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▶ スージョウ リテルヒューズ オーブイエス カンパニー リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023024309
(43)【公開日】2023-02-16
(54)【発明の名称】スナップオン電流センサデザイン
(51)【国際特許分類】
G01R 15/20 20060101AFI20230209BHJP
【ＦＩ】
G01R15/20 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022114498
(22)【出願日】2022-07-19
(31)【優先権主張番号】202110900035.0
(32)【優先日】2021-08-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】521126966
【氏名又は名称】スージョウ リテルヒューズ オーブイエス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】エンゲルバート ヘッツマンシダー
(72)【発明者】
【氏名】ジアンフェイ ツァオ
(72)【発明者】
【氏名】リナス サルカウスカス
【テーマコード（参考）】
2G025
【Ｆターム（参考）】
2G025AA00
2G025AA03
2G025AA04
2G025AB01
2G025AC01
(57)【要約】 （修正有）
【課題】導体を通過する電流から生じる磁場を測定するスナップオン電流センサを提供する。
【解決手段】スナップオンアセンブリは、センサが付いた集積回路を保持するハウジングを含む。接続部が動力を集積回路に供給し、信号を集積回路から電子回路に送信する。インサートがハウジングの開口部に嵌入し、機械的締結具を用いずに導体をハウジング内に固定する。センサは、導体を通過する電流から生じる磁場を測定する。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】スナップオンアセンブリは、センサが付いた集積回路を保持するハウジングを含む。接続部が動力を集積回路に供給し、信号を集積回路から電子回路に送信する。インサートがハウジングの開口部に嵌入し、機械的締結具を用いずに導体をハウジング内に固定する。センサは、導体を通過する電流から生じる磁場を測定する。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
集積回路（ＩＣ）を有するハウジングであって、前記ＩＣはセンサを含む、ハウジングと、
動力を前記ＩＣに供給し、信号を前記ＩＣから電子回路に送信する接続部と、
前記ハウジングの開口部に嵌入するインサートであって、機械的締結具を用いずに導体を前記ハウジング内に固定するためのインサートと
を備え、
前記センサは、前記導体を通過する電流から生じる磁場を測定する、
スナップオンアセンブリ。
動力を前記ＩＣに供給し、信号を前記ＩＣから電子回路に送信する接続部と、
前記ハウジングの開口部に嵌入するインサートであって、機械的締結具を用いずに導体を前記ハウジング内に固定するためのインサートと
を備え、
前記センサは、前記導体を通過する電流から生じる磁場を測定する、
スナップオンアセンブリ。
【請求項2】
前記導体はケーブルである、請求項１に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項3】
第２インサートをさらに備え、前記第２インサート、続いて前記ケーブル、続いて前記インサートが、前記ハウジングの前記開口部内に配置される、請求項２に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項4】
前記インサートおよび前記第２インサートは、
円筒状レセプタクルと、
複数のリブとをさらに有し、前記複数のリブは、前記ハウジング内に固定されたら前記ケーブルに触れて適合する、
請求項３に記載のスナップオンアセンブリ。
円筒状レセプタクルと、
複数のリブとをさらに有し、前記複数のリブは、前記ハウジング内に固定されたら前記ケーブルに触れて適合する、
請求項３に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項5】
前記インサートおよび前記第２インサートは、前記ケーブルの回転運動を防止する、請求項４に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項6】
前記インサートおよび前記第２インサートは、前記ケーブルの軸方向運動を防止する、請求項４に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項7】
前記インサートおよび前記第２インサートは、非伝導性プラスチックから作製されている、請求項３に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項8】
前記導体はバスバーである、請求項１に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項9】
前記インサートは、前記インサートの背面から延びている複数の脚部をさらに有し、前記複数の脚部は、
前記インサートが前記ハウジングの前記開口部に挿入されると前記バスバーの片側に配置される第１脚部および第２脚部と、
前記インサートが前記ハウジングの前記開口部に挿入されると前記バスバーの対向する側部に配置される第３脚部および第４脚部と
を含む、請求項８に記載のスナップオンアセンブリ。
前記インサートが前記ハウジングの前記開口部に挿入されると前記バスバーの片側に配置される第１脚部および第２脚部と、
前記インサートが前記ハウジングの前記開口部に挿入されると前記バスバーの対向する側部に配置される第３脚部および第４脚部と
を含む、請求項８に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項10】
前記第１脚部と前記第３脚部との間の距離は、前記バスバーの幅くらいである、請求項９に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項11】
前記複数の脚部のうちの１または複数に配されたディンプルと、
前記複数の脚部のうちの１または複数に配された直交突出部と
をさらに備える、請求項９に記載のスナップオンアセンブリ。
前記複数の脚部のうちの１または複数に配された直交突出部と
をさらに備える、請求項９に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項12】
前記ディンプルおよび前記直交突出部は、前記ハウジング内の前記バスバーの軸方向運動を防止する、請求項１１に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項13】
第２のＩＣをさらに備え、前記第２のＩＣは第２センサを有し、前記ＩＣおよび前記第２のＩＣは補償信号を発生させる、請求項１に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項14】
前記ハウジングは、第１側部、第２側部、および第３側部をさらに有し、前記第１側部は、前記第２側部に連結されており、前記第１側部は、前記第２側部に直角であり、前記第２側部は、前記第３側部に連結されており、前記第２側部は、前記第３側部に直角であり、前記第１側部は、前記第３側部に平行である、請求項１３に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項15】
前記ＩＣは、前記第１側部に配されており、前記第２のＩＣは、前記第３側部に配されている、請求項１４に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項16】
前記ＩＣおよび前記第２のＩＣは、前記第２側部に配されている、請求項１４に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項17】
集積回路（ＩＣ）を有するハウジングであって、前記集積回路はセンサを含み、前記センサは、導体を通過する電流から生じる磁場を測定する、ハウジングと、
前記ハウジングの開口部に嵌入するインサートであって、前記インサートは、機械的締結具を用いずに前記導体を前記ハウジング内に固定するものであり、
前記ハウジングの第１側部に配される第１延長部であって、第１溝部を含む第１延長部と、
前記ハウジングの第２側部に配される第２延長部であって、前記第２側部は前記第１側部と反対にあり、前記第１側部は前記第２側部に平行であり、前記第２延長部は第２溝部を含む、第２延長部と
をさらに有する、インサートと、
前記第１溝部で前記第１延長部の周りに巻き付けられて締め付けられる第１ワイヤタイと、
前記第２溝部で前記第２延長部の周りに巻き付けられて締め付けられる第２ワイヤタイと
を備え、
前記導体は、前記第１延長部を通し、前記インサートを通し、かつ前記第２延長部を通して挿入され、前記第１ワイヤタイおよび前記第２ワイヤタイは、前記導体を前記ハウジング内に固定する、
スナップオンアセンブリ。
前記ハウジングの開口部に嵌入するインサートであって、前記インサートは、機械的締結具を用いずに前記導体を前記ハウジング内に固定するものであり、
前記ハウジングの第１側部に配される第１延長部であって、第１溝部を含む第１延長部と、
前記ハウジングの第２側部に配される第２延長部であって、前記第２側部は前記第１側部と反対にあり、前記第１側部は前記第２側部に平行であり、前記第２延長部は第２溝部を含む、第２延長部と
をさらに有する、インサートと、
前記第１溝部で前記第１延長部の周りに巻き付けられて締め付けられる第１ワイヤタイと、
前記第２溝部で前記第２延長部の周りに巻き付けられて締め付けられる第２ワイヤタイと
を備え、
前記導体は、前記第１延長部を通し、前記インサートを通し、かつ前記第２延長部を通して挿入され、前記第１ワイヤタイおよび前記第２ワイヤタイは、前記導体を前記ハウジング内に固定する、
スナップオンアセンブリ。
【請求項18】
第２のＩＣをさらに備え、前記第２のＩＣは第２センサを有し、前記ＩＣおよび前記第２のＩＣは非補償信号を発生させる、請求項１７に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項19】
前記導体はケーブルであり、前記第１延長部は第１円筒状延長部であり、前記第２延長部は第２円筒状延長部である、請求項１８に記載のスナップオンアセンブリ。
【請求項20】
前記導体はバスバーであり、前記第１延長部は第１矩形延長部であり、前記第２延長部は第２矩形延長部である、請求項１８に記載のスナップオンアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、電流センサに関し、より詳細には、磁場に基づく電流センサに関する。
【背景技術】
【0002】
電流検知は、電流を測定するために使用される幾つかの技法のうちの任意の１つである。電流センサは、磁場を使用して電流を検出し、電流に比例する出力を発生させることにより、回路を遮断することなく電流を受動的に測定することができる。
【0003】
電流センサは、測定を実行するために、ケーブルまたはバスバー等の電流の導体の周りに配置される。電流センサは、センサをバスバーまたはケーブルに固定するためのナットが付いたネジ等の機械的締結具を使用して所定位置に保たれる。機械的締結具の１または複数の部分が緩んだ状態になるか、または失われた場合、電流センサが導体から緩んだ状態になり、信頼性のない結果またはさらには機能の喪失が生じる。
【0004】
本改善が有用になり得るのは、これらおよび他の考慮事項に対してである。
【発明の概要】
【0005】
この概要は、以下の発明を実施するための形態においてさらに記述される特定の概念を簡略化した形態で紹介するために提供される。この概要は、特許請求される主題の重要な特徴または不可欠な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を決定する助けとなることを意図するものでもない。
【0006】
本開示に従うスナップオンアセンブリの例示的な実施形態は、センサが付いた集積回路（ＩＣ）を保持するハウジングを含み得る。接続部が動力をＩＣに供給し、信号をＩＣから電子回路に送信する。インサートがハウジングの開口部に嵌入し、機械的締結具を用いずに導体をハウジング内に固定する。センサは、導体を通過する電流から生じる磁場を測定する。
【0007】
本開示に従うスナップオンアセンブリの別の例示的な実施形態は、ハウジングと、ハウジングの開口部に嵌入するインサートと、２つのワイヤタイとを含み得る。ハウジングは、導体を通過する電流から生じる磁場を測定するセンサが付いたＩＣを含む。インサートは、機械的締結具を用いずに導体をハウジング内に固定し、ハウジングの第１側部に配置される第１延長部と、ハウジングの第２の対向する側部に配置される第２延長部とを含み、第２側部は、第１側部と反対にあり、かつ平行している。２つの延長部は各々、溝部を含む。第１ワイヤタイは、第１溝部で第１延長部の周りに巻き付けられて締め付けられる。第２ワイヤタイは、第２溝部で第２延長部の周りに巻き付けられて締め付けられる。導体は、第１延長部を通し、インサートを通し、かつ第２延長部を通して挿入される。第１および第２ワイヤタイは、導体をハウジング内に固定する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
ケーブルまたはバスバーに適合させるための、導体上の電流を検知するためのスナップオンアセンブリが開示される。このスナップオンアセンブリは、機械的締結具を必要とすることなく、ケーブルまたはバスバーに固着される。ケーブルまたはバスバーのいずれにも、単一のハウジングが使用される。スナップオンアセンブリのハウジングは、異なるケーブルまたはバスバーのデザインに合わせてカスタマイズできる１つ（バスバー）または２つ（ケーブル）のプラスチックインサートとともに使用される。プラスチックインサートは、スナップオンアセンブリが所定位置におかれたらケーブルまたはバスバーの運動を防止する特徴を含む。スナップオンアセンブリのハウジングは、任意選択で、運動に対するさらなる安定性のためにワイヤタイを保持する延長部を含む。
【0014】
利便性および明瞭性のために、本明細書では、「上部」、「下部」、「より高い」、「より低い」、「鉛直」、「水平」、「横方向」、「横断」、「半径方向」、「内側」、「外側」、「左」、および「右」等の用語が、電気ボックスの特徴および構成要素の相対的な配置および向きを記述するために使用される場合があり、これらは各々、本明細書で提供される斜視図、分解斜視図、および断面図に表される電気ボックスの他の特徴および構成要素の形状および向きに対するものである。当該用語は、限定を意図するものではなく、具体的に言及される言葉、それに関する派生語、および同様の意味をもつ言葉を含む。
【0015】
図１Ａおよび１Ｂは、例示的な実施形態に従う、ケーブルまたはバスバー等の導体を通る電流を検知するためのスナップオンアセンブリの代表図である。図１Ａは、ケーブルに固着するためのスナップオンアセンブリ１００Ａの上面視図であり、図１Ｂは、バスバーに固着するためのスナップオンアセンブリ１００Ｂの上面視図である（これらを総じて「スナップオンアセンブリ１００」という）。スナップオンアセンブリ１００は、第１側部１３０と、第２側部１３２と、第３側部１３４とを有するハウジング１０２を特徴とし、第１側部１３０は、一端で第２側部１３２に接続しており、第１側部１３０は、第２側部１３２に直角であり、第２側部１３２は、反対側の端部で第３側部１３４に接続しており、第３側部１３４は、反対側の端部で第２側部１３２に直角であり、そのため、第１側部１３０および第３側部１３４が互いに平行であるようになっている。上面視図では、第１側部１３０、第２側部１３２、および第３側部１３４は、逆さの「Ｃ」字または横向きの「Ｕ」字のように見える。
【0016】
図１Ａのスナップオンアセンブリ１００Ａは、ケーブル１０４を通る電流を測定する。内側インサート１１０が、ハウジング１０２の開口部１３６内に配置され、続いてケーブル１０４、次に外側インサート１１２が、ハウジング内に配置される。例示的な実施形態において、内側インサート１１０および外側インサート１１２は、ケーブル１０４を囲んでハウジング１０２の開口部１３６内の所定位置にケーブルを保持している。例示的な実施形態において、内側インサート１１０および外側インサート１１２は、プラスチック等の非伝導性材料から作製されている。開示される実施形態は、これに関して非限定的である。
【0017】
図１Ｂのスナップオンアセンブリ１００Ｂは、バスバー１０６を通る電流を測定する。２つのインサートを用いる図１Ａの実施形態とは異なり、１つのインサート１１４が開口部１３６内に配置されて、バスバー１０６を所定位置に保持する。例示的な実施形態において、インサート１１４は、バスバー１０６を囲んでハウジング１０２の開口部１３６内の所定位置にバスバーを保持するような形状をしている。例示的な実施形態において、インサート１１４は、プラスチック等の非伝導性材料から作製されている。開示される実施形態は、これに関して非限定的である。
【0018】
スナップオンアセンブリ１００Ａのハウジング１０２は、スナップオンアセンブリ１００Ｂのハウジングと異ならない。言い換えれば、ハウジング１０２は、用途がケーブル１０４の電流検知を実行することであってもバスバー１０６の電流検知を実行することであっても、互換性がある。単に内側インサート１１０および外側インサート１１２を取り外し、これらをインサート１１４に置き換えることにより、スナップオンアセンブリ１００の用途をケーブル１０４からバスバー１０６に変更することができ、その逆も同様である。
【0019】
例示的な実施形態において、スナップオンアセンブリ１００Ａの外側インサート１１２は、ハウジング１０２の境界外に位置しないが、スナップオンアセンブリ１００Ｂのインサート１１４は、ハウジングの境界外に位置する。バスバー１０６は、開口部１３６の幅ｗ２よりわずかに小さい幅ｗ１を有するので、インサート１１４は、ハウジング１０２の境界を超えて延びている。これは、より小さいバスバーには当てはまらない場合がある。例示的な実施形態において、インサート１１４はまた、バスバー１０６の寸法に適合するようカスタマイズ可能である。さらに、ケーブル１０４より大きいケーブルの場合、外側インサート１１２は、ハウジング１０２の境界を超えて延びていてもよい。例示的な実施形態において、外側インサート１１２および内側インサート１１０は、ケーブル１０４の円周方向寸法に適合するようカスタマイズ可能である。いくつかの実施形態において、ケーブル１０４が円形ではなく、楕円形または何らかの他の形状である場合、外側インサート１１２および内側インサート１１０は、ケーブルの形状に適合するよう改変される。さらに、例示的な実施形態において、非常に大きいケーブルまたはバスバー、すなわち開口部１３６の寸法を超えるものについては、スナップオンアセンブリ１００のハウジング１０２は、ケーブルまたはバスバーの周りに適合するよう拡大される。
【0020】
インサートは、ケーブルにせよバスバーにせよ、異なるサイズおよび形状の導体をサポートするよう改変され得る。バスバーは、例えば、矩形状または角丸矩形状であり得る。または、バスバーは、特定の用途をサポートするようカスタムメイドされたバスバーのように、非定型的な形状を有していてもよい。さらに、ケーブルは、銅ケーブルをカバーするシース等によって絶縁されていてもよい。または、ケーブルは、上昇した電流レベルが所望される用途等では、絶縁されていなくてもよい。ケーブルまたはバスバーの断面がハウジング１０２内に適合可能である限り、スナップオンアセンブリ１００は、導体のサイズおよび形状に適うように改変されたインサートを特徴とし得る。
【0021】
センサ１０８ａおよび１０８ｂ（総じて「センサ１０８」）は、ハウジング１０２の第１側部１３０および第３側部１３４にそれぞれ配されている。いくつかの実施形態において、センサ１０８は、ホールセンサ、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサ、またはトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）センサである。各センサ１０８について、磁場強度ベクトルＢ１およびＢ２が示されている。一実施形態において、スナップオンアセンブリ１００は、単一のセンサ１０８ａ（非補償出力信号）で動作してもよく、両方のセンサ（補償出力信号）で動作してもよいので、センサ１０８ｂは任意選択である。
【0022】
例示的な実施形態において、各センサ１０８は、ケーブルまたはバスバーの周りに形成された磁場に基づいて電流検知を実行するためのマグネットを含む集積回路（ＩＣ）である。例示的な実施形態において、浮遊磁場が検出され、ケーブル１０４またはバスバー１０６を流れる電流の測定磁場から差し引かれ得るように、２つのセンサが使用される。例示的な実施形態において、センサ１０８は、測定された電流が解釈されるように、信号を電子回路（図示せず）に送信する。例示的な実施形態において、ＩＣは、ケーブルもしくはバスバーの上部もしくは下部に配置されてもよく、または同じ印刷回路板アセンブリを共有するように片側に配置されてもよい。
【0023】
図２Ａおよび２Ｂは、例示的な実施形態に従う、ケーブルまたはバスバー等の導体を通る電流を検知するための第２のスナップオンアセンブリの代表図である。図２Ａは、ケーブルに固着するためのスナップオンアセンブリ２００Ａの上面視図であり、図２Ｂは、バスバーに固着するためのスナップオンアセンブリ２００Ｂの上面視図である（これらを総じて「スナップオンアセンブリ２００」という）。スナップオンアセンブリ２００は、第１側部２３０と、第２側部２３２と、第３側部２３４とを有するハウジング２０２を特徴とし、第１側部２３０は、一端で第２側部２３２に直角に接続しており、第２側部２３２は、一端で第１側部２３０に直角に、他端で第３側部２３４に直角に接続しており、そのため、第１側部２３０および第３側部２３４が互いに平行であるようになっている。第１側部２３０および第３側部２３４は、本明細書では、対向する側部と呼ばれることもある。上面視図では、第１側部２３０、第２側部２３２、および第３側部２３４は、逆さの「Ｃ」字または横向きの「Ｕ」字のように見える。
【0024】
図２Ａのスナップオンアセンブリ２００Ａは、ケーブル２０４を通る電流を測定する。内側インサート２１０が、ハウジング２０２の開口部２３６内に配置され、続いてケーブル２０４、次に外側インサート２１２が、ハウジング内に配置される。例示的な実施形態において、内側インサート２１０および外側インサート２１２は、ケーブル２０４を囲んでハウジング２０２の開口部２３６内の所定位置にケーブルを保持している。例示的な実施形態において、内側インサート２１０および外側インサート２１２は、プラスチック等の非伝導性材料から作製されている。開示される実施形態は、これに関して非限定的である。
【0025】
スナップオンアセンブリ２００Ａのハウジング２０２は、スナップオンアセンブリ２００Ｂのハウジングと異ならない。図１Ａおよび１Ｂの例と同様に、ハウジング２０２は、用途がケーブル２０４の電流検知を実行することであってもバスバー２０６の電流検知を実行することであっても、互換性がある。単にインサート２１４を取り外し、これを内側インサート２１０および外側インサート２１２に置き換えることにより、スナップオンアセンブリ２００の用途をバスバー２０６からケーブル２０４に変更することができ、その逆も同様である。
【0026】
図２Ｂのスナップオンアセンブリ２００Ｂは、バスバー２０６を通る電流を測定する。単一のインサート２１４が開口部２３６内に配置されて、バスバー２０６を所定位置に保持する。例示的な実施形態において、インサート２１４は、バスバー２０６を囲んでハウジング２０２の開口部２３６内の所定位置にバスバーを保持するような形状をしている。例示的な実施形態において、インサート２１４は、プラスチック等の非伝導性材料から作製されている。開示される実施形態は、これに関して非限定的である。
【0027】
センサ２０８ａおよび２０８ｂ（総じて「センサ２０８」）は、ハウジング２０２の第２側部２３２において互いに隣接して配されており、集磁部２１６が各センサに対して配されている。いくつかの実施形態において、センサ２０８は、ホールセンサ、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサ、またはトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）センサである。各センサ２０８について、磁場強度ベクトルＢ１およびＢ２が示されている。一実施形態において、スナップオンアセンブリ２００は単一のセンサ２０８ａで動作し得るので、センサ２０８ｂは任意選択である。例示的な実施形態において、各センサ２０８は、ケーブルまたはバスバーの周りに形成された磁場に基づいて電流検知を実行するためのマグネットを含む集積回路（ＩＣ）である。例示的な実施形態において、浮遊磁場が検出され、ケーブル２０４またはバスバー２０６を流れる電流の測定磁場から差し引かれ得るように、２つのセンサが使用される。例示的な実施形態において、センサ２０８は、測定された電流が解釈されるように、信号を電子回路（図示せず）に送信する。
【0028】
図３Ａおよび３Ｂは、例示的な実施形態に従う、ケーブルまたはバスバー等の導体を通る電流を検知するためのスナップオンアセンブリの代表図である。図３Ａは、ケーブルに固着するためのスナップオンアセンブリ３００Ａの斜視図であり、図３Ｂは、バスバーに固着するためのスナップオンアセンブリ３００Ｂの斜視図である（これらを総じて「スナップオンアセンブリ３００」という）。スナップオンアセンブリ３００Ａは、スナップオンアセンブリ１００Ａまたは２００Ａのいずれの特徴を含んでいてもよく、スナップオンアセンブリ３００Ｂは、スナップオンアセンブリ１００Ｂまたは２００Ｂのいずれの特徴を含んでいてもよい。
【0029】
スナップオンアセンブリ３００は、第１側部３３０と、第２側部３３２と、第３側部３３４とを有するハウジング３０２を特徴とする。ハウジング３０２は、図１Ａ～１Ｂまたは図２Ａ～２ＢのようにＩＣが配された構成であり得る。図３Ａでは、ケーブル３０４が、内側インサート３１０と外側インサート３１２との間に配された状態で示されており、内側インサートは、ハウジング３０２内で外側インサートに接続している。例示的な実施形態において、内側インサート３１０および外側インサート３１２は、ケーブル３０４を囲んでハウジング３０２内の所定位置にケーブルを保持している。外側インサート３１２の背面３３６は、ハウジングの第１側部３３０および第３側部３３４と嵌合し、従って、矩形立方体構造を形成している。
【0030】
図３Ｂでは、バスバー３０６が、インサート３１４に囲まれた状態で示されている。例示的な実施形態において、インサート３１４は、バスバー３０６を囲んでハウジング３０２内の所定位置にバスバーを保持するような形状をしている。例示的な実施形態において、内側インサート３１０、外側インサート３１２、およびインサート３１４は、プラスチック等の非伝導性材料から作製されている。開示される実施形態は、これに関して非限定的である。インサート３１４の背面３３８は、ハウジングの第１側部３３０および第３側部３３４と嵌合し、従って、矩形立方体構造を形成している。
【0031】
例示的な実施形態において、背面３３８は、凹部３４２ａおよび３４２ｂ（総じて「凹部」）のある開口部３４０を含む。凹部３４２は、バスバーの軸方向運動または長手方向運動を防止するように、バスバー３０６の表面を圧迫するようデザインされている。バスバーの軸方向運動または長手方向運動は、その長さに沿った、すなわち、ハウジング３０２のいずれかの側部に対するものである。凹部３４２については、図４Ｂと併せて、以下でより詳細に記述する。
【0032】
接続部３１８が、ハウジング（図示せず）内のセンサを動力源に接続するために、ハウジングの上部に配されている。一実施形態において、スナップオンアセンブリ３００に動力を供給することに加えて、接続部３１８は、センサＩＣが検知した電流信号を電気回路（図示せず）に伝達するための専用ピンをさらに含む。
【0033】
図４Ａおよび４Ｂは、例示的な実施形態に従う、図３Ａおよび３Ｂのスナップオンアセンブリ３００の代表図である。図４Ａは、ケーブル３０４に固着するためのスナップオンアセンブリ３００Ａの分解斜視図であり、図４Ｂは、バスバー３０６に固着するためのスナップオンアセンブリ３００Ｂの分解斜視図である。ハウジング３０２は、前述のように、スナップオンアセンブリ３００を動力源に接続するとともに、検知された電流信号を電気回路に伝達するための接続部３１８を含む。
【0034】
図４Ａでは、ケーブル３０４が、内側インサート３１０と外側インサート３１２との間に配された状態で示されており、内側インサートの内部が露出している。例示的な実施形態において、内側インサート３１０は、ケーブル３０４を片側で受けるためのリブ４２０を含む円筒状レセプタクル４２２ａを含む。同様に、外側インサート３１２は、ケーブル３０４を他方側で受けるためのリブ（図示せず）を含む円筒状レセプタクル４２２ｂを含む（これらを総じて「円筒状レセプタクル４２２」という）。リブ４２０は、それぞれの円筒状レセプタクル４２２からある程度突出しており、そのため、ケーブル３０４が内側インサート３１０に対して圧迫され、外側インサート３１２がケーブルに対して圧迫されると、リブ４２０がケーブルに対して圧迫されるようになっている。例示的な実施形態において、内側インサート３１０および外側インサート３１２は、スナップオンアセンブリ３００Ａのハウジング３０２内にケーブル３０４を固定する。さらに、例示的な実施形態において、円筒状レセプタクル４２２およびリブ４２０は、内側インサート３１０および外側インサート３１２がスナップオンアセンブリ３００Ａのハウジング３０２内で所定位置におかれたら、ケーブル３０４の回転運動または軸方向運動のいずれかを実質的に防止する。
【0035】
例示的な実施形態において、内側インサート３１０は、アーム４２４ａおよび４２４ｂ（総じて「アーム４２４」）をさらに含み、外側インサート３１２は、受けスリーブ４２６ａおよび４２６ｂ（総じて「受けスリーブ４２６」）を含み、アーム４２４ａは、受けスリーブ４２６ａに適合し、アーム４２４ｂは、受けスリーブ４２６ｂに適合する。さらに、アーム４２４ａは、ケーブル３０４の片側（例えば、図４Ａのケーブルの上）に配されており、アーム４２４ｂは、ケーブルの他方側（例えば、ケーブルの下）に配されている。
【0036】
図４Ｂでは、バスバー３０６が、ハウジング３０２の開口部（例えば、上記のスナップオンアセンブリ１００の開口部１３６またはスナップオンアセンブリ２００の開口部２３６）に挿入された状態で示されている。インサート３１４は、インサートの背面３３８から延びている、第１脚部４２８ａ、第２脚部４２８ｂ、第３脚部４２８ｃ、および第４脚部４２８ｄ（総じて「脚部４２８」）を含む。
【0037】
図３Ｂに示されているように、インサート３１４の背面３３８は、凹部３４２のある開口部３４０を含む。凹部３４２は、バスバーの（例えば、ハウジング３０２のいずれかの側部に対する）軸方向運動を防止するように、バスバー３０６の表面を圧迫するようデザインされている。開口部３４０および任意選択の凹部３４２は、インサート３１２の背面３３６（図３Ａまたは４Ａ）の特徴ではない。これは、円筒状レセプタクル４２２のリブ４２０がケーブル３０４の回転を制御するように働くからである。ケーブルジャケットは弾性をもつ傾向にあり、そのため、リブ４２０はこれらに非常に良好に付着する。一方でバスバーには硬性があるため、インサート３１４がハウジング３０２に圧入されると、凹部３４２がバスバー３０６に押し付けられる。
【0038】
例示的な実施形態において、スナップオンアセンブリ３００Ｂは、バスバー３０６の運動を制御するための追加の特徴を有する。例えば、脚部４２８ａおよび４２８ｃは、バスバー３０６の片側（例えば、図４Ｂのバスバーの上）に配され、脚部４２８ｂおよび４２８ｄは、バスバーの他方側（例えば、バスバーの下）に配される。例示的な実施形態において、脚部４２８ａおよび４２８ｂは、バスバー３０６の幅に対応するｗ３くらいの距離をおいて配される。同様に、脚部４２８ｃおよび４２８ｄは、ｗ３くらいの距離だけ離れて配される。この距離により、脚部４２８がバスバー３０６の周りにぴったりと適合することが保証される。例示的な実施形態において、脚部４２８は、バスバー３０６の上下運動を防止する。例示的な実施形態において、インサート３１４は、バスバー３０６をスナップオンアセンブリ３００Ｂのハウジング３０２内に固定する。さらに、例示的な実施形態において、インサート３１４の脚部４２８は、インサートがスナップオンアセンブリ３００Ｂのハウジング３０２内の所定位置におかれたら、バスバー３０６の軸方向運動を実質的に防止する。
【0039】
例示的な実施形態において、脚部４２８は、バスバー３０６が動かないことを保証する特徴をさらに含む。脚部４２８ｂのディンプル４３０ａならびに脚部４２８ｄのディンプル４３０ｂおよび４３０ｃとして３つが示されているディンプル（総じて「ディンプル４３０」）は、リブ４２０がケーブル３０４（図３Ａ）を固定するのと同様に、バスバー３０６を軸方向の所定位置に固定するようにバスバーに対する締付力を提供するのに役立つ。２つの直交突出部が示されており、これらは、それぞれの脚部が、バスバーの別の方向、すなわち横方向、または短い方の側部に沿ってサポートを提供することにより、バスバー３０６をグリップする能力を高める。本明細書で定義されるように、横方向運動は、軸方向運動に直角であり、上下運動は、横方向と軸方向運動の両方に直角である。従って、直交突出部４３２は、凹部３４２とは別様にバスバー３０６の運動の制御を行う。直交突出部４３２ａは、脚部４２８ａの端部（背面３３８の反対側）に配されており、直交突出部４３２ｂは、脚部４２８ｄの端部に配されている（これらを総じて「直交突出部４３２」という）。一実施形態において、直交突出部４３２は、それぞれの脚部４２８から９０°の方向を向いている。他の実施形態において、直交突出部４３２は、それぞれの脚部４２８の平面外に、何らかの０ではない角度だけ逸れた方向を向いている。ディンプル４３０および直交突出部４３２は、いくつかの実施形態において、インサート３１４の脚部４２８がバスバー３０６の軸方向運動を防止することに役立つ。さらに、開口部３４０の凹部３４２は、いくつかの実施形態において、バスバー３０６に押し付けられ、これがまた軸方向運動を制御する。スナップオンアセンブリ３００Ｂの例示的な実施形態は、ハウジング３０２内のバスバーの軸方向運動、横方向運動、および上下運動を制御するこれらの特徴のうちの１または複数を含み得る。言い換えれば、これらの特徴は、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向の運動を制御する。
【0040】
例示的な実施形態において、スナップオンアセンブリ１００、２００および３００は、機械的締結具を使用することなく、ケーブルまたはバスバー等の導体に固定できる。本明細書において使用するとき、機械的締結具は、鋼、鉄、または他の金属材料から作製されたハードウェアオブジェクトと定義され、ボルトおよびナット、ネジ、リベット、アンカー締結具などを含み得る。旧来の電流センサは、センサを導体に固定するために機械的締結具に依存する。この機械的締結具への依存性は問題になり得る。例えば、電流センサがボルトおよびナットを使用して導体に固定されており、ナットが緩んだ状態になった場合、電流センサが導体上の意図された位置から動くことがある。さらに、緩んだナットは、車両というシステム自体が動くようにデザインされている自動車の環境等では、失われる可能性が高い。ナットが失われたら、じきにボルトも失われかねない。従って、機械的締結具がなければ、電流センサの信頼性が損なわれ、さらには存在しなくなり得る。
【0041】
図５Ａおよび５Ｂは、例示的な実施形態に従う、ケーブルまたはバスバー等の導体を通る電流を検知するためのスナップオンアセンブリの代表図である。図５Ａは、ケーブルに固着するためのスナップオンアセンブリ５００Ａの斜視図であり、図５Ｂは、バスバーに固着するためのスナップオンアセンブリ５００Ｂの斜視図である（これらを総じて「スナップオンアセンブリ５００」という）。スナップオンアセンブリ５００Ａは、スナップオンアセンブリ１００Ａまたは２００ＡのいずれのＩＣ構成等の特徴を含んでいてもよく、スナップオンアセンブリ５００Ｂは、スナップオンアセンブリ１００Ｂまたは２００Ｂのいずれの特徴を含んでいてもよい。スナップオンアセンブリ５００は、ケーブルまたはバスバーをハウジング内で固定されるようにグリップするためにインサートに付加される、概して延長部として知られる部材を特徴とする。
【0042】
まず図５Ａを見ると、スナップオンアセンブリ５００Ａは、図示および上述したスナップオンアセンブリ１００、２００および３００によく似ている。スナップオンアセンブリ５００Ａは、Ｃ字型またはＵ字型ハウジング５０２および接続部５１８を含み、外側インサート５１２が見える。さらに、いくつかの実施形態において、ハウジング５０２は、ハウジングの片側に接続している円筒状延長部５２８ａと、ハウジングの対向する側部に接続している円筒状延長部５２８ｂとを特徴とする（これらを総じて「円筒状延長部５２８」という）。例示的な実施形態において、円筒状延長部は、プラスチック等、外側インサート５１２と同じ非伝導性材料から作製されている。いくつかの実施形態において、円筒状延長部５２８は、外側インサート５１２および内側インサート（図示せず）とは別々に形成されるが、外側インサートおよび内側インサートに適合する。他の実施形態において、円筒状延長部５２８は、外側インサート５１２および内側インサートと共に形成される。この場合、円筒状延長部５２８は、内側インサートおよび外側インサートの各側にある２つの別個の半円形構造として作製され、内側インサートの各側にある一方の半円形構造は、内側インサートの一部をなす延長部であり、一体的構造として成形され、各側にある他方の半円形構造は、外側インサート５１２の一部をなす延長部であり、一体的構造として成形される。
【0043】
例示的な実施形態において、スナップオンアセンブリ５００Ａには、通称「ジップタイ」または「フレックスカフ」としても知られるワイヤタイ５２６ａおよび５２６ｂ（総じて「ワイヤタイ５２６」）も含まれる。ワイヤタイ５２６は、円筒状延長部５２８の溝部５３２に適合し、円筒状延長部の周りに巻かれる。ワイヤタイ５２６は、ある程度平坦であり、矩形断面をもつプラスチック材料のストリップである。各ワイヤタイ５２６は、矩形断面の寸法と比べて通常はさほど大きくない矩形の開口部が一端にあることを特徴とする。一方向の歯がワイヤタイ５２６の表面に沿って配されている。矩形の開口部の反対側の端部には、ある程度平坦で滑らかなリップがある。ワイヤタイ５２６のリップ端部が、矩形の開口部に差し込まれ、ワイヤタイが、固定すべきオブジェクト（この例では円筒状延長部５２８のうちの１つ）の周りに位置決めされる。ワイヤタイ５２６が円筒状延長部５２８に対してぴんと引っ張られ（締め付けられ）たら、一方向の歯が、ワイヤタイが緩むのを防止する。従って、ワイヤタイ５２６は、締結するのは容易だが、解放するのは困難であるようにデザインされている。
【0044】
例示的な実施形態において、ワイヤタイ５２６は、円筒状延長部５２８をケーブル５０４に固定自在に固定するように、上述のように巻き付けられて締め付けられる。円筒状延長部５２８はインサート５１０および５１２（またはその一部）に接続しており、インサートはハウジング５０２の開口部内に配されているので、ケーブルは、スナップオンアセンブリ５００Ａのハウジング内に固定される。ナットおよびボルト等の機械的締結具とは異なり、ワイヤタイ５２６は、ケーブル５０４の周りに固定されたら非常に信頼性が高く、動作中の車両における使用等の極限環境でも緩んだり断線したりしない。例示的な実施形態において、ワイヤタイ５２６は、円筒状延長部５２８に固定されたら、ハウジング５０２内のケーブル５０４の回転運動と軸方向運動の両方を防止する。
【0045】
図５Ｂに示すように、スナップオンアセンブリ５００Ｂは、図示および上述したスナップオンアセンブリ１００、２００および３００によく似ている。スナップオンアセンブリ５００Ｂは、Ｃ字型またはＵ字型ハウジング５０２および接続部５１８を含み、インサート５１４が見える。さらに、いくつかの実施形態において、ハウジング５０２は、ハウジングの片側に接続している矩形延長部５３０ａと、ハウジングの対向する側部に接続している矩形延長部５３０ｂとを特徴とする（これらを総じて「矩形延長部５３０」という）。例示的な実施形態において、矩形延長部は、プラスチック等、インサート５１４と同じ非伝導性材料から作製されている。いくつかの実施形態において、矩形延長部５３０は、インサート５１４とは別々に形成されるが、インサートに適合する。他の実施形態において、矩形延長部５３０は、インサート５１４と共に形成される。この場合、矩形延長部５３０は、インサート５１４の左側および右側に配され、一体的構造として成形される。そして、バスバー５０６は、ハウジング５０２の開口部に挿入される前に、一方の矩形延長部５３０ａを通し、インサート５１４の開口部を通し、かつ矩形延長部５３０ｂを通して、またはその逆に、差し込まれる。
【0046】
円筒状延長部５２８（図５Ａ）と同様に、矩形延長部５３０は、例示的な実施形態において、ワイヤタイ５２６を受けるための溝部５３２を含む。ワイヤタイ５２６は、矩形延長部５３０の溝部５３２に適合し、バスバー５０６をスナップオンアセンブリ５００Ｂのハウジング５０２に固定自在に固定するように、上述のように巻き付けられて締め付けられる。例示的な実施形態において、ワイヤタイ５２６は、矩形延長部５３０に固定されたら、ハウジング５０２内のバスバー５０６の軸方向運動を防止する。
【0047】
従って、新規のスナップオンアセンブリは、ケーブルまたはバスバー等の導体を柔軟にサポートする。スナップオンアセンブリは、先行技術の電流センサのようにネジおよびナット等の機械的締結具を必要とすることなく、導体に固着される。スナップオンアセンブリは、非補償信号出力のための１つのセンサＩＣ、または補償信号出力のための２つのセンサＩＣをサポートする。ケーブルアセンブリの場合、インサートは、安定した固着を容易にし、ケーブルの回転運動、軸方向運動、および上下運動を防止するために、リブ、円筒状レセプタクル、アーム、および受けスリーブを特徴とする。バスバーアセンブリの場合、インサートは、安定した固着を容易にし、バスバーの軸方向運動を防止するために、脚部、ディンプル、および直交突出部を特徴とする。インサートは、異なるサイズおよび形状のケーブルとバスバーの両方をサポートするよう改変され得る。インサートは、ケーブルまたはバスバーのさらなる安定性のために、任意選択で、ワイヤタイとともに使用される延長部と連結されてもよい。
【0048】
本明細書において使用するとき、単数形で記載されていて、「ａ」または「ａｎ」という言葉の後にある要素または段階は、複数の要素または段階を除外しないものとして理解されるべきであるが、ただしそのような除外が明示的に記載されている場合を除く。さらに、本開示の「一実施形態」への言及は、記載された特徴を同様に組み込む追加の実施形態の存在を除外すると解釈されることを意図するものではない。
【0049】
本開示は特定の実施形態に言及しているが、添付の特許請求の範囲で定義されるような本開示の領域および範囲から逸脱することなく、記述した実施形態に対して多くの改変、修正、および変更を行うことが可能である。従って、本開示は、記述した実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲の文言およびその均等物により定義される全範囲を有することが意図されている。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【外国語明細書】