KR20170141735A

KR20170141735A - 전류 검출 장치

Info

Publication number: KR20170141735A
Application number: KR1020177033484A
Authority: KR
Inventors: 게이시 나카무라; 고이치 미노와
Original assignee: 코아가부시끼가이샤
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-12-26
Also published as: US10641798B2; WO2016175116A1; CN107533087A; US20180120359A1; DE112016001943T5; JP2016206138A; KR102514824B1

Abstract

션트 저항으로서 구성된 버스바에 가해지는 진동의 영향을 배제하여, 전류를 고정밀도 또한 고신뢰성으로 측정할 수 있는 전류 검출 장치를 제공한다. 도전성의 금속재로 이루어지는 제1 배선 부재(11) 및 제2 배선 부재(12)와, 이들 배선 부재보다도 저항 온도 계수가 작은 금속재로 이루어지고, 제1 배선 부재 및 제2 배선 부재와 접합된 저항체(13)를 구비하고, 제1 배선 부재 및 제2 배선 부재에 있어서의 저항체(13)와의 접합부와 반대측의 단부측에는, 다른 배선 부재 또는 기기와 접속하기 위한 접속부(20)가 각각 형성되고, 적어도 어느 한쪽 배선 부재에 있어서의 그 접속부와 접합부 사이에 고정부(22)를 구비한다.

Description

전류 검출 장치

본 발명은 버스바에 흐르는 전류를 측정하는 전류 검출 장치에 관한 것으로서, 버스바를 전류 배선으로서 사용하면서 정밀도가 높은 전류 측정이 가능한 션트식 전류 검출 장치에 관한 것이다.

배터리의 충방전 전류의 검출, 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등을 구동하는 모터 전류의 검출, 에어컨 등의 전기기기, 태양 전지 등에 의한 발전 설비 등의 전류 검출에 있어서, 션트 저항기를 사용하여, 저항체에의 통전에 의해 발생하는 전위차를 계측함으로써 전류가 검출되고 있다.

배터리 등의 전원으로부터 각종 전장 기기에 전류를 흘리기 위한 경로로서 버스바(Busbar)가 사용되고, 버스바에 션트 저항기를 접속하여 전류 검출을 행하는 경우가 있다. 이러한 경우, 전류 배선인 버스바와 션트 저항기는, 션트 저항기의 전극(단자)과 버스바를 나사 고정에 의해 고정하거나, 땜납 실장 등의 방법에 의해 접속하는 일이 행해지고 있다(일본 특허 공개 제2011-3694호 공보 등 참조).

그러나, 이러한 버스바와 션트 저항기의 접속 방법에서는, 접속 부분이 증가하게 되기 때문에, 접촉 저항에 의한 발열의 요인이 되고, 또한, 접속 신뢰성의 확보에 있어서 문제가 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제2008-39571호 공보에는, 긴 제1 단자 및 제2 단자와, 그들 각 단자의 사이에 용접 고정된 저항체를 구비한, 션트 저항으로서 구성된 버스바가 개시되어 있다(그 도 6 등 참조).

그러나, 션트 저항으로서 구성된 버스바는 길기 때문에, 진동을 발생시킬 가능성이 있다. 예를 들어, 엔진 기타의 진동에 의해, 양단이 고정된 션트 저항으로서 구성된 버스바에 진동이 발생하면, 저항체는 단자재에 접합되어 있으므로, 그 계면에 진동이 전해져서 영향을 받아, 전류 검출에 오차가 발생할 우려가 있다.

본 발명은 상술한 사정에 기초하여 이루어진 것으로, 션트 저항으로서 구성된 버스바에 가해지는 진동의 영향을 배제하여, 전류를 고정밀도 또한 고신뢰성으로 측정할 수 있는 전류 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 전류 검출 장치는, 도전성의 금속재로 이루어지는 제1 배선 부재 및 제2 배선 부재와, 이들 배선 부재보다도 저항 온도 계수가 작은 금속재로 이루어지고, 제1 배선 부재 및 제2 배선 부재와 접합된 저항체를 구비하고, 제1 배선 부재 및 제2 배선 부재에는, 다른 배선 부재 또는 기기와 접속하기 위한 접속부가 각각 형성되고, 적어도 어느 한쪽 배선 부재에 있어서의 접속부와, 저항체와의 접합부 사이에 고정부를 구비하는, 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 전류 검출 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2의 전류 검출 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3의 전류 검출 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 4의 전류 검출 장치의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 5의 전류 검출 장치의 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면 중, 동일 또는 상당하는 부재 또는 요소에는, 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

도 1은 버스바에 흐르는 전류를 측정하는 실시예 1의 전류 검출 장치를 도시한다. 버스바인 제1 배선 부재(11)와 제2 배선 부재(12)의 사이에 저항체(13)를 용접한 구조이며, 제1 배선 부재(11)는 제2 배선 부재(12)보다도 길게 하고 있다. 즉, 이 전류 검출 장치는, 버스바인 배선 부재(11과 12)의 사이에 저항체(13)를 내장하고, 전체로서 션트 방식에 의해 전류 측정을 할 수 있고, 또한 버스바의 기능을 겸비한 전류 검출 장치(10)이다. 본 발명의 션트식 전류 검출 장치는, 저항체(13)에 접속 고정되는 배선 부재(11, 12)의 양쪽 또는 어느 한쪽이 길며, 통상의 션트 저항기보다도 길다.

제1 배선 부재(11)와 제2 배선 부재(12)는 Cu, Cu계 합금, Al 등의 고도전성의 금속재로 구성된, 띠상이나 막대상의 재료이다. 저항체(13)는 Cu-Mn계, Cu-Ni계, Ni-Cr계 등의 저항 온도 계수가 Cu 등의 금속재보다도 현저히 작은 저항 합금재로 이루어지는 금속재로 구성되어 있다. 그리고, 저항체(13)의 양 단부면은 배선 부재(11)의 단부면과 배선 부재(12)의 단부면에, 단부면끼리를 맞대서 용접되어, 접합면이 형성되어 있다. 용접에는, 전자 빔 용접, 레이저 빔 용접, 납땜, 등이 사용된다. 또한, 저항체의 단부와 배선 부재의 단부를 겹쳐서, 압접하는 등의 구조여도 된다.

저항체(13)의 양측 배선 부재(11, 12)에는, 저항체(13)의 근방에 전압 검출 단자(14, 15)가 설치되어 있다. 배선 부재(11, 12)에 흐르는 전류는, 저항체(13)를 통과하고, 그 양단의 전위차가 전압 검출 단자(14, 15)로 검출된다.

그리고, 배선 부재가 전극(단자)의 기능을 행하고, 버스바의 기능과 션트 저항의 기능을 일체로 함으로써, 대전류가 흐르는 접속 부분이 불필요하게 되어, 부품 개수를 저감시킬 수 있고, 버스바에 흐르는 전류를 고정밀도 또한 고신뢰성으로 측정하는 것이 가능하게 된다.

저항체(13)의 양측 배선 부재(11, 12)의 양단부에는, 접속부(20)를 구비하고, 관통 구멍(18)을 통하여 볼트(20a)와 너트(20b)의 체결 등에 의해, 션트 저항기로서 구성된 전류 검출 장치(10)를 다른 버스바인 배선 부재(16, 17), 배터리의 단자, 모터 등의 기기에 접속할 수 있다. 또한, 접속부(20)는 용접 등에 의해 형성해도 된다.

그리고, 접속부(20)의 근방에 위치 결정부(21)를 구비한다. 이 위치 결정부(21)는 예를 들어 배선 부재(12와 17)의 관통 구멍에 볼트(21a)를 삽입 관통하고, 너트(21b)에 체결함으로써, 배선 부재(12와 17)의 관통 구멍을 위치 결정한다. 이에 의해, 배선 부재(12와 17)의 관통 구멍(18)에 볼트(20a)를 삽입 관통하고, 너트(20b)에 체결함으로써, 배선 부재(12와 17)의 접속부(20)를 형성할 때, 위치 결정부(21)에 의해, 한쪽 배선 부재의 회전이 저지되어, 배선 부재(12와 17)를 정확하게 위치 정렬하고, 동 일직선 상에 양자를 배치하고, 접속하여 고정할 수 있다.

제1 배선 부재(11)는 제2 배선 부재(12)보다도 길다. 그리고, 적어도 제1 배선 부재에 있어서의 그 접속부(20)와 저항체(13)와의 접합부와의 사이에, 션트 저항으로서 구성된 전류 검출 장치(10)를 하우징 등에 고정하는 고정부(22)를 구비한다. 고정부(22)는 긴 제1 배선 부재(11)를 중간 위치(도시된 예에서는 구부러진 부분의 2개소)에, 볼트 체결 등에 의해 하우징 등의 고착부(23)에 고정한 것이다.

고정부(22)는 접속부(20)와 저항체(13)의 접합부의 중간보다 접합부측에 가깝게 형성되는 것이 바람직하다. 실시예 1에서는, 고정부(22)가 2개소 존재하는데, 저항체(13)에 가까운 측의 고정부(22)가 이것에 해당한다. 이에 의해, 저항체의 접합부에의 진동의 영향을 보다 바람직하게 배제할 수 있다. 예를 들어, 배선 부재(11)의 접속부(20)를 모터 등의 기기와의 접속에 이용하는 경우, 고정부(22)를 접속부(20)와 저항체(13)의 접합부의 중간보다 접합부측에 가깝게 형성함으로써, 모터 등의 진동의 영향을 용이하게 배제할 수 있다.

배선 부재(11과 12)의 사이에 저항체(13)를 내장하고, 전체가 버스바로서의 기능을 구비하여 구성한 구조의 전류 검출 장치에 있어서는, 배선 부재(전극)와 저항체가 각각의 단부면을 맞대고, 용접에 의해 접합되어 있다. 맞대서 용접한 경우에는, 접합면이 작아, 강도 부족의 우려가 있다. 따라서, 양단의 접속부(20)를 고정한 긴 전류 검출 장치(10)가 진동하면, 접합부가 그 영향을 받아, 접합부에 압축력·인장력이 작용할 가능성이 있다. 그렇게 하면, 오차 전압이 발생할 가능성이 있다.

실시예 1의 전류 검출 장치에 있어서는, 제1 배선 부재(11)의 중간 위치(도시된 예에서는 구부러진 부분의 2개소)를 볼트(22a)의 체결 등에 의해 실장 대상 장치에 구비한 고착부(23)에 고정한 고정부(22)를 구비한다. 따라서, 양단이 고정된 션트 저항으로서 구성된 전류 검출 장치(10)에 진동이 발생했다고 해도, 이러한 진동은 긴 전류 검출 장치(10)에 설치한 고정부(22)에 저지되어, 저항체(13)와의 접합부에 진동에 수반하는 압축력·인장력이 작용하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 오차 전압의 발생을 방지하여, 전류를 고정밀도 또한 고신뢰성으로 측정할 수 있다.

도 2는 실시예 2의 전류 검출 장치를 도시한다. 이 실시예에 있어서도, 션트 저항으로서 구성된 전류 검출 장치(10)의 단부에 설치한 접속부(20)와 저항체(13)의 접합부의 사이에 고정부(22)를 구비하는 것은 실시예 1과 마찬가지이다. 이 실시예에 있어서는, 배선 부재(11)에 오목부(22a)를 형성하고, 고착부(23)에 설치한 걸림부(22b)에 감입 고정하여, 고정부(22)를 설치하고 있다. 이에 의해, 진동에 수반하는 오차 전압의 발생을 방지하여, 전류를 고정밀도 또한 고신뢰성으로 측정할 수 있는 것은 실시예 1과 마찬가지이다.

도 3은 실시예 3의 전류 검출 장치를 도시한다. 이 실시예에 있어서도, 션트 저항으로서 구성된 전류 검출 장치(10)의 단부에 설치한 접속부(20)와 저항체(13)의 접합부의 사이에 고정부(22)를 구비하는 것은 실시예 1, 2와 마찬가지이다. 이 실시예에 있어서는, 배선 부재(11)의 일부를 돌출시켜서 고정부(22)를 형성하고, 그 고정부(22)를 볼트(22c)에 의해 고착부(23)에 고정하고 있다. 이에 의해, 진동에 수반하는 오차 전압의 발생을 방지하여, 전류를 고정밀도 또한 고신뢰성으로 측정할 수 있는 것은 상기 실시예와 마찬가지이다.

도 4는 실시예 4의 전류 검출 장치를 도시한다. 이 실시예에 있어서도, 션트 저항으로서 구성된 전류 검출 장치(10)의 단부에 설치한 접속부(20)와 저항체(13)의 접합부의 사이에 고정부(22)를 구비하는 것은 상기 실시예와 마찬가지이다. 이 실시예에 있어서는, 배선 부재(12)에 관통 구멍을 형성하고, 그 하부에 너트를 용접이나 압입 등에 의해 고정하고, 하우징측의 고착부(23a)를 끼워서 볼트(22a)를 너트(22d)에 체결함으로써, 고정부(22)가 형성되어 있다.

배선 부재(11)에 너트(22d)를 미리 용접에 의해 고정해 둠으로써, 용이하게 배선 부재를 고착부(23a)에 고정 가능하다. 이에 의해, 진동에 수반하는 오차 전압의 발생을 방지하여, 전류를 고정밀도 또한 고신뢰성으로 측정할 수 있는 것은 상기 실시예와 마찬가지이다.

도 5는 실시예 5의 전류 검출 장치를 도시한다. 이 실시예에 있어서도, 션트 저항으로서 구성된 전류 검출 장치(10)의 단부에 설치한 접속부(20)와 저항체(13)의 접합부의 사이에 고정부(22)를 구비하는 것은 상기 실시예와 마찬가지이다. 이 실시예에 있어서는, 저항체(13)의 접합부의 양측에 소정의 간격을 두고 고정부(22)를 대칭으로 배치하고, 그 사이에 응력 완화부인 협폭부(24)를 대칭으로 설치하고 있다.

협폭부(24)는 배선 부재의 양측으로부터 일부에 절입을 넣고, 폭을 좁게 하여 휘기 쉬운 구조로 한 응력 완화부이다. 이에 의해, 또한 진동 흡수의 효과를 기대할 수 있고, 그 외측에 고정부(22)를 대칭으로 배치함으로써, 저항체(13)의 접합부에의 진동의 영향을 더 저감 가능하다. 이에 의해, 진동에 수반하는 오차 전압의 발생을 방지하여, 전류를 고정밀도 또한 고신뢰성으로 측정할 수 있는 것은 상기 실시예와 마찬가지이다.

지금까지 본 발명의 실시예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에 있어서 여러가지 다른 형태로 실시되어도 되는 것은 물론이다.

본 발명은 전류를 고정밀도로 측정하는 전류 검출 장치에 바람직하게 이용 가능하다.

Claims

도전성의 금속재로 이루어지는 제1 배선 부재 및 제2 배선 부재와,
이들 배선 부재보다도 저항 온도 계수가 작은 금속재로 이루어지고, 제1 배선 부재 및 제2 배선 부재와 접합된 저항체를 구비하고,
제1 배선 부재 및 제2 배선 부재에는, 다른 배선 부재 또는 기기와 접속하기 위한 접속부가 각각 형성되고,
적어도 어느 한쪽 배선 부재에 있어서의 접속부와, 저항체와의 접합부 사이에 고정부를 구비하는, 션트식 전류 검출 장치.
제1항에 있어서, 고정부는, 접속부와 접합부의 중간보다 접합부측에 가깝게 형성되어 있는, 전류 검출 장치.
제1항에 있어서, 고정부는, 상기 배선 부재를 관통한 구멍 또는 오목부인, 전류 검출 장치.
제1항에 있어서, 상기 배선 부재는, 일부에 폭을 좁게 한 협폭부를 갖는 전류 검출 장치.
제1항에 기재된 전류 검출 장치의 접속부를, 다른 배선 부재 또는 기기에 접속하고, 그 고정부를 실장 대상 장치에 구비한 고착부에 고정한, 전류 검출 장치의 실장 구조.
제5항에 있어서, 상기 접속부는 관통 구멍을 통하여 볼트와 너트의 체결에 의해, 전류 검출 장치의 접속부를, 다른 배선 부재 또는 기기에 접속하는 것이며, 상기 접속부의 근방에 위치 결정부를 구비하고, 그 위치 결정부에 의해, 접속 대상 부재를 위치 정렬한, 전류 검출 장치의 실장 구조.
제1항에 기재된 전류 검출 장치의 접속부는 관통 구멍을 통하여 볼트와 너트의 체결에 의해, 전류 검출 장치의 접속부를, 다른 배선 부재 또는 기기에 접속하는 것이며, 상기 접속부의 근방에 위치 결정부를 구비하고, 그 위치 결정부에 의해, 접속 대상 부재를 위치 정렬하여 접속하고, 상기 고정부를 실장 대상 장치에 구비한 고착부에 고정하는, 전류 검출 장치의 접속 방법.