电流检测装置的制作方法

本发明涉及一种包括汇流条的电流检测装置。

背景技术：

作为传统已知的电流检测装置的一个实例，存在图14至16所示的结构。电流检测装置301包括：汇流条302；印刷电路板330，霍尔元件安装于该印刷电路板330；磁性部件304，该磁性部件304用于集中磁通；和壳体305，该壳体305用于保持这些部件。电流检测装置301以如下检测流经汇流条302的电流值：当电流在汇流条302中流动并且在周围产生磁场时，霍尔元件输出对应于磁场的强度的电压(例如，参见专利文献1)。

电流检测装置301以如下固定汇流条302和磁性部件304：预先将印刷电路板330、汇流条302和磁性部件304依次组装于壳体305，然后热焊接设置在壳体305上的锁止部351和352。

锁止部351是用于固定汇流条302的部分，并且在热焊接之前，如图16中的单点划线所示，形成为具有比以贯通汇流条302的方式形成的圆孔320小的直径的筒状。锁止部351通过贯通圆孔320并且被加热和按压使得末端部变为具有比圆孔320大的直径的形状而固定汇流条302，如图16中的实线所示。

锁止部352是用于固定磁性部件304的部分，并且在热焊接之前，如图16中的单点划线所示，形成为在壳体305的高度方向上延伸的板状。锁止部352被加热并以直角弯曲，从而按压磁性部件304的底板部并且固定磁性部件304。

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开no.2010-164517

技术实现要素：

本发明要解决的问题

因为上述传统的电流检测装置301具有通过锁止部352的热焊接将磁性部件304固定于壳体305的结构，所以需要焊接装置和焊头，导致制造成本的提高。

因此，本发明的目的是提供一种能够降低制造成本的电流检测装置。

解决问题的方案

为了解决以上问题，本发明的电流检测装置包括：板状的汇流条；磁场检测元件，该磁场检测元件用于检测由流经所述汇流条的电流产生的磁场；磁性部件；和壳体，该壳体保持所述汇流条、所述磁场检测元件和所述磁性部件，所述磁性部件包括：平板形状的底板部；和一对直立壁部，该一对直立壁部从所述底板部的两个端部直立，并且被构造为将所述汇流条和所述磁场检测元件定位在其间，所述壳体设置有用于锁止所述磁性部件的锁定臂，并且该锁定臂设置有：臂部，该臂部位于所述直立壁部与所述汇流条之间，并且能够在所述直立壁部的对向方向上弹性变形；和锁定部，该锁定部从所述臂部的末端突出，并且与所述直立壁部卡合，并且通过所述汇流条限制所述臂部向内弯曲。

发明的优点

根据本发明，由于壳体包括用于锁止磁性部件的锁定臂，所以能够消除通过热焊接锁止磁性部件的锁止部，并且因此能够降低电流检测装置的制造成本。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的电流检测装置的立体图；

图2是图1的电流检测装置的从另一个角度观看的立体图；

图3是图1的电流检测装置的从底面侧观看的立体图；

图4是图1的电流检测装置的俯视图；

图5是图1的电流检测装置的后视图；

图6是图1的电流检测装置的前视图；

图7是图1的电流检测装置的分解图；

图8是沿着图1中的线a-a截取的截面图；

图9是图2中的部分b的放大图；

图10是仅示出图9的壳体的视图；

图11是仅示出图4的壳体的俯视图；

图12是图11的壳体的底视图；

图13是用于说明设置在图1的壳体中的锁定臂的构造的视图；

图14是传统的电流检测装置的立体图；

图15是图14的电流检测装置的从底面侧观看的立体图；并且

图16是图15的电流检测装置的分解图。

参考标记列表

1电流检测装置

2汇流条

4磁性部件

5壳体

7锁定臂

31、32磁场检测元件

41底板部

42直立壁部

71臂部

72锁定部

具体实施方式

将参考图1至13描述根据本发明的第一实施例的电流检测装置。

图1至13所示的电流检测装置1是用于检测在车载电源(例如，电池)与电气设备(例如，电机)之间流动的电流的装置。电流检测装置1包括：带状的汇流条2；印刷电路板30，两个磁场检测元件31和32安装于该印刷电路板30；磁性部件4；和壳体5，该壳体5在使这些部件互相绝缘的同时保持这些部件。

在图1至13中，箭头x与汇流条2的宽度方向平行，箭头y与汇流条2的厚度方向平行，并且箭头z与汇流条2的长度方向平行。如图8所示，汇流条2、印刷电路板30和磁性部件4的底板部41(稍后描述)在箭头y的方向上间隔地互相对置布置。并且，汇流条2、印刷电路板30和磁性部件4不互相接触。

在说明书的电流检测装置1中，关于汇流条2，将放置印刷电路板30的一侧定义为上侧，并且将放置底板部41的一侧定义为下侧。并且，说明书中的“上侧”和“下侧”可以不与当使用电流检测装置1时的实际的上侧和下侧一致。

汇流条2由诸如铜或铝这样的导电金属制成。汇流条2的长度方向上的两端具有形成为在该处贯通的、在俯视图中具有圆形的连接孔21和22。汇流条2的形成这些连接孔21、22的两端形成为分别直接地或经由电线等与电源和电气设备电连接。

汇流条2的宽度方向上的两侧端面形成为互相平行。汇流条2的长度方向上的两端面，即汇流条2的在连接孔22侧的端面2a和在连接孔21侧的端面2b，在俯视图中均形成为半圆形状。如图7所示，汇流条2通过从端面2a沿着其长度方向滑动而组装至壳体5。在下文中，将端面2a称为前端面2a，并且将端面2b称为后端面2b。

在说明书的电流检测装置1中，将汇流条2的前端面2a侧定义为前侧，并且将汇流条2的后端面2b侧定义为后侧。此外，在说明书中，“前侧”和“后侧”可以不与当使用电流检测装置1时的实际的前侧和后侧一致。

在汇流条2的前端面2a侧的宽度方向上的两个端部上，设置了在平面图中均具有矩形形状的切口部23。这些切口部23使得壳体5的各个锁止突起8(稍后描述)配合到其中。

印刷电路板30形成为矩形板状。两个磁场检测元件31、32安装在印刷电路板30的同一面(该实施例中的上表面)上。并且，两个磁场检测元件31、32在印刷电路板30的长度方向上带有间隔地布置。另外，多个销状端子33电连接于印刷电路板30。多个销状端子33布置在稍后描述的壳体5的连接器连接部51中。

在本实施例中，磁场检测元件31和32是检测它们所处的磁场的强度的霍尔元件。即，通过在由汇流条2中流动的电流产生的磁场下施加电压，磁场检测元件31、32输出响应于磁场的强度的电压。在本实施例中，使用了相同的磁场检测元件31、32。

磁性部件4由诸如铁这样的铁磁材料制成，并且其磁导率比电流检测装置1的其它部件的磁导率高，并且磁通优先通过。通过压力加工一个板材等而获得磁性部件4，并且磁性部件4一体地包括板状的底板部41和分别从底板部41的宽度方向上的端部竖立的一对直立壁部42。一对直立壁部42将汇流条2和磁场检测元件31、32定位在其间。底板部41以其上表面面对汇流条2的下表面的方式布置。

如图7所示，直立壁部42包括从高度方向上的顶端朝着底板部41延伸的切口部43。因此，直立壁部42被切口部43划分为第一部分44和第二部分45。第一部分44弯曲以面对底板部41。第一部分44的与底板部41垂直的部分被称为“低壁部”，并且由参考标号44a表示。第一部分44的面对底板部41的部分被称为“对置板部”，并且由参考标号44b表示。一对直立壁部42的对置板部44b的末端互相隔开。第二部分45具有比低壁部44a大的高度尺寸(y方向上的尺寸)。在下文中，将第二部分45称为高壁部45。

如图7所示，磁性部件4通过从高壁部45侧沿着底板部41的表面方向滑动而组装至壳体5。

在这样的磁性部件4中，具有c状截面(在箭头z的方向上观看为c状)的闭合部46由底板部41、一对低壁部44a和一对对置板部44b构成，并且具有u状截面(在箭头z的方向上观看为u状)的开口部47由底板部41和一对高壁部45构成。当电流在汇流条2中流动并且产生磁场时，磁通趋向于集中在闭合部46中。此外，与闭合部46相比，在开口部47中，磁通难以集中。因此，闭合部46的内侧具有比开口部47的内侧强的磁场。磁场检测元件31设置在闭合部46的内侧，并且磁场检测元件32设置在开口部47的内侧。

利用这样的布置，当大电流流经汇流条2时，与闭合部46相比，磁场在开口部47处不增强，并且能够通过设置在开口部47处的磁场检测元件32检测大电流。此外，当小电流流经汇流条2时，与开口部47相比，磁场在闭合部46处变强，并且因此，能够通过设置在闭合部46处的磁场检测元件31检测小电流。

即，将电流检测装置1制成为：为了能够使用具有相同配置(可检测的磁通强度的范围是相同的)的磁场检测元件31、32检测宽范围的电流值，通过设计磁性部件4的形状，使得当小电流流动时在闭合部46处的磁通密度和当大电流流动时在开口部47处的磁通密度包括在磁场检测元件31和32的可检测范围中。

壳体5由绝缘合成树脂制成，并且一体地包括板容纳部52、连接器连接部51、磁性部件保持部和汇流条保持部。

板容纳部52形成为向下开口的箱形。如图7中的箭头所示，印刷电路板30从下方容纳在板容纳部52中，并且通过将成型材料填充在板容纳部52中而保持在板容纳部52中。图8中的部分c示出填充成型材料的范围。

连接器连接部51与板容纳部52的前侧的上表面连续，并且形成为向上开口的管状。在连接器连接部51的内侧，布置了多个销状端子33。连接器连接部51连接于适当的连接器，使得向外输出磁场检测元件31和32的测量值。

磁性部件保持部在x方向、y方向和z方向上相对于壳体5保持磁性部件4，从而磁性部件4不向任何方向移动。磁性部件保持部包括：一对抵接面58a，该一对抵接面58a分别抵接高壁部45的切口部43相反侧(前侧)的端面；一对锁定臂7，该一对锁定臂7用于防止磁性部件4的脱落；和一对按压部54a，该一对按压部54a向底板部41侧挤压一对对置板部44b。

如图1、2、11等所示，一对抵接面58a设置有用于将连接器连接部51和板容纳部52定位在其间的一对壁58。并且，各个壁58通过连接部57连接于连接器连接部51和板容纳部52的侧面。

如图4、13等所示，一对锁定臂7分别包括：臂部71，该臂部71布置在直立壁部42与汇流条2之间，并且能够在直立壁部42的对向方向上弹性变形；锁定部72，该锁定部72从臂部71的末端突出并且锁定于直立壁部42；和突部73，该突部73从臂部71突出并且接触汇流条2的宽度方向上的侧端面。

在本实施例中，臂部71由以下构成：延伸的水平部71a，该延伸的水平部71a在箭头z的方向上(后侧)从连接部57形成如悬臂板；和悬垂部71b，该悬垂部71b从水平部71a的中间部下降。锁定部72朝着壳体5的外侧远离连接部57地从水平部71a的末端(后端)突出。在本实施例中，锁定部72锁定在切口部43上。突部73从悬垂部71b的远离水平部71a的下端向壳体5的内侧延伸。

此外，锁定部72设置有与水平部71a形成钝角的接触面72a。接触面72a接触切口部43的内缘部，即，高壁部45的后端的边缘，并且将该边缘向壳体5的宽度方向上的外侧和接触面58a侧(前侧)按压，从而将磁性部件4固定为不在x方向和z方向这两个方向上相对于壳体5移动。

在组装汇流条2之前进行磁性部件4到壳体5的组装。当磁性部件4在组装时滑动时，高壁部45撞击锁定部72，从而使臂部71向壳体5的宽度方向上的内侧弯曲。然后，当高壁部45经过锁定部72并且与接触面58a进行接触时，臂部71的偏转恢复并且锁定部72与切口部43卡合。在该状态下，如上所述，接触面72a接触高壁部45的边缘。

其后，将汇流条2可滑动地插入一对锁定臂7之间，并且将汇流条2组装在壳体5中。当汇流条2可滑动地插入一对锁定臂7之间时，汇流条2撞击突部73，并且稍微扩大一对锁定臂7之间的空间。由此，锁定部72的接触面72a向壳体5的宽度方向上的外侧移动，以可靠地接触高壁部45的边缘。

在磁性部件4和汇流条2组装于壳体5的状态下，汇流条2位于一对锁定臂7之间，并且汇流条2的侧端面与各个锁定臂7的突部73接触，使得限制了臂部71的向内偏转。结果，防止锁定部72释放而使磁性部件4从壳体5脱离。

上述悬垂部71b和突部73不是绝对必要的，并且其可以被构造为使得水平部71a抵接汇流条2的宽度方向上的侧端面。在本实施例中，通过设置悬垂部71b和突部73，能够减小当壳体5在高温环境下热膨胀时水平部71a所遭受的不良影响。

如图5所示，一对按压部54均由从板容纳部52的后侧的上表面竖立的基部54a和在壳体5的宽度方向上从基部54a的上端向外延伸的板部54b构成。按压部54处于中立状态(由图5中的点划线表示)，板部54b与板容纳部52的上表面之间的距离s形成为比对置板部44b的板厚t窄。这样的按压部54通过板部54b将定位在该板部54b与板容纳部52的上表面之间的对置板部44b朝着板容纳部52的上表面侧(即，底板部41侧)按压，从而保持磁性部件4不在y方向上相对于壳体5移动。

汇流条保持部在x方向、y方向和z方向上相对于壳体5保持汇流条2。汇流条保持部包括用于按压汇流条2的下表面和侧端面的八个肋55a、56a、58b、59a以及分别配合在切口部23中的一对锁止突起8。

壳体5包括一对后端壁59和连接一对后端壁59的桥部55，并且肋55a设置在桥部55处，如图3、5、11等所示。

一对后端壁59是分别与面向板容纳部52的宽度方向(箭头x方向)的侧面连续的壁，从该侧面的下端52a进一步向下延伸，并且超过该侧面的后端进一步向后侧延伸。一对后端壁59沿着汇流条2的宽度方向上的两侧端面延伸。

桥部55是将一对后端壁59的后端与下端互相连接的板状部。桥部55位于壳体5的后端处。桥部55沿着汇流条2的连接孔21附近的下表面延伸。

肋55a在箭头z的方向上延伸，并且形成为带有尖顶的三角形截面部。此外，一对肋55a设置在桥部55处。一对肋55a在箭头x的方向上带有间隔地互相平行延伸。如图5所示，一对肋55a与插入在板容纳部52的下端52a与桥部55之间的汇流条2的下表面接触，并且将汇流条2朝着板容纳部52的下端52a按压。

如上所述壳体5包括连接一对壁58的桥部56，并且如图3、6、11等所示，肋56a设置在桥部56处。桥部56位于壳体5的前端处。桥部56沿着连接孔22附近的下表面延伸。

像上述肋55a一样，肋56a在箭头z的方向上延伸，并且具有带有尖顶的三角形截面部。此外，一对肋56a设置在桥部56处。一对肋56a在箭头x的方向上带有间隔地互相平行延伸。如图6所示，肋56a与插入在板容纳部52的下端52a与桥部56之间的汇流条2的下表面产生接触，从而向板容纳部52的下端52a侧按压汇流条2。

上述一对壁58比在板容纳部52的宽度方向上对置的侧面的下端52a更加向下延伸。一对壁58的下端沿着汇流条2的宽度方向上的两个侧缘延伸。如图12所示，肋58b逐个设置在一对壁58的下端部处。

肋58b在箭头y的方向上延伸，并且形成为带有尖顶的三角形截面部。一对肋58b分别与汇流条2的宽度方向上的两个端面接触，并且按压汇流条2。此外，当将汇流条2组装至壳体5时，汇流条2在压挤一对肋58b的顶部的同时在该一对肋58b之间穿过。

如图12所示，肋59a逐个设置在一对后端壁59的各个下端部处。

像上述肋58b一样，肋59a在箭头y的方向上延伸，并且具有带有尖顶的三角形截面部。一对肋59a分别接触汇流条2的宽度方向上的两个端面，从而按压汇流条2。此外，在组装至壳体5时，汇流条2在压挤一对肋59a的顶部的同时在该一对肋59a之间穿过。

如图11所示，一对锁止突起8设置在桥部56处。另外，一对锁止突起8设置在上述肋56a的在箭头x的方向上的外侧。如图9至10所示，锁止突起8形成为在其配合到汇流条2的切口部23内的矩形本体上具有锥状面80的这种形状。

在锁止突起8的后端部处，设置了锥状面80以提高在将汇流条2组装至壳体5时的汇流条2的可插入性。锥状面80以切掉锁止突起8的四个角部之中的后端的内侧的角部的方式形成。锥状面80在俯视图中是三角形形状的面，并且具有三个边82、83和84。

边82定位在锁止突起8的内侧面8d上，并且在随着从后端面8b朝着前端面8c行进而接近上表面8a的方向上倾斜。边83定位在锁止突起8的后端面8b上，并且在随着从内侧面8d朝着外侧面8e行进而接近上表面8a的方向上倾斜。边84定位在锁止突起8的上表面8a上，并且随着从外侧面8e指向内侧面8d而接近前端面8c。即，锥状面80在随着从后端面8b向前端面8c侧行进而接近上表面8a的方向上倾斜，并且还在随着从内侧面8d朝着外侧面8e行进而接近上表面8a的方向上倾斜。

当将汇流条2组装至壳体5时，前端面2a在锥状面80上滑动，并且随着下推锁止突起8而向前滑动。此时，因为汇流条2的前端面2a在俯视图中形成为圆形，即汇流条2的前端面2a具有倒角，所以前端面2a以不抵接锁止突起8的后端面8b的方式撞击锥状面80，并且在锁止突起8上平滑地移动。然后，一旦切口部23到达锁止突起8，被下推的锁止突起8返回其初始高度并且配合到切口部23内。结果，防止汇流条2在箭头z的方向上脱落。并且，在锁止突起8配合在切口部23中的状态下，在锁止突起8的后端外侧的角部81的附近确保了切口部23的接合余量，使得能够防止汇流条2向前侧移动。

此外，如图5、6和8所示，在板容纳部52的长度方向(箭头z的方向)上面对的前端面和后端面的下端52a分别设置有切口部53a、53b。这些切口部53a、53b与汇流条2的上表面形成间隙。间隙用作板容纳部52的通气孔，并且板容纳部52中的包含湿气的空气从该间隙排出，从而防止板容纳部52内的结露。

在将磁性部件4固定至壳体5时，上述电流检测装置1不具有热焊接的位置，并且能够仅通过利用一对锁定臂7与一对按压部5的组装而将磁性部件4固定至壳体5。因此，不再需要焊接装置，能够降低制造成本。另外，能够减少组装工时。

需要注意的是，上述实施例仅示出了本发明的代表性形态，本发明不限于该实施例。即，能够在不背离本发明的主旨的范围内做出各种修改。只要能够通过这样的变形实现本发明的构造，则不用说，该变形包括在本发明的范围中。