WO2010082654A1 - 電流検出装置の組付け構造 - Google Patents

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sensor body
magnetic
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泰典 川口
利朗 望月
誉志 浅見
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矢崎総業株式会社
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    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/364—Battery terminal connectors with integrated measuring arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an assembly structure of a current detection device which can be attached to a bus bar without sacrificing accuracy, and which is inexpensive and has high mass productivity.
  • a current detection device for detecting a current value flowing between a battery and a vehicle electrical component by detecting a magnetic flux generated from a current flowing in a harness connected to a battery terminal.
  • the current detection device is attached to a part of the vehicle using parts such as a bracket. And the said harness is inserted in the detection hole of this electric current detector, and magnetic flux is detected in the part.
  • the current detection device has one end 201 of a bus bar 200 fastened with a screw 102 to a terminal 101 of a battery 100 and a current detector 300 supported by the bus bar 200. Further, the other end 202 of the bus bar 200 is connected by a screw 402 and a terminal 401 caulking the end of a harness 400 connected to a vehicle electrical component (not shown).
  • a core 302 is fixed to the current detector 300 so as to surround a detection hole 304 through which the bus bar 200 penetrates in a detector body 301 made of synthetic resin.
  • Hall elements 303 are mounted so as to be positioned between both ends of 302.
  • the conventional current detection device has the following disadvantages. (1) As described above, in order to install a magnetic core for collecting magnetic flux, it is necessary to provide a core having a hole through which the bus bar is inserted and to insert the bus bar through the hole. (2) If the shape of the bus bar is complicated, it is difficult to insert the bus bar into the hole, and the hole needs to be formed larger, so that the magnetic core becomes larger. (3) When the shape of the bus bar is complicated, the amount of waste due to material cutting increases, the material utilization efficiency deteriorates, and an increase in production cost due to an increase in processes such as bending is inevitable.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to assemble a current detection device that can greatly reduce the material cost, is easy to assemble, and is suitable for downsizing the current detection device. To provide a structure.
  • the assembly structure of the current detection device is characterized by the following (1).
  • Bus bar A sensor body molded from a heat-meltable synthetic resin material;
  • a magnetic detection element provided in the sensor body for detecting magnetism generated from the bus bar;
  • the bus bar is formed with an insertion hole penetrating the bus bar in the vertical direction,
  • the tip of the projection that has penetrated the insertion hole is fixed to the peripheral portion of the insertion hole by being thermally melted. thing.
  • the sensor main body is made of a heat-meltable synthetic resin material, and can be melted at a predetermined speed by applying heat from the outside. Therefore, the protruding portion provided integrally on the lower surface of the sensor body protrudes below the bus bar while penetrating through the insertion hole previously drilled in the bus bar which is a rectangular metal plate having no protrusions or recesses in the periphery.
  • the sensor main body can be fixed to the bus bar in the vicinity of the fixed lump by heat-melting the tip of the protrusion to form a fixed lump larger than the diameter of the insertion hole. Accordingly, the fixed lump firmly and integrally connects the sensor body and the bus bar around the insertion hole.
  • the assembly structure of the current detection device having the configuration (1) the integration of the sensor body and the bus bar can be realized with a simple and inexpensive configuration, and the current detection device can be easily assembled.
  • An assembly structure of a current detection device suitable for downsizing of the current detection device can be provided.
  • the shape of the bus bar is a simple rectangular body having no irregularities in the periphery, thereby reducing the material cost of the bus bar and assembling the bus bar to the sensor body. Efficiency can be improved. Furthermore, a current detection device that is easy to assemble and that is suitable for downsizing can be implemented with a simple configuration as a whole.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the structure of the electric current detection apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • A is a side view of the current detection device shown in FIG. 1
  • B is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. It is the II-II sectional view taken on the line in FIG.
  • A) is a top view which shows the bus bar of the electric current detection apparatus shown in FIG. 1
  • B) is the front view.
  • It is a front view which shows the conventional electric current detection apparatus. It is a side view of FIG.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a current detection device according to an embodiment of the present invention.
  • 2A is a side view of the current detection device shown in FIG. 1
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 4A is a plan view showing a bus bar of the current detection device shown in FIG. 1, and
  • FIG. 4B is a longitudinal sectional view thereof.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the current detection device shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a welded connection state between the sensor main body and the bus bar.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method of assembling the current detection device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 and 2 show a current detection device 10 according to an embodiment manufactured by the method of assembling a current detection device according to the present invention, and this current detection device 10 is installed in a vehicle.
  • a bus bar 20 a sensor main body 30 having a detection unit ⁇ , and a magnetic shield body 40.
  • the bus bar 20 has one end (left end in FIG. 1) integrally attached to one end of a harness (not shown) for connecting a vehicle electrical component and a battery (both not shown).
  • the other end (the right end in FIG. 1) is integrally attached to the battery terminal, and the bus bar 20 of this embodiment has screw holes on both ends as shown in FIGS. 21 and 22 are opened, for example, using a hole 21 to fix between the battery terminal (connected to a negative terminal not shown in the figure to avoid a short circuit) with a bolt or a screw.
  • the hole 22 is fastened with a bolt or a screw between one end of the harness.
  • a pair of insertion holes 23A and 23B are provided between the screw holes 21 and 22 so that the bus bar 20 extends vertically from the upper surface to the lower surface of the bus bar 20. It is formed to penetrate.
  • These insertion holes 23A and 23B have a smaller diameter than the holes 21 and 22, and have a size and shape (usually round) in which a protrusion on the sensor body described later can be inserted. Further, the periphery or inner peripheral surface of these insertion holes 23A and 23B may be roughened. In this case, it is possible to increase the degree of bonding of the hot-melt resin to the insertion holes 23A and 23B of the protrusions described later.
  • the sensor body 30 of the present embodiment is integrally formed of a non-magnetic synthetic resin material that can be heat-welded, and in order from the end side closer to the battery (right side in FIG. 1), the connector connecting portion ⁇ . , A detection unit ⁇ and a positioning unit ⁇ .
  • Each side surface of these three components will be referred to as a first side surface 30A, a second side surface 30B, and a third side surface 30C.
  • the connector connecting portion ⁇ is for connecting a connector (not shown) attached to a signal line (not shown).
  • a room hereinafter referred to as a connector chamber 31
  • a female connector is configured.
  • This signal line is used to transmit an electric signal corresponding to the strength of the magnetic field detected by the magnetic detection element 50 of the detection unit ⁇ described later to a control IC unit (not shown). It is not essential. That is, as a means for taking out the sensor output obtained by the magnetic detection element 50 to a desired external circuit element (for example, a control IC in the present embodiment), for example, it can be taken out directly by a lead wire, Various configurations such as wireless transmission to the outside are possible.
  • the detection unit ⁇ has a substrate 51 installed in a magnetic chamber 32 surrounded by walls in four directions, and a magnetic detection element 50 is mounted on the substrate 51.
  • the magnetic detection element 50 detects the strength of a magnetic field generated with the current I flowing through the bus bar 20.
  • a Hall element using the Hall effect is used as the magnetic detection element 50.
  • the Hall element converts a generated magnetic field into an electric signal and outputs the electric signal.
  • an output voltage proportional to a magnetic flux density (generated according to the intensity of the current I flowing through the bus bar 20) is output to each terminal (hereinafter, referred to as a “H”).
  • Input terminal 53 The voltage (electrical signal) input between the input terminals 53 is output to each terminal (hereinafter, output terminal) 54 installed in the connector chamber 31 of the connector connecting portion ⁇ .
  • the output terminal 54 constitutes a terminal in the female connector described above.
  • substrate 51 which mounts the magnetic detection element 50 has the airtightness and watertightness by the insulating coating 55, such as a synthetic resin, with the front-end
  • the positioning portion ⁇ is for positioning within the vehicle body where the current detection device 10 is installed, and is not particularly essential for the present invention, but in the present embodiment, the locking edge 33 is positioned outside the drawing. By being brought into contact with the protrusion, etc., it is accurately positioned and fixed with respect to the vehicle body.
  • a pair of protrusions 24A and 24B project downward from the lower surface of the sensor body 30 (the surface forming the bottom of the sensor body 30).
  • These protrusions 24A and 24B are arranged at positions corresponding to the connector connecting part ⁇ and the positioning part ⁇ , respectively, specifically at positions corresponding to the insertion holes 23A and 23B of the bus bar 20.
  • These protrusions 24A and 24B have sizes and lengths that can be inserted into the insertion holes 23A and 23B. The sizes are slightly smaller than the insertion holes 23A and 23B, and the length is sufficiently larger than the thickness of the bus bar 20. It is a large size, for example, about 2 to 3 times.
  • the magnetic shield body 40 is formed of an appropriate magnetic material, for example, in the case of this embodiment, a magnetic plate material having spring properties, and covers the periphery of the detection unit ⁇ of the sensor body 30 and the bus bar 20 from the outside. In such a state, the sensor body 30 is externally shielded and magnetically shielded. As shown in FIG. 3, the magnetic shield body 40 of the present embodiment is configured to hold the detection part ⁇ of the sensor main body 30 from below (outside) the bus bar 20 and fix it integrally to the detection part ⁇ of the sensor main body 30. A pair of side wall surfaces 42 formed along the bottom surface 41 and the side (longitudinal direction) of the bus bar 20 are provided. Further, the magnetic shield body 40 is provided with standing claws 42A at the four corners of the side wall surface 42, and these standing claws 42A come into contact with the upper end of the second side face 30B from above.
  • an appropriate magnetic material for example, in the case of this embodiment, a magnetic plate material having spring properties
  • the standing claws 42A are folded at a predetermined angle in advance. If the standing claws 42A are mounted on the sensor body 30 in this state, the standing claws 42A pass through the second side face 30B of the sensor body 30 while spreading between the side wall faces 42 due to the springiness of the magnetic shield body 40 itself. It extends to the upper end of the lever and can contact from above. In addition, about this standing nail
  • the magnetic detection element 50 detects a magnetic flux generated around the current I with respect to the flow of the current I in the bus bar 20 shown in FIG. For this reason, the magnetic detection element 50 is arranged in the plane direction (that is, the XY plane) for detecting the magnetic flux density of the current I flowing through the bus bar 20, and the magnetic flux detection in the Z direction perpendicular to the plane of the bus bar 20 is performed. Do not detect.
  • the Z direction perpendicular to the XY plane of the bus bar 20 is a direction in which the magnetic detection element (Hall element) 50 does not detect magnetic flux.
  • the upper portion of the magnetic detection element 50 is open in shape, but this does not adversely affect accurate magnetic detection.
  • the magnetic shield body 40 is provided, the external electromagnetic adverse effect can be suppressed, and accurate current detection can be performed.
  • a magnetic field is generated around the Hall element used as the magnetic detection element 50, or a relay or a motor is installed nearby.
  • the magnetic shield body 40 is provided, and this magnetic shield body 40 effectively prevents the sensor output from greatly fluctuating due to these influences. .
  • the current detection device 10 includes a fitting process S1, a welding process S2, an exterior process S3, and a battery and harness fixing process S4.
  • the battery and harness fixing step may be a method in which both ends of the bus bar 20 are bolted to the battery and the harness as the first step.
  • the bus bar 20 is fitted into a bar groove (see FIG. 2B and FIG. 5) 34 that is formed flush with one end from the other end to the center of the lower surface of the sensor body 30.
  • the pair of protrusions 24A and 24B protruding from the lower surface of the sensor body 30 are inserted into the insertion holes 23A and 23B formed in the bus bar 20 (see FIG. 2B).
  • a portion (referred to as a tip portion) that protrudes downward from the lower surface of the bus bar 20 out of the protrusions 24A and 24B inserted into the insertion holes 23A and 23B of the bus bar 20 in the fitting step S1. It is heated and melted intensively by heating means using laser light. When the protrusions 24A and 24B are melted, the melted portions are deformed so as to return (abut) around the insertion holes 23A and 23B on the lower surface of the bus bar 20, and then heating is stopped and air cooling is performed.
  • the tip portions of the projections 24A and 24B become fixed lump portions 24C and 24D larger than the inner diameters of the insertion holes 23A and 23B on the lower surface side of the bus bar 20, and are in close contact with the peripheral portions of the insertion holes 23A and 23B. .
  • the bus bar 20 is integrally and firmly fixed to the lower surface of the sensor body 30.
  • the fixing of the sensor main body 30 and the bus bar 20 by melting the protrusions 24A and 24B can be performed automatically and quickly without separately preparing a fixing member as in the prior art.
  • the material disposal rate can be reduced.
  • the position management of the protrusions 24A, 24B to be molded with respect to the insertion holes 23A, 23B is easy, the accuracy of the fixed position is high, and there is no backlash.
  • the magnetic shield body 40 is exteriorized on the sensor body 30 in a state of covering the periphery of the detection unit ⁇ of the sensor body 30 and the bus bar 20 from the outside. As a result, the bus bar 20 and the magnetic shield body 40 are integrally fixed to the sensor body 30.
  • one end of the bus bar 20 to which the sensor body 30 and the magnetic shield body 40 are fixed integrally is fastened to a battery terminal (in particular, a negative terminal) with a bolt or the like.
  • the other end is screwed to one end of the harness.
  • the female connector formed of the connector chamber 31 provided in the connector connecting portion ⁇ of the sensor body 30 is attached to a signal line for transmitting the amount of current detected by the magnetic detection element 50 to a control IC (not shown). Connect the connectors.
  • the assembly structure and method of the current detection device 10 in the vehicle according to the present embodiment even if the bus bar 20 is assembled to other parts, the sensor body 30 and the magnetic shield body 40 are attached thereto. Is easy.
  • the sensor body 30 and the bus bar 20 adopt insert molding so that the bus bar 20 (or the sensor body 30) has the sensor body 30 ( Alternatively, the bus bar 20) may be fixed integrally. Further, according to the method for assembling the current detection device 10 according to the present invention, the sensor main body 30 and the bus bar 20 can be manufactured separately, so that a small current detection device with high mass productivity can be realized by separate molds.
  • the current detection device of the present invention is not limited to application as a part of a system in a vehicle as in these embodiments, and can detect current in various fields as long as it has a bus bar. Application as a device is possible.

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Abstract

　材料コストを大幅に削減できるとともに、組付けが容易で、電流検出装置の小型化可能にする電流検出装置の組付け構造を提供する。　センサ本体３０をバスバー２０上に載置した際の、該バスバー２０の上面に面する該センサ本体３０の下面には、突起部２４Ａ、２４Ｂが形成され、バスバー２０には、該バスバー２０を上下方向に貫通する挿入孔２３Ａ、２３Ｂが形成され、センサ本体３０をバスバー２０上に載置した際に挿入孔２３Ａ、２３Ｂを貫通した突起部２４Ａ、２４Ｂの先端部は、熱溶融されることによって、挿入孔２３Ａ、２３Ｂに固着する。

Description

電流検出装置の組付け構造
　本発明は、精度を犠牲にすることなくバスバーに取付けることができ、しかも安価で量産性の高い電流検出装置の組付け構造に関する。
　従来、バッテリーのターミナルに接続されたハーネスに流れる電流から発生する磁束を検出することにより、バッテリーと車輌電装品との間を流れる電流値を検出するための電流検出装置が知られている。この電流検出装置は、ブラケット等の部品を用いて車輌の一部に取付けられている。そして、この電流検出器の検出孔に前記ハーネスを挿通し、その部分で磁束が検出される。
　しかしながら、従来の電流検出装置においては、電流検出器を車輌に取付けるために、ブラケット等の別体の部品を用いる必要があるため、部品点数が増加し構成が複雑であった。さらに、可撓性を有するハーネスを検出孔に通す必要があるため、作業性の問題から検出孔を大きくする必要がある。このため、電流検出装置の小型化を図ることが難しかった。
　そこで、小型化を図るとともに、組立作業性を向上させ、しかも構成が簡単な車輌用電流検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電流検出装置は、図８に示すように、バッテリー１００のターミナル１０１に、バスバー２００の一端２０１をねじ１０２で締付けて接続させているとともに、電流検出器３００をバスバー２００に支持させている。また、バスバー２００の他端２０２は、車輌電装品（図示しない）と接続されているハーネス４００の端部を加締めているターミナル４０１とねじ４０２により連結される。
　また、電流検出器３００には、図９に示すように、合成樹脂製の検出器本体３０１内において、バスバー２００が貫通する検出孔３０４を包囲するようにコア３０２が固定されており、そのコア３０２の両端間に位置するようにホール素子３０３が実装されている。これにより、車輌用電流検出装置を簡単に構成できるとともに、小型化を実現でき、さらに組立作業性の向上を図ることもできる。
日本国特開２００１－２７２４２２号公報
　しかしながら、従来の電流検出装置は、下記のような不都合を生じていた。
（１）前述したように、磁束を集めるための磁性体コアを設置するため、バスバーが挿通する孔を開口したコアを設け、その孔にバスバーを挿通させる必要があったこと。
（２）バスバーの形状が複雑であると、上記孔にバスバーを挿通させるのが難しいので孔を大きめに形成する必要があることから、磁性体コアが大型化してしまうこと。
（３）バスバーの形状が複雑であると、材料カットによる廃棄分が多くなり、材料利用効率が悪くなるほか、曲げ加工などの工程増加による生産コストの上昇を免れ得ないこと。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、材料コストを大幅に削減できるとともに、組付けが容易で、電流検出装置の小型化に好適な電流検出装置の組付け構造を提供することにある。
　前述した目的を達成するために、本発明に係る電流検出装置の組付け構造は、下記（１）を特徴としている。
（１）　バスバーと、
　熱溶融可能な合成樹脂材料により成形されてなるセンサ本体と、
　前記センサ本体に設けられた、前記バスバーから発生する磁気を検出する磁気検出素子と、
を備え、
　前記センサ本体を前記バスバー上に載置した際の、該バスバーの上面に面する該センサ本体の下面には、突起部が形成され、
　前記バスバーには、該バスバーを上下方向に貫通する挿入孔が形成され、
　前記センサ本体を前記バスバー上に載置した際に前記挿入孔を貫通した前記突起部の先端部は、熱溶融されることによって、前記挿入孔の周辺部に固着する、
こと。
　上記（１）の電流検出装置の組付け構造では、センサ本体が熱溶融可能な合成樹脂材料からなり、外部から熱を加えることでこれを所定の速度で溶融させることができる。従って、センサ本体の下面に一体に設けられた突起部を、周辺に凸部や凹部等がない長方形の金属板であるバスバーに予め穿設した挿入孔に貫通させながら、バスバーの下方に突出した前記突起部の先端部を熱溶融させ挿入孔の径よりも大きな固着塊部とすることで、この固着塊部付近でバスバーに対しセンサ本体を固着することができる。従って、この固着塊部はその挿入孔周りで、センサ本体とバスバーとを堅固に一体結合する。
　また、上記（１）の構成の電流検出装置の組付け構造によれば、センサ本体とバスバーとの一体化を簡易かつ安価な構成で実現できるとともに、電流検出装置の組付けが容易で、しかも電流検出装置の小型化に好適な電流検出装置の組付け構造を提供することができる。
　本発明の電流検出装置の組付け構造によれば、バスバーの形状を周辺に凹凸がないシンプルな長方形体とすることで、バスバーの材料費の削減と、バスバーのセンサ本体への組付け作業の効率化を図ることができる。さらに、全体として簡易な構成で、組付けが容易で、小型化に適する電流検出装置の組付けを実施できる。
　以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
本発明の実施形態に係る電流検出装置の構成を示す平面図である。 （Ａ）は図１に示す電流検出装置の側面図、（Ｂ）は図１におけるＩ－Ｉ線断面図である。 図２におけるII‐II線断面図である。 （Ａ）は図１に示す電流検出装置のバスバーを示す平面図、（Ｂ）はその正面図である。 図１に示す電流検出装置の分解斜視図である。 センサ本体とバスバーとの溶着結合状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る電流検出装置の組付け方法を示すフローチャートである。 従来の電流検出装置を示す正面図である。 図８の側面図である。
　以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の実施形態に係る電流検出装置の構成を示す平面図である。図２は、図２（Ａ）が図１に示す電流検出装置の側面図、図２（Ｂ）が図１におけるＩ－Ｉ線断面図である。図３は、図２におけるＩＩ－ＩＩ線断面図である。図４は、図４（Ａ）が図１に示す電流検出装置のバスバーを示す平面図、図４（Ｂ）がその縦断面図である。図５は、図１に示す電流検出装置の分解斜視図である。図６は、センサ本体とバスバーとの溶着結合状態を示す断面図である。図７は、本発明の実施形態に係る電流検出装置の組付け方法を示すフローチャートである。
　図１及び図２は本発明に係る電流検出装置の組付け方法によって製造された一実施形態に係る電流検出装置１０を示すものであり、この電流検出装置１０は、車両内に設置されており、バスバー２０と、検出部βを有するセンサ本体３０と、磁気シールド体４０と、を備えている。
　バスバー２０は、一方の端部（図１では左端部）が、車両電装品とバッテリー（いずれも図示せず）とを連結するためのハーネス（図示せず）の一端部に一体に取付けられるとともに、他方の端部（（図１では右端部）がバッテリーのターミナルに一体に取付けられる。本実施形態のバスバー２０は、図１および図４に示すように、両端部側にねじ止め用の孔２１、２２が開口されており、例えば孔２１を利用してバッテリーのターミナル（ショートを避けるために、図示外のマイナス側のターミナルに連結させてある）との間をボルトやねじで止め付けるとともに、孔２２を利用してハーネスの一端部との間をボルトやねじで止め付ける。
　また、本実施形態のバスバー２０には、図４に示すように、ねじ止め用の孔２１、２２間に一対の挿入孔２３Ａ、２３Ｂが、バスバー２０の上面から下面にかけてバスバー２０を上下方向に貫通するよう形成されている。これらの挿入孔２３Ａ、２３Ｂは前記孔２１、２２よりも小径であり、後述のセンサ本体側の突起部が挿入可能なサイズ、形態（通常、丸形）とされる。また、これらの挿入孔２３Ａ、２３Ｂの周辺または内周面を粗面仕上げにしてもよい。この場合には、後述の突起部の挿入孔２３Ａ、２３Ｂに対する熱溶融樹脂の結合度を高めることができる。
　本実施形態のセンサ本体３０は、非磁性であって熱溶着可能な合成樹脂材料により一体成形したものであって、バッテリー寄り（図１では右側）の端部側から、順に、コネクタ連結部α、検出部β、位置決め部γで構成されている。なお、これら３つの構成部分の各両側面を、第１側面３０Ａ、第２側面３０Ｂ、第３側面３０Ｃと呼ぶことにする。
　コネクタ連結部αは、図示外の信号線に取付けてある図示外のコネクタを連結させるためのものであり、本実施形態では周囲四方向が立壁で囲まれた部屋（以下、コネクタ室３１）がメス型コネクタを構成している。なお、この信号線は、後述する検出部βの磁気検出素子５０で検出する磁界の強さに応じた電気信号を図示外の制御ＩＣ部などへ伝達させるためのものであり、特に本発明で必須のものではない。即ち、磁気検出素子５０で得られたセンサ出力を所望の外部回路素子（例えば、本実施形態では制御ＩＣなど）へ取り出すための手段として、これ以外に、例えば直接リード線で外部へ取り出したり、無線で外部へ送信したりするなど各種の構成が可能である。
　検出部βは、周囲四方向を壁で囲まれた磁気室３２内に基板５１を設置しており、この基板５１上に磁気検出素子５０を実装している。この磁気検出素子５０は、バスバー２０を流れる電流Ｉに伴って発生する磁界の強さを検出するものである。例えば、本実施形態では、磁気検出素子５０としてホール効果を利用したホール素子を用いている。このホール素子は、発生する磁界を電気信号に変換して出力するものであり、例えば（バスバー２０を流れる電流Ｉの強さに応じて発生する）磁束密度に比例した出力電圧が各端子（以下、入力端子）５３間に出力される。また、この入力端子５３間に入力された電圧（電気信号）は、コネクタ連結部αのコネクタ室３１に設置した各端子（以下、出力端子）５４に出力される。この出力端子５４は前述したメス型コネクタでの端子を構成している。
　なお、磁気検出素子５０を実装している基板５１は、この基板５１の上部に突出する入力端子５３の先端部とともに、全体が合成樹脂等の絶縁被覆５５によって気密性、水密性を有した状態で被われている。これにより磁気検出素子５０を含む電子回路への湿気の侵入や外部部品等との干渉を回避可能にしている。
　位置決め部γは、電流検出装置１０を設置する車体内での位置決めを行うためのものであり、特に本発明に必須のものではないが、本実施形態では係止縁部３３を図示外の位置決め突起などに当接させることにより、車体などに対して正確に位置決め固定される。
　一方、センサ本体３０の下面（センサ本体３０の底部を形成する面）には一対の突起部２４Ａ、２４Ｂが下方に向けて突設されている。これらの突起部２４Ａ、２４Ｂはそれぞれ前記コネクタ連結部α及び位置決め部γに対応する位置、詳細には前記バスバー２０の挿入孔２３Ａ、２３Ｂの対応する位置に配置されている。これらの突起部２４Ａ、２４Ｂは挿入孔２３Ａ、２３Ｂに挿入可能なサイズ、長さとなっており、サイズは挿入孔２３Ａ、２３Ｂに対し僅かに小さく、長さはバスバー２０の肉厚よりも十分に大きめの、例えば２～３倍程度とされている。
　従って、バスバー２０をセンサ本体３０に対し後述のように組付ける際に、バスバー２０の各挿入孔２３Ａ、２３Ｂに、センサ本体３０の突起部２４Ａ、２４Ｂが、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように挿入可能となる。
　磁気シールド体４０は、適宜の磁性材料、例えば本実施形態の場合には、ばね性を備えた磁性板材などで形成されており、センサ本体３０の検出部β及びバスバー２０の周囲を外から覆うような状態でセンサ本体３０に外装され、これらを磁気シールドする。本実施形態の磁気シールド体４０は、センサ本体３０の検出部βをバスバー２０の下方（外側）から包持させセンサ本体３０の検出部βに一体に固定させるため、図３に示すように、底面４１及びバスバー２０の側方（長手方向）に沿って形成された一対の側壁面４２を備えている。また、この磁気シールド体４０には、側壁面４２の四隅に立爪４２Ａを設けており、これらの立爪４２Ａが第２側面３０Ｂの上端に上から当接する。
　この立爪４２Ａは、予め所定の角度に折られている。立爪４２Ａは、このままの状態でセンサ本体３０に外装させれば、磁気シールド体４０自身が備えたばね性によって側壁面４２間が広がりながら立爪４２Ａがセンサ本体３０の第２側面３０Ｂを通過してその上端に繰り出してきて、上方から当接できる。なお、この立爪４２Ａについては、磁気シールド体４０をセンサ本体３０に外装してから、組み立て作業者が立爪４２Ａを折り曲げるように構成してもよい。
　磁気検出素子５０は、図１に示すバスバー２０での電流Ｉの流れに対して、この電流Ｉの周囲に回るように発生する磁束を検出するものである。このため、磁気検出素子５０は、バスバー２０に流れる電流Ｉの磁束密度を検出する平面方向（つまり、Ｘ－Ｙ面）に配置してあり、バスバー２０の平面に垂直なＺ方向の磁束検出は検出しない。このように、バスバー２０のＸ－Ｙ平面に垂直なＺ方向については、磁気検出素子（ホール素子）５０が磁束を検出しない方向である。このような事情から、磁気検出素子５０は形状的に上部が開いているが、これによって正確な磁気検出を行う際に悪影響をもたらすことはない。
　従って、本実施形態に係る車両内の電流検出装置１０によれば、磁気シールド体４０が設けられており、外部の電磁気的な悪影響を抑えることができ、正確な電流検出が行える。
　例えば、本実施形態に係る車両内の電流検出装置１０を適用する車両システムによっては、磁気検出素子５０として用いているホール素子の周囲に磁界が発生する場合や、近くにリレーやモーターが設置されているような場合がある。これらの場合には、そこで発生する磁界が原因となって正確な磁気検出が行えない可能性がある。また、車両走行時の環境の影響として、地磁気や高圧電線の影響なども考えられる。しかしながら、本実施形態に係る電流検出装置１０によれば、磁気シールド体４０が設けられており、この磁気シールド体４０はこれらの影響でセンサ出力が大きく変動するのを効果的に防止している。
　次に、本実施形態に係る電流検出装置１０の組付け方法について説明する。
　この電流検出装置１０は、嵌着工程Ｓ１と、溶着工程Ｓ２と、外装工程Ｓ３と、バッテリー及びハーネス固定工程Ｓ４とを備えている。なお、本発明の電流検出装置の組付け方法では、バッテリー及びハーネス固定工程については、最初の工程として、バスバー２０の両端側をバッテリー及びハーネスにボルト締めしておくような方法でもよい。
　嵌着工程Ｓ１は、センサ本体３０の下面中央部に一端から他端まで面一で形成してあるバー溝（図２（Ｂ）及び図５参照）３４に、バスバー２０を嵌め込ませる。このとき、センサ本体３０の下面に突出している一対の突起部２４Ａ、２４Ｂを、バスバー２０に形成された挿入孔２３Ａ、２３Ｂにそれぞれ挿入する（図２（Ｂ）参照）。
　溶着工程Ｓ２では、嵌着工程Ｓ１でバスバー２０の挿入孔２３Ａ、２３Ｂに挿入された突起部２４Ａ、２４Ｂのうち、そのバスバー２０の下面から下方へ突出した部分（先端部と称する。）を、レーザ光を用いた加熱手段によって集中的に加熱、溶融させる。この突起部２４Ａ、２４Ｂの溶融時にこの溶融部分をバスバー２０の下面の挿入孔２３Ａ、２３Ｂ周辺に返る（当接する）ように変形させ、続いて加熱を停止して、空冷する。このため、この突起部２４Ａ、２４Ｂの先端部は、バスバー２０の下面側で挿入孔２３Ａ、２３Ｂの内径より大きい固着塊部２４Ｃ、２４Ｄとなり、しかもその挿入孔２３Ａ、２３Ｂの周辺部に密着する。この結果、センサ本体３０の下面にバスバー２０が一体的にかつ強固に固着される。
　かかる突起部２４Ａ、２４Ｂの溶融によるセンサ本体３０とバスバー２０との固着は、従来のように固着部材を別途用意することなく、自動的かつ迅速に実施できる。また、材料をカットしてバスバーに爪を延設する必要がないため、材料の廃棄割合を少なくすることができる。また、樹脂成形される突起部２４Ａ、２４Ｂの挿入孔２３Ａ、２３Ｂに対する位置管理は容易であり、前記固定位置の精度が高く、ガタ付きを発生することもない。
　外装工程Ｓ３は、センサ本体３０の検出部β及びバスバー２０の周囲を外側から覆うような状態で磁気シールド体４０をセンサ本体３０に外装する。これによりセンサ本体３０にバスバー２０及び磁気シールド体４０が一体に固定される。
　バッテリー及びハーネス固定工程Ｓ４は、センサ本体３０及び磁気シールド体４０が一体に固定されているバスバー２０の一端を、バッテリーのターミナル（特に、マイナスのターミナル）にボルトなどで締結するとともに、バスバー２０の他端をハーネスの一端部に螺着させる。
　その後、センサ本体３０のコネクタ連結部αに設けたコネクタ室３１で構成するメス型コネクタに、磁気検出素子５０で検出した電流量を図示外の制御ＩＣへ伝達させるための信号線に取付けてあるコネクタを連結させる。
　従って、本実施形態に係る車両内の電流検出装置１０の組付け構造、方法によれば、バスバー２０が他の部品に組付けられていても、これにセンサ本体３０及び磁気シールド体４０を取付けることが容易である。
　また、本実施形態のように、バスバー形状が単純（略長方形）である場合には、センサ本体３０とバスバー２０とはインサート成形を採用してバスバー２０（またはセンサ本体３０）にセンサ本体３０（またはバスバー２０）を一体に固定させてもよい。また、本発明に係る電流検出装置１０の組付け方法によれば、センサ本体３０とバスバー２０をそれぞれ別々に製造できるので、それぞれ別金型によって小型で量産性の高い電流検出装置が実現できる。
　なお、本発明の電流検出装置は、これらの実施形態のような車両内のシステムの一部としての適用に限定されるものではなく、バスバーを備えたものであれば、各種分野での電流検出装置としての適用が可能である。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、2009年1月19日出願の日本特許出願（特願2009－008809）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１０　電流検出装置
２０　バスバー
２１、２２　孔
２３Ａ，２３Ｂ　挿入孔
２４Ａ，２４Ｂ　突起部
３０　センサ本体
３０Ａ　第１側壁
３０Ｂ　第２側壁
３０Ｃ　第３側壁
３１　コネクタ室（メス型コネクタ）
３４　バー溝
４０　磁気シールド体
４１　底面
４２　側壁面
５０　磁気検出素子（ホール素子）
５１　基板
５３　入力端子
５４　出力端子
α　コネクタ連結部
β　検出部
γ　位置決め部

Claims (1)

  1. 　バスバーと、
    　熱溶融可能な合成樹脂材料により成形されてなるセンサ本体と、
    　前記センサ本体に設けられた、前記バスバーから発生する磁気を検出する磁気検出素子と、
    を備え、
    　前記センサ本体を前記バスバー上に載置した際の、該バスバーの上面に面する該センサ本体の下面には、突起部が形成され、
    　前記バスバーには、該バスバーを上下方向に貫通する挿入孔が形成され、
    　前記センサ本体を前記バスバー上に載置した際に前記挿入孔を貫通した前記突起部の先端部は、熱溶融されることによって、前記挿入孔の周辺部に固着する、
    ことを特徴とする電流検出装置の組付け構造。
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