JP6526553B2 - 電流センサ用のコアホールドユニット及びその製造方法 - Google Patents

電流センサ用のコアホールドユニット及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、電流センサ用のコアホールドユニット及びその製造方法に関するものである。
特開2013−242294号公報には、複数枚の電磁鋼板を積層して形成され、1箇所にギャップを有し且つ中央部に貫通孔を有する1以上のコアと、1以上のコアの貫通孔を貫通する1以上のバスバと、バスバが貫通孔を貫通可能な状態で且つギャップ内に磁気センサ素子が配置可能な状態で1以上のコアを保持する1以上のコア収納部を備えた絶縁樹脂材料製のコアホルダと、コアホルダの1以上のコアにそれぞれ1以上のバスバが貫通した状態で、1以上のコアと、コアホルダと1以上のバスバの一部をインサートとしてインサート成形された絶縁樹脂材料製のモールド部とを備えてなる電流センサのコアホールドユニットが開示されている。この公報に示されたコアホルダは、コアの積層方向の側面全体を覆う形状の外壁部及び内壁部を備えた構造を有している。
特開2013−242294号公報
しかしながら、特許文献1のコアホールドユニットに示されたコアホルダのように、コアの積層方向の側面全体を覆う外壁部及び内壁部を備えたコアホルダを絶縁樹脂により一体成形する場合、ユニットの全体寸法を小さくすると、次のような問題が発生する。すなわちユニットの全体寸法を小さくするためには、ホルダのコア収納部の各部(外壁部及び内壁部を含む各部)の厚みを薄くする必要性が生じる。そしてコアホルダのコア収納部の外壁部の厚みを薄くしていくと、その高さ寸法が高くなるほど、外壁部の歪みが原因となって成形精度が悪くなる。その結果、コアをコアホルダに収納できない、または収納しづらくなる問題が生じる。コアのコア収納部への収納を容易にするために、コア収納部の外壁部の内壁面にテーパを形成すると、コアがコア収納部から抜け易くなる問題が生じる。さらにコア収納部の外壁部の厚みを薄くすると、コアホルダの製造歩留まりが悪くなる問題が発生する。
本発明の目的は、コアホルダの製造歩留まりを低くすることなく、しかもコアをコアホルダに挿入することが容易なコアホールドユニット及びその製造方法を提供することにある。
上記目的に加えて、ギャップ内に磁気センサ素子を常に定位置に配置できるコアホールドユニット及びその製造方法を提供することにある。
さらに上記目的に加えて、モールド部の絶縁性が高いコアホールドユニットを提供することにある。
さらに上記目的に加えて、モールド部の絶縁性の検査が容易なコアホールドユニットを提供することにある。
本発明のコアホールドユニットは、複数枚の電磁鋼板を積層して形成され、1箇所にギャップを有し且つ中央部にギャップと連続する貫通孔を有する1以上のコアと、1以上のコアの貫通孔を貫通する1以上のバスバと、バスバが貫通孔を貫通可能な状態で且つギャップ内に磁気センサ素子が配置可能な状態で1以上のコアを保持する1以上のコア収納部を有する絶縁樹脂材料製のコアホルダと、コアホルダに保持された1以上のコアにそれぞれ対応するバスバが貫通した状態で、1以上のコアと、コアホルダと1以上のバスバの一部をインサートとしてインサート成形された絶縁樹脂材料製のモールド部とを備えてなる。本発明では、1以上のコアが、それぞれ電磁鋼板の積層方向から見た平面形状がほぼU字形を呈しており、しかもほぼU字形の外周面と、ほぼU字形の内周面と、外周面と内周面とをつなぐ一対の端面とを有している。ここで「ほぼU字形」とは、完全なU字形だけではなく、U字の湾曲部分に平坦な部分を含むようなU字に近似した形状を含むものであることを意味する。そしてコアの内周面によって囲まれた内部空間のうち、一対の端面側に位置する第1の空間部分がギャップを構成し、且つ第1の空間部分を除く第2の空間部分が貫通孔を構成している。さらにコアホルダの1以上のコア収納部は、収納されたコアの積層方向の一方の側面と接触するほぼU字形の底壁部と、該底壁部の外周縁部から起立してコアの外周面及び一対の端面と対向する外壁部と、底壁部の内周縁部から起立してコアの内周面と対向する内壁部とを有している。
本発明においては、コア収納部の外壁部のコアの外周面に沿う高さ寸法が、コアの外周面の積層方向の寸法よりも小さい。このようにすると、コア収納部の外壁部の厚みを薄くしても、コア収納部の外壁部の高さ寸法が小さくなる分コアホルダの成形精度を高くすることができる。したがってコアホルダのコア収納部の変形が殆どなく、コアホルダへのコアの挿入配置が容易である。
さらにコア収納部の内壁部のコアの内周面に沿う高さ寸法を、コアの内周面の積層方向の寸法よりも小さくてしてもよい。このようにすると、内壁部の成形性精度も高くなり、コア収納部に収納したコアが簡単に抜け出ることがない。逆にコア収納部の内壁部のコアの内周面に沿う高さ寸法を、コアの内周面の積層方向の寸法よりも大きくしてもよい。このようにすると、内壁部の成形性精度は低くなるが、バスバとコアとの間の電気的な絶縁性能を高めることができる。この場合、コア収納部の内壁部のコアの内周面に沿う幅寸法はコア収納部の外壁部のコアの外周面に沿う幅寸法よりも小さいので、コア収納部の内壁部の成形精度が低くなる度合は小さく抑えられる。
コアホルダから露出するコアの部分は、モールド部によって覆われるため、必要な絶縁性は確保される。コア収納部の外壁部の高さ寸法は、コアの外周面の積層方向の寸法の3/4以下から1/2以上の寸法を有しており、コア収納部の内壁部の高さ寸法は、コアの内周面の積層方向の寸法の6/7以下から1/2以上の寸法を有しているのが好ましい。このような寸法にすると、コア収納部の外壁部及び内壁部の変形を抑制できる上、コア収納機能を維持して、しかもコアの挿入の容易さを確保することができる。
コア収納部の内壁部には、コアのギャップに対応する位置でコアの内周面の一部を露出させる一対の窓部を有しているのが好ましい。このような窓部を形成すると、この窓部はモールド部によって埋められることになる。窓部を埋めるモールド部の部分は、コア収納部から露出するコアの内周面の部分を覆うモールド部と連続する。その結果、磁気センサ素子が挿入配置されるギャップを構成するコアの一対の内周面部分は、モールド部のみによって覆われることになり、ギャップ内の素子挿入空間が必要以上に狭くなり過ぎることがない。しかもギャップ内には、磁気センサ素子が挿入される際に磁気センサ素子の外面と接触して挿入の障害となったり、位置決め精度を低下させるような段差や凸部が形成されることを防止できる。
複数のコアと、複数のコアが収納される複数のコア収納部を備えている場合には、次のようにコアホルダを構成するのが好ましい。すなわち所定の間隔を開けて並ぶn個(nは2以上の偶数)のコア収納部によって構成される第1のコア収納部列と、第1のコア収納部と並設されて所定の間隔を開けて並ぶm個(mは1以上の奇数)のコア収納部によって構成される第2のコア収納部列とをコアホルダが備えた構成とする。なおコア収納部間の間隔は一定でなくてもよく、絶縁性を考慮して間隔寸法を定めればよい。そしてn個のコア収納部とm個のコア収納部が相反する方向に開口し、n個のコア収納部とm個のコア収納部とが互い違いに並び、m個のコア収納部の隣り合う2つのコア収納部の互いに対向する2つの外壁部の間に、n個のコア収納部の一つに収納されたコアの貫通孔を貫通するバスバが貫通するスリットが位置するように、第1のコア収納部列及び第2のコア収納部列を配置する。そして第1のコア収納部列及び第2のコア収納部列に含まれる複数のコア収納部のそれぞれの外壁部における隣接するバスバと対向する対向部分は、それぞれ外壁部のその他の部分よりも高さ寸法を大きくし、しかも対向するバスバとの間にモールド部を形成する絶縁樹脂材料が入って絶縁隔壁部を形成する間隙が形成されるように厚みを定める。また第1のコア収納部列及び第2のコア収納部列に含まれる複数のコア収納部のそれぞれの内壁部は、対向するバスバとの間にモールド部を形成する絶縁樹脂材料が入って絶縁隔壁部を形成する間隙が形成されるように厚みが定められている。このようにすると絶縁隔壁部の存在により、隣り合うバスバとコアとの間の絶縁距離を長くすることができる。したがってコア収納部の外壁部及び内壁部の高さ寸法を小さくしても、絶縁性能を確保することができる。
コア収納部の外壁部のコアの外周面に沿う高さ寸法が、コアの外周面の積層方向の寸法よりも小さい場合において、1以上のコアが複数あり、1以上のバスバが複数あり、1以上のバスバは、それぞれ出力端子部を有する複数の端子付きバスバからなり、複数の端子付きバスバのそれぞれの出力端子部が所定位置に位置決めされることを許容する複数のバスバ嵌合部を有する電気絶縁材料製のバスバホルダをさらに備えていてもよい。この場合、バスバホルダ側に位置して、所定の間隔を開けて並ぶm個(mは1以上の奇数)のコア収納部によって構成される第1のコア収納部列と、バスバホルダと反対側に位置して、第1のコア収納部列と並設され、所定の間隔を開けて並ぶn個(nは2以上の偶数)のコア収納部によって構成される第2のコア収納部列とを備えていてもよい。この場合には、m個のコア収納部とn個のコア収納部が相反する方向に開口し、m個のコア収納部とn個のコア収納部とが互い違いに並び、n個のコア収納部の隣り合う2つのコア収納部の互いに対向する2つの外壁部の間に、m個のコア収納部の一つに収納されたコアの貫通孔を貫通するバスバが貫通するスリットが位置するように、第1のコア収納部列及び第2のコア収納部列が配置されているのが好ましい。そして第2のコア収納部列に含まれるn個のコア収納部のそれぞれの外壁部における隣接するバスバと対向する対向部分は、それぞれ外壁部のその他の部分よりも高さ寸法が大きく、しかも隣接するコアの外周面との間に前記モールド部を形成する絶縁樹脂材料が入って絶縁隔壁部を形成する間隙が形成されるように厚みが定められているのが好ましい。また第1のコア収納部列に含まれる複数のコア収納部のそれぞれの内壁部のコアの内周面に沿う高さ寸法は、コアの内周面の積層方向の寸法よりも大きくする。そしてバスバホルダは、バスバの一部の少なくとも両側面を覆い且つ先端部が第1のコア収納部列に含まれるn個のコア収納部に収納されるn個のコアの内周面によって囲まれる内部区間とn個のコアの隣り合う2つのコアの外周面との間に形成される間隙に挿入されるn+2個の挿入隔壁部を備えているのが好ましい。また第2のコア収納部列に含まれるm個のコア収納部のそれぞれの内壁部のコアの内周面に沿う高さ寸法が、コアの内周面の積層方向の寸法よりも大きく定められているのが好ましい。このように構成すると、複数のコアを収納する場合において、コア収納部の成形精度を大きく落とすことなく、バスバとコアとの間の電気的な絶縁性を高めることができる。
モールド部は、1以上のコアの一対の端面がモールド部から露出するように形成されている。このようにコアが露出している部分を設けると、モールド時の型内におけるコアの位置決めにこの露出している部分を利用することができる上、この露出している部分とバスバとの間の抵抗値を測定することにより、形成されたモールド部の状態(絶縁性)を測定することができる。
外壁部の内面からはコアに向かって突出してコアの外周面と当接する1以上の当接部が一体に設けられているのが好ましい。1以上の当接部が複数有る場合には、複数の当接部は周方向に間隔をあけて一体に設けられているのが好ましい。このような1以上の当接部を設けると、コア収納部にコアを圧入することができる。その結果、コア収納部の外壁部及び内壁部の高さ寸法を短くしても、コアをしっかりと保持することができる。特に、1つの当接部が設けられる場合及び複数の当接部が設けられる場合において、1つの当接部は、外壁部の内面のうち湾曲する領域(U字の湾曲部分に対応する領域)の中心部に形成するのが好ましい。このようにすると1つの当接部でコアの位置決め精度を高くすることができる。複数の当接部を設ける場合には、複数の当接部は、外壁部の内面のうち湾曲する領域の中心部と一対の端面と対向する部分に形成されているのが好ましい。なおコア収納部の底壁部には、当接部の下方に当接部が削られてできた切削片が入る凹部が形成されているのが好ましい。このような凹部を形成すると、切削屑の存在によりコアが傾くことを防止できる。
1以上のバスバが、それぞれ出力端子部を有する複数の端子付きバスバからなる場合がある。この場合、複数の端子付きバスバのそれぞれの出力端子部が所定位置に位置決めされることを許容する複数のバスバ嵌合部を有する電気絶縁材料製のバスバホルダをさらに備えているのが好ましい。そして複数の端子付きバスバの一部が複数のバスバ嵌合部にそれぞれ嵌合された状態で、バスバホルダもインサートの一部としてモールド部によって覆われているようにするのが好ましい。このようなバスバホルダをコアホルダとは別に設けると、組立前にバスバ相互間の位置決めを完了することができ、ユニット組み立ての際に、複数のバスバを1ユニットとして扱うことができる。そのため、コアホールドユニットの組立が容易になる。またモールド部を形成する際の圧力で、バスバが移動することを阻止することができるので、バスバとコアとの間の絶縁性の低下を抑制することができる。
バスバホルダには、1以上のコアの一部と当接して1以上のコアとの間に隙間を確保する複数の突起部が一体に形成されているのが好ましい。このような複数の突起部を設けると、複数の突起部をコアに当てることにより、バスバホルダとコアとの間の位置決めを行うことができる。また複数の突起部を設けることにより形成されるコアとバスバホルダとの間の隙間にモールド部を形成する樹脂が入り込むと、モールド部内に空隙が残る可能性がなくなり、モールド部の絶縁性の低下を防止できる。
コアのU字形の外周面の頂部の外側にインジェクションモールドのゲートを配置して、モールド部を形成すればよい。このような位置にゲートを設けた場合、モールド用の樹脂の圧力が、コアのギャップを挟む一対の端部に強く加わることがない。その結果、モールド時の樹脂の圧力の影響で、ギャップ間寸法にバラツキが発生することを抑制できる。
本発明の電流センサ用のコアホールドユニットの第1の実施の形態の斜視図である。 モールド部を形成する前のインサート・アセンブリの斜視図である。 (A)及び(B)はそれぞれコア・アセンブリの斜視図である。 (A)及び(B)はそれぞれコアホルダの斜視図である。 (A)及び(B)はそれぞれバスバ・アセンブリの斜視図である。 (A)及び(B)はそれぞれバスバ・アセンブリとコア・アセンブリとを組み合わせたアセンブリの平面図及び底面図である。 図1のコアホールドユニットの縦断面図である。 図1のコアホールドユニットの底面斜視図である。 コア収納部の変形例を示す図である。 (A)及び(B)は図1の実施の形態の部分断面図である。 本発明の電流センサ用のコアホールドユニットの第2の実施の形態の斜視図である。 第2の実施の形態のモールド部を形成する前のインサート・アセンブリの斜視図である。 (A)及び(B)はそれぞれ第2の実施の形態のコア・アセンブリの斜視図である。 (A)及び(B)はそれぞれ第2の実施の形態のコアホルダの斜視図である。 (A)及び(B)はそれぞれ第2の実施の形態のバスバ・アセンブリの斜視図である。 (A)及び(B)はそれぞれ第2の実施の形態のバスバ・アセンブリとコア・アセンブリとを組み合わせたアセンブリの平面図及び底面図である。 図11のコアホールドユニットの縦断面図である。 図11のコアホールドユニットの底面斜視図である。
以下、本発明の電流センサ用のコアホールドユニット及びその製造方法の実施の形態を詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態の電流センサ用のコアホールドユニット1の斜視図を示している。図2は、モールド部3を形成する前のインサート・アセンブリ11の斜視図を示している。インサート・アセンブリ11は、コア・アセンブリ13とバスバ・アセンブリ14とを備えている。
図3(A)及び(B)並びに図4(A)及び(B)に示すように、コア・アセンブリ13は、複数枚の電磁鋼板を積層して形成され、1箇所にギャップgを有し且つ中央部にギャップgと連続する貫通孔hを有する7つのコア15と、7つのコア15を保持する7つのコア収納部17a,17bを有する絶縁樹脂材料製のコアホルダ19とから構成される。コアホルダ19を成形するのに好ましい絶縁材料としては、ポリフェニレンサルファイド、芳香族ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート等の耐熱性ある樹脂を用いることができる。またモールド部3を形成するために用いるモールド材料としては、前記と同様の樹脂を用いることができる。
図5(A)及び(B)に示すように、バスバ・アセンブリ14は、7つのコア15の貫通孔hを貫通する7本のバスバ21A〜21Gと電気絶縁材料により一体成形されたバスバホルダ23とから構成される。バスバホルダ23を成形するために用いることができる絶縁材料としては、上記と同様の樹脂を用いることができる。
コア・アセンブリ13のコアホルダ19の7つのコア収納部17a,17bは、それぞれバスバ21A〜21Gが貫通孔hを貫通可能な状態で且つギャップg内に図示しない磁気センサ素子が配置可能な状態で7つのコア15を保持する構造を有している。
図3(A)及び(B)に示すように、本実施の形態では、7つのコア15は、それぞれ電磁鋼板の積層方向から見た平面形状がほぼU字形を呈しており、しかもほぼU字形の外周面15Aと、ほぼU字形の内周面15Bと、外周面15Aと内周面15Bとをつなぐ一対の端面15Cとを有している。そしてコア15の内周面15Bによって囲まれた内部空間のうち、一対の端面15C,15C側に位置する第1の空間部分がギャップgを構成し、且つ第1の空間部分を除く第2の空間部分が貫通孔hを構成している。
また図4(A)及び(B)に示すように、コアホルダ19の7つのコア収納部17a,17bは、収納されたコア15の積層方向の一方の側面と接触するほぼU字形の底壁部17Aと、該底壁部17Aの外周縁部から起立してコア15の外周面15A及び一対の端面15C,15Cと対向する外壁部17Bと、底壁部17Aの内周縁部から起立してコア15の内周面15Bと対向する内壁部17Cとを有している。コア収納部17a,17bの外壁部17Bのコア15の外周面15Aに沿う高さ寸法は、コア15の外周面15Aの積層方向の寸法よりも小さく、コア収納部17a,17bの内壁部17Cのコア15の内周面15Bに沿う高さ寸法も、コア15の内周面15Bの積層方向の寸法よりも小さい。このようにすると、コア収納部17a,17bの外壁部17B及び内壁部17Cの厚みを薄くしても、コア収納部17a,17bの外壁部17B及び内壁部17Cの高さ寸法が小さくなる分コアホルダ19の成形精度を高くすることができる。したがってコアホルダ19のコア収納部17a,17bの変形が殆どなく、コアホルダ19へのコア15の挿入が容易である上、コア収納部17a,17bに収納したコア15が簡単に抜け出ることがない。
本実施の形態では、7つのコア15と、7つのコア15が収納される7つのコア収納部17a,17bを備えているが、コアホルダ19は、所定の間隔を開けて並ぶn(nは2以上の偶数)(本実施の形態ではn=4)個のコア収納部17aによって構成される第1のコア収納部列18Aと、第1のコア収納部列18Aと並設されて所定の間隔を開けて並ぶm個(mは1以上の奇数)(本実施の形態ではm=3)のコア収納部17bによって構成される第2のコア収納部列18Bとを備えている。なおコア収納部間の間隔は一定でなくてもよく、絶縁性を考慮して間隔寸法を定めればよい。本実施の形態では、4個のコア収納部17aと3個のコア収納部17bは、相反する方向に開口し、4個のコア収納部17aと3個のコア収納部17bとが互い違いに並び、4個のコア収納部17aの隣り合う2つのコア収納部17aの互いに対向する2つの外壁部17B,17Bの間に、3個のコア収納部17bの一つに収納されたコア15の貫通孔hを貫通するバスバが貫通するスリットSが位置するように、第1のコア収納部列18A及び第2のコア収納部列18Bは配置されている。なお3個のコア収納部17bの隣り合う2つのコア収納部17bの互いに対向する2つの外壁部17B,17Bの間に、4個のコア収納部17aの一つに収納されたコア15の貫通孔hを貫通するバスバが貫通するスリットSが位置する。
図5(A)及び(B)に示すように、バスバ・アセンブリ14は、7本のバスバ21A〜21Gと絶縁樹脂により一体成形されたバスバホルダ23とから構成される。7本のバスバ21A〜21Gのうち6本のバスバ21A〜21Fは、それぞれ出力端子部Tを有する複数の端子付きバスバからなる。6本のバスバ21A〜21Fは、それぞれほぼ直角に曲がった部分の先にコアの貫通孔hを関する貫通導体部22A〜22Fを備えている。残りの1本のバスバ21Gは、他の6本のバスバ21A〜21Fと所定の間隔あけてこれら6本のバスバ21A〜21Fの貫通導体部22A〜22Fと交差するように延長部22Gaを備えており、延長部22Gaの先端部に2本の接続用導体部22Gb及び22Gcを備えている。バスバホルダ23は、6本の端子付きバスバ21A〜21Fのそれぞれの出力端子部Tが所定位置に位置決めされることを許容する複数のバスバ嵌合部24A〜24Gを有している。7本のバスバ21A〜21Gの一部がバスバ嵌合部24A〜24Gにそれぞれ嵌合された状態で、バスバホルダ23もインサートの一部としてモールド部3によって覆われる。
図5(A)及び(B)並びに図6(A)及び(B)に示すように、バスバホルダ23には、コア15の一部と当接してコア15との間に隙間を確保する4つの突起部25が一体に形成されている。このような4つの突起部25を設けると、突起部25をコア15に当てることにより、バスバホルダ23とコア15との間の位置決めを行うことができる。また突起部25を設けることにより形成されるコア15とバスバホルダ23との間の隙間にモールド部3を形成する樹脂が入り込むため、モールド部3内に空隙が残る可能性がなくなり、モールド部3の絶縁性の低下を防止できる。このようなバスバホルダ23をコアホルダ19と別に設けると、組立前にバスバ相互間の位置決めを完了することができ、ユニット組み立ての際に、複数のバスバを1ユニットとして扱うことができる。そのため、コアホールドユニットの組立が容易になる。またモールド部3を形成する際の圧力で、バスバが移動することを阻止することができるので、バスバ21A〜21Gとコア15との間の絶縁性の低下を抑制することができる。
また図4(A)及び(B)並びに図7に示すように、本実施の形態では、第1のコア収納部列18A及び第2のコア収納部列18Bに含まれる7つのコア収納部17a,17bのそれぞれの外壁部17Bにおける隣接するバスバ(21A〜21G)と対向する対向部分OPの高さ寸法は、外壁部17Bのその他の部分の高さ寸法より大きい。しかも対向部分OPと対向するバスバ(21A〜21G)との間にモールド部3を形成する絶縁樹脂材料が入って絶縁隔壁部IWを形成する間隙が形成されるように、対向部分OPの厚みを定めている。また第1のコア収納部列18A及び第2のコア収納部列18Bに含まれる7つのコア収納部17a,17bのそれぞれの内壁部17Cにおける隣接するバスバ(21A〜21G)と対向する対向部分OPの高さ寸法は、前述の外壁部17Bの対向部分OPの高さ寸法と同じである。本実施の形態では、4つのコア収納部17aの両端に位置するコア収納部の最外側に位置する外壁部17Bの部分にも、便宜的にOPの符号を付してある。また本実施の形態では、コア収納部17aの内壁部17Cの高さ寸法は、全体的に同じであるが、コア収納部17bの内壁部17Cの高さ寸法は貫通孔hの頂部17Dを囲む部分の高さ寸法が対向部分OPの高さ寸法よりも大きくなっている。そして対向部分OPと対向するバスバ(21A〜21G)との間にモールド部3を形成する絶縁樹脂材料が入って絶縁隔壁部IWを形成する間隙が形成されるように、対向部分OPの厚みを定めている。
このようにすると絶縁隔壁部IWの存在により、隣り合うバスバとコアとの間の絶縁距離を長くすることができる。したがってコア収納部17a,17bの外壁部17B及び内壁部17Cの高さ寸法を小さくしても、絶縁性能を確保することができる。
コア収納部17a,17bの外壁部17B(対向部分OPを含む)の高さ寸法は、コア15の外周面15Aの積層方向の寸法の3/4以下から1/2以上の寸法を有しており、コア収納部17a,17bの内壁部17Cの高さ寸法は、コア15の内周面15Bの積層方向の寸法の6/7以下から1/2以上の寸法を有しているのが好ましい。このような寸法にすると、コア収納部17a,17bの外壁部17B及び内壁部17Cの変形を抑制できる上、コア収納機能を維持して、しかもコア15の挿入の容易さを確保することができる。
図3及び図4に示すように、コア収納部17a,17bの内壁部17Cには、コア15のギャップgに対応する位置でコア15の内周面の一部を露出させる一対の窓部Wが形成されている。このような窓部Wを形成すると、この窓部Wはモールド部3によって埋められることになる。窓部Wを埋めるモールド部3の部分は、コア収納部17a,17bから露出するコア15の内周面の部分を覆うモールド部3と連続する。その結果、磁気センサ素子が挿入配置されるギャップを構成するコアの一対の内周面部分は、モールド部のみによって覆われることになり、ギャップ内の素子挿入空間が必要以上に狭くなり過ぎることがない。しかもギャップg内には、磁気センサ素子が挿入される際に磁気センサ素子の外面と接触して挿入の障害となったり、位置決め精度を低下させるような段差や凸部が形成されることを防止できる。
本実施の形態では、基本的に、コアホルダ19から露出するコア15の大部分は、モールド部3によって覆われるため、必要な絶縁性は確保される。しかし本実施の形態では、図8及び図10(A)に示すように、モールド部3が、各コア15の一対の端面15Cの少なくとも一部がモールド部3から露出するように形成されている。このようにコア15が露出している部分を設けると、モールド時の型内におけるコアの位置決めにこの露出している部分を利用することができる上、この露出している部分(15C)とバスバ21A〜21Gとの間の抵抗値を測定することにより、形成されたモールド部の状態(絶縁性)を測定することができる。
図1、図8並びに図10(A)及び(B)に示すように、モールド部3からは、コアホルダ19の外周部に設けられた突出部20a及び20b(図2,図4も参照)の端面が露出している。これはコアホルダ19の外周部に設けられた突出部20a及び20bの端面が、モールド型との位置決めに利用されていることを示している。
モールド部3を形成する際には、コア15のU字形の外周面15Aの頂部の外側にインジェクションモールドのゲートを配置して、モールド部3を形成すればよい。このような位置にゲートを設けた場合、モールド用の樹脂の圧力が、コア15のギャップgを挟む一対の端部に強く加わることがない。その結果、モールド時の樹脂の圧力の影響で、ギャップg間寸法にバラツキが発生することを抑制できる。
また図9(A)及び(B)に示すように、コア収納部17a,17bの外壁部17Bの内面からはコア15に向かって突出してコア15の外周面15Aと当接する少なくとも1つの当接部16が一体に設けられているのが好ましい。特に、図9(A)の例では、1つの当接部16が、外壁部17Bの内面のうちU字形の湾曲する領域の中心部に形成されている。図9(B)の例では、3つの当接部16が、外壁部17Bの内面のうちU字形の湾曲する領域の中心部と一対の端面と対向する部分に形成されている。またコア収納部17a,17bの底壁部17Aには、当接部16の下方に当接部16が削られてできた切削片が入る凹部18が形成されている。この凹部18を形成すると、切削屑の存在によりコアが傾くことを防止できる。このような複数の当接部16を設けると、当接部16を変形させながら、コア収納部17a,17bにコア15を圧入することが可能になる。その結果、コア収納部17a,17bの外壁部17B及び内壁部17Cの高さ寸法を短くしても、コア15をしっかりと保持することができる。
[第2の実施の形態]
図11には、本発明の第2の実施の形態の電流センサ用のコアホールドユニット101の斜視図を示している。図11乃至図18には、図1乃至図10に示し第1の実施の形態のコアホールドユニット1を構成する部品と同じまたは同様の部品には、図1乃至図10に付した符号の数に100の数を付した数の符号を付してある。第2の実施の形態が第1の実施の形態と異なるのは、第2の実施の形態の第1のコア収納部列118Aと第2のコア収納部列118Bに含まれるコア収納室117a,117bの数と、第1の実施の形態の第1のコア収納部列18Aと第2のコア収納部列18Bのコア収納室17a,17bの数が逆になっている点と、コア収納室117a,117bの構造が異なる点と、バスバホルダ123の構造が異なる点である。
図12は、モールド部103を形成する前のインサート・アセンブリ111の斜視図を示している。インサート・アセンブリ111は、コア・アセンブリ113とバスバ・アセンブリ114とを備えている。図13(A)及び(B)並びに図14(A)及び(B)に示すように、コア・アセンブリ113は、複数枚の電磁鋼板を積層して形成され、1箇所にギャップgを有し且つ中央部にギャップgと連続する貫通孔hを有する7つのコア115と、7つのコア115を保持する7つのコア収納部117a,117bを有する絶縁樹脂材料製のコアホルダ119とから構成される。コアホルダ119を成形するのに好ましい絶縁材料としては、ポリフェニレンサルファイド、芳香族ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート等の耐熱性ある樹脂を用いることができる。またモールド部103を形成するために用いるモールド材料としては、前記と同様の樹脂を用いることができる。
図15(A)及び(B)に示すように、バスバ・アセンブリ114は、7つのコア115の貫通孔hを貫通する7本のバスバ121A〜121Gと電気絶縁材料により一体成形されたバスバホルダ123とから構成される。バスバホルダ123を成形するために用いることができる絶縁材料としては、上記と同様の樹脂を用いることができる。
コア・アセンブリ113のコアホルダ119の7つのコア収納部117a,117bは、それぞれバスバ121A〜121Gが貫通孔hを貫通可能な状態で且つギャップg内に図示しない磁気センサ素子が配置可能な状態で7つのコア115を保持する構造を有している。
図13(A)及び(B)に示すように、本実施の形態では、7つのコア115は、それぞれ電磁鋼板の積層方向から見た平面形状がほぼU字形を呈しており、しかもほぼU字形の外周面115Aと、ほぼU字形の内周面115Bと、外周面115Aと内周面115Bとをつなぐ一対の端面115Cとを有している。そしてコア115の内周面115Bによって囲まれた内部空間のうち、一対の端面115C,115C側に位置する第1の空間部分がギャップgを構成し、且つ第1の空間部分を除く第2の空間部分が貫通孔hを構成している。
また図14(A)及び(B)に示すように、コアホルダ119の7つのコア収納部117a,117bは、収納されたコア115の積層方向の一方の側面と接触するほぼU字形の底壁部117Aと、該底壁部117Aの外周縁部から起立してコア115の外周面115A及び一対の端面115C,115Cと対向する外壁部117Bと、底壁部117Aの内周縁部から起立してコア115の内周面115Bと対向する内壁部117Cとを有している。本実施の形態では、バスバホルダ123側に位置して、所定の間隔を開けて並ぶm個(mは1以上の奇数)(本実施の形態ではm=3)のコア収納部によって構成される第1のコア収納部列118A、第1のコア収納部列118Aと並設されて所定の間隔を開けて並ぶn個(nは2以上の偶数)(本実施の形態ではn=4)のコア収納部117bによって構成される第2のコア収納部列118Bとを備えている。なおコア収納部間の間隔は一定でなくてもよく、絶縁性を考慮して間隔寸法を定めればよい。本実施の形態では、3個のコア収納部117aと4個のコア収納部117bは、相反する方向に開口し、3個のコア収納部117aと4個のコア収納部117bとが互い違いに並び、3個のコア収納部117aの隣り合う2つのコア収納部117aの互いに対向する2つの外壁部117B,117Bの間に、4個のコア収納部17bの一つに収納されたコア115の貫通孔hを貫通するバスバが貫通するスリットSが位置するように、第1のコア収納部列118A及び第2のコア収納部列118Bは配置されている。なお4個のコア収納部117bの隣り合う2つのコア収納部117bの互いに対向する2つの外壁部117B,117Bの間に、3個のコア収納部117aの一つに収納されたコア115の貫通孔hを貫通するバスバが貫通するスリットSが位置する。
コア収納部117a,117bの外壁部117Bのコア115の外周面115Aに沿う高さ寸法は、コア115の外周面115Aの積層方向の寸法よりも小さい。第1のコア収納部列118Aに含まれるコア収納部117aの内壁部117Cのコア115の内周面115Bに沿う高さ寸法も、コア115の内周面115Bの積層方向の寸法よりも小さい。これに対して第2のコア収納部列118Bに含まれるコア収納部117bの内壁部117Cのコア115の内周面115Bに沿う高さ寸法は、コア115の内周面115Bの積層方向の寸法よりも大きい。このようにすると、コア収納部117aの外壁部117B及び内壁部117Cの厚みを薄くしても、コア収納部117aの外壁部117B及び内壁部117Cの高さ寸法が小さくなる分コアホルダ119の成形精度を高くすることができる。したがってコアホルダ119のコア収納部117aの変形が殆どなく、コアホルダ119へのコア115の挿入が容易である上、コア収納部117a,117bに収納したコア115が簡単に抜け出ることがない。また第2のコア収納部列118Bに含まれるコア収納部117bの内壁部117Cのコア115の内周面115Bに沿う高さ寸法は、コア115の内周面115Bの積層方向の寸法よりも大きすると、バスバとコアとの間の電気的な絶縁性を高めることができる。
図15(A)及び(B)に示すように、バスバ・アセンブリ114は、7本のバスバ1
21A〜121Gと絶縁樹脂により一体成形されたバスバホルダ123とから構成される。7本のバスバ121A〜121Gのうち6本のバスバ121A〜121Fは、それぞれ出力端子部Tを有する複数の端子付きバスバからなる。バスバホルダ123は、6本の端子付きバスバ121A〜121Fのそれぞれの出力端子部Tが所定位置に位置決めされることを許容する複数のバスバ嵌合部124A〜124Gを有している。7本のバスバ121A〜121Gの一部がバスバ嵌合部124A〜124Gにそれぞれ嵌合された状態で、バスバホルダ123もインサートの一部としてモールド部103によって覆われる。
図15(A)及び(B)並びに図16(A)及び(B)に示すように、バスバホルダ123には、バスバ121B乃至121Fの貫通導体部122A乃至122Fの一部の少なくとも両側面を覆い且つ先端部が第1のコア収納部列118Aに含まれる3個のコア収納部117aに収納される3個のコア115の内周面115Bによって囲まれる内部区間と3個のコア115の隣り合う2つのコアの外周面115Aとの間に形成される間隙に挿入されるm+2個(本例では5個)の挿入隔壁部125を備えている。このような挿入隔壁部125の先端部は、コア収納部117aの内壁部117Cの先端部と当接している。その結果、コア115を貫通するバスバとコアとの間の電気的絶縁性能が向上している。またコア収納部117bの内壁部117Cのコア115の内周面115Bに沿う高さ寸法が、コア115の内周面115Bの積層方向の寸法よりも大きくしたことと、相俟って本実施の形態では、バスバとコアとの間の電気的な絶縁性がかなり高いものとなっている。またこの挿入隔壁部125は、第1の実施の形態の突起部と同様に、バスバホルダ123とコア115との間の位置決めを行う機能を発揮する。そして挿入隔壁部125を設けることにより形成されるコア115とバスバホルダ123との間の隙間にモールド部103を形成する樹脂が入り込むため、モールド部103内に空隙が残る可能性がなくなり、モールド部103の絶縁性の低下を防止できる。
また図14(A)及び(B)並びに図17に示すように、本実施の形態では、第1のコア収納部列118Aに含まれる3つのコア収納部117aのそれぞれの外壁部117Bにおける隣接するバスバ(121A〜121G)と対向する対向部分OPの高さ寸法は、外壁部117Bのその他の部分の高さ寸法より大きい。また第1のコア収納部列118Aに含まれる3つのコア収納部117aのそれぞれの内壁部117Cにおける隣接するバスバ(121A〜121G)と対向する対向部分OPの高さ寸法も、前述の外壁部117Bの対向部分OPの高さ寸法と同じである。本実施の形態では、3つのコア収納部117aの両端に位置するコア収納部の最外側に位置する外壁部117Bの部分にも、便宜的にOPの符号を付してある。また本実施の形態では、第2のコア収納部列118Bのコア収納部117bの内壁部117Cの高さ寸法は、コア収納部117bに嵌合されたコア115の積層方向高さ寸法よりも大きくなっている。したがって図13(B)に示すように、内壁部117Cはコア115の貫通孔から突出している。また第2のコア収納部列118Bに含まれる4つのコア収納部117bのそれぞれの外壁部117Bにおける隣接するバスバ(121A〜121G)と対向する対向部分OPの高さ寸法も、外壁部117Bのその他の部分の高さ寸法よりも大きく、コア収納部117bに嵌合されたコア115の積層方向高さ寸法よりも大きくなっている。したがって図13(B)に示すように、対向部分OPはコア115の貫通孔から突出している。このような構成とすると、バスバとコアとの間の絶縁距離を延ばすことができて、両者間の電気的絶縁性能を向上させることができる。
本実施の形態でも、基本的に、コアホルダ119から露出するコア115の大部分は、モールド部103によって覆われるため、必要な絶縁性は確保される。しかし本実施の形態では、図18に示すように、モールド部103が、各コア115の一対の端面115Cの少なくとも一部がモールド部103から露出するように形成されている。このようにコア115が露出している部分を設けると、モールド時の型内におけるコアの位置決めにこの露出している部分を利用することができる上、この露出している露出している部分(115C)とバスバ121A〜121Gとの間の抵抗値を測定することにより、形成されたモールド部の状態(絶縁性)を測定することができる。
図11及び図18に示すように、モールド部103からは、コアホルダ119の外周部に設けられた突出部120a及び120b(図12,図14も参照)の端面が露出している。これはコアホルダ119の外周部に設けられた突出部120a及び120bの端面が、モールド型との位置決めに利用されていることを示している。
モールド部103を形成する際には、コア115のU字形の外周面115Aの頂部の外側にインジェクションモールドのゲートを配置して、モールド部103を形成すればよい。このような位置にゲートを設けた場合、モールド用の樹脂の圧力が、コア115のギャップgを挟む一対の端部に強く加わることがない。その結果、モールド時の樹脂の圧力の影響で、ギャップg間寸法にバラツキが発生することを抑制できる。
本発明によれば、コア収納部の外壁部のコアの外周面に沿う高さ寸法が、コアの外周面の積層方向の寸法よりも小さい。このようにすると、コア収納部の外壁部の厚みを薄くしても、コア収納部の外壁部の高さ寸法が小さくなる分コアホルダの成形精度を高くすることができる。したがってコアホルダのコア収納部の変形が殆どなく、コアホルダへのコアの挿入配置が容易である上、コア収納部に収納したコアが簡単に抜け出ることがないという利点が得られる。
1 コアホールドユニット
3 モールド部
11 インサート・アセンブリ
13 コア・アセンブリ
14 バスバ・アセンブリ
15 コア
15A 外周面
15B 内周面
15C 端面
16 当接部
17a,17b コア収納部
17A 底壁部
17B 外壁部
17C 内壁部
18A 第1のコア収納部列
18B 第2のコア収納部列
19 コアホルダ
20a 突出部
21A〜21G バスバ
25 突起部
g ギャップ
h 貫通孔
S スリット
T 出力端子部
OP 対向部分
IW 絶縁隔壁部
W 窓部

Claims (16)

  1. 複数枚の電磁鋼板を積層して形成され、1箇所にギャップを有し且つ中央部に前記ギャップと連続する貫通孔を有する1以上のコアと、
    前記1以上のコアの前記貫通孔を貫通する1以上のバスバと、
    前記バスバが前記貫通孔を貫通可能な状態で且つ前記ギャップ内に磁気センサ素子が配置可能な状態で前記1以上のコアを保持する1以上のコア収納部を有する絶縁樹脂材料製のコアホルダと、
    前記コアホルダに保持された前記1以上のコアにそれぞれ対応する前記バスバが貫通した状態で、前記1以上のコアと、前記コアホルダと前記1以上のバスバの一部をインサートとしてインサート成形された絶縁樹脂材料製のモールド部とを備え、
    前記1以上のコアが、それぞれ前記電磁鋼板の積層方向から見た平面形状がほぼU字形を呈しており、しかもほぼU字形の外周面と、ほぼU字形の内周面と、前記外周面と前記内周面とをつなぐ一対の端面とを有しており、
    前記コアの前記内周面によって囲まれた内部空間のうち、前記一対の端面側に位置する第1の空間部分が前記ギャップを構成し、且つ前記第1の空間部分を除く第2の空間部分が前記貫通孔を構成しており、
    前記コアホルダの前記1以上のコア収納部が、収納された前記コアの前記積層方向の一方の側面と接触するほぼU字形の底壁部と、該底壁部の外周縁部から起立して前記コアの前記外周面及び前記一対の端面と対向する外壁部と、前記底壁部の内周縁部から起立して前記コアの前記内周面と対向する内壁部とを有しているコアホールドユニットであって、
    前記コア収納部の前記外壁部の前記コアの前記外周面に沿う高さ寸法が、前記コアの前記外周面の前記積層方向の寸法よりも小さいことを特徴とするコアホールドユニット。
  2. 前記コア収納部の前記内壁部の前記コアの前記内周面に沿う高さ寸法が、前記コアの前記内周面の前記積層方向の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のコアホールドユニット。
  3. 前記コア収納部の前記内壁部の前記コアの前記内周面に沿う高さ寸法が、前記コアの前記内周面の前記積層方向の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載のコアホールドユニット。
  4. 前記コア収納部の前記外壁部の前記高さ寸法は、前記コアの前記外周面の前記積層方向の寸法の3/4以下から1/2以上の寸法を有しており、
    前記コア収納部の前記内壁部の前記高さ寸法は、前記コアの前記内周面の前記積層方向の寸法の6/7以下から1/2以上の寸法を有している請求項2に記載のコアホールドユニット。
  5. 前記コア収納部の前記内壁部には、前記コアの前記ギャップに対応する位置で前記コアの前記内周面の一部を露出させる一対の窓部を有している請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコアホールドユニット。
  6. 前記1以上のコアが複数あり、
    所定の間隔を開けて並ぶn個(nは2以上の偶数)の前記コア収納部によって構成される第1のコア収納部列と、前記第1のコア収納部列と並設され、所定の間隔を開けて並ぶm個(mは1以上の奇数)の前記コア収納部によって構成される第2のコア収納部列とを備え、
    前記n個のコア収納部と前記m個のコア収納部が相反する方向に開口し、前記n個のコア収納部と前記m個のコア収納部とが互い違いに並び、前記m個のコア収納部の隣り合う2つの前記コア収納部の互いに対向する2つの外壁部の間に、前記n個のコア収納部の一つに収納された前記コアの前記貫通孔を貫通する前記バスバが貫通するスリットが位置するように、前記第1のコア収納部列及び前記第2のコア収納部列が配置されており、
    前記第1のコア収納部列及び第2のコア収納部列に含まれる前記複数のコア収納部のそれぞれの前記外壁部における隣接する前記バスバと対向する対向部分は、それぞれ前記外壁部のその他の部分よりも前記高さ寸法が大きく、しかも対向する前記バスバとの間に前記モールド部を形成する絶縁樹脂材料が入って絶縁隔壁部を形成する間隙が形成されるように厚みが定められており、
    前記第1のコア収納部列及び第2のコア収納部列に含まれる前記複数のコア収納部のそれぞれの前記内壁部は、対向する前記バスバとの間に前記モールド部を形成する絶縁樹脂材料が入って絶縁隔壁部を形成する間隙が形成されるように厚みが定められている請求項2に記載のコアホールドユニット。
  7. 前記1以上のコアが複数あり、
    前記1以上のバスバが複数あり、
    前記1以上のバスバは、それぞれ出力端子部を有する複数の端子付きバスバからなり、
    前記複数の端子付きバスバのそれぞれの出力端子部が所定位置に位置決めされることを許容する複数のバスバ嵌合部を有する電気絶縁材料製のバスバホルダをさらに備え、
    前記バスバホルダ側に位置して、所定の間隔を開けて並ぶm個(mは1以上の奇数)の前記コア収納部によって構成される第1のコア収納部列と、当該第1のコア収納部列に対して前記バスバホルダと反対側に位置して、前記第1のコア収納部列と並設され、所定の間隔を開けて並ぶn個(nは2以上の偶数)の前記コア収納部によって構成される第2のコア収納部列とを備え、
    前記m個のコア収納部と前記n個のコア収納部が相反する方向に開口し、前記m個のコア収納部と前記n個のコア収納部とが互い違いに並び、前記m個のコア収納部の隣り合う2つの前記コア収納部の互いに対向する2つの外壁部の間に、前記n個のコア収納部の一つに収納された前記コアの前記貫通孔を貫通する前記バスバが貫通するスリットが位置するように、前記第1のコア収納部列及び前記第2のコア収納部列が配置されており、
    前記第2のコア収納部列に含まれる前記n個のコア収納部のそれぞれの前記外壁部における隣接する前記バスバと対向する対向部分は、それぞれ前記外壁部のその他の部分よりも前記高さ寸法が大きく、しかも隣接する前記コアの前記外周面との間に前記モールド部を形成する絶縁樹脂材料が入って絶縁隔壁部を形成する間隙が形成されるように厚みが定められており、
    前記第1のコア収納部列に含まれる前記複数のコア収納部のそれぞれの前記内壁部の前記コアの前記内周面に沿う高さ寸法が、前記コアの前記内周面の前記積層方向の寸法よりも大きく、
    前記バスバホルダは、前記複数の端子付きバスバの一部の少なくとも両側面を覆い且つ先端部が前記第1のコア収納部列に含まれるm個のコア収納部に収納されるm個のコアの前記内周面によって囲まれる内部区間と前記m個のコアの隣り合う2つの前記コアの前記外周面との間に形成される間隙に挿入されるm+2個の挿入隔壁部を備えており、
    前記第2のコア収納部列に含まれる前記n個のコア収納部のそれぞれの前記内壁部の前記コアの前記内周面に沿う高さ寸法が、前記コアの前記内周面の前記積層方向の寸法よりも大きく定められている請求項3に記載のコアホールドユニット。
  8. 前記モールド部は、前記1以上のコアの前記コア収納部によって覆われていない前記一対の端面がモールド部から露出するように形成されている請求項1に記載のコアホールドユニット。
  9. 前記コア収納部の前記一対の窓部は、前記モールド部によって塞がれている請求項1に記載のコアホールドユニット。
  10. 前記外壁部の内面からは前記コアに向かって突出して前記コアの前記外周面と当接する1以上の当接部が一体に設けられている請求項1に記載のコアホールドユニット。
  11. 前記1以上の当接部は、周方向に間隔を開けて配置された複数の当接部からなり、
    前記複数の当接部は、前記外壁部の前記内面のうち湾曲する領域の中心部と前記一対の端面と対向する部分に形成されている請求項10に記載のコアホールドユニット。
  12. 前記1以上の当接部が1つであるときは、前記外壁部の前記内面のうち湾曲する領域の中心部に形成されている請求項11に記載のコアホールドユニット。
  13. 前記コア収納部の前記底壁部には、前記当接部の下方に前記当接部が削られてできた切削片が入る凹部が形成されている請求項10乃至12のいずれか1項に記載のコアホールドユニット。
  14. 前記1以上のバスバは、それぞれ出力端子部を有する複数の端子付きバスバからなり、
    前記複数の端子付きバスバのそれぞれの出力端子部が所定位置に位置決めされることを許容する複数のバスバ嵌合部を有する電気絶縁材料製のバスバホルダをさらに備え、
    前記複数の端子付きバスバの一部が前記複数のバスバ嵌合部にそれぞれ嵌合された状態で、前記バスバホルダも前記インサートの一部として前記モールド部によって覆われている請求項1に記載のコアホールドユニット。
  15. 前記バスバホルダには、前記1以上のコアの一部と当接して前記1以上のコアとの間に隙間を確保する複数の突起部が一体に形成されている請求項14に記載のコアホールドユニット。
  16. 請求項1に記載のコアホールドユニットの製造方法であって、
    前記コアのU字形の前記外周面の頂部の外側にインジェクションモールドのゲートを配置して、前記モールド部を形成することを特徴とするコアホールドユニットの製造方法。
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