換算している。この電流量（磁気）の検出は、当然、精度良く実行されることが要求される。

一方、ホールＩＣなどの磁気検出部４３は、電子部品の温度特性により、高温時または低温時に検出誤差が大きくなる傾向がある。また、バッテリーターミナル１０は、金属板をプレス加工することにより形成されるため、バスバー１３の断面積が比較的に小さくなりやすく、その分電気抵抗が大きくなる。電気抵抗が大きくなると、連続通電時にバスバー１３が発熱し、この発熱により磁気検出部４３の検出誤差が大きくなる問題が想定される。バスバー１３の断面積を大きくするために、バスバー１３の短手方向（図中Ｙ方向）長さ（幅）を大きく形成することもできるが、その分、バッテリーターミナルおよび電流センサ付きバッテリーターミナルが大型化し、設置面積が大きくなるため現実的ではない。

このため、本構成では、図２に示すように、バスバー１３の本体部２６は、この本体部２６の長手方向（図中Ｘ方向）の側縁部を上方に折り曲げて断面Ｌ字状に形成した曲げ部３０を備える。この曲げ部３０を設けることにより、同厚、同幅、同長さの板材でバスバー（本体部）を形成したものと比べて、曲げ部３０の分、断面積及び表面積を増大させることが可能となる。このため、連続通電時におけるバスバー１３の電気抵抗の低減を図ると共に、バスバー１３の表面からの放熱を向上させることができる。これにより、バスバー１３の発熱を抑えることができるため、磁気検出部４３の検出誤差を抑え、磁気検出部４３の検出精度の向上を図ることができる。

また、曲げ部３０は、バスバー１３の本体部２６の長手方向における折り返し部２３と磁気検出部４３との間に形成されている。このため、電流の導通径路としての本体部２６の断面積及び表面積を効果的に増大することができ、更には、電流検出基板４１及び磁気検出部４３の配置を阻害することがない。

本実施形態では、曲げ部３０の長手方向の長さＬ２は、少なくとも、本体部２６の長手方向の長さＬ１の１／２以上が好ましい。この構成では、曲げ部３０の長さＬ２を十分確保することにより、本体部２６の表面積の増大を図ることができ、放熱性を向上できる。

また、本実施形態では、バスバー１３は、一端１３ａ側に上記した折り返し部２３を備え、ポスト部１１は折り返し部２３の下板部２５の側縁部に連結されている。この構成によれば、折り返し部２３の垂直部２４を、バスバー１３（本体部２６）の他端１３ｂ側に配置された磁気検出部４３から最も離間させることができる。このため、折り返し部２３の垂直部２４を流れる電流によって生じる磁界が外乱磁界として磁気検出部４３に作用する影響を抑えることができ、磁気検出部４３の検出精度を向上させることができる。

以上、説明したように、本実施形態に係る電流センサ付きバッテリーターミナル１によれば、バッテリーターミナル１０は、バッテリーポスト３に接続されるポスト部１１と、ポスト部１１に横並びに配置され、負荷が接続される負荷接続端子部１２と、一端１３ａ側にポスト部１１が連結され、他端１３ｂ側に負荷接続端子部１２が連結される直線状のバスバー１３と、を備え、電流センサ４０は、バスバー１３の本体部２６の他端１３ｂ側に配置されて該バスバー１３を流れる電流によって生じる磁気を検出する磁気検出部４３と、バスバー１３及び磁気検出部４３を樹脂成形により一体的に保持する電流センサ本体４２と、を備え、バスバー１３は、該バスバー１３の本体部２６における長手方向の側縁部を断面Ｌ字状に折り曲げた曲げ部３０を備えるため、同厚、同幅、同長さの板材でバスバー（本体部）を形成したものと比べて、曲げ部３０の分、断面積及び表面積を増大させることが可能となる。このため、連続通電時におけるバスバー１３の電気抵抗の低減を図ると共に、バスバー１３の表面からの放熱を向上させることができる。これにより、バスバー１３の発熱を抑えることができるため、磁気検出部４３の検出誤差を抑え、磁気検出部４３の検出精度の向上を図ることができる。さらに、曲げ部３０を設けることにより、バッテリーターミナル１０が補強されるため、電流センサ付きバッテリーターミナル１をバッテリーポスト３に固定した状態における電流センサ付きバッテリーターミナル１の機械的強度が向上する。

また、本実施形態によれば、曲げ部３０は、バスバー１３の長手方向における折り返し部２３と磁気検出部４３との間に形成されるため、電流の導通径路としての本体部２６の断面積及び表面積を効果的に増大することができる。

また、本実施形態によれば、バスバー１３は、ポスト部１１と負荷接続端子部１２とが並んだ方向に沿って延在し、ポスト部１１は、バスバー１３の一端１３ａ側に設けられ折り返し部２３における下板部２５の側縁部に連結され、負荷接続端子部１２は、バスバー１３の他端１３ｂ側に設けられた段部２７における水平部２９の側縁部に連結されるため、バッテリーターミナル１０をコンパクトにまとまりよく形成することができ、電流センサ付きバッテリーターミナル１の設置面積の小型化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、バスバー１３は、該バスバー１３の一端１３ａ側を下方に折り返して上下に隙間を設けて重なる折り返し部２３を備え、ポスト部１１は折り返し部２３における下板部２５の側縁部に連結されるため、折り返し部２３の垂直部２４を、バスバー１３の他端１３ｂ側に配置された磁気検出部４３から最も離間させることができる。このため、折り返し部２３の垂直部２４を流れる電流によって生じる磁界が外乱磁界として磁気検出部４３に作用する影響を抑えることができ、磁気検出部４３の検出精度を向上させることができる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。例えば、ポスト部１１は、図１〜２に示す上記形状に限るものではなく、図３〜４に示す従来例のポスト部形状にしてもよい。

１電流センサ付きバッテリーターミナル
３バッテリーポスト
１０バッテリーターミナル
１１ポスト部
１２負荷接続端子部
１３バスバー
１３ａ一端
１３ｂ他端
１４環状部
１７連結部
２０スタッドボルト
２１孔部
２３折り返し部
２４垂直部
２５下板部
２６本体部
２７段部
２８垂直部
２９水平部
３０曲げ部
４０電流センサ
４１電流検出基板
４２電流センサ本体
４３磁気検出部

Claims

導電性を有する金属板からなるバッテリーターミナルと、前記バッテリーターミナルに組み付けられる電流センサと、を備えた電流センサ付きバッテリーターミナルにおいて、
前記バッテリーターミナルは、バッテリーポストに接続されるポスト部と、
前記ポスト部に横並びに配置され、負荷が接続される負荷接続端子部と、
一端側に前記ポスト部が連結され、他端側に前記負荷接続端子部が連結される直線状のバスバーと、を備え、
前記電流センサは、前記バスバーの前記他端側に配置されて該バスバーを流れる電流によって生じる磁気を検出する磁気検出部と、前記バスバー及び前記磁気検出部を樹脂成形により一体的に保持する電流センサ本体と、を備え、
前記バスバーは、該バスバーの長手方向の側縁部を断面Ｌ字状に折り曲げた曲げ部を備えることを特徴とする電流センサ付きバッテリーターミナル。
前記曲げ部は、前記バスバーの長手方向における前記ポスト部の連結部分と前記磁気検出部との間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ付きバッテリーターミナル。
前記バスバーは、前記ポスト部と前記負荷接続端子部とが並んだ方向に沿って延在し、前記ポスト部は、前記バスバーの一端側の側縁部に連結され、前記負荷接続端子部は、前記バスバーの他端側の側縁部に連結されることを特徴とする請求項１または２に記載の電流センサ付きバッテリーターミナル。
前記バスバーは、該バスバーの一端側を下方に折り返して上下に隙間を設けて重なる折り返し部を備え、前記ポスト部は前記折り返し部における下板部の側縁部に連結されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電流センサ付きバッテリーターミナル。