JP2526070B2 - 電流検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電力供給回路における負荷電流を検出する
装置に関するものである。

従来技術 電源よりヒューズを介して負荷に電流を流す電力供給
回路において負荷電流を検出するものとしてシャント抵
抗を利用したものがある。

しかしシャント抵抗自体が負荷電流により発熱し、熱
による抵抗値変化のため検出電流値に誤差が生じるとい
う欠点がある。

そこで負荷電力線に非接触で電流を検出できる感磁素
子を用いた電流検出装置が知られている。

実願昭60−137778号（実開昭62−46375号）のマイク
ロフィルムに記載された例は、ヒューズボックス内に平
行に配設された３本のヒューズのうち１本が負荷電力線
に相当し、同ヒューズの周囲に一部スリットを有した円
形環状のフェライトコアが該ヒューズに接触せずに配設
され、スリットに感磁素子が配置された構成が開示され
ている。

該ヒューズを負荷電流が流れることにより同ヒューズ
を囲むフェライトコアに磁界が生じ、この磁界の強さを
感磁素子が検出し、負荷電流に比例した出力を得ること
ができる。

非接触で負荷電流を検出しているので、発熱はなくエ
ネルギー損失も殆ど無視でき、正確な負荷電流を検出す
ることができる。

発明が解決しようとする問題点 しかるに従来の電力供給回路における負荷電流の検出
は、前記例にあるように、電流検出対象となる電力線と
他の電力線との相対的位置関係にあまり考慮が払われて
いなかった。

すなわち前記例についてみると、電流検出対象となる
ヒューズと他の２本のヒューズは近くにあって、かつ相
互に平行に配列されている。

したがって電流検出対象となるヒューズに設けられた
非接触のフェライトコアに該ヒューズを流れる負荷電流
によって磁界が生じるが、この磁界に該ヒューズに近接
して相互に平行な２本のヒューズに流れる電流によって
生じた磁界が影響を与え、結局正確な負荷電流を検出す
ることができない。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的
とする処は、電流検出対象となる電力線を流れる負荷電
流を、他の電力線を流れる電流による磁界に影響されず
に正確に検出できる電流検出装置を供する点にある。

問題点を解決するための手段および作用 上記目的を達成するために、本発明は、電源と負荷と
を接続する電気回路の電力線を流れる負荷電流を検出す
る電流検出装置において、前記電気回路内に配線される
複数の電力線のうち電流検出対象となる電力線について
少なくともその検出部分を他の電力線から離し、かつ他
の電力線のそれぞれと相互に非平行に配線し、前記検出
部分に磁気電気変換手段を含む非接触式の電流検出手段
を配置した電流検出装置とした。

電流検出対象となる電力線の少なくともその検出部分
を他の電力線から離し、かつ相互に非平行に配線したの
で、検出部分に配置した磁気電気変換手段を含む非接触
式の電流検出手段に、他の電力線を流れる電流により生
じる磁界が影響を与えることを回避することができ、高
い精度で負荷電流を検出することができる。

ここに非平行とは互いに平行でないことであるができ
るだけ直角に近い程良い。

実 施 例 以下第１図ないし第５図に図示した本発明に係る一実
施例について説明する。

本実施例は、自動車の各種装置に電力を供給する回路
におけるメインヒューズボックスに適用した例である。

第１図は該メインヒューズボックス10のカバー12を開
けた状態を示す斜視図である。

メインヒューズボックス10はコの字状の函体11とこれ
を上方より覆うカバー12とからなり、いずれも樹脂製で
内部にメインヒューズ13およびその他各種ヒューズ14が
配置され、内部の配線は主に函体11の底面に板状のバス
バー15を敷設することにより行なっている。

メインヒューズボックス10の一方のワイヤハーネス取
付部16にはバッテリ１に接続されたコード18が嵌挿され
て取付けられるとともに、他方のワイヤーハーネス取付
部17には各種装置と接続されたコード19がハーネスホル
ダー20を介して取付けられている。

各コード18,19の端末部は前記バスバー15に接続され
て、メインヒューズ13,14を介して配線接続されてい
る。

メインヒューズボックス10内にはそのほかに、メイン
ヒューズ13に隣接して電流検出ユニット30が配置されて
おり、同電流検出ユニット30のコネクタ60に相手方コネ
クタ32が接合され、同相手方コネクタ32より延出された
コード33が所要個所を止め部材34で固定されて配設され
ワイヤーハーネス取付部17より外部に引き出されるよう
になっている。

以上のメインヒューズボックス10を介する本実施例の
電力供給回路の概略図を第２図に示す。

破線で囲まれた部分がメインヒューズボックス10であ
り、電流検出ユニット30およびヒューズ13,14が内蔵さ
れ、バッテリ１からはコード18を介してメインヒューズ
13に接続され、出力側ヒューズ14からは各種負荷に接続
されるコード19が延びており、電流検出ユニット30はコ
ード33を介して直接ECU2に接続されている。

その他メインヒューズ13の一端はコード４（第１図に
は図示せず）を介してACG3に接続されている。

以上のような回路構成をしており、ここに電流検出ユ
ニット30はホール素子を利用した非接触型の電流検出器
を用いている。

かかる電流検出ユニット30の構造を第３図ないし第５
図に基づき説明する。

第３図は上部カバーを外した電流検出ユニット30のみ
を取り出した斜視図であり、第４図はその断面図、第５
図はその分解斜視図である。

矩形のボックス40の内部に上下に指向して筒体41が設
けられており、同筒体41の偏平な矩形孔42はボックス40
の底壁を穿っていて、同矩形孔42を板状のバスバー43が
ボックス40の下側から上方に向けて貫通し、上端部をボ
ックス40より上方に突出させている。

このバスバー43の上端突出部に別体のバスバー44の上
端部が重ねられて両者をワッシャ47,48を介してボルト4
5およびナット46の螺合により緊締している。

ここに使用されるボルト45は、頭部に放射状に７条の
溝45aが形成され中央に突起45bが設けられた特殊なボル
トであり、特殊なドライバーによらなければ締め付け、
取外しができないようになっており、両バスバー43,44
どうしの緊締を不用意に緩めないようにしている。

筒体41の外周は一部空隙部50aを有する口字状の磁気
コア50が囲っていて、その空隙部50aに磁気電気変換素
子であるホール素子51が配置されている。

ホール素子51は基板52に立設されており、基板52には
その他増幅回路53が搭載され、さらに前記コネクタ60も
一体に固着されている。

図示されないがホール素子51より増幅回路53を介して
コネクタ60に導通する配線が基板52にプリントされてい
る。

コネクタ60は矩形の接合孔61が上方に開口部を有して
設けられその側壁の一部に上部を開放した縦長の水抜き
孔62が穿設されるとともに同水抜き孔62近傍が外方に膨
出してボックス40の側壁の一部に設けられたやはり上方
を開放した縦長の水抜き孔40aに嵌挿可能な嵌合部63が
形成されている。

水抜き孔62は接合孔61から嵌合部63を通って外部と連
通していてコネクタ60の上方開口部より接合孔61進入し
た水は水抜き孔62を通って外部に排出される。

嵌合部63は、中央の水抜き孔62の両側の側板の端縁に
上下方向に指向した溝が形成されていて、同溝にボック
ス40の水抜き孔40aの両側の側壁が嵌挿されるようにし
てコネクタ60がボックス40に一体に固定される。

以上のような構造の電流検出ユニット30についてその
組立工程を第５図の分解斜視図に基づき説明する。

同図ではホール素子51,増幅回路53,コネクタ60等の基
板52に一体に固着されたものがボックス40に既に嵌装さ
れた状態にある。

まずボックス40の内部の筒体41に磁気コア50を嵌合
し、このとき磁器コア50の空隙部50aにホール素子51が
位置するようにし、さらにその上から磁気コア50を仮止
めする仮止部材70を筒体41に挾持させる。

こうした状態でボックス40の内部に経時的に固化する
液状モールド材を充填し内部の部材を完全にボックス40
内に固定せしめる。

その後メインヒューズボックス10の函体11に敷設され
たバスバー43の上方に折曲された鉛直部が筒体41の矩形
孔42を貫通するようにボックス40を函体11に配設し、そ
して筒体41より上方に突出したバスバー43の上端部にバ
スバー44の上端部を重ねて両者をワッシャ47,48を介し
てボルト45が貫通しナット46と螺合し、特殊ドライバー
により両バスバー43,44を緊締する。

なお第３図，第５図は以上の工程を終えた状態を示す
ものであるが、ボックス40内部に充填されるモールド材
は図示していない。

電流検出ユニット30は以上のような構造をしており、
バッテリ１から供給される電流はコード18を通ってメイ
ンヒューズボックス10内に入りメインヒューズ13を介し
てバスバー43を流れ、同バスバー43が貫通する磁気コア
50の内部を非接触で通ってバスバー44に流れていく。

バスバー43の磁気コア50の内部を流れる電流により磁
気コア50に磁力が集中して形成され、かかる磁力により
空隙部50aに形成される磁界の強さをホール素子51が検
出し、電流値に比例する電圧変化に変換し、この出力電
圧を増幅回路53が増幅してコネクタ60を介して電流検出
ユニット30から出力する。

該出力信号はアナログ信号であり、接合孔61に接合さ
れた相手方コネクタ32を介してコード33を通ってメイン
ヒューズボックス10より外部に出て前記ECU2に直接入力
される。

以上のように本実施例では、ホール素子51を用いる非
接触型の電流検出器をもって電流を検出しているので発
熱はなくエネルギー損失は殆ど無視できる。

また温度依存性が小さいので使用温度範囲では常に安
定した検出値を得ることができる。

さらに増幅回路53をホール素子51と同じボックス40内
に設けかつボックス40の内部をモールド材で充填するの
でホール素子51と増幅回路53は温度条件を同じくし、し
たがって双方の温度特性を単品として補正出力すること
が可能で検出値の精度が高い。

電流を検出するバスバー43を上方に迂回させてその迂
回部分に磁気コア50を位置させて電流検出を行なってい
るので函体11の底面に主に敷設される他のバスバー15よ
り距離をおくことができバスバー15を流れる電流により
生じる磁界の影響を避けてより精度の高い電流検出を行
なっている。

また他のバスバー15に対して直角な方向に指向したバ
スバー43の鉛直部分に磁気コア50を位置させて電流検出
を行っているので磁気コア50に形成される磁界と他のバ
スバー15を流れる電流により形成される磁界とが方向が
直角な位置関係となって、より影響を受けにくくなって
いる。

ホール素子51による非接触の電流検出を行いかつメイ
ンヒューズボックス10内でECU2に直接入力可能な信号に
変換して出力しているため、その出力線であるコード33
の配線に特別の配慮をする必要はなく、配線を容易とし
ている。

またECU2に入力される検出信号はアナログ信号であ
り、きめの細い制御を可能としている。

なお磁気電気変換素子としてはホール素子のほか磁気
抵抗素子等がある。

発明の効果 本発明は、電流検出対象となる電力線の少なくともそ
の検出部分を他の電力線から離し、かつ相互に非平行に
配線したので、検出部分に配置した磁気電気変換手段を
含む非接触式の電流検出手段に、他の電力線を流れる電
流により生じる磁界が影響を与えることを回避すること
ができ、高い精度で負荷電流値を検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例のヒューズボックスの斜
視図、第２図は同実施例の電力供給回路を示す図、第３
図は同実施例の電流検出ユニットの斜視図、第４図は同
断面図、第５図は同分解斜視図である。 １……バッテリ、２……ECU、３……ACG、４……コー
ド、10……メインヒューズボックス、11……函体、12…
…カバー、13……メインヒューズ、14……ヒューズ、15
……バスバー、16,17……ワイヤハーネス取付部、18,19
……コード、20……ハーネスホルダー、30……電流検出
ユニット、32……コネクタ、33……コード、34……止め
部材、40……ボックス、40a……水抜き孔、41……筒
体、42……矩形孔、43,44……バスバー、45……ボル
ト、45a……溝、45b……突起、46……ナット、47,48…
…ワッシャ、50……磁気コア、50a……空隙部、51……
ホール素子、52……基板、53……増幅回路、60……コネ
クタ、61……接合孔、62……水抜き孔、63……嵌合部、
70……仮止部材。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源と負荷とを接続する電気回路の電力線
   を流れる負荷電流を検出する電流検出装置において、 前記電気回路内に配線される複数の電力線のうち電流検
   出対象となる電力線について少なくともその検出部分を
   他の電力線から離し、かつ他の電力線のそれぞれと相互
   に非平行に配線し、 前記検出部分に磁気電気変換手段を含む非接触式の電流
   検出手段を配置したことを特徴とする電流検出装置。