CN212646790U

CN212646790U - 电流传感器

Info

Publication number: CN212646790U
Application number: CN201890001410.XU
Authority: CN
Inventors: 田村学; 安部稔
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2021-03-02
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: JP6841939B2; WO2019117170A1; EP3726229A1; US11150274B2; EP3726229B1; JPWO2019117170A1; EP3726229A4; US20200309822A1

Abstract

一种电流传感器(1)，能够防止与其他设备连接的端子的变形、损伤并且能够确保性能检查的容易性，具备：供被测定电流流动的汇流条(2)和与汇流条(2)的一部分一体化的外壳(10)。在外壳(10)设置有用于确认电流传感器(1)是否正常发挥功能的通电部(20)。通电部(20)形成有使汇流条(2)的表面从外壳主体(11)露出的露出面(20a)、以及汇流条(2)的与露出面(20a)相反的背面由合成树脂覆盖的覆盖面(20b)。另外，通电部(20)形成为露出面(20a)为长边且覆盖面(20b)为短边的梯形形状。

Description

电流传感器

技术领域

本实用新型涉及基于由被测定电流产生的磁场来计算电流值的电流传感器。

背景技术

作为基于由被测定电流产生的磁场来计算电流值的电流传感器，已知有专利文献1所记载的电流传感器。专利文献1所记载的电流传感器包含：被测定电流流过的汇流条、测定被测定电流产生的感应磁场的磁传感器、和收纳磁传感器并与汇流条一体化的外壳，汇流条的两端作为与三相交流电动机等其他设备连接的端子从外壳的表面露出。

这种电流传感器在制造工序的最终阶段进行用于确认是否如产品规格那样正常发挥功能的性能检查。该性能检查经由连接其他设备的端子进行。

具体而言，将性能检查用的电流探针按压于端子的一部分，使测试电流 (300A～1000A)流过汇流条，之后实际测量流过汇流条的电流值，确认是否示出与测试电流相同的值。在此，对示出与测试电流不同的值而未通过检查的电流传感器进行电路、软件的常数的调整，然后再次进行性能检查。

然而，由于流过汇流条的测试电流为大电流，因此需要将该性能检查用的电流探针强力地按压于汇流条的端子的一部分。于是，成为无法避免因电流探针的按压力而在端子的表面产生细小的损伤的状况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-102022号公报

实用新型内容

实用新型要解决的技术问题

另一方面，在这种电流传感器中，连接其他设备的端子大致分为两种。一种是如专利文献1所记载的电流传感器那样，与其他设备的端子拆装自如地连接的类型，是一种用螺栓等紧固的压接型端子。另一种是不能与其他设备的端子拆装的类型，是一种通过焊接连接的焊接型端子。

对于该焊接型端子而言，若端子的变形引起的位置偏移、表面发生损伤，则会成为焊接不良的原因，因此与专利文献1所记载的电流传感器那样的具有压接型端子的类型相比，更谨慎地进行操作。

在这样的状况下，如以往那样，将电流探针按压于端子的一部分的方法即使是暂时的连接，也存在有可能导致焊接型端子的变形、损伤的不良情况。

因此，本实用新型的目的在于提供一种电流传感器，其在对电流传感器的性能检查中，能够防止与其他设备连接的端子的变形、损伤，并且能够确保性能检查的容易性。

用于解决技术问题的手段

为了实现上述目的，本实用新型的电流传感器具备：汇流条，具有与其他设备连接的一对端子；磁传感器，检测因流过所述汇流条的电流而产生的感应磁场；以及外壳，由合成树脂构成，***述磁传感器，并在使所述端子露出的状态下与所述汇流条一体化。所述汇流条具有性能检查用的通电部，该通电部由露出面和覆盖面构成，所述露出面形成为所述汇流条的表面的至少一部分从所述外壳露出，所述覆盖面形成为所述汇流条的与所述露出面相反的背面的至少一部分由所述外壳覆盖。在与电流流动的方向正交的截面形状中，所述露出面的长度形成为比所述覆盖面的长度长，将所述露出面的两端与所述覆盖面的两端分别连结的端面形成为从所述覆盖面向所述露出面扩展的锥状，在所述通电部与所述外壳的表面之间的交界部，所述露出面从所述外壳的表面突出。

根据本实用新型的电流传感器，性能检查用的通电部由露出面和覆盖面构成，能够将性能检查用的电流探针按压于该露出面。在该情况下，即使将电流探针强力地按压于露出面，也能够利用覆盖面承受该力。因此，能够将电流探针强力地按压，因此能够进行准确的性能检查，并且能够防止端子的变形、损伤。

另外，在通电部与外壳的表面之间的交界部，露出面从外壳的表面突出，因此能够使电流探针可靠地与通电部的露出面接触。

另外，性能检查用的通电部形成为在与电流流动的方向正交的截面形状中露出面的长度比覆盖面的长度长的梯形形状。当在汇流条中流过大电流时，通电部因焦耳热而发热膨胀，但由于露出面的截面形状而向露出面侧膨胀，因此能够减轻露出面的周围的外壳的变形。

另外，在本实用新型的电流传感器中，优选的是，一对所述端子中的至少一方是通过焊接与其他设备连接的焊接型端子，所述通电部设置在由所述磁传感器检测电介质磁场的部位和所述焊接型端子之间的位置。

根据该结构，不需要将电流探针直接按压于焊接型端子，因此能够防止因电流探针的按压导致的焊接型端子的变形、损伤。另外，通过将通电部设置于感应磁场的检测部位与焊接型端子之间，能够在与将电流传感器安装于其他设备的状态接近的状态下进行性能检查。

另外，在本实用新型的电流传感器中，优选的是，所述汇流条沿着电流流动的方向并列设置多个，所述外壳在相邻的各所述汇流条的所述通电部之间具备从所述露出面突出的树脂壁部。根据该结构，即使相邻的通电部之间的直线距离较短，也能够充分确保沿着树脂壁部相邻的通电部之间的爬电距离以及空间距离的长度，因此能够在提高了电压耐性的状态下实现电流传感器的紧凑化。

另外，在相邻的通电部之间的直线距离较短的情况下，有可能在将电流探针向通电部按压时错误地进行操作，电流探针发生偏移而与相邻的通电部接触。根据该结构，即使电流探针偏移也与树脂壁部抵接而停止，因此能够防止电流探针错误地与相邻的通电部接触。

另外，在本实用新型的电流传感器中，优选的是，所述树脂壁部形成为包围所述通电部。根据该结构，能够限定电流探针能够接触通电部的范围，因此能够将电流探针准确地定位在通电部的电流流动的方向上，提高性能检查的精度。

另外，在本实用新型的电流传感器中，优选的是，所述汇流条在由所述磁传感器检测感应磁场的部位与所述通电部之间设置有弯曲部，在所述外壳上，在所述汇流条的所述弯曲部与所述通电部之间的位置形成有使所述汇流条的所述端面的一部分以及表面的一部分向外部露出的定位工具冲孔。

根据该结构，由于用于定位汇流条的定位夹具所抵接的部位设置在与通电部相同的面上，因此在将汇流条与外壳一体地进行树脂的注塑成型时，能够将对性能检查的精度有影响的通电部的露出面相对于外壳配置在正确的位置。

实用新型效果

根据本实用新型的电流传感器，通过在与其他设备连接的端子以外设置性能检查用的通电部，能够防止与其他设备连接的端子的变形、损伤，并且能够确保性能检查的容易性。

附图说明

图1是示出作为本实用新型的实施方式的一例的电流传感器的外观的立体图。

图2是示出将图1的电流传感器的盖部拆卸后的状态的说明图。

图3是图1的III-III线剖视图。

图4是图1的IV-IV线剖视图。

图5是示出通电部热膨胀时的状态的说明图。

图6是图1的VI-VI线剖视图。

具体实施方式

接着，参照图1～图6对作为本实用新型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例如是用于能够在混合动力车辆、电动汽车中使用的控制装置等需要大电流的设备的传感器。需要说明的是，将电流的流动方向定义为延伸方向(图1中的Y方向)，将各汇流条排列的方向定义为横向(图1中的X方向)，将从延伸方向观察时与横向正交的方向定义为纵向(图1中的Z方向)来进行说明。

图1是示出本实施方式的电流传感器的外观的立体图。图2是示出将电流传感器的盖部、盖部磁屏蔽件以及基板分解后的状态的立体图。图3是示出电流传感器的内部结构的图1的III-III线剖视图。图4是示出通电部的截面形状的图1的IV-IV线剖视图。

如图1所示，本实施方式的电流传感器1具备供被测定电流流过的三个汇流条2和与三个汇流条2的一部分一体化的外壳10。在外壳10设置有用于确认电流传感器1是否正常发挥功能的性能检查用的通电部20。

汇流条2例如是在通过冲压加工等对铜、铜合金等金属板进行冲裁后，弯折成规定的形状而形成的。如图1和图2所示，在汇流条2的两端形成有连接其他设备(未图示)的一对端子21、22。该一对端子21、22从外壳10 的表面露出。

一方的端子21是与其他设备拆装自如地连接的压接型端子，具备用于***螺栓并与其他设备紧固的贯通孔23。各压接型端子21以表面和背面分别一致的方式(在同一平面上)沿横向排列。

另一方的端子22是通过焊接与其他设备连接的焊接型端子22。各焊接型端子22以表面与背面分别相向的方式(平行地)弯折并沿横向排列。

如图2所示，外壳10包括上表面开放的箱状的外壳主体11和覆盖外壳主体11的上表面的盖部12。外壳主体11和盖部12均由绝缘性的合成树脂形成。作为合成树脂，例如使用聚苯硫醚(PPS)等耐热性优异的树脂。另外，为了提高韧性也可以混合弹性体等。

如图3所示，在外壳主体11的底部11a，汇流条2和主体侧磁屏蔽件3 分别一体成形地固定于规定的位置。由此，汇流条2与主体侧磁屏蔽件3的位置关系得以保持-，因此电流传感器1的精度变得稳定。

在本实施方式中，在汇流条2如上述那样在横向并列有三个的状态下，主体侧磁屏蔽件3在配置于与各汇流条2的背面对置的位置的状态下被配置在注射成形模具(省略图示，以下相同。)内，之后与被注入到汇流条2和主体侧磁屏蔽件3的周围的合成树脂一起一体成形。

如图2和图3所示，在外壳主体11的内部11b，三个磁传感器50和一个端子单元51被安装并收容于共用的电路基板5。端子单元51是将磁传感器50的信号输出到外部的连接端子。另外，通过使从外壳主体11的底部11a 突出的定位销11c插通于电路基板5的定位孔52，电路基板5相对于外壳主体11定位并被固定。

磁传感器50是检测因在汇流条2中流动的电流而产生的感应磁场的传感器。磁传感器50分别配置在与各汇流条2的表面对置的位置。另外，作为磁传感器50，例如可以使用磁阻效应元件、霍尔元件等。

盖部12载置于外壳主体11的上表面并通过固定螺钉13固定于外壳主体11。另外，在盖部12上通过一体成形而固定有盖部磁屏蔽件4。盖部磁屏蔽件4配置于与各汇流条2的表面对置的位置。需要说明的是，在图2中，示出了将盖部磁屏蔽件4从盖部12分离的状态。

如图1和图2所示，通电部20设置在由磁传感器50检测电介质磁场的部位与焊接型端子22之间的位置。这样，通过在与其他设备连接的端子21、 22以外另行设置性能检查用的通电部20，无需如以往那样将电流探针P直接按压于焊接型端子22，因此能够防止因电流探针P的按压而导致的端子 22的变形、损伤。

另外，如图3所示，通电部20使汇流条2的表面从外壳主体11露出而形成露出面20a。该露出面20a是纵向按压性能检查用的电流探针P的部位。另外，通电部20使汇流条2的与露出面20a相反的背面被合成树脂覆盖而形成覆盖面20b。

这样，用合成树脂覆盖与露出面20a相反的覆盖面20b，从而覆盖面20b 能够吸收电流探针P对露出面20a的按压力。因此，能够将电流探针P强力地按压，因此能够进行准确的性能检查，并且能够防止由电流探针P的按压力引起的汇流条2的变形、损伤。

如图4所示，露出面20a在通电部20与外壳主体11的表面之间的交界部从外壳主体11的表面突出，因此能够使电流探针P可靠地与通电部20的露出面20a接触。在本实施方式中，露出面20a的突出量t被设定为0.01mm～ 0.05mm之间。

另外，在本实施方式中，在相邻的通电部20之间形成有从外壳主体11 的表面突出的树脂壁部14。由此，即使相邻的通电部20之间的直线距离较短，也能够充分确保沿树脂壁部14相邻的通电部20之间的爬电距离L及空间距离的长度，因此能够在提高了电压耐性的状态下实现电流传感器1的紧凑化。

在本实施方式中，树脂壁部14的突出量h为1.8mm，通电部20之间的爬电距离L为8.4mm。需要说明的是，不限于上述实施方式，突出量h以及爬电距离L只要是能够实现相对于流过汇流条2的电流值的电绝缘的距离即可。

另外，在相邻的通电部20之间的直线距离较短的情况下，有可能在将电流探针P按压于通电部20时错误地进行操作，电流探针P偏移而与相邻的通电部20接触。如果存在树脂壁部14，则即使电流探针P偏移也与树脂壁部14抵接而停止，因此能够防止电流探针P错误地与相邻的通电部20接触。

在本实施方式中，如图1和图2所示，树脂壁部14以包围通电部20的露出面20a的方式形成为矩形状。由此，能够限定电流探针P能够接触通电部20的范围，因此能够将电流探针P准确地定位在通电部20的电流流动的方向上，提高性能检查的精度。

另外，如图4所示，在图1的IV-IV线的剖面形状中，通电部20形成为露出面20a为长边且覆盖面20b为短边的梯形形状。成为该梯形的斜边的一组端面20c均从覆盖面20b向露出面20a呈锥状扩展地连结。在本实施方式中，端面20c的锥角θ被设定为2°～5°之间。

由此，当在汇流条2中流过大电流时，即使通电部20因焦耳热而发热进而发生热膨胀，也会由于通电部20的截面形状(梯形形状)而向露出面侧膨胀，因此能够减轻通电部20周围的外壳主体11的变形。

接着，参照图5对通电部20热膨胀时的状态进行说明。图5(a)是通电部20的截面形状为梯形的情况(本实施方式)的说明图。图5(b)是通电部20的截面形状为长方形的情况(比较例)的说明图。

如图5(b)所示，在通电部20’的截面形状为长方形的情况下，若在汇流条2’中流过大电流而使通电部20’热膨胀，则有可能对端面20c’赋予膨胀力F而产生端面20c’的周围的外壳主体11’的变形、裂纹。

另外，由于通电部20’的发热，通电部20’的周围的合成树脂有可能软化。因此，存在由于电流探针P对露出面20a’的按压力p，而通电部20’埋没于外壳主体11’的情况。

另一方面，如图5(a)所示，在通电部20的截面形状为梯形形状的情况下，当大电流流过汇流条2而使通电部20热膨胀时，对端面20c赋予膨胀力F。然而，该膨胀力F被锥形的端面20c分解为端面方向的膨胀力F·sinθ和与端面方向正交的方向的膨胀力F·cosθ。

这样，作用于锥形的端面20c的膨胀力F由于在端面方向上分解为膨胀力F·sinθ，因此直接施加于外壳主体11的膨胀力F减少为膨胀力F·cosθ，因此能够减轻通电部20的周围的外壳主体11的变形。另外，由于端面方向的膨胀力F·sinθ成为电流探针P的按压力p的反作用力，因此能够防止通电部 20埋没于外壳主体11。

图6是示出进行汇流条2的定位的定位夹具所抵接的部位的图1的VI-VI 线剖视图。在外壳主体11中，在将汇流条2与外壳主体11一体成形时，在模具(省略图示)内形成有冲孔11d和销孔11e，冲孔11d由将汇流条2在纵向和横向上定位的定位件A形成，销孔11e由将汇流条2在纵向上定位的按压销B形成。

在本实施方式中，如图6所示，定位件A通过按压装填于模具内的汇流条2的侧面2f和表面的一部分2d来防止汇流条2的纵向和横向的位置偏移。另外，按压销B通过按压装填于模具内的汇流条2的背面的一部分2e来防止汇流条2的纵向的位置偏移。

另外，在本实施方式中，如图3所示，定位件A的冲孔11d设置在汇流条2的弯曲部24与通电部20之间。由此，能够将对性能检查的精度有影响的通电部20的横向的位置相对于外壳主体11配置在正确的位置。

需要说明的是，在上述实施方式中，将汇流条2在横向并列三个并与外壳主体11一体成形，但也可以将一个汇流条2与外壳主体11一体成形。另外，各汇流条2的个数不限于三个，可以是任意的个数。

另外，使通电部20的露出面20a从外壳主体11的纵向上表面露出，但不限于此，也可以从纵向下表面、横向侧面露出。例如，也可以将两个汇流条2以其板厚侧面沿纵向配置的方式并列，使露出面20a分别从外壳主体11 向横向的左右的侧面露出。

另外，将汇流条2的背面用合成树脂全部覆盖而构成覆盖面20b，但不限于此，覆盖面20b只要覆盖能够吸收电流探针P的按压力p的范围即可。例如，也可以使汇流条2的背面的中央部露出，覆盖除该中央部以外的范围而形成覆盖面20b。

另外，一对端子21、22中，一方的端子21为压接型端子21，另一方的端子22为焊接型端子22，但不限于此，也可以全部形成为焊接型端子或全部形成为压接型端子。

另外，树脂壁部14以包围通电部20的露出面20a的方式形成为矩形状，但不限于此，只要能够将电流探针P准确地定位在通电部20，则也可以形成为圆形等不同的形状。

附图标记说明

1…电流传感器

2…汇流条

3…主体侧磁屏蔽件

4…盖部磁屏蔽件

5…电路基板

10…外壳

11…外壳主体

11d…冲孔(定位工具冲孔)

12…盖部

14…树脂壁部

20…通电部

20a…露出面

20b…覆盖面

20c…端面

21…压接型端子

22…焊接型端子

50…磁传感器

P…电流探针

A…定位工具

B…按压销。

Claims

1.一种电流传感器，具备：

汇流条，具有与其他设备连接的一对端子；磁传感器，检测因流过所述汇流条的电流而产生的感应磁场；以及外壳，由合成树脂构成，***述磁传感器，并在使所述端子露出的状态下与所述汇流条一体化，

其特征在于，

所述汇流条具有性能检查用的通电部，该通电部由露出面和覆盖面构成，所述露出面形成为所述汇流条的表面的至少一部分从所述外壳露出，所述覆盖面形成为所述汇流条的与所述露出面相反的背面的至少一部分由所述外壳覆盖，

在与电流流动的方向正交的截面形状中，所述露出面的长度形成为比所述覆盖面的长度长，将所述露出面的两端与所述覆盖面的两端分别连结的端面形成为从所述覆盖面向所述露出面扩展的锥状，

在所述通电部与所述外壳的表面之间的交界部，所述露出面从所述外壳的表面突出。

2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，

一对所述端子中的至少一方是通过焊接与其他设备连接的焊接型端子，所述通电部设置在由所述磁传感器检测电介质磁场的部位和所述焊接型端子之间的位置。

3.根据权利要求1或2所述的电流传感器，其特征在于，

所述汇流条沿着电流流动的方向并列设置多个，

所述外壳在相邻的各所述汇流条的所述通电部之间具备从所述露出面突出的树脂壁部。

4.根据权利要求3所述的电流传感器，其特征在于，

所述树脂壁部形成为包围所述通电部。

5.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，

所述汇流条在由所述磁传感器检测感应磁场的部位与所述通电部之间设置有弯曲部，

在所述外壳上，在所述汇流条的所述弯曲部与所述通电部之间的位置形成有使所述汇流条的所述端面的一部分以及表面的一部分向外部露出的定位工具冲孔。