JP2011101519A - 電気接続箱 - Google Patents

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Abstract

【課題】電流検出装置を小型化する。
【解決手段】本発明の電気接続箱１は、磁電変換素子１４と磁電変換素子１４を配置するギャップ部１２が設けられた磁性体コア１１とを有し、磁性体コア１１に生じる磁束を電流として検出する電流検出装置１０を備える。磁性体コア１１は電流検出の対象となる導体２０を挿通可能な導体挿通部１３を有する。導体２０は、他の部材に接続される端子部２１と、導体２０の軸方向に対して垂直な断面が円形をなすとともにこの断面の直径Ｒが導体挿通部１３の内径Ｙ以下に設定された断面円形部２２と、ギャップ部１２の幅寸法Ｘ以下の厚みに設定された薄肉部２３と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気接続箱に関する。
車両等に搭載される電気接続箱には、電流検出装置が取り付けられる場合がある（たとえば特許文献１を参照）。
特許文献１には、磁性体コアと、磁性体コアの挿通部に挿通されて電流検出対象となるバスバー（導体）と、磁性体コアのギャップ部に配されてバスバーを流れる電流により発生した磁束を電流として検出する磁電変換素子と、がケースに収容された電流センサが記載されている。
バスバーは、ケースから突出するように配され、ケースから突出したバスバーの端部には、バッテリやインバータなどと接続される端子部が設けられている。
特開２００２−２４３７６８号公報
一般に、電気接続箱に設けられる導体の端子部の大きさは、導体を流れる電流の量によって決まる。つまり、バスバーを流れる電流が大きくなるとバスバーの端子部の幅や厚みを大きくする必要が生じる。
例えば特許文献１に記載のバスバーは全体として平板状をなしているため、端子部の幅や厚みが大きくなると、バスバーが全域にわたって大きくなる。
バスバーが大きくなるとバスバーを挿通する磁性体コアも大きくする必要があり、磁性体コアが大型化すると、電流検出装置も大型化する。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電流検出装置を小型化することを目的とする。
上記課題を解決するものとして、本発明は、磁電変換素子と前記磁電変換素子を配置するギャップ部が設けられた磁性体コアとを有し、前記磁性体コアに生じる磁束変化を電流として検出する電流検出装置を備える電気接続箱であって、前記磁性体コアは電流検出の対象となる導体を挿通可能な導体挿通部を有し、前記導体は、他の部材に接続される端子部と、前記導体の軸方向に対して垂直な断面が円形をなすとともに当該断面の直径が前記導体挿通部の内径以下に設定された断面円形部と、前記ギャップ部の幅寸法以下の厚みに設定された薄肉部と、を有するところに特徴を有する。
本発明において、導体を磁性体コアに取り付ける際には、まず、導体の薄肉部を磁性体コアのギャップ部のところに差し込む。本発明によれば、導体の薄肉部はギャップ部の幅寸法以下の厚みに設定されているので、円滑に導体の薄肉部を磁性体コアのギャップ部に差し込むことができる。
次に、導体または磁性体コアを移動させて導体の断面円形部に磁性体コアの導体挿通部が配されるようにする。本発明において、導体は、断面が円形をなし、当該断面の直径が導体挿通部の内径以下に設定された断面円形部を有しているので、端子部を電流の大きさに合わせた大きさにしたとしても、磁性体コアの導体挿通部に導体を挿通させることができる。
そして、本発明においては、導体に端子部とは別に断面円形をなす部分が設けられているので、端子部の大きさにかかわらず、磁性体コアのギャップに挿通される部分の大きさや形状および設定位置は、導体の軸方向に対して自由に設定することが可能である。ここで、導体の磁性体コアに挿通される部分を断面円形状とすれば、磁性体コアの導体挿通部を最小とすることができる。
従って、本発明によれば、導体に断面が円形状をなる断面円形部を設けることにより磁性体コアの導体挿通部の大きさを最小とすることができ、これにより磁性体コアを小型化し、電流検出装置を小型化することができるのである。
本発明は以下の構成としてもよい。
前記断面円形部は導電性材料からなる丸棒から構成され、前記丸棒の一部を変形させて厚みを薄くすることにより前記薄肉部を形成してもよい。このような構成とすると、丸棒の一部をプレスなどの方法などにより変形させることにより容易に薄肉部を形成することができる。
前記薄肉部を撚り線からなる電線から構成してもよい。このような構成とすると、薄肉部を磁性体コアのギャップ部に差し込みやすくなるので、導体を磁性体コアに挿通させる作業の作業効率が向上する。
上記構成において、前記断面円形部は前記撚り線と前記撚り線を被覆する被覆材とからなる被覆電線から構成され、前記被覆電線の一部から前記被覆材を除去することにより前記薄肉部を形成してもよい。このような構成とすると被覆電線から被覆材を除去することにより容易に薄肉部を形成することができる。
本発明によれば、電流検出装置を小型化することができる。
実施形態１の電気接続箱の一部を模式的に表す模式図 導体の軸方向に対して垂直な方向における一部断面図 磁性体コアを挿通させる前の導体の一部を表す正面図 導体に磁性体コアを取り付ける手順を説明する一部斜視図 導体に磁性体コアを取り付ける手順を説明する一部側面図 磁性体コアを挿通した導体の一部斜視図 実施形態２の電気接続箱に取り付けられた導体の一部斜視図 導体に磁性体コアを挿通させる手順を説明する一部斜視図
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図５６によって説明する。
本実施形態の電気接続箱１は、導体２０を流れる電流を検出するための電流検出装置１０を備える。電流検出装置１０は、磁性体コア１１と、磁性体コア１１に配置される磁電変換素子１４と、導体２０と、これらの部材を収容するケース１５とを備える（図１および図２を参照）。
電流検出装置１０のケース１５は、図１に示すように箱状に形成されており、ケース１５の上側に設けた挿通孔１５Ａからは導体２０が突出している。
磁性体コア１１は図２に示すように、略Ｃ字状をなしており、ギャップ部１２と、導体２０が挿通される導体挿通部１３とが設けられている。磁性体コア１１のギャップ部１２には磁束を検出するための磁電変換素子１４が配される。
導体２０は、図３に示すように、全体として略Ｌ字状をなしており、上端部には、バッテリやインバータなどの他の部材（図示せず）に接続される端子部２１が設けられ、端子部２１の下側には、導体２０の軸方向に対して垂直な断面の形状が円形をなす断面円形部２２が設けられている（図２を参照）。端子部２１の大きさは導体２０を流れる電流の量によって決定される。
断面円形部２２は、銅などの導電性材料からなる丸棒から構成されており、その断面の直径Ｒは磁性体コア１１の導体挿通部１３の内径Ｙ以下に設定されている。断面円形部２２のＬ字状に屈曲した屈曲部２４よりも少し上側に設けられた円形の部分２３は、丸棒を変形させてその厚みを薄くすることにより形成された薄肉部２３である（図４を参照）。薄肉部２３の厚みＰはギャップ部１２の幅寸法Ｘ以下の厚みに設定されており、ギャップ部１２に円滑に差し込むことができるようになっている（図５を参照）。
次に、電流検出装置１０を電気接続箱１に組み付ける方法について、簡単に説明する。
磁性体コア１１の導体挿通部１３の内径Ｙ以下の断面直径の丸棒を用いて、その一部の厚みが磁性体コア１１のギャップ部１２の幅寸法以下となるようにプレス加工などにより変形させて薄肉部２３を形成する。薄肉部２３を形成した丸棒に曲げ加工など施して所定形状とし、丸棒の端部に端子部２１を溶接などの方法により接続することにより導体２０が得られる。ここで、丸棒を所定形状とする加工や、端子部２１を接続する工程は、薄肉部２３を形成する前に行ってもよい。
このようにして作製した導体２０には、以下の手順により磁性体コア１１が取り付けられる。まず、図４に示すように、導体２０の薄肉部２３を磁性体コア１１のギャップ部１２のところに差し込む。本実施形態において、導体２０の薄肉部２３はギャップ部１２の幅寸法Ｘ以下の厚みに設定されているので、円滑に導体２０の薄肉部２３を磁性体コア１１のギャップ部１２に差し込むことができる。
次に、導体２０または磁性体コア１１を移動させて、薄肉部２３よりも下側の断面円形部２２に磁性体コア１１の導体挿通部１３が配されるようにする（図５および図６を参照）。本実施形態において、断面円形部２２の断面の直径Ｒが導体挿通部１３の内径Ｙ以下に設定されているので、導体２０に流れる電流の大きさに合わせて端子部２１を大きなサイズのものとしても、磁性体コア１１の導体挿通部１３に導体２０を挿通させることができる。
このようにして磁性体コア１１を取り付けた導体２０をケース１５の所定位置に配置してから、磁性体コア１１のギャップ部１２に磁電変換素子１４を取り付ける。次に、導体２０が取り付けられたケース１５を電気接続箱１の所定位置に配置することにより、電流検出装置１０が電気接続箱１に組み付けられる。
次に本実施形態の効果について説明する。
本実施形態においては、導体２０に端子部２１とは別に断面円形をなす断面円形部２２が設けられている。すなわち、磁性体コア１１に挿通される部分は端子部２１とは別になっているので、端子部２１の大きさにかかわらず、大きさや形状を設定することが可能である。ここで、導体２０の磁性体コア１１に挿通される部分を断面円形状とすれば、磁性体コア１１の導体挿通部１３を最小とすることができる。従って、本実施形態によれば、磁性体コア１１の導体挿通部１３の大きさを最小とすることができ、これにより磁性体コア１１を小型化し、電流検出装置１０を小型化することができるのである。
また本実施形態によれば、断面円形部２２は丸棒の一部をプレスなどの方法により変形させて厚みを薄くすることにより薄肉部２３が形成されるから、容易に薄肉部２３を形成することができる。
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図７および図８によって説明する。本実施形態では電気接続箱１に取り付けられる導体３０の構成が実施形態１とは相違している。その他は実施形態１と概ね同様であり、上記実施形態１と同様の構成部位については同一符号を付して重複する記載は省略する。
本実施形態の電気接続箱１には、図７に示すように、撚り線３３Ａからなる電線３３の上端と下端に、端子部３１と、撚り線３３Ａを被覆材３２Ａで被覆した被覆電線３２とを設けた導体３０が取り付けられている。
被覆電線３２の軸方向に対して垂直な断面の形状は円形をなしており、この被覆電線から構成される部分３２は本発明の断面円形部３２に相当する。被覆電線３２の断面の直径Ｒは磁性体コア１１の導体挿通部１３の内径Ｙ以下に設定されている。被覆電線３２を構成する被覆材３２Ａとしては、エナメル被覆材や樹脂製の被覆材などが挙げられる。
電線により構成される部分３３は磁性体コア１１のギャップ部１２の幅寸法Ｘ以下となるようにほぐされて磁性体コア１１のギャップ部１２に差し込まれる部分であり、本発明の薄肉部３３に相当する。
次に、導体３０に磁性体コア１１を取り付ける方法について、簡単に説明する。
磁性体コア１１の導体挿通部１３の内径Ｙ以下の断面直径の被覆電線３２の一部の被覆材３２Ａを剥離して除去し撚り線３３Ａを露出させる。次に被覆電線３２に曲げ加工を施して所定形状とし、露出した撚り線３３Ａの端部に端子部３１を溶接等の方法により接続する。ここで、端子部３１を接続する工程は、被覆電線３２に曲げ加工を施す前に行ってもよい。
このようにして作製した導体３０には、以下の手順により磁性体コア１１が取り付けられる。まず、図８に示すように、磁性体コア１１のギャップ部１２の幅寸法以下となるように撚り線３３Ａをほぐして薄肉部３３を設けてから、この薄肉部３３を磁性体コア１１のギャップ部１２のところに差し込む。本実施形態においても、導体３０の薄肉部３３はギャップ部１２の幅寸法Ｘ以下の厚みに設定されているので、円滑に導体３０の薄肉部３３を磁性体コア１１のギャップ部１２に差し込むことができる。
次に、導体３０または磁性体コア１１を移動させて薄肉部３３よりも下側の断面円形部３２に磁性体コア１１の導体挿通部１３が配されるようにすることで導体３０に磁性体コア１１が取り付けられる（図７を参照）。
次に本実施形態の効果について説明する。
本実施形態によれば、薄肉部３３を撚り線３３Ａからなる電線から構成したので、薄肉部３３を磁性体コア１１のギャップ部１２に差し込みやすくなるので、導体３０を磁性体コア１１に挿通させる作業の作業効率が向上する。
また、本実施形態によれば、断面円形部３２は撚り線３３Ａと被覆材３２Ａとからなる被覆電線３２から構成され、被覆電線３２の一部から被覆材３２Ａを除去することにより薄肉部３３が形成されるので、容易に薄肉部３３を形成することができる。
＜変形例１＞
実施形態２の変形例１について説明する。
実施形態２では被覆電線３２の一部から被覆材３２Ａを除去することにより薄肉部３３を形成した導体３０を備えるものを示したが、本変形例では、撚り線３３Ａからなる電線（被覆材を備えない電線）の一端部に端子部３１を溶接などの方法により接続し、電線の他端部に被覆電線３２を溶接等の方法により接続した導体３０を備える点で実施形態２と相違する。その他の構成は実施形態２と概ね同様である。
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態１では丸棒の一部を変形させて厚みを薄くすることにより薄肉部を設けたが、薄肉部を断面円形部を構成する丸棒とは別の材料で作製してから、断面円形部の所定位置に接続してもよい。
１…電気接続箱
１０…電流検出装置
１１…磁性体コア
１２…ギャップ部
１３…導体挿通部
１４…磁電変換素子
２１…端子部
２２…断面円形部
２３…薄肉部
３０…導体
３１…端子部
３２…被覆電線（断面円形部）
３２Ａ…被覆材
３３…電線（薄肉部）
３３Ａ…撚り線
Ｒ…（断面円形部の）直径
Ｘ…（ギャップ部の）幅寸法
Ｙ…（導体挿通部の）内径

Claims (4)

  1. 磁電変換素子と前記磁電変換素子を配置するギャップ部が設けられた磁性体コアとを有し、前記磁性体コアに生じる磁束を電流として検出する電流検出装置を備える電気接続箱であって、
    前記磁性体コアは電流検出の対象となる導体を挿通可能な導体挿通部を有し、
    前記導体は、他の部材に接続される端子部と、前記導体の軸方向に対して垂直な断面が円形をなすとともに当該断面の直径が前記導体挿通部の内径以下に設定された断面円形部と、前記ギャップ部の幅寸法以下の厚みに設定された薄肉部と、を有することを特徴とする電気接続箱。
  2. 前記断面円形部は導電性材料からなる丸棒から構成され、
    前記丸棒の一部を変形させて厚みを薄くすることにより前記薄肉部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱
  3. 前記薄肉部を撚り線からなる電線から構成したことを特徴とする請求項１に記載の電気接続箱。
  4. 前記断面円形部は前記撚り線と前記撚り線を被覆する被覆材とからなる被覆電線から構成され、前記被覆電線の一部から前記被覆材を除去することにより前記薄肉部を形成したことを特徴とする請求項３に記載の電気接続箱。
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