电流检测装置制造方法
电流检测装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于，在电流检测装置中，能够采用在与母线的宽度的关系中比较小的磁性体芯而使装置小型化，并且能够防止母线的过度发热以及电流的检测精度的恶化。电流检测装置(1)具备通过对由磁性材料构成的粉体进行烧结而成形的磁性体芯(10)和电流检测用母线(30)。电流检测用母线(30)是形成有贯通部(31)和端子部(32)的导体，其中，所述贯通部(31)沿电流通过的第一方向贯通磁性体芯(10)的中空部(11)，所述端子部(32)与该贯通部(31)在第一方向的两侧分别相连。端子部(32)的宽度D5比中空部(11)的最大宽度D3大，贯通部(31)的剖面的轮廓的最小宽度D4比端子部(32)的厚度D6大。磁性体芯(10)、电流检测用母线(30)和霍尔元件(20)由绝缘筐体(40)保持成彼此不接触的状态。
【专利说明】电流检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及检测在母线流过的电流的电流检测装置。
【背景技术】
[0002]在混合动力机动车或电动机动车等车辆中，大多搭载有检测在与电池连接的母线流过的电流的电流检测装置。而且，作为这样的电流检测装置，存在采用磁比例式的电流检测装置或者磁平衡式的电流检测装置的情况。
[0003]磁比例式或磁平衡式的电流检测装置例如如专利文献1、专利文献2和专利文献3所示地，具备磁性体芯和磁电变换元件。磁性体芯为两端隔着间隙部相对并围着供母线贯通的中空部的周围而连续地形成的大致环状的磁性体。磁性体的中空部是供被检测电流通过的空间(电流检测空间)。
[0004]而且，在现有的电流检测装置中，磁性体芯具有利用粘接剂层叠大致环状且由磁性材料构成的多个薄板状部件而成的结构。以下，将具有这样的结构的磁性体芯称为层叠式的磁性体芯。
[0005]而且，磁电变换元件为如下元件:配置在磁性体芯的间隙部，检测与在贯通中空部地配置的母线流过的电流对应地变化的磁通，并将磁通的检测信号作为电信号输出。作为磁电变换元件，通常采用霍尔元件。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开平10-104279号公报
[0009]专利文献2:日本特开2006-166528号公报
[0010]专利文献3:日本特开2009-58451号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]然而，在现有的电流检测装置中，平板状的母线插通磁性体芯的中空部，因此磁性体芯的中空部的最大宽度(直径)需要形成为比母线的宽度大的大小。另一方面，在电动机动车和混合动力机动车等中，随着流过母线的电流的增大，为了防止母线过度发热，正在采用宽度大的母线。
[0013]因此，现有的电流检测装置的母线的宽度越宽，则越是需要与母线的宽度成比例的大小的磁性体芯，存在装置的设置空间变大的问题。特别是在磁性体芯为圆环状、椭圆环状或者纵向尺寸与横向尺寸的比为I或接近I的矩形环状的情况下，母线的宽度越大，则磁性体芯的中空部的浪费的空间越是增大。而且，在采用仅配置于磁性体芯的中空部的部分收缩得较细的母线的情况下，会产生收缩得较细的部分过度地发热的问题。
[0014]而且，层叠式的磁性体芯容易产生由多个板状部件的位置关系误差和粘接层的尺寸误差等导致的尺寸误差。因此，包含层叠式的磁性体芯的现有的电流检测装置具有容易产生由磁性体芯的尺寸误差引起的电流的检测误差的问题。而且，磁性体芯的尺寸越小，则磁性体芯的尺寸误差的影响越大，电流的检测精度的恶化越是显著。
[0015]本发明的目的在于，在检测流过母线的电流的电流检测装置中，能够在与母线的宽度的关系中采用比较小的磁性体芯而使装置小型化，并且能够防止母线的过度发热以及电流的检测精度的恶化。
[0016]用于解决课题的手段
[0017]本发明的电流检测装置为检测流过母线的电流的装置，其具备以下所述的各构成要素。
[0018](I)第一构成要素为磁性体芯，其是通过对由磁性材料构成的粉体进行烧结而成形的部件，两端隔着间隙部相对，并且包围中空部的周围而连续地形成。
[0019](2)第二构成要素为磁电变换元件，配置在磁性体芯的间隙部，检测与在磁性体芯的中空部通过的电流对应地变化的磁通。
[0020](3)第三构成要素为电流检测用母线，由形成有贯通部和端子部的导体构成，其中，所述贯通部贯通磁性体芯的中空部，所述端子部与该贯通部在贯通中空部的方向的两侧分别相连，并与电流传送路径的前段和后段各自的连接端连结，端子部的宽度形成为比中空部的宽度大。
[0021]而且，优选的是，在本发明的电流检测装置中，电流检测用母线的贯通部的剖面形状为与磁性体芯的中空部的轮廓形状相似的形状。
[0022]而且，本发明的电流检测装置具有下面的(3-1)所示的结构。
[0023](3-1)在电流检测用母线中，至少一个端子部为平板状，贯通部的剖面的轮廓的最小宽度形成为比平板状的端子部的厚度大。
[0024]而且，本发明的电流检测装置具有下面的(3-2)、(3-3)和(3_4)的任意一项所示的结构。
[0025](3-2)电流检测用母线具有(3-1)所示的结构，并且是具有通过冲压加工将贯通磁性体芯的中空部的金属部件的两端部分中的至少一端压溃成宽度比其他部分宽的平板状的结构的部件，被压溃成平板状的部分构成端子部。
[0026](3-3)电流检测用母线是具有通过镦锻加工将贯通磁性体芯的中空部的杆状的金属部件的两端部分中的至少一端而加工成比其他部分粗的结构的部件，被加工得粗的部分构成端子部。
[0027](3-4)电流检测用母线具有(3-1)所示的结构，并且是具有将平板状的金属部件的一部分沿在其两侧形成的切口折返的结构的部件，折返的部分构成贯通部，折返的部分的两侧的平板状的部分构成端子部。
[0028]而且，在具有(3-4)所示的结构的电流检测用母线中，折返的部分形成于偏向端子部的宽度方向的一端侧的位置。
[0029]而且，本发明的电流检测装置还具备下述构成要素。
[0030](4)第四构成要素为绝缘筐体，由绝缘体构成，在电流检测用母线的端子部和与磁电变换元件电连接的连接器露出到外部的状态下，覆盖磁性体芯、电流检测用母线的贯通部及磁电变换元件，并且将磁性体芯、贯通中空部的电流检测用母线及配置在间隙部的磁电变换元件保持成彼此互不接触的状态。[0031]发明效果
[0032]以下，在本发明的电流检测装置中，将电流检测用母线贯通磁性体芯的中空部的方向(电流通过方向)称为第一方向。而且，将电流检测用母线的与贯通磁性体芯的中空部的贯通部的前后相连的端子部的宽度方向和厚度方向分别称为第二方向和第三方向。
[0033]在本发明的电流检测装置所具备的的电流检测用母线中，贯通磁性体芯的中空部的贯通部与跟其前后相连的端子部相比，剖面的轮廓的最大宽度形成为比端子部的宽度(最大宽度)小。即，贯通部的剖面的轮廓形状具有相对于端子部在第二方向上收缩的形状。其结果是，能够采用在与母线的宽度的关系中比较小的磁性体芯，能够避免包括磁性体芯的整个装置的大型化。而且，由于电流检测用母线的两端部为端子部，因此能够在后来相对于预先铺设的前段和后段的母线连结贯通磁性体芯的中空部的状态的电流检测用母线。
[0034]而且，在电流检测用母线中，贯通磁性体芯的中空部的中央部分(贯通部)能够采用圆杆或方杆等杆状或筒状等平板状以外的形状。由此，该贯通部与平板状的母线相比，能够在其最大宽度比磁性体芯的中空部的宽度小的制约下以更大的剖面面积形成。因此，即使是在采用比较小的磁性体芯的情况下，也能够防止电流检测用母线的过度发热。
[0035]并且，在本发明的电流检测装置中，磁性体芯为通过对由磁性材料构成的粉体进行烧结而成形的部件。烧结式的磁性体芯与层叠式的磁性体芯不同，即使是在小型化的情况下也不易产生尺寸误差。因此，本发明的电流检测装置不易产生因磁性体芯的尺寸误差引起的电流的检测误差。并且，烧结式的磁性体芯与层叠式的磁性体芯相比，在能够减少制造的工时以及成本的方面也是优秀的。
[0036]而且，若电流检测用母线的贯通部的剖面形状为与磁性体芯的中空部的轮廓形状相似的形状，则能够使贯通部与磁性体芯的空隙更小。其结果是，能够通过采用更小的磁性体芯而实现装置的小型化。
[0037]而且，在电流检测用母线中，若贯通部的剖面的轮廓的最小宽度形成为比平板状的端子部的厚度(最小宽度)大，则贯通部的导体的剖面面积与端子部的导体的剖面面积相比不会大幅度减小。其结果是，能够防止贯通部的过度发热。
[0038]而且，若电流检测用母线是具有将贯通磁性体芯的中空部的金属部件的端部压溃成平板状的结构的部件，则在将非平板状的金属部件插入磁性体芯的中空部后，能够制造宽度比中空部宽的平板状的端子部。因此，能够容易地制造出贯通部的剖面的宽度(直径)形成为比磁性体芯的两端的间隔(间隙部的高度)大的电流检测用母线。另外，作为非平板状的金属部件，考虑杆状的金属部件或者筒状的金属部件。
[0039]而且，若电流检测用母线是具有通过镦锻加工将贯通磁性体芯的中空部的杆状的金属部件的端部加工成比其他部分粗的结构的部件，则在将杆状的金属部件插入磁性体芯的中空部后，能够制造比中空部粗的端子部。因此，能够容易地制造出贯通部的剖面的宽度(直径)形成为比磁性体芯的两端的间隔(间隙部的高度)大的电流检测用母线。而且，被加工得粗的部分通过形成螺纹孔而成为与前后的母线连结的端子部。
[0040]而且，若电流检测用母线是具有将平板状的金属部件的一部分沿在其两侧形成的切口折返的结构的部件，则能够容易地制造电流检测用母线。在该情况下，优选折返的部分形成于偏向端子部的宽度方向的一端侧的位置。在该情况下，即使是在贯通部的剖面的轮廓的最小宽度形成为比磁性体芯的间隙部的高度大的情况下，也能够将电流检测用母线的贯通部插入磁性体芯的中空部。其详细内容将后述。
[0041]而且，在本发明的电流检测装置中，由覆盖应露出的部分以外的部分的绝缘筐体将磁性体芯、电流检测用母线及磁电变换元件保持成预定的位置关系，从而对预先铺设的母线安装电流检测装置的作业变得容易。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1是本发明的实施方式的电流检测装置I的分解立体图。
[0043]图2是电流检测装置I所具备的电流检测用母线30的三视图。
[0044]图3是示意性地示出电流检测用母线30的制造工序的立体图。
[0045]图4是电流检测装置I的俯视图。
[0046]图5是示意性地示出电流检测装置I与预先铺设的母线连结的状态的立体图。
[0047]图6是电流检测装置I可采用的第一应用例的电流检测用母线30A的三视图。
[0048]图7是作为电流检测用母线30A的原料的部件的俯视图。
[0049]图8是电流检测装置I可采用的第二应用例的电流检测用母线30B的三视图。
[0050]图9是作为电流检测用母线30B的原料的部件的俯视图。
[0051]图10是示出电流检测用母线30B插入到磁性体芯的中空部的状态的图。
[0052]图11是电流检测装置I可采用的第三应用例的电流检测用母线30C和磁性体芯的立体图。
[0053]图12是电流检测装置I可采用的第四应用例的电流检测用母线30D和磁性体芯的立体图。
[0054]图13是示意性地示出电流检测用母线30D的制造工序的剖视图。
[0055]图14是电流检测装置I可采用的第五应用例的电流检测用母线30E和磁性体芯的立体图。
[0056]图15是示意性地示出电流检测装置I可采用的第六应用例的电流检测用母线的制造工序的立体图。
【具体实施方式】
[0057]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。以下的实施方式是将本发明具体化了的一例，并不是限定本发明的技术范围的事例。
[0058]首先，参照图1?图4说明本发明的实施方式的电流检测装置I的结构。另外，图2(a)为俯视图，图2(b)为侧视图，图2(c)为主视图。电流检测装置I为在电动机动车或者混合动力机动车等中检测流经将电池和马达等设备电连接的母线的电流的装置。如图1所示，电流检测装置I具备磁性体芯10、霍尔元件20、电流检测用母线30、绝缘筐体40以及电子基板50。
[0059]<磁性体芯>
[0060]磁性体芯10是通过对由坡莫合金(permalloy)、铁氧体或娃钢等磁性材料构成的粉体进行烧结而成形的部件(磁性体)。即，磁性体芯10是将由磁性材料构成的固体粉末的集合体在砂箱内压缩，并以比该磁性体材料的熔点低的温度进行加热而固化并成形的部件。[0061]而且，磁性体芯10具有两端隔着数毫米左右的间隙部12相对并包围中空部11的周围而连续地形成的形状。即，磁性体芯10具有狭窄的间隙部12而形成为大致环状。本实施方式中的磁性体芯10形成为包围圆形的中空部11的圆环状。
[0062]<霍尔元件(磁电变换元件)>
[0063]霍尔元件20是配置在磁性体芯10的间隙部12，检测与在磁性体芯10的中空部11通过的电流对应地变化的磁通，并将磁通的检测信号作为电信号输出的磁电变换元件的一例。
[0064]<电子基板>
[0065]电子基板50是安装有与霍尔元件20的端子21连接的电路和将该电路与外部的其他电路连接的连接器51的基板。因而，连接器51相对于霍尔元件20电连接。安装在电子基板50的电路例如是使从霍尔元件20输出的磁通的检测信号增幅的电路等。霍尔元件20经由包括连接器51的电子基板50与外部的电路连接。
[0066]<电流检测用母线>
[0067]电流检测用母线30是由铜等金属构成的导电体，是将电池与电装设备电连接的母线的一部分。即，在电流检测用母线30流过作为检测对象的电流。而且，电流检测用母线30是与相对于电池预先连接的电池侧的母线和相对于电装设备预先连接的设备侧的母线独立的部件。并且，电流检测用母线30的两端与预先铺设的前段和后段的其他母线(电池侧的母线和设备侧的母线)连结。电流检测用母线30和与其连结的前段和后段的其他母线形成从电池到电装设备的电流传送路径。另外，其他母线的端部为电流传送路径中的电流检测用母线30的前段和后段的导体的连接端的一例。
[0068]如图1所示，电流检测用母线30由对贯通磁性体芯10的中空部11的杆状的导体的两端部分实施加工而成的部件构成。在电流检测用母线30中，加工过的两端部分为与电流传送路径的前段和后段各自的连接端连结的端子部32。S卩，电流检测用母线30是大致由具有杆状的贯通部31和端子部32的导体构成的部件，其中，所述贯通部31在中央部分占据一定范围，所述端子部32与该贯通部31在贯通中空部11的方向的两侧分别相连而成。
[0069]贯通部31是沿电流通过方向贯通磁性体芯10的中空部11的部分。电流通过方向为磁性体芯10的厚度方向，是将环状的磁性体芯10看成筒的情况下的该筒的轴心方向，并且是与环状的磁性体芯10所形成的面正交的方向。在各图中，将电流通过方向记做X轴方向。在以下的说明中，将电流通过方向(X轴方向)称为第一方向。
[0070]本实施方式中的端子部32为平板状的端子部32a。而且，电流检测用母线30中的贯通部31例如形成为圆柱状或椭圆柱状等杆状。在各图中，将平板状的端子部32a的宽度方向和厚度方向分别记做Y轴方向和Z轴方向。在以下的说明中，将平板状的端子部32a的宽度方向(Y轴方向)和厚度方向(Z轴方向)分别称为第二方向和第三方向。
[0071]图3是示意性地示出电流检测用母线30的制造工序的立体图。电流检测用母线30具有对杆状的金属部件30X的两端部分实施加工而成的结构。杆状的金属部件30X的剖面的轮廓的最小宽度形成为比磁性体芯10的两端的间隔即间隙高度D2大。由于图3所示的金属部件30X为圆柱状，因此金属部件30X的剖面的轮廓的最小宽度为金属部件30X的直径。
[0072]更为具体地来说，电流检测用母线30是具有通过采用冲压机60等的冲压加工将贯通磁性体芯10的中空部11的杆状的金属部件30X的两端的一定范围的部分压溃成平板状的结构的部件。此时，在使杆状的金属部件30X插通磁性体芯10的中空部11后，将杆状的金属部件30X的两端中的至少一端冲压加工成平板状。
[0073]S卩，在制造电流检测装置I的工序中，制造电流检测用母线30的工序例如按照以下的步骤执行。[I]首先，执行贯通工序，使杆状的金属部件30X贯通磁性体芯10的中空部11。[2]接着，执行第一冲压工序，利用冲压机60等将杆状的金属部件30X的一个端部压溃成比其他部分宽度宽的平板状。[3]最后，执行第二冲压工序，利用冲压机60等将杆状的金属部件30X的另一个端部压溃成比其他部分宽度宽的平板状。
[0074]在上述制造工序中，在进行[2]第一冲压工序和[3]第二冲压工序中的一方或双方之前执行[I]贯通工序即可。例如，可以首先进行[I]贯通工序，接着同时进行[2]第一冲压工序和[3]第二冲压工序。此外，也可以首先进行[2]第一冲压工序，接着进行[I]贯通工序，最后进行[3]第二冲压工序。
[0075]并且，被压溃成平板状的两端的部分构成电流检测用母线30的平板状的端子部32a，它们之间的杆状的部分构成电流检测用母线30的贯通部31。
[0076]图3所示的金属部件30X为圆柱状的部件，通过这样的金属部件30X的两端的加工而制造的电流检测用母线30的贯通部31为圆柱状。另外，也可以考虑杆状的金属部件30X是剖面为椭圆的椭圆杆状或者剖面为矩形的方杆状。而且，也可以考虑杆状的金属部件30X是剖面为四边形以外的多边形的杆状。
[0077]优选的是，金属部件30X的剖面形状，即贯通部31的剖面形状为与磁性体芯10的中空部11的轮廓形状相似的形状。例如,设N为3以上的整数，在磁性体芯10的中空部11的轮廓形状为正N边形的情况下，优选金属部件30X的形状为正N棱柱。而且，在磁性体芯10的中空部11的轮廓形状为圆形的情况下，优选金属部件30X的形状为圆柱。而且，在磁性体芯10的中空部11的轮廓形状为长轴与短轴的比为R的椭圆形的情况下，优选金属部件30X的形状为剖面中长轴与短轴的比为R的椭圆柱。
[0078]在电流检测用母线30中，平板状的端子部32a的宽度D5形成为比中空部11的直径Dl (最大宽度)大。而且，贯通部31的剖面的轮廓的最小宽度D4形成为比平板状的端子部32a的厚度D6大。S卩，贯通部31的剖面的轮廓的纵向尺寸和横向尺寸的比相对于平板状的端子部32的剖面的纵向尺寸和横向尺寸的比而言更接近I。另外，在贯通部31为圆柱状的情况下，贯通部31的剖面的轮廓的最小宽度D4与最大宽度D3相同。而且，比接近I的情况中包括比为I的情况。
[0079]而且，在电流检测用母线30中，贯通部31的剖面的轮廓的最小宽度D4形成为比磁性体芯10的两端的间隔即间隙高度D2大。而且，如上所述，平板状的端子部32a的宽度D5比磁性体芯10的中空部11的直径Dl (最大宽度)大。因此，无法对预先制造的电流检测用母线30的贯通部31安装磁性体芯10。因此在制造了磁性体芯10和贯通该磁性体芯10的中空部11的状态的电流检测用母线30的组件后，将电流检测用母线30与前段和后段的其他母线连接。
[0080]因此，在平板状的端子部32a形成螺纹紧固用的贯通孔32Z，由此，将平板状的端子部32a通过螺钉与前段和后段的其他母线连结。图5是示意性地示出将电流检测装置I的平板状的端子部32a与预先铺设的前段和后段的其他母线9通过螺钉8连结的状态的立体图。
[0081]另外，在图5中，为了方便起见，省略了绝缘筐体40的记载。如图5所示，其他母线9的与平板状的端子部32a连结的连接端例如具备作为端子台的结构，并且形成有螺纹紧固用的孔9A。另外，电流检测用母线30的端子部32除了形成有螺纹紧固用的贯通孔32Z的平板状的端子部32a之外，也可以考虑具有与其他母线9的嵌合机构等其他结构。
[0082]<绝缘筐体>
[0083]绝缘筐体40由绝缘体构成，是保持磁性体芯10、霍尔元件20、电流检测用母线30和电子基板50的部件，其包括主体外壳41和安装于主体外壳41的盖部件42。主体外壳41和盖部件42各自是例如由聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或者ABS树脂等绝缘性的树脂构成的一体成形部件。
[0084]主体外壳41形成为具有开口部的箱状，盖部件42通过被安装在主体外壳41而堵塞主体外壳41的开口部。在主体外壳41形成有在其内侧的面突出的第一保持部43和第二保持部44。并且，主体外壳41通过第一保持部43和第二保持部44将磁性体芯10、贯通中空部11的电流检测用母线30及配置于间隙部12的霍尔元件20保持成彼此互不接触的状态。
[0085]更为具体地来说，第一保持部43通过嵌入到磁性体芯10与贯通其中空部11的电流检测用母线30的贯通部31之间的空隙中，将磁性体芯10和电流检测用母线30保持成彼此不接触的状态。而且，第二保持部44通过嵌入到磁性体芯10与配置在其间隙部12的霍尔元件20之间的空隙中，将磁性体芯10与霍尔元件20保持成彼此不接触的状态。
[0086]而且，在主体外壳41和盖部件42形成有供电流检测用母线30的两端的端子部32从内侧向外侧插入的狭缝状的端子部通过孔45。在使贯通磁性体芯10的中空部11的电流检测用母线30的一个端子部32通过主体外壳41的端子部通过孔45的状态下，主体外壳41的第一保持部43和第二保持部44保持磁性体芯10、霍尔元件20以及电流检测用母线30。
[0087]而且，盖部件42以夹着电子基板50堵住主体外壳41的开口部的方式安装于保持磁性体芯10、霍尔元件20和电流检测用母线30的主体外壳41。此时，电流检测用母线30的另一个端子部32从内侧向外侧通过盖部件42的端子部通过孔45。而且，电子基板50被夹在主体外壳41与盖部件42之间，由此，安装在电子基板50的连接器51以嵌入在主体外壳41形成的缺口部46的状态被保持。
[0088]并且，在主体外壳41和盖部件42设有将它们以组合状态保持的锁定机构47、48。图1所示的锁定机构47、48具备向主体外壳41的侧面突出形成的爪部47和在盖部件42的侧方形成的环状的框部48。通过使主体外壳41的爪部47嵌入盖部件42的框部48所形成的孔，主体外壳41和盖部件42被以组合状态保持。
[0089]图4是将主体外壳41与盖部件42组合起来的状态下的电流检测装置I的俯视图。如图4所示，主体外壳41与盖部件42 (绝缘筐体40)在电流检测用母线30的端子部32的形成有贯通孔32Z的部分(端子部)和电子基板50的连接器51露出到外部的状态下，覆盖并保持磁性体芯10、电流检测用母线30的贯通部31及霍尔元件20。
[0090]< 效果 >
[0091]在以上所示的电流检测装置I的电流检测用母线30中，贯通部31形成为剖面的轮廓的最大宽度D3比端子部的宽度D5(最大宽度)小。S卩，贯通部31的剖面的轮廓形状具有相对于端子部32在第二方向上收缩的形状。其结果是，在电流检测装置I中，能够采用在与前段和后段的其他母线的宽度相关的关系中比较小的磁性体芯10，能够使包括磁性体芯10的整个装置小型化。
[0092]而且，在电流检测用母线30中，贯通磁性体芯10的中空部11的贯通部31形成为圆杆或方杆等平板状以外的形状。由此，该贯通部31与平板状的母线相比，能够在其最大宽度比磁性体芯10的中空部11的直径Dl (宽度)小的制约下以更大的剖面面积形成。因此，即使是在采用比较小的磁性体芯10的情况下，也能够防止电流检测用母线30的过度发热。
[0093]而且，若电流检测用母线30的贯通部31的剖面形状为与磁性体芯10的中空部11的轮廓形状相似的形状，则能够使贯通部31与磁性体芯10的空隙更小。其结果是，能够通过采用更小的磁性体芯10而实现装置的小型化。
[0094]并且，在电流检测用母线30中，贯通部31的剖面形状形成为其最小宽度D4比端子部32的厚度D6(最小宽度)大。并且，在具有将杆状的金属部件30X的两端压溃成平板状的结构的电流检测用母线30中，贯通部31的导体的剖面面积在端子部32的导体的剖面面积以上。因此，能够防止贯通部31的过度发热。另外，端子部32是与其压接的连结用的螺钉8和其他母线9加在一起的整体中热容量较大的部分，因此不会产生因孔32Y的存在而导致发热的问题。
[0095]而且，在具有将杆状的金属部件30X的两端部分压溃成平板状的结构的电流检测用母线30中，在将杆状的金属部件30X插入磁性体芯10的中空部11后，能够制造宽度比中空部11的宽度Dl宽的平板状的端子部32。S卩，不必使贯通部31通过磁性体芯10的间隙部12。因此，能够容易地制造出杆状的贯通部31的剖面的宽度D3(直径)形成为比磁性体芯10的间隙高度D2大的电流检测用母线30。
[0096]另外，为了提高电流的检测灵敏度，优选减小间隙高度D2，减小配置于间隙部12的霍尔元件20与磁性体芯10的两端的空隙。
[0097]而且，在电流检测装置I中，磁性体芯10、霍尔元件20和电流检测用母线30由覆盖除了应露出的部分即端子部32的贯通孔32Z的部分(端子部)和连接器51以外的绝缘筐体40保持成预定的位置关系。由此，对预先铺设的母线9安装电流检测装置I的作业变得容易。
[0098]而且，在电流检测装置I中，磁性体芯10为通过对由磁性材料构成的粉体进行烧结而成形的部件。烧结式的磁性体芯10与层叠式的磁性体芯不同，即使是在小型化的情况下也不易产生尺寸误差。因此，电流检测装置I不易产生因磁性体芯10的尺寸误差引起的电流的检测误差。并且，烧结式的磁性体芯10与层叠式的磁性体芯相比，在能够减少制造的工时以及成本的方面也是优秀的。
[0099]<电流检测用母线(第一应用例)>
[0100]接下来，参照图6和图7说明电流检测装置I可采用的第一应用例的电流检测用母线30A。图6是电流检测用母线30A的三视图。而且，图7是作为电流检测用母线30A的原料的平板状的金属部件30Y的俯视图。另外，在图6中，与电流检测用母线30组合的磁性体芯10由假想线(双点划线)示出。而且，图6 (a)为俯视图，图6(b)为侧视图，图6(c)为主视图。
[0101]在图6和图7中，对与图1?图5所示的构成要素相同的构成要素标以相同的参照标号。以下，仅对电流检测用母线30A的与电流检测用母线30的不同点进行说明。
[0102]电流检测用母线30A也与电流检测用母线30同样地，是由形成有贯通部31A和平板状的端子部32a的导体构成的部件，其中，所述贯通部31A沿第一方向(X轴方向)贯通磁性体芯10的中空部11，所述端子部32a与该贯通部31A在第一方向的两侧分别相连。
[0103]在电流检测用母线30A中，端子部32a的宽度D5也形成为比中空部11的直径Dl (最大宽度)大。而且，贯通部31A的剖面的轮廓的最小宽度D4也形成为比端子部32a的厚度D6大。
[0104]另一方面，在电流检测用母线30A中，贯通部3IA的剖面的轮廓的最小宽度D4形成为比磁性体芯10的两端的间隔即间隙高度D2小。因此，能够将磁性体芯10通过其间隙部12安装到预先制造的电流检测用母线30A的贯通部31。
[0105]电流检测用母线30A是具有下述结构的部件:平板状的金属部件30Y的一部分31Y沿在该一部分31Y的第一方向(X轴方向)的两侧形成的切口 34从第二方向(Y轴方向)的两侧折返。
[0106]金属部件30Y的切口 34在一部分31Y的第一方向(X轴方向)的两侧从第二方向(Y轴方向)的两端朝向内侧形成。并且，折返的一部分31Y构成电流检测用母线30A的贯通部31A，折返的一部分31Y的两侧的部分构成端子部32a。这样的电流检测用母线30A易于制造。
[0107]在电流检测用母线30A中，贯通部3IA的剖面的轮廓形状也具有相对于端子部32a在第二方向(Y轴方向)上收缩的形状。其结果是，在电流检测装置I中，即使是在采用电流检测用母线30A的情况下，也能够采用在与母线的宽度的关系中比较小的磁性体芯10，能够避免包括磁性体芯10的整个装置的大型化。
[0108]并且，在电流检测用母线30A中，贯通部31A的剖面的轮廓形状形成为最小宽度D4比端子部32a的厚度D6(最小宽度)大。由此，贯通部31A的导体的剖面面积与端子部32a的导体的剖面面积相比不会大幅减小。特别地，在具有将平板状的金属部件30Y的一部分折返的结构的电流检测用母线30A中，贯通部31A的导体的剖面面积与端子部32a的导体的剖面面积相同。
[0109]不过，在电流检测用母线30A中，对于贯通部31A与端子部32a之间形成切口 34的部分，导体的剖面面积比其前后的部分的导体的剖面面积小。然而，实验的结果是，在切口 34的宽度非常窄的情况下，形成切口 34的部分的阻抗的增大很小，小到作为电流检测用母线30A整体来说基本可以忽略的程度。因此，在电流检测用母线30A中，在形成宽度非常窄的切口 34的情况下，能够防止贯通部31的过度发热。
[0110]<电流检测用母线(第二应用例)>
[0111]接下来，参照图8?图10说明电流检测装置I可采用的第二应用例的电流检测用母线30B。图8是电流检测用母线30B的三视图。而且，图9是作为电流检测用母线30B的原料的平板状的金属部件30Z的俯视图。而且，图10是示出电流检测用母线30B插入磁性体芯10的中空部11的状态的图。另外，在图8中，与电流检测用母线30B组合的磁性体芯10由假想线(双点划线)示出。而且，图8 (a)为俯视图，图8(b)为侧视图，图8(c)为主视图。
[0112]在图8?图10中，对与图1?图5所示的构成要素相同的构成要素标以相同的参照标号。以下，仅对电流检测用母线30B的与电流检测用母线30的不同点进行说明。
[0113]电流检测用母线30B也与电流检测用母线30同样地，是由形成有贯通部31B和平板状的端子部32a的导体构成的部件，其中，所述贯通部31B沿第一方向(X轴方向)贯通磁性体芯10的中空部11，所述端子部32a与该贯通部31B在第一方向的两侧分别相连。
[0114]在电流检测用母线30B中，端子部32a的宽度D5也形成为比中空部11的直径Dl (最大宽度)大。而且，贯通部31B的剖面的轮廓的最小宽度D4也形成为比端子部32a的厚度D6大。
[0115]电流检测用母线30B是具有下述结构的部件:平板状的金属部件30Z的一部分31Z沿在该一部分31Z的第一方向(X轴方向)的两侧形成的切口 34从第二方向(Y轴方向)的单侧折返。金属部件30Z的切口 34在一部分31Z的第一方向(X轴方向)的两侧从第二方向(Y轴方向)的一端朝向内侧形成。并且，折返的一部分31Z构成电流检测用母线30B的贯通部31B，折返的一部分31Z的两侧的部分构成端子部32a。这样的电流检测用母线30B易于制造。
[0116]而且，在电流检测用母线30B中，贯通部31B的剖面的轮廓的最小宽度D4形成得比磁性体芯10的两端的间隔即间隙高度D2大。并且，在电流检测用母线30B中，折返的部分31Z即贯通部31B形成于偏向第二方向(Y轴方向)的一端侧的位置。在图8?图10所示的例子中，贯通部31B形成于偏向Y轴的正方向的一端的位置。
[0117]具有以上所示的结构的电流检测用母线30B即使是在贯通部31B的剖面的轮廓的最小宽度D4形成为比磁性体芯10的间隙高度D2大的情况下，也能够将贯通部31B插入磁性体芯10的中空部11。
[0118]S卩，如图10所示，将电流检测用母线30B和磁性体芯10配置成:在从第一方向(X轴方向)观察时，贯通部31B整体位于与中空部11重叠的位置，且端子部32a位于与中空部11和间隙部12双方重叠但与磁性体芯10不重叠的位置。在该状态下，通过使电流检测用母线30B或磁性体芯10沿第一方向(X轴方向)移动，能够将贯通部31B插入磁性体芯10的中空部11。因此，能够对预先制造的电流检测用母线30B的贯通部31B安装磁性体芯10。
[0119]<电流检测用母线(第三应用例)>
[0120]接下来，参照图11说明电流检测装置I可采用的第三应用例的电流检测用母线30C。图11是电流检测用母线30C和磁性体芯10的立体图。在图11中，对与图1?图5所示的构成要素相同的构成要素标以相同的参照标号。以下，仅对电流检测用母线30C的与电流检测用母线30的不同点进行说明。
[0121]电流检测用母线30C也与电流检测用母线30同样地，形成有贯通部31和平板状的端子部32a，其中，所述贯通部31沿第一方向(X轴方向)贯通磁性体芯10的中空部11，所示端子部32a与该贯通部31在第一方向的两侧分别相连。
[0122]不过，电流检测用母线30C的平板状的两个端子部32a分别沿非平行的面形成。在图11所示的例子中，平板状的两个端子部32a中的一方沿X-Y平面形成，而另一方沿X-Z平面形成。在电流检测装置I中，也可以采用如图11所示的电流检测用母线30C来代替电流检测用母线30。
[0123]图11所示的电流检测用母线30C的采用适用于前段和后段的母线各自所形成的面的角度不同的情况。另外，平板状的两个端子部32a除了如图11所示那样分别沿相互以90°交叉的两个平面形成之外，也可以分别沿以其他角度交叉的两个平面形成。
[0124]<电流检测用母线(第四应用例)>
[0125]接下来，参照图12说明电流检测装置I可采用的第四应用例的电流检测用母线30D。图12是电流检测用母线30D和磁性体芯10的立体图。在图12中，对与图1?图5所示的构成要素相同的构成要素标以相同的参照标号。以下，仅对电流检测用母线30D的与电流检测用母线30的不同点进行说明。
[0126]与电流检测用母线30、30A相比，电流检测用母线30D的两端部的端子部32的形状不同。电流检测用母线30D的端子部32是杆状的金属部件30X的端部中通过镦锻加工而加工得比其他部分粗的部分。以下，将如此加工得到的端子部32称为大直径的端子部32b。并且，在该大直径的端子部32b形成有供用于与前段和后段的其他母线的连接端连结的螺钉8拧入的螺纹孔32Y。
[0127]图13是示意性地示出电流检测用母线30D的制造工序的立体图。电流检测用母线30D与电流检测用母线30同样地，也具有对杆状的金属部件30X的两端部分进行加工而得到的结构。杆状的金属部件30X的剖面的轮廓的最小宽度形成为比磁性体芯10的两端的间隔即间隙高度D2大。
[0128]更为具体地来说，电流检测用母线30D的大直径的端子部32b是将贯通磁性体芯10的中空部11的杆状的金属部件30X的端部通过使用形成有对大直径的端子部32b塑形的砂箱部61z的夹具61和冲压机60等的镦锻加工而成形的部分。
[0129]夹具61沿原始的形状保持杆状的金属部件30X的端部以外的部分。而且，夹具61的砂箱部61z隔开间隔地围在杆状的金属部件30X的端部的周围。并且，利用冲压机60等沿杆状的金属部件30X的轴向对由夹具61保持的杆状的金属部件30X的端部进行加压。由此，杆状的金属部件30X的端部被加工为比其他部分粗。此时，在将杆状的金属部件30X插通到磁性体芯10的中空部11后对杆状的金属部件30X的两端中的至少一端实施镦锻加工。
[0130]S卩，在制造电流检测装置I的工序中，制造电流检测用母线30的工序例如按照以下的步骤执行。[I]首先，执行使杆状的金属部件30X贯通磁性体芯10的中空部11的贯通工序。[2]接着，执行利用冲压机60和夹具61等将杆状的金属部件30X的一个端部加工为比其他部分粗的第一镦锻加工工序。[3]最后，执行利用冲压机60和夹具61等将杆状的金属部件30X的另一个端部加工为比其他部分粗的第二镦锻加工工序。
[0131]在上述制造工序中，在进行[2]第一镦锻工序和[3]第二镦锻工序中的一方或双方之前执行[I]贯通工序即可。例如，可以首先进行[I]贯通工序，接着同时进行[2]第一镦锻加工工序和[3]第二镦锻加工工序。此外，也可以首先进行[2]第一镦锻加工工序，接着进行[I]贯通工序，最后进行[3]第二镦锻加工工序。
[0132]并且，被加工为比其他部分粗的两端的部分构成电流检测用母线30D的大直径的端子部32b，它们之间的杆状的部分构成电流检测用母线30D的贯通部31。
[0133]图12所示的作为电流检测用母线30D的原料的金属部件30X为圆柱状的部件，对这样的金属部件30X的两端进行加工而制造的电流检测用母线30D的贯通部31为圆柱状。另外，作为电流检测用母线30D的原料的杆状的金属部件30X也与电流检测用母线30、30A的情况相同，也可以考虑为剖面为椭圆的椭圆杆状或者剖面为多边形的杆状。优选的是，在电流检测用母线30D中，作为其原料的金属部件30X的剖面形状、即贯通部31的剖面形状也为与磁性体芯10的中空部11的轮廓形状相似的形状。
[0134]而且，图12所示的大直径的端子部32b的最大宽度D5形成为比贯通部31的最大宽度D3和中空部11的直径Dl (最大宽度)大。由此，贯通部31的粗细，即作为原料的杆状的金属部件30X的粗细也不必为了形成螺纹孔32Y而特别粗。在电流检测装置I中，也可以采用如图12所示的电流检测用母线30D来代替电流检测用母线30。
[0135]<电流检测用母线(第五应用例)>
[0136]接下来，参照图14说明电流检测装置I可采用的第五应用例的电流检测用母线30E。图14是电流检测用母线30E和磁性体芯10的立体图。在图14中，对与图1?图12所示的构成要素相同的构成要素标以相同的参照标号。以下，仅对电流检测用母线30E的与电流检测用母线30D的不同点进行说明。
[0137]电流检测用母线30E也与电流检测用母线30D同样地，形成有贯通部31和大直径的端子部32b，其中，所述贯通部31沿第一方向(X轴方向)贯通磁性体芯10的中空部11，所述端子部32b与该贯通部31在第一方向的两侧分别相连。
[0138]不过，电流检测用母线30E在从贯通部31到大直径的端子部32b的中途的部分形成有弯曲部33。图14所示的电流检测用母线30E在从贯通部31到大直径的端子部32b的中途的部分形成有90°弯曲的弯曲部33。在电流检测装置I中，也可以采用如图14所示的电流检测用母线30E来代替电流检测用母线30。
[0139]图14所示的电流检测用母线30E的采用适用于前段和后段的母线各自所形成的面的角度不同的情况。另外，弯曲部33的弯曲角度除了如图14所示地为90°以外也可以考虑为其他弯曲角度。在电流检测装置I中，也可以采用如图14所示的电流检测用母线30E来代替电流检测用母线30。而且，也可以考虑电流检测用母线30、30A具有与电流检测用母线30E相同的弯曲部33。
[0140]另外，以上所示的电流检测用母线30A、30B、30C、30D、30E与电流检测用母线30同样地，与磁性体芯10和霍尔元件20 —起由绝缘筐体40保持成彼此不接触的状态。但是,在采用电流检测用母线30B、30C、30D、30E的情况下，与采用电流检测用母线30的情况相比，绝缘筐体40的端子部通过孔45的位置或形状不同。
[0141]<电流检测用母线(第六应用例)>
[0142]接下来，参照图15说明电流检测装置I可采用的第六应用例的电流检测用母线。图15是示意性地示出第六应用例的电流检测用母线30的制造工序的立体图。在图15中，对与图1?图3所示的构成要素相同的构成要素标以相同的参照标号。以下，仅对第六应用例的电流检测用母线的与电流检测用母线30的不同点进行说明。
[0143]第六应用例的电流检测用母线具有对筒状的金属部件30V的两端部分实施加工而成的结构，其具有与电流检测用母线30相同的外形。筒状的金属部件30V的剖面的轮廓的最小宽度形成为比磁性体芯10的两端的间隔即间隙高度D2大。由于图15所示的金属部件30V为圆筒状，因此金属部件30V的剖面的轮廓的最小宽度为金属部件30V的直径。[0144]更为具体地来说，第六应用例的电流检测用母线是具有通过采用冲压机60等的冲压加工将贯通磁性体芯10的中空部11的筒状的金属部件30V的两端的一定范围的部分压溃成平板状的结构的部件。此时，在使筒状的金属部件30V插通磁性体芯10的中空部11后，将筒状的金属部件30V的两端中的至少一端冲压加工成平板状。
[0145]并且，被压溃成平板状的两端的部分构成第六应用例的电流检测用母线的平板状的端子部32a，它们之间的筒状的部分构成第六应用例的电流检测用母线的贯通部31。
[0146]另外，第六应用例的电流检测用母线与电流检测用母线30同样地，与磁性体芯10和霍尔元件20 —起由绝缘筐体40保持成彼此不接触的状态。
[0147]图15所示的金属部件30V为圆筒状的部件，通过这样的金属部件30V的两端的加工而制造的电流检测用母线的贯通部31为圆筒状。另外，也可以考虑筒状的金属部件30V是剖面为椭圆的椭圆筒状或者剖面为矩形的方筒状。而且，也可以考虑筒状的金属部件30V是剖面为四边形以外的多边形的筒状。
[0148]优选的是，金属部件30V的剖面形状，即第六应用例的电流检测用母线的贯通部31的剖面形状为与磁性体芯10的中空部11的轮廓形状相似的形状。在电流检测装置I中，即使是在采用如图14所示的电流检测用母线30E来代替电流检测用母线30的情况下，也能够得到与采用电流检测用母线30的情况相同的效果。
[0149]〈其他〉
[0150]在电流检测装置I的电流检测用母线中，也可以考虑采用图1或图11所示的平板状的端子部32a作为一个端子部32，采用图12或图14所示的大直径的端子部32b作为另一个端子部32。
[0151]标号说明
[0152]1:电流检测装置；
[0153]8:螺钉；
[0154]9:其他母线；
[0155]9A:孔;
[0156]10:磁性体芯；
[0157]11:磁性体芯的中空部；
[0158]12:磁性体芯的间隙部；
[0159]20:霍尔元件；
[0160]21:端子；
[0161]30、30A、30B、30C、30D、30E:电流检测用母线；
[0162]30X、30Y、30Z、30V:金属部件；
[0163]31、31A、31B:贯通部；
[0164]32、32a、32b:端子部；
[0165]32Y:螺纹孔；
[0166]32Z:贯通孔；
[0167]33:弯曲部；
[0168]34:切口；
[0169]40:绝缘筐体；[0170]41:主体外壳；
[0171]42:盖部件；
[0172]43:第一保持部；
[0173]44:第二保持部；
[0174]45:端子部通过孔；
[0175]46:缺 口部；
[0176]47:爪部(锁定机构)；
[0177]48:框部(锁定机构)；
[0178]50:电子基板；
[0179]51:连接器；
[0180]60:冲压机；
[0181]61z:砂箱部；
[0182]61:夹具。
【权利要求】
1.一种电流检测装置，检测流过母线的电流，其特征在于，具备: 磁性体芯(10)，其是通过对由磁性材料构成的粉体进行烧结而成形的部件，两端隔着间隙部(12)相对，并且包围中空部(11)的周围而连续地形成； 磁电变换元件(20)，配置在所述磁性体芯(10)的所述间隙部(12)，检测与在所述磁性体芯(10)的所述中空部(11)通过的电流对应地变化的磁通；以及 电流检测用母线(30、30A?E)，由形成有贯通部(31)和端子部(32)的导体构成，其中，所述贯通部(31)贯通所述磁性体芯(10)的所述中空部(11)，所述端子部(32)与所述贯通部(31)在贯通所述中空部(11)的方向的两侧分别相连，并与电流传送路径的前段和后段各自的连接端连结，所述端子部(32)的宽度形成为比所述中空部(11)的宽度大。
2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于， 所述电流检测用母线(30)的所述贯通部(31)的剖面形状为与所述磁性体芯(10)的所述中空部(11)的轮廓形状相似的形状。
3.根据权利要求1或2所述的电流检测装置，其特征在于， 在所述电流检测用母线(30、30A?C)中，至少一个所述端子部(32a)为平板状，所述贯通部(31)的剖面的轮廓的最小宽度形成为比平板状的所述端子部(32a)的厚度大。
4.根据权利要求3所述的电流检测装置，其特征在于， 所述电流检测用母线(30、30C)是具有如下结构的部件:剖面的轮廓的最小宽度形成为比所述磁性体芯(10)的两端的间隔大，通过冲压加工将贯通所述磁性体芯(10)的所述中空部(11)的金属部件的两端部分中的至少一端压溃成宽度比其他部分宽的平板状， 被压溃成平板状的部分构成所述端子部(32a)。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的电流检测装置，其特征在于， 所述电流检测用母线(30D?E)是具有如下结构的部件:剖面的轮廓的最小宽度形成为比所述磁性体芯(10)的两端的间隔大，通过镦锻加工将贯通所述磁性体芯(10)的所述中空部(11)的杆状的金属部件的两端部分中的至少一端加工成比其他部分粗， 被加工得粗的部分构成所述端子部(32b)。
6.根据权利要求3所述的电流检测装置，其特征在于， 所述电流检测用母线(30A?B)是具有将平板状的金属部件的一部分沿在其两侧形成的切口(34)折返的结构的部件，折返的部分构成所述贯通部(31A?B)，所述折返的部分的两侧的平板状的部分构成所述端子部(32a)。
7.根据权利要求6所述的电流检测装置，其特征在于， 在所述电流检测用母线(30B)中，所述折返的部分形成为剖面的轮廓的最小宽度比所述磁性体芯(10)的两端的间隔大，并且形成于偏向所述端子部(32a)的宽度方向的一端侧的位置。
8.根据权利要求1至7的任意一项所述的电流检测装置，其特征在于， 还具备绝缘筐体(40)，该绝缘筐体(40)由绝缘体构成，在所述电流检测用母线(30)的所述端子部(32)和与所述磁电变换元件(20)电连接的连接器(51)露出到外部的状态下，覆盖所述磁性体芯(10)、所述电流检测用母线(30)的所述贯通部(32)及所述磁电变换元件(20)，并且将所述磁性体芯(10)、贯通所述中空部(11)的所述电流检测用母线(30)及配置在所述间隙部(12)的所述磁电变换元件(20)保持成彼此互不接触的状态。
【文档编号】G01R15/20GK103547931SQ201280023524
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年4月5日 优先权日:2011年5月18日
【发明者】三崎贵史, 西康二, 中岛浩胜, 福山穗 申请人:株式会社自动网络技术研究所, 住友电装株式会社, 住友电气工业株式会社
【专利摘要】本发明的目的在于，在电流检测装置中，能够采用在与母线的宽度的关系中比较小的磁性体芯而使装置小型化，并且能够防止母线的过度发热以及电流的检测精度的恶化。电流检测装置(1)具备通过对由磁性材料构成的粉体进行烧结而成形的磁性体芯(10)和电流检测用母线(30)。电流检测用母线(30)是形成有贯通部(31)和端子部(32)的导体，其中，所述贯通部(31)沿电流通过的第一方向贯通磁性体芯(10)的中空部(11)，所述端子部(32)与该贯通部(31)在第一方向的两侧分别相连。端子部(32)的宽度D5比中空部(11)的最大宽度D3大，贯通部(31)的剖面的轮廓的最小宽度D4比端子部(32)的厚度D6大。磁性体芯(10)、电流检测用母线(30)和霍尔元件(20)由绝缘筐体(40)保持成彼此不接触的状态。
【专利说明】电流检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及检测在母线流过的电流的电流检测装置。
【背景技术】
[0002]在混合动力机动车或电动机动车等车辆中，大多搭载有检测在与电池连接的母线流过的电流的电流检测装置。而且，作为这样的电流检测装置，存在采用磁比例式的电流检测装置或者磁平衡式的电流检测装置的情况。
[0003]磁比例式或磁平衡式的电流检测装置例如如专利文献1、专利文献2和专利文献3所示地，具备磁性体芯和磁电变换元件。磁性体芯为两端隔着间隙部相对并围着供母线贯通的中空部的周围而连续地形成的大致环状的磁性体。磁性体的中空部是供被检测电流通过的空间(电流检测空间)。
[0004]而且，在现有的电流检测装置中，磁性体芯具有利用粘接剂层叠大致环状且由磁性材料构成的多个薄板状部件而成的结构。以下，将具有这样的结构的磁性体芯称为层叠式的磁性体芯。
[0005]而且，磁电变换元件为如下元件:配置在磁性体芯的间隙部，检测与在贯通中空部地配置的母线流过的电流对应地变化的磁通，并将磁通的检测信号作为电信号输出。作为磁电变换元件，通常采用霍尔元件。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开平10-104279号公报
[0009]专利文献2:日本特开2006-166528号公报
[0010]专利文献3:日本特开2009-58451号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]然而，在现有的电流检测装置中，平板状的母线插通磁性体芯的中空部，因此磁性体芯的中空部的最大宽度(直径)需要形成为比母线的宽度大的大小。另一方面，在电动机动车和混合动力机动车等中，随着流过母线的电流的增大，为了防止母线过度发热，正在采用宽度大的母线。
[0013]因此，现有的电流检测装置的母线的宽度越宽，则越是需要与母线的宽度成比例的大小的磁性体芯，存在装置的设置空间变大的问题。特别是在磁性体芯为圆环状、椭圆环状或者纵向尺寸与横向尺寸的比为I或接近I的矩形环状的情况下，母线的宽度越大，则磁性体芯的中空部的浪费的空间越是增大。而且，在采用仅配置于磁性体芯的中空部的部分收缩得较细的母线的情况下，会产生收缩得较细的部分过度地发热的问题。
[0014]而且，层叠式的磁性体芯容易产生由多个板状部件的位置关系误差和粘接层的尺寸误差等导致的尺寸误差。因此，包含层叠式的磁性体芯的现有的电流检测装置具有容易产生由磁性体芯的尺寸误差引起的电流的检测误差的问题。而且，磁性体芯的尺寸越小，则磁性体芯的尺寸误差的影响越大，电流的检测精度的恶化越是显著。
[0015]本发明的目的在于，在检测流过母线的电流的电流检测装置中，能够在与母线的宽度的关系中采用比较小的磁性体芯而使装置小型化，并且能够防止母线的过度发热以及电流的检测精度的恶化。
[0016]用于解决课题的手段
[0017]本发明的电流检测装置为检测流过母线的电流的装置，其具备以下所述的各构成要素。
[0018](I)第一构成要素为磁性体芯，其是通过对由磁性材料构成的粉体进行烧结而成形的部件，两端隔着间隙部相对，并且包围中空部的周围而连续地形成。
[0019](2)第二构成要素为磁电变换元件，配置在磁性体芯的间隙部，检测与在磁性体芯的中空部通过的电流对应地变化的磁通。
[0020](3)第三构成要素为电流检测用母线，由形成有贯通部和端子部的导体构成，其中，所述贯通部贯通磁性体芯的中空部，所述端子部与该贯通部在贯通中空部的方向的两侧分别相连，并与电流传送路径的前段和后段各自的连接端连结，端子部的宽度形成为比中空部的宽度大。
[0021]而且，优选的是，在本发明的电流检测装置中，电流检测用母线的贯通部的剖面形状为与磁性体芯的中空部的轮廓形状相似的形状。
[0022]而且，本发明的电流检测装置具有下面的(3-1)所示的结构。
[0023](3-1)在电流检测用母线中，至少一个端子部为平板状，贯通部的剖面的轮廓的最小宽度形成为比平板状的端子部的厚度大。
[0024]而且，本发明的电流检测装置具有下面的(3-2)、(3-3)和(3_4)的任意一项所示的结构。
[0025](3-2)电流检测用母线具有(3-1)所示的结构，并且是具有通过冲压加工将贯通磁性体芯的中空部的金属部件的两端部分中的至少一端压溃成宽度比其他部分宽的平板状的结构的部件，被压溃成平板状的部分构成端子部。
[0026](3-3)电流检测用母线是具有通过镦锻加工将贯通磁性体芯的中空部的杆状的金属部件的两端部分中的至少一端而加工成比其他部分粗的结构的部件，被加工得粗的部分构成端子部。
[0027](3-4)电流检测用母线具有(3-1)所示的结构，并且是具有将平板状的金属部件的一部分沿在其两侧形成的切口折返的结构的部件，折返的部分构成贯通部，折返的部分的两侧的平板状的部分构成端子部。
[0028]而且，在具有(3-4)所示的结构的电流检测用母线中，折返的部分形成于偏向端子部的宽度方向的一端侧的位置。
[0029]而且，本发明的电流检测装置还具备下述构成要素。
[0030](4)第四构成要素为绝缘筐体，由绝缘体构成，在电流检测用母线的端子部和与磁电变换元件电连接的连接器露出到外部的状态下，覆盖磁性体芯、电流检测用母线的贯通部及磁电变换元件，并且将磁性体芯、贯通中空部的电流检测用母线及配置在间隙部的磁电变换元件保持成彼此互不接触的状态。[0031]发明效果
[0032]以下，在本发明的电流检测装置中，将电流检测用母线贯通磁性体芯的中空部的方向(电流通过方向)称为第一方向。而且，将电流检测用母线的与贯通磁性体芯的中空部的贯通部的前后相连的端子部的宽度方向和厚度方向分别称为第二方向和第三方向。
[0033]在本发明的电流检测装置所具备的的电流检测用母线中，贯通磁性体芯的中空部的贯通部与跟其前后相连的端子部相比，剖面的轮廓的最大宽度形成为比端子部的宽度(最大宽度)小。即，贯通部的剖面的轮廓形状具有相对于端子部在第二方向上收缩的形状。其结果是，能够采用在与母线的宽度的关系中比较小的磁性体芯，能够避免包括磁性体芯的整个装置的大型化。而且，由于电流检测用母线的两端部为端子部，因此能够在后来相对于预先铺设的前段和后段的母线连结贯通磁性体芯的中空部的状态的电流检测用母线。
[0034]而且，在电流检测用母线中，贯通磁性体芯的中空部的中央部分(贯通部)能够采用圆杆或方杆等杆状或筒状等平板状以外的形状。由此，该贯通部与平板状的母线相比，能够在其最大宽度比磁性体芯的中空部的宽度小的制约下以更大的剖面面积形成。因此，即使是在采用比较小的磁性体芯的情况下，也能够防止电流检测用母线的过度发热。
[0035]并且，在本发明的电流检测装置中，磁性体芯为通过对由磁性材料构成的粉体进行烧结而成形的部件。烧结式的磁性体芯与层叠式的磁性体芯不同，即使是在小型化的情况下也不易产生尺寸误差。因此，本发明的电流检测装置不易产生因磁性体芯的尺寸误差引起的电流的检测误差。并且，烧结式的磁性体芯与层叠式的磁性体芯相比，在能够减少制造的工时以及成本的方面也是优秀的。
[0036]而且，若电流检测用母线的贯通部的剖面形状为与磁性体芯的中空部的轮廓形状相似的形状，则能够使贯通部与磁性体芯的空隙更小。其结果是，能够通过采用更小的磁性体芯而实现装置的小型化。
[0037]而且，在电流检测用母线中，若贯通部的剖面的轮廓的最小宽度形成为比平板状的端子部的厚度(最小宽度)大，则贯通部的导体的剖面面积与端子部的导体的剖面面积相比不会大幅度减小。其结果是，能够防止贯通部的过度发热。
[0038]而且，若电流检测用母线是具有将贯通磁性体芯的中空部的金属部件的端部压溃成平板状的结构的部件，则在将非平板状的金属部件插入磁性体芯的中空部后，能够制造宽度比中空部宽的平板状的端子部。因此，能够容易地制造出贯通部的剖面的宽度(直径)形成为比磁性体芯的两端的间隔(间隙部的高度)大的电流检测用母线。另外，作为非平板状的金属部件，考虑杆状的金属部件或者筒状的金属部件。
[0039]而且，若电流检测用母线是具有通过镦锻加工将贯通磁性体芯的中空部的杆状的金属部件的端部加工成比其他部分粗的结构的部件，则在将杆状的金属部件插入磁性体芯的中空部后，能够制造比中空部粗的端子部。因此，能够容易地制造出贯通部的剖面的宽度(直径)形成为比磁性体芯的两端的间隔(间隙部的高度)大的电流检测用母线。而且，被加工得粗的部分通过形成螺纹孔而成为与前后的母线连结的端子部。
[0040]而且，若电流检测用母线是具有将平板状的金属部件的一部分沿在其两侧形成的切口折返的结构的部件，则能够容易地制造电流检测用母线。在该情况下，优选折返的部分形成于偏向端子部的宽度方向的一端侧的位置。在该情况下，即使是在贯通部的剖面的轮廓的最小宽度形成为比磁性体芯的间隙部的高度大的情况下，也能够将电流检测用母线的贯通部插入磁性体芯的中空部。其详细内容将后述。
[0041]而且，在本发明的电流检测装置中，由覆盖应露出的部分以外的部分的绝缘筐体将磁性体芯、电流检测用母线及磁电变换元件保持成预定的位置关系，从而对预先铺设的母线安装电流检测装置的作业变得容易。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1是本发明的实施方式的电流检测装置I的分解立体图。
[0043]图2是电流检测装置I所具备的电流检测用母线30的三视图。
[0044]图3是示意性地示出电流检测用母线30的制造工序的立体图。
[0045]图4是电流检测装置I的俯视图。
[0046]图5是示意性地示出电流检测装置I与预先铺设的母线连结的状态的立体图。
[0047]图6是电流检测装置I可采用的第一应用例的电流检测用母线30A的三视图。
[0048]图7是作为电流检测用母线30A的原料的部件的俯视图。
[0049]图8是电流检测装置I可采用的第二应用例的电流检测用母线30B的三视图。
[0050]图9是作为电流检测用母线30B的原料的部件的俯视图。
[0051]图10是示出电流检测用母线30B插入到磁性体芯的中空部的状态的图。
[0052]图11是电流检测装置I可采用的第三应用例的电流检测用母线30C和磁性体芯的立体图。
[0053]图12是电流检测装置I可采用的第四应用例的电流检测用母线30D和磁性体芯的立体图。
[0054]图13是示意性地示出电流检测用母线30D的制造工序的剖视图。
[0055]图14是电流检测装置I可采用的第五应用例的电流检测用母线30E和磁性体芯的立体图。
[0056]图15是示意性地示出电流检测装置I可采用的第六应用例的电流检测用母线的制造工序的立体图。
【具体实施方式】
[0057]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。以下的实施方式是将本发明具体化了的一例，并不是限定本发明的技术范围的事例。
[0058]首先，参照图1?图4说明本发明的实施方式的电流检测装置I的结构。另外，图2(a)为俯视图，图2(b)为侧视图，图2(c)为主视图。电流检测装置I为在电动机动车或者混合动力机动车等中检测流经将电池和马达等设备电连接的母线的电流的装置。如图1所示，电流检测装置I具备磁性体芯10、霍尔元件20、电流检测用母线30、绝缘筐体40以及电子基板50。
[0059]<磁性体芯>
[0060]磁性体芯10是通过对由坡莫合金(permalloy)、铁氧体或娃钢等磁性材料构成的粉体进行烧结而成形的部件(磁性体)。即，磁性体芯10是将由磁性材料构成的固体粉末的集合体在砂箱内压缩，并以比该磁性体材料的熔点低的温度进行加热而固化并成形的部件。[0061]而且，磁性体芯10具有两端隔着数毫米左右的间隙部12相对并包围中空部11的周围而连续地形成的形状。即，磁性体芯10具有狭窄的间隙部12而形成为大致环状。本实施方式中的磁性体芯10形成为包围圆形的中空部11的圆环状。
[0062]<霍尔元件(磁电变换元件)>
[0063]霍尔元件20是配置在磁性体芯10的间隙部12，检测与在磁性体芯10的中空部11通过的电流对应地变化的磁通，并将磁通的检测信号作为电信号输出的磁电变换元件的一例。
[0064]<电子基板>
[0065]电子基板50是安装有与霍尔元件20的端子21连接的电路和将该电路与外部的其他电路连接的连接器51的基板。因而，连接器51相对于霍尔元件20电连接。安装在电子基板50的电路例如是使从霍尔元件20输出的磁通的检测信号增幅的电路等。霍尔元件20经由包括连接器51的电子基板50与外部的电路连接。
[0066]<电流检测用母线>
[0067]电流检测用母线30是由铜等金属构成的导电体，是将电池与电装设备电连接的母线的一部分。即，在电流检测用母线30流过作为检测对象的电流。而且，电流检测用母线30是与相对于电池预先连接的电池侧的母线和相对于电装设备预先连接的设备侧的母线独立的部件。并且，电流检测用母线30的两端与预先铺设的前段和后段的其他母线(电池侧的母线和设备侧的母线)连结。电流检测用母线30和与其连结的前段和后段的其他母线形成从电池到电装设备的电流传送路径。另外，其他母线的端部为电流传送路径中的电流检测用母线30的前段和后段的导体的连接端的一例。
[0068]如图1所示，电流检测用母线30由对贯通磁性体芯10的中空部11的杆状的导体的两端部分实施加工而成的部件构成。在电流检测用母线30中，加工过的两端部分为与电流传送路径的前段和后段各自的连接端连结的端子部32。S卩，电流检测用母线30是大致由具有杆状的贯通部31和端子部32的导体构成的部件，其中，所述贯通部31在中央部分占据一定范围，所述端子部32与该贯通部31在贯通中空部11的方向的两侧分别相连而成。
[0069]贯通部31是沿电流通过方向贯通磁性体芯10的中空部11的部分。电流通过方向为磁性体芯10的厚度方向，是将环状的磁性体芯10看成筒的情况下的该筒的轴心方向，并且是与环状的磁性体芯10所形成的面正交的方向。在各图中，将电流通过方向记做X轴方向。在以下的说明中，将电流通过方向(X轴方向)称为第一方向。
[0070]本实施方式中的端子部32为平板状的端子部32a。而且，电流检测用母线30中的贯通部31例如形成为圆柱状或椭圆柱状等杆状。在各图中，将平板状的端子部32a的宽度方向和厚度方向分别记做Y轴方向和Z轴方向。在以下的说明中，将平板状的端子部32a的宽度方向(Y轴方向)和厚度方向(Z轴方向)分别称为第二方向和第三方向。
[0071]图3是示意性地示出电流检测用母线30的制造工序的立体图。电流检测用母线30具有对杆状的金属部件30X的两端部分实施加工而成的结构。杆状的金属部件30X的剖面的轮廓的最小宽度形成为比磁性体芯10的两端的间隔即间隙高度D2大。由于图3所示的金属部件30X为圆柱状，因此金属部件30X的剖面的轮廓的最小宽度为金属部件30X的直径。
[0072]更为具体地来说，电流检测用母线30是具有通过采用冲压机60等的冲压加工将贯通磁性体芯10的中空部11的杆状的金属部件30X的两端的一定范围的部分压溃成平板状的结构的部件。此时，在使杆状的金属部件30X插通磁性体芯10的中空部11后，将杆状的金属部件30X的两端中的至少一端冲压加工成平板状。
[0073]S卩，在制造电流检测装置I的工序中，制造电流检测用母线30的工序例如按照以下的步骤执行。[I]首先，执行贯通工序，使杆状的金属部件30X贯通磁性体芯10的中空部11。[2]接着，执行第一冲压工序，利用冲压机60等将杆状的金属部件30X的一个端部压溃成比其他部分宽度宽的平板状。[3]最后，执行第二冲压工序，利用冲压机60等将杆状的金属部件30X的另一个端部压溃成比其他部分宽度宽的平板状。
[0074]在上述制造工序中，在进行[2]第一冲压工序和[3]第二冲压工序中的一方或双方之前执行[I]贯通工序即可。例如，可以首先进行[I]贯通工序，接着同时进行[2]第一冲压工序和[3]第二冲压工序。此外，也可以首先进行[2]第一冲压工序，接着进行[I]贯通工序，最后进行[3]第二冲压工序。
[0075]并且，被压溃成平板状的两端的部分构成电流检测用母线30的平板状的端子部32a，它们之间的杆状的部分构成电流检测用母线30的贯通部31。
[0076]图3所示的金属部件30X为圆柱状的部件，通过这样的金属部件30X的两端的加工而制造的电流检测用母线30的贯通部31为圆柱状。另外，也可以考虑杆状的金属部件30X是剖面为椭圆的椭圆杆状或者剖面为矩形的方杆状。而且，也可以考虑杆状的金属部件30X是剖面为四边形以外的多边形的杆状。
[0077]优选的是，金属部件30X的剖面形状，即贯通部31的剖面形状为与磁性体芯10的中空部11的轮廓形状相似的形状。例如,设N为3以上的整数，在磁性体芯10的中空部11的轮廓形状为正N边形的情况下，优选金属部件30X的形状为正N棱柱。而且，在磁性体芯10的中空部11的轮廓形状为圆形的情况下，优选金属部件30X的形状为圆柱。而且，在磁性体芯10的中空部11的轮廓形状为长轴与短轴的比为R的椭圆形的情况下，优选金属部件30X的形状为剖面中长轴与短轴的比为R的椭圆柱。
[0078]在电流检测用母线30中，平板状的端子部32a的宽度D5形成为比中空部11的直径Dl (最大宽度)大。而且，贯通部31的剖面的轮廓的最小宽度D4形成为比平板状的端子部32a的厚度D6大。S卩，贯通部31的剖面的轮廓的纵向尺寸和横向尺寸的比相对于平板状的端子部32的剖面的纵向尺寸和横向尺寸的比而言更接近I。另外，在贯通部31为圆柱状的情况下，贯通部31的剖面的轮廓的最小宽度D4与最大宽度D3相同。而且，比接近I的情况中包括比为I的情况。
[0079]而且，在电流检测用母线30中，贯通部31的剖面的轮廓的最小宽度D4形成为比磁性体芯10的两端的间隔即间隙高度D2大。而且，如上所述，平板状的端子部32a的宽度D5比磁性体芯10的中空部11的直径Dl (最大宽度)大。因此，无法对预先制造的电流检测用母线30的贯通部31安装磁性体芯10。因此在制造了磁性体芯10和贯通该磁性体芯10的中空部11的状态的电流检测用母线30的组件后，将电流检测用母线30与前段和后段的其他母线连接。
[0080]因此，在平板状的端子部32a形成螺纹紧固用的贯通孔32Z，由此，将平板状的端子部32a通过螺钉与前段和后段的其他母线连结。图5是示意性地示出将电流检测装置I的平板状的端子部32a与预先铺设的前段和后段的其他母线9通过螺钉8连结的状态的立体图。
[0081]另外，在图5中，为了方便起见，省略了绝缘筐体40的记载。如图5所示，其他母线9的与平板状的端子部32a连结的连接端例如具备作为端子台的结构，并且形成有螺纹紧固用的孔9A。另外，电流检测用母线30的端子部32除了形成有螺纹紧固用的贯通孔32Z的平板状的端子部32a之外，也可以考虑具有与其他母线9的嵌合机构等其他结构。
[0082]<绝缘筐体>
[0083]绝缘筐体40由绝缘体构成，是保持磁性体芯10、霍尔元件20、电流检测用母线30和电子基板50的部件，其包括主体外壳41和安装于主体外壳41的盖部件42。主体外壳41和盖部件42各自是例如由聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)或者ABS树脂等绝缘性的树脂构成的一体成形部件。
[0084]主体外壳41形成为具有开口部的箱状，盖部件42通过被安装在主体外壳41而堵塞主体外壳41的开口部。在主体外壳41形成有在其内侧的面突出的第一保持部43和第二保持部44。并且，主体外壳41通过第一保持部43和第二保持部44将磁性体芯10、贯通中空部11的电流检测用母线30及配置于间隙部12的霍尔元件20保持成彼此互不接触的状态。
[0085]更为具体地来说，第一保持部43通过嵌入到磁性体芯10与贯通其中空部11的电流检测用母线30的贯通部31之间的空隙中，将磁性体芯10和电流检测用母线30保持成彼此不接触的状态。而且，第二保持部44通过嵌入到磁性体芯10与配置在其间隙部12的霍尔元件20之间的空隙中，将磁性体芯10与霍尔元件20保持成彼此不接触的状态。
[0086]而且，在主体外壳41和盖部件42形成有供电流检测用母线30的两端的端子部32从内侧向外侧插入的狭缝状的端子部通过孔45。在使贯通磁性体芯10的中空部11的电流检测用母线30的一个端子部32通过主体外壳41的端子部通过孔45的状态下，主体外壳41的第一保持部43和第二保持部44保持磁性体芯10、霍尔元件20以及电流检测用母线30。
[0087]而且，盖部件42以夹着电子基板50堵住主体外壳41的开口部的方式安装于保持磁性体芯10、霍尔元件20和电流检测用母线30的主体外壳41。此时，电流检测用母线30的另一个端子部32从内侧向外侧通过盖部件42的端子部通过孔45。而且，电子基板50被夹在主体外壳41与盖部件42之间，由此，安装在电子基板50的连接器51以嵌入在主体外壳41形成的缺口部46的状态被保持。
[0088]并且，在主体外壳41和盖部件42设有将它们以组合状态保持的锁定机构47、48。图1所示的锁定机构47、48具备向主体外壳41的侧面突出形成的爪部47和在盖部件42的侧方形成的环状的框部48。通过使主体外壳41的爪部47嵌入盖部件42的框部48所形成的孔，主体外壳41和盖部件42被以组合状态保持。
[0089]图4是将主体外壳41与盖部件42组合起来的状态下的电流检测装置I的俯视图。如图4所示，主体外壳41与盖部件42 (绝缘筐体40)在电流检测用母线30的端子部32的形成有贯通孔32Z的部分(端子部)和电子基板50的连接器51露出到外部的状态下，覆盖并保持磁性体芯10、电流检测用母线30的贯通部31及霍尔元件20。
[0090]< 效果 >
[0091]在以上所示的电流检测装置I的电流检测用母线30中，贯通部31形成为剖面的轮廓的最大宽度D3比端子部的宽度D5(最大宽度)小。S卩，贯通部31的剖面的轮廓形状具有相对于端子部32在第二方向上收缩的形状。其结果是，在电流检测装置I中，能够采用在与前段和后段的其他母线的宽度相关的关系中比较小的磁性体芯10，能够使包括磁性体芯10的整个装置小型化。
[0092]而且，在电流检测用母线30中，贯通磁性体芯10的中空部11的贯通部31形成为圆杆或方杆等平板状以外的形状。由此，该贯通部31与平板状的母线相比，能够在其最大宽度比磁性体芯10的中空部11的直径Dl (宽度)小的制约下以更大的剖面面积形成。因此，即使是在采用比较小的磁性体芯10的情况下，也能够防止电流检测用母线30的过度发热。
[0093]而且，若电流检测用母线30的贯通部31的剖面形状为与磁性体芯10的中空部11的轮廓形状相似的形状，则能够使贯通部31与磁性体芯10的空隙更小。其结果是，能够通过采用更小的磁性体芯10而实现装置的小型化。
[0094]并且，在电流检测用母线30中，贯通部31的剖面形状形成为其最小宽度D4比端子部32的厚度D6(最小宽度)大。并且，在具有将杆状的金属部件30X的两端压溃成平板状的结构的电流检测用母线30中，贯通部31的导体的剖面面积在端子部32的导体的剖面面积以上。因此，能够防止贯通部31的过度发热。另外，端子部32是与其压接的连结用的螺钉8和其他母线9加在一起的整体中热容量较大的部分，因此不会产生因孔32Y的存在而导致发热的问题。
[0095]而且，在具有将杆状的金属部件30X的两端部分压溃成平板状的结构的电流检测用母线30中，在将杆状的金属部件30X插入磁性体芯10的中空部11后，能够制造宽度比中空部11的宽度Dl宽的平板状的端子部32。S卩，不必使贯通部31通过磁性体芯10的间隙部12。因此，能够容易地制造出杆状的贯通部31的剖面的宽度D3(直径)形成为比磁性体芯10的间隙高度D2大的电流检测用母线30。
[0096]另外，为了提高电流的检测灵敏度，优选减小间隙高度D2，减小配置于间隙部12的霍尔元件20与磁性体芯10的两端的空隙。
[0097]而且，在电流检测装置I中，磁性体芯10、霍尔元件20和电流检测用母线30由覆盖除了应露出的部分即端子部32的贯通孔32Z的部分(端子部)和连接器51以外的绝缘筐体40保持成预定的位置关系。由此，对预先铺设的母线9安装电流检测装置I的作业变得容易。
[0098]而且，在电流检测装置I中，磁性体芯10为通过对由磁性材料构成的粉体进行烧结而成形的部件。烧结式的磁性体芯10与层叠式的磁性体芯不同，即使是在小型化的情况下也不易产生尺寸误差。因此，电流检测装置I不易产生因磁性体芯10的尺寸误差引起的电流的检测误差。并且，烧结式的磁性体芯10与层叠式的磁性体芯相比，在能够减少制造的工时以及成本的方面也是优秀的。
[0099]<电流检测用母线(第一应用例)>
[0100]接下来，参照图6和图7说明电流检测装置I可采用的第一应用例的电流检测用母线30A。图6是电流检测用母线30A的三视图。而且，图7是作为电流检测用母线30A的原料的平板状的金属部件30Y的俯视图。另外，在图6中，与电流检测用母线30组合的磁性体芯10由假想线(双点划线)示出。而且，图6 (a)为俯视图，图6(b)为侧视图，图6(c)为主视图。
[0101]在图6和图7中，对与图1?图5所示的构成要素相同的构成要素标以相同的参照标号。以下，仅对电流检测用母线30A的与电流检测用母线30的不同点进行说明。
[0102]电流检测用母线30A也与电流检测用母线30同样地，是由形成有贯通部31A和平板状的端子部32a的导体构成的部件，其中，所述贯通部31A沿第一方向(X轴方向)贯通磁性体芯10的中空部11，所述端子部32a与该贯通部31A在第一方向的两侧分别相连。
[0103]在电流检测用母线30A中，端子部32a的宽度D5也形成为比中空部11的直径Dl (最大宽度)大。而且，贯通部31A的剖面的轮廓的最小宽度D4也形成为比端子部32a的厚度D6大。
[0104]另一方面，在电流检测用母线30A中，贯通部3IA的剖面的轮廓的最小宽度D4形成为比磁性体芯10的两端的间隔即间隙高度D2小。因此，能够将磁性体芯10通过其间隙部12安装到预先制造的电流检测用母线30A的贯通部31。
[0105]电流检测用母线30A是具有下述结构的部件:平板状的金属部件30Y的一部分31Y沿在该一部分31Y的第一方向(X轴方向)的两侧形成的切口 34从第二方向(Y轴方向)的两侧折返。
[0106]金属部件30Y的切口 34在一部分31Y的第一方向(X轴方向)的两侧从第二方向(Y轴方向)的两端朝向内侧形成。并且，折返的一部分31Y构成电流检测用母线30A的贯通部31A，折返的一部分31Y的两侧的部分构成端子部32a。这样的电流检测用母线30A易于制造。
[0107]在电流检测用母线30A中，贯通部3IA的剖面的轮廓形状也具有相对于端子部32a在第二方向(Y轴方向)上收缩的形状。其结果是，在电流检测装置I中，即使是在采用电流检测用母线30A的情况下，也能够采用在与母线的宽度的关系中比较小的磁性体芯10，能够避免包括磁性体芯10的整个装置的大型化。
[0108]并且，在电流检测用母线30A中，贯通部31A的剖面的轮廓形状形成为最小宽度D4比端子部32a的厚度D6(最小宽度)大。由此，贯通部31A的导体的剖面面积与端子部32a的导体的剖面面积相比不会大幅减小。特别地，在具有将平板状的金属部件30Y的一部分折返的结构的电流检测用母线30A中，贯通部31A的导体的剖面面积与端子部32a的导体的剖面面积相同。
[0109]不过，在电流检测用母线30A中，对于贯通部31A与端子部32a之间形成切口 34的部分，导体的剖面面积比其前后的部分的导体的剖面面积小。然而，实验的结果是，在切口 34的宽度非常窄的情况下，形成切口 34的部分的阻抗的增大很小，小到作为电流检测用母线30A整体来说基本可以忽略的程度。因此，在电流检测用母线30A中，在形成宽度非常窄的切口 34的情况下，能够防止贯通部31的过度发热。
[0110]<电流检测用母线(第二应用例)>
[0111]接下来，参照图8?图10说明电流检测装置I可采用的第二应用例的电流检测用母线30B。图8是电流检测用母线30B的三视图。而且，图9是作为电流检测用母线30B的原料的平板状的金属部件30Z的俯视图。而且，图10是示出电流检测用母线30B插入磁性体芯10的中空部11的状态的图。另外，在图8中，与电流检测用母线30B组合的磁性体芯10由假想线(双点划线)示出。而且，图8 (a)为俯视图，图8(b)为侧视图，图8(c)为主视图。
[0112]在图8?图10中，对与图1?图5所示的构成要素相同的构成要素标以相同的参照标号。以下，仅对电流检测用母线30B的与电流检测用母线30的不同点进行说明。
[0113]电流检测用母线30B也与电流检测用母线30同样地，是由形成有贯通部31B和平板状的端子部32a的导体构成的部件，其中，所述贯通部31B沿第一方向(X轴方向)贯通磁性体芯10的中空部11，所述端子部32a与该贯通部31B在第一方向的两侧分别相连。
[0114]在电流检测用母线30B中，端子部32a的宽度D5也形成为比中空部11的直径Dl (最大宽度)大。而且，贯通部31B的剖面的轮廓的最小宽度D4也形成为比端子部32a的厚度D6大。
[0115]电流检测用母线30B是具有下述结构的部件:平板状的金属部件30Z的一部分31Z沿在该一部分31Z的第一方向(X轴方向)的两侧形成的切口 34从第二方向(Y轴方向)的单侧折返。金属部件30Z的切口 34在一部分31Z的第一方向(X轴方向)的两侧从第二方向(Y轴方向)的一端朝向内侧形成。并且，折返的一部分31Z构成电流检测用母线30B的贯通部31B，折返的一部分31Z的两侧的部分构成端子部32a。这样的电流检测用母线30B易于制造。
[0116]而且，在电流检测用母线30B中，贯通部31B的剖面的轮廓的最小宽度D4形成得比磁性体芯10的两端的间隔即间隙高度D2大。并且，在电流检测用母线30B中，折返的部分31Z即贯通部31B形成于偏向第二方向(Y轴方向)的一端侧的位置。在图8?图10所示的例子中，贯通部31B形成于偏向Y轴的正方向的一端的位置。
[0117]具有以上所示的结构的电流检测用母线30B即使是在贯通部31B的剖面的轮廓的最小宽度D4形成为比磁性体芯10的间隙高度D2大的情况下，也能够将贯通部31B插入磁性体芯10的中空部11。
[0118]S卩，如图10所示，将电流检测用母线30B和磁性体芯10配置成:在从第一方向(X轴方向)观察时，贯通部31B整体位于与中空部11重叠的位置，且端子部32a位于与中空部11和间隙部12双方重叠但与磁性体芯10不重叠的位置。在该状态下，通过使电流检测用母线30B或磁性体芯10沿第一方向(X轴方向)移动，能够将贯通部31B插入磁性体芯10的中空部11。因此，能够对预先制造的电流检测用母线30B的贯通部31B安装磁性体芯10。
[0119]<电流检测用母线(第三应用例)>
[0120]接下来，参照图11说明电流检测装置I可采用的第三应用例的电流检测用母线30C。图11是电流检测用母线30C和磁性体芯10的立体图。在图11中，对与图1?图5所示的构成要素相同的构成要素标以相同的参照标号。以下，仅对电流检测用母线30C的与电流检测用母线30的不同点进行说明。
[0121]电流检测用母线30C也与电流检测用母线30同样地，形成有贯通部31和平板状的端子部32a，其中，所述贯通部31沿第一方向(X轴方向)贯通磁性体芯10的中空部11，所示端子部32a与该贯通部31在第一方向的两侧分别相连。
[0122]不过，电流检测用母线30C的平板状的两个端子部32a分别沿非平行的面形成。在图11所示的例子中，平板状的两个端子部32a中的一方沿X-Y平面形成，而另一方沿X-Z平面形成。在电流检测装置I中，也可以采用如图11所示的电流检测用母线30C来代替电流检测用母线30。
[0123]图11所示的电流检测用母线30C的采用适用于前段和后段的母线各自所形成的面的角度不同的情况。另外，平板状的两个端子部32a除了如图11所示那样分别沿相互以90°交叉的两个平面形成之外，也可以分别沿以其他角度交叉的两个平面形成。
[0124]<电流检测用母线(第四应用例)>
[0125]接下来，参照图12说明电流检测装置I可采用的第四应用例的电流检测用母线30D。图12是电流检测用母线30D和磁性体芯10的立体图。在图12中，对与图1?图5所示的构成要素相同的构成要素标以相同的参照标号。以下，仅对电流检测用母线30D的与电流检测用母线30的不同点进行说明。
[0126]与电流检测用母线30、30A相比，电流检测用母线30D的两端部的端子部32的形状不同。电流检测用母线30D的端子部32是杆状的金属部件30X的端部中通过镦锻加工而加工得比其他部分粗的部分。以下，将如此加工得到的端子部32称为大直径的端子部32b。并且，在该大直径的端子部32b形成有供用于与前段和后段的其他母线的连接端连结的螺钉8拧入的螺纹孔32Y。
[0127]图13是示意性地示出电流检测用母线30D的制造工序的立体图。电流检测用母线30D与电流检测用母线30同样地，也具有对杆状的金属部件30X的两端部分进行加工而得到的结构。杆状的金属部件30X的剖面的轮廓的最小宽度形成为比磁性体芯10的两端的间隔即间隙高度D2大。
[0128]更为具体地来说，电流检测用母线30D的大直径的端子部32b是将贯通磁性体芯10的中空部11的杆状的金属部件30X的端部通过使用形成有对大直径的端子部32b塑形的砂箱部61z的夹具61和冲压机60等的镦锻加工而成形的部分。
[0129]夹具61沿原始的形状保持杆状的金属部件30X的端部以外的部分。而且，夹具61的砂箱部61z隔开间隔地围在杆状的金属部件30X的端部的周围。并且，利用冲压机60等沿杆状的金属部件30X的轴向对由夹具61保持的杆状的金属部件30X的端部进行加压。由此，杆状的金属部件30X的端部被加工为比其他部分粗。此时，在将杆状的金属部件30X插通到磁性体芯10的中空部11后对杆状的金属部件30X的两端中的至少一端实施镦锻加工。
[0130]S卩，在制造电流检测装置I的工序中，制造电流检测用母线30的工序例如按照以下的步骤执行。[I]首先，执行使杆状的金属部件30X贯通磁性体芯10的中空部11的贯通工序。[2]接着，执行利用冲压机60和夹具61等将杆状的金属部件30X的一个端部加工为比其他部分粗的第一镦锻加工工序。[3]最后，执行利用冲压机60和夹具61等将杆状的金属部件30X的另一个端部加工为比其他部分粗的第二镦锻加工工序。
[0131]在上述制造工序中，在进行[2]第一镦锻工序和[3]第二镦锻工序中的一方或双方之前执行[I]贯通工序即可。例如，可以首先进行[I]贯通工序，接着同时进行[2]第一镦锻加工工序和[3]第二镦锻加工工序。此外，也可以首先进行[2]第一镦锻加工工序，接着进行[I]贯通工序，最后进行[3]第二镦锻加工工序。
[0132]并且，被加工为比其他部分粗的两端的部分构成电流检测用母线30D的大直径的端子部32b，它们之间的杆状的部分构成电流检测用母线30D的贯通部31。
[0133]图12所示的作为电流检测用母线30D的原料的金属部件30X为圆柱状的部件，对这样的金属部件30X的两端进行加工而制造的电流检测用母线30D的贯通部31为圆柱状。另外，作为电流检测用母线30D的原料的杆状的金属部件30X也与电流检测用母线30、30A的情况相同，也可以考虑为剖面为椭圆的椭圆杆状或者剖面为多边形的杆状。优选的是，在电流检测用母线30D中，作为其原料的金属部件30X的剖面形状、即贯通部31的剖面形状也为与磁性体芯10的中空部11的轮廓形状相似的形状。
[0134]而且，图12所示的大直径的端子部32b的最大宽度D5形成为比贯通部31的最大宽度D3和中空部11的直径Dl (最大宽度)大。由此，贯通部31的粗细，即作为原料的杆状的金属部件30X的粗细也不必为了形成螺纹孔32Y而特别粗。在电流检测装置I中，也可以采用如图12所示的电流检测用母线30D来代替电流检测用母线30。
[0135]<电流检测用母线(第五应用例)>
[0136]接下来，参照图14说明电流检测装置I可采用的第五应用例的电流检测用母线30E。图14是电流检测用母线30E和磁性体芯10的立体图。在图14中，对与图1?图12所示的构成要素相同的构成要素标以相同的参照标号。以下，仅对电流检测用母线30E的与电流检测用母线30D的不同点进行说明。
[0137]电流检测用母线30E也与电流检测用母线30D同样地，形成有贯通部31和大直径的端子部32b，其中，所述贯通部31沿第一方向(X轴方向)贯通磁性体芯10的中空部11，所述端子部32b与该贯通部31在第一方向的两侧分别相连。
[0138]不过，电流检测用母线30E在从贯通部31到大直径的端子部32b的中途的部分形成有弯曲部33。图14所示的电流检测用母线30E在从贯通部31到大直径的端子部32b的中途的部分形成有90°弯曲的弯曲部33。在电流检测装置I中，也可以采用如图14所示的电流检测用母线30E来代替电流检测用母线30。
[0139]图14所示的电流检测用母线30E的采用适用于前段和后段的母线各自所形成的面的角度不同的情况。另外，弯曲部33的弯曲角度除了如图14所示地为90°以外也可以考虑为其他弯曲角度。在电流检测装置I中，也可以采用如图14所示的电流检测用母线30E来代替电流检测用母线30。而且，也可以考虑电流检测用母线30、30A具有与电流检测用母线30E相同的弯曲部33。
[0140]另外，以上所示的电流检测用母线30A、30B、30C、30D、30E与电流检测用母线30同样地，与磁性体芯10和霍尔元件20 —起由绝缘筐体40保持成彼此不接触的状态。但是,在采用电流检测用母线30B、30C、30D、30E的情况下，与采用电流检测用母线30的情况相比，绝缘筐体40的端子部通过孔45的位置或形状不同。
[0141]<电流检测用母线(第六应用例)>
[0142]接下来，参照图15说明电流检测装置I可采用的第六应用例的电流检测用母线。图15是示意性地示出第六应用例的电流检测用母线30的制造工序的立体图。在图15中，对与图1?图3所示的构成要素相同的构成要素标以相同的参照标号。以下，仅对第六应用例的电流检测用母线的与电流检测用母线30的不同点进行说明。
[0143]第六应用例的电流检测用母线具有对筒状的金属部件30V的两端部分实施加工而成的结构，其具有与电流检测用母线30相同的外形。筒状的金属部件30V的剖面的轮廓的最小宽度形成为比磁性体芯10的两端的间隔即间隙高度D2大。由于图15所示的金属部件30V为圆筒状，因此金属部件30V的剖面的轮廓的最小宽度为金属部件30V的直径。[0144]更为具体地来说，第六应用例的电流检测用母线是具有通过采用冲压机60等的冲压加工将贯通磁性体芯10的中空部11的筒状的金属部件30V的两端的一定范围的部分压溃成平板状的结构的部件。此时，在使筒状的金属部件30V插通磁性体芯10的中空部11后，将筒状的金属部件30V的两端中的至少一端冲压加工成平板状。
[0145]并且，被压溃成平板状的两端的部分构成第六应用例的电流检测用母线的平板状的端子部32a，它们之间的筒状的部分构成第六应用例的电流检测用母线的贯通部31。
[0146]另外，第六应用例的电流检测用母线与电流检测用母线30同样地，与磁性体芯10和霍尔元件20 —起由绝缘筐体40保持成彼此不接触的状态。
[0147]图15所示的金属部件30V为圆筒状的部件，通过这样的金属部件30V的两端的加工而制造的电流检测用母线的贯通部31为圆筒状。另外，也可以考虑筒状的金属部件30V是剖面为椭圆的椭圆筒状或者剖面为矩形的方筒状。而且，也可以考虑筒状的金属部件30V是剖面为四边形以外的多边形的筒状。
[0148]优选的是，金属部件30V的剖面形状，即第六应用例的电流检测用母线的贯通部31的剖面形状为与磁性体芯10的中空部11的轮廓形状相似的形状。在电流检测装置I中，即使是在采用如图14所示的电流检测用母线30E来代替电流检测用母线30的情况下，也能够得到与采用电流检测用母线30的情况相同的效果。
[0149]〈其他〉
[0150]在电流检测装置I的电流检测用母线中，也可以考虑采用图1或图11所示的平板状的端子部32a作为一个端子部32，采用图12或图14所示的大直径的端子部32b作为另一个端子部32。
[0151]标号说明
[0152]1:电流检测装置；
[0153]8:螺钉；
[0154]9:其他母线；
[0155]9A:孔;
[0156]10:磁性体芯；
[0157]11:磁性体芯的中空部；
[0158]12:磁性体芯的间隙部；
[0159]20:霍尔元件；
[0160]21:端子；
[0161]30、30A、30B、30C、30D、30E:电流检测用母线；
[0162]30X、30Y、30Z、30V:金属部件；
[0163]31、31A、31B:贯通部；
[0164]32、32a、32b:端子部；
[0165]32Y:螺纹孔；
[0166]32Z:贯通孔；
[0167]33:弯曲部；
[0168]34:切口；
[0169]40:绝缘筐体；[0170]41:主体外壳；
[0171]42:盖部件；
[0172]43:第一保持部；
[0173]44:第二保持部；
[0174]45:端子部通过孔；
[0175]46:缺 口部；
[0176]47:爪部(锁定机构)；
[0177]48:框部(锁定机构)；
[0178]50:电子基板；
[0179]51:连接器；
[0180]60:冲压机；
[0181]61z:砂箱部；
[0182]61:夹具。
【权利要求】
1.一种电流检测装置，检测流过母线的电流，其特征在于，具备: 磁性体芯(10)，其是通过对由磁性材料构成的粉体进行烧结而成形的部件，两端隔着间隙部(12)相对，并且包围中空部(11)的周围而连续地形成； 磁电变换元件(20)，配置在所述磁性体芯(10)的所述间隙部(12)，检测与在所述磁性体芯(10)的所述中空部(11)通过的电流对应地变化的磁通；以及 电流检测用母线(30、30A?E)，由形成有贯通部(31)和端子部(32)的导体构成，其中，所述贯通部(31)贯通所述磁性体芯(10)的所述中空部(11)，所述端子部(32)与所述贯通部(31)在贯通所述中空部(11)的方向的两侧分别相连，并与电流传送路径的前段和后段各自的连接端连结，所述端子部(32)的宽度形成为比所述中空部(11)的宽度大。
2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其特征在于， 所述电流检测用母线(30)的所述贯通部(31)的剖面形状为与所述磁性体芯(10)的所述中空部(11)的轮廓形状相似的形状。
3.根据权利要求1或2所述的电流检测装置，其特征在于， 在所述电流检测用母线(30、30A?C)中，至少一个所述端子部(32a)为平板状，所述贯通部(31)的剖面的轮廓的最小宽度形成为比平板状的所述端子部(32a)的厚度大。
4.根据权利要求3所述的电流检测装置，其特征在于， 所述电流检测用母线(30、30C)是具有如下结构的部件:剖面的轮廓的最小宽度形成为比所述磁性体芯(10)的两端的间隔大，通过冲压加工将贯通所述磁性体芯(10)的所述中空部(11)的金属部件的两端部分中的至少一端压溃成宽度比其他部分宽的平板状， 被压溃成平板状的部分构成所述端子部(32a)。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的电流检测装置，其特征在于， 所述电流检测用母线(30D?E)是具有如下结构的部件:剖面的轮廓的最小宽度形成为比所述磁性体芯(10)的两端的间隔大，通过镦锻加工将贯通所述磁性体芯(10)的所述中空部(11)的杆状的金属部件的两端部分中的至少一端加工成比其他部分粗， 被加工得粗的部分构成所述端子部(32b)。
6.根据权利要求3所述的电流检测装置，其特征在于， 所述电流检测用母线(30A?B)是具有将平板状的金属部件的一部分沿在其两侧形成的切口(34)折返的结构的部件，折返的部分构成所述贯通部(31A?B)，所述折返的部分的两侧的平板状的部分构成所述端子部(32a)。
7.根据权利要求6所述的电流检测装置，其特征在于， 在所述电流检测用母线(30B)中，所述折返的部分形成为剖面的轮廓的最小宽度比所述磁性体芯(10)的两端的间隔大，并且形成于偏向所述端子部(32a)的宽度方向的一端侧的位置。
8.根据权利要求1至7的任意一项所述的电流检测装置，其特征在于， 还具备绝缘筐体(40)，该绝缘筐体(40)由绝缘体构成，在所述电流检测用母线(30)的所述端子部(32)和与所述磁电变换元件(20)电连接的连接器(51)露出到外部的状态下，覆盖所述磁性体芯(10)、所述电流检测用母线(30)的所述贯通部(32)及所述磁电变换元件(20)，并且将所述磁性体芯(10)、贯通所述中空部(11)的所述电流检测用母线(30)及配置在所述间隙部(12)的所述磁电变换元件(20)保持成彼此互不接触的状态。
【文档编号】G01R15/20GK103547931SQ201280023524
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年4月5日 优先权日:2011年5月18日
【发明者】三崎贵史, 西康二, 中岛浩胜, 福山穗 申请人:株式会社自动网络技术研究所, 住友电装株式会社, 住友电气工业株式会社
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