JP5203755B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、主に３相交流回路に使用される電流検出機能を有するコネクタに関するものである。

車両に搭載された電気機器の電線に流れる電流を検出する為に電流センサを内蔵した電流センサ内蔵コネクタが、特許文献１に開示されている。この電流センサ内蔵コネクタでは、電流が検出される回路に接続される端子付き電線を収容するコネクタハウジングに、一部を切り欠いたリング状のフェライトビーズと、フェライトビーズの切欠部に配置されるホール素子からなる電流センサとを内蔵し、フェライトビーズに端子付電線を挿通し、端子付電線に流れる電流を電流センサにより検出する。

また、特許文献２には、コアとこのコアのギャップに配置されるホール素子とをケースに収容し、このケースに検出電流を通電するブスバーを貫通させた状態で一体に設け、ブスバーを介して車両のヒュージブルリンクユニットに組付け、ブスバーとコアとが一定の位置関係となり、常に所定の出力特性が得られる電流センサが開示されている。
特開平１０−９７８７９号公報 特開２００６−１４５２３８号公報

車両に搭載された電気機器にも、最近は、ブラシレスモータのように３相交流電力により駆動されるものが有り、モータ−インバータ間を接続し、３相交流電流を検出可能な電流センサ内蔵型で小型化された３端子のコネクタが望まれていた。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、３相交流電流を検出可能な電流センサ内蔵型で小型化されたコネクタを提供することを目的とする。

第１発明に係るコネクタは、オス端子、及び該オス端子と嵌合する筒形状のメス端子をそれぞれ３つ備えるコネクタにおいて、ギャップを有する環形状をなし、任意の２つのメス端子それぞれに周設された２つの磁気コアと、前記ギャップそれぞれに設けられた２つのホール素子とを備え、２つの前記ギャップが対向し、前記２つのホール素子により前記メス端子に流れる電流を検出するように構成されたことを特徴とする。

このコネクタでは、オス端子、及びオス端子と嵌合する筒形状のメス端子をそれぞれ３つ備えている。２つの磁気コアが、それぞれギャップを有する環形状をなし、任意の２つのメス端子それぞれに周設され、２つのホール素子が、それぞれの磁気コアのギャップに設けられている。２つの磁気コアのギャップが対向し、２つのホール素子によりメス端子に流れる電流を検出する。

第２発明に係るコネクタは、前記２つの磁気コアは、オス端子及びメス端子が嵌合する方向に対して垂直な同一平面上に設けられ、前記２つの磁気コアの間隔が、前記ギャップの幅以上であることを特徴とする。

このコネクタでは、２つの磁気コアは、オス端子及びメス端子が嵌合する方向に対して垂直な同一平面上に設けられており、２つの磁気コアの間隔が、磁気コアのギャップの幅以上になっている。

本発明に係るコネクタによれば、３相交流電流を検出可能な電流センサを内蔵する小型化されたコネクタを実現することができる。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係るコネクタの実施の形態の要部構成を模式的に示す説明図であり、（ａ）は、端子の接続部をコネクタハウジングを省略して示す透視図、（ｂ）は、Ａ−Ａ′面における端子の接続部をコネクタハウジングを含めて示す断面図である。
このコネクタは、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の順に適長離隔して整列された矩形板形状のオス端子１１，１２，１３、及びオス端子１１，１２，１３それぞれと嵌合する角筒形状のメス端子１４，１５，１６を備えている。

メス端子１５，１６の外周部の口付近それぞれには、ギャップを有する環形状に形成された磁気コア１８，１９が、それらのギャップ１８ａ，１９ａが対向するように周設されている。電流検出が必要な回路では、接触抵抗を低減する為に、オス端子及びメス端子の勘合方向の寸法を充分に取っており、磁気コア１８，１９は、メス端子１５，１６の充分に長い外周部を利用して設けてある。
磁気コア１８，１９の対向するギャップ１８ａ，１９ａには、１枚の回路基板１７の端部がそれぞれ挿入され、挿入された端部それぞれにはホール素子２１，２２が配置され、ホール素子２１，２２は、それぞれのギャップ１８ａ，１９ａ内に位置している。

メス端子１４，１５，１６、回路基板１７及びホール素子２１，２２は、メス側のコネクタハウジング２８に、オス端子１１，１２，１３は、オス側のコネクタハウジング２９にそれぞれ収納されている。
２つの磁気コア１８，１９は、オス端子１１，１２，１３及びメス端子１４，１５，１６が嵌合する方向に対して垂直な同一平面上に設けられており、磁気コア１８，１９の間隔は、ギャップ１８ａ，１９ａの幅以上であることを目安に設定されている。これにより、一方の磁気コアが他方の磁気コアの影響を受けて、電流検出の精度が低下するのを防止している。

図２は、本発明に係るコネクタの回路例を示すブロック図である。
このコネクタの回路は、図示しない車載バッテリ及びオルタネータ（車載発電機、交流発電機）である電源２４に接続されたインバータ２３からのＵ，Ｖ，Ｗ相それぞれの電力が、メス端子１４，１５，１６にそれぞれ与えられる。Ｕ，Ｖ，Ｗ相それぞれの電力は、メス端子１４，１５，１６にそれぞれ嵌合したオス端子１１，１２，１３を通じて、車両に搭載された電気負荷（例えば、ブラシレスモータ）に与えられる。

メス端子１５に周設された磁気コア１８のギャップ１８ａ内に配置されたホール素子２１と、メス端子１６に周設された磁気コア１９のギャップ１９ａ内に配置されたホール素子２２とは、電源２４から抵抗２５を通じて定電流が与えられている。ホール素子２１，２２の各出力電圧は、それぞれ増幅器２６，２７で増幅され、それぞれメス端子１５，１６に流れる電流値として、図示しない制御部へ与えられる。増幅器２６，２７及び抵抗２５は、ホール素子２１，２２と共に回路基板１７上に配置され、メス側のコネクタハウジング２８に収納されている。

このような構成のコネクタでは、オス端子１１，１２，１３及びメス端子１４，１５，１６が嵌合している場合、ホール素子２１，２２は、メス端子１５，１６に流れる電流による磁界、及びホール素子２１，２２に流れる定電流に比例する電圧を出力する。
ここで、メス端子１５，１６に流れる電流による磁界は、その電流に比例すると共に、磁気コア１８，１９により収束され、各ギャップ１８ａ，１９ａでホール素子２１，２２に検出されるので、ホール素子２１，２２が出力する電圧は、メス端子１５，１６に流れる電流にそれぞれ対応している。

従って、ホール素子２１，２２は、メス端子１５，１６に流れる電流に対応する電圧を増幅器２６，２７に与えることができる。増幅器２６，２７は与えられたそれぞれの電圧を増幅して、メス端子１５，１６に流れる電流値として図示しない制御部に与える。
制御部は、与えられたＶ，Ｗ相の電流値に基づき、Ｕ相の電流値を算出し、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の各電流に基づきインバータ２３を制御する。
尚、本実施例では、コネクタに流れる電流を３相交流としているが、３相交流に限らず、２相３線式交流等にも使用することが可能である。

本発明に係るコネクタの実施の形態の要部構成を模式的に示す説明図である。 本発明に係るコネクタの回路例を示すブロック図である。

符号の説明

１１，１２，１３ オス端子
１４，１５，１６ メス端子
１７ 回路基板
１８，１９ 磁気コア
１８ａ，１９ａ ギャップ
２１，２２ ホール素子
２３ インバータ
２４ 電源
２５ 抵抗
２６，２７ 増幅器
２８ メス側のコネクタハウジング
２９ オス側のコネクタハウジング

Claims (2)

1. オス端子、及び該オス端子と嵌合する筒形状のメス端子をそれぞれ３つ備えるコネクタにおいて、
   ギャップを有する環形状をなし、任意の２つのメス端子それぞれに周設された２つの磁気コアと、前記ギャップそれぞれに設けられた２つのホール素子とを備え、２つの前記ギャップが対向し、前記２つのホール素子により前記メス端子に流れる電流を検出するように構成されたことを特徴とするコネクタ。
2. 前記２つの磁気コアは、オス端子及びメス端子が嵌合する方向に対して垂直な同一平面上に設けられ、前記２つの磁気コアの間隔が、前記ギャップの幅以上である請求項１記載のコネクタ。

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