JP4439992B2 - 電流センサ及び電流センサの取り付け方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハーネスに取り付けられる電流センサに関するものである。

例えば、自動車等に搭載されて様々な負荷を駆動するに際して、電流センサで電流を計測し、発電機等の各機器の制御パラメータ等に使用されている。

この場合に使用される電流センサとして、特許文献１に記載されているように、磁気コアとホール素子を用いたものがあり、電流によって発生した磁界を、ホール素子で検出し、ホール電圧として出力する。この際、ホール電圧と電流値の関係は既知であるので、ホール電圧の計測によって対応する電流値に変換し、回路を流れる電流値を知ることができる。

そして、このような電流センサは単体部品として各メーカーに納品されており、自動車にあっては、例えば、バッテリのプラスポールやマイナスポールに取り付けられて、バッテリに配線接続されるハーネスに流れる電流を計測していた。
特開２００１−６６３２８号公報

しかしながら、上記従来の電流センサにあっては、単体部品として納品されており、他の部品との協調による小型化・省スペース化が図り難いという欠点があった。

また、バッテリ交換に際しては、電流センサをその都度、脱着する必要があり、面倒な作業となっていた。

そこで、本発明の解決しようとする課題は、装着時の作業性に優れると共に、小型化・省スペース化が有効に図れる電流センサを提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、前記ハーネスが挿通状態とされる電流センサ部と、前記ハーネスの端部にかしめられる端子部材に嵌合する保持部と、前記電流センサ部と前記保持部とを繋げる支持部とを備え、前記電流センサ部、前記保持部及び前記支持部は一体に成形されており、前記端子部材は、前記ハーネスの前記端部にかしめられた状態において、当該端部から前記ハーネスの延在方向に沿って延びる第１部分と、当該第１部分から前記延在方向に垂直な方向に屈曲する第２部分とを有し、前記電流センサ部は、前記第２部分と対向する対向部分を有し、前記支持部は、前記対向部分から前記第２部分に向かって延び、前記保持部は、前記支持部における前記第２部分側の端部に繋がり、前記第２部分に嵌合する。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電流センサの取り付け方法であって、前記電流センサ部に前記ハーネスを挿通する挿通工程と、前記挿通工程の後に前記ハーネスの前記端部にかしめられた前記端子部材に、前記保持部を嵌合する嵌合工程とを備える。

請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、小型化・省スペース化が有効に図れる。

以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明すると、図１は例えば、自動車等の車両に搭載されるバッテリ１部分の側面図を示しており、バッテリ１のマイナスポール１ａにグランド回路構成部材２が接続されている。

このグランド回路構成部材２は、マイナスポール１ａに接続されたバッテリ接続端子（端子部材）３と、バッテリ接続端子３に接続されたグランド線（ハーネス）４とを備える。このバッテリ接続端子３は細長平板状の端子本体部３ａと、端子本体部３ａの一端部に備えられると共にマイナスポール１ａを抱持状としてボルト６・ナットによる解除自在な締結により締め付け解除自在なポール接続部３ｂと、端子本体部３ａの他端部に備えられると共にグランド線４の露出された芯線部４ａにカシメ接合される配線接続部３ｃとから構成されている。

そして、バッテリ接続端子３の端子本体部３ａは、図１や図２に示されるように略９０度に屈曲状とされており、ポール接続部３ｂをマイナスポール１ａに接続固定した状態で、配線接続部３ｃに接続されたグランド線４がバッテリ１の側方を下方に向けて延設状となる構造とされている。この際、従来におけるバッテリとバッテリ接続端子との相互間の関係と同様、構造上、バッテリ１の側面と配線接続部３ｃとの相互間には、適宜間隔（例えば１５ｍｍ程度）が確保されている。

本実施形態においては、このような構造のグランド回路構成部材２に対し、図１ないし図３に示されるような電流センサ８が取り付け保持される構造とされている。

即ち、電流センサ８は、グランド線４が挿通される挿通孔８ａを有する電流センサ部８ｂと、電流センサ部８ｂの一側上面より上方に適宜長さ延設配置された断面矩形の支持片部８ｃと、支持片部８ｃ上部の一側面より一側方に突出されたいわゆる二叉状の上下対の保持片部８ｄとを備えた構造とされている。

そして、両保持片部８ｄの上下方向間隔は、端子本体部３ａの厚みと略同じに構成されると共に、各保持片部８ｄの突出長さは、端子本体部３ａの幅よりも若干長く形成されており、各保持片部８ｄの突出端における対向面側には、それぞれ抜止め突条８ｅが幅方向に沿ってそれぞれ形成されている。

従って、図３に示されるように、両保持片部８ｄ間に端子本体部３ａが嵌合された状態で、端子本体部３ａは両抜止め突条８ｅにより抜止め保持される構造とされている。

そして、これら支持片部８ｃ、保持片部８ｄ、抜止め突条８ｅにより、バッテリ接続端子３に取り付け保持するための取り付け保持部が構成される。

前記電流センサ部８ｂ内には、グランド線４を流れる電流を計測すべく、磁性体からなる略環状の磁気コアや磁気コアのスリット部に配置されるホール素子等が内蔵配置されており、電流センサ部８ｂの一側下面側には、ホール電圧を出力するためのコネクタ部８ｆが備えられている。そして、電流センサ８における電流センサ部８ｂの磁気コアやホール素子、接続回路等の外装部や支持片部８ｃ、保持片部８ｄ、抜止め突条８ｅは耐熱性樹脂等で一体に成形されている。

本実施形態は以上のように構成されており、グランド回路構成部材２に対して電流センサ８を組み付ける場合には、電流センサ８における電流センサ部８ｂの挿通孔８ａにグランド線４を挿通し、グランド線４の芯線部４ａをバッテリ接続端子３の配線接続部３ｃにカシメ接合する。次に、両保持片部８ｄ間にバッテリ接続端子３の端子本体部３ａを嵌合させれば、図２に示されるように、両抜止め突条８ｅで抜止めされた取り付け保持状態で固定される。

この状態で、バッテリ接続端子３のポール接続部３ｂをバッテリ１のマイナスポール１ａに接続固定すれば、図１に示されるような取り付け状態が得られる。

また、電流センサ８の支持片部８ｃをテーピングまたはタイラップでグランド線４に固定する場合、さらに固定部が強化され、電流センサ８の耐振動性、耐衝撃性が向上する。

以上のように、電流センサ８は、グランド線４が挿通状態とされる電流センサ部８ｂに、端子本体部３ａに取り付け固定するための支持片部８ｃや保持片部８ｄ等からなる取り付け保持部とを一体に備えてなる構造とされており、簡単な構造で提供できると共に、バッテリ接続端子３とバッテリ接続端子３に接続されたグランド線４とで構成される入隅部分で、かつバッテリ１の側面との間に形成されたいわゆるデッドスペース部分に取り付け配置する構造となり、部品相互間の協調による小型化および省スペース化が有効に図れる利点がある。

また、バッテリ１、バッテリ接続端子３、グランド線４で囲まれたデッドスペースに電流センサ８が配置されるため、他の部品との相互干渉も有効に防止でき、他の部品との接触等による損傷防止が図れる。

そして、バッテリ１交換に際しては、マイナスポール１ａからバッテリ接続端子３のポール接続部３ｂを取り外すだけでよく、交換後においてもマイナスポール１ａに取り外したポール接続部３ｂを再度、接続固定すればよく、電流センサ８を何ら脱着する必要がなく、交換時における作業性に優れる利点もある。

また、制御回路のハーネスが接続されるコネクタ部８ｆが、電流センサ部８ｂの下面側に設けられた構造とされているため、水やゴミ等の侵入が有効に防止でき、防水性にも優れる利点がある。

なお、コネクタ部８ｆを電流センサ部８ｂの下面側に備えた構造を示しているが、電流センサ部８ｂの側面に備える構造であってもよい。この場合も、上面側に配置する場合と比較して水やゴミ等の侵入が有効に防止でき、防水性も良好に確保できる。

また、上記実施形態では、電流センサ８をグランド線４とバッテリ接続端子３にまたがって取り付け保持する構造を示しているが、グランド線４と他端の端子部材としてのグランド端子との相互間にまたがって取り付け保持する構造とする場合にも、同様の構造が適用できる。

図４ないし図６は第２の実施の形態を示しており、前記第１の実施の形態と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。

即ち、本実施形態においては、グランド線（ハーネス）４が挿通される部分の電流センサ部８ｂに、グランド線４の挿通方向に沿ってそれぞれ上下方向に延設された取り付け保持部としての保持片部８ｇ、８ｈが設けられた構造とされている。

なお、本実施形態においては、一方の保持片部８ｈが挿通孔８ａの周方向に沿った半円形状の断面を有して延設された構造とされている。

そして、グランド線４が挿通された電流センサ８を、グランド線４の長さ方向所望位置、即ち、上下方向所望位置に移動させ、保持片部８ｇ、８ｈをグランド線４や配線接続部３ｃに粘着テープでテープ巻きやタイラップ等で固定すれば、他の部品との干渉を避けた所望位置に取り付け保持できる。

本実施形態は以上のように構成されており、第１の実施の形態と同様、簡単な構造で提供できると共に、部品相互間の協調による小型化および省スペース化が有効に図れ、また、他の部品との相互干渉も有効に防止でき、他の部品との接触等による損傷防止が図れる。そして、バッテリ１の交換時においても作業性に優れる利点がある。

また、本実施形態においては、電流センサ部８ｂに保持片部８ｇ、８ｈを設けた簡単な構造であり、容易に製作できると共に、グランド線４の長さ方向所望位置に調整して固定保持できる利点がある。

なお、本実施形態においても、第１の実施の形態の保持片部８ｄのように、グランド線４に嵌合状として抜止め保持される取り付け保持部を各保持片部８ｇ、８ｈに設ける構造としてもよい。この際、グランド線４が圧入状に嵌合される構造とすれば、容易に固定保持できる。

なお、上記実施形態においては、電流センサ８を、バッテリ１のマイナスポール１ａからのグランド回路構成部材２の付近に取り付け保持された構造を示しているが、図５の仮想線で示されるように、グランド回路構成部材２におけるグランド線４の途中に取り付け保持する構造であってもよく、さらには、グランド線４に限られず、その他のハーネスであってもよく、ハーネスに沿って自動車内のどの部位でも設置できる。

図７ないし図１２は第３の実施の形態を示しており、前記第１の実施の形態と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。

即ち、本実施形態においては、電流センサ８を、バッテリ１のマイナスポール１ａからのグランド回路構成部材２に取り付け保持されるのに限らず、図７及び図８の如く、ハーネス１１の端部であれば自動車内のどの部位に設置されてもよい構成とされたものであり、電流センサ８の挿通孔８ａに予めハーネス１１を挿通させ、その後ハーネス１１の端部にグランド端子等の所定の端子部材１３をかしめることによって設置されるものである。

具体的に、この電流センサ８は、ハーネス１１が挿通される挿通孔８ａを有する電流センサ部８ｂと、電流センサ部８ｂの一側下面より下方に適宜長さ延設配置された断面矩形の支持片部８ｃと、支持片部８ｃの下端部の一側面より一側方に突出されたいわゆる二叉状の左右対の保持片部８ｄとを備えた構造とされている。

この電流センサ８は、ハーネス１１の電流を測定するものであり、また保持片部８ｄでグランド端子等の所定の端子部材１３をかしめることで、当該端子部材１３に固定され、さらにハーネス１１を支持する。

かかる構成によると、電流センサ８をハーネス１１に沿ってどこにでも設置できる利点がある。したがって、例えば、バッテリ１のグランド端子付近のハーネス１１に設置するような場合に限らず、どこにでも容易に設置でき、汎用性の高い電流センサ８を提供できる。

また、電流センサ８の面内方向で、ハーネス１１を中心軸として自由に回転できるため、設置の自由度が大きく、また、端子部材１３の向きの自由度も広がるものとなる。

さらに、支持片部８ｃ等を直接ハーネス１１、または自動車のシャーシ等にテーピング及びタイラップ等で固定することで、電流センサ８及びハーネス１１を自動車内において同時に且つ容易に固定することができる。

さらにまた、この実施形態においても、小型化・省スペース化が有効に図れる点では、上記の第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様である。

本発明の第１の実施の形態に係る要部側面図である。 同要部斜視図である。 同電流センサの正面図である。 第２の実施の形態に係る要部側面図である。 同電流センサの正面図である。 同平面図である。 第３の実施の形態に係る要部斜視図である。 同斜視図である。 同電流センサの平面図である。 同電流センサの一側面図である。 同電流センサの他側面図である。 同電流センサの底面図である。

符号の説明

１ バッテリ
１ａ マイナスポール
２ グランド回路構成部材
３ バッテリ接続端子
３ａ 端子本体部
３ｂ ポール接続部
３ｃ 配線接続部
４ グランド線（ハーネス）
８ 電流センサ
８ａ 挿通孔
８ｂ 電流センサ部
８ｃ 支持片部
８ｄ 保持片部
８ｅ 抜止め突条
８ｆ コネクタ部
８ｇ、８ｈ 保持片部
１１ ハーネス
１３ 端子部材

Claims (2)

1. ハーネスに流れる電流を計測するための電流センサであって、
   前記ハーネスが挿通状態とされる電流センサ部と、
   前記ハーネスの端部にかしめられる端子部材に嵌合する保持部と、
   前記電流センサ部と前記保持部とを繋げる支持部と
   を備え、
   前記電流センサ部、前記保持部及び前記支持部は一体に成形されており、
   前記端子部材は、前記ハーネスの前記端部にかしめられた状態において、当該端部から前記ハーネスの延在方向に沿って延びる第１部分と、当該第１部分から前記延在方向に垂直な方向に屈曲する第２部分とを有し、
   前記電流センサ部は、前記第２部分と対向する対向部分を有し、
   前記支持部は、前記対向部分から前記第２部分に向かって延び、
   前記保持部は、前記支持部における前記第２部分側の端部に繋がり、前記第２部分に嵌合する電流センサ。
2. 請求項１に記載の電流センサの取り付け方法であって、
   前記電流センサ部に前記ハーネスを挿通する挿通工程と、
   前記挿通工程の後に前記ハーネスの前記端部にかしめられた前記端子部材に、前記保持部を嵌合する嵌合工程と
   を備える電流センサの取り付け方法。

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