特許 7472280 電流センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-12

(45)【発行日】2024-04-22

(54)【発明の名称】電流センサ

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/20 20060101AFI20240415BHJP

【ＦＩ】

G01R15/20 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022527589

(86)(22)【出願日】2021-04-20

(86)【国際出願番号】 JP2021016065

(87)【国際公開番号】W WO2021241082

(87)【国際公開日】2021-12-02

【審査請求日】2022-09-06

(31)【優先権主張番号】P 2020094424

(32)【優先日】2020-05-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135183

【弁理士】

【氏名又は名称】大窪 克之

(72)【発明者】

【氏名】中山 敬介

(72)【発明者】

【氏名】田岡 隆洋

(72)【発明者】

【氏名】田村 学

【審査官】青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１８８９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８２１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７０１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６４００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０２０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１８８９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５２７８２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状部材からなり、外部端子を固定する固定部を有し、かつ、被測定電流が流れるバスバと、
前記バスバの一方の板面上に配置され、前記固定部に設けられた挿入孔部に挿通された固定用のボルトを螺入可能であって前記バスバと前記外部端子との接触固定に用いるナットと、
前記バスバに電流が流れることで発生する磁界を検知可能な磁気センサと、
前記バスバ及び前記ナットが内封され、前記磁気センサを収容可能な収納部を有するケース部材と、
前記収納部を覆うように配置されたカバー部材と、
を備えた電流センサであって、
前記ケース部材は、前記ナットにおいて前記バスバの前記固定部に対向する側とは反対側の開口を含む一部が露出した開放部を有し、
前記ナットに前記固定用のボルトが螺入される前においても、前記開放部の全体が、絶縁性を有する保護部材によって覆われており、
前記収納部は、前記開放部において露出する前記ナットの開口と同じ向きに開き前記カバー部材に覆われる開口を有し、
前記保護部材は前記カバー部材と一体に形成され、
前記カバー部材はネジによって前記ケース部材に対して固定されることを特徴とする電流センサ。

【請求項2】

前記ケース部材において前記開放部が設けられた面を第１対向面とし、
前記第１対向面に対向する、前記保護部材の面を第２対向面としたとき、
前記第１対向面及び前記第２対向面のいずれか一方に、前記第１対向面と前記第２対向面の対向方向から見て前記開放部の外側を囲う領域に形成された凸状部を有し、いずれか他方に前記凸状部と係合可能な凹状部を有する請求項１に記載の電流センサ。

【請求項3】

前記凸状部と前記凹状部は、前記第１対向面及び第２対向面がそれぞれ有する平面に形成される請求項２に記載の電流センサ。

【請求項4】

前記第１対向面は前記凸状部を有し、前記第２対向面は前記凹状部を有する請求項２又は請求項３に記載の電流センサ。

【請求項5】

前記開放部は前記ケース部材の内方へ向かって凹んだ凹部を有し、前記ナットは前記凹部内に配置され、前記凹部を、前記保護部材としての封止材料で封止することによって、前記開放部が前記保護部材によって覆われる請求項１に記載の電流センサ。

【請求項6】

前記磁気センサは、前記ケース部材内に配置される基板上に設けられ、
前記基板と前記カバー部材は共通の前記ネジによって前記ケース部材に対して固定される請求項１に記載の電流センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バスバに被測定電流が流れることによって生じる磁界に基づいて被測定電流を検出する電流センサに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の電流センサは、導体と磁気センサとが位置決めされた状態で収容され、収容空間内に磁気センサを挿入可能な第１の開口部を備えたケースと、第１の開口部を覆い、導体をケースの外側に連通させるための第２の開口部を備えた絶縁性の蓋と、蓋に位置決めされた蓋磁気シールドとを有しており、ケースは、蓋の第２の開口部と係合して位置決めされる外縁部を備えた位置決め部を有し、位置決め部は、導体の一端部と係合した導電性の筒状のナットを収容して固定する開口部を有し、ナットは相手側端子を導体と電気的に接触させるための端子電極の一部を構成している。ナットは、ケースと一体成形され、導体の一端部と電気的に接合した状態となるように、ケースの位置決め部の電極収容部内に配置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６４０２０８９号明細書

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の電流センサでは、ナットをケースと一体成形する際に、導体の一端部との電気的な接合を確保するために抑えピンなどによってナットを支持する必要があり、成形完了後において、抑えピンを当接させていた箇所が露出してしまう。そのため、ナットに対して外部端子を固定するためのボルトが螺合されたときに発生した削れ粉が電流センサの外部に落下し、それが原因で不具合が発生するおそれがあった。また、このような露出状態で電流センサを出荷し、使用されると、露出箇所から侵入した異物によって、本来絶縁されている領域に通電が生じてしまい、絶縁不良が発生してしまう可能性があった。

【0005】

また、ケースにナットをインサート成形せず、導体（バスバ）において外部端子を接続させる部位をケースから突出させ、突出させた部分で外部端子と締結する構成を取った場合、外部端子を締結する際に、保持用の治具を用いて、導体及びナットを保持しながら行わなければならず、煩雑な作業が必要となる。

【0006】

そこで本発明は、ナットとボルトの螺合による削れ粉による不具合の発生を防止でき、ナットの設置部分への異物の侵入を防止し、絶縁不良の発生を抑えることができる電流センサを提供することを目的とする。また、本発明のさらなる目的は、バスバに対して外部端子を締結するときに、バスバやナットを保持用の治具で保持する必要がなく、簡便に締結することができる電流センサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の電流センサは、被測定電流が流れるバスバと、バスバと外部端子との接触固定に用いるナットと、バスバに電流が流れることで発生する磁界を検知可能な磁気センサと、磁気センサを収容可能な収納部を有し、かつ、バスバ及びナットが内封されたケース部材と、収納部を覆うように配置されたカバー部材と、を備えた電流センサであって、ケース部材は、ナットの一部が露出した開放部を有し、開放部が、絶縁性を有する保護部材によって覆われていることを特徴としている。
これにより、開放部が保護部材で覆われるため、ナットにボルトが螺合されたときに発生した削れ粉が電流センサの外部に落下することを防止できる。また、開放部からケース部材内へ異物が侵入し、又は、開放部周辺に異物が付着することを防ぐことができることから、絶縁不良の発生を防止することができる。

【0008】

本発明の電流センサにおいて、保護部材はカバー部材と一体に形成されていることが好ましい。
これにより、開放部への保護部材の取り付けを容易に行うことができ、また、保護部材のみを別途製造する必要がないため製造工程の簡素化に資する。

【0009】

本発明の電流センサにおいて、ケース部材において開放部が設けられた面を第１対向面とし、第１対向面に対向する、保護部材の面を第２対向面としたとき、第１対向面及び第２対向面のいずれか一方に、第１対向面と第２対向面の対向方向から見て開放部の外側を囲う領域に形成された凸状部を有し、いずれか他方に凸状部と係合可能な凹状部を有することが好ましい。これにより、凸状部と凹状部とが係合した箇所に隙間ができたとしても、その隙間はラビリンス構造を形成するので、異物（液体も含む）の侵入および流出を防止することができる。また、ケース部材に対して保護部材を組み付けるときに位置合わせが容易となり、製造効率を向上させることができる。

【0010】

本発明の電流センサにおいて、凸状部と凹状部は、第１対向面及び第２対向面がそれぞれ有する平面に形成されることが好ましい。
これにより、凸状部と凹状部とにより形成されるラビリンス構造がより複雑になり、異物の侵入および流出をより確実に防止することができる。

【0011】

本発明の電流センサにおいて、第１対向面は凸状部を有し、第２対向面は凹状部を有することが好ましい。
これにより、ケース部材において開放部の外側を囲う領域に凸状部が設けられるため、保護部材を組み付ける前に開放部から異物が侵入することを防ぐことができ、また、開放部の周辺の肉厚を確保できるため、ナットの固定強度を確保できる。

【0012】

本発明の電流センサにおいて、開放部はケース部材の内方へ向かって凹んだ凹部を有し、ナットは凹部内に配置され、凹部を、保護部材としての封止材料で封止することによって、開放部が保護部材によって覆われることが好ましい。
これにより、開放部を封止材料で確実に覆うことができ、また、カバー部材の形状を単純化できるため、カバー部材の製造工程を簡素化することができる。

【0013】

本発明の電流センサにおいて、磁気センサは、ケース部材内に配置される基板上に設けられ、基板とカバー部材は共通のネジによってケース部材に対して固定されることが好ましい。
これにより、バスバに対する磁気センサの位置と、開放部に対する保護部材の位置とが同時に精度良く決めされる。したがって、各部品の配置位置のばらつきによる測定誤差を小さくすることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によると、ナットに外部端子を固定するためのボルトが螺合されたときに発生した削れ粉が外部に落下することを防止でき、また、ナットの設置部分への異物の侵入を防止し、絶縁不良の発生を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る電流センサの構成を示す斜視図である。

【図2】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る電流センサの平面図、（ｂ）は（ａ）に示す電流センサの底面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る電流センサの分解斜視図である。

【図4】図２（ａ）のＳ１－Ｓ１’線における断面図である。

【図5】図４の開放部近傍の一部拡大図である。

【図6】図４の開放部近傍の一部拡大図であって、カバー部材をケース部材から離間させた状態を示す図である。

【図7】変形例において、図５と図６に対応する位置におけるケース部材の断面図である。

【図8】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る電流センサの構成を示す斜視図である。

【図9】本発明の第２実施形態に係る電流センサの底面図である。

【図10】本発明の第２実施形態に係る電流センサの平面図である。

【図11】本発明の第２実施形態に係る電流センサのカバー部材の（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。

【図12】本発明の第２実施形態に係る電流センサの説明図である。

【図13】図９のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0016】

以下、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０について図面を参照しつつ詳しく説明する。各図には、基準座標としてＸ－Ｙ－Ｚ座標が示されている。以下の説明において、Ｚ１－Ｚ２方向を上下方向、Ｘ１－Ｘ２方向を前後方向（幅方向）、Ｙ１－Ｙ２方向を左右方向（長手方向）と称する。Ｘ１－Ｘ２方向とＹ１－Ｙ２方向は互いに垂直であり、これらを含むＸ－Ｙ平面はＺ１－Ｚ２方向に垂直である。また、上側（Ｚ１側）から下側（Ｚ２側）を見た状態を平面視と言うことがある。

【0017】

図１（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る電流センサ１０の構成を示す斜視図であって、（ａ）は手前上方から見た図、（ｂ）は下方から見た図である。図２（ａ）は電流センサ１０の平面図、（ｂ）は電流センサ１０の底面図、図３は電流センサ１０の分解斜視図である。図３においては、カバー部材６０を固定するためのネジ６４や、シールド材等の表示を省略している。図４は、図２（ａ）のＳ１－Ｓ１’線における断面図、図５は、図４の第２開放部５２とその近傍を示す一部拡大図、図６は、図５に対応する図であって、カバー部材６０をケース部材５０から離間させた状態を示す図である。

【0018】

図３に示すように、電流センサ１０は、３つのバスバ２１、２２、２３と、これらのバスバにそれぞれ対応する３つのナット３１、３２、３３と、ケース部材５０と、カバー部材６０と、基板７０とを備える。さらに、図４に示すように、磁気センサ４０と、３対のシールド部材５５、６５とを備え、ケース部材５０には開放部５２が設けられている。本実施形態では、３つのバスバ２１、２２、２３が設けられ、これらに対応するように、３つのナット及び３対のシールド部材を設けているが、バスバの数は電流センサの仕様等に応じて任意の数に設定できる。

【0019】

図４に示すように、第２バスバ２２は、金属製の板状部材であって、略直角に屈曲させることにより、延出部２２ａと固定部２２ｂとが形成されている。延出部２２ａは、ケース部材５０から下方へ延出しており、固定部２２ｂは、ケース部材５０内で前後方向（Ｘ１－Ｘ２方向）に沿って延びるように内封されている。固定部２２ｂには、厚み方向（上下方向、Ｚ１－Ｚ２方向）に沿って貫通する挿入孔部２２ｈが設けられている。挿入孔部２２ｈは、図１（ｂ）、図２（ｂ）、及び、図４に示すように、ケース部材５０の底面５０ｕにおいて、上側へ凹むように設けられた凹部５０ｒから外部へ露出し、外部端子（不図示）と接続可能である。

【0020】

第１バスバ２１と第３バスバ２３についても、第２バスバ２２と同じ金属からなり、同じ厚みと幅を有する板状部材を略直角に屈曲させることにより、延出部２１ａ、２３ａと、固定部２１ｂ、２３ｂとがそれぞれ形成されている。延出部２１ａ、２３ａは、第２バスバ２２と同様に、ケース部材５０から下方へそれぞれ延出しており、固定部２１ｂ、２３ｂは、ケース部材５０内で前後方向に沿って延びるようにそれぞれ内封されている。固定部２１ｂ、２３ｂは、ケース部材５０の前方壁部５０ｗの内部において、左右方向に沿って互いに離れる方向へそれぞれ延びている。固定部２１ｂ、２３ｂには、厚み方向（上下方向）に沿って貫通する挿入孔部２１ｈ、２３ｈがそれぞれ設けられている。挿入孔部２１ｈ、２３ｈは、図１（ｂ）、図２（ｂ）、及び、図４に示すように、ケース部材５０の底面５０ｕから外部へ露出している。

【0021】

３つのバスバ２１、２２、２３は、左右方向において、互いに平行に延びており、延出部２１ａ、２２ａ、２３ａは互いに同じ幅・厚み・長さを有し、固定部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂは互いに同じ幅・厚みを有する。それぞれの挿入孔部２１ｈ、２２ｈ、２３ｈは、互いに同一の形状を有し、前後方向において同じ位置に設けられている。

【0022】

ケース部材５０は、絶縁性の材料で形成され、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、平面視において、左右方向に延びた略長方形を有する。図３に示すように、ケース部材５０の上部の後側には下側へ凹設された段差部５０ｄが設けられ、段差部５０ｄの底部に収納部５０ｂが設けられている。段差部５０ｄは、前方壁部５０ｗの上面５０ａよりも下側へ凹設された空間である。収納部５０ｂは、段差部５０ｄの底部よりも下側へ凹設されており、基板７０の下面に設けられた磁気センサ４０などを収容可能としている（図４参照）。

【0023】

図３に示すように、上面５０ａは、ケース部材５０の前方壁部５０ｗにおいて、Ｘ－Ｙ面に沿った平面として、左右方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に沿って延びている。

【0024】

図３に示すように、ケース部材５０の上面５０ａ（第１対向面）には、左右方向において等間隔に３つの開放部５１、５２、５３が設けられている。これらの開放部５１、５２、５３は平面視円形の形状で凹設されている。また、その内部にはケース部材５０にインサート成形されたナット３１、３２、３３の一部がそれぞれ露出している。なお、開放部５１、５２、５３は、ケース部材５０をナット３１、３２、３３とともに成形する際に、ナット３１、３２、３３を金型内に保持する部材（抑えピンなど）があった箇所に、離型後にできた空間である。開放部５１、５２、５３は、バスバ２１、２２、２３の挿入孔部２１ｈ、２２ｈ、２３ｈにそれぞれ対応する位置に設けられている。

【0025】

ケース部材５０は、３つのバスバ２１、２２、２３及び３つのナット３１、３２、３３を内部の所定位置に配置して固定されるように、インサート成形によって形成される。

【0026】

図５と図６に示すように、インサート成形後のケース部材５０の前方壁部５０ｗにおいては、第２ナット３２の内部に設けられたネジ溝部３２ａと、第２バスバ２２の挿入孔部２２ｈとは、上下方向に沿って延びる中心軸が互いに一致している。よって、第２バスバ２２の底面に外部端子（不図示）を接触させた状態で、ケース部材５０の凹部５０ｒ側から、挿入孔部２２ｈへ固定用のボルト（不図示）を螺入すると、このボルトは第２ナット３２のネジ溝部３２ａ内へ螺入される。このため外部端子は、上記ボルトを、第２バスバ２２を介して第２ナット３２に締結することによってバスバ２２に接触固定され、第２バスバ２２と電気的に接続される。

【0027】

なお、ケース部材５０に第２ナット３２をインサート成形せず、バスバ２２の挿入孔部２２ｈが設けられた部分をケース部材５０の前方壁部５０ｗから突出させ、突出させた部分で底面に外部端子（不図示）と締結する構成も考えられる。しかしながら、この構成において外部端子を締結する際にはバスバ２２及び第２ナット３２を固定・保持しながら行わなければならない。それに比べて、本実施形態の電流センサ１０のような構造の場合、ケース部材５０を保持することで、バスバ２２及び第２ナット３２も保持されるため、これらを別途固定・保持する必要はなく、ケース部材５０が外部端子（不図示）を受ける治具の役割まで果たすことができる。

【0028】

図４～図６では、第２バスバ２２を例に挙げて、外部端子との接続について説明したが、第１バスバ２１及び第３バスバ２３のそれぞれに対する外部端子の電気的接続（接触固定）についても同様に行うことができる。

【0029】

図３に示すように、ケース部材５０の段差部５０ｄの底部には、収納部５０ｂを覆うように、平面視略長方形の基板７０が配置される。基板７０の下面には磁気センサ４０が固定されており、磁気センサ４０は収納部５０ｂに挿入されている。磁気センサ４０は、第２バスバ２２の固定部２２ｂの上方に位置するように配置される。これにより、磁気センサ４０は、被測定電流が第２バスバ２２を流れることで発生する磁界を検知可能となる。磁気センサ４０は、例えば、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果素子）などの磁気抵抗効果素子を用いて構成される。

【0030】

図４に示すように、Ｘ－Ｙ面の法線方向（Ｚ１－Ｚ２方向）において、磁気センサ４０を上下から挟むように、対をなす、第１シールド部材５５と第２シールド部材６５が配置されている。第１シールド部材５５はケース部材５０の成形の際にケース部材５０内に内封され、第２シールド部材６５はカバー部材６０の成形の際にカバー部材６０内に内封されている。これにより、外部磁界が磁気センサ４０に到達するのを防ぐことができ、磁気センサ４０において第２バスバ２２を流れる電流によって発生する磁界を精度良く検知することができる。

【0031】

磁気センサ４０は、基板７０の下面において、第１バスバ２１及び第３バスバ２３の上方位置にも２つの磁気センサがそれぞれ配置されており、それぞれの磁気センサにおいて対向するバスバを流れる電流によって発生する磁界を検知する。これら２つの磁気センサをそれぞれ挟むように、２対のシールド部材が、第１シールド部材５５と第２シールド部材６５と同様に、ケース部材５０とカバー部材６０にそれぞれ内封されている。

【0032】

図１又は図３に示すように、カバー部材６０は、平面視で略長方形状をなしており、ケース部材５０の段差部５０ｄを、その内部に配置された基板７０とともに覆うように、ケース部材５０に対して７本のネジ６４を止めることによって固定される。なお、カバー部材６０のネジ穴と基板７０のネジ穴とは上下方向（Ｚ１－Ｚ２方向）に同軸となるように設けられており、共通のネジ６４によりケース部材５０に対してネジ止め固定される。このように固定することで、第１シールド部材５５、第２シールド部材６５、各バスバおよび磁気センサ４０が所定の位置に位置決めされる。したがって、各部品の配置位置のばらつきによる測定誤差を小さくすることができる。カバー部材６０は絶縁性の材料で構成され、例えば樹脂の成形によって製造される。カバー部材６０の製造では、上述の第２シールド部材６５が内封されるようにインサート成形が行われる。

【0033】

カバー部材６０の前端部の上面には、ケース部材５０の３つの開放部５１、５２、５３のそれぞれに対応する位置に、保護部材としての３つの保護カバー６１、６２、６３が設けられている。これらの保護カバー６１、６２、６３は、カバー部材６０と同じ絶縁性材料からなり、カバー部材６０の前端部から前方へ延びるようにそれぞれ設けられており、開放部５１、５２、５３を上から覆うような、平面視半円形状の板状をなしている。保護カバー６１、６２、６３は、カバー部材６０とともに一体で成形すると、開放部５１、５２、５３に対する位置合わせが容易かつ正確に行えるため好ましい。また、保護カバー６１、６２、６３を、弾性を有する材料で構成すると、開放部５１、５２、５３に対して弾接するため密着性が向上し、開放部５１、５２、５３内への異物の侵入を効果的に防ぐことができる。

【0034】

図５と図６に示すように、ケース部材５０において、開放部５１、５２、５３が設けられた上面５０ａを第１対向面としたとき、カバー部材６０の下面６０ｕは、上面５０ａ（第１対向面）に対向する平面（第２対向面）をなしている。図６に示すように、ケース部材５０の上面５０ａには、上面５０ａと下面６０ｕとが互いに対向する対向方向（Ｚ１－Ｚ２方向）から見て、開放部５２の外側を囲う領域に凸状部５２ａが設けられ、第２保護カバー６２には、開放部５２上に第２保護カバー６２を載置したときに、凸状部５２ａに係合可能な形状を有する凹状部６２ａが設けられている。開放部５２は、凸状部５２ａの内周面５２ｂによって平面視円形状の形状が形成されている。
ここで、第２開放部５２の形状、及び、第２開放部５２に対応する第２保護カバー６２の形状は、これ以外の第１開放部５１と第３開放部５３、及び、これらにそれぞれ対応する第１保護カバー６１と第３保護カバー６３についても同様である。

【0035】

図３に示すように、凸状部５２ａは、ケース部材５０の上面５０ａから上方へ突出し、平面視でリング状となるように形成されている。カバー部材６０の凹状部６２ａは、凸状部５２ａに対応した形状、すなわち下側から見てリング状に形成されている。

【0036】

カバー部材６０において、リング状の凹状部６２ａの中心軸と共通の中心軸を有するように、凹状部６２ａの内側に凹部６２ｂが設けられている。凹部６２ｂは、ケース部材５０上にカバー部材６０を配置したときに、第２ナット３２のネジ溝部３２ａと中心軸が一致するように、第２ナット３２の上方に配置される。
なお、ケース部材５０側に凹状部を設け、この凹状部に係合可能となるようにカバー部材６０側に凸状部を設けることも可能である。

【0037】

図５と図６に示すように、開放部５２を形成する内周面５２ｂは、ケース部材５０の前方壁部５０ｗ内において第２ナット３２を収容する収容空間５２ｃに連設されている。収容空間５２ｃの内周面は第２ナット３２の外周面に沿った形状を有している。図６に示すように、第２ナット３２の外周面には、上下方向の略中央の位置に、内方へ凹んだ溝部３２ｂが設けられている。収容空間５２ｃの内周面には、溝部３２ｂに対応する形状の突出部５２ｄが設けられている。よって、溝部３２ｂと突出部５２ｄとが互いに噛み合っているため、ケース部材５０に対する第２ナット３２の固定強度を高めることができることから、外部端子を第２バスバ２２に螺合するときや、外部端子を固定した後に外部からの力がかかったときに、第２ナット３２が外れたり、又は、破損したりすることを防止することができる。

【0038】

電流センサ１０は、ケース部材５０のインサート成形工程と、カバー部材６０の一体成形工程と、基板７０の実装工程と、成形されたケース部材５０に対して、基板７０、カバー部材６０を順に装着する組み付け工程と、によって製造される。バスバ２１、２２、２３に対して外部端子を締結し、バスバ２１、２２、２３に被測定電流を流れることで発生する磁界を、各バスバに対応（対向）する磁気センサが検知し、この検知結果に基づいて、被測定電流の電流値が検出される。

【0039】

ケース部材５０のインサート成形工程においては、３本のバスバ２１、２２、２３と３つのナット３１、３２、３３を、ケース部材５０の所定位置にそれぞれ配置した状態となるように成形が実行され、これによって、バスバ２１、２２、２３とナット３１、３２、３３がケース部材５０に内封される。この工程では、ナット３１、３２、３３の位置決めのために、例えばピンのような位置決め部材がケース部材５０を成形するための金型内に配置されており、インサート成形後に位置決め部材が除去される。

【0040】

インサート成形工程の結果、３本のバスバ２１、２２、２３は、ケース部材５０の底面５０ｕから延出部２１ａ、２２ａ、２３ａが下方へそれぞれ延出し、また、ケース部材５０の底面５０ｕにおいて、外部端子が接続可能となるように、挿入孔部２１ｈ、２２ｈ、２３ｈが露出している。また、３つのナット３１、３２、３３は、上記位置決め部材の除去によって、開放部５１、５２、５３から、一部、すなわち上部が露出する。

【0041】

カバー部材６０の一体成形工程においては、カバー部材６０と３つの保護カバー６１、６２、６３が一体で成形される。

【0042】

以上のように構成されたことから、保護部材としての保護カバー６１、６２、６３で開放部５１、５２、５３がそれぞれ確実に覆われるため、ナット３１、３２、３３に外部端子を固定するためのボルトが螺合されたときに発生した削れ粉が外部に落下することが原因で不具合が発生することを防ぐことができる。さらに、開放部５１、５２、５３の内部や、ケース部材５０の内部でナット３１、３２、３３が収容される収容空間５２ｃの内部などに異物が侵入又は混入することを防止することができ、絶縁不良が発生することを抑えることが可能となる。

【0043】

カバー部材６０に保護カバー６１、６２、６３が一体で成形されているため、開放部５１、５２、５３上に確実かつ正確に保護カバー６１、６２、６３を配置することができる。

【0044】

ケース部材５０に凸状部５２ａを設け、カバー部材６０において、凸状部５２ａに対応する位置に凹状部６２ａを設けることにより、凸状部５２ａと凹状部６２ａとが係合した箇所に隙間ができたとしても、その隙間がラビリンス構造を形成するので、異物の侵入および流出に対する効果が高い。また、ケース部材５０に対するカバー部材６０の組み付け時に位置合わせが容易となる。

【0045】

以下に第１実施形態の変形例について説明する。
図７は、変形例において、図５と図６に対応する位置における、ケース部材５０の断面図である。
図７に示すように、第２開放部５２の内周面５２ｂで囲まれる空間（凹部）を、保護部材としての絶縁性の封止材料１６０、例えば樹脂材料で封止している。これにより、第２開放部５２の内部への異物の侵入を防止することができる。絶縁性の封止材料１６０による封止は、上記ケース部材５０のインサート成形工程後、ナット３１、３２、３３の位置決めのための位置決め部材の除去の後であって、ケース部材５０に対する、基板７０とカバー部材６０の組み付け工程の前に行う。

【0046】

なお、絶縁性の封止材料１６０で凹部を封止する構成及び封止工程は、上記第２開放部５２以外の、第１開放部５１と第３開放部５３も同様である。また、変形例の構成に対しては、保護カバー６１、６２、６３を形成しないカバー部材を適用することもできるが、上記実施形態と同様に保護カバー６１、６２、６３を備えたカバー部材６０を用いると異物侵入の防止効果をさらに高めることができる。

【0047】

続いて、本発明の第２実施形態に係る電流センサの構造について説明する。図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る電流センサの構成を示す斜視図であり、（ａ）は下方から見た図、（ｂ）は上方からみた図である。図９は、本発明の第２実施形態に係る電流センサの底面図である。図１０は、本発明の第２実施形態に係る電流センサの平面図である。図１１（ａ）は、本発明の第２実施形態に係る電流センサのカバー部材の底面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示されるカバー部材の側面図である。図１２は、本発明の第２実施形態に係る電流センサのケース部材の説明図である。

【0048】

図８等に示されるように、本発明の第２実施形態に係る電流センサ２００は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１００と同様に、ケース部材２５０にバスバ２２０が組み込まれた構造を有している。バスバ２２０は、Ｘ１－Ｘ２方向に延びる導電性材料からなる板材からなり、Ｘ１－Ｘ２方向の両端には露出部を有し、それぞれの露出部に挿入孔部２２１ｈ、２２２ｈを有する。電流センサ２００では、外部から電力を受け外部へと信号を出力する複数のコネクタピン２８０が、Ｚ１－Ｚ２方向Ｚ２側に突出している。

【0049】

図８（ｂ）および図１０に示されるように、電流センサ２００のＺ１－Ｚ２方向Ｚ１側の面には、カバー部材２６０が設けられている。ここで、第１実施形態の電流センサ１００のカバー部材６０では、図３に示されるように、ナット３１、３２、３３が配置される開放部５１、５２、５３を覆うように位置する保護カバー６１、６２、６３は、カバー部材６０の他の部分よりも、開放部５１、５２、５３が開く向き（Ｚ１－Ｚ２方向Ｚ１側）に突出している。これに対し、図１１（ｂ）に示されるように、第２実施形態のカバー部材２６０は、ケース部材２５０の開放部２５１が開く向き（Ｚ１－Ｚ２方向Ｚ１側、図１２参照。）に突出部を有しない。なお、図１２では、ケース部材２５０の内部構造が理解しやすいように、カバー部材２６０を取り外した図が示されている。

【0050】

図１２に示されるように、第２実施形態の電流センサ２００は、第１実施形態の電流センサ１００と同様にケース部材２５０が基板２７０を収容する段差部２５０ｄを有するが、この段差部２５０ｄが開放部２５１の周囲まで形成されている点で、第１実施形態と異なる。このように、開放部２５１の周囲まで段差部２５０ｄが設けられているため、カバー部材２６０は、第１実施形態の電流センサ１００におけるカバー部材６０の保護カバー６１、６２、６３のようなＺ１－Ｚ２方向Ｚ１側に突出部を有していない。第２実施形態の電流センサ２００はこの点においても第１実施形態と異なる。よって、ケース部材２５０にカバー部材２６０を取り付けたときに、カバー部材２６０の全体が段差部２５０ｄ内に配置されることで電流センサ２００はＺ１－Ｚ２方向Ｚ１側に突出部がなくなる。そのため、電流センサ２００が組み込まれた装置内での電流センサ２００の配置自由度を高めることができる。

【0051】

図１３は、図９のＡ－Ａ線に沿った断面図である。図１３に示されるように、ケース部材２５０における、バスバ２２０の挿入孔部２２１ｈが位置する部分のＺ１－Ｚ２方向Ｚ１側には、ナット２３０が埋設されている。ナット２３０は、樹脂製のケース部材２５０を成形する際にインサート成形によってケース部材２５０と一体に形成される。ケース部材２５０のナット２３０が埋設されている部分のＺ１－Ｚ２方向Ｚ１側には、ナット２３０がその底面に位置するケース座繰り部２５０ｒが設けられる。ケース座繰り部２５０ｒには、Ｚ１－Ｚ２方向Ｚ１側からみてナット２３０を囲むように、リング状の凸状部２５０ａが設けられる。凸状部２５０ａのＺ１－Ｚ２方向Ｚ１側の端部は、ケース部材２５０の他の部分のＺ１－Ｚ２方向Ｚ１側の端面よりもＺ１－Ｚ２方向Ｚ２側に位置する。すなわち、リング状の凸状部２５０ａは、その全体がケース座繰り部２５０ｒの内部に位置する。

【0052】

図１１（ａ）および図１３に示されるように、カバー部材２６０は、電流センサ２００として組み立てられたときに、ケース部材２５０のケース座繰り部２５０ｒに対向する部分に、Ｚ１－Ｚ２方向Ｚ１側に窪んだカバー座繰り部２６０ｒを有する。カバー座繰り部２６０ｒの底面には、ケース座繰り部２５０ｒと同様のリング状のカバー凸状部２６０ｐが設けられている。電流センサ２００として組み立てられたときに、カバー座繰り部２６０ｒのカバー凸状部２６０ｐの外周側に位置するリング状の凹部２６０ａの内部にカバー部材２６０の凸状部２５０ａが入り、ラビリンス構造が構成される。

【0053】

このように、ケース部材２５０およびカバー部材２６０のそれぞれについて底面にリング状の凸状部を有する座繰り部を設け、これらの座繰り部を凸状部同士がかみ合うように対向させることにより、電流センサ２００では、Ｚ１－Ｚ２方向Ｚ１側に突出部を有しないフラットな構造でありながら、保護カバー６１、６２、６３を用いた電流センサ１００の場合よりも、ラビリンス構造の沿面距離を長くすることが実現されている。

【0054】

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0055】

以上のように、本発明に係る電流センサは、ナットに外部端子を固定するためのボルトが螺合されたときに発生した削れ粉が電流センサの外部に落下することを防止でき、さらに、バスバと外部端子との接続固定に用いるナットの設置部分への異物の侵入を防止できる点で有用である。

【符号の説明】

【0056】

１０、２００ 電流センサ
２１、２２、２３、２２０ バスバ
２１ａ、２２ａ、２３ａ 延出部
２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ 固定部
２１ｈ、２２ｈ、２３ｈ、２２１ｈ、２２２ｈ 挿入孔部
３１、３２、３３、２３０ ナット
３２ａ ネジ溝部
３２ｂ 溝部
４０ 磁気センサ
５０、２５０ ケース部材
５０ａ ケース部材の上面
５０ｂ 収納部
５０ｄ、２５０ｄ 段差部
５０ｒ 凹部
５０ｕ ケース部材の底面
５０ｗ 前方壁部
５１、５２、５３、２５１ 開放部
５２ａ、２５０ａ 凸状部
５２ｂ 凸状部の内周面
５２ｃ 収容空間
５２ｄ 突出部
５５、６５ シールド部材
６０、２６０ カバー部材
６０ｕ カバー部材の下面
６１、６２、６３ 保護カバー（保護部材）
６４ ネジ
６２ａ、２６２ 凹状部
６２ｂ 凹部
７０、２７０ 基板
１６０ 封止材料（保護部材）
２５０ｒ ケース座繰り部
２６０ａ 凹部
２６０ｐ カバー凸状部
２６０ｒ カバー座繰り部
２８０ コネクタピン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】