JP4560011B2 - 電流センサーを備えた電源回路構造およびその組立方法 - Google Patents

Description

本発明は電流センサーを備えた電源回路構造およびその組立方法に関し、詳しくは、ハイブリット車に搭載されるＤＣ/ＤＣコンバータの電源ポストと接続するバスバーからなる電源回路に電流センサーを付設しているものである。

従来のガソリン自動車においては、電源用として通常１２Ｖのバッテリとオルタネータが搭載されており、図６に示すように、バッテリ１の上面から突出するバッテリポスト１ａに電源線端末に接続したバッテリーターミナル２を締結して接続し、オルタネータの発電流をバッテリに流している。（特開２００６−１２９３７９号公報参照）

前記バッテリーターミナル２に電流センサを取り付けたものとしては、特開２００６−８５９４５号公報において、図７に示すような、バッテリ１の上面に配置するバッテリーターミナル２上に電流センサー１０を取り付けた構成とされ、該電流センサ１０で電流の流れを計測している。

特開２００５−１２９３７９号公報 特開２００６−８５９４５号公報

近時提供されているハイブリッド車においては、オルタネータの代わりにＤＣ/ＤＣコンバータが搭載される。該ＤＣ/ＤＣコンバータでは電源ポストが垂直方向の一端面から横向きに突出され、該電源ポストに電源回路が接続されることとなり、前記図６、図７のバッテリと電源回路との接続構造と相違したものとなる。
よって、該電源回路に取り付ける電流センサーを従来のようにバッテリ上面に配置することが出来ず、ＤＣ/ＤＣコンバータとその受台との間の狭い空間に電流センサーを配置できるようにすることが要望されている。

本発明は前記要望を達成するものであり、ハイブリッド車においてＤＣ/ＤＣコンバータと接続されるバスバーからなる電源回路において、前記ＤＣ/ＤＣコンバータとその受台との間の狭い空間にバスバーを作業性良く、且つ効率良く配置すると共に、該バスバーに電流センサーを付設できるようにすることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、ハイブリッド車に搭載されるＤＣ/ＤＣコンバータと接続される電源回路構造であって、
前記ＤＣ/ＤＣコンバータから突出する電源ポストに接続させる電源側端子を一端側に設けていると共に他端側に電流センサー貫通部と、該電流センサー貫通部の先端に出力端子部を設けている第１バスバーと、
前記第１バスバーの出力端子部と接続される入力端子部と、電源線端末の端子と接続される他端側の出力端子部を備えた第２バスバーを備え、
前記第１バスバーを絶縁樹脂製のケース内に収容して、両側の前記電源側端子と電流センサー貫通部分とを前記ケースより露出させている一方、前記第２バスバーは絶縁樹脂製の支持台上に固定しており、該支持台と前記ケースとは前記第１バスバーの出力端子部と第２バスバーの入力端子部との接続時に互いに結合される構成としていることを特徴とする電流センサーを備えた電源回路構造を提供している。

前記構成からなる電源回路構造では、ＤＣ/ＤＣコンバータに一端を接続すると共に他端側に電流センサーを取り付ける第１バスバーと、電源線端末の端子と接続する第２バスバーとを分割して設けているため、ＤＣ/ＤＣコンバータ、電流センサー及び電源線端末の端子との取り付け作業性が向上し、かつ、ＤＣ/ＤＣコンバータに直付けした第１バスバーの電流値を測定する電流センサーを簡単に第１バスバーにセットすることができる。

前記第１バスバーのみを前記ケース内に収容し、該ケースの長さ方向の一端より突出する前記第１バスバーの長手方向の一端を屈折させて前記電源側端子を設けていると共に該第１バスバーの長手方向の他端を前記ケースの他端から逆方向に屈折させて突出して前記電流センサー貫通部を設け、
前記ＤＣ/ＤＣコンバータの側面と受台の側壁の間に形成される細長い空間に前記第１バスバーを収容したケースが配置されると共に、該ケースと並列に前記第２バスバーを固定する前記支持台を配置し、該支持台上の前記第２バスバーの先端の入力端子部を前記第１バスバーの屈折させた電流センサー貫通部の先端と接続させていることが好ましい。

前記のように、一端をＤＣ/ＤＣコンバータと接続すると共に他端側に電流センサーを取り付ける第１バスバーを収容したケースと、該ケースよりも短尺とした第２バスバーを固定した支持台とを別に設け、これらケースと支持台とを第１バスバーに電流センサーを取り付けた後に連結して並列配置することで、ＤＣ/ＤＣコンバータとその受台との間の細長い空間に第１バスバー、第２バスバーおよび電流センサーを作業性良く且つ効率よく収容することができる。

さらに、本発明では、前記第１バスバーと第２バスバーの接続部および該第２バスバーと前記電源線端末の端子との接続部を覆う保護カバーを備えている。
このように、保護カバーでＤＣ/ＤＣコンバータと接続した導電部を覆うことで、短絡防止等の安全性を確実に図ることができる。

前記第１バスバーの電源側端子は前記ＤＣ/ＤＣコンバータのネジ切りされたポストを貫通させる取付孔を備え、該取付孔に前記ポストを通してナットで締結して接続し、該接続後に接続部分を覆うキャップ部を前記ケースに設けていることが好ましい。
このように、ＤＣ/ＤＣコンバータの電源ポストと第１バスバーの電源側端子との電気接続部も保護キャップで覆うことで安全性を図ることができ、かつ、該保護キャップをケースと一体に設けていることで部品点数の削減と保護キャップの取り付け忘れを防止することができる。

前記第１バスバーを収容するケースと、第２バスバーを固定する支持台とは、いずれか一方にクリップを突設している一方、いずれか他方に前記クリップを挿入係止する係止孔を設け、前記第１バスバーの出力端子部と第２バスバーの入力端子部との接続時に前記クリップを係止孔に挿入係止して連結していることが好ましい。
このように、第１バスバーと第２バスバーの締結時において、第１バスバーを収容したケースと第２バスバーを固定した支持台とをクリップで連結することで、前記バスバー同士の締結作業性を高めることができる。

前記電流センサーから端子部が突出している場合、該端子部を前記第１バスバーの出力端子部と第２バスバーの入力端子部とに重ねて、３枚の端子部を接続することが好ましい。
このように、第１バスバーの出力端子部と第２バスバーの入力端子部の接続部に、電流センサーの端子部を積層して共締めすると、締結作業工程を省力化でき、かつ、締結箇所を減少することで電源回路構造を簡単とすることができる。

本発明では、前記した電流センサーを備えた電源回路構造の組立方法も提供している。 該組立方法は、前記第１バスバーを収容したケースと、前記第２バスバーを固定した支持台とを連結せずに別々としておき、
前記第１バスバーの電源側端子をＤＣ/ＤＣコンバータのポストに接続すると共に、電流センサー貫通部を前記出力端子部側より前記電流センサーに通して前記電流センサーを第１バスバーに取り付け、
前記電流センサー取り付け後に、前記ケースと支持台とを結合すると共に、第１バスバーの出力端子部と第２バスバーの入力端子部とを接続し、
その後、前記第２バスバーの出力端子部に電源線端末の端子を接続し、
前記電気接続後に、露出した導電部に保護カバーを被せて、組み立てている。

ＤＣ/ＤＣコンバータに対する電流センサーを付設した電源回路の接続、および該ＤＣ/ＤＣコンバータおよび電源回路の自動車への取り付けは、通常、バスバーからなる電源回路はワイヤハーネスメーカで製造され、該電源回路に対するＤＣ/ＤＣコンバータおよび電流センサーの取り付けは電気メーカでなされ、ＤＣ/ＤＣコンバータと電流センサーを取り付けた電源回路を自動車に配置して電源線と接続する工程はカーメーカにおいてなされる。
このように、組み立ては異なるメーカでなされるため、本発明の電源回路構造は、組立作業手順に応じた構成とし、各メーカにおける組み立て作業性を高めている。

前述したように、本発明に係わる電流センサーを備えた電源回路構造は、ハイブリッド車に搭載されるＤＣ/ＤＣコンバータと接続されるバスバーからなる電源回路において、前記バスバーに電流センサーを簡単に取り付けることが出来ると共に、ＤＣ/ＤＣコンバータとその受台との間の狭い空間にも効率よく配置することができる。
特に、電源回路を構成するバスバーをＤＣ/ＤＣコンバータ側と接続する第１バスバーと、電源線端末の端子と接続する第２バスバーとの分割し、第１バスバーに電流センサーを取り付けた後に、該第１バスバーと第２バスバーとを接続する構造としているため、電流センサーを作業性良く電源回路に取り付けることができる。

以下 本発明の実施形態を図面を参照して詳述する。
図１（Ａ）（Ｂ）はハイブリッド車に搭載したＤＣ/ＤＣコンバータ１０と、該ＤＣ/ＤＣコンバータ１０の電源ポスト１１に接続した電源回路を示す斜視図であり、図２（Ａ）は分解斜視図である。

前記ＤＣ/ＤＣコンバータ１０の電源ポスト１１に、絶縁樹脂製のケース１３に収容した第１バスバー１４を接続し、該第１バスバー１４に電流センサー１５を通した後に、絶縁樹脂製の支持台１６上に固定した第２バスバー１７を接続し、該第２バスバー１７に電源線１８の端末に接続した端子１９を接続して、その後、前記電流センサー１５、第１バスバー１４と第２バスバー１７の露出部分および第２バスバー１７と電源線端末の端子１９を一括して保護カバー２０で密閉保護している。

前記ＤＣ/ＤＣコンバータ１０は、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように直方体形状あるいは円筒形状の電池ケース２２が受台２３上に水平方向に搭載され、その一端面側に前記電源ポスト１１が突出されている。また、電池ケース２２の側面と受台２３との間には細長い空間Ｓが存在し、この空間Ｓの内部の電源ポスト１１側の位置の下部には、電流センサー１５を設置できない突出部（図示せず）が受台２３から突出している。
前記空間Ｓの内部には、前記第１バスバー１４を収容した長方形状のケース１３と第２バスバー１７を固定した支持台１６とを並列配置している。該空間Ｓ内の長さ方向の一端側Ｓ１には電源線１８を前記下方からの突出部の上方を配線して挿入する一方、他端側Ｓ２で第１バスバー１４に屈折して設けた電流センサー貫通部１４ａを電流センサー１５内に通し、該第１バスバー１４の電流センサー貫通後の先端と第２バスバー１７とを接続している。

前記各部材を以下に詳述する。
前記第１バスバー１４を収容するケース１３は図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、細長い第１バスバー１４のみを埋設するように収容しており、その一端側から第１バスバー１４の電源側端子１４ｂを突設している。該電源側端子１４ｂは前記ＤＣ/ＤＣコンバータ１０の電源ポスト１１を挿通する取付孔１４ｂ−１を備え、該取付孔１４ｂ−１に電源ポスト１１を挿通した状態でナットＮ１を電源ポスト１１の外周面にネジ切りした雄ネジとネジ締め固定して電気接続させるものである。この電源側端子１４ｂと電源ポスト１１との接続部を保護するため、ケース１３の一端から保護キャップ１４ｃを突設している。該保護キャップ１４ｃは円環形状の座部１４ｃ−１とキャップ部１４ｃ−２とを薄肉ヒンジ部を介して連結し、座部１４ｃ−１を電源ポスト１１の外周側に取り付けた状態で、ナット締め後にキャップ部１４ｃ−２を被せて互いにロック結合する構成としている。

前記ケース１３の他端側では、第１バスバー１４を前記電源側端子１４ｂと逆方向に屈折させてケース１３より突出させ、該屈折部分を前記電流センサー貫通部１４ａとし、その先端を第２バスバー１７と接続する出力端子部１４ｄとし、ボルト穴１４ｄ−１を設けている。さらに、ケース１３の側面には前記第２バスバー１７の支持台１６と係止するためのクリップ２５を設けた連結部２４を突設している。

前記第１バスバー１４の電流センサー貫通部１４ａには先端の出力端子部１４ｄ側から略ロ字枠形状とした前記電流センサー１５を挿入して、電流センサー貫通部１４ａを囲繞するように設置している。該電流センサー１５には穴付きの端子部１５ａが突出されており、該端子部１５ａを第１バスバー１４の出力端子部１４ｄの下面に当接配置している。

前記第２バスバー１７と、該第２バスバー１７を上面に固定している支持台１６は図４（Ａ）（Ｂ）に示す構成としている。支持台１６の上面１６ａに固定する第２バスバー１７の一側には、支持台１６内に埋設したボルトの軸部２６を突設して入力端子部１７ａとしている。該入力端子部１７ａは、図２（Ｂ）に示すように、前記電流センサー１５の端子部１５ａの下面に当接させてボルト軸部２６を前記端子部１５ａおよび出力端子部１４ｄの穴を通して突出させ、ナットＮ２で上方より締結して、第１バスバー１４の出力端子部１４ｄ、電流センサー１５の端子部１５ａ、第２バスバー１７の入力端子部１７ａを３枚重ねで接続する構成としている。

また、前記第２バスバー１７の他側は前記支持台１６に埋設されたナット（図示せず）とボルトＢで仮締め状態としておき、該ナットに前記電源線１８の端末に接続した端子１９を仮締め状態のボルトＢに対して横からスライドさせて挿入し、ボルトＢを本締めして、前記電源線１８の端末に接続した端子１９を電気接続する構成としている。

さらに、支持台１６は第２バスバー１７の出力端子部１７ｃよりも延長させて延長部１６ｃを設け、該延長部１６ｃを電源線１８の載置部としている。かつ、支持台１６の側面には、前記ケース１３から突設したクリップ２５を挿入係止する係止孔１６ｄを設けた連結部１６ｅを突設している。さらにまた、支持台１６の一端面側および他端側の側面より前記保護カバー２０とのロック部１６ｆ、１６ｇを突設している。

前記保護カバー２０は図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように上壁と周壁を有する下面開口の形状とし、一側部に第１バスバー１４と第２バスバー１７の接続部分を囲む広幅部２０ａを設けていると共に、連続して他側部に、前記支持台１６上の第２バスバー１７および該第２バスバー１７と電源線端末の端子１９との接続部分を覆う狭幅部２０ｂを設けている。
前記広幅部２０ａの先端の周壁の下面には前記支持台１６のロック部１６ｆと結合する被ロック部２０ｄを設けると共に、狭幅部２０ｂの両側周壁の下面に支持台１６のロック部１６ｇと結合する被ロック部２０ｅを設けている。

次に、前記各部材の組立方法について説明する。
まず、本実施形態における組立の概略的な流れを説明すると、第１バスバー１４を収容したケース１３と、第２バスバー１７を固定した支持台１６とはワイヤハーネスメーカにより製造される。これらは連結せずに別々とした状態で、ＤＣ/ＤＣコンバータ１０および電流センサー１５の製造メーカーにて、前記第１バスバー１４の一端側がＤＣ/ＤＣコンバータ１０と接続されると共に、他端側に電流センサー１５が取り付けられ、該電流センサー１５の取り付け後に第１バスバー１４と第２バスバー１７との接続がなされる。
この状態でカーメーカにおいて、ＤＣ/ＤＣコンバータ１０が車両に搭載されると共に、第２バスバー１７に電源線１８の端子１９が接続され、各部の組み立ては異なるメーカにおいてなされる。

以下に、各部の組み立てを詳述する。
まず、支持台１６と連結していないケース１３の第１バスバー１４に対して、電流センサー１５を出力端子部１４ｄ側から通して、電流センサー貫通部１４ａに電流センサー１５をセットし、その端子部１５ａを出力端子部１４ｄの下面にセットする。
その後、支持台１６の先端を端子部１５ａの下方に配置して、ケース１３に対して支持台１６を並列配置し、ケース１３のクリップ２５を支持台１６の係止孔１６ｄに挿入係止して、ケース１３と支持台１６とを連結する。
この状態で、第２バスバー１７の入力端子部１７ａは端子部１５ａ下面に当接され、ボルト軸２６は端子部１５ａおよび出力端子部１４ｄの穴を通して突出する。該ボルト軸２６に対して上方からナットＮ２で締結し、第１バスバー１４の出力端子部１４ｄ、電流センサー１５の端子部１５ａ、第２バスバー１７の入力端子部１７ａが３枚重ねの状態で電気接続する。

ついで、ＤＣ/ＤＣコンバータ１０をその受台２３の間の空間Ｓに、前記連結したケース１３と支持台１６とを挿入する。其の際、電流センサー１５を取り付けた側はＤＣ/ＤＣコンバータ１０のポスト１１とは逆方向のＳ１側に配置し、第１バスバー１４の電源側端子１４ｂをポスト１１側のＳ２に位置させる。
この状態で、第１バスバー１４の電源側端子１４ｂの穴にＤＣ/ＤＣコンバータ１０のポスト１１を通し、ナットＮ１を用いて締結し、ＤＣ/ＤＣコンバータ１０と第１バスバー１４とを電気接続する。その後、ケース１３から突設した保護キャップ１４ｃの座部１４ｃ−１をポスト１１側にセットし、ナットＮ１を覆うようにキャップ部１４ｃ−２を被せ、保護キャップ１４ｃにより電気接続部を保護する。

このように、ＤＣ/ＤＣコンバータ１０に第１バスバー１４を接続し、該第１バスバー１４に電流ンサー１５を取り付けると共に、第２バスバー１７を連結した状態で、自動車の車両にＤＣ/ＤＣコンバータ１０を搭載して組みつける。
ついで、自動車に配索される電源線１８を支持台１６上に配線し、その端末の端子１９を第２バスバー１７の出力端子部１７ｃ上に設置し、仮締め状態のボルトＢに該端子１９をスライドさせて挿入して該ボルトＢを本締めし、第２バスバー１７と電源線１８とを電気接続する。

前記電気接続後に保護カバー２０を被せ、該保護カバー２０の被ロック部２０ｄ、２０ｅを支持台１６のロック部１６ｆ、１６ｇとロック結合し、第１バスバー１４の出力端子部１４ｄと第２バスバー１７の入力端子部１７ａの電気接続部、支持台１６上の第２バスバー１７、さらに、第２バスバー１７の出力端子部１７ｃと電源線端末の端子１９との電気接続部を保護カバー２０で覆って保護している。

前記構成からなるＤＣ/ＤＣコンバータ１０と接続する電源回路においては、ＤＣ/ＤＣコンバータ１０とその受台２３との間の細長い空間Ｓに電流センサー１５を付設できる第１バスバー１４と第２バスバー１７とを効率よく収容することができる。
また、第１バスバー１４と第２バスバー１７とを分割しているため、前記空間Ｓ内に配置するバスバーに電流センサー１５を取り付けることができる。
さらに、第１バスバー１４と第２バスバー１７と分割しているため、ＤＣ/ＤＣコンバータ１０との接続と、電源線１８の端末の端子１９との接続作業も容易に行うことができ、組立作業性を向上させることができる。
さらにまた、ＤＣ/ＤＣコンバータ１０と接続する電源側端子１４ｂと導通する部分は全て保護カバー２０を被せて保護していることにより、短絡等の発生を防止して安全性を高めることができる。

（Ａ）は本発明の実施形態を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の要部を拡大した分解斜視図である。 （Ａ）は図１の分解斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）を組み立てた状態のＡ−Ａ線断面図である。 第１バスバーを収容したケースを示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は平面図である。 第２バスバーを固定した支持台を示し、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図である。 保護カバーを示し、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は左側面図であり、（Ｃ）は背面図である。 従来例を示す図面である。 他の従来例を示す図面である。

符号の説明

１０ ＤＣ/ＤＣコンバータ
１１ 電源ポスト
１３ ケース
１４ 第１バスバー
１４ａ 電流センサー貫通部
１４ｂ 電源側端子
１４ｂ−１ 取付孔
１５ 電流センサー
１５ａ 端子部
１６ 支持台
１６ａ 上面
１６ｄ 係止孔
１７ 第２バスバー
１７ａ 入力端子部
１７ｂ 出力端子部
１８ 電源線
１９ 端子
２０ 保護カバー
２３ 受台
Ｓ 空間
Ｎ１，Ｎ２ ナット
Ｂ ボルト

Claims (7)

1. ハイブリッド車に搭載されるＤＣ/ＤＣコンバータと接続される電源回路構造であって、
   前記ＤＣ/ＤＣコンバータから突出する電源ポストに接続させる電源側端子を一端側に設けていると共に他端側に電流センサー貫通部と、該電流センサー貫通部の先端に出力端子部を設けている第１バスバーと、
   前記第１バスバーの出力端子部と接続される入力端子部と、電源線端末の端子と接続される他端側の出力端子部を備えた第２バスバーを備え、
   前記第１バスバーを絶縁樹脂製のケース内に収容して、両側の前記電源側端子と電流センサー貫通部とを前記ケースより露出させている一方、前記第２バスバーは絶縁樹脂製の支持台上に固定しており、該支持台と前記ケースとは前記第１バスバーの出力端子部と第２バスバーの入力端子部との接続時に互いに結合される構成としていることを特徴とする電流センサーを備えた電源回路構造。
2. 前記第１バスバーのみを前記ケース内に収容し、該ケースの長さ方向の一端より突出する前記第１バスバーの長手方向の一端を屈折させて前記電源側端子を設けていると共に該第１バスバーの長手方向の他端を前記ケースの他端から逆方向に屈折させて突出して前記電流センサー貫通部を設け、
   前記ＤＣ/ＤＣコンバータの側面と受台の側壁の間に形成される細長い空間に前記第１バスバーを収容したケースが配置されると共に、該ケースと並列に前記第２バスバーを固定する前記支持台を配置し、該支持台上の前記第２バスバーの先端の入力端子部を前記第１バスバーの屈折させた電流センサー貫通部の先端と接続させている請求項１に記載の電流センサーを備えた電源回路構造。
3. 前記第１バスバーと第２バスバーの接続部および該第２バスバーと前記電源線端末の端子との接続部を覆う保護カバーを備えている請求項１または請求項２に記載の電流センサーを備えた電源回路構造。
4. 前記第１バスバーの電源側端子は前記ＤＣ/ＤＣコンバータのネジ切りされたポストを貫通させる取付孔を備え、該取付孔に前記ポストを通してナットで締結して接続し、該接続後に接続部分を覆うキャップ部を前記ケースに設けている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電流センサーを備えた電源回路構造。
5. 前記第１バスバーを収容するケースと、第２バスバーを固定する支持台とは、いずれか一方にクリップを突設している一方、いずれか他方に前記クリップを挿入係止する係止孔を設け、前記第１バスバーの出力端子部と第２バスバーの入力端子部との接続時に前記クリップを係止孔に挿入係止して連結している請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電流センサーを備えた電源回路構造。
6. 前記電流センサーから突出する端子部を、前記第１バスバーの出力端子部と第２バスバーの入力端子部とに重ねて、３枚の端子部を接続している請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電流センサーを備えた電源回路構造。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電流センサーを備えた電源回路構造の組立方法であって、
   前記第１バスバーを収容したケースと、前記第２バスバーを固定した支持台とを連結せずに別々としておき、
   前記第１バスバーの電源側端子をＤＣ/ＤＣコンバータのポストに接続すると共に、電流センサー貫通部を前記出力端子部側より前記電流センサーに通して前記電流センサーを第１バスバーに取り付け、
   前記電流センサー取り付け後に、前記ケースと支持台とを結合すると共に、第１バスバーの出力端子部と第２バスバーの入力端子部とを接続し、
   その後、前記第２バスバーの出力端子部に電源線端末の端子を接続し、
   前記電気接続後に、露出した導電部に保護カバーを被せている電流センサーを備えた電源回路構造の組立方法。

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