JPH08505941A - 一体化されたシャントを有する接続箱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一体化されたシャントバスバーを有する接続箱である。このシャントバスバーは、回路の電流ループ内に前記シャントバスバーを接続するための第１の端子のペアと、電圧測定装置を前記シャントバスバーに接続するための第２の端子のペアとを有する。この電圧測定装置は、好ましくは入力インピーダンスの高い電圧コンパレータである。この電圧コンパレータの入力インピーダンスは、接合するバスバーの端子内部抵抗の影響を無効化するに十分なまでに大きい。さらに、第２の端子のペアは、端子抵抗が前記電流ループの外にくるように前記シャントバスバーに接続されている。この電気バスバーは、好ましくは適当な絶縁ハウジング内に取り付けられる。本発明に係るシャントバスバーが入力インピーダンスの高い電圧コンパレータに接続されると、このバスバーにおける電圧降下の正確かつ容易な測定を可能とする回路が生成される。これらは、試験対象の負荷に適切な電流が流れている状態でなされる。

Description

【発明の詳細な説明】 一体化されたシャントを有する接続箱 技術分野 本発明は電気試験装置に関し、特に、電流測定用電気試験シャント（分流器） に関する。 背景技術 通常、試験用シャントは、電流測定対象となる回路と接続するために、接合端 子のような部材を必要とする。シャントの接合端子の抵抗は、シャントの抵抗及 び電流測定の精度に大きく影響する。測定対象の回路に加わる抵抗量は、通常、 電流を正確に測定するための許容量を超えてしまう。さらに、この付加抵抗を補 正することは困難である。 従来においては、接続箱（junction box）に一体化されたパーツとしてシャン トを提供することは報告されていない。接続箱は、通常、電気誘導性金属フレッ ト（frets）を２次元もしくは３次元に機械的に配列してなる。この金属フレッ トは、通常、電気分配システム内の電気モジュールに電気ケーブルを接続させる 。 従来技術においては、さらに、シャントを有する接続箱であって、このシャン トは回路の電流ループに連結されるとともに、電圧検出装置の端子抵抗が上記電 流ループの外側にあるシャントを提供することも報告されていない。なお、この 電流ループは、上記接続箱及 びシャントが上記回路に連結された場合に監視され、これにより、シャントの電 圧測定によって算出される電流測定値の精度は、上記端子抵抗の影響により低下 することがないようになっているものである。 従って、本発明の目的は、接続箱内のシャントを電気誘導アレイの一部として 一体化することによって、負荷電流の算出における端子抵抗の影響を事実上なく すことにある。 また、本発明は、接続箱内に設けられて、十分に精度の高い抵抗が得られるシ ャントを提供することを目的とする。なお、上記抵抗は、負荷電流の算出源とな りうる電圧の正確な測定に必要となるものである。 さらに、本発明は、接続箱に一体化されたシャントを提供し、これにより正確 な電流測定が容易に可能となるシャントを提供するだけでなく、一般の接続箱の すべての機能を単一の装置によって実現させるとともに、この装置が安価に製造 されるものとすることを目的とする。 発明の概要 本発明の上記及びその他の目的は、本発明の好適実施例に係る一体化されたシ ャントを有する接続箱装置によって達成される。この装置は、好ましくは金属フ レット接続箱の技術を用いて製造される。この本発明にかかる装置は、バスバー からシャントを形成するための金属フレット接続箱の技術を用いており、シャン トは第１の端子のペアを有し、この端子のペアは試験される回路の電流ループに 接 続される。 端子の第２のペアは、一体化されたシャントに電圧検出装置を接続するととも に、端子の内部抵抗が上記電流ループ外にくるようになっており、これにより、 シャントの電圧を検出する装置での電圧測定に不利な影響を与えることはなくな る。 このシャント間の電圧は、好ましくは外部の、入力インピーダンスが高いコン パレータにより測定される。この電圧コンパレータの入力インピーダンスは、シ ャントの電流ループ外に位置する端子の内部抵抗の影響を無効化するに十分なま でに大きい。 従って、本発明に係るシャントが入力インピーダンスの高い電圧コンパレータ に接続されると、このシャントにおける電圧降下の正確かつ容易な測定を可能と する回路が生成される。これらは、試験対象の負荷に適切な電流が流れている状 態でなされる。 本発明に係る装置は、さらに従来は実現されなかった経済的な装置、通常接続 箱とシャント要素とを分離することが要求されていた装置を提供する。従って、 本発明に係る装置により、接続箱の機能とシャントの機能とが単一の装置にて得 られるるとともに、この装置のシャントでなされる電圧測定において、許容でき ないまでのエラーが検出されることはない。 図面の簡単な説明 本発明による種々の利点は、以下の図面、明細書、請求の範囲を参照すれば、 当業者には明白となる。 図１は、本発明の好適実施例に係る接続箱の説明図であり、一体 化された電気バスバー（busbar）シャントが、外部負荷、外部電源、及び上記シ ャントバスバーにおける電圧降下を測定するための外部コンパレータに接続され た状態を示す。 図２は、本発明の好適実施例の概略ダイアグラムであり、図１の接続箱装置の 個々の構成要素における各電気抵抗を示している。 図３は、本発明に係る接続箱となる機器のシャントバスバーの斜視図である。 図４は、接続箱装置に用いられる絶縁板の斜視図である。 図５は、上記絶縁板に適合するように配置されたシャントバスバーの斜視図で ある。 図６は、接続箱装置の分解図であり、接続箱装置の個々の絶縁板及び上部及び 下部ケース部材を示す。 図７は、図６の接続箱装置の取り付け状態における断面図であり、接続箱装置 のバスバーシャントの端子及びフレット層を示す。 好適実施例の詳細な説明 図１に、本発明の好適実施例に係る接続箱装置１０を示す。この装置１０は、 一般に、一体化（integrally formed）されたシャントバスバー１２を有する。 好適実施例においては、シャントバスバー１２には金属フレットシャントバスバ ーが包含される。シャント１２は、通常本体部１３、一対の雄型端子であるブレ ード１８、２０と、電流ループにシャント１２を接続させるためのブレードとし て一対の雄型端子３８、４０を有し、この電流ループ内には負荷１６と電源１４ とが配置されている。シャントバスバー１２は、外部雌 型端子を用いて、４つの電気接点２２、２４、２６、２８において回路に接続さ れている。 その後、コンパレータ３０が接点２６、２８に接続されてシャントバスバー１ ２における電圧降下が測定される。電源１４は、負荷１６及びシャントバスバー １２を通じて電流Ｉ_Lを印加し、電気接点２６及び電気接点２８の間に電圧降下 を発生させる。 図１に示される回路の電圧試験部は、通常はシャントバスバー１２、端子１８ 、２０、電気接点２６、２８及びコンパレータ３０により構成される。 コンパレータ３０は、好ましくは高い入力インピーダンスで動作する増幅器で ある。このコンパレータ３０の入力インピーダンスは、接点２６と接点２８とか ら実質的に電流が流れなくなる程度に高いものである。 シャントバスバー１２は、好ましくは平坦な銅や黄銅のスタックから電気接点 を打ち抜き加工することにより製造される。この製造プロセスの間、端子１８、 ２０、２２、２４は”ブレード”の形に製造され、適合する雌受型に容易に接続 される。このシャントバスバー１２は、所定のＡ点とＢ点の間で以下の式１によ り抵抗が算出可能となる固有の電気抵抗を有する。 ＲＰ_TＡ−Ｐ_TＢ＝ρ（Ｌ／Ａ） なお、上記式の右辺において、ρは材質の固有電気抵抗、ＬはＰ_TＡ（Ａ点） とＰ_TＢ（Ｂ点）との間の距離、Ａはシャントバスバー１２の断面積である。 シャントバスバー１２の抵抗は、上記式１に示されるように、分 割された領域の長さに比例し、シャントバスバー１２の長さを変えることで、電 圧は変動する。 本発明の好適実施例においては、シャントの本体部１３上の所定の２点間（即 ち、図１の点３２及び３４）で正確な抵抗が得られており、その間の電圧降下を 測定して式１を用いることで、シャントバスバー１２を流れる電流が算出される 。従って、試験点３２と試験点３４との間の抵抗は一定であるので、いったん正 確に測定を行うと、負荷１６に流れる電流Ｉ_Lを正確に算出するために、コンパ レータ３０によって測定される電圧降下とともに使用可能である。 端子１８及び端子２０は、シャントバスバー１２と固有電気抵抗特性が等しい 。しかし、端子１８と端子２０の抵抗は、コンパレータ３０で読み取られる電圧 には影響を与えない。コンパレータ３０の高い入力インピーダンスによって、こ れらの端子間を流れる電流が非常に小さくなっているからである。 シャントは、その断面積を小さくすることで、一般に”トリミング”として知 られているように、接点３２と接点３４との間のシャントバスバー１２における 抵抗Ｒ_Sの調整が可能である。さらに、シャントバスバー１２の接点３２、３４ 間は、その材質を変えることで、各使用状況に応じて固有抵抗値を変えることも できる。例えば、シャントバスバー１２を黄銅により形成してもよい。 図２には、概略電気ダイアグラムとして装置１０が示されている。電源１４は 負荷１６及びシャントバスバー１２に電流Ｉ_Lを流す。この回路の電圧試験部は 、概略的には、シャントバスバー１２、端子１８、２０、電気接点２６、２８、 及びコンパレータ３０よりな る。なお、端子１８、２０は電気抵抗として示されている。回路の電流ループ部 は、概略的にシャントバスバー１２、負荷をかけるブレードとして表される端子 ３８、４０、電気接点２２、２４、及び抵抗（Ｒｓ）よりなる。 接点２２は、シャントバスバー１２と電源１４とのインターフェースを示し、 接点２４はシャントバスバー１２と負荷１６とのインターフェースを示す。これ らの抵抗器は、シャントバスバー１２が連続的な電気抵抗であることを図示する 。抵抗３８、４０及び抵抗Ｒ_Sのそれぞれが電流Ｉ_Lに影響する点は、特筆すべき である。これとは逆に、抵抗１８、２０は電流Ｉ_Lには影響しない。コンパレー タ３０の入力インピーダンスは、実質的に抵抗１８と抵抗２０の間に電流が流れ なくなるまでに大きいからである。 図３には、シャントバスバー１２を、特に自動車の接続箱として使用されるよ うに構成された金属フレットシャントバスバー１２として使用する場合の好適例 が示される。シャントバスバー１２は、通常、電圧検出ブレードとなる端子１８ 、２０を有する。 接点３２、３４は、端子１８、２０及びシャント抵抗Ｒ_S及び端子３８、４０ の接続を表す。 この実施例においては、シャントバスバー１２は、所定の約１５ミリオームの 抵抗を示すように構成されている。一体化されたシャントを提供することに加え て、装置１０は各用途に応じて、電気的に相互連結した電気回路としての機能を も有する。従って、接続箱装置１０内で正確なシャント抵抗が容易に得られると ともに、分離成形されたシャントを製造する必要がないので安価である。 図４に接続箱装置１０の絶縁板７８を示す。絶縁板７８は、通常誘電材５２、 サイドレール５４、及び複数の開口部５４を有する。絶縁板７８は、接続箱内の フレット層間で誘電が生じないようにする。絶縁板７８は、通常Valox732Eやそ の他の適当な誘電材からなる。Valox732Eは、接続箱にしばしば用いられること で良く知られた材質であり、たわみ温度（deflection temperature）が高く、耐 衝撃性が高く、水の浸透度が低く、方向安定性に非常に優れている。サイドレー ル５４は、開口部５６によって複数のバスバーの端子への通路を提供する一方で 、接続箱１０の複数のバスバーのアセンブリを補助するために設けられている。 図５に、シャントバスバー１２を接続箱装置１０の絶縁板７８に設けた状態を 示す。このシャントバスバー１２の全寸法は、絶縁板７８によって接続箱１０内 の他のバスバーから電気的に絶縁されたものとなっている。 図６に、接続箱装置１０のより詳細な分解斜視図を示す。接続箱装置１０はさ らに好ましくは上部ケース部材６２、下部ケース部材６４、及び複数の絶縁板６ ６、６８、７０、７２、７４、７６、７８を有する。シャントバスバー１２は通 常は絶縁板７８と下部ケース６４との間に設けられている。また、ケース部材６ ２、６４の間のどの位置にでも設けることができることは特筆すべき点である。 なお、これらのケース部材の間は、１つまたは複数の絶縁板６６〜７８によって 、そこに含まれる他のバスバーから電気的に絶縁されている。端子３８、４０は 通常開口部５６から突出している。 図７に、組み立てがすべて終了した状態での接続箱装置１０の断 面図が示す。接続箱装置１０は、通常、特に自動車に適した、比較的コンパクト な装置である。 本発明の好適実施例においては、特に、本発明に係る構成要素は、すべて広く 入手可能な材質で良く知られかつ実施可能な構成技術により得ることができる点 が特筆される。 当業者であれば、上記説明により、種々の形で本発明を実施できることが広く 理解されよう。従って、本発明は１つの例により説明されたに過ぎず、本発明の 範囲は実質的にこれに限定されるものではない。当業者によれば、図面、明細書 、及び以下のクレームから種々の修正例が可能であることは明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤマイ，トモユキ 滋賀県彦根市芹町10―28―101

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 一体化されたシャントを有した接続箱を構成する装置であり、前記シャン トは、電圧降下測定装置によって測定される前記シャントの電圧を用いて、回路 の電流ループ内の電流を正確に測定可能とするとともに、前記接続箱または前記 シャントが前記測定される電圧に影響することがない装置であって、 接続箱と、 前記接続箱内に一体化されるとともに、前記接続箱が使用されるときには前記 電流ループに接続されるシャントとを有し、 前記シャントは、前記電圧測定装置に接続可能な一対の端子を有するとともに 、前記一対の端子の端子抵抗は前記電流ループ外にあり、これにより電圧測定手 段による電圧測定に影響を与えないことを特徴とする装置。 ２． 前記シャントは、前記接続箱内に一体化された金属フレットシャントバス バーを有することを特徴とする請求項１記載の装置。 ３． 前記シャントは、略１５ミリオームの抵抗を有することを特徴とする請求 項２記載の装置。 ４． 前記シャントは黄銅製であることを特徴とする請求項３記載の装置。 ５． 前記黄銅には、ＣＤＡ２６０が含まれることを特徴とする請求項４記載の 装置。 ６． 前記ＣＤＡ２６０黄銅は、約２８％の導電率を有することを特徴とする請 求項５記載の装置。 ７． 前記シャントは、前記接続箱内に一体化されているとともに、前記接続箱 内に独立回路を形成するように、前記接続箱内の隣接する絶縁板の間に挿入され ていることを特徴とする請求項１記載の装置。 ８． 一体化されたバスバーを有して接続箱を構成する装置であり、前記シャン トバスバーは、回路の電流ループに接続された際にこのシャントバスバーの電圧 の正確な測定を可能とするとともに、前記接続箱または前記シャントバスバーが 前記測定された電圧に影響することはなく、これにより前記測定された電圧から その一部が算出される電流に影響することがない装置であって、 上部ケース部材と、 下部ケース部材と、 前記上部及び下部ケース部材間に挿入された少なくとも第１、第２、第３の絶 縁板と、 前記第２及び第３の絶縁板の間に挿入されたシャントバスバーと、 前記第１及び第２の絶縁板の間に挿入されたバスバーとを有し、 前記上部ケース部材、前記下部ケース部材、及び前記シャントバ スバーは接続箱を構成して、前記シャントバスバーは前記接続箱内に一体化され ており、 前記シャントバスバーは、前記回路の前記電流ループ内に前記シャントバスバ ーを接続するための第１の端子のペアと、電圧測定装置を前記シャントバスバー に接続するための第２の端子のペアとを有し、電圧測定装置と前記シャントバス バーとの接続は、前記電圧検出装置が前記シャントバスバーに対する電圧測定に 影響を与えないことを特徴とする装置。 ９． 前記各絶縁板は、それぞれミネラル／ガラスが入れられた材質を含み、こ れにより前記シャントバスバーとバスバーとの間に誘電体が提供されることを特 徴とする請求項８記載の装置。 １０． 前記上部及び下部ケースは、前記第１、第２、及び第３の絶縁板に適合 されており、前記シャントバスバーは前記接続箱を構成するようにこれらの間に 配置されるとともに、このシャントバスバーは、前記接続箱の解体や外部シャン ト部材の組み入れを行うことなく前記接続箱にシャント機能を提供することを特 徴とする請求項９記載の装置。