(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1の技術では凸部を熱溶融させる熱処理設備が必要であり、特許文献2の技術ではねじの部品点数が増加し、特許文献3の技術ではインサートモールド成型の成型難易度が高い、という不都合がある。
【0006】
そこで、本発明は、簡易な構成で電流センサにバスバ−を容易に取り付け/取り外し可能な電流センサユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、弾性変形可能なバスバーと、前記バスバーの周囲に発生する磁束により前記バスバーに通電する電流量を測定する電流センサと、を備える電流センサユニットであって、前記電流センサは、前記バスバーが貫通する貫通孔と、前記貫通孔の開口から所定距離離れた位置に設けられ、前記貫通孔の貫通方向と直交すると共に前記バスバーの弾性変形方向に突出した突出片と、を備え、前記バスバーは、前記突出片が差し込まれる穴部を備え、前記バスバーが前記貫通孔に貫通した状態、かつ、前記バスバーを傾け前記貫通孔の開口縁部を支点として前記バスバーを弾性変形させた状態で、前記突出片と前記穴部との嵌合状態が解除され、前記バスバーの貫通方向における移動が可能になり、前記バスバーが前記貫通孔に貫通した状態、かつ、前記バスバーが弾性変形されていない状態で、前記突出片が前記穴部に差し込み、前記バスバーの貫通方向における移動が規制されることを特徴とする電流センサユニットである。
【0008】
このような構成によれば、バスバーが貫通孔に貫通した状態、かつ、バスバーを傾け貫通孔の開口縁部を支点としてバスバーを弾性変形させた状態で、突出片と穴部との嵌合状態が解除され、バスバーの貫通方向における移動が可能になる。
一方、バスバーが貫通孔に貫通した状態、かつ、バスバーが弾性変形されていない状態で、突出片が穴部に差し込み、バスバーの貫通方向における移動が規制される。
このようにして、突出片及び穴部を備え、そして、バスバーの弾性を利用した簡易な構成によって、電流センサにバスバ−を取り付け/取り外しできる。
【0009】
また、電流センサユニットにおいて、前記突出片は、前記貫通孔の入口側に配置されていることが好ましい。
【0010】
このような構成によれば、突出片が貫通孔の入口側に配置されているので、バスバーを貫通孔に貫通させる際、バスバーの入口側を把持し、バスバーを貫通孔に差し込みながら、バスバーを弾性変形させることができる。すなわち、バスバーの一部分を把持しながら、バスバーの差し込みと変形とをすることができ、バスバーの取り付け作業性が向上する。
【0011】
また、電流センサユニットにおいて、前記電流センサは、前記バスバーを囲むように配置されるコアと、前記磁気を検出する磁気検出素子を搭載する板状の基板と、を備え、前記基板は、前記貫通方向において前記コアから突出し、前記突出片は、前記基板の突出側に配置されていることが好ましい。
【0012】
このような構成によれば、基板が貫通方向においてコアから突出しているので、貫通孔のコアの突出側(後記する実施形態では後側)にスペースが形成される。そして、突出片が前記突出側に配置されているので、前記スペースを有効利用できる。
【0013】
また、電流センサユニットにおいて、複数の前記バスバーと、複数の前記電流センサと、複数の前記突出片と、を備え、複数の前記バスバーと複数の前記電流センサとの誤組を防止するように、前記貫通孔の中心からの前記突出片のオフセット量は異なることが好ましい。
【0014】
このような構成によれば、貫通孔の中心からの突出片のオフセット量は異なるので、複数のバスバーと複数の電流センサとの誤組を防止できる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、簡易な構成で電流センサにバスバ−を容易に取り付け/取り外し可能な電流センサユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】本実施形態に係る電流センサユニットの平面図である。
【
図2】本実施形態に係る電流センサユニットの斜視図である。
【
図3】本実施形態に係る電流センサユニットの斜視図である。
【
図4】本実施形態に係る電流センサユニットの斜視図である。
【
図5】本実施形態に係る電流センサユニットの平面図である。
【
図6】本実施形態に係る電流センサユニットの底面図である。
【
図7】本実施形態に係る電流センサユニットの断面図であり、
図5のX1−X1線断面に対応している。
【
図8】本実施形態に係る電流センサユニットの断面図であり、
図7のX2−X2線断面に対応している。
【
図9】本実施形態に係る電流センサユニットの斜視図である。
【
図10】本実施形態に係る電流センサユニットの斜視図である。
【
図11】本実施形態に係る電流センサユニットの組み付け状況を説明する断面図であり、第1バスバーの差し込み開始時を示している。
【
図12】本実施形態に係る電流センサユニットの組み付け状況を説明する断面図であり、第1バスバーの弾性変形時を示している。
【
図13】本実施形態に係る電流センサユニットの組み付け状況を説明する断面図であり、第1バスバーの非変形時を示している。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の一実施形態について、
図1〜
図13を参照して説明する。
【0018】
≪電流センサユニットの構成≫
電流センサユニット1は、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車等の電動車両に搭載され、三相交流を発生するインバータ101と駆動力を発生するモータ(図示しない)とを接続する3本のバスバーを含むと共に、各バスバーを通電する電流値を検出するユニットである。
【0019】
電流センサユニット1は、3本のバスバーである第1バスバー10、第2バスバー20及び第3バスバー30と、電流センサ集合体40と、第1突出片91、第2突出片92及び第3突出片93と、を備えている。
【0020】
<バスバー>
第1バスバー10、第2バスバー20及び第3バスバー30は、銅合金等の金属製の薄板片であって、その厚さ方向において弾性変形可能であると共に導電性を有している。第1バスバー10、第2バスバー20及び第3バスバー30は、三相交流を構成するU相、V相及びW相に対応している。第1バスバー10、第2バスバー20及び第3バスバー30は、電流センサ集合体40の後方から前方に向かって差し込まれ、電流センサ集合体40を貫通するようになっている。第1バスバー10、第2バスバー20及び第3バスバー30の後端がインバータ101側であり、前端がモータ側である。
【0021】
<第1バスバー>
第1バスバー10は、後記する第1電流センサ50の第1貫通孔52よりも長く構成されており、第1貫通孔52に貫通装着された場合に第1貫通孔52の前後に突出するようになっている(
図5、
図6参照)。第1バスバー10は、差し込み側である先端側(前側)から順に、第1前突出部分11と、第1貫通孔内部分12と、第1後突出部分13と、を備えている。
【0022】
第1貫通孔内部分12は、第1バスバー10が第1電流センサ50に所定に取り付けられた場合において、第1貫通孔52内に配置される部分である。第1前突出部分11は、第1貫通孔内部分12の前側(第1貫通孔52の出口側)で外部に突出する部分である。第1後突出部分13は、第1貫通孔内部分12の後側(第1貫通孔52の入口側)で外部に突出する部分である。
【0023】
第1後突出部分13には、上下方向に延びる第1差し込み孔13a(穴部)が形成されている。すなわち、第1差し込み孔13aは、第1貫通孔52の入口側に配置されている。第1差し込み孔13aは、第1突出片91が上方から差し込まれる孔であり(
図7参照)、第1突出片91が第1差し込み孔13aに差し込まれると、第1バスバー10の前後方向(第1バスバー10、第1貫通孔52の貫通方向)における移動が規制されるようになっている。
【0024】
<第2バスバー>
第2バスバー20は、第1バスバー10と同様の構成であり、第2前突出部分21と、第2貫通孔内部分22と、第2後突出部分23と、を備えている。第2後突出部分23には、第2差し込み孔23a(穴部)が形成されている。第2差し込み孔23aは、第2突出片92が差し込まれる孔である。
【0025】
<第3バスバー>
第3バスバー30は、第1バスバー10と同様の構成であり、第3前突出部分31と、第3貫通孔内部分32と、第3後突出部分33と、を備えている。第3後突出部分33には、第3差し込み孔33a(穴部)が形成されている。第3差し込み孔33aは、第3突出片93が差し込まれる孔である。
【0026】
<電流センサ集合体>
電流センサ集合体40は、第1電流センサ50と、第2電流センサ60と、第3電流センサ70とを備え、これらが集合し一体に構成されたものである。具体的には、第1電流センサ50の第1ハウジング51(
図7参照)と、第2電流センサ60の第2ハウジング61と、第3電流センサ70の第3ハウジング71とが樹脂製であって一体に形成されているので、第1電流センサ50、第2電流センサ60及び第3電流センサ70が一体で構成されている。
【0027】
第1電流センサ50は第1バスバー10に通電する電流値を検出するセンサである。第2電流センサ60は第2バスバー20に通電する電流値を検出するセンサである。第3電流センサ70は第3バスバー30に通電する電流値を検出するセンサである。
【0028】
<第1電流センサ>
第1電流センサ50は、第1ハウジング51と、第1コア55と、板状の基板56と、を備えている。なお、基板56は、左右方向に延びており、第1電流センサ50、第2電流センサ60及び第3電流センサ70で共有されている。
【0029】
<第1電流センサ−第1ハウジング>
第1ハウジング51は、樹脂製の筐体であり、その内部に第1コア55及び基板56を収容している。第1ハウジング51は、前後方向に延び第1バスバー10が前後方向に貫通する第1貫通孔52を有している。第1貫通孔52の上方に配置される第1ハウジング51の第1上壁部53は、第1貫通孔52の入口(後側開口)よりも後方に延びている。第1貫通孔52の下方に配置される第1ハウジング51の第1下壁部54は、第1貫通孔52の出口(前側開口)より前方に延びている。
【0030】
第1バスバー10の厚さ方向に対応する第1貫通孔52の上下高さΔT52は、第1バスバー10の厚さΔT10よりも大きく、第1バスバー10は、第1貫通孔52を斜めの状態で貫通可能となっている(
図13参照)。
【0031】
すなわち、第1バスバー10が前側の徐々に高くなる斜めの状態で貫通した場合、第1バスバー10は、入口の下方に配置された第1下壁部54の第1後角部54a(貫通孔の開口縁部)と、出口の上方に配置された第1上壁部53の第1前角部53aとに接触するようになっている(
図13参照)。
【0032】
<第1電流センサ−第1コア>
第1コア55は、前からの正面視において右方が開口したC字形を呈しており(
図8参照)、第1バスバー10及び基板56を囲むように配置されている。なお、
図8では、第1ハウジング51等は省略している。第1コア55は、適宜な磁性材料で形成された磁路であり、磁束密度を高めるためのものである。
【0033】
<第1電流センサ−基板>
基板56は、第1バスバー10に通電することで、第1バスバー10の周囲に発生する磁気(磁力の強さ)を検出し、第1バスバー10を流れる電流の電流値を検出するものである。基板56は、磁気を検出する第1磁気検出素子57を備えており、第1磁気検出素子57はホール効果を利用したホール素子で構成されている。そして、第1磁気検出素子57(基板56)は、磁束密度に比例した起電圧を、外部のECU(図示しない)に出力するようなっている。
【0034】
基板56は、前後方向(第1貫通孔52の貫通方向)において、第1コア55から後方に突出している(
図7参照)。これに対応して、第1ハウジング51の第1上壁部53も、第1コア55から後方に突出している。そして、第1突出片91は、基板56の突出側(後側)に配置されている。すなわち、基板56(第1上壁部53)が後方に突出したことにより、基板56(第1上壁部53)の下方かつ第1貫通孔52の後方にスペースが形成されており、そして、このスペースに第1突出片91が配置されているので、前記スペースが有効利用されている。
【0035】
<第2電流センサ>
第2電流センサ60は、第1電流センサ50と同様の構成であり、第2ハウジング61と、第2コア65と、基板56の一部と、を備えている(
図7参照)。第2ハウジング61は、前後方向に延び第2バスバー20が前後方向に貫通する第2貫通孔62を有している。
【0036】
<第3電流センサ>
第3電流センサ70は、第1電流センサ50と同様の構成であり、第3ハウジング71と、第3コア75と、基板56の一部と、を備えている(
図7参照)。第3ハウジング71は、前後方向に延び第3バスバー30が前後方向に貫通する第3貫通孔72を有している。
【0037】
<第1突出片>
第1突出片91は、第1差し込み孔13aに差し込まれる細長の円柱体であって、第1ハウジング51と一体の樹脂製である。第1突出片91は、第1貫通孔52の後方(入口側)に配置され(
図7、
図10参照)、第1上壁部53から下方に向かって突出している。すなわち、第1突出片91は、上下方向において、第1後角部54aと対向する第1上壁部53から下方に向かって突出している。
【0038】
このように第1突出片91が第1貫通孔52の入口側に配置されているので、第1バスバー10を第1電流センサ50に組み付ける場合において第1バスバー10を弾性変形させるとき、第1バスバー10を持ち変えずにそのまま湾曲させて弾性変形可能であり、組み付け作業が良好となっている。
【0039】
これに対して、第1突出片91が第1貫通孔52の出口側に配置されている場合、第1貫通孔52の出口側から突出する第1バスバー10を把持し弾性変形させる必要があり、手間を要してしまう。
【0040】
第1突出片91の突出長さΔL91は、第1貫通孔52の上下高さΔT52よりも長く、非変形の第1バスバー10が第1貫通孔52で斜め状態になったとしても、第1突出片91が第1差し込み孔13aに差し込まれる長さに設定されている(
図13参照)。すなわち、第1バスバー10が、第1後角部54a及び第1前角部53aを支点として斜めの状態かつ非変形の状態(側面視で直線状態)において、第1突出片91が第1差し込み孔13aに差し込まれる長さに設定されている。つまり、第1貫通孔52の出口から後方に遠ざかるにつれて、第1突出片91の突出長さΔL91が長くなる関係となっている。
【0041】
そして、第1突出片91が第1差し込み孔13aに差し込まれると、第1バスバー10の前後方向における移動が規制されるようになっている。これにより、その後に、第1バスバー10が第1電流センサ50から脱落しないようになっている。
【0042】
また、第1突出片91の突出長さΔL91は、第1後角部54aを支点として第1後突出部分13を下方に屈曲させて第1バスバー10を変形させた場合(第1後突出部分13の変形時)、第1突出片91が第1差し込み孔13aから抜け、第1バスバー10が前後方向において移動可能となる長さに設定されている。すなわち、第1バスバー10の剛性が高く第1バスバー10が変形し難くなるにつれて、第1突出片91の突出長さΔL91が小さくなる関係となっている。
【0043】
<第2突出片>
第2突出片92は、第1突出片91と同様に、第2差し込み孔23aに差し込まれる細長の円柱体である。第2突出片91は、第2貫通孔62(
図7、
図10参照)の後方(入口側)に配置され、第2上壁部から下方に向かって突出している。
【0044】
<第3突出片>
第3突出片93は、第1突出片91と同様に、第3差し込み孔33aに差し込まれる細長の円柱体である。第3突出片93は、第3貫通孔72(
図7、
図10参照)の後方(入口側)に配置され、第3上壁部から下方に向かって突出している。
【0045】
<第1突出片等のオフセット量>
図5に示すように、第1突出片91(第1差し込み孔13a)の第1貫通孔52(第1貫通孔内部分12)の第1中心軸線O52(第1貫通孔52の中心)からの第1オフセット量ΔL91と、第2突出片92(第2差し込み孔23a)の第2貫通孔62(第2貫通孔内部分22)の第2中心軸線O62からの第2オフセット量ΔL92と、第3突出片93(第3差し込み孔33a)の第3貫通孔72(第3貫通孔内部分32)の第3中心軸線O72からの第3オフセット量ΔL93とは、相互に異なっており、同一でない(ΔL91≠ΔL92≠ΔL93)。
【0046】
これにより、第1バスバー10、第2バスバー20及び第3バスバー30の間において、誤組が防止されるようになっている。すなわち、例えば、第1バスバー10は、オフセット量が一致しない第2電流センサ60及び第3電流センサ70に組み付け不能となっている。
【0047】
また、第1突出片91は第1中心軸線O52の右方にオフセットし、第2突出片92は第2中心軸線O62の左方にオフセットし、第3突出片93は第3中心軸線O72の左方にオフセットしている。すなわち、オフセット方向が、第1突出片91と第2突出片92第3突出片93との間で逆向きとなっており、誤組が防止されるようになっている。
【0048】
≪電流センサユニットの組み付け方法≫
電流センサユニット1の組み付け方法について、
図11〜
図13を参照して説明する。以下、第1バスバー10について説明するが、第2バスバー20、第3バスバー30についても同様である。
【0049】
<差し込み開始時>
図11に示すように、第1バスバー10を前側が高くなるように斜めに傾けながら、第1バスバー10の前側を第1貫通孔52に差し込む。
【0050】
<変形時>
その後、第1貫通孔52から後方に突出する第1バスバー10の後側部分(主に第1後突出部分13)を、第1後角部54a(貫通孔の開口縁部)を支点として下方に屈曲させる(
図12参照)。そうすると、第1バスバー10は、上向きに凸状で湾曲し、第1突出片91に引っかからずに、さらに差し込み進む。
【0051】
<非変形時>
図13に示すように、第1バスバー10を所定位置まで差し込むと、第1バスバー10の後側部分(主に第1後突出部分13)の屈曲をやめる。そうすると、第1バスバー10は、その剛性によりスプリングバックし、つまり、第1後突出部分13が上方に揺動し、第1突出片91が第1差し込み孔13aに差し込まれる。これにより、第1バスバー10は前後方向において移動不能となる。そして、第1バスバー10が第1センサ50に取り付けられる。
【0052】
≪電流センサユニットの効果≫
このような電流センサユニット1によれば次の効果を得る。
第1突出片91は第1ハウジング51と一体成型品であり、第1バスバー10に第1差し込み孔13aを備える構成であるので、部品点数は増加しない。また、簡易な構成であるので電流センサユニット1を製造容易である。
【0053】
第1バスバー10自体の弾性を利用して、第1バスバー10を変形/非変形させ、第1突出片91への差し込み/被差し込みを切り替えるので、第1バスバー10の脱着が容易である。すなわち、第1バスバー10と第1電流センサ50とを相互に容易に取り付け/取り外しできる。
【0054】
≪変形例≫
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更できる。
【0055】
前記した実施形態では、第1バスバ−10が薄板状である構成を例示したが、その他に例えば、細長丸棒状、細長三角柱状でもよい。
【0056】
前記した実施形態では、第1突出片91及び第1差し込み孔13aが第1貫通孔52の入口側(後側、差し込み手前側)に配置された構成を例示したが、その他に例えば、第1貫通孔52の出口側(前側、差し込み奥側)に配置された構成でもよい。
【0057】
前記した実施形態では、第1電流センサ50が第1コア55を備える構成を例示したが、その他に例えば、第1コア55を備えないコアレス型である構成でもよい。第2電流センサ60、第3電流センサ70についても同様である。