CN111465861B

CN111465861B - 电流传感器

Info

Publication number: CN111465861B
Application number: CN201880079733.5A
Authority: CN
Inventors: 田村学; 山本直纪
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2022-12-30
Anticipated expiration: 2038-12-11
Also published as: US20200300896A1; JPWO2019117174A1; EP3726228A1; EP3726228B1; US11287451B2; JP6890679B2; CN111465861A; EP3726228A4; WO2019117174A1

Abstract

一种电流传感器(1)，经由连接器将传感器的输出向外部输出，即使对连接器进行插拔也不会对传感器的精度产生影响，具有汇流条(2)和收纳其一部分的壳体(10)。壳体(10)由上表面开放的箱状的壳体主体(11)和覆盖壳体主体(11)的上表面的盖部(12)组成。基板(4)通过三处铆接部(13)～(15)固定至壳体主体(11)。基板(4)中，由三处铆接(13)～(15)包围的区域为固定区域(4a)，从铆接部(13)、(14)突出的区域为延设部(4b)。盖部(12)设置有两个盖侧挡块(19)。在壳体主体(11)的内侧设置有三个主体侧挡块(25)。在将其他设备对连接器(6)进行插拔的情况下，在延设部(4b)产生弯曲，但通过主体侧挡块(25)以及盖侧挡块(19)弯曲得以抑制。

Description

电流传感器

技术领域

本发明涉及基于被测量电流所产生的磁场计算电流值的电流传感器。

背景技术

作为基于电流所产生的磁场计算电流值的电流传感器，已知有专利文献1所述的电流传感器。专利文献1所述的电流传感器是将被测量电流流过的导体和测量被测量电流所产生的感应磁场的磁传感器收纳至具有盖部的壳体的电流传感器，并具有通过一体成形而固定至壳体的底部以及盖部的磁屏蔽件。

在专利文献1的电流传感器中，通过使安装于基板的连接器从设置于壳体的侧壁的开口部露出，并从外部连接该连接器，可以将磁传感器的信号向外部输出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-102022号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在专利文献1所述的电流传感器中，在基板的端部设置有连接器，所连接的对接侧连接器的装卸方向与基板的表面平行。因此，即使在对对接侧连接器进行插拔的情况下，施加至与基板的表面垂直方向的力也很小。

另一方面，在电流传感器中，由于与所连接的设备的位置关系等理由，会有在相对于基板的表面垂直的垂直方向上安装连接器的情况。在这种情况下，在相对于基板侧的连接器插拔对接侧连接器时，由于直接在与基板的表面垂直的垂直方向上施加力，因此基板可能会产生变形。

像这样在基板中产生变形时，在安装于基板的磁传感器和导体之间、以及在磁传感器和磁屏蔽件之间的间隙发生变动，从而可能降低磁传感器的精度。

为了解决所述问题，本发明提供一种电流传感器，其目的在于，通过该电流传感器将传感器的输出经由连接器向外部输出，即使在对连接器进行插拔的情况下，也不会对传感器的精度产生影响。

用于解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明的电流传感器具有：电流流过的汇流条；磁传感器，检测由在所述汇流条中流过的电流产生的感应磁场；绝缘性的基板，安装有所述磁传感器；连接器，被安装于所述基板，并经由所述基板与所述磁传感器连接，能够将来自所述磁传感器的信号向外部输出；以及壳体，收纳所述汇流条的一部分和所述基板，并具有壳体主体以及盖部。其特征在于，所述基板通过多个固定部相对于所述壳体主体固定，所述磁传感器被设置在由多个所述固定部包围的固定区域内，所述连接器被设置于从所述固定区域延伸的延设部，所述壳体主体以及所述盖部具有隔着间隔地与所述延设部的表面以及背面相向的挡块。

根据本发明的电流传感器，磁传感器设置于由多个固定部包围的固定区域内，连接器设置于从固定区域延伸的延设部。另外，在延设部的表面以及背面设置隔着间隔地相向的挡块。因此，在相对于连接器插拔对接侧连接器的情况下，延设部能够在板厚方向上仅弯曲与挡块之间的间隔，由于固定区域由多个固定部包围从而弯曲得以抑制。因此，由于汇流条和磁传感器之间的位置关系不产生变动，从而能够确保电流传感器的精度。

在本发明的电流传感器中，优选为，所述磁传感器以在XY平面所述感应磁场的灵敏度方向为X方向的方式配置，多个所述固定部中，在所述磁传感器和所述连接器之间配置的第一固定部在X方向上设置有两处，设置有所述连接器的所述延设部以隔着所述第一固定部的方式与所述固定区域相邻。

根据本发明的电流传感器，在磁传感器和连接器之间，在X方向上配置两处作为第一固定部。因此，在进行连接器的插拔时，在固定有连接器的延设部产生弯曲的情况下，X方向的弯曲通过两处第一固定部而被抑制。因此，由于在固定区域中也抑制了X方向的弯曲，因此不影响磁传感器的灵敏度方向，从而能够确保电流传感器的精度。

另外，在本发明的电流传感器中，优选为，所述固定部具有第二固定部，该第二固定部隔着所述磁传感器在Y方向上形成在与所述第一固定部相反的一个位置处。根据该结构，由于固定区域形成为由X方向的两处固定部和Y方向的一处固定部所包围的三角形，因此即使在延设部产生弯曲的情况下，固定区域内的弯曲也能被抑制在最小限度内。

另外，在本发明的电流传感器中，在所述盖部设置有磁屏蔽件时，由于磁屏蔽件和磁传感器之间的位置关系不产生变动，因此能够确保具有磁屏蔽件的电流传感器的精度。

发明效果

根据本发明，能够提供一种电流传感器，通过该电流传感器将传感器的输出经由连接器向外部输出，即使在对连接器进行插拔的情况下，也不会对传感器的精度产生影响。

附图说明

图1是示出作为本发明的实施方式的一例的电流传感器的外观的立体图。

图2是示出取下图1的电流传感器的盖部的状态的说明图。

图3是示出将图2的电流传感器进一步分解，并将盖部翻转的状态的立体图。

图4是图1的电流传感器的IV-IV线的剖视图。

图5是图1的电流传感器的V-V线剖视图。

图6是示出从背面观察图1的电流传感器的状态的立体图。

具体实施方式

接下来，参照图1～图6对作为本发明的实施方式的一例的电流传感器进行说明。本实施方式的电流传感器1是能够在例如在混合动力汽车、电动汽车中使用的控制装置等需要大电流的设备中使用的传感器。

图1是示出作为本发明的实施方式的一例的电流传感器1的外观的立体图。图2是取下电流传感器1的盖部12的状态，并用虚线表示设置于盖部12的盖部磁屏蔽件17以及设置于基板4的磁传感器5。图3是电流传感器1的分解图，示出将汇流条2从壳体主体11分离、将基板4从壳体主体11分离、并将盖部12翻转的状态。

如图1所示，本实施方式的电流传感器1具有电流在内部流过的汇流条2以及收纳部分汇流条2的壳体10。如图2所示，壳体10由上表面开放的箱状的壳体主体11以及覆盖壳体主体11的上表面的盖部12组成。该壳体主体11以及盖部12均由绝缘性的合成树脂形成，并通过两个固定螺钉3彼此固定。

另外，如图2所示，在壳体主体11中收纳有由三处铆接部13、14、15固定的绝缘性的基板4。该铆接部13、14、15是使壳体主体11的局部圆柱状地突出、并将圆柱状部分***后述的铆接孔24并从上方加热变形而形成的部位，相当于本发明中的多个固定部。

在本实施方式中，铆接部13、14、15由在图2中的X方向上并设的铆接部13、14和在Y方向的右侧远离该铆接部13、14的位置设置的一个铆接部15构成。在本实施方式中，铆接部13、14相当于本发明中的第一固定部，铆接部15相当于本发明中的第二固定部。

作为该第二固定部的铆接部15与作为第一固定部的铆接部13、14以隔着磁传感器5的方式设置在Y方向的相反位置上。需要说明的是，在壳体主体11的内部，主体侧磁屏蔽件16被设置为与树脂一体成形(参照图4～图6)。

在本实施方式中，在基板4的区域中，由三处铆接部13、14、15包围的区域成为固定区域4a。另外，在基板4中，从铆接部13、14至图2中的Y方向的左侧的区域成为从固定区域4a延伸的延设部4b。即，以隔着相当于第一固定部的铆接部13、14的方式设置延设部4b。在延设部4b上安装有后述的连接器6。因此，连接器6被安装在不与固定区域4a以及作为感应磁场的方向的X方向重叠的位置。另外，由于铆接部13、14在与基板4的短边平行的方向上排列，因此安装有连接器6的延设部4b容易弯曲。

在基板4的固定区域4a的背面安装有磁传感器5。磁传感器5是检测在汇流条2中流动的电流所产生的感应磁场的传感器。在本实施方式中，以使感应磁场的灵敏度方向为图2中的箭头S所示的XY平面中的X方向的方式，将磁传感器5固定至基板4。

在基板4的延设部4b的表面上安装有连接器6。在连接器6中，设置于内部的导电端子(图示省略)与设置于基板4的电路图案(图示省略)连接，并经由基板4与磁传感器5连接。另外，连接器6与其他设备的连接器(图示省略，以下相同。)连接，从而可以将磁传感器5的信号输出至壳体10的外部。

如图2所示，在盖部12上设置有金属制的盖部磁屏蔽件17。在本实施方式中，在盖部12成形时，将盖部磁屏蔽件17配置于注射成型模具(图示省略，以下相同。)的内部，并与原料树脂一体成形。另外，在盖部12中设置有使连接器6向外部露出的连接器开口18。

如图3所示，盖部12在背面侧的连接器开口18的附近设置有两个盖侧挡块19(挡块)。另外，在将盖部12的背面侧的周围包围的外壁上设置有两处相对于壳体主体11进行Y方向定位的Y方向定位突起20。

类似地，在外壁的X方向上设置有两处进行X方向定位的X方向定位凹部21。另外，在盖部12的背面侧中，在插通固定螺钉3的插通孔22的附近具有进行Z方向定位的盖侧Z方向定位部23。

如图3所示，基板4是大致矩形状的绝缘性的板材，且设置于壳体主体11的供铆接部13、14、15插通的铆接孔24形成有三个。

在壳体主体11的内侧设置有三处与基板4的背面相向的主体侧挡块25(挡块)。另外，在图3中表示铆接部13、14、15与基板4铆接前的状态，铆接部13、14、15呈可以插通基板4的铆接孔24的圆柱状。

在壳体主体11的外壁部分分别形成有两处进行Y方向定位的Y方向定位凹部26以及两处进行X方向定位的X方向定位突起27。另外，在被拧入有固定螺钉3的螺纹孔28的附近形成有进行Z方向定位的主体侧Z方向定位部29。

汇流条2是在Y方向上延伸的板状的构件，形成为与磁传感器5相向的被检测部2a在X方向上的宽度比其他部分窄。另外，在汇流条2的一侧的侧边形成缺口部2b。该缺口部2b用于在汇流条2与壳体主体11一体成形时，在注射成型模具的定位凸部(图示省略)进行定位。由此，能够防止汇流条2相对于壳体主体11反方向安装。

接下来，参照图4和图5对本实施方式的电流传感器1的内部结构进行说明。图4是电流传感器1的X方向的中心位置上的图1的IV-IV线剖视图。图5是比图4更靠前侧的从接近外壁处切开的V-V线剖视图。

如图4所示，基板4通过铆接部13和15被定位并固定至壳体主体11。在基板4的背面侧，磁传感器5被安装至固定区域4a，连接器6被安装至表面侧的延设部4b。在基板4的延设部4b的背面侧，主体侧挡块25隔着间隔G而相向配置。

如图5所示，在基板4的延设部4b的表面侧，盖侧挡块19隔着间隔G与基板4相向配置。另外，在基板4的延设部4b的背面侧，主体侧挡块25隔着间隔G与基板4相向配置。

在本实施方式中，考虑到盖侧挡块19、主体侧挡块25以及基板4各自的尺寸公差，该间隔G的最小值被设定为即使在挡块侧和基板4最接近的情况下，也不会比零小。

另外，从基板4上的连接器6、磁传感器5以及铆接部13、14、15的位置关系考虑，间隔G的最大值被设定为，即使在延设部4b弯曲的情况下，磁传感器5的输出也不发生变化的大小。在本实施方式中，间隔G被设定在0mm～0.1mm之间。

另外，如图5所示，在盖部12和壳体主体11的外壁部，盖侧Z方向定位部23和主体侧Z方向定位部29抵接，以将盖部12和壳体主体11在Z方向上定位。在另一位置上，盖部12和壳体主体11的外壁部之间形成间隔G。

另外，如图1所示，盖部12和壳体主体11在X方向的定位是通过设置于盖部12的X方向的定位凹部21与设置于壳体主体11的X方向的定位突起27的嵌合而进行的。类似地，Y方向的定位是通过设置于盖部12的Y方向的定位突起20和设置于壳体主体11的Y方向的定位凹部26的嵌合而进行的。

图6是从背面侧观察本实施方式的电流传感器1的立体图。在壳体主体11的背面形成有凹部30，该凹部30是在将主体侧磁屏蔽件16与壳体主体11一体成形时，通过设置于注射成型模具中的屏蔽件按压部(图示省略)而形成。在本实施方式中，该凹部30在主体侧磁屏蔽件16的四边上每边设置两个，总计八个。

在此，在图6中，在壳体主体11的侧面以虚线表示的圆形部分是注射成型模具的浇口位置31。另外，在图6中，主体侧磁屏蔽件16的中央的在Y方向上延伸的点划线是所谓的树脂的焊接线32。需要说明的是，该焊接线32未出现在产品的表面。

在本实施方式中，将凹部30设置在沿X方向偏离该焊接线32的两个位置处，该凹部30是在将主体侧磁屏蔽件16支撑在注射成型模具中时而产生。由此，成为即使在壳体主体11中产生形变并在焊接线32上产生应力的情况下，焊接线32也不容易发生破裂的结构。

由于本实施方式的电流传感器1具有上述结构，在其他设备的连接器***该连接器6的情况下，连接器6相对于基板4在Z方向上被推动。此时，在基板4中，延设部4b以连接作为第一固定部的铆接部13和14的线为边界向Z方向的下方弯曲。

如图3所示，由于在延设部4b的背面侧设置有三个主体侧挡块25，因此即使在延设部4b像这样弯曲的情况下，通过主体侧挡块25而使其仅弯曲间隔G的部分。在安装有其他设备的连接器之后，延设部4b通过自身的弹性而返回至原始位置，从而消除基板4的弯曲。

此时，由铆接部13、14、15包围的基板4的固定区域4a轻微地受到由延设部4b的弯曲而引起的影响，但由于安装其他设备的连接器之后，延设部4b的弯曲即被消除，因此安装于固定区域4a的磁传感器5和汇流条2的被检测部2a之间的位置关系不会受到影响。

另外，铆接部13和14在X方向上排列，且该排列方向与磁传感器5的灵敏度方向S相同。因此，假设即使在因在连接器6上产生的影响而引起磁传感器5所安装的固定区域4a的些微的位置变动的情况下，由于磁传感器5的灵敏度方向S不变化，因此对磁传感器5的灵敏度没有实质上的影响。

如上所述，根据本实施方式的电流传感器1，由于磁传感器5不受其他设备的连接器相对于连接器6的插拔的影响，并且即使在产生影响的情况下也不会有实质性的影响，从而能够稳定地保持电流传感器1的精度。

在上述实施方式中，为了抑制延设部4b的弯曲，盖侧挡块19以及主体侧挡块25与基板4之间的间隔G优选为较小，但由于各构件的尺寸公差，即使间隔G最小的情况下，也不应小于零。若间隔G为负，则盖侧挡块19或者主体侧挡块25与基板4总是抵接而使基板4处于变形状态，因此延设部4b产生弯曲，也对固定区域4a的磁传感器5的位置产生影响。

另外，在本实施方式中，关于将基板4固定至壳体主体11的固定部，设置铆接部13和14作为第一固定部，设置铆接部15作为第二固定部。在这种由三个铆接部13、14、15形成固定区域4a的情况下，由于固定区域4a为三角形，因此不容易受到外部的影响。

需要说明的是，在上述实施方式中，设定了三处铆接部13、14、15，但并不限于此，也可以设定四处以上。另外，在上述实施方式中，基板4和盖侧挡块19之间的间隔G与基板4和主体侧挡块25之间的间隔G具有相同的尺寸，但并不限于此，也可以分别设定尺寸。

另外，壳体10由盖部12以及壳体主体11两个构件形成，且形成为盖部12的厚度比壳体主体11的厚度薄，但并不限于上述实施方式的形状，也可以形成为盖部12的厚度比壳体主体11的厚度厚。

另外，在上述实施方式中，铆接部13、14、15作为将基板4与壳体主体11固定的固定部，但并不限于此，也可以使用将铆接孔24压入设置于壳体主体11的圆柱部，或者使用螺钉固定、铆钉固定等其他的固定方式。

另外，在上述实施方式中，各挡块由椭圆状的突起形成，但并不限于此，也可以是圆柱状、角柱状等，只要是能够最小限度地抑制基板4的弯曲的形状即可。

另外，在上述实施方式中，将盖部磁屏蔽件17和主体侧磁屏蔽件16以一体成形的方式固定至盖部12和壳体主体11，但并不限于此，也可以与基板4类似地通过铆接部进行铆接，也可以通过其他的固定方法固定。

附图标记的说明：

1：电流传感器

2：汇流条

4：基板

4a：固定区域

4b：延设部

5：磁传感器

6：连接器

10：壳体

11：壳体主体

12：盖部

13～15：铆接部

16：主体侧磁屏蔽件

17：盖部磁屏蔽件

18：连接器开口

19：盖侧挡块

25：主体侧挡块

Claims

1.一种电流传感器，具有：

电流流过的汇流条；

磁传感器，检测由在所述汇流条中流过的电流产生的感应磁场；

绝缘性的基板，安装有所述磁传感器；

连接器，被安装于所述基板，并经由所述基板与所述磁传感器连接，能够将来自所述磁传感器的信号向外部输出；以及

壳体，收纳所述汇流条的一部分和所述基板，并具有壳体主体以及盖部，

其特征在于，

所述基板通过多个固定部相对于所述壳体主体固定，所述磁传感器被设置在由多个所述固定部包围的固定区域内，

所述连接器被设置于从所述固定区域延伸的延设部，

所述壳体主体以及所述盖部具有隔着间隔地与设置有所述连接器的所述延设部的表面以及背面相向的挡块，

所述磁传感器以在XY平面所述感应磁场的灵敏度方向为X方向的方式配置，

多个所述固定部中，在所述磁传感器和所述连接器之间配置的第一固定部在X方向上设置有两处，

设置有所述连接器的所述延设部以隔着所述第一固定部的方式与所述固定区域相邻。

2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，

所述固定部具有第二固定部，该第二固定部隔着所述磁传感器在Y方向上形成在与所述第一固定部相反的一个位置处。

3.根据权利要求1或2所述的电流传感器，其特征在于，

在所述盖部上设置有磁屏蔽件。