WO2012026256A1 - 電流検出装置 - Google Patents

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WO2012026256A1
WO2012026256A1 PCT/JP2011/066845 JP2011066845W WO2012026256A1 WO 2012026256 A1 WO2012026256 A1 WO 2012026256A1 JP 2011066845 W JP2011066845 W JP 2011066845W WO 2012026256 A1 WO2012026256 A1 WO 2012026256A1
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WO
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current detection
bus bar
magnetic core
detection device
terminal
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/066845
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩勝 中嶋
悟 茶園
康二 西
三崎　貴史
Original Assignee
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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Publication date
Application filed by 株式会社オートネットワーク技術研究所, 住友電装株式会社, 住友電気工業株式会社 filed Critical 株式会社オートネットワーク技術研究所
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/202—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices

Definitions

  • the present invention relates to a current detection device that detects a current flowing through a bus bar.
  • a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle is often equipped with a current detection device that detects a current flowing through a bus bar connected to a battery.
  • a current detection device a magnetic proportional current detection device or a magnetic balance current detection device may be employed.
  • a magnetic proportional type or magnetic balance type current detection device includes, for example, a magnetic core and a magnetoelectric conversion element as disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3.
  • the magnetic core is a generally ring-shaped magnetic body formed in a series surrounding both sides of a hollow portion where both ends face each other through a gap portion and the bus bar passes therethrough.
  • the hollow portion of the magnetic body is a space through which the current to be detected passes.
  • the magnetoelectric conversion element is disposed in the gap portion of the magnetic core, detects a magnetic flux that changes according to a current flowing through a bus bar disposed through the hollow portion of the magnetic core, and outputs a magnetic flux detection signal. It is an element that outputs as a signal.
  • a Hall element is usually adopted as the magnetoelectric conversion element.
  • a flat bus bar is inserted into the hollow portion of the magnetic core, and therefore the magnetic core has a maximum width (diameter) of the hollow portion. It is necessary to form a size larger than the width.
  • a wide bus bar is being adopted in order to prevent excessive heat generation of the bus bar as the current flowing through the bus bar increases.
  • the conventional current detection device has a problem that, as the bus bar width increases, a large magnetic core proportional to the bus bar width is required, and the installation space for the device increases.
  • the magnetic core is in an annular shape, an elliptical shape, or a rectangular shape in which the ratio of the vertical dimension to the horizontal dimension is 1 or 1, the larger the bus bar width, the more wasted space in the hollow part of the magnetic core. Increase.
  • a bus bar in which only the portion disposed in the hollow portion of the magnetic core is narrowed is employed, there is a problem that the narrowed portion generates excessive heat.
  • the present invention is a current detection device that detects a current flowing through a bus bar, and can employ a relatively small magnetic core in relation to the size of the conductors at the front and rear stages of the current transmission path, thereby reducing the size of the device.
  • the object is to prevent excessive heat generation.
  • the current detection device is a device that detects a current flowing through a bus bar, and includes the following components.
  • the first component is a magnetic core that is formed in a series with both ends facing each other via a gap portion and surrounding the periphery of the hollow portion.
  • a 2nd component is a magnetoelectric conversion element which is arrange
  • the third component is a member in which both end portions of a rod-shaped conductor penetrating the hollow portion of the previous magnetic core are processed, and the processed both end portions are the front stage of the current transmission path and It is a bus bar for current detection which forms the terminal part connected with the connection end of each conductor of a back
  • the cross-sectional shape of the portion other than the terminal portion in the current detection bus bar is similar to the contour shape of the hollow portion of the magnetic core.
  • At least one of the terminal portions at both ends of the current detection bus bar has a configuration shown in any one of (3-1) to (3-3) below: Can be considered.
  • (3-1) At least one of the terminal portions at both ends of the current detection bus bar is crushed into a flat plate having a width wider than the other portions by pressing at the end of the rod-shaped metal member to form a through hole. It is a formed part.
  • (3-2) A portion in which at least one of the terminal portions at both ends of the current detection bus bar is processed to be thicker than the other portions by upsetting at the end portion of the rod-shaped metal member to form a screw hole It is.
  • (3-3) At least one of the terminal portions at both ends of the current detection bus bar is a portion in which an end of a rod-shaped metal member is formed with a groove or protrusion for connection in a snap-fit method.
  • the direction in which the current detection bus bar passes through the hollow portion of the magnetic core (current passing direction) is referred to as a first direction.
  • Two directions orthogonal to the first direction and orthogonal to each other are referred to as a second direction and a third direction, respectively.
  • both end portions are terminal portions connected to the connection ends of the respective conductors in the front and rear stages of the current transmission path.
  • the terminal portion can be formed by processing both end portions of the rod-shaped conductor after the rod-shaped conductor is passed through the hollow portion of the magnetic core. Therefore, the width
  • the central portion (penetrating portion) penetrating the hollow portion of the magnetic core has a rod shape such as a round bar or a square bar. Therefore, the penetrating portion can be formed with a larger cross-sectional area under the constraint that the maximum width is smaller than the width of the hollow portion of the magnetic core as compared with the plate-like bus bar. Therefore, even when a relatively small magnetic core is employed, excessive heat generation of the current detection bus bar can be prevented.
  • the cross-sectional shape of the penetration part (portion other than the terminal part) of the current detection bus bar is similar to the contour shape of the hollow part of the magnetic core, the gap between the penetration part and the magnetic core is made smaller. can do. As a result, the apparatus can be miniaturized by adopting a smaller magnetic core.
  • the terminal portion of the current detection bus bar can be easily made by, for example, pressing, upsetting, or forming a groove or protrusion on a rod-shaped conductor.
  • FIG. 3 is a three-side view of a current detection bus bar 30 provided in the current detection device 1.
  • 5 is a perspective view schematically showing a manufacturing process of the current detection bus bar 30.
  • FIG. 1 is a plan view of a current detection device 1.
  • FIG. It is a perspective view which shows typically a mode that the electric current detection apparatus 1 is connected with the bus bar laid beforehand.
  • FIG. 3 is a perspective view of a current detection bus bar 30A and a magnetic core according to a first application example that can be employed in the current detection device 1; FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view of a current detection bus bar 30B and a magnetic core according to a second application example that can be employed in the current detection device 1; It is sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the bus bar 30B for electric current detection.
  • FIG. 10 is a perspective view of a current detection bus bar 30C and a magnetic core according to a third application example that can be employed in the current detection device 1;
  • FIG. 10 is a perspective view of a current detection bus bar 30D and a magnetic core according to a fourth application example that can be employed in the current detection device 1;
  • FIG. 10 is a perspective view of a current detection bus bar 30E and a magnetic core according to a fifth application example that can be employed in the current detection device 1;
  • the current detection device 1 is a device that detects a current flowing in a bus bar that electrically connects a battery and a device such as a motor in an electric vehicle or a hybrid vehicle. As shown in FIG. 1, the current detection device 1 includes a magnetic core 10, a Hall element 20, a current detection bus bar 30, an insulating housing 40, and an electronic substrate 50.
  • the magnetic core 10 is a magnetic body made of ferrite, silicon steel, or the like, and has both ends opposed to each other via a gap portion 12 of about several millimeters and a series of shapes surrounding the hollow portion 11. ing.
  • the magnetic core 10 has a narrow gap portion 12 but is formed in a generally annular shape.
  • the magnetic core 10 in the present embodiment is formed in an annular shape surrounding the hollow portion 11 having a circular contour shape.
  • the Hall element 20 is disposed in the gap portion 12 of the magnetic core 10, detects a magnetic flux that changes according to a current passing through the hollow portion 11 of the magnetic core 10, and outputs a magnetic flux detection signal as an electric signal. It is an example of a conversion element.
  • the electronic board 50 is a board on which a circuit connected to the terminal 21 of the Hall element 20 and a connector 51 for connecting the circuit and other external circuits are mounted. Accordingly, the connector 51 is electrically connected to the hall element 20.
  • the circuit mounted on the electronic substrate 50 is, for example, a circuit that amplifies a magnetic flux detection signal output from the Hall element 20.
  • the hall element 20 is connected to an external circuit through an electronic substrate 50 including a connector 51.
  • the current detection bus bar 30 is a conductor made of a metal such as copper, and is a part of the bus bar that electrically connects the battery and the electrical equipment. That is, a current to be detected flows through the current detection bus bar 30.
  • the current detection bus bar 30 is a member independent of the battery-side bus bar connected in advance to the battery and the device-side bus bar connected in advance to the electrical equipment.
  • the current detection bus bar 30 is connected to the other bus bars (battery side bus bar and device side bus bar) of the front stage and the rear stage where both ends thereof are laid in advance.
  • the current detection bus bar 30 and the other bus bars at the front stage and the rear stage connected thereto form a current transmission path from the battery to the electrical equipment.
  • the end portions of the other bus bars are an example of connection ends of conductors at the front and rear stages of the current detection bus bar 30 in the current transmission path.
  • the current detection bus bar 30 is made of a member in which both end portions of a rod-shaped conductor that penetrates the hollow portion 11 of the magnetic core 10 are processed.
  • the processed both end portions are terminal portions 32 connected to the connection ends of the front and rear stages of the current transmission path. That is, the current detecting bus bar 30 is a member made of a conductor having a rod-like through portion 31 that occupies a certain range in the central portion and terminal portions 32 formed at both ends of the rod-like through portion 31.
  • the penetrating part 31 is a part that penetrates the hollow part 11 of the magnetic core 10 along the current passing direction.
  • the current passing direction is the thickness direction of the magnetic core 10, the axial direction of the cylinder when the annular magnetic core 10 is regarded as a cylinder, and further on the surface formed by the annular magnetic core 10. It is also an orthogonal direction. In each figure, the current passing direction is indicated as the X-axis direction. In the following description, the current passing direction (X-axis direction) is referred to as a first direction.
  • the terminal part 32 in the present embodiment is a flat terminal part 32a.
  • the penetration part 31 in the bus bar 30 for electric current detection is formed in rod shapes, such as column shape or elliptical column shape, for example.
  • the width direction and the thickness direction of the flat terminal portion 32a are described as a Y-axis direction and a Z-axis direction, respectively.
  • the width direction (Y-axis direction) and the thickness direction (Z-axis direction) of the flat terminal portion 32a are referred to as a second direction and a third direction, respectively.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a manufacturing process of the current detection bus bar 30.
  • the current detection bus bar 30 is a member having a structure in which a portion in a certain range at both ends of the rod-shaped metal member 30X is crushed into a flat plate shape by pressing using the press machine 60 or the like. At this time, at least one of both ends of the rod-shaped metal member 30X is pressed into a flat plate shape after the rod-shaped metal member 30X is inserted into the hollow portion 11 of the magnetic core 10.
  • the process of manufacturing the current detection bus bar 30 is executed by the following procedure, for example.
  • a penetrating step for penetrating the rod-shaped metal member 30X through the hollow portion 11 of the magnetic core 10 is executed.
  • a first pressing step is performed in which one end of the rod-shaped metal member 30X is crushed into a flat plate having a width wider than that of the other portion by the press machine 60 or the like.
  • a second pressing step is performed in which the other end of the rod-shaped metal member 30X is crushed into a flat plate having a width wider than that of the other portion by the press machine 60 or the like.
  • the [1] penetration process may be executed before one or both of [2] the first press process and [3] the second press process are performed.
  • first, [1] the penetration process may be performed, and then [2] the first pressing process and [3] the second pressing process may be performed simultaneously.
  • [2] the first pressing process may be performed first, then [1] the penetration process may be performed, and finally [3] the second pressing process may be performed.
  • the metal member 30X shown in FIG. 3 is a cylindrical member, and the through portion 31 of the current detection bus bar 30 manufactured by processing both ends of the metal member 30X is cylindrical.
  • the rod-shaped metal member 30X has an elliptical bar shape with an elliptical cross section or a square bar shape with a rectangular cross section.
  • the rod-shaped metal member 30X may have a rod shape whose cross section is a polygon other than a quadrangle.
  • the cross-sectional shape of the metal member 30 ⁇ / b> X that is, the cross-sectional shape of the penetrating portion 31 is similar to the contour shape of the hollow portion 11 of the magnetic core 10.
  • N is an integer of 3 or more
  • the contour shape of the hollow portion 11 of the magnetic core 10 is a regular N square
  • the shape of the metal member 30X is a regular N prism.
  • the outline shape of the hollow part 11 of the magnetic body core 10 is circular, if the shape of the metal member 30X is a cylinder, it is suitable.
  • the outline shape of the hollow part 11 of the magnetic body core 10 is an ellipse whose ratio of the major axis to the minor axis is R
  • the shape of the metal member 30X is the ratio of the major axis to the minor axis in the cross section. It is suitable if is an elliptic cylinder with R.
  • the width D5 of the flat terminal portion 32a is larger than the diameter D1 (maximum width) of the hollow portion 11.
  • the minimum width D4 of the outline of the cross section of the penetration part 31 is formed larger than the thickness D6 of the flat terminal part 32a.
  • the ratio of the vertical dimension and the horizontal dimension of the cross-sectional outline of the penetrating portion 31 is closer to 1 than the ratio of the vertical dimension and the horizontal dimension of the cross-section of the flat terminal portion 32.
  • the minimum width D4 and the maximum width D3 in the outline of the cross section of the penetration part 31 are the same.
  • that the ratio is close to 1 includes that the ratio is 1.
  • the minimum width D4 of the contour of the cross section of the through portion 31 is formed to be larger than the gap height D2 that is the distance between both ends of the magnetic core 10.
  • the width D5 of the flat terminal portion 32a is larger than the diameter D1 (maximum width) of the hollow portion 11 of the magnetic core 10. Therefore, the magnetic core 10 cannot be mounted on the through-hole 31 of the current detection bus bar 30 manufactured in advance. Accordingly, after a set of the magnetic core 10 and the current detection bus bar 30 penetrating through the hollow portion 11 of the magnetic core 10 is made, the current detection bus bar 30 is connected to the other bus bars in the front and rear stages. Connected.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically showing a state in which the flat terminal portion 32a in the current detection device 1 is connected to the other bus bars 9 in the front stage and the rear stage that are laid in advance by screws 8.
  • the illustration of the insulating housing 40 is omitted for convenience.
  • the connection end of the other bus bar 9 connected to the flat terminal portion 32a has a structure as a terminal block, for example, and is formed with a screw hole 9A.
  • the terminal part 32 in the current detection bus bar 30 has other structures such as a fitting mechanism with another bus bar 9 in addition to the flat terminal part 32a in which a through hole 32z for screwing is formed. Is also possible.
  • the insulating housing 40 is made of an insulator, and is a member that holds the magnetic core 10, the Hall element 20, the current detection bus bar 30, and the electronic substrate 50. Including.
  • Each of the main body case 41 and the lid member 42 is an integrally molded member made of an insulating resin such as polyamide (PA), polypropylene (PP), polybutylene terephthalate (PBT), or ABS resin.
  • the main body case 41 is formed in a box shape having an opening, and the lid member 42 is attached to the main body case 41 to close the opening of the main body case 41.
  • the main body case 41 is formed with a first holding portion 43 and a second holding portion 44 that protrude on the inner surface thereof.
  • the main body case 41 includes the first holding portion 43 and the second holding portion 44, the magnetic core 10, the current detection bus bar 30 penetrating the hollow portion 11, and the Hall element 20 disposed in the gap portion 12. Are held in a state where they are not in contact with each other.
  • the first holding portion 43 is fitted into the gap between the magnetic core 10 and the through portion 31 of the current detection bus bar 30 that penetrates the hollow portion 11, thereby detecting the current detection of the magnetic core 10.
  • the bus bars 30 are held in a state where they do not contact each other.
  • the second holding portion 44 fits into the gap between the magnetic core 10 and the Hall element 20 disposed in the gap portion 12, thereby bringing the magnetic core 10 and the Hall element 20 into contact with each other. Hold in a state that does not.
  • the main body case 41 and the lid member 42 are formed with slit-like terminal portion through holes 45 into which the terminal portions 32 at both ends of the current detection bus bar 30 are inserted from the inside to the outside.
  • the first holding portion 43 of the main body case 41 and The second holding unit 44 holds the magnetic core 10, the Hall element 20, and the current detection bus bar 30.
  • the lid member 42 is attached to the main body case 41 holding the magnetic core 10, the Hall element 20 and the current detection bus bar 30 so as to close the opening of the main body case 41 while sandwiching the electronic substrate 50. At this time, the other terminal portion 32 of the current detection bus bar 30 is passed from the inside to the outside with respect to the terminal portion through hole 45 of the lid member 42. Further, since the electronic board 50 is sandwiched between the main body case 41 and the lid member 42, the connector 51 mounted on the electronic board 50 is held in a state of being fitted into the chipped portion 46 formed in the main body case 41. Is done.
  • the main body case 41 and the lid member 42 are provided with lock mechanisms 47 and 48 for holding them in a combined state.
  • the lock mechanisms 47 and 48 shown in FIG. 1 include a claw portion 47 formed to project from the side surface of the main body case 41 and an annular frame portion 48 formed on the side of the lid member 42.
  • FIG. 4 is a plan view of the current detection device 1 in a state where the main body case 41 and the lid member 42 are combined.
  • the main body case 41 and the lid member 42 include a portion (terminal portion) in which the through hole 32 z is formed in the terminal portion 32 of the current detection bus bar 30, and the electronic substrate 50.
  • the magnetic core 10, the through-hole 31 of the current detection bus bar 30, and the Hall element 20 are covered and held.
  • the through portion 31 is formed such that the maximum width D3 of the contour of the cross section is smaller than the width D5 (maximum width) of the terminal portion. That is, the outline shape of the cross section of the through portion 31 is constricted in the second direction with respect to the terminal portion 32.
  • the relatively small magnetic core 10 can be employed in relation to the widths of the other bus bars in the front and rear stages, and the entire apparatus including the magnetic core 10 can be downsized.
  • the cross-sectional shape of the through portion 31 is formed such that the minimum width D4 is larger than the thickness D6 (minimum width) of the terminal portion 32.
  • the cross-sectional area of the conductor in the through portion 31 is greater than or equal to the cross-sectional area of the conductor in the terminal portion 32. Therefore, excessive heat generation in the penetration part 31 can be prevented.
  • the terminal portion 32 is a portion where the overall heat capacity combined with the connecting screw 8 and the other bus bar 9 that are pressed against the terminal portion 32 is increased, so that the problem of heat generation due to the presence of the hole 32y does not occur.
  • the hollow portion 11 is inserted after the rod-shaped metal member 30X is inserted into the hollow portion 11 of the magnetic core 10.
  • the flat terminal portion 32 having a width wider than the width D1 can be formed. That is, it is not necessary to pass the through portion 31 through the gap portion 12 of the magnetic core 10. Therefore, the current detection bus bar 30 in which the cross-sectional width D3 (diameter) of the bar-shaped through portion 31 is larger than the gap height D2 in the magnetic core 10 can be easily manufactured. In order to increase the current detection sensitivity, it is desirable to reduce the gap height D2 and to reduce the gap between the Hall element 20 disposed in the gap portion 12 and both ends of the magnetic core 10.
  • the magnetic core 10, the Hall element 20, and the current detection bus bar 30 are other than the portion (terminal portion) of the through hole 32 z of the terminal portion 32 that is the portion to be exposed and the connector 51. Is held in a predetermined positional relationship by an insulating housing 40 covering the. Thereby, the operation
  • FIG. 6 is a perspective view of the current detection bus bar 30 ⁇ / b> A and the magnetic core 10.
  • FIG. 6 the same components as those shown in FIGS. 1 to 5 are given the same reference numerals.
  • the difference between the current detection bus bar 30A and the current detection bus bar 30 will be described.
  • the current detection bus bar 30 ⁇ / b> A penetrates the hollow portion 11 of the magnetic core 10 along the first direction (X-axis direction), and the current detection bus bar 30 ⁇ / b> A Flat terminal portions 32a are formed at the ends of both sides in one direction.
  • the two tabular terminal portions 32a in the current detection bus bar 30A are formed along non-parallel surfaces, respectively.
  • one of the two plate-like terminal portions 32a is formed along the XY plane, and the other is formed along the XZ plane.
  • a current detection bus bar 30 ⁇ / b> A as shown in FIG. 6 may be employed instead of the current detection bus bar 30.
  • the adoption of the current detection bus bar 30A shown in FIG. 6 is suitable when the angles of the surfaces formed by the front and rear bus bars are different.
  • the two flat terminal portions 32a are formed along two planes intersecting each other at 90 ° as shown in FIG. 6, and along each of two planes intersecting at other angles. It is also possible that it is formed.
  • FIG. 7 is a perspective view of the current detection bus bar 30 ⁇ / b> B and the magnetic core 10.
  • the same components as those shown in FIGS. 1 to 5 are given the same reference numerals.
  • the difference between the current detection bus bar 30B and the current detection bus bar 30 will be described.
  • the current detection bus bar 30B is different from the current detection bus bars 30 and 30A in the shape of the terminal portions 32 at both ends.
  • the terminal portion 32 in the current detection bus bar 30B is a portion that is processed to be thicker than other portions by upsetting at the end of the rod-shaped metal member 30X.
  • the terminal portion 32 processed in this way is referred to as a large-diameter terminal portion 32b.
  • the large-diameter terminal portion 32b is formed with a screw hole 32y into which a screw 8 for coupling with a connection end of another bus bar at the front stage and the rear stage is fastened.
  • FIG. 8 is a perspective view schematically showing a manufacturing process of the current detection bus bar 30B.
  • the large-diameter terminal portion 32b of the current detection bus bar 30B uses a jig 61, a press machine 60, and the like in which an end portion of the rod-shaped metal member 30X is formed with a mold portion 61z that forms the large-diameter terminal portion 32b. Formed by upsetting.
  • the jig 61 holds portions other than the end portions of the rod-shaped metal member 30X along the original shape.
  • the mold part 61z of the jig 61 surrounds the periphery of the end part of the rod-shaped metal member 30X with an interval.
  • tool 61 is pressurized along the axial direction of the rod-shaped metal member 30X with the press machine 60 grade
  • the process of manufacturing the current detection bus bar 30 is executed by the following procedure, for example.
  • a penetrating step for penetrating the rod-shaped metal member 30X through the hollow portion 11 of the magnetic core 10 is executed.
  • a first upsetting process is performed in which one end of the rod-shaped metal member 30X is processed to be thicker than the other part by the press machine 60, the jig 61, and the like.
  • a second upsetting process is performed in which the other end of the rod-shaped metal member 30X is processed to be thicker than the other parts by the press machine 60, the jig 61, and the like.
  • the [1] penetration process is performed before one or both of the [2] first upsetting process and the [3] second upsetting process are performed. That's fine. For example, first, [1] the penetration process may be performed, and then [2] the first upsetting process and [3] the second upsetting process may be performed simultaneously. In addition, first, [2] the first upsetting process may be performed, then [1] the penetration process may be performed, and finally [3] the second upsetting process may be performed. .
  • the part of the both ends processed thicker than the other part comprises the large diameter terminal part 32b in the bus bar 30B for electric current detection, and the rod-shaped part between them has the penetration part 31 of the bus bar 30B for electric current detection.
  • the metal member 30X that is the base of the current detection bus bar 30B shown in FIG. 7 is a cylindrical member, and the through-hole 31 of the current detection bus bar 30B manufactured by processing both ends of the metal member 30X is a circle. It is columnar.
  • the bar-shaped metal member 30X that is the base of the current detection bus bar 30B may be an elliptical bar having an elliptical cross section or a bar having a polygonal cross section, as in the case of the current detection bus bars 30 and 30A. It is done.
  • the cross-sectional shape of the metal member 30 ⁇ / b> X as a base that is, the cross-sectional shape of the through portion 31 is similar to the contour shape of the hollow portion 11 of the magnetic core 10.
  • the maximum width D5 of the large-diameter terminal portion 32b shown in FIG. 7 is formed larger than the maximum width D3 of the through portion 31 and the diameter D1 (maximum width) of the hollow portion 11.
  • the thickness of the penetration part 31, ie, the thickness of the original rod-shaped metal member 30X may not be sufficient to form the screw hole 32y.
  • a current detection bus bar 30 ⁇ / b> B as shown in FIG. 7 may be employed instead of the current detection bus bar 30.
  • FIG. 9 is a perspective view of the current detection bus bar 30 ⁇ / b> C and the magnetic core 10.
  • the same components as those shown in FIGS. 1 to 7 are given the same reference numerals.
  • the differences between the current detection bus bar 30C and the current detection bus bar 30B will be described.
  • the current detection bus bar 30 ⁇ / b> C has a through portion 31 that penetrates the hollow portion 11 of the magnetic core 10 along the first direction (X-axis direction), and the first through the through portion 31.
  • Large-diameter terminal portions 32b are formed at the ends of both sides in one direction.
  • the current detection bus bar 30C has a bent portion 33 formed in the middle of the through portion 31 and the large-diameter terminal portion 32b.
  • the current detection bus bar 30C shown in FIG. 6 is formed with a bent portion 33 that bends by 90 ° in the middle portion from the through portion 31 to the large-diameter terminal portion 32b.
  • a current detection bus bar 30 ⁇ / b> C as shown in FIG. 9 may be employed instead of the current detection bus bar 30.
  • the adoption of the current detection bus bar 30C shown in FIG. 9 is suitable when the angles of the surfaces formed by the front and rear bus bars are different.
  • the bending angle of the bending portion 33 is 90 ° as shown in FIG. 9, and other bending angles may be considered.
  • a current detection bus bar 30 ⁇ / b> C as shown in FIG. 9 may be employed instead of the current detection bus bar 30. It is also conceivable that the current detection bus bars 30 and 30A have the same bent portion 33 as the current detection bus bar 30C.
  • FIG. 10 is a perspective view of the current detection bus bar 30 ⁇ / b> D and the magnetic core 10. 10, the same components as those shown in FIGS. 1 to 5 are given the same reference numerals. Hereinafter, only differences between the current detection bus bar 30D and the current detection bus bar 30 will be described.
  • the current detection bus bar 30D is different from the current detection bus bars 30 and 30A in the shape of the terminal portions 32 at both ends.
  • the terminal portion 32 in the current detection bus bar 30D is a portion where the connection groove 32x and the rod-shaped terminal 32w in the snap-fit method are formed at the end of the rod-shaped metal member 30X.
  • the rod-shaped terminal 32w is a portion formed narrower than the other portions at the end of the current detection bus bar 30D.
  • the terminal part 32 processed in this way is referred to as a snap-fit type terminal part 32c.
  • the groove 32x and the rod-shaped terminal 32w are formed by, for example, pressing or lathe processing on the end portion of the rod-shaped metal member 30X.
  • the relationship between the groove 32x and the protruding portion 6b in the snap-fit type terminal portion 32c and the counterpart terminal 6 may be configured in the opposite relationship to the example shown in FIG. That is, it is also conceivable that a protrusion is formed in the snap-fit type terminal portion 32 c and a groove into which the protrusion is fitted is formed in the counterpart terminal 6.
  • the thickness of the snap-fit type terminal portion 32c is equal to or less than the thickness of the through portion 31, so that the current detection bus bar 30D falls off from the hollow portion 11 of the magnetic core 10. Cheap.
  • the retaining members 34 are attached to the portions on both sides of the through portion 31 in the current detection bus bar 30D.
  • the retaining member 34 is, for example, a C-type ring, an E-type ring, or a CS-type fitted in a groove 32v formed in a portion between the through portion 31 and the snap-fit type terminal portion 32c in the current detection bus bar 30D.
  • An annular member such as a ring.
  • the current detection bus bar 30 ⁇ / b> D is suitable if the front and rear conductors in the current transmission path are applied to objects that are not plate-like bus bars.
  • a current detection bus bar 30 ⁇ / b> D as shown in FIG. 10 may be employed instead of the current detection bus bar 30. It is also conceivable that the current detection bus bar 30D has the same bent portion 33 as the current detection bus bar 30C.
  • FIG. 11 is a perspective view of the current detection bus bar 30 ⁇ / b> E and the magnetic core 10.
  • FIG. 11 the same components as those shown in FIGS. 1 to 10 are given the same reference numerals.
  • the points of the current detection bus bar 30E that are different from the current detection bus bars 30, 30A, 30B, 30C, and 30D will be described.
  • the current detection bus bar 30E is different from the current detection bus bars 30, 30A, 30B, 30C, and 30D shown so far in that the two terminal portions 32 at both ends have different shapes.
  • one of the two terminal portions 32 is a flat terminal portion 32a, and the other is a snap-fit terminal portion 32c.
  • a current detection bus bar 30 ⁇ / b> E as shown in FIG. 11 may be employed instead of the current detection bus bar 30.
  • a combination of a flat terminal portion 32a and a large-diameter terminal portion 32b and a combination of a large-diameter terminal portion 32b and a snap-fit terminal portion 32c are also conceivable.
  • the current detection bus bars 30A, 30B, 30C, 30D, and 30E described above do not come into contact with each other by the insulating housing 40 together with the magnetic core 10 and the hall element 20, similarly to the current detection bus bar 30. Held in a state.
  • the shape of the terminal through hole 45 of the insulating housing 40 is different for each application example.

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Abstract

　本発明の目的は、バスバーに流れる電流を検出する電流検出装置（１）において、比較的小さな磁性体コア（１０）を採用して装置を小型化できるとともに、バスバーの過剰な発熱を防止できることである。電流検出装置（１）は、電流検出用バスバー（３０）を備える。電流検出用バスバー（３０）は、磁性体コア（１０）の中空部（１１）を貫通する棒状の導体の両端部分に加工が施された部材からなる。加工された両端部分は、電流伝送経路の前段及び後段各々の導体の接続端と連結される端子部（３２）である。端子部（３２）は、他の部分よりも広い幅の平板状に押しつぶされて貫通孔（３２ｚ）が形成された端子部（３２ａ）、据え込み加工により他の部分よりも太く加工されてねじ孔（３２ｙ）が形成された端子部（３２ｂ）、又はスナップフィット方式での連結用の溝（３２ｘ）又は突起部が形成された端子部（３２ｃ）などである。

Description

電流検出装置
　本発明は、バスバーに流れる電流を検出する電流検出装置に関する。
　ハイブリッド自動車又は電気自動車などの車両には、バッテリに接続されたバスバーに流れる電流を検出する電流検出装置が搭載されることが多い。また、そのような電流検出装置としては、磁気比例方式の電流検出装置又は磁気平衡方式の電流検出装置が採用される場合がある。
　磁気比例方式又は磁気平衡方式の電流検出装置は、例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に示されるように、磁性体コアと磁電変換素子とを備える。磁性体コアは、両端がギャップ部を介して対向し、バスバーが貫通する中空部の周囲を囲んで一連に形成された概ねリング状の磁性体である。磁性体の中空部は、被検出電流が通過する空間である。
　また、磁電変換素子は、磁性体コアのギャップ部に配置され、磁性体コアの中空部を貫通して配置されたバスバーを流れる電流に応じて変化する磁束を検出し、磁束の検出信号を電気信号として出力する素子である。磁電変換素子としては、通常、ホール素子が採用される。
特開平１０－１０４２７９号公報 特開２００６－１６６５２８号公報 特開２００９－５８４５１号公報
　ところで、従来、車両のバッテリ用の電流検出装置においては、平板状のバスバーが、磁性体コアの中空部に挿通されるため、磁性体コアは、その中空部の最大幅（直径）が、バスバーの幅より大きくなる大きさに形成される必要がある。一方、電気自動車及びハイブリッド自動車などにおいては、バスバーに流れる電流の増大に伴い、バスバーの過剰な発熱を防止するため、幅の広いバスバーが採用されつつある。
　従って、従来の電流検出装置は、バスバーの幅が広くなるほど、バスバーの幅に比例した大きな磁性体コアが必要であり、装置の設置スペースが大きくなるという問題点を有している。特に、磁性体コアが、円環状、楕円環状又は縦寸法と横寸法の比が１又は１に近い矩形環状である場合、バスバーの幅が大きくなるほど、磁性体コアの中空部における無駄なスペースが増大する。また、磁性体コアの中空部に配置される部分のみが細くくびれたバスバーが採用された場合、細くくびれた部分が過剰に発熱するという問題が生じる。
　本発明は、バスバーに流れる電流を検出する電流検出装置において、電流伝送経路の前段及び後段の導体の大きさとの関係において比較的小さな磁性体コアを採用して装置を小型化できるとともに、バスバーの過剰な発熱を防止できることを目的とする。
　本発明に係る電流検出装置は、バスバーに流れる電流を検出する装置であり、以下に示す各構成要素を備える。
（１）第１の構成要素は、両端がギャップ部を介して対向し、中空部の周囲を囲んで一連に形成された磁性体コアである。
（２）第２の構成要素は、前記ギャップ部に配置され、前記中空部を通過する電流に応じて変化する磁束を検出する磁電変換素子である。
（３）第３の構成要素は、前前記磁性体コアの前記中空部を貫通する棒状の導体の両端部分に加工が施された部材からなり、加工された両端部分が電流伝送経路の前段及び後段各々の導体の接続端と連結される端子部を形成する電流検出用バスバーである。
　また、本発明に係る電流検出装置において、前記電流検出用バスバーにおける前記端子部以外の部分の断面形状が、前記磁性体コアの前記中空部の輪郭形状と相似な形状であれば好適である。
　また、本発明に係る電流検出装置において、前記電流検出用バスバーにおける両端の前記端子部の少なくとも一方が、次の（３－１）から（３－３）のいずれかに示される構成を有することが考えられる。
（３－１）前記電流検出用バスバーにおける両端の前記端子部の少なくとも一方は、棒状の金属部材の端部における、プレス加工により他の部分よりも広い幅の平板状に押しつぶされて貫通孔が形成された部分である。
（３－２）前記電流検出用バスバーにおける両端の前記端子部の少なくとも一方は、棒状の金属部材の端部における、据え込み加工により他の部分よりも太く加工されてねじ孔が形成された部分である。
（３－３）前記電流検出用バスバーにおける両端の前記端子部の少なくとも一方は、棒状の金属部材の端部における、スナップフィット方式での連結用の溝又は突起部が形成された部分である。
　以下、本発明に係る電流検出装置において、電流検出用バスバーが磁性体コアの中空部を貫通する方向（電流通過方向）のことを第１方向と称する。また、その第１方向に直交し、かつ、相互に直交する２つの方向をそれぞれ第２方向及び第３方向と称する。
　本発明に係る電流検出装置が備える電流検出用バスバーにおいて、その両端部は、電流伝送経路の前段及び後段各々の導体の接続端と連結される端子部である。また、その端子部は、棒状の導体が磁性体コアの中空部に通された後に、棒状の導体の両端部各々を加工することにより形成可能である。そのため、端子部及びその端子部と連結される前段及び後段の導体は、磁性体コアの中空部の幅又は太さよりも広い幅又は太さであってもよい。従って、本発明によれば、電流伝送経路の前段及び後段の導体の大きさとの関係において比較的小さな磁性体コアを採用して装置を小型化することが可能となる。
　また、電流検出用バスバーにおいて、磁性体コアの中空部を貫通する中央部分（貫通部）は、丸棒又は角棒などの棒状である。そのため、その貫通部は、板状のバスバーに比べ、その最大幅が磁性体コアの中空部の幅よりも小さいという制約の中で、より大きな断面積で形成されることができる。従って、比較的小さな磁性体コアが採用された場合でも、電流検出用バスバーの過剰な発熱を防止できる。
　また、電流検出用バスバーの貫通部（端子部以外の部分）の断面形状が、磁性体コアの中空部の輪郭形状と相似な形状であれば、貫通部と磁性体コアとの隙間をより小さくすることができる。その結果、より小さな磁性体コアを採用することによる装置の小型化が可能となる。
　また、電流検出用バスバーの端子部は、例えば、棒状の導体に対するプレス加工、据え込み加工又は溝もしくは突起部を形成する加工などにより簡易に作ることが可能である。
本発明の実施形態に係る電流検出装置１の分解斜視図である。 電流検出装置１が備える電流検出用バスバー３０の三面図である。 電流検出用バスバー３０の製造工程を模式的に示す斜視図である。 電流検出装置１の平面図である。 電流検出装置１が予め敷設されたバスバーに連結される様子を模式的に示す斜視図である。 電流検出装置１に採用可能な第１応用例に係る電流検出用バスバー３０Ａ及び磁性体コアの斜視図である。 電流検出装置１に採用可能な第２応用例に係る電流検出用バスバー３０Ｂ及び磁性体コアの斜視図である。 電流検出用バスバー３０Ｂの製造工程を模式的に示す断面図である。 電流検出装置１に採用可能な第３応用例に係る電流検出用バスバー３０Ｃ及び磁性体コアの斜視図である。 電流検出装置１に採用可能な第４応用例に係る電流検出用バスバー３０Ｄ及び磁性体コアの斜視図である。 電流検出装置１に採用可能な第５応用例に係る電流検出用バスバー３０Ｅ及び磁性体コアの斜視図である。
　以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。
　まず、図１～図４を参照しつつ、本発明の実施形態に係る電流検出装置１の構成について説明する。なお、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図、図２（ｃ）は正面図である。電流検出装置１は、電気自動車又はハイブリッド自動車などにおいて、バッテリとモータなどの機器とを電気的に接続するバスバーに流れる電流を検出する装置である。図１に示されるように、電流検出装置１は、磁性体コア１０、ホール素子２０、電流検出用バスバー３０、絶縁筐体４０及び電子基板５０を備える。
　＜磁性体コア＞
　磁性体コア１０は、フェライト又はケイ素鋼などからなる磁性体であり、両端が数ミリメートル程度のギャップ部１２を介して対向し、中空部１１の周囲を囲んで一連に形成された形状を有している。即ち、磁性体コア１０は、狭いギャップ部１２を有するものの概ね環状に形成されている。本実施形態における磁性体コア１０は、輪郭形状が円形状である中空部１１を囲む円環状に形成されている。
　＜ホール素子（磁電変換素子）＞
　ホール素子２０は、磁性体コア１０のギャップ部１２に配置され、磁性体コア１０の中空部１１を通過する電流に応じて変化する磁束を検出し、磁束の検出信号を電気信号として出力する磁電変換素子の一例である。
　＜電子基板＞
　電子基板５０は、ホール素子２０の端子２１に接続される回路と、その回路と外部の他の回路とを接続するコネクタ５１とが実装された基板である。従って、コネクタ５１は、ホール素子２０に対して電気的に接続されている。電子基板５０に実装された回路は、例えば、ホール素子２０から出力される磁束の検出信号を増幅する回路などである。ホール素子２０は、コネクタ５１を含む電子基板５０を介して、外部の回路と接続される。
　＜電流検出用バスバー＞
　電流検出用バスバー３０は、銅などの金属からなる導電体であり、バッテリと電装機器とを電気的に接続するバスバーの一部である。即ち、電流検出用バスバー３０には、検出対象の電流が流れる。また、電流検出用バスバー３０は、バッテリに対して予め接続されたバッテリ側のバスバーと、電装機器に対して予め接続された機器側のバスバーとは独立した部材である。そして、電流検出用バスバー３０は、その両端が予め敷設された前段及び後段の他のバスバー（バッテリ側のバスバー及び機器側のバスバー）に対して連結される。電流検出用バスバー３０と、これに連結された前段及び後段の他のバスバーとは、バッテリから電装機器へ至る電流伝送経路を形成する。なお、他のバスバーの端部は、電流伝送経路における電流検出用バスバー３０の前段及び後段の導体の接続端の一例である。
　図１に示されるように、電流検出用バスバー３０は、磁性体コア１０の中空部１１を貫通する棒状の導体の両端部分に加工が施された部材からなる。電流検出用バスバー３０において、加工された両端部分は、電流伝送経路の前段及び後段各々の接続端と連結される端子部３２である。即ち、電流検出用バスバー３０は、概ね、中央部分において一定の範囲を占める棒状の貫通部３１と、その両側の端部に形成された端子部３２とを有する導体からなる部材である。
　貫通部３１は、磁性体コア１０の中空部１１を電流通過方向に沿って貫通する部分である。電流通過方向は、磁性体コア１０の厚み方向であり、環状の磁性体コア１０を筒とみなした場合におけるその筒の軸心方向であり、さらに、環状の磁性体コア１０が形成する面に直交する方向でもある。各図において、電流通過方向は、Ｘ軸方向として記されている。以下の説明において、電流通過方向（Ｘ軸方向）を第１方向と称する。
　本実施形態における端子部３２は、平板状の端子部３２ａである。また、電流検出用バスバー３０における貫通部３１は、例えば、円柱状又は楕円柱状などの棒状に形成されている。各図において、平板状の端子部３２ａの幅方向及び厚み方向は、それぞれＹ軸方向及びＺ軸方向として記されている。以下の説明において、平板状の端子部３２ａの幅方向（Ｙ軸方向）及び厚み方向（Ｚ軸方向）をそれぞれ第２方向及び第３方向と称する。
　図３は、電流検出用バスバー３０の製造工程を模式的に示す斜視図である。電流検出用バスバー３０は、棒状の金属部材３０Ｘの両端における一定範囲の部分が、プレス機６０などを用いたプレス加工によって平板状に押しつぶされた構造を有する部材である。その際、棒状の金属部材３０Ｘの両端のうちの少なくとも一方は、磁性体コア１０の中空部１１に棒状の金属部材３０Ｘが挿通された後に、平板状にプレス加工される。
　即ち、電流検出装置１を製造する工程において、電流検出用バスバー３０を製造する工程は、例えば、以下の手順で実行される。［１］まず、棒状の金属部材３０Ｘを磁性体コア１０の中空部１１に貫通させる貫通工程が実行される。［２］次に、棒状の金属部材３０Ｘの一方の端部を、プレス機６０などによって他の部分よりも広い幅の平板状に押しつぶす第１のプレス工程が実行される。［３］最後に、棒状の金属部材３０Ｘの他方の端部を、プレス機６０などによって他の部分よりも広い幅の平板状に押しつぶす第２のプレス工程が実行される。
　上記の製造工程において、［１］貫通工程は、［２］第１のプレス工程及び［３］第２のプレス工程のうちの一方又は両方が行われる前に実行されればよい。例えば、まず、［１］貫通工程が行われ、次に、［２］第１のプレス工程及び［３］第２のプレス工程が同時に行われてもよい。その他、まず、［２］第１のプレス工程が行われ、次に、［１］貫通工程が行われ、最後に［３］第２のプレス工程が行われてもよい。
　そして、平板状に押しつぶされた両端の部分が、電流検出用バスバー３０における平板状の端子部３２ａを構成し、それらの間の棒状の部分が、電流検出用バスバー３０の貫通部３１を構成する。
　図３に示される金属部材３０Ｘは円柱状の部材であり、このような金属部材３０Ｘの両端の加工により製造される電流検出用バスバー３０の貫通部３１は円柱状である。なお、棒状の金属部材３０Ｘは、断面が楕円の楕円棒状又は断面が矩形の角棒状であることも考えられる。また、棒状の金属部材３０Ｘは、断面が四角形以外の多角形である棒状であることも考えられる。
　金属部材３０Ｘの断面形状、即ち、貫通部３１の断面形状は、磁性体コア１０の中空部１１の輪郭形状と相似な形状であることが望ましい。例えば、Ｎが３以上の整数であるとすると、磁性体コア１０の中空部１１の輪郭形状が正Ｎ角形である場合、金属部材３０Ｘの形状が正Ｎ角柱であれば好適である。また、磁性体コア１０の中空部１１の輪郭形状が円形である場合、金属部材３０Ｘの形状が円柱であれば好適である。また、磁性体コア１０の中空部１１の輪郭形状が、長軸と短軸との比がＲである楕円形である場合、金属部材３０Ｘの形状が、断面における長軸と短軸との比がＲである楕円柱であれば好適である。
　電流検出用バスバー３０において、平板状の端子部３２ａの幅Ｄ５は、中空部１１の直径Ｄ１（最大幅）よりも大きく形成されている。また、貫通部３１の断面の輪郭の最小幅Ｄ４は、平板状の端子部３２ａの厚みＤ６よりも大きく形成されている。即ち、貫通部３１の断面の輪郭の縦寸法と横寸法の比は、平板状の端子部３２の断面の縦寸法と横寸法の比よりも１に近い。なお、貫通部３１が円柱状である場合、貫通部３１の断面の輪郭における最小幅Ｄ４と最大幅Ｄ３とは同じである。また、比が１に近いということは、比が１であることを含む。
　また、電流検出用バスバー３０において、貫通部３１の断面の輪郭の最小幅Ｄ４は、磁性体コア１０の両端の間隔であるギャップ高さＤ２よりも大きく形成されている。しかも、前述したように、平板状の端子部３２ａの幅Ｄ５は、磁性体コア１０の中空部１１の直径Ｄ１（最大幅）よりも大きい。そのため、予め製造された電流検出用バスバー３０の貫通部３１に対して磁性体コア１０を装着することはできない。従って、磁性体コア１０と、その磁性体コア１０の中空部１１に貫通した状態の電流検出用バスバー３０とのセットが作られた後に、電流検出用バスバー３０が前段及び後段の他のバスバーに接続される。
　そこで、平板状の端子部３２ａには、ネジ止め用の貫通孔３２ｚが形成されており、これにより、平板状の端子部３２ａは、ネジにより前段及び後段の他のバスバーと連結される。図５は、電流検出装置１における平板状の端子部３２ａが、予め敷設された前段及び後段の他のバスバー９に対し、ネジ８によって連結される様子を模式的に示す斜視図である。なお、図５において、便宜上、絶縁筐体４０の記載は省略されている。図５に示されるように、他のバスバー９における、平板状の端子部３２ａと連結される接続端は、例えば、端子台としての構造を備え、ネジ止め用の孔９Ａが形成されている。なお、電流検出用バスバー３０における端子部３２は、ネジ止め用の貫通孔３２ｚが形成された平板状の端子部３２ａの他、他のバスバー９との嵌め合い機構などの他の構造を有することも考えられる。
　＜絶縁筐体＞
　絶縁筐体４０は、絶縁体からなり、磁性体コア１０とホール素子２０と電流検出用バスバー３０と電子基板５０とを保持する部材であり、本体ケース４１及び本体ケース４１に取り付けられる蓋部材４２とを含む。本体ケース４１及び蓋部材４２の各々は、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）又はＡＢＳ樹脂などの絶縁性の樹脂からなる一体成型部材である。
　本体ケース４１は、開口部を有する箱状に形成され、蓋部材４２は、本体ケース４１に取り付けられることによって本体ケース４１の開口部を塞ぐ。本体ケース４１には、その内側の面において突出する第１保持部４３及び第２保持部４４が形成されている。そして、本体ケース４１は、第１保持部４３及び第２保持部４４により、磁性体コア１０と、中空部１１を貫通する電流検出用バスバー３０と、ギャップ部１２に配置されたホール素子２０とを、それらが相互に接触しない状態で保持する。
　より具体的には、第１保持部４３は、磁性体コア１０とその中空部１１を貫通する電流検出用バスバー３０の貫通部３１との隙間に嵌り込むことにより、磁性体コア１０と電流検出用バスバー３０とを、それらが相互に接触しない状態で保持する。また、第２保持部４４は、磁性体コア１０とそのギャップ部１２に配置されたホール素子２０との隙間に嵌り込むことにより、磁性体コア１０とホール素子２０とを、それらが相互に接触しない状態で保持する。
　また、本体ケース４１及び蓋部材４２には、電流検出用バスバー３０の両端の端子部３２が内側から外側へ挿入されるスリット状の端子部通し孔４５が形成されている。磁性体コア１０の中空部１１を貫通する電流検出用バスバー３０における一方の端子部３２が、本体ケース４１の端子部通し孔４５に通された状態において、本体ケース４１の第１保持部４３及び第２保持部４４は、磁性体コア１０、ホール素子２０及び電流検出用バスバー３０を保持する。
　また、蓋部材４２は、磁性体コア１０、ホール素子２０及び電流検出用バスバー３０を保持する本体ケース４１に対し、電子基板５０を挟み込みつつ、本体ケース４１の開口部を塞ぐように取り付けられる。その際、電流検出用バスバー３０における他方の端子部３２が、蓋部材４２の端子部通し孔４５に対して内側から外側へ通される。また、電子基板５０が本体ケース４１と蓋部材４２との間に挟み込まれることにより、電子基板５０に実装されたコネクタ５１は、本体ケース４１に形成された欠け部４６に嵌り込んだ状態で保持される。
　さらに、本体ケース４１及び蓋部材４２には、それらを組み合わせ状態で保持するロック機構４７，４８が設けられている。図１に示されるロック機構４７，４８は、本体ケース４１の側面に突出して形成された爪部４７と、蓋部材４２の側方に形成された環状の枠部４８とを備える。本体ケース４１の爪部４７が、蓋部材４２の枠部４８が形成する孔に嵌り込むことにより、本体ケース４１及び蓋部材４２は、それらが組み合わされた状態で保持される。
　図４は、本体ケース４１及び蓋部材４２が組み合わされた状態における電流検出装置１の平面図である。図４に示されるように、本体ケース４１及び蓋部材４２（絶縁筐体４０）は、電流検出用バスバー３０の端子部３２における貫通孔３２ｚが形成された部分（端子部）と、電子基板５０のコネクタ５１とが外部に露出する状態で、磁性体コア１０と電流検出用バスバー３０の貫通部３１とホール素子２０とを覆いつつ保持する。
　以上に示した電流検出装置１の電流検出用バスバー３０において、貫通部３１は、断面の輪郭の最大幅Ｄ３が端子部の幅Ｄ５（最大幅）よりも小さく形成されている。即ち、貫通部３１の断面の輪郭形状は、端子部３２に対し、第２方向においてくびれた形状を有している。その結果、電流検出装置１においては、前段及び後段の他のバスバーの幅との関係において比較的小さな磁性体コア１０を採用することができ、磁性体コア１０を含む装置全体を小型化できる。
　さらに、電流検出用バスバー３０において、貫通部３１の断面形状は、最小幅Ｄ４が端子部３２の厚みＤ６（最小幅）よりも大きく形成されている。そして、棒状の金属部材３０Ｘの両端が平板状に押しつぶされた構造を有する電流検出用バスバー３０においては、貫通部３１における導体の断面積は、端子部３２における導体の断面積以上である。従って、貫通部３１における過剰な発熱を防止できる。なお、端子部３２は、それに圧接される連結用のネジ８及び他のバスバー９と併せた全体の熱容量が大きくなる部分であるため、孔３２ｙの存在による発熱の問題は生じない。
　また、棒状の金属部材３０Ｘの両端部分が平板状に押しつぶされた構造を有する電流検出用バスバー３０においては、棒状の金属部材３０Ｘを磁性体コア１０の中空部１１に挿入した後に、中空部１１の幅Ｄ１よりも広い幅の平板状の端子部３２を作ることができる。即ち、貫通部３１を磁性体コア１０のギャップ部１２に通過させることは必要とされない。従って、棒状の貫通部３１の断面の幅Ｄ３（直径）が、磁性体コア１０におけるギャップ高さＤ２よりも大きく形成された電流検出用バスバー３０を容易に作製することができる。なお、電流の検出感度を高めるためには、ギャップ高さＤ２を小さくし、ギャップ部１２に配置されたホール素子２０と磁性体コア１０の両端との隙間を小さくすることが望ましい。
　また、電流検出装置１においては、磁性体コア１０とホール素子２０と電流検出用バスバー３０とが、露出されるべき部分である端子部３２の貫通孔３２ｚの部分（端子部）及びコネクタ５１以外を覆う絶縁筐体４０によって所定の位置関係に保持される。これにより、予め敷設されたバスバー９に対して電流検出装置１を取り付ける作業が容易となる。
　＜電流検出用バスバー（第１応用例）＞
　次に、図６を参照しつつ、電流検出装置１に採用可能な第１応用例に係る電流検出用バスバー３０Ａについて説明する。図６は、電流検出用バスバー３０Ａ及び磁性体コア１０の斜視図である。図６において、図１～図５に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、電流検出用バスバー３０Ａにおける電流検出用バスバー３０と異なる点についてのみ説明する。
　電流検出用バスバー３０Ａも、電流検出用バスバー３０と同様に、磁性体コア１０の中空部１１を第１方向（Ｘ軸方向）に沿って貫通する貫通部３１と、その貫通部３１に対し第１方向の両側各々の端部に平板状の端子部３２ａが形成されている。
　但し、電流検出用バスバー３０Ａにおける平板状の２つの端子部３２ａは、それぞれ非平行な面に沿って形成されている。図６に示される例では、平板状の２つの端子部３２ａのうちの一方は、Ｘ－Ｙ平面に沿って形成され、他方は、Ｘ－Ｚ平面に沿って形成されている。電流検出装置１において、図６に示されるような電流検出用バスバー３０Ａが、電流検出用バスバー３０の代わりに採用されてもよい。
　図６に示される電流検出用バスバー３０Ａの採用は、前段及び後段のバスバー各々が形成する面の角度が異なる場合に好適である。なお、平板状の２つの端子部３２ａは、図６に示されるように相互に９０°で交差する２つの平面各々に沿って形成される他、他の角度で交差する２つの平面各々に沿って形成されることも考えられる。
　＜電流検出用バスバー（第２応用例）＞
　次に、図７を参照しつつ、電流検出装置１に採用可能な第２応用例に係る電流検出用バスバー３０Ｂについて説明する。図７は、電流検出用バスバー３０Ｂ及び磁性体コア１０の斜視図である。図７において、図１～図５に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、電流検出用バスバー３０Ｂにおける電流検出用バスバー３０と異なる点についてのみ説明する。
　電流検出用バスバー３０Ｂは、電流検出用バスバー３０，３０Ａと比較して、両端部における端子部３２の形状が異なる。電流検出用バスバー３０Ｂにおける端子部３２は、棒状の金属部材３０Ｘの端部における、据え込み加工により他の部分よりも太く加工された部分である。以下、このように加工された端子部３２を、大径の端子部３２ｂと称する。さらに、この大径の端子部３２ｂには、前段及び後段の他のバスバーの接続端と連結するためのネジ８が締め込まれるねじ孔３２ｙが形成されている。
　図８は、電流検出用バスバー３０Ｂの製造工程を模式的に示す斜視図である。電流検出用バスバー３０Ｂにおける大径の端子部３２ｂは、棒状の金属部材３０Ｘの端部が、大径の端子部３２ｂを形作る型枠部６１ｚが形成された治具６１及びプレス機６０などを用いた据え込み加工によって形成される。治具６１は、棒状の金属部材３０Ｘにおける端部以外の部分を元々の形状に沿って保持する。また、治具６１の型枠部６１ｚは、棒状の金属部材３０Ｘの端部の周囲を間隔を隔てて取り囲む。そして、治具６１に保持された棒状の金属部材３０Ｘの端部は、プレス機６０などにより、棒状の金属部材３０Ｘの軸方向に沿って加圧される。これにより、棒状の金属部材３０Ｘの端部は、他の部分よりも太く加工される。その際、棒状の金属部材３０Ｘの両端のうちの少なくとも一方は、磁性体コア１０の中空部１１に棒状の金属部材３０Ｘが挿通された後に、据え込み加工が施される。
　即ち、電流検出装置１を製造する工程において、電流検出用バスバー３０を製造する工程は、例えば、以下の手順で実行される。［１］まず、棒状の金属部材３０Ｘを磁性体コア１０の中空部１１に貫通させる貫通工程が実行される。［２］次に、棒状の金属部材３０Ｘの一方の端部について、プレス機６０及び治具６１などによって他の部分よりも太く加工する第１の据え込み加工の工程が実行される。［３］最後に、棒状の金属部材３０Ｘの他方の端部について、プレス機６０及び治具６１などによって他の部分よりも太く加工する第２の据え込み加工の工程が実行される。
　上記の製造工程において、［１］貫通工程は、［２］第１の据え込み加工の工程及び［３］第２の据え込み加工の工程のうちの一方又は両方が行われる前に実行されればよい。例えば、まず、［１］貫通工程が行われ、次に、［２］第１の据え込み加工の工程及び［３］第２の据え込み加工の工程が同時に行われてもよい。その他、まず、［２］第１の据え込み加工の工程が行われ、次に、［１］貫通工程が行われ、最後に［３］第２の据え込み加工の工程が行われてもよい。
　そして、他の部分よりも太く加工された両端の部分が、電流検出用バスバー３０Ｂにおける大径の端子部３２ｂを構成し、それらの間の棒状の部分が、電流検出用バスバー３０Ｂの貫通部３１を構成する。
　図７に示される電流検出用バスバー３０Ｂの元となる金属部材３０Ｘは円柱状の部材であり、このような金属部材３０Ｘの両端の加工により製造される電流検出用バスバー３０Ｂの貫通部３１は円柱状である。なお、電流検出用バスバー３０Ｂの元となる棒状の金属部材３０Ｘも、電流検出用バスバー３０，３０Ａの場合と同様に、断面が楕円の楕円棒状又は断面が多角形である棒状であることも考えられる。電流検出用バスバー３０Ｂにおいても、その元となる金属部材３０Ｘの断面形状、即ち、貫通部３１の断面形状は、磁性体コア１０の中空部１１の輪郭形状と相似な形状であることが望ましい。
　また、図７に示される大径の端子部３２ｂの最大幅Ｄ５は、貫通部３１の最大幅Ｄ３及び中空部１１の直径Ｄ１（最大幅）よりも大きく形成されている。これにより、貫通部３１の太さ、即ち、元の棒状の金属部材３０Ｘの太さが、ねじ孔３２ｙを形成するために十分な太さでなくてもよい。電流検出装置１において、図７に示されるような電流検出用バスバー３０Ｂが、電流検出用バスバー３０の代わりに採用されてもよい。
　＜電流検出用バスバー（第３応用例）＞
　次に、図９を参照しつつ、電流検出装置１に採用可能な第３応用例に係る電流検出用バスバー３０Ｃについて説明する。図９は、電流検出用バスバー３０Ｃ及び磁性体コア１０の斜視図である。図９において、図１～図７に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、電流検出用バスバー３０Ｃにおける電流検出用バスバー３０Ｂと異なる点についてのみ説明する。
　電流検出用バスバー３０Ｃも、電流検出用バスバー３０Ｂと同様に、磁性体コア１０の中空部１１を第１方向（Ｘ軸方向）に沿って貫通する貫通部３１と、その貫通部３１に対し第１方向の両側各々の端部に大径の端子部３２ｂが形成されている。
　但し、電流検出用バスバー３０Ｃは、貫通部３１から大径の端子部３２ｂに至る途中の部分に曲げ部３３が形成されている。図６に示される電流検出用バスバー３０Ｃは、貫通部３１から大径の端子部３２ｂに至る途中の部分において９０°曲がる曲げ部３３が形成されている。電流検出装置１において、図９に示されるような電流検出用バスバー３０Ｃが、電流検出用バスバー３０の代わりに採用されてもよい。
　図９に示される電流検出用バスバー３０Ｃの採用は、前段及び後段のバスバー各々が形成する面の角度が異なる場合に好適である。なお、曲げ部３３の曲げ角度は、図９に示されるように９０°である他、他の曲げ角度であることも考えられる。電流検出装置１において、図９に示されるような電流検出用バスバー３０Ｃが、電流検出用バスバー３０の代わりに採用されてもよい。また、電流検出用バスバー３０，３０Ａが、電流検出用バスバー３０Ｃと同様の曲げ部３３を有することも考えられる。
　＜電流検出用バスバー（第４応用例）＞
　次に、図１０を参照しつつ、電流検出装置１に採用可能な第４応用例に係る電流検出用バスバー３０Ｄについて説明する。図１０は、電流検出用バスバー３０Ｄ及び磁性体コア１０の斜視図である。図１０において、図１～図５に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、電流検出用バスバー３０Ｄにおける電流検出用バスバー３０と異なる点についてのみ説明する。
　電流検出用バスバー３０Ｄは、電流検出用バスバー３０，３０Ａと比較して、両端部における端子部３２の形状が異なる。電流検出用バスバー３０Ｄにおける端子部３２は、棒状の金属部材３０Ｘの端部における、スナップフィット方式での連結用の溝３２ｘ及び棒状端子３２ｗが形成された部分である。棒状端子３２ｗは、電流検出用バスバー３０Ｄの末端において、他の部分よりも細く形成された部分である。以下、このように加工された端子部３２を、スナップフィット型の端子部３２ｃと称する。
　図１０に示されるスナップフィット型の端子部３２ｃは、前段及び後段の電線７の端部に設けられたスナップフィット方式の相手側端子６の孔６ａに挿入される。これにより、相手側端子６の孔６ａの内側に形成された突起部６ｂが、スナップフィット型の端子部３２ｃの溝３２ｘに嵌り込み、端子部３２ｃと相手側端子６とが連結した状態で保持される。また、棒状端子３２ｗは、相手側端子６内で電線７と電気的に接続される。
　スナップフィット型の端子部３２ｃにおいて、溝３２ｘ及び棒状端子３２ｗは、例えば、棒状の金属部材３０Ｘの端部に対するプレス加工又は旋盤加工などにより形成される。また、スナップフィット型の端子部３２ｃと相手側端子６とにおける溝３２ｘと突起部６ｂとの関係は、図１０に示される例に対して反対の関係で構成されてもよい。即ち、スナップフィット型の端子部３２ｃに突起部が形成され、相手側端子６にその突起部が嵌り込む溝が形成されることも考えられる。
　また、電流検出用バスバー３０Ｄにおいて、スナップフィット型の端子部３２ｃの太さは、貫通部３１の太さと同等以下であるため、電流検出用バスバー３０Ｄは、磁性体コア１０の中空部１１から抜け落ちやすい。
　そこで、図１０に示されるように、電流検出用バスバー３０Ｄにおける貫通部３１の両側の部分に、抜け止め部材３４が取り付けられることが考えられる。抜け止め部材３４は、例えば、電流検出用バスバー３０Ｄにおける貫通部３１とスナップフィット型の端子部３２ｃとの間の部分に形成された溝３２ｖに嵌め込まれたＣ型リング、Ｅ型リング又はＣＳ型リングなどの環状の部材である。
　電流検出用バスバー３０Ｄは、電流伝送経路における前段及び後段の導体が、板状のバスバーではない対象に適用されれば好適である。電流検出装置１において、図１０に示されるような電流検出用バスバー３０Ｄが、電流検出用バスバー３０の代わりに採用されてもよい。また、電流検出用バスバー３０Ｄが、電流検出用バスバー３０Ｃと同様の曲げ部３３を有することも考えられる。
　＜電流検出用バスバー（第５応用例）＞
　次に、図１１を参照しつつ、電流検出装置１に採用可能な第５応用例に係る電流検出用バスバー３０Ｅについて説明する。図１１は、電流検出用バスバー３０Ｅ及び磁性体コア１０の斜視図である。図１１において、図１～図１０に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、電流検出用バスバー３０Ｅにおける電流検出用バスバー３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄと異なる点についてのみ説明する。
　電流検出用バスバー３０Ｅは、両端の２つの端子部３２がそれぞれ異なる形状を有する点において、これまでに示した電流検出用バスバー３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄと異なっている。図１１に示される電流検出用バスバー３０Ｅは、２つの端子部３２のうちの一方が平板状の端子部３２ａであり、他方がスナップフィット型の端子部３２ｃである。
　電流検出装置１において、図１１に示されるような電流検出用バスバー３０Ｅが、電流検出用バスバー３０の代わりに採用されてもよい。また、他の応用例として、平板状の端子部３２ａと大径の端子部３２ｂとの組合せ、及び、大径の端子部３２ｂとスナップフィット型の端子部３２ｃとの組合せも考えられる。
　なお、以上に示した電流検出用バスバー３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅは、電流検出用バスバー３０と同様に、磁性体コア１０とホール素子２０とともに、絶縁筐体４０により、相互に接触しない状態で保持される。但し、各応用例ごとに、絶縁筐体４０の端子部通し孔４５の形状が異なる。
　１　電流検出装置
　６　相手側端子
　６ａ　相手側端子の孔
　６ｂ　相手側端子の突起部
　７　電線
　８　ネジ
　９　バスバー
　９Ａ　バスバーの孔
　１０　磁性体コア
　１１　中空部
　１２　ギャップ部
　２０　ホール素子
　２１　ホール素子の端子
　３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ　電流検出用バスバー
　３０Ｘ　棒状の金属部材
　３１　貫通部
　３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ　端子部
　３２ｚ　貫通孔
　３２ｙ　ねじ孔
　３２ｖ，３２ｘ　溝
　３２ｗ　棒状端子
　３３　曲げ部
　３４　抜け止め部材
　４０　絶縁筐体
　４１　本体ケース
　４２　蓋部材
　４３　第１保持部
　４４　第２保持部
　４５　孔
　４６　欠け部
　４７　爪部（ロック機構）
　４８　枠部（ロック機構）
　５０　電子基板
　５１　コネクタ

Claims (5)

  1. 　バスバーに流れる電流を検出する電流検出装置（１）であって、
    　両端がギャップ部（１２）を介して対向し、中空部（１１）の周囲を囲んで一連に形成された磁性体コア（１０）と、
    　前記ギャップ部（１２）に配置され、前記中空部（１１）を通過する電流に応じて変化する磁束を検出する磁電変換素子（２０）と、
    　前記磁性体コア（１０）の前記中空部（１１）を貫通する棒状の導体の両端部分に加工が施された部材からなり、加工された両端部分が電流伝送経路の前段及び後段各々の接続端と連結される端子部（３２）を形成する電流検出用バスバー（３０）と、を備えることを特徴とする電流検出装置。
  2. 　前記電流検出用バスバー（３０）における前記端子部（３２）以外の部分の断面形状は、前記磁性体コア（１０）の前記中空部（１１）の輪郭形状と相似な形状である、請求項１に記載の電流検出装置。
  3. 　前記電流検出用バスバー（３０）における両端の前記端子部（３２）の少なくとも一方は、棒状の金属部材の端部における、プレス加工により他の部分よりも広い幅の平板状に押しつぶされて貫通孔（３２ｚ）が形成された部分である、請求項１又は請求項２に記載の電流検出装置。
  4. 　前記電流検出用バスバー（３０Ｂ）における両端の前記端子部（３２ｂ）の少なくとも一方は、棒状の金属部材の端部における、据え込み加工により他の部分よりも太く加工されてねじ孔（３２ｙ）が形成された部分である、請求項１又は請求項２に記載の電流検出装置。
  5. 　前記電流検出用バスバー（３０Ｄ）における両端の前記端子部（３２ｃ）の少なくとも一方は、棒状の金属部材の端部における、スナップフィット方式での連結用の溝（３２ｘ）又は突起部が形成された部分である、請求項１又は請求項２に記載の電流検出装置。
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