JP2019211464A - Current sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電流センサに関する。 The present invention relates to a current sensor.
近年、自動車の電装品の種類と数が急増しており、車載バッテリの消耗がますます激しくなっている。そのため、バッテリに形成されたバッテリポストに電流センサを取り付けることが提案されている。なお、電流センサをバッテリポストに取り付けることで、一般的には、バッテリ残量を監視して、オルタネータ(発電機)を制御することで燃費の向上を図ったり、電流センサの出力に基づいてバッテリの消耗度(劣化)を確認したりしている。このように、車載バッテリの消耗がますます激しくなっている近年においては、充放電制御用にバッテリの残存容量を監視したいという要請がある。そして、このような要請に応えるために、バッテリポストに電流センサを取り付け、電流センサにより検出された電流の大きさによってバッテリの消耗度を検出する方法が提案されている。 In recent years, the types and number of electrical components for automobiles have increased rapidly, and the consumption of in-vehicle batteries has become increasingly severe. For this reason, it has been proposed to attach a current sensor to a battery post formed in the battery. In general, by attaching a current sensor to the battery post, the remaining amount of the battery is monitored and the alternator (generator) is controlled to improve fuel consumption, or the battery is based on the output of the current sensor. The degree of wear (deterioration) of the product is confirmed. As described above, in recent years when the in-vehicle battery is increasingly consumed, there is a demand for monitoring the remaining capacity of the battery for charge / discharge control. In order to meet such demands, a method has been proposed in which a current sensor is attached to the battery post and the degree of battery consumption is detected based on the magnitude of the current detected by the current sensor.
また、この種の電流センサとしては、シャント抵抗に電流を流し、通電した際の電圧降下とそのシャント抵抗の抵抗値からオームの法則(電流=電圧降下/抵抗値)を用いて電流値を算出する、いわゆるシャント方式の電流センサが一般的に知られている。 For this type of current sensor, the current value is calculated using Ohm's law (current = voltage drop / resistance value) from the voltage drop when the current is passed through the shunt resistor and the resistance value of the shunt resistor. A so-called shunt type current sensor is generally known.
このようなシャント方式の電流センサとしては、特許文献1に開示されたものが知られている。この特許文献1には、電気的な電流供給装置の極に接続されるバスバー(接続領域)と、電気的な消費器に接続されるバスバー(接続領域)と、2つのバスバーを電気的に接続するシャント抵抗(測定区分)と、を備える電流センサが開示されている。 As such a shunt-type current sensor, the one disclosed in Patent Document 1 is known. In Patent Document 1, a bus bar (connection region) connected to the pole of an electrical current supply device, a bus bar (connection region) connected to an electrical consumer, and two bus bars are electrically connected. A current sensor comprising a shunt resistor (measuring section) is disclosed.
この特許文献1では、各バスバーとシャント抵抗との間のそれぞれの継ぎ目箇所を溶接することでシャント抵抗付きのバスバーを形成し、このシャント抵抗付きのバスバーをハウジングにインサート成形している。このとき、シャント抵抗および各バスバーにおけるシャント抵抗との結合部位がハウジング内に埋設されるように、シャント抵抗付きのバスバーがハウジングにインサート成形されている。 In this patent document 1, the bus bar with shunt resistance is formed by welding each joint portion between each bus bar and the shunt resistance, and the bus bar with shunt resistance is insert-molded in the housing. At this time, the bus bar with the shunt resistor is insert-molded in the housing so that the coupling portion between the shunt resistor and the shunt resistor in each bus bar is embedded in the housing.
しかしながら、上記従来の技術では、シャント抵抗付きのバスバーを形成した後に、シャント抵抗付きのバスバーをハウジングにインサート成形している。そして、シャント抵抗付きのバスバーをハウジングにインサート成形することで、シャント抵抗および各バスバーにおけるシャント抵抗との結合部位がハウジング内に埋設されるようにしている。 However, in the above conventional technique, after the bus bar with shunt resistance is formed, the bus bar with shunt resistance is insert-molded into the housing. A bus bar with a shunt resistor is insert-molded in the housing, so that the shunt resistor and the joint portion of each bus bar with the shunt resistor are embedded in the housing.
そのため、インサート成形時にシャント抵抗付きのバスバーに加えられる樹脂材料の圧力や、電流センサの熱膨張収縮、振動等によりシャント抵抗付きのバスバーに加えられる力等によって、シャント抵抗付きのバスバーが変形してしまう場合がある。このように、シャント抵抗付きのバスバーが変形した場合、シャント抵抗とバスバーとが電気的に接続されなくなる等により電流の検出を正しく行うことができなくなるおそれがある。 For this reason, the bus bar with shunt resistance is deformed by the pressure of the resin material applied to the bus bar with shunt resistance during insert molding, the force applied to the bus bar with shunt resistance due to thermal expansion and contraction, vibration, etc. of the current sensor. May end up. As described above, when the bus bar with the shunt resistor is deformed, there is a possibility that the current cannot be correctly detected because the shunt resistor and the bus bar are not electrically connected.
また、上記従来の技術では、電流センサの熱膨張収縮時や振動時等にシャント抵抗付きのバスバーとハウジングとの間に摩擦が生じ、この摩擦によって静電気が発生してしまう場合がある。そして、シャント抵抗付きのバスバーとハウジングとの間に生じる摩擦によって静電気が発生すると、この静電気がノイズとなって電流センサによる電流検出に影響を与えてしまうおそれがある。 Further, in the above-described conventional technology, friction is generated between the bus bar with the shunt resistor and the housing when the current sensor is thermally expanded / contracted or vibrated, and static electricity may be generated by the friction. When static electricity is generated by friction generated between the bus bar with the shunt resistor and the housing, the static electricity may be noise and affect current detection by the current sensor.
このように、上記従来の技術では、電流センサによる電流検出の信頼性を向上させることが難しかった。 As described above, in the conventional technique, it is difficult to improve the reliability of current detection by the current sensor.
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、電流検出の信頼性をより向上させることのできる電流センサを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a current sensor that can further improve the reliability of current detection.
本発明の電流センサは、絶縁性の樹脂材料で形成されたハウジングと、前記ハウジングに一部が埋設されるようにインサートされ、バッテリポストに取り付けられる第1バスバーと、前記第1バスバーとは離間配置された状態で前記ハウジングに一部が埋設されるようにインサートされ、ワイヤハーネスに接続される第2バスバーと、を有するバスバー付きハウジングと、前記第1バスバーと前記第2バスバーとを電気的に接続するシャント抵抗と、を備え、前記ハウジングには、前記第1バスバーの第1露出部が露出するとともに、前記第2バスバーの第2露出部が露出する凹部が形成されており、前記シャント抵抗が、前記凹部内に収容された状態で前記第1露出部と前記第2露出部とを電気的に接続するようにしている。 The current sensor according to the present invention includes a housing formed of an insulating resin material, a first bus bar that is inserted so as to be partially embedded in the housing, and attached to a battery post, and the first bus bar is spaced apart from the first bus bar. A housing with a bus bar having a second bus bar inserted into the housing so as to be partially embedded in the disposed state and connected to a wire harness, and electrically connecting the first bus bar and the second bus bar A shunt resistor connected to the housing, wherein the housing is formed with a recess in which the first exposed portion of the first bus bar is exposed and the second exposed portion of the second bus bar is exposed. A resistor electrically connects the first exposed portion and the second exposed portion while being accommodated in the recess.
なお、前記シャント抵抗の両端の電位差が入力される回路基板をさらに備え、前記回路基板が前記凹部内に配置されるようにしてもよい。 Note that a circuit board to which a potential difference between both ends of the shunt resistor is input may be further provided, and the circuit board may be disposed in the recess.
また、前記回路基板に接続され、前記シャント抵抗の両端の電位差を前記回路基板に出力する一対の出力端子をさらに備え、前記一対の出力端子のうちの一方の出力端子が前記第1バスバーに一体に形成されており、他方の出力端子が前記第2バスバーに一体に形成されるようにしてもよい。 Further, a pair of output terminals connected to the circuit board and outputting a potential difference between both ends of the shunt resistor to the circuit board is further provided, and one output terminal of the pair of output terminals is integrated with the first bus bar. The other output terminal may be formed integrally with the second bus bar.
また、前記凹部内に、前記樹脂材料よりも柔らかい封止材料で封止された封止部が設けられるようにしてもよい。 Moreover, you may make it provide the sealing part sealed with the sealing material softer than the said resin material in the said recessed part.
さらに、前記ハウジングの外側に露出する表面のうち前記凹部に対応する表面部分に凹凸部が形成され、該凹凸部が、前記凹部における前記第1露出部と前記第2露出部との間隔方向に沿って延在する複数の溝を、前記間隔方向と直交する方向に間隔をおいて配置して構成されるようにしてもよい。 Furthermore, a concavo-convex portion is formed in a surface portion corresponding to the concave portion of the surface exposed to the outside of the housing, and the concavo-convex portion is formed in the interval direction between the first exposed portion and the second exposed portion in the concave portion. You may make it comprise the some groove | channel extended along a space | interval in the direction orthogonal to the said space | interval direction.
また、前記シャント抵抗の前記間隔方向の寸法が該間隔方向と直交する方向の寸法よりも長く形成されるようにしてもよい。 The dimension of the shunt resistor in the interval direction may be longer than the dimension in the direction orthogonal to the interval direction.
本発明によれば、電流検出の信頼性をより向上させることのできる電流センサを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the current sensor which can improve the reliability of an electric current detection more can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下では、バッテリに装着されるバッテリ端子としての機能も有する電流センサを例示する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, a current sensor having a function as a battery terminal attached to a battery will be exemplified.
本実施形態にかかる電流センサ1は、図1に示すようなバッテリ40に取り付けられて、バッテリ40の充放電電流を検出し、検出された充放電電流の大きさによってバッテリ40の残存容量や消耗度を検出するものである。
The current sensor 1 according to the present embodiment is attached to a
バッテリ40としては、例えば、車両のエンジンルーム内に配置され、車両に搭載された電装品(車両搭載部品)に電力を供給する車載バッテリを例示することができる。
Examples of the
本実施形態では、バッテリ40は、図1に示すように、直方体の一部が切り欠かれた形状をしている。具体的には、直方体の上部における互いに隣り合う2つの隅部を段差状にし、他の部位よりも一段低くなるようにしている。そして、バッテリ40の上面における一段低くなった面(端子取付面)のそれぞれから、鉛電極で構成された略棒状のバッテリポスト41が上方に向けて突出するように形成されている。なお、一方(図1の右側)の端子取付面に突設されたバッテリポスト41が正極側のバッテリポストとなっており、他方(図1の左側)の端子取付面に突設されたバッテリポスト41が負極側のバッテリポストとなっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
このように、本実施形態では、一対のバッテリポスト(正極側のバッテリポスト41および負極側のバッテリポスト41)の横に壁面が形成されたバッテリ40を例示している。しかしながら、バッテリの形状は上述した形状に限られるものではなく、例えば、略直方体状のバッテリの上面から一対のバッテリポストを突設させた形状としてもよい。
Thus, in this embodiment, the
そして、本実施形態にかかる電流センサ1は、このバッテリポスト41に取り付けられるようになっている。
The current sensor 1 according to this embodiment is attached to the
電流センサ1は、図2および図3に示すように、バッテリ40の充放電電流を検出するセンサ部10と、バッテリポスト41に装着されるバッテリ端子部20と、ワイヤハーネス60との接続を行う接続部30と、を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the current sensor 1 connects the
なお、図3は、図2に示す電流センサ1を裏返した図(上下を反転させた図)となっている。すなわち、図2に示す電流センサ1の上側が、図3に示す電流センサ1では下側となっている。また、図4〜図10は、図3に対応させた図となっている。すなわち、図4〜図10には、図2に示す電流センサ1の上側が下側となった図を開示している。 Note that FIG. 3 is a diagram in which the current sensor 1 illustrated in FIG. 2 is turned upside down (upside down). That is, the upper side of the current sensor 1 shown in FIG. 2 is the lower side of the current sensor 1 shown in FIG. 4 to 10 are diagrams corresponding to FIG. That is, FIGS. 4 to 10 disclose diagrams in which the upper side of the current sensor 1 shown in FIG. 2 is the lower side.
図2に示すセンサ部10は、バッテリ40の充放電電流を検出するセンサ本体部11と、センサ本体部11の側方に一体に突設され、相手側コネクタと嵌合するコネクタ部12と、を備えている。
The
以下の説明では、図2に示すように、コネクタ部12に不図示の相手側コネクタを嵌合する方向を電流センサ1の長手方向Xと称することがある。また、長手方向Xと直交する方向を電流センサ1の幅方向Y、バッテリ端子部20に装着されるバッテリポスト41の立設方向を電流センサ1の高さ方向Zと称することがある。
In the following description, as shown in FIG. 2, a direction in which a mating connector (not shown) is fitted to the
センサ本体部11は、外郭を構成するケースと、このケース内に内蔵された電流センサ部と、を備えている。
The sensor
具体的には、センサ本体部11は、図4に示すように、第1バスバー120の延設片122および出力端子123と、第2バスバー130の延設片133および出力端子134と、を備えている。また、センサ本体部11は、第1バスバー120の一部および第2バスバー130の一部を保持する本体ハウジング111と、第1バスバー120と第2バスバー130とを電気的に接続するシャント抵抗200と、を備えている。さらに、センサ本体部11は、シャント抵抗200の両端の電位差が入力される回路基板300と、シャント抵抗200および回路基板300を封止する封止部400と、を備えている。なお、センサ本体部11を構成する各部材の詳細については後述する。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
そして、第1バスバー120と第2バスバー130とを電気的に接続するシャント抵抗200を電流センサ部として機能させている。すなわち、本実施形態では、本体ハウジング111と封止部400とで構成されるケース内に、電流センサ部として機能するシャント抵抗200を内蔵することで、センサ本体部11を形成している。
The
また、図2に示すように、センサ本体部11の表面に放熱部11aを設けるようにするのが好ましい。放熱部11aは、例えば、金属等の熱伝導率が比較的高い材料を用いて形成することができる。一例としては、波形に成形された金属板をセンサ本体部11の表面に露出するように配置することで形成することができる。なお、金属板は、圧入による嵌合やインサート成形による一体成形等、様々な方法で配置することができる。また、本体ハウジング111自体の形状を波形にすることで、放熱部11aとしての機能を持たせるようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 2, it is preferable to provide a
このような放熱部11aを設けるようにすれば、センサ本体部11の表面積を増加させることができ、センサ本体部11で生じた熱をより効率的に外部に放出(排出)させることができる。すなわち、放熱部11aを設けることで、センサ本体部11の放熱性(排熱性)をより向上させることができるようになる。
If such a
コネクタ部12は、一方側へ開口する筒状に形成されており、内部には端子金具が組み込まれている。本実施形態では、コネクタピン150のコネクタ端子部151と、コネクタ端子部151を覆うように形成された略筒状のコネクタハウジング113と、でコネクタ部12を形成している。
The
バッテリ端子部20は、第1バスバー120に形成されており、例えば、第1バスバー120に曲げ加工やプレス加工を施すことで形成することができる。本実施形態では、第1バスバー120のバッテリ端子本体121がバッテリ端子部20となっている。
The
バッテリ端子部20は、図3に示すように、バッテリポスト41が挿入される挿入孔21aが形成された挿入部21と、挿入部21に連設されて、図2に示す固定用のボルト51およびナット52で締め付けられる締め付け部22と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the
そして、本実施形態では、図2に示すボルト51およびナット52による図3の締め付け部22の締め付け具合により、挿入孔21aの内径を変化させることができるようになっている。
And in this embodiment, the internal diameter of the
このバッテリ端子部20は、例えば、下記のようにして、バッテリポスト41に装着することができる。まず、図2に示すように、挿入孔21aにバッテリポスト41を挿入する。そして、挿入孔21aにバッテリポスト41を挿入した状態で、ボルト51およびナット52により締め付け部22を締め付けて挿入孔21aを縮径させる。こうして、バッテリ端子部20がバッテリポスト41に電気的に接続された状態で装着される。
The
接続部30は、本体部31と、この本体部31から突出するように設けられた接続端子部32と、を備えている。この接続端子部32は、バッテリ端子部20に電気的に接続されている。具体的には、接続端子部32が図4のシャント抵抗200を介して間接的にバッテリ端子部20に電気的に接続されている。このように、本実施形態では、ワイヤハーネス60とバッテリ端子部20とが接続端子部32を介して電気的に接続された構成を例示している。しかしながら、ワイヤハーネス60とバッテリ端子部20とは、ワイヤハーネス60を接続部30に接続した状態で電気的に接続された構成となっていればよく、接続端子部32を介して電気的に接続させる必要はない。例えば、ワイヤハーネス60およびバッテリ端子部20を電気的に接続させて、接続端子部32および後述するナット72で締結(固定)する構成とした場合、接続端子部32とバッテリ端子部20との間に、絶縁性の樹脂を介在させることが可能である。このように、接続端子部32がバッテリ端子部20に電気的に接続されない構成とすることも可能である。
The
本実施形態では、図4に示す第2バスバー130のボルト取付部131と、ワイヤハーネス取付用のスタッドボルト140と、スタッドボルト140をボルト取付部131に電気的に接続させた状態で保持する接続側ハウジング112と、で接続部30を形成している。具体的には、ボルト取付部131、スタッドボルト140の頭部141および接続側ハウジング112で本体部31が形成されており、スタッドボルト140の軸部142が接続端子部32となっている。なお、接続端子部32は、バッテリ端子部20をバッテリポスト41に装着した際に、先端が上を向くように形成されている。
In the present embodiment, the
そして、図2に示すように、接続部30の接続端子部32には、ワイヤハーネス60の導電部63が電気的に接続されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態では、ワイヤハーネス60は、一端において導電部63が露出しており、この露出した導電部63にワイヤハーネス端子61をカシメ固定することで、導電部63とワイヤハーネス端子61とを電気的に接続している。なお、ワイヤハーネス60の他端には、車両に搭載された電装品等の負荷が電気的に接続されている。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、ワイヤハーネス端子61は、先端部62を略直角に屈曲させた形状をしており、この先端部62に、接続端子部32が挿通される挿通孔62aが形成されている。このように、先端部62を略直角に屈曲させた形状をしたワイヤハーネス端子61を用いれば、ワイヤハーネス端子61を接続端子部32に取り付けた際にワイヤハーネス60をバッテリ40の側面に沿わせることができ、省スペース化を図ることができる。
In the present embodiment, the
そして、先端部62に形成された挿通孔62aに接続端子部32を挿通させた状態で、先端部62をナット72により締結すれば、ワイヤハーネス端子61が接続部30に固定され、ワイヤハーネス60が接続端子部32に電気的に接続されることとなる。
Then, when the
また、上述したように、接続端子部32はバッテリ端子部20に電気的に接続されている。そのため、バッテリ端子部20をバッテリポスト41に装着しつつワイヤハーネス端子61を接続端子部32に固定すれば、ワイヤハーネス60の他端に接続された負荷とバッテリ40との間に電流が流れることとなる。
Further, as described above, the
このとき、接続端子部32は、シャント抵抗200を介してバッテリ端子部20に電気的に接続されている。したがって、負荷とバッテリ40との間を流れる電流は、電流センサ部として機能するシャント抵抗200を通るようになっている。
At this time, the
このような構成をした電流センサ1を用いれば、負荷とバッテリ40との間を流れる電流の大きさを電流センサ部によって検出することができるため、バッテリ40の残存容量や消耗度を判断できるようになる。
If the current sensor 1 having such a configuration is used, the magnitude of the current flowing between the load and the
なお、負荷とバッテリ40との間を流れる電流の大きさは、シャント抵抗200に電流を流した際に生じる電圧降下と、シャント抵抗200の抵抗値を用いて算出することができる。
The magnitude of the current flowing between the load and the
ここで、本実施形態では、電流センサ1による電流検出の信頼性をより向上させることができるようにしている。 Here, in the present embodiment, the reliability of current detection by the current sensor 1 can be further improved.
具体的には、電流センサ1が図4に示すバスバー付きハウジング100を備えるようにしている。
Specifically, the current sensor 1 includes a
このバスバー付きハウジング100は、バッテリポスト41に電気的に接続される第1バスバー120と、ワイヤハーネス60の導電部63に電気的に接続される第2バスバー130と、を備えている。そして、第1バスバー120および第2バスバー130を、絶縁性の樹脂材料で形成されたハウジング110に保持させることで、バスバー付きハウジング100を形成している。
The housing with
本実施形態では、第1バスバー120および第2バスバー130を含むインサート部品を所定の位置に配置した状態で絶縁性の樹脂材料によりインサート成形することで、バスバー付きハウジング100を形成している。このとき、インサート部品は、一部が埋設された状態でハウジング110に保持されるようにしている。
In the present embodiment, the bus bar-equipped
なお、本実施形態では、第1バスバー120、第2バスバー130、ワイヤハーネス取付用のスタッドボルト140および4本のコネクタピン150が、インサート成形時に、ハウジング110にインサートされるインサート部品となっている。
In the present embodiment, the
第1バスバー120は、導電性および剛性を有しており、例えば、所定の形状をした導電性金属の板材に曲げ加工やプレス加工を施すことで得ることができる。
The
この第1バスバー120は、バッテリポスト41に装着されるバッテリ端子本体121と、バッテリ端子本体121に連設された延設片122と、を備えている。
The
バッテリ端子本体121は、互いに対向する第1対向壁124および第2対向壁125と、第1対向壁124の端部と第2対向壁125の端部とを連結する略U字状の連結部126と、を備えている。第1対向壁124および第2対向壁125は、例えば、導電性金属の板材の連結部126となる部位を略U字状となるように折り返すことで形成することができる。さらに、本実施形態では、第1対向壁124の略中央部に挿通孔124aが形成されており、第2対向壁125の略中央部に挿通孔125aが形成されている。そして、第1対向壁124と第2対向壁125との対向方向に沿って見た際に、挿通孔124aと挿通孔125aとが重なり合うようにしている。そして、図2のバッテリポスト41にバッテリ端子本体121を装着する際には、バッテリポスト41が挿通孔125a、挿通孔124aの順に挿通されるようになっている。このように、本実施形態では、第1対向壁124および第2対向壁125が図2のバッテリ端子部20の挿入部21となっており、挿通孔124aおよび挿通孔125aが、図2のバッテリポスト41が挿入される挿入孔21aとなっている。
The battery terminal
また、本実施形態では、第1対向壁124における連結部126側とは反対側に第2対向壁125よりも幅広となる幅広部124bが形成されている。一方、第2対向壁125の幅方向の両端には、第1対向壁124に向けて延在する側壁部125bがそれぞれ形成されている。そして、この一対の側壁部125b,125bの先端を、第1対向壁124の幅広部124bに突き当てることで、第1対向壁124と第2対向壁125とを所定距離(側壁部125bの高さ)だけ離間させた状態で対向させるようにしている。
In the present embodiment, a
さらに、本実施形態では、第1対向壁124の幅方向の両端には、側壁部125bおよび第2対向壁125に沿うように屈曲した形状の爪部124cがそれぞれ連設されており、この爪部124cを第2対向壁125に引っ掛けるようにしている。こうすることで第2対向壁125が第1対向壁124に対して開いてしまうのが抑制されるようにしている。
Further, in the present embodiment, claw
また、バッテリ端子本体121の幅方向中央部には、第1対向壁124における挿通孔124aから略U字状の連結部126を経て第2対向壁125における挿通孔125aへと至る切り込み127が形成されている。すなわち、本実施形態では、挿通孔124aおよび挿通孔125aと連通するように切り込み127が形成されている。
Further, a
そして、連結部126が、この切り込み127によって第1連結部126aと第2連結部126bとに分断されている。このような切り込み127を形成することで、挿通孔124aおよび挿通孔125aを、内径を拡縮させることが可能な構成としている。すなわち、挿通孔124aおよび挿通孔125aは、切り込み127の幅を縮めることで縮径されるようになっている。
And the
また、第1連結部126aおよび第2連結部126bには、切り込み127の幅を縮めるためのボルト51およびナット52が配置されている。具体的には、第1連結部126aの内側および第2連結部126bの内側にボルト51の軸部が挿通されており、このボルト51の軸部にナット52が螺合している。そして、ナット52を締め付けることで、第1連結部126aと第2連結部126bとの距離(切り込み127の幅)を縮めて、挿通孔124aおよび挿通孔125aが縮径されるようにしている。このように、本実施形態では、第1連結部126aおよび第2連結部126bが締め付け部22となっている。
Moreover, the
延設片122は、第1対向壁124における連結部126側とは反対側の端部に連設されており、平坦部122bを備えている。この平坦部122bは、屈曲部122aを介して第1対向壁124(幅広部124b)に連設されており、第1対向壁124に対して上下方向にオフセットした状態で配置されている。
The extending
さらに、平坦部122bにおける連結部126側とは反対側の端部には、出力端子123が一体に形成されている。この出力端子123は、回路基板300に接続され、シャント抵抗200の両端の電位差を回路基板300に出力するために用いられるものである。
Further, an
第2バスバー130も、第1バスバーと同様に、導電性および剛性を有しており、例えば、所定の形状をした導電性金属の板材に曲げ加工やプレス加工を施すことで得ることができる。
Similarly to the first bus bar, the
この第2バスバー130は、スタッドボルト140が取り付けられるボルト取付部131と、ボルト取付部131とは上下方向にオフセットした状態で配置される延設片133と、ボルト取付部131と延設片133とを連接する屈曲部132とを備えている。
The
ボルト取付部131は、略平坦な板状をしており、略中央部にスタッドボルト140の軸部142が挿通される挿通孔131aが形成されている。また、ボルト取付部131の端部には、略直角に屈曲した形状の延設片131bが形成されている。この延設片131bは、ハウジング110を形成する樹脂材料により埋設される部位で、ハウジング110の強度を高めるために設けられたものである。
The
延設片133も略平坦な板状をしており、バスバー付きハウジング100を形成した状態で、平坦部122bと端面同士が対向する対向部133aと、対向部133aにおける屈曲部132側とは反対側の端部に連設された延設部133bと、を備えている。なお、延設部133bの先端も、ハウジング110を形成する樹脂材料により埋設される部位で、ハウジング110の強度を高めるために設けられたものである。
The
また、バスバー付きハウジング100を形成した状態で、対向部133aの平坦部122b側となる端部には、出力端子134が一体に形成されている。この出力端子134は、出力端子123とともに回路基板300に接続され、シャント抵抗200の両端の電位差を回路基板300に出力するために用いられるものである。
In addition, in the state where the
なお、第1バスバー120の表面および第2バスバー130の表面に、錫によるメッキ処理が施されるようにするのが好ましい。こうすれば、バスバーの表面上での半田付けが行いやすくなる。
It is preferable that the surface of the
スタッドボルト140は、本実施形態では、導電性を有しており、ワイヤハーネス端子61に電気的に接続されるようになっている。すなわち、スタッドボルト140は、第2バスバー130のボルト取付部131に電気的に接続された状態で固定されるようにしている。具体的には、スタッドボルト140の軸部142をボルト取付部131の挿通孔131aに挿通するとともに、頭部141をボルト取付部131における挿通孔131aの周縁部に接触させるようにしている。こうすることで、スタッドボルト140がボルト取付部131に電気的に接続された状態で固定されるようにしている。
In the present embodiment, the
なお、ワイヤハーネス端子61は、スタッドボルト140およびナット72を用いて先端部62を締結(固定)した際に、第2バスバー130と電気的に接続されていればよい。すなわち、ワイヤハーネス端子61は、スタッドボルト140やナット72を介して第2バスバー130に電気的に接続される必要はない。例えば、ワイヤハーネス端子61とナット72との間や、第2バスバー130とスタッドボルト140との間に、樹脂等の絶縁部が介在していてもよい。
In addition, the
コネクタピン150は、回路基板300を相手側コネクタに電気的に接続するための部材で、棒状の導電性部材を屈曲させた形状をしている。具体的には、コネクタピン150は、相手側コネクタの端子金具に導通接続されるコネクタ端子部151と、回路基板300に導通接続される回路基板側端子部152と、コネクタ端子部151と回路基板側端子部152とを連結する連結部153と、を備えている。そして、バスバー付きハウジング100を形成した状態で、連結部153の少なくとも一部がハウジング110に埋設されるようにしている。すなわち、コネクタピン150は、ハウジング110を貫通するようにしてハウジング110に保持されている。
The
そして、このようなインサート部品は、上述したように、一部が埋設された状態でハウジング110に保持されている。
And as above-mentioned, such an insert component is hold | maintained at the
このハウジング110は、本実施形態では、センサ本体部11の外郭の一部を構成する本体ハウジング111と、接続部30の一部を構成する接続側ハウジング112と、コネクタ部12の一部を構成するコネクタハウジング113と、を備えている。
In this embodiment, the
本体ハウジング111は、中央に凹部116を有するように形成されており、略四角の箱状をしている。この本体ハウジング111は、凹部116の開口部116aに対して奥側に位置する奥壁115と、奥壁115の外周縁の全周に亘って連設された周壁114と、を備えている(図6参照)。そして、凹部116が周壁114の内面114aおよび奥壁115の内面115aにより画成されている。
The
また、本実施形態では、本体ハウジング111における奥壁115の内面115aと開口部116aとの間には、開口部116a側から奥壁115を視た状態で、略L字状をした段差部111aが形成されている。このような段差部111aを形成することで、凹部116の一部が他の部位よりも深さが深い凹部となるようにしている。
Further, in the present embodiment, a stepped
さらに、バスバー付きハウジング100を形成した状態で、第1バスバー120の平坦部122bの一部、第2バスバー130の対向部133aの一部、出力端子123,134の先端および回路基板側端子部152の先端が凹部116に露出するようにしている。
Further, with the
具体的には、平坦部122bの一部および対向部133aの一部が、凹部116における深さが深い部位に露出するように、本体ハウジング111を形成している。したがって、本実施形態では、平坦部122bの一部が凹部116に露出する第1露出部122cとなっており、対向部133aの一部が凹部116に露出する第2露出部133cとなっている。
Specifically, the
また、出力端子123,134の先端および回路基板側端子部152の先端が、段差部111aから開口部116a側に突出する(深さが浅い凹部に露出する)ように、本体ハウジング111を形成している。
Further, the
したがって、凹部116のうち深さが深い凹部に、シャント抵抗200が収容されることとなり、深さが浅い凹部に、回路基板300が収容されることとなる。
Accordingly, the
このように、本実施形態では、凹部116のうち、奥壁115の内面115aによって画成される凹部が、シャント抵抗200を収容する第1凹部117となっている。そして、凹部116のうち、段差部111aによって画成される凹部が、回路基板300を収容する第2凹部118となっている(図10参照)。
As described above, in the present embodiment, the recess defined by the
なお、本実施形態では、図4および図10に示すように、凹部116内に複数のリブ111bが設けられている。複数のリブ111bは、凹部116内に封止材料を注入することで形成される封止部400の剥がれを防止したり、封止部400による密着性を向上させたりするために設けたものである。さらに、複数のリブ111bのうちの一部は、出力端子123と出力端子134との間や、隣りあう回路基板側端子部152の間に、開口部116a側に向けて突出するように形成されている。そして、図10に示すように、第2凹部118に回路基板300を収容する際には、開口部116a側に向けて突出するリブ111b上に回路基板300が載置されるようにしている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 10, a plurality of
接続側ハウジング112は、略直方体状をしており、一辺側が本体ハウジング111の側部に連設された周壁112aを備えている。また、接続側ハウジング112は、周壁112aの内側に形成されて、ボルト取付部131とスタッドボルト140とを電気的に接続された状態で固定する固定部112bを備えている。本実施形態では、固定部112b内に、ボルト取付部131およびボルト取付部131に固定されたスタッドボルト140の頭部141が埋設されるようにしている。なお、固定部112bは、ボルト取付部131とスタッドボルト140とが電気的に接続された状態で固定されるようになっていればよく、ボルト取付部131の全体および頭部141の全体を固定部112b内に埋設させる必要はない。
The connection-
コネクタハウジング113は、略筒状をしており、本体ハウジング111に連設されている。具体的には、コネクタハウジング113は、本体ハウジング111における接続側ハウジング112が連設された辺に隣接する辺から外方に突出するように形成されている。このように、本実施形態では、接続側ハウジング112およびコネクタハウジング113は、本体ハウジング111から互いに交差する方向に延在するように突設されている。
The
また、本実施形態では、バスバー付きハウジング100を形成した状態で、コネクタピン150のコネクタ端子部151がコネクタハウジング113によって覆われるようになっている。そして、このコネクタハウジング113とコネクタ端子部151とで、相手側コネクタと嵌合するコネクタ部12を形成している。
In this embodiment, the
このような構成をしたバスバー付きハウジング100は、例えば、以下のようにして形成することができる。
The
まず、第1バスバー120および第2バスバー130を含むインサート部品を図示せぬ金型等により保持し、図5に示す状態となるように配置する。すなわち、完全に離間された状態となるように、第1バスバー120と第2バスバー130とを配置する。具体的には、第1バスバー120および第2バスバー130を、平坦部122bの端面と対向部133aの端面とが離間した状態で対向するように配置する。このとき、平坦部122bの表面と対向部133aの表面とが略同一の平面となるようにするのが好ましい。
First, the insert parts including the
また、第2バスバー130のボルト取付部131に形成された挿通孔131aにスタッドボルト140の軸部142を挿通させて、頭部141をボルト取付部131に接触させる。このとき、本体ハウジング111に形成される凹部116の開口部116a側とは反対側に突出するように、軸部142を挿通孔131aに挿通させる。
Further, the
そして、4つのコネクタピン150を、対向部133aの上方(開口部116a側)に第1バスバー120、第2バスバー130およびスタッドボルト140とは離間した状態で配置する。このとき、4つのコネクタピン150は、コネクタ端子部151が側方を向き、回路基板側端子部152が上方(開口部116a側)を向くように配置されており、それぞれが他のコネクタピン150とは離間した状態で配置されている。
Then, the four
次に、インサート部品を図5に示す状態となるように配置した状態で、インサート成形することで、インサート部品がインサートされたハウジング110を形成する。具体的には、図示せぬ金型に形成されたキャビティ内に、溶融させた絶縁性の樹脂材料を射出することで、インサート部品がインサートされたハウジング110を形成する。なお、ハウジング110を形成する絶縁性の樹脂材料としては、例えば、半田よりも融点が高いポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂)を用いることができる。また、絶縁性の樹脂材料にガラスフィラー等を混合させることで、ハウジング110の強度を高めるようにしてもよい。
Next, the
こうして、図6に示すバスバー付きハウジング100が形成される。なお、第1バスバー120と第2バスバー130とを、第1露出部122cと第2露出部133cとが連結された状態でインサートし、その後に連結部分を切断して、第1露出部122cと第2露出部133cとを形成するようにしてもよい。こうすれば、第1露出部122cおよび第2露出部133cの平面度を高めることができる。
In this way, the
そして、バスバー付きハウジング100を形成した後に、シャント抵抗200を第1凹部117(凹部116)内に収容しつつ、第1バスバー120の第1露出部122cおよび第2バスバー130の第2露出部133cに実装する(図7参照)。こうすることで、互いに離間配置された状態でハウジング110にインサート保持されている第1バスバー120と第2バスバー130とが電気的に接続されることになる(図8参照)。
Then, after forming the
なお、シャント抵抗200は温度変化による抵抗値の変化が比較的小さい抵抗体である。そのため、シャント抵抗200を用いることで、温度変化の影響を受けにくい電流センサ1を得ることができる。
The
また、本実施形態では、シャント抵抗200として、表面実装タイプのもの(チップ状のシャント抵抗)を用いている。このようなシャント抵抗200としては、従来公知のものを用いることができる。
In the present embodiment, a surface mount type (chip shunt resistor) is used as the
そして、このようなシャント抵抗200を、半田によって第1バスバー120と第2バスバー130とに実装させている。このように、半田を用いて面実装タイプのシャント抵抗200を実装させるようにすれば、シャント抵抗200をバスバーに接続させる際に背面からアクセスする必要がなくなり、シャント抵抗200をより容易にバスバーに接続させることができる。また、開口部(凹部116の開口部116a)を片側のみとすることができるため、封止材料の注入が容易となって、封止部400をより容易に形成することができる。
Such a
さらに、本実施形態では、シャント抵抗200が収容される第1凹部117は、シャント抵抗200よりも一回り大きくなるように形成されている。すなわち、第1凹部117にシャント抵抗200を収容した状態で、第1凹部117を画成する内面114aによって、シャント抵抗200の周囲が全周に亘って囲まれるようにしている。こうすれば、シャント抵抗200を第1露出部122cおよび第2露出部133cに半田付けする際に、半田が内面114aによってせき止められ、より確実に半田付けを行うことができるようになる。また、シャント抵抗200の位置ずれが内面114aによって抑制されるため、シャント抵抗200の接続ずれによる誤差を低減させることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
そして、シャント抵抗200を第1露出部122cおよび第2露出部133cに実装した後に、回路基板300を第2凹部118(凹部116)に収容する。
Then, after the
回路基板300は、略四角形状をしており、様々な電子部品を実装することで、回路基板300に入力されるシャント抵抗200の電圧(電位差)を増幅する増幅回路等が形成されている。なお、回路基板300状に実装される電子部品についての図示は省略している。また、回路基板300には、回路基板側端子部152の先端がそれぞれ挿通される挿通孔310と、出力端子123,134の先端がそれぞれ挿通される挿通孔320が形成されている。
The
したがって、回路基板300は、挿通孔310に回路基板側端子部152の先端を挿通させるとともに、挿通孔320に出力端子123,134の先端をそれぞれ挿通させた状態で、リブ111b上に載置することで、第2凹部118に収容されることになる。このとき、シャント抵抗200の全体が回路基板300により覆われる(シャント抵抗200の全体が回路基板300に上下方向で重なる)ようにするのが好ましい。こうすれば、凹部116を大きくすることなく、シャント抵抗200および回路基板300を凹部116内に収容させることができる。
Therefore, the
そして、回路基板300を第2凹部118に収容した状態で、回路基板側端子部152および出力端子123,134を回路基板300に半田付け(実装)する。
Then, the circuit board
なお、シャント抵抗200の実装と、回路基板300の実装(回路基板側端子部152および出力端子123,134の回路基板300への半田付け)とを、例えば、リフロー半田付けにより一度に行うようにしてもよい。このとき、電子部品の回路基板300への実装も同時に行うことができる。
The mounting of the
その後、ハウジング110を形成する樹脂材料よりも柔らかい封止材料を凹部116内に充填させることで、封止部400を形成する。このような封止材料としては、例えば、弾力があり接着性のあるウレタン樹脂を用いることができる。そして、シャント抵抗200および回路基板300が収容された凹部116を封止材料により封止することで界面が接着され、防水・防塵効果を高めることができる上、静電気の発生を抑制することができるようになる。
Thereafter, the sealing
なお、本実施形態では、電流センサ1をバッテリポスト41に装着した際に、開口部116aが下方に開口するように凹部116を形成している。そのため、電流センサ1をバッテリポスト41に装着した際には、封止部400の面が下方を向くこととなる。そのため、仮に凹部116内に水が浸入したとしても、凹部116内に溜まることなく排水させることができる。
In the present embodiment, when the current sensor 1 is mounted on the
そして、封止部400を形成することで本実施形態にかかる電流センサ1が形成されることとなる。なお、上述した電流センサ1の製造方法は一例であり、他の方法によって電流センサ1を製造することも可能である。
And the current sensor 1 concerning this embodiment will be formed by forming the sealing
以上説明したように、本実施形態にかかる電流センサ1は、バスバー付きハウジング100を備えている。このバスバー付きハウジング100は、絶縁性の樹脂材料で形成されたハウジング110と、ハウジング110に一部が埋設されるようにインサートされた第1バスバー120と、を有している。さらに、バスバー付きハウジング100は、第1バスバー120とは離間した状態で配置され、ハウジング110に一部が埋設されるようにインサートされた第2バスバー130と、を有している。
As described above, the current sensor 1 according to the present embodiment includes the
また、電流センサ1は、第1バスバー120と第2バスバー130とを電気的に接続するシャント抵抗200を備えている。
Further, the current sensor 1 includes a
また、ハウジング110には、第1バスバー120の第1露出部122cが露出するとともに、第2バスバー130の第2露出部133cが露出する凹部116が形成されている。
In addition, the
そして、シャント抵抗200が、凹部116内に収容された状態で第1露出部122cと第2露出部133cとを電気的に接続している。
The
こうすれば、バスバー付きハウジング100をインサート成形により形成した後に、シャント抵抗200を第1バスバー120および第2バスバー130に接続させることが可能となる。したがって、シャント抵抗付きのバスバーをインサート成形する場合のように、シャント抵抗200とバスバー(第1バスバー120や第2バスバー130)との接合部に樹脂材料の圧力がかかることがなくなる。
In this way, the
その結果、シャント抵抗200やシャント抵抗200とバスバーとの接合部が変形してしまうことを抑制することができ、シャント抵抗200とバスバーとが電気的に接続されなくなってしまうことを抑制することができる。すなわち、シャント抵抗200とバスバーとをより確実に電気的に接続させることができる。
As a result, it is possible to suppress the deformation of the
また、ハウジング110に形成した凹部116にシャント抵抗200を収容している。そのため、ハウジング110の熱膨張収縮や電流センサ1の振動等によりハウジング110に生じる力がシャント抵抗200やシャント抵抗200とバスバーとの接合部に直接伝わってしまうことを抑制することができる。その結果、シャント抵抗200とバスバーとをより確実に電気的に接続させることができる。また、シャント抵抗200が第1バスバー120および第2バスバー130に接続された状態でのインサート成形が行われないようにすることができるため、成型時にかかる成型圧や熱膨張収縮の応力がシャント抵抗200に加えられないようにすることができる。
Further, the
さらに、ハウジング110の熱膨張収縮時や電流センサ1の振動時等にハウジング110とシャント抵抗200との間に摩擦が生じてしまうことを抑制することができる。その結果、静電気の発生が抑制されて電流センサ1のノイズを低減させることができるようになる。例えば、封止部400を形成する封止材料として、弾力があり接着性のある樹脂を用いた場合、封止部400は、シャント抵抗200に弾力を持った状態で密着することになる。そのため、熱膨張収縮時や電流センサ1の振動時等には、封止部400がシャント抵抗200と一緒になって動くことになる。このように、封止部400がシャント抵抗200と一緒になって動くことで、摩擦が生じてしまうことが抑制されて、摩擦による静電気の発生を抑制することができる。
Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of friction between the
このように、本実施形態によれば、電流検出の信頼性をより向上させることのできる電流センサ1を得ることができる。 Thus, according to the present embodiment, the current sensor 1 that can further improve the reliability of current detection can be obtained.
また、バスバー付きハウジング100をインサート成形により形成した後に、シャント抵抗200を第1バスバー120および第2バスバー130に接続させるようにすれば、シャント抵抗200がインサート成形により劣化してしまうことを抑制することができる。さらに、バスバー付きハウジング100をインサート成形した後にシャント抵抗200を実装させるようにすれば、ハウジング110にシャント抵抗200の取付形状を予め形成しておくことができ、より容易にシャント抵抗200を実装させることができる。
Further, if the
また、本実施形態では、電流センサ1は、シャント抵抗200の両端の電位差が入力される回路基板300をさらに備えている。そして、回路基板300が凹部116内に配置されるようにしている。
In the present embodiment, the current sensor 1 further includes a
こうすれば、ハウジング110に、シャント抵抗200を収容する凹部と回路基板300を収容する凹部を別個に形成する必要がなくなり、構成の簡素化を図ることができる。
By doing so, it is not necessary to separately form a recess for housing the
また、本実施形態では、電流センサ1は、回路基板300に接続され、シャント抵抗200の両端の電位差を回路基板300に出力する一対の出力端子123,134をさらに備えている。
In the present embodiment, the current sensor 1 further includes a pair of
そして、一対の出力端子123,134のうちの一方の出力端子123が第1バスバー120に一体に形成されており、他方の出力端子134が第2バスバー130に一体に形成されている。
One
このように、出力端子123,134をバスバー(第1バスバー120や第2バスバー130)に直接形成することで、より正確な電圧データを送信することができるようになる。
Thus, by forming the
また、本実施形態では、シャント抵抗200をバスバー(第1バスバー120や第2バスバー130)に直接半田付けしている。そのため、シャント抵抗200を回路基板300に搭載する場合と比べて低コスト化を図ることができ、大電流化にも対応できるようになる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、凹部116内には、樹脂材料よりも柔らかい封止材料で封止された封止部400が設けられている。
In the present embodiment, a sealing
こうすれば、防水・防塵効果を高めることができる上、静電気の発生を抑制することができるようになる。 In this way, the waterproof / dustproof effect can be enhanced, and the generation of static electricity can be suppressed.
ところで、ハウジング110が温度変化で熱膨張収縮すると、ハウジング110に保持された第1バスバー120および第2バスバー130が移動する。この移動により、第1バスバー120の第1露出部122cと第2バスバー130の第2露出部133cとの間隔が、ハウジング110の材料である絶縁性の樹脂材料の熱膨張率に応じて変化する。
By the way, when the
一方、第1露出部122cと第2露出部133cとに両端がそれぞれ半田付けされたシャント抵抗200に温度変化が生じると、シャント抵抗200に用いる金属材料の熱膨張率に応じた熱膨張収縮がシャント抵抗200に生じる。
On the other hand, when a temperature change occurs in the
ここで、ハウジング110の樹脂材料とシャント抵抗200の金属材料とでは熱膨張率が異なる。このため、ハウジング110およびシャント抵抗200は、温度変化時に、第1バスバー120の第1露出部122cと第2バスバー130の第2露出部133cとの間隔方向において、互いに異なる熱膨張率で熱膨張収縮する。
Here, the thermal expansion coefficient differs between the resin material of the
これにより、第1露出部122cおよび第2露出部133cとシャント抵抗200との半田付け箇所に、ハウジング110とシャント抵抗200との熱膨張率の差に応じた、第1露出部122cと第2露出部133cとの間隔方向の応力が生じる。
As a result, the first exposed
ところで、ハウジング110の樹脂材料にガラスフィラー等が混合されている場合は、ハウジング110の熱膨張率が、樹脂材料に混合されたガラスフィラーの繊維方向では相対的に低くなり、それ以外の方向では相対的に高くなる。したがって、ハウジング110とシャント抵抗200との熱膨張率の差は、樹脂材料中のガラスフィラーの繊維方向において相対的に小さくなり、それ以外の方向において相対的に大きくなる。
By the way, when glass filler etc. are mixed with the resin material of the
このため、樹脂材料中のガラスフィラーの繊維方向を、第1露出部122cと第2露出部133cとの間隔方向に揃えると、この間隔方向におけるハウジング110とシャント抵抗200との熱膨張率の差が小さくなる。すると、シャント抵抗200の半田付け箇所に生じる、第1露出部122cと第2露出部133cとの間隔方向の応力が低くなる。ちなみに、ガラスフィラーの繊維方向は、インサート成形によりバスバー付きハウジング100を形成する際の、金型(図示省略)内における樹脂材料の流動方向に沿った方向となる。
For this reason, when the fiber direction of the glass filler in the resin material is aligned with the interval direction between the first exposed
なお、インサート成形により形成したハウジング110の熱膨張率は、樹脂材料がガラスフィラーを含有していなくても、インサート成形時の樹脂材料の流動方向において相対的に小さくなり、それ以外の方向において相対的に大きくなる可能性がある。
The thermal expansion coefficient of the
そこで、本実施形態では、バスバー付きハウジング100のインサート成形時における、ハウジング110の樹脂材料の流動方向を工夫している。以下、インサート成形時における樹脂材料の流動方向について説明する。
Therefore, in this embodiment, the flow direction of the resin material of the
まず、図6に示すように、第1バスバー120の第1露出部122cと第2バスバー130の第2露出部133cとは、ハウジング110の凹部116内に露出し、奥壁115の内面115aに沿って配置されている。凹部116の奥壁115は、ハウジング110の表面に設けられた図2のセンサ本体部11と、裏表の位置関係にある。
First, as shown in FIG. 6, the first exposed
本実施形態の冒頭で説明したように、図2のセンサ本体部11の表面には、波形の放熱部11aが露出している。放熱部11aの波形は、センサ本体部11の表面に露出する部分に波形の金属板を配置して構成することもでき、当該部分の本体ハウジング111自体の形状を波形にして構成することもできる。
As described at the beginning of the present embodiment, the corrugated
どちらの場合も、インサート成形でバスバー付きハウジング100を形成する際には、ハウジング110の表面のうちセンサ本体部11の表面に露出する部分に、図11および図12に示すように、放熱部11aの波形に応じた凹凸部160を形成する必要がある。
In either case, when the
なお、図11はセンサ本体部11の表面に露出するハウジング110の放熱部11aに形成する凹凸部160を示す電流センサ1の斜視図、図12は図11のI−I線断面図である。
11 is a perspective view of the current sensor 1 showing the concavo-
図11に示すように、凹凸部160は、直線の溝161を複数有している。各溝161は、電流センサ1の長手方向Xに沿ってそれぞれ延在し、電流センサ1の幅方向Y(請求項中の間隔方向と直交する方向に相当)に等しい間隔をおいて並べて配置されている。そして、本実施形態では、各溝161を電流センサ1の長手方向Xに延在させて、図6に示すハウジング110の凹部116に露出する第1露出部122cと第2露出部133cとの間隔方向Wと同じ向きに揃えている。
As shown in FIG. 11, the concavo-
このため、バスバー付きハウジング100をインサート成形に用いる金型(図示省略)の、ハウジング110の表面に凹凸部160を形成する部分には、図12に示す各溝161の断面形状の反転形状の断面を有する突片(図示省略)が、複数並べて形成される。したがって、図11に示すように、金型のキャビティ(図示省略)内に充填されたハウジング110の樹脂材料が凹凸部160の形成部分を流動するときの流動方向αは、各溝161が延在する電流センサ1の長手方向Xに規制される。
For this reason, a portion of the mold (not shown) that uses the
なお、図11中の一点鎖線で囲んだゲート配置エリア170は、金型に設ける樹脂材料の充填ゲートの位置の範囲を示す。このゲート配置エリア170の範囲内で、金型の充填ゲートの位置が凹凸部160に対して電流センサ1の幅方向Yにオフセットしても、凹凸部160の形成部分における樹脂材料の流動方向αは、電流センサ1の長手方向Xのまま変わらない。
Note that a
また、凹凸部160の周辺の本体ハウジング111を形成する部分を流動する樹脂材料も、凹凸部160の形成部分を溝161に規制されて流動する樹脂材料に誘導されて、電流センサ1の長手方向Xに流動する。このため、第1バスバー120の第1露出部122cと第2バスバー130の第2露出部133cとが露出する凹部116を有するハウジング110の本体ハウジング111は、電流センサ1の長手方向Xに沿った流動方向αに流動する樹脂材料によって形成される。
In addition, the resin material that flows in the portion forming the
ここで、本体ハウジング111の凹部116を形成する樹脂材料の金型内での流動方向αと、シャント抵抗200が接続する第1バスバー120の第1露出部122cおよび第2バスバー130の第2露出部133cの間隔方向W(図6参照)との関係を説明する。
Here, the flow direction α of the resin material forming the
金型内で樹脂材料を流動させて形成した本体ハウジング111の凹部116の熱膨張率は、樹脂材料の流動方向αにおいて相対的に低くなり、流動方向αと直交する方向において相対的に高くなる。したがって、本体ハウジング111の凹部116とシャント抵抗200との熱膨張率の差は、樹脂材料の流動方向αにおいて相対的に小さくなり、流動方向αと直交する方向において相対的に大きくなる。
The thermal expansion coefficient of the
そこで、本実施形態では、凹部116を有する本体ハウジング111の形成部分における樹脂材料の流動方向αを、凹部116に露出した第1露出部122cと第2露出部133cとの間隔方向W(図6参照)に揃えている。この間隔方向Wは、溝161が延在する電流センサ1の長手方向と同じ方向である。
Therefore, in this embodiment, the flow direction α of the resin material in the formation portion of the
流動方向αを第1露出部122cと第2露出部133cとの間隔方向Wに揃えた樹脂材料で、凹部116を有する本体ハウジング111を形成すると、本体ハウジング111とシャント抵抗200との熱膨張率の差が、上述した間隔方向Wにおいて最も小さくなる。
When the
したがって、温度変化時の熱膨張率の差でシャント抵抗200の第1露出部122cおよび第2露出部133cに対する半田付け箇所にそれぞれ生じる、間隔方向Wの応力(せん断応力)が、図13(a)の分布図に示すように、どちらも小〜中程度の値となる。
Therefore, the stress (shearing stress) in the interval direction W generated at the soldering locations on the first exposed
比較のために、、凹部116を有する本体ハウジング111の形成部分における樹脂材料の流動方向αを、溝161が延在する電流センサ1の長手方向Xと直交する電流センサ1の幅方向Yに揃えた場合を考える。
For comparison, the flow direction α of the resin material in the formation portion of the
流動方向αを電流センサ1の幅方向Yに揃えた樹脂材料で、凹部116を有する本体ハウジング111を形成すると、本体ハウジング111とシャント抵抗200との熱膨張率の差が、電流センサ1の幅方向Yにおいて最も小さくなる。言い換えると、本体ハウジング111とシャント抵抗200との熱膨張率の差が、第1露出部122cと第2露出部133cとの間隔方向Wにおいて最も大きくなる。
When the
したがって、温度変化により本体ハウジング111とシャント抵抗200とが熱膨張収縮した場合の、第1露出部122cと第2露出部133cとの間隔方向Wにおける両者の熱膨張収縮量に、大きな差が生じる。
Therefore, when the
すると、両者の熱膨張収縮量の差によって、第1露出部122cおよび第2露出部133cに対するシャント抵抗200の半田付け箇所に生じる、間隔方向Wの応力(せん断応力)が、図13(b)の分布図に示すように、大きな値となる。シャント抵抗200の半田付け箇所に生じる応力(せん断応力)が大きいと、シャント抵抗200に変形等が生じてシャント抵抗200を用いた電流検出精度が低下し、電流検出の信頼性を維持できなくなってしまう。
Then, due to the difference in thermal expansion and contraction amount between the two, the stress (shear stress) in the interval direction W generated in the soldered portion of the
これに対し、本実施形態では、樹脂材料の流動方向αを第1露出部122cと第2露出部133cとの間隔方向Wに揃えて、温度変化による両者の間隔方向Wにおける熱膨張収縮量に大きな差が生じないようにしている。
On the other hand, in this embodiment, the flow direction α of the resin material is aligned with the interval direction W between the first exposed
このため、シャント抵抗200の半田付け箇所に生じる間隔方向Wの応力(せん断応力)を、図13(a)に示すように小さく抑えて、シャント抵抗200の変形等による電流検出精度の低下を抑制し、電流検出の信頼性をより向上させることができる。
For this reason, the stress (shear stress) in the interval direction W generated at the soldered portion of the
なお、図4〜図7に示すように、本実施形態の電流センサ1では、シャント抵抗200の長手方向βの両端において、シャント抵抗200と第1露出部122cおよび第2露出部133cとを半田付けした。このため、シャント抵抗200の長手方向βと直交する幅方向γの両端と第1露出部122cおよび第2露出部133cとを半田付けする場合に比べて、温度変化によりシャント抵抗200が熱膨張収縮するときに半田付け箇所に生じる応力が大きくなる。
4-7, in the current sensor 1 of this embodiment, the
そこで、本実施形態では、本体ハウジング111の形成部分の樹脂材料を第1露出部122cと第2露出部133cとの間隔方向Wに流動させて、本体ハウジング111の熱膨張率が間隔方向Wにおいてシャント抵抗200の熱膨張率に最も近付づくようにした。これにより、シャント抵抗200と第1露出部122cおよび第2露出部133cとをシャント抵抗200の長手方向βの両端で半田付けしても、半田付け箇所に生じる応力の大きさを極力抑える構成を実現することができる。
Therefore, in this embodiment, the resin material of the formation part of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made.
例えば、上記実施形態では、出力端子123が第1バスバー120に一体に形成されており、他方の出力端子134が第2バスバー130に一体に形成されたものを例示したが、第1バスバーや第2バスバーとは別部品で出力端子を形成してもよい。
For example, in the above embodiment, the
また、ハウジングや第1および第2バスバー、その他細部のスペック(形状、大きさ、レイアウト等)も適宜に変更可能である。 Further, the specifications (shape, size, layout, etc.) of the housing, the first and second bus bars, and other details can be changed as appropriate.
1 電流センサ
11a 放熱部
41 バッテリポスト
60 ワイヤハーネス
100 バスバー付きハウジング
110 ハウジング
116 凹部
120 第1バスバー
122c 第1露出部
123 出力端子
130 第2バスバー
133c 第2露出部
134 出力端子
160 凹凸部
161 溝
200 シャント抵抗
300 回路基板
400 封止部
X 電流センサの長手方向
Y 電流センサの幅方向(間隔方向と直交する方向)
Z 電流センサの高さ方向
W 第1露出部と第2露出部との間隔方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Z Current sensor height direction W Spacing direction between the first exposed portion and the second exposed portion
Claims (6)
前記第1バスバーと前記第2バスバーとを電気的に接続するシャント抵抗と、
を備え、
前記ハウジングには、前記第1バスバーの第1露出部が露出するとともに、前記第2バスバーの第2露出部が露出する凹部が形成されており、
前記シャント抵抗が、前記凹部内に収容された状態で前記第1露出部と前記第2露出部とを電気的に接続することを特徴とする電流センサ。 A housing formed of an insulating resin material, a first bus bar inserted so as to be partially embedded in the housing, and attached to a battery post, and the housing in a state of being spaced apart from the first bus bar A second bus bar that is inserted so as to be partially embedded in and connected to the wire harness, and a housing with a bus bar,
A shunt resistor for electrically connecting the first bus bar and the second bus bar;
With
The housing is formed with a recess in which the first exposed portion of the first bus bar is exposed and the second exposed portion of the second bus bar is exposed,
A current sensor, wherein the shunt resistor electrically connects the first exposed portion and the second exposed portion in a state of being accommodated in the recess.
前記回路基板が前記凹部内に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。 A circuit board to which a potential difference between both ends of the shunt resistor is input;
The current sensor according to claim 1, wherein the circuit board is disposed in the recess.
前記一対の出力端子のうちの一方の出力端子が前記第1バスバーに一体に形成されており、他方の出力端子が前記第2バスバーに一体に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の電流センサ。 A pair of output terminals connected to the circuit board and outputting a potential difference between both ends of the shunt resistor to the circuit board;
The one output terminal of the pair of output terminals is formed integrally with the first bus bar, and the other output terminal is formed integrally with the second bus bar. The current sensor described.
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JP2021167781A (en) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | 矢崎総業株式会社 | Current sensor |
JP2022132021A (en) * | 2021-02-26 | 2022-09-07 | 矢崎総業株式会社 | current sensor |
-
2018
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