JP5225884B2 - 電流検出装置の組付け構造及び組付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、サイズが共通化された各種タイプのセンサ装置の任意のものをバスバー側に自由にかつ簡単に組み付けることができ、延いては量産性を高めることができる電流検出装置の組付け構造及び組み付け方法に関する。

従来、バスバーに装着させるセンサ装置として、バッテリーターミナルに接続されたハーネスに流れる電流から発生する磁束を検出することにより、バッテリーと車輌電装品との間を流れる電流値を検出する電流検出装置が知られている。この電流検出装置は、ブラケット等の部品を用いて車輌の一部に取付けられている。そして、電流検出装置の電流検出器の検出孔に前記ハーネスを挿通し、その部分で磁束が検出される。

しかしながら、従来の電流検出装置においては、電流検出器を車輌に取付けるために、ブラケット等の別体の部品を用いる必要があるため、部品点数が増加し構成が複雑であった。さらに、可撓性を有するハーネスを検出孔に通す必要があるため、作業性の問題から検出孔を大きくする必要がある。このため、電流検出装置の小型化を図ることが難しかった。

そこで、小型化を図るとともに、組立作業性を向上させ、しかも構成が簡単な車輌用電流検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電流検出装置は、図３に示すように、バッテリー１００のターミナル１０１に、バスバー２００の一端２０１をねじ１０２で締付けて接続させているとともに、電流検出器３００をバスバー２００に支持させている。また、バスバー２００の他端２０２は、車輌電装品（図示しない）と接続されているハーネス４００の端部を加締めているターミナル４０１とねじ４０２により連結される。

また、電流検出器３００には、図４に示すように、合成樹脂製の検出器本体３０１内において、バスバー２００が貫通する検出孔３０４を包囲するようにコア３０２が固定されており、そのコア３０２の両端間に位置するようにホール素子３０３が実装されている。これにより、車輌用電流検出装置を簡単に構成できるとともに、小型化を実現でき、さらに組立作業性の向上を図ることもでき、その点では問題ない。

特開２００１−２７２４２２号公報

しかしながら、従来の電流検出装置の組み付け構造にあっては、下記のような不都合を生じていた。
（１）前述したように、磁束を集めるための磁性体コアを設置するため、バスバーが挿通する孔を開口したコアを設け、その孔にバスバーを挿通させる必要があったこと。
（２）バスバーの形状が複雑であると、上記孔にバスバーを挿通させるのが難しいので、孔を大きめに形成する必要から、磁性体コアが大型化すること。

また、このような電流検出装置は、種類や用途などに応じてサイズが異なる場合が一般的なので、上記のような組み付け作業をサイズに合わせて行うことが必要であり、量産性の低下をもたらしている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で、組付けを容易に行うことができ量産性を高めることができるとともに、高い検出精度を実現できる電流検出装置の組付け構造及び組付け方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る電流検出装置の組付け構造は、下記（１）を特徴としている。
（１） 磁気検出素子を有するセンサ本体と、
バスバーに一体成形された、前記センサ本体を収容するためのセンサ装着穴が形成されたハウジングと、
前記ハウジングの外面を覆うように、該ハウジングに装着される磁気シールド体と、
を備え、
前記磁気シールド体には、該磁気シールド体を形成する壁面の一部から突出する立爪が形成され、
前記立爪が、前記センサ装着穴に収容された前記センサ本体の一部に、該センサ装着穴を形成する前記ハウジングの壁面を跨いで係合することによって、前記センサ本体が前記ハウジングに固定されること。

上記（１）の構成の電流検出装置の組付け構造によれば、簡易な構成で、組付けを容易に行うことができ量産性を高めることができる電流検出装置の組付け構造を提供することができる。また、高い検出精度を実現できる電流検出装置の組付け構造を提供することができる。

前述した目的を達成するために、本発明に係る電流検出装置の組付け方法は、下記（２）を特徴としている。
（２） 磁気検出素子を有するセンサ本体を収容するためのセンサ装着穴が形成されたハウジングを、バスバーに一体成形し、
前記センサ本体を前記センサ装着穴に収容し、
前記ハウジングの外面を覆う磁気シールド体を前記ハウジングに装着するとともに、前記磁気シールド体を形成する壁面の一部から突出する立爪を、前記センサ装着穴に収容された前記センサ本体の一部に、該センサ装着穴を形成する前記ハウジングの壁面を跨いで係合することによって、前記センサ本体を前記ハウジングに固定・保持する、
こと。

上記（２）の構成の電流検出装置の組付け方法によれば、簡易な構成で、組付けを容易に行うことができ量産性を高めることができるとともに、高い検出精度を実現できる電流検出装置を提供することができる。

本発明の電流検出装置の組付け構造によれば、簡易な構成で、組付けを容易に行うことができるので、量産性を高めることができるとともに、高い検出精度を実現できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

本発明の第１の実施形態に係る電流検出装置を示す斜視図である。 その電流検出装置の分解斜視図である。 従来の電流検出装置を示す正面図である。 その側面図である。

以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る電流検出装置の組付け方法によって組付けられた第１の実施形態に係る電流検出装置１０を示すものであり、一定の共通サイズに形成された各種タイプのセンサ本体（センサ本体は、磁気検出素子を含む）から任意のセンサ本体４０を、バスバー２０と一体成形されたハウジング３０に組み付けている。
本実施形態の電流検出装置１０は、車両内に設置されるものを想定しており、バスバー２０及びこのバスバー２０と一体成形されたハウジング３０と、磁気検出素子を設けたセンサ本体４０と、磁気シールド体５０と、を備えている。なお、本発明は、車両内に設置されることに限定されるものではない。

バスバー２０は、一方の端部（図１では左端部）が、車両電装品とバッテリー（いずれも図示せず）とを連結するためのハーネス（図示せず）の一端部に一体に取付けられているとともに、他方の端部（図１では右端部）がバッテリーのターミナルに一体に取付けられている。本実施形態のバスバー２０では、図示しないが、両端部側にねじ止め用の孔が開口されており、例えばその孔を利用してバッテリーのターミナル（ショートを避けるために、図示外のマイナス側のターミナルに連結させてある）との間をボルトやねじで止め付けるとともに、孔を利用してハーネスの一端部との間をボルトやねじで止め付ける。

ハウジング３０は、適宜の合成樹脂材料などの非磁性及び非導電性の材料で略箱形状に成形したものであって、特に本発明では、インサート成形によりバスバー２０と一体成形されている。このハウジング３０には、上部に所定の寸法に開口し、任意のセンサ本体４０を自由に挿入させることができるセンサ装着穴３１と、両側壁面に溝状の凹部を形成し、所定サイズの磁気シールド体５０を装着するシールド装着溝３２と有する。

前述したように、各種のタイプのセンサ本体４０のいずれであってもセンサ装着穴３１に挿入可能とするため、共通化されたサイズにセンサ本体４０が形成されている。一方、センサ装着穴３１は、その共通化されたセンサ本体４０のサイズに合わせて、縦、横が所定寸法で略矩形状に開口されるとともに、所定深さに穿設されている。

センサ本体４０は、磁気検出素子を有するセンサ装置を構成するものであって、前述したように、本実施形態のセンサ本体４０は、本実施形態のハウジング３０のセンサ装着穴３１の形状に対応した略角柱形状を有しており、コネクタ連結部α、検出部βで構成されている。
いずれのセンサ装置であっても、このセンサ本体４０は一定の共通サイズ、特にコネクタ連結部αと検出部βの全体の縦横サイズが共通化されて一定寸法に形成されていることによって、後述する組付けを容易に行うことができ量産性を高めることができる。また、いずれのセンサ装置であっても、センサ本体４０の検出部βの高さが一定の共通サイズに形成されている。これにより、センサ装置であっても、センサ本体４０は、寸法的にハウジング３０のセンサ装着穴３１に隙間なく挿入できる。

コネクタ連結部αは、図示外の信号線に取付けてある図示外のコネクタを連結させるためのものであり、本実施形態では周囲四方向が立壁で囲まれた部屋（以下、コネクタ室４１）がメス型コネクタを構成している。なお、この信号線は、後述する検出部βの磁気検出素子（図略）で検出する磁界の強さに応じた電気信号を図示外の制御ＩＣ部などへ伝達させるためのものであり、特に本発明で必須のものではない。即ち、磁気検出素子で得られたセンサ出力を所望の外部（例えば、本実施形態では制御ＩＣなど）へ取り出すための手段として、これ以外に、例えば直接リード線で外部へ取り出したり、無線で外部へ送信するなど各種の構成が可能である。

検出部βは、周囲四方向を壁で囲まれた磁気室４２内の底部に基板（図略）を設置しており、この基板上に磁気検出素子（図略）を実装している。この磁気検出素子は、バスバー２０を流れる電流Ｉに伴って発生する磁界の強さを検出させるものであり、例えば本実施形態では、磁気検出素子としてホール効果を利用したホール素子を用いている。

このホール素子は、発生する磁界を電気信号に変換して出力するものであり、例えば（バスバー２０を流れる電流Ｉの強さに応じて発生する）磁界密度に比例した出力電圧が図示外の各端子（以下、入力端子）間に出力される。また、この入力端子間に入力された電圧（電気信号）は、コネクタ連結部αのコネクタ室４１に設置した図示外の各端子（以下、出力端子）に出力される。なお、この出力端子は、前述したメス型コネクタでの端子を構成している。

磁気シールド体５０は、適宜の磁性材料、例えば本実施形態の場合には、ばね性を備えた磁性体などで形成されており、センサ本体４０の検出部β及びバスバー２０の周囲を外から覆うような状態でセンサ本体４０に外装し、磁気シールドする。本実施形態の磁気シールド体５０は、センサ本体４０の検出部βをバスバー２０の下方（外側）から包持させセンサ本体４０の検出部βに一体に固定させるため、底面５１及びバスバー２０の側方（長手方向）に沿って形成された一対の側壁面５２を備える。また、この磁気シールド体５０には、側壁面５２の四隅に立爪５２Ａを設けており、これらの立爪５２Ａがセンサ本体４０の検出部βの上端四隅に設けた凹部４３に上から当接する。

この立爪５２Ａは、予め所定の角度に折られており、このままハウジング３０のシールド装着溝３２に係合させることでセンサ本体４０に外装させれば、磁気シールド体５０自身が備えたばね性によって幅間隔Ｗが広がりながら嵌まり込み、立爪５２Ａがセンサ本体４０の検出部βの側面を通過してその上端の凹部４３に繰り出してきて、センサ装着穴３１を形成するハウジング３０の両側壁面を跨いだ状態で、凹部４３に上方から当接できる。なお、この立爪５２Ａについては、磁気シールド体５０をセンサ本体４０に外装してから、組み立て作業者が立爪５２Ａを折り曲げるように構成してもよい。

磁気検出素子は、図１に示すバスバー２０での電流Ｉの流れに対して、この電流Ｉの周囲に回るように発生する磁束を検出させる。このため、磁気検出素子は、バスバー２０に流れる電流Ｉの磁束密度を検出する平面方向（つまり、Ｘ−Ｙ面）に配置してあり、バスバー２０の平面に垂直なＺ方向の磁束検出は検出しない。このように、バスバー２０のＸ−Ｙ平面に垂直なＺ方向については、磁気検出素子（ホール素子）が磁束を検出しない方向である。このような事情から、磁気検出素子は形状的に上部が開いているが、これによって正確な磁気検出を行う際に悪影響をもたらすことはない。

従って、本実施形態に係る車両内の電流検出装置１０によれば、ハウジング３０のシールド装着溝３２に組付けた磁気シールド体５０により、ハウジングにセンサ本体が一体に組み付けられており、簡易な構成で、組付けを容易に行うことができるので、量産性を高めることができる。
しかも、本実施形態に係る車両内の電流検出装置１０によれば、高い検出精度を実現できる電流検出装置の組付け構造を提供することができる。

次に、本実施形態に係る電流検出装置１０の組付け方法について、図２を参照しながら説明する。
この電流検出装置１０の組付け方法は、下記の第１工程から第３工程を有する。
（１）初めに、一定の共通サイズに形成された装着穴３１及びシールド装着溝３２を有するハウジング３０と、バスバー２０を一体成形（例えば、インサート成形）する（第１工程）。
（２）次に、一定の共通サイズに形成された、（図示外の磁気検出素子を磁気室４２に有する）各種タイプのセンサ本体４０のうち所望のいずれかを、ハウジング３０のセンサ装着穴３１に挿入する（第２工程）。
（３）最後に、センサ本体４０に外装する状態で、ハウジング３０のシールド装着溝３２に磁気シールド体５０を装着するとともに、磁気シールド体５０に備わる立爪５２Ａにより、センサ本体４０をハウジング３０に一体に固定する（第３工程）。

従って、本実施形態に係る電流検出装置１０の組付け方法によれば、簡易な構成で、組付けを容易に行うことができ量産性を高めることができるとともに、高い検出精度を実現できる電流検出装置の組付け方法が提供できる。

１０ 電流検出装置
２０ バスバー
３０ ハウジング
３１ センサ装着穴
３２ シールド装着溝
４０ センサ本体
４１ コネクタ室
４２ 磁気室
５０ 磁気シールド体
５２Ａ 立爪
α コネクタ連結部
β 検出部

Claims (2)

1. 磁気検出素子を有するセンサ本体と、
   バスバーに一体成形された、前記センサ本体を収容するためのセンサ装着穴が形成されたハウジングと、
   前記ハウジングの外面を覆うように、該ハウジングに装着される磁気シールド体と、
   を備え、
   前記磁気シールド体には、該磁気シールド体を形成する壁面の一部から突出する立爪が形成され、
   前記立爪が、前記センサ装着穴に収容された前記センサ本体の一部に、該センサ装着穴を形成する前記ハウジングの壁面を跨いで係合することによって、前記センサ本体が前記ハウジングに固定される
   ことを特徴とする電流検出装置の組付け構造。
2. 磁気検出素子を有するセンサ本体を収容するためのセンサ装着穴が形成されたハウジングを、バスバーに一体成形し、
   前記センサ本体を前記センサ装着穴に収容し、
   前記ハウジングの外面を覆う磁気シールド体を前記ハウジングに装着するとともに、前記磁気シールド体を形成する壁面の一部から突出する立爪を、前記センサ装着穴に収容された前記センサ本体の一部に、該センサ装着穴を形成する前記ハウジングの壁面を跨いで係合することによって、前記センサ本体を前記ハウジングに固定・保持する、
   ことを特徴とする電流検出装置の組付け方法。

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