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JP2013231691A - Current sensor - Google Patents

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JP2013231691A
JP2013231691A JP2012104569A JP2012104569A JP2013231691A JP 2013231691 A JP2013231691 A JP 2013231691A JP 2012104569 A JP2012104569 A JP 2012104569A JP 2012104569 A JP2012104569 A JP 2012104569A JP 2013231691 A JP2013231691 A JP 2013231691A
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JP
Japan
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magnetic core
current sensor
double
bus bar
container member
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012104569A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirokatsu Nakajima
浩勝 中嶋
Satoru Chazono
悟 茶園
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Wiring Systems Ltd
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Wiring Systems Ltd filed Critical Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority to JP2012104569A priority Critical patent/JP2013231691A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current sensor whereby, even when a bus bar of a vehicle such as an electric vehicle temporarily becomes a high temperature according to change of power transferred therethrough, a magnetoelectric transducer of a current sensor measuring current of the bus bar is prevented from becoming an excessive high temperature.SOLUTION: A current sensor 1 includes an insulation body 40 which supports a magnetic core 10 penetrated by a bus bar 30 and a hall element 20 in a fixed positional relationship. The insulation body 40 includes an outer frame part 411 or an inner frame part 421 having a double-wall structure forming cavities 4110, 4210 thereinside, and constituting a cylindrical double-partition penetrating a hollow part 11 of the magnetic core 10 for partitioning between an inner periphery part of the magnetic core 10 and the bus bar 30.

Description

本発明は、磁性体コアの中空部を貫通するバスバーに流れる電流を計測する電流センサに関する。   The present invention relates to a current sensor that measures a current flowing in a bus bar that penetrates a hollow portion of a magnetic core.

ハイブリッド自動車又は電気自動車などの車両には、バッテリに接続されたバスバーに流れる電流を計測する電流センサが搭載されることが多い。また、そのような電流センサとしては、磁気比例方式の電流センサ又は磁気平衡方式の電流センサが採用される場合がある。   A vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle is often equipped with a current sensor that measures a current flowing through a bus bar connected to a battery. As such a current sensor, a magnetic proportional current sensor or a magnetic balance current sensor may be employed.

磁気比例方式又は磁気平衡方式の電流センサは、例えば、特許文献1,2に示されるように、磁性体コアと磁電変換素子とを備える。磁性体コアは、両端がギャップ部を介して対向し、バスバーが貫通する中空部の周囲を囲んで一連に形成された概ねリング状の磁性体である。磁性体の中空部は、被計測電流が通過する空間である。   For example, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, a magnetic proportional type or magnetic balance type current sensor includes a magnetic core and a magnetoelectric conversion element. The magnetic core is a generally ring-shaped magnetic body formed in a series surrounding both sides of a hollow portion where both ends face each other through a gap portion and the bus bar passes therethrough. The hollow portion of the magnetic body is a space through which the current to be measured passes.

また、磁電変換素子は、磁性体コアのギャップ部に配置され、中空部を貫通して配置されたバスバーを流れる電流に応じて変化する磁束を計測し、磁束の計測信号を電気信号として出力する素子である。磁電変換素子としては、通常、ホール素子が採用される。   The magnetoelectric conversion element is disposed in the gap portion of the magnetic core, measures the magnetic flux that changes according to the current flowing through the bus bar disposed through the hollow portion, and outputs the magnetic flux measurement signal as an electrical signal. It is an element. As the magnetoelectric conversion element, a Hall element is usually adopted.

また、特許文献1,2に示されるように、電流センサは、磁性体コア、磁電変換素子、及び磁電変換素子が実装された回路基板などの必要機器を収容する非導電性の筐体を備え、防塵構造を有する電気部品として提供される。磁性体コア及び磁電変換素子は、その筐体によって一定の位置関係に支持される。なお、電流センサの筐体は、一般に、非導電性の樹脂部材により構成されている。   In addition, as shown in Patent Documents 1 and 2, the current sensor includes a non-conductive housing that houses necessary devices such as a magnetic core, a magnetoelectric conversion element, and a circuit board on which the magnetoelectric conversion element is mounted. Provided as an electrical component having a dustproof structure. The magnetic core and the magnetoelectric conversion element are supported in a fixed positional relationship by the casing. Note that the casing of the current sensor is generally made of a non-conductive resin member.

特開2004−101384号公報JP 2004-101384 A 特開2009−128116号公報JP 2009-128116 A

ところで、電気自動車及びハイブリッド自動車などの電動車両においては、バスバーを通じてモータに供給される電力の変動が大きく、バスバーが、大きなパワーの電気を伝導したときに自己発熱により一時的に過剰な高温になる場合がある。その場合、バスバーの近くに配置される電流センサの磁電変換素子も、バスバーの発熱の影響を受けて高温になりやすい。   By the way, in an electric vehicle such as an electric vehicle and a hybrid vehicle, the fluctuation of the electric power supplied to the motor through the bus bar is large, and the bus bar temporarily becomes excessively hot due to self-heating when conducting a large amount of electricity. There is a case. In that case, the magnetoelectric conversion element of the current sensor arranged near the bus bar is also likely to become high temperature due to the influence of heat generated by the bus bar.

例えば、バスバーの熱は、筐体におけるバスバーと磁性体コアの内縁部とを仕切る隔壁を介して、或いはその隔壁と熱伝導率の高い磁性体コアとを介して、磁電変換素子へ伝わる。磁電変換素子は、耐熱性に優れていないため、バスバーの発熱の影響を受けて過剰な高温になると故障しやすい。   For example, the heat of the bus bar is transmitted to the magnetoelectric conversion element through a partition wall that partitions the bus bar in the housing from the inner edge of the magnetic core, or through the partition wall and the magnetic core having high thermal conductivity. Since the magnetoelectric conversion element is not excellent in heat resistance, the magnetoelectric conversion element is likely to break down when the temperature is excessively high due to the heat generated by the bus bar.

本発明は、電動車両などの車両のバスバーが、それが伝導する電力の変動に応じて一時的に高温になる場合でも、バスバーの電流を計測する電流センサの磁電変換素子が、過剰な高温になることを防ぐことを目的とする。   In the present invention, even when a bus bar of a vehicle such as an electric vehicle temporarily becomes high temperature in accordance with fluctuations in electric power conducted by the vehicle, the magnetoelectric conversion element of the current sensor that measures the current of the bus bar becomes excessively high temperature. The purpose is to prevent becoming.

本発明の第1の態様に係る電流センサは、以下に示される各構成要素を備える。
(1)第1の構成要素は、バスバーが貫通する中空部の周囲を囲んで一連に形成された磁性体コアである。
(2)第2の構成要素は、上記磁性体コアに生じる磁束を計測する磁電変換素子である。
(3)第3の構成要素は、上記磁性体コア及び上記磁電変換素子を収容して一定の位置関係で支持する非導電性の筐体である。上記筐体は、内部に空洞を形成する二重壁構造を有し、前記磁性体コアの前記中空部を貫通して前記磁性体コアの内縁部と前記バスバーとの間を仕切る筒状の二重隔壁を備える。
The current sensor according to the first aspect of the present invention includes the following components.
(1) The first component is a magnetic core formed in a series around the periphery of the hollow portion through which the bus bar passes.
(2) A 2nd component is a magnetoelectric conversion element which measures the magnetic flux which arises in the said magnetic body core.
(3) The third component is a non-conductive casing that accommodates the magnetic core and the magnetoelectric transducer and supports them in a fixed positional relationship. The casing has a double-wall structure that forms a cavity therein, and has a cylindrical shape that penetrates the hollow portion of the magnetic core and partitions the inner edge of the magnetic core and the bus bar. A heavy bulkhead is provided.

また、本発明の第2の態様に係る電流センサは、第1の態様に係る電流センサの一態様である。第2の態様において、上記筐体は、上記磁性体コア及び上記磁電変換素子を収容する容器部材と、その容器部材と組み合わされてその容器部材の開口を塞ぐ蓋部材と、を有する。さらに、上記筐体の上記二重隔壁は、上記容器部材及び上記蓋部材の一方に突起して形成された筒状の内側二重隔壁と、上記容器部材及び上記蓋部材の他方に突起して形成され、上記内側二重隔壁の外周面に沿って形成された外側二重隔壁と、からなる二層の二重壁構造を有する。   The current sensor according to the second aspect of the present invention is an aspect of the current sensor according to the first aspect. In the second aspect, the housing includes a container member that houses the magnetic core and the magnetoelectric conversion element, and a lid member that is combined with the container member and closes the opening of the container member. Further, the double partition wall of the housing protrudes from the cylindrical inner double partition wall formed by projecting on one of the container member and the lid member, and the other of the container member and the lid member. And a double-layered double-wall structure including an outer double partition formed along the outer peripheral surface of the inner double partition.

また、本発明の第3の態様に係る電流センサは、第1の態様又は第2の態様に係る電流センサの一態様である。第3の態様において、上記筐体の上記二重隔壁は、合成樹脂のガスインジェクション成形により成形されている。   The current sensor according to the third aspect of the present invention is an aspect of the current sensor according to the first aspect or the second aspect. In the third aspect, the double partition wall of the casing is molded by synthetic resin gas injection molding.

第1〜第3の態様において、筐体の二重隔壁は、磁性体コアの内縁部と磁性体コアの中空部を貫通するバスバーとの間を仕切る壁である。また、磁電変換素子は、磁性体コアのギャップ部に配置されているため、筐体の二重隔壁は、磁電変換素子とバスバーとの間を仕切る壁でもある。   In the first to third aspects, the double partition wall of the housing is a wall that partitions between the inner edge portion of the magnetic core and the bus bar that penetrates the hollow portion of the magnetic core. In addition, since the magnetoelectric conversion element is disposed in the gap portion of the magnetic core, the double partition wall of the housing is also a wall that partitions the magnetoelectric conversion element and the bus bar.

そして、第1〜第3の態様において、筐体の二重隔壁は、内部に空洞を形成する二重壁構造を有しているため、断熱性に優れている。従って、第1〜第3の態様に係る電流センサによれば、磁性体コアを貫通するバスバーが、それが伝導する電力の変動に応じて一時的に高温になる場合でも、二重隔壁の断熱性により、電流センサの磁電変換素子が過剰な高温になることは防がれる。   And in the 1st-3rd aspect, since the double partition of a housing | casing has the double wall structure which forms a cavity inside, it is excellent in heat insulation. Therefore, according to the current sensor according to the first to third aspects, even when the bus bar penetrating the magnetic core temporarily becomes high temperature according to the fluctuation of the electric power conducted by the bus bar, the insulation of the double partition wall Therefore, it is possible to prevent the magnetoelectric conversion element of the current sensor from being excessively heated.

また、第2の態様に係る電流センサによれば、二重隔壁が、内側二重隔壁と外側二重隔壁とからなる二層の二重壁構造を有する。そのため、二重隔壁の断熱性がさらに向上し、磁電変換素子の高温化がより確実に防がれる。   Moreover, according to the current sensor which concerns on a 2nd aspect, a double partition has a double-layered double wall structure which consists of an inner double partition and an outer double partition. Therefore, the heat insulation of the double partition wall is further improved, and the high temperature of the magnetoelectric conversion element can be prevented more reliably.

また、第3の態様に係る電流センサによれば、筐体の二重隔壁は、合成樹脂のガスインジェクション成形により成形される。そのため、筐体を成形する金型の構造が簡素化され、二重隔壁を有する筐体の成形が容易となる。   Moreover, according to the current sensor which concerns on a 3rd aspect, the double partition of a housing | casing is shape | molded by the gas injection molding of a synthetic resin. For this reason, the structure of the mold for molding the casing is simplified, and the casing having the double partition wall can be easily molded.

本発明の実施形態に係る電流センサ1の分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of a current sensor 1 according to an embodiment of the present invention. 電流センサ1が備える筐体を構成する蓋部材の斜視図である。It is a perspective view of the lid member which constitutes the case with which current sensor 1 is provided. 電流センサ1の3面図である。3 is a three-side view of the current sensor 1. FIG. 電流センサ1の断面図である。1 is a cross-sectional view of a current sensor 1. FIG.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The following embodiment is an example embodying the present invention, and is not an example of limiting the technical scope of the present invention.

以下、図1〜図4を参照しつつ、本発明の実施形態に係る電流センサ1の構成について説明する。なお、図3(a)は電流センサ1の平面図、図3(b)は電流センサ1の正面図、図3(c)は電流センサ1の側面図である。また、図4は、図3(b)に示されるI−I平面における電流センサ1の断面図である。   Hereinafter, the configuration of the current sensor 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A is a plan view of the current sensor 1, FIG. 3B is a front view of the current sensor 1, and FIG. 3C is a side view of the current sensor 1. FIG. 4 is a cross-sectional view of the current sensor 1 in the II plane shown in FIG.

電流センサ1は、電気自動車又はハイブリッド自動車などの車両において、バッテリとモータなどの機器とを電気的に接続するバスバーに流れる電流を計測する装置である。図1に示されるように、電流センサ1は、磁性体コア10、ホール素子20、絶縁筐体40、回路基板50及びコネクタ60を備えている。また、図1及び図2に示されるように、絶縁筐体40は、相互に組み合わされる容器部材41と蓋部材42とにより構成されている。   The current sensor 1 is a device that measures a current flowing through a bus bar that electrically connects a battery and a device such as a motor in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. As shown in FIG. 1, the current sensor 1 includes a magnetic core 10, a Hall element 20, an insulating housing 40, a circuit board 50, and a connector 60. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the insulating housing 40 includes a container member 41 and a lid member 42 that are combined with each other.

<磁性体コア>
磁性体コア10は、フェライト又はケイ素鋼などの磁性材料からなる部材である。磁性体コア10は、両端面13が数ミリメートル程度のギャップ部12を介して対向し、中空部11の周囲を囲んで一連に形成された形状を有している。即ち、磁性体コア10は、狭いギャップ部12と併せて環状に形成されている。
<Magnetic core>
The magnetic core 10 is a member made of a magnetic material such as ferrite or silicon steel. The magnetic core 10 has a shape in which both end faces 13 are opposed to each other via a gap portion 12 of about several millimeters and are formed in a series around the hollow portion 11. That is, the magnetic core 10 is formed in an annular shape together with the narrow gap portion 12.

本実施形態においては、磁性体コア10は、ギャップ部12と併せて、角部が丸められた矩形状の中空部11を囲む概ね矩形の環状に形成されている。なお、磁性体コア10が、ギャップ部12と併せて、円形状の中空部11を囲む円環状に形成されている場合もある。   In the present embodiment, the magnetic core 10 is formed in a generally rectangular ring surrounding the rectangular hollow part 11 with rounded corners together with the gap part 12. Note that the magnetic core 10 may be formed in an annular shape surrounding the circular hollow portion 11 together with the gap portion 12.

計測対象電流が流れる送電路であるバスバー30は、磁性体コア10の中空部11を貫通して配置される。なお、図1において、バスバー30が、仮想線(二点鎖線)により描かれている。   The bus bar 30 that is a power transmission path through which the current to be measured flows is disposed through the hollow portion 11 of the magnetic core 10. In FIG. 1, the bus bar 30 is drawn by an imaginary line (two-dot chain line).

<ホール素子(磁電変換素子)>
ホール素子20は、磁性体コア10のギャップ部12において磁束を計測するセンサである。図1に示されるホール素子20は、素子の本体部である磁気検知部21と磁気検知部21の底面から張り出した複数のリード端子22とを備えたリード線タイプのICである。複数のリード端子22には、電力の入力用の端子及び計測信号の出力用の端子が含まれる。複数のリード端子22は、回路基板50に形成されたホール素子実装孔53に挿入され、半田により回路基板50の配線パターンに固着されている。なお、表面実装タイプのホール素子20が採用されることも考えられる。
<Hall element (magnetoelectric conversion element)>
The Hall element 20 is a sensor that measures a magnetic flux in the gap portion 12 of the magnetic core 10. The Hall element 20 shown in FIG. 1 is a lead wire type IC including a magnetic detection unit 21 which is a main body of the element and a plurality of lead terminals 22 protruding from the bottom surface of the magnetic detection unit 21. The plurality of lead terminals 22 include a power input terminal and a measurement signal output terminal. The plurality of lead terminals 22 are inserted into Hall element mounting holes 53 formed in the circuit board 50 and fixed to the wiring pattern of the circuit board 50 by soldering. Note that a surface-mount type Hall element 20 may be employed.

ホール素子20の磁気検知部21は、磁性体コア10のギャップ部12に配置される。その状態において、ホール素子20は、磁性体コア10の中空部11を通過する電流に応じて変化する磁束を計測し、磁束の計測信号を電気信号として出力する。なお、ホール素子20は、磁電変換素子の一例である。   The magnetic detection unit 21 of the Hall element 20 is disposed in the gap portion 12 of the magnetic core 10. In this state, the Hall element 20 measures the magnetic flux that changes in accordance with the current passing through the hollow portion 11 of the magnetic core 10 and outputs a magnetic flux measurement signal as an electrical signal. The Hall element 20 is an example of a magnetoelectric conversion element.

ホール素子20は、磁気検知部21における予め定められた部位である計測中心部を予め定められた方向に沿って通過する磁束を最も高い感度で計測する。一般に、ホール素子20によって最も高い感度で計測される磁束の通過経路を示す基準直線は、磁気検知部の概ね中心を通り、かつ、磁気検知部21の表裏の面に直交する直線である。   The Hall element 20 measures the magnetic flux passing through a measurement center portion, which is a predetermined portion in the magnetic detection unit 21, along a predetermined direction with the highest sensitivity. In general, the reference straight line indicating the path of the magnetic flux measured with the highest sensitivity by the Hall element 20 is a straight line that passes through substantially the center of the magnetic detection unit and is orthogonal to the front and back surfaces of the magnetic detection unit 21.

電流センサ1において、磁気検知部21の計測中心部が磁性体コア10のギャップ部12の中心点に位置し、かつ、磁気検知部21の基準直線が、磁性体コア10における対向する両端面13の投影面の中心を結ぶ直線と重なる状態が、磁気検知部21の理想の配置状態である。   In the current sensor 1, the measurement center portion of the magnetic detection unit 21 is positioned at the center point of the gap portion 12 of the magnetic core 10, and the reference straight lines of the magnetic detection unit 21 are opposite end surfaces 13 of the magnetic core 10. The state of overlapping with the straight line connecting the centers of the projection planes is an ideal arrangement state of the magnetic detection unit 21.

<回路基板及びコネクタ>
回路基板50は、ホール素子20がそのリード端子22の部分において実装された基板である。また、回路基板50には、ホール素子20の他、コネクタ60のリード端子62と、ホール素子20から出力される磁束の計測信号の安定化処理などを施す回路とが実装されている。
<Circuit board and connector>
The circuit board 50 is a board on which the Hall element 20 is mounted at the lead terminal 22 portion. In addition to the Hall element 20, the circuit board 50 is mounted with a lead terminal 62 of the connector 60 and a circuit for performing a stabilization process of a measurement signal of magnetic flux output from the Hall element 20.

図1に示される例では、回路基板50には、第一ネジ71各々が貫通する第一貫通孔51と、第二ネジ72が貫通する第二貫通孔52とが形成されている。第一ネジ71は、コネクタ60の本体部61を回路基板50に固定するネジである。また、第二ネジ72は、回路基板50を絶縁筐体40の容器部材41に固定するネジである。   In the example shown in FIG. 1, a first through hole 51 through which each of the first screws 71 passes and a second through hole 52 through which the second screws 72 pass are formed in the circuit board 50. The first screw 71 is a screw that fixes the main body 61 of the connector 60 to the circuit board 50. The second screw 72 is a screw that fixes the circuit board 50 to the container member 41 of the insulating housing 40.

コネクタ60は、不図示の電線に設けられた相手側コネクタが接続される部品である。コネクタ60は、本体部61とリード端子62とを備えている。本体部61は、相手側コネクタが接続される接続口が形成された非導電性の部材である。リード端子62は、本体部61内の金属端子と回路基板50の配線パターンとを電気的に接続する導電性の端子である。   The connector 60 is a component to which a mating connector provided on an electric wire (not shown) is connected. The connector 60 includes a main body portion 61 and lead terminals 62. The main body 61 is a non-conductive member in which a connection port to which a mating connector is connected is formed. The lead terminal 62 is a conductive terminal that electrically connects the metal terminal in the main body 61 and the wiring pattern of the circuit board 50.

コネクタ60における複数のリード端子62は、回路基板50に形成されたコネクタ実装孔54に挿入され、半田により回路基板50の配線パターンに固着されている。   A plurality of lead terminals 62 in the connector 60 are inserted into connector mounting holes 54 formed in the circuit board 50 and fixed to the wiring pattern of the circuit board 50 by soldering.

また、回路基板50には、ホール素子20のリード端子22とコネクタ60のリード端子62とを電気的に接続する回路が設けられている。例えば、回路基板50には、外部から電線及びコネクタ60を介して入力される電力をホール素子20のリード端子22へ供給する回路、及び、ホール素子20の計測信号に対して安定化処理などを施し、処理後の信号をコネクタ60のリード端子62に出力する回路などが設けられている。これにより、電流センサ1は、コネクタ60に接続されたコネクタ付電線を通じて、電流計測信号を電子制御ユニットなどの外部の回路へ出力することができる。   The circuit board 50 is provided with a circuit that electrically connects the lead terminals 22 of the Hall elements 20 and the lead terminals 62 of the connector 60. For example, the circuit board 50 is provided with a circuit for supplying power input from the outside via the electric wire and the connector 60 to the lead terminal 22 of the Hall element 20, and a stabilization process for the measurement signal of the Hall element 20. For example, a circuit for outputting the processed signal to the lead terminal 62 of the connector 60 is provided. Thereby, the current sensor 1 can output a current measurement signal to an external circuit such as an electronic control unit through the electric wire with connector connected to the connector 60.

<絶縁筐体>
絶縁筐体40を構成する容器部材41及び蓋部材42は、それぞれ絶縁性の樹脂材料の一体成形部材である。容器部材41及び蓋部材42の各々は、例えば、ポリアミド(PA)、ポリプロピレン(PP)又はABS樹脂などの絶縁性の樹脂からなる一体成形部材である。
<Insulated housing>
The container member 41 and the lid member 42 constituting the insulating housing 40 are each integrally formed members of an insulating resin material. Each of the container member 41 and the lid member 42 is an integrally formed member made of an insulating resin such as polyamide (PA), polypropylene (PP), or ABS resin.

容器部材41は、開口部を有する箱状に形成され、蓋部材42は、容器部材41に組み合わされることによって容器部材41の開口を塞ぐ。また、容器部材41及び蓋部材42には、バスバー30が通される貫通孔であるバスバー孔401が形成されている。   The container member 41 is formed in a box shape having an opening, and the lid member 42 closes the opening of the container member 41 by being combined with the container member 41. The container member 41 and the lid member 42 are formed with a bus bar hole 401 that is a through hole through which the bus bar 30 passes.

容器部材41の内側面には、バスバー孔401の周囲を囲む筒状の外側枠部411が形成されている。同様に、蓋部材42の内側面には、バスバー孔401の周囲を囲む筒状の内側枠部421が形成されている。容器部材41と蓋部材42とが組み合わされると、外側枠部411の内側に内側枠部421が嵌り込む。外側枠部411及び内側枠部421の詳細については後述する。   On the inner surface of the container member 41, a cylindrical outer frame portion 411 surrounding the periphery of the bus bar hole 401 is formed. Similarly, a cylindrical inner frame portion 421 surrounding the periphery of the bus bar hole 401 is formed on the inner surface of the lid member 42. When the container member 41 and the lid member 42 are combined, the inner frame portion 421 fits inside the outer frame portion 411. Details of the outer frame portion 411 and the inner frame portion 421 will be described later.

容器部材41は、磁性体コア10、ホール素子20、回路基板50及びコネクタ60を一定の位置関係で支持するとともにそれらを収容する部材である。但し、コネクタ60は、一部が露出する状態で絶縁筐体40に収容されている。   The container member 41 is a member that supports the magnetic core 10, the Hall element 20, the circuit board 50, and the connector 60 in a fixed positional relationship and accommodates them. However, the connector 60 is accommodated in the insulating housing 40 with a part thereof exposed.

より具体的には、容器部材41の内側には、磁性体コア10、ホール素子20及びコネクタ60の本体部61の各々を予め定められた位置で支持するコア位置決め部43、素子位置決め部44及びコネクタ位置決め部45が形成されている。さらに、容器部材41の内側には、回路基板50が固定された基板固定部46も形成されている。   More specifically, on the inner side of the container member 41, a core positioning part 43, an element positioning part 44, and a magnetic core 10, a hall element 20, and a main body part 61 of the connector 60 are supported at predetermined positions. A connector positioning portion 45 is formed. Furthermore, a substrate fixing part 46 to which the circuit board 50 is fixed is also formed inside the container member 41.

図1に示される例では、コア位置決め部43は、磁性体コア10の中空部11に通されて磁性体コア10の内縁を支持及び位置決めする。また、素子位置決め部44は、ホール素子20の磁気検知部21が嵌め入れられる窪みを形成している。ホール素子20の磁気検知部21は、素子位置決め部44の窪みに嵌め入れられることにより、素子位置決め部44によって位置決めされる。   In the example shown in FIG. 1, the core positioning portion 43 is passed through the hollow portion 11 of the magnetic core 10 to support and position the inner edge of the magnetic core 10. The element positioning portion 44 forms a recess into which the magnetic detection portion 21 of the Hall element 20 is fitted. The magnetic detection unit 21 of the Hall element 20 is positioned by the element positioning unit 44 by being fitted into the recess of the element positioning unit 44.

また、コネクタ位置決め部45は、コネクタ60の本体部61の背面、両側面及び底面を支えることによってコネクタ60の本体部61を位置決めする。また、基板固定部46の登頂部には、第二ネジ72が締め込まれるネジ孔460が形成されている。   Further, the connector positioning unit 45 positions the main body 61 of the connector 60 by supporting the back surface, both side surfaces, and the bottom surface of the main body 61 of the connector 60. Further, a screw hole 460 into which the second screw 72 is tightened is formed at the top portion of the substrate fixing portion 46.

また、蓋部材42は、磁性体コア10、ホール素子20、コネクタ60及び回路基板50を支持する容器部材41に対し、磁性体コア10と回路基板50とを挟み込みつつ、容器部材41の開口を塞ぐ状態で容器部材41に取り付けられる。   The lid member 42 opens the container member 41 while sandwiching the magnetic core 10 and the circuit board 50 with respect to the container member 41 that supports the magnetic core 10, the Hall element 20, the connector 60, and the circuit board 50. It is attached to the container member 41 in a closed state.

また、図2に示されるように、蓋部材42の内側面には、内側枠部421の他、蓋側コア支え部422も突起して形成されている。蓋側コア支え部422は、容器部材41のコア位置決め部43により支持された磁性体コア10の蓋部材42側への移動を制限する。   In addition, as shown in FIG. 2, the lid side core support portion 422 is also formed on the inner side surface of the lid member 42 so as to protrude in addition to the inner frame portion 421. The lid-side core support portion 422 restricts the movement of the magnetic core 10 supported by the core positioning portion 43 of the container member 41 toward the lid member 42.

容器部材41及び蓋部材42には、それらを組み合わせ状態で保持するロック機構47が設けられている。図1に示されるロック機構47は、容器部材41の側面に突出して形成された爪部471と、蓋部材42の側方に形成された環状の枠部472とを備える。容器部材41の爪部471が、蓋部材42の枠部472が形成する孔に嵌り込むことにより、容器部材41及び蓋部材42は、それらが組み合わされた状態で保持される。   The container member 41 and the lid member 42 are provided with a lock mechanism 47 that holds them in a combined state. The lock mechanism 47 shown in FIG. 1 includes a claw portion 471 formed to project from the side surface of the container member 41 and an annular frame portion 472 formed on the side of the lid member 42. By fitting the claw portion 471 of the container member 41 into the hole formed by the frame portion 472 of the lid member 42, the container member 41 and the lid member 42 are held in a state where they are combined.

<断熱構造>
次に、図4に示される断面図を参照しつつ、電流センサ1が備える断熱構造について説明する。本実施形態において、絶縁筐体40を構成する容器部材41及び蓋部材42の各々は、合成樹脂のガスインジェクション成形により成形された合成樹脂の部材である。
<Insulation structure>
Next, a heat insulating structure provided in the current sensor 1 will be described with reference to a cross-sectional view shown in FIG. In the present embodiment, each of the container member 41 and the lid member 42 constituting the insulating housing 40 is a synthetic resin member formed by synthetic resin gas injection molding.

ガスインジェクション成形は、溶融樹脂を金型キャビティ中に射出し、さらに金型キャビティ中に樹脂と互いに混ざり合わない加圧流体を注入し、その加圧流体の内圧によって溶融樹脂をキャビティの壁に押し付けて成形する手法である。加圧流体としては、例えば窒素ガスなどの不活性ガスが用いられる。なお、ガスインジェクション成形は周知であるので、ここではその詳細な説明は省略する。   In gas injection molding, molten resin is injected into a mold cavity, a pressurized fluid that does not mix with the resin is injected into the mold cavity, and the molten resin is pressed against the cavity wall by the internal pressure of the pressurized fluid. This is a technique for molding. For example, an inert gas such as nitrogen gas is used as the pressurized fluid. Since gas injection molding is well known, detailed description thereof is omitted here.

図4に示されるように、ガスインジェクション成形により得られる樹脂の部材である容器部材41及び蓋部材42各々の内部には、空洞410,420が形成されている。また、容器部材41及び蓋部材42各々には、ガスインジェクション成形の際に加圧流体が注入されるガス注入孔481,482が形成されている。   As shown in FIG. 4, cavities 410 and 420 are formed inside the container member 41 and the lid member 42, which are resin members obtained by gas injection molding. Each of the container member 41 and the lid member 42 is formed with gas injection holes 481 and 482 into which a pressurized fluid is injected at the time of gas injection molding.

従って、バスバー孔401の周囲を囲む筒状の外側枠部411は、内部に空洞4110を形成する二重壁構造を有している。同様に、バスバー孔401の周囲を囲む筒状の内側枠部421も、内部に空洞4210を形成する二重壁構造を有している。これら外側枠部411及び内側枠部421各々は、磁性体コア10の中空部11を貫通して磁性体コア10の内縁部とバスバー30との間を仕切る筒状の二重隔壁を構成している。   Accordingly, the cylindrical outer frame portion 411 surrounding the periphery of the bus bar hole 401 has a double wall structure in which a cavity 4110 is formed. Similarly, the cylindrical inner frame part 421 surrounding the periphery of the bus bar hole 401 also has a double wall structure in which a cavity 4210 is formed. Each of the outer frame portion 411 and the inner frame portion 421 constitutes a cylindrical double partition that penetrates the hollow portion 11 of the magnetic core 10 and partitions the inner edge portion of the magnetic core 10 and the bus bar 30. Yes.

また、内側枠部421は、蓋部材42に突起して形成された筒状の内側二重隔壁の一例であり、外側枠部411は、容器部材41に突起して形成され、内側枠部421(内側二重隔壁)の外周面に沿って形成された外側二重隔壁の一例である。このように、絶縁筐体40は、内側枠部421と外側枠部411とからなる二層の二重壁構造を有している。   The inner frame portion 421 is an example of a cylindrical inner double partition wall formed by protruding from the lid member 42, and the outer frame portion 411 is formed by protruding from the container member 41, and the inner frame portion 421 is formed. It is an example of the outer side double partition formed along the outer peripheral surface of (inner side double partition). As described above, the insulating housing 40 has a two-layer double wall structure including the inner frame portion 421 and the outer frame portion 411.

<効果>
電流センサ1において、絶縁筐体40の二重隔壁を構成する内側枠部421及び外側枠部411は、磁性体コア10の内縁部と磁性体コア10の中空部11を貫通するバスバー30との間を仕切る壁である。また、ホール素子20は、磁性体コア10のギャップ部12に配置されているため、内側枠部421及び外側枠部411(二重隔壁)は、ホール素子20とバスバー30との間を仕切る壁でもある。
<Effect>
In the current sensor 1, the inner frame portion 421 and the outer frame portion 411 constituting the double partition wall of the insulating housing 40 are formed between the inner edge portion of the magnetic core 10 and the bus bar 30 that penetrates the hollow portion 11 of the magnetic core 10. It is a wall that separates the spaces. Further, since the Hall element 20 is disposed in the gap portion 12 of the magnetic core 10, the inner frame portion 421 and the outer frame portion 411 (double partition walls) are walls that partition the Hall element 20 and the bus bar 30. But there is.

そして、電流センサ1において、内側枠部421及び外側枠部411(二重隔壁)は、内部に空洞4110,4210を形成する二重壁構造を有しているため、断熱性に優れている。従って、電流センサ1が採用されれば、磁性体コア10を貫通するバスバー30が、それが伝導する電力の変動に応じて一時的に高温になる場合でも、内側枠部421及び外側枠部411(二重隔壁)の断熱性により、ホール素子20が過剰な高温になることは防がれる。   And in the current sensor 1, since the inner side frame part 421 and the outer side frame part 411 (double partition) have the double wall structure which forms the cavity 4110, 4210 inside, it is excellent in heat insulation. Therefore, when the current sensor 1 is employed, the inner frame portion 421 and the outer frame portion 411 are used even when the bus bar 30 penetrating the magnetic core 10 temporarily becomes high temperature according to fluctuations in the electric power conducted by the bus bar 30. Due to the heat insulation of the (double partition wall), the Hall element 20 is prevented from becoming an excessively high temperature.

また、電流センサ1が採用されれば、内側枠部421及び外側枠部411が、二層の二重壁構造を有する。そのため、二重隔壁の断熱性がさらに向上し、ホール素子20の高温化がより確実に防がれる。   Further, when the current sensor 1 is employed, the inner frame portion 421 and the outer frame portion 411 have a double-layered double wall structure. Therefore, the heat insulation of the double partition wall is further improved, and the high temperature of the Hall element 20 can be prevented more reliably.

また、電流センサ1においては、内側枠部421及び外側枠部411(二重隔壁)は、合成樹脂のガスインジェクション成形により成形される。そのため、絶縁筐体40を成形する金型の構造が簡素化され、二重隔壁を有する絶縁筐体40の成形が容易となる。   Further, in the current sensor 1, the inner frame portion 421 and the outer frame portion 411 (double partition walls) are formed by synthetic resin gas injection molding. Therefore, the structure of the mold for molding the insulating casing 40 is simplified, and the insulating casing 40 having a double partition wall can be easily molded.

なお、電流センサ1において、絶縁筐体40の内部の空洞410,420のうち、内側枠部421の内部の空洞4210及び外側枠部411の内部の空洞4110以外の部分は、バスバー30からホール素子20への伝熱の抑制に対し、それほど大きくは寄与しない。即ち、内側枠部421及び外側枠部411の内部の空洞4210,4110以外の空洞は、合成樹脂のガスインジェクション成形によって自ずと形成されてしまうが、形成されなくてもよい空洞である。   In the current sensor 1, of the cavities 410 and 420 inside the insulating housing 40, portions other than the cavity 4210 inside the inner frame 421 and the cavity 4110 inside the outer frame 411 are formed from the bus bar 30 to the Hall element. It does not contribute so much to the suppression of heat transfer to 20. That is, cavities other than the cavities 4210 and 4110 inside the inner frame 421 and the outer frame 411 are naturally formed by gas injection molding of synthetic resin, but are cavities that need not be formed.

また、内側枠部421が外側枠部411の内側に嵌り込んで構成された2層の筒は、バスバー孔401を貫通するバスバー30と回路基板50に実装された部品との間の電気的な遮蔽板を構成している。そのため、バスバー30とホール素子20などの電子部品との間の沿面距離が十分に確保され、バスバー30に加わるサージ電圧による電子部品の故障が生じにくくなる。   In addition, the two-layered cylinder formed by fitting the inner frame portion 421 inside the outer frame portion 411 is electrically connected between the bus bar 30 penetrating the bus bar hole 401 and the component mounted on the circuit board 50. A shielding plate is configured. Therefore, a sufficient creepage distance between the bus bar 30 and the electronic component such as the Hall element 20 is ensured, and the electronic component is less likely to fail due to a surge voltage applied to the bus bar 30.

<その他>
電流センサ1の絶縁筐体40において、内側枠部421(内側二重隔壁)が容器部材41に突起して形成され、外側枠部411(外側二重隔壁)が蓋部材42に突起して形成されることも考えられる。
<Others>
In the insulating housing 40 of the current sensor 1, the inner frame portion 421 (inner double partition wall) is formed to protrude from the container member 41, and the outer frame portion 411 (outer double partition wall) is formed to protrude from the lid member 42. It can also be considered.

また、電流センサ1の絶縁筐体40において、外側枠部411及び内側枠部材421のうちの一方が省略されることも考えられる。   Moreover, in the insulated housing 40 of the current sensor 1, it is conceivable that one of the outer frame portion 411 and the inner frame member 421 is omitted.

また、二重隔壁をなす外側枠部411及び内側枠部421が、一般的な射出成形によって成形されることも考えられる。この場合、射出成形に用いられる金型は、外側枠部411及び内側枠部421各々の空洞4110,4210を成形する部分を有する。   It is also conceivable that the outer frame portion 411 and the inner frame portion 421 forming a double partition wall are formed by general injection molding. In this case, the mold used for injection molding has portions for forming the cavities 4110 and 4210 of the outer frame portion 411 and the inner frame portion 421, respectively.

1 電流センサ
10 磁性体コア
11 磁性体コアの中空部
12 磁性体コアのギャップ部
13 磁性体コアの端面
20 ホール素子(磁電変換素子)
21 ホール素子の磁気検知部
22 ホール素子のリード端子
30 バスバー
40 絶縁筐体(筐体)
41 容器部材
42 蓋部材
43 コア位置決め部
44 素子位置決め部
45 コネクタ位置決め部
46 基板固定部
47 ロック機構
50 回路基板
51 第一貫通孔
52 第二貫通孔
53 ホール素子実装孔
54 コネクタ実装孔
60 コネクタ
61 コネクタの本体部
62 コネクタのリード端子
71 第一ネジ
72 第二ネジ
401 バスバー孔
411 外側枠部(二重隔壁、外側二重隔壁)
421 内側枠部(二重隔壁、内側二重隔壁)
422 蓋側コア支え部
460 ネジ孔
471 爪部
472 枠部
4110 外側枠部の空洞
4210 内側枠部の空洞
410,420 空洞
481,482 ガス注入孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current sensor 10 Magnetic body core 11 Hollow part of magnetic body core 12 Gap part of magnetic body core 13 End surface of magnetic body core 20 Hall element (magnetoelectric conversion element)
21 Hall Element Magnetic Detection Unit 22 Hall Element Lead Terminal 30 Bus Bar 40 Insulating Housing (Case)
41 Container member 42 Lid member 43 Core positioning portion 44 Element positioning portion 45 Connector positioning portion 46 Board fixing portion 47 Lock mechanism 50 Circuit board 51 First through hole 52 Second through hole 53 Hall element mounting hole 54 Connector mounting hole 60 Connector 61 Connector main body 62 Connector lead terminal 71 First screw 72 Second screw 401 Bus bar hole 411 Outer frame (double partition, outer double partition)
421 Inner frame (double bulkhead, inner double bulkhead)
422 Lid side core support part 460 Screw hole 471 Claw part 472 Frame part 4110 Cavity of outer frame part 4210 Cavity of inner frame part 410,420 Cavity 481,482 Gas injection hole

Claims (3)

磁性材料からなり、バスバーが貫通する中空部の周囲を囲んで一連に形成された磁性体コアと、
前記磁性体コアに生じる磁束を計測する磁電変換素子と、
前記磁性体コア及び前記磁電変換素子を収容して一定の位置関係で支持する非導電性の筐体と、を備え、
前記筐体は、
内部に空洞を形成する二重壁構造を有し、前記磁性体コアの前記中空部を貫通して前記磁性体コアの内縁部と前記バスバーとの間を仕切る筒状の二重隔壁を備える、電流センサ。
A magnetic core made of a magnetic material and formed in a series around the periphery of the hollow portion through which the bus bar passes,
A magnetoelectric transducer for measuring magnetic flux generated in the magnetic core;
A non-conductive housing that houses the magnetic core and the magnetoelectric conversion element and supports the magnetic core in a fixed positional relationship,
The housing is
It has a double wall structure that forms a cavity inside, and includes a cylindrical double partition that penetrates the hollow portion of the magnetic core and partitions the inner edge of the magnetic core and the bus bar, Current sensor.
請求項1に記載の電流センサであって、
前記筐体は、
前記磁性体コア及び前記磁電変換素子を収容する容器部材と、
前記容器部材と組み合わされて前記容器部材の開口を塞ぐ蓋部材と、を有し、
前記筐体の前記二重隔壁は、
前記容器部材及び前記蓋部材の一方に突起して形成された筒状の内側二重隔壁と、
前記容器部材及び前記蓋部材の他方に突起して形成され、前記内側二重隔壁の外周面に沿って形成された外側二重隔壁と、からなる二層の二重壁構造を有する、電流センサ。
The current sensor according to claim 1,
The housing is
A container member that houses the magnetic core and the magnetoelectric transducer;
A lid member combined with the container member to close the opening of the container member,
The double bulkhead of the housing is
A cylindrical inner double partition formed by projecting on one of the container member and the lid member;
A current sensor having a double-layered double-wall structure formed by projecting on the other of the container member and the lid member and an outer double partition formed along the outer peripheral surface of the inner double partition .
請求項1又は請求項2に記載の電流センサであって、
前記筐体の前記二重隔壁は、合成樹脂のガスインジェクション成形により成形されている、電流センサ。
The current sensor according to claim 1 or 2,
The double bulkhead of the casing is a current sensor formed by synthetic resin gas injection molding.
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