电流传感器

文档序号:1707715 发布日期:2019-12-13 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 电流传感器 (current sensor ) 是由 川口泰典 当麻贵则 于 2019-06-05 设计创作,主要内容包括:电流传感器具备带汇流条的壳体。带汇流条的壳体具备由绝缘性的树脂材料形成的壳体和嵌入在壳体中的第1汇流条以及第2汇流条。在壳体中形成有凹部。第1汇流条的第1露出部以及第2汇流条的第2露出部露出于凹部。分流电阻以被容纳在凹部内的状态将第1露出部和第2露出部电连接。(The current sensor has a housing with a bus bar. The housing with the bus bar includes a housing made of an insulating resin material, and a 1 st bus bar and a 2 nd bus bar embedded in the housing. A recess is formed in the housing. The 1 st exposed portion of the 1 st bus bar and the 2 nd exposed portion of the 2 nd bus bar are exposed to the recess. The shunt resistor electrically connects the 1 st exposed portion and the 2 nd exposed portion in a state of being accommodated in the recess.)

电流传感器

技术领域

本发明涉及一种电流传感器。

背景技术

近年来,汽车的电气部件的种类和数量急剧增加,车载电池的消耗也变得越来越快。因此,已有研究提出在形成在蓄电池的蓄电池极柱安装电流传感器的方案。通过将电流传感器安装在蓄电池极柱,从而一般地,可以监控蓄电池剩余电量,并通过控制交流发电机(发电机)从而改善燃油经济性,或基于电流传感器的输出来确认蓄电池的消耗度(劣化)。这样,在车载蓄电池的消耗日趋严重的近年,为便于对充放电进行控制,存在希望监控蓄电池的剩余电量这样的要求。为了应对这种要求,提出了如下方法:在蓄电池极柱安装电流传感器,利用电流传感器检测出的电流的大小来检测蓄电池的消耗度。

另外,作为这种电流传感器,通常所熟悉的是所谓分流方式的电流传感器,其中,电流流过分流电阻,由通电时电压下降量和分流电阻的电阻值利用欧姆定律(电流=电压下降量/电阻值)来算出电流值。

作为这种并联方式的电流传感器,已知专利文献1(特表2008-514941号公报)所公开的装置。在专利文献1中公开了一种电流传感器,具备:与电流供给装置的电极连接的汇流条(连接区域);与电消耗器连接的汇流条(连接区域);以及将两个汇流条电连接的分流电阻(测量部分)。

在专利文献1中,将在各汇流条和分流电阻之间的各个接缝位置焊接,从而形成带分流电阻的汇流条,并将带分流电阻的汇流条与壳体嵌件成型。此时,带分流电阻的汇流条与壳体嵌件成型,以使得分流电阻以及各汇流条的分流电阻的结合部位被埋设在壳体内。

发明内容

发明欲解决的技术问题

然而,在现有的技术中,在形成带分流电阻的汇流条之后,将带分流电阻的汇流条与壳体嵌件成型。通过将带分流电阻的汇流条与壳体嵌件成型,从而使分流电阻以及各汇流条的与分流电阻的结合部位被埋设在壳体内。

因此,在嵌件成型时,由于被施加到带分流电阻的汇流条的树脂材料的压力、因电流传感器的热膨胀收缩、振动等而施加到带分流电阻的汇流条的力等,有时会导致带分流电阻的汇流条变形。这样,在带分流电阻的汇流条发生变形的情况下,由于分流电阻和汇流条变得不再电连接等原因,有可能不能正确地进行电流的检测。

另外,在现有的技术中,在电流传感器的热膨胀收缩时、振动时等,在带分流电阻的汇流条和壳体之间会发生摩擦,有时会因为该摩擦而产生静电。当由于在带分流电阻的汇流条和壳体之间产生的摩擦而产生静电时,该静电变成噪声,从而有可能会对电流传感器进行的电流检测带来影响。

这样,在现有的技术中,难以提高基于电流传感器的电流检测的可靠性。

本发明的目的是提供一种能够进一步提高电流检测的可靠性的电流传感器。

用于解决问题的技术手段

本发明的电流传感器的特征在于,具备:带汇流条的壳体,所述带汇流条的壳体具有:壳体,所述壳体由绝缘性的树脂材料形成;第1汇流条,所述第1汇流条以一部分被埋设于所述壳体的方式被嵌入,而且所述第1汇流条被安装在蓄电池极柱;和第2汇流条,所述第2汇流条被以在与所述第1汇流条分开配置的状态下将一部分埋设在所述壳体的方式嵌入,而且所述第2汇流条与线束连接;以及分流电阻,所述分流电阻将所述第1汇流条和所述第2汇流条电连接,在所述壳体形成有凹部,所述凹部露出所述第1汇流条的第1露出部,而且露出所述第2汇流条的第2露出部,所述分流电阻以被容纳在所述凹部内的状态将所述第1露出部和所述第2露出部电连接。

另外,还可以是,所述电流传感器具备电路基板,所述分流电阻两端的电位差被输入到该电路基板,所述电路基板被配置在所述凹部内。

另外,还可以是,所述电流传感器还具备一对输出端子,所述一对输出端子与所述电路基板连接,而且将所述分流电阻的两端的电位差输出到所述电路基板,所述一对输出端子中的一个输出端子与所述第1汇流条一体形成,另一个输出端子与所述第2汇流条一体形成。

另外,还可以是,在所述凹部内设置有由比所述树脂材料软的密封材料形成的密封部。

另外,还可以是,在露出到所述壳体的外侧的表面中的与所述凹部对应的表面部分形成有凹凸部,通过将沿所述凹部中的所述第1露出部与所述第2露出部的间隔方向延伸的多个槽在与所述间隔方向正交的方向隔开间隔地配置从构成所述凹凸部。

另外,还可以是,所述分流电阻被形成为所述间隔方向的尺寸比与所述间隔方向正交的方向的尺寸长。

发明效果

根据本发明,能够提供一种能够进一步提高电流检测的可靠性的电流传感器。

附图说明

图1是示意性地示出安装有一个实施方式所涉及的电流传感器的蓄电池的立体图。

图2是示意性地示出将一个实施方式所涉及的电流传感器安装在蓄电池极柱的状态的立体图。

图3是示意性地示出一个实施方式所涉及的电流传感器的立体图。

图4是示意性地示出一个实施方式所涉及的电流传感器的分解立体图。

图5是示出一个实施方式所涉及的电流传感器的制造方法的一例的图,是示意性地示出将嵌入部件配置在预定位置的状态的立体图。

图6是示出一个实施方式所涉及的电流传感器的制造方法的一例的图,是示意性地示出形成带汇流条的壳体的状态的图。

图7是示出一个实施方式所涉及的电流传感器的制造方法的一例的图,是示意性地示出将分流电阻配置在带汇流条的壳体的状态的图。

图8是说明将第1汇流条和第2汇流条利用分流电阻电连接的状态的立体图。

图9是示意性地示出将电路基板配置在一个实施方式所涉及的电流传感器的凹部的状态的立体图。

图10是示意性地示出将密封部设置在一个实施方式所涉及的电流传感器的凹部的状态的剖视图。

图11是示出形成在露出于图2的传感器主体部表面的壳体的散热部的凹凸部的立体图。

图12是图11的I-I剖视图。

图13A示出将露出于壳体凹部内的第1汇流条和第2汇流条连接的分流电阻中由于温度变化而产生的应力分布,是使形成壳体的凹部的部分的树脂材料的流动方向与第1汇流条和第2汇流条的间隔方向一致的情况的分布图。

图13B示出将露出于壳体凹部内的第1汇流条和第2汇流条连接的分流电阻中由于温度变化而产生的应力的分布,是将形成壳体的凹部的部分的树脂材料的流动方向设置为与第1汇流条和第2汇流条的间隔方向正交的方向的情况的分布图。

具体实施方式

以下,使用附图对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是,在下文中,对还具有作为在蓄电池中安装的蓄电池端子的功能的电流传感器进行示例。

本实施方式所涉及的电流传感器1安装在如图1所示的蓄电池40。电流传感器1检测蓄电池40的充放电电流,并根据检测出的充放电电流的大小来检测蓄电池40的剩余电量和消耗度。

作为蓄电池40,例如可以举出配置于车辆的引擎室内,向搭载于车辆的电气设备(车辆搭载部件)提供电力的车载蓄电池。

在本实施方式中,如图1所示,蓄电池40具有长方体的一部分被切除的形状。具体而言,在长方体上部的互相相邻的2个角部被形成为阶梯状,并且比其他的部位低一个台阶。由铅电极构成的大致棒状的一对蓄电池极柱41从蓄电池40的上表面的低一个台阶的表面(端子安装面)向上方突出。需要说明的是,在一侧(图1的右侧)的端子安装面突出设置的蓄电池极柱41是正极侧的蓄电池极柱,在另一侧(图1的左侧)的端子安装面突出设置的蓄电池极柱41是负极侧的蓄电池极柱。

这样,在本实施方式中,示出了在一对蓄电池极柱41(正极侧的蓄电池极柱41以及负极侧的蓄电池极柱41)的侧面形成有壁面的蓄电池40的例子。然而,蓄电池的形状不限于上述的形状。例如,也可以将一对蓄电池极柱从大致长方体状的蓄电池的上表面突出设置。

电流传感器1安装在各蓄电池极柱41。

如图2以及图3所示,电流传感器1具备:传感器部10,其检测蓄电池40的充放电电流;蓄电池端子部20,其安装在蓄电池极柱41;以及连接部30,其进行与线束60的连接。

需要说明的是,图3是将图2所示的电流传感器1翻转的图(上下翻转的图)。也就是说,图2所示的电流传感器1的上侧与图3所示的电流传感器1的下侧对应。另外,图4~图10是与图3对应的图。也就是说,图2所示的电流传感器1的上侧与图4~图10所示的电流传感器的下侧对应。

图2所示的传感器部10具备:传感器主体部11,其检测蓄电池40的充放电电流;以及连接器部12,其向传感器主体部11的侧方一体地突出设置,并与对方侧连接器嵌合。

在以下的说明中,如图2所示,将对方侧连接器(图示略)与连接器部12嵌合的方向称为电流传感器1的长边方向X。将与长边方向X正交的方向称为电流传感器1的宽度方向Y。将安装在蓄电池端子部20的蓄电池极柱41的立起设置方向称为电流传感器1的高度方向Z。

传感器主体部1具备构成外形的盒体以及内置在该盒体内的电流传感器部。

具体而言,如图4所示,传感器主体部11具备第一汇流条120的延伸片122和输出端子123以及第2汇流条130的延伸片133和输出端子134。另外,传感器主体部11具备:主体壳体111,其保持第1汇流条120的一部分以及第2汇流条130的一部分;以及将第1汇流条120和第2汇流条130电连接的分流电阻200。进一步,传感器主体部11具备:电路基板300,其供分流电阻200的两端的电位差输入;以及密封部400,其将分流电阻200以及电路基板300密封。此外,后文对构成传感器主体部11的各部件进行详细叙述。

在传感器主体部11中,使将第1汇流条120和第2汇流条130电连接的分流电阻200作为电流传感器部发挥功能。也就是说,在本实施方式中,通过将作为电流传感器而发挥功能的分流电阻200内置在由主体壳体111和密封部400构成的壳体内,从而形成传感器主体部11。

另外,如图2所示,优选为在传感器主体部11的表面设置散热部11a。散热部11a例如使用金属等导热率相对较高的材料来形成。作为一个例子,配置为使成形为波浪形的金属板露出传感器主体部11的表面。需要说明的是,金属板可以通过压入进行的嵌合、嵌件成型进行的一体成形等各种方法来配置在传感器主体部11的表面。另外,也可以通过将主体壳体111自身的形状设置成波浪形,从而使其具有作为散热部11a的功能。

通过设置散热部11a,能够使传感器主体部11的表面积增加,从而能够使传感器主体部11产生的热量更高效地排放(排出)到外部。也就是说,通过设置散热部11a,能够使传感器主体部11的散热性(排热性)进一步提升。

连接器部12被形成为向一侧开口的筒状,端子金属件被组装在其内部。在本实施方式中,由连接器引脚150的连接器端子部151和以覆盖连接器端子部151的方式形成的大致筒状的连接器壳体113来形成连接器部12。

蓄电池端子部20形成在第1汇流条120例如,通过对第1汇流条120施加弯曲加工、冲压加工而形成。在本实施方式中,第1汇流条120的蓄电池端子主体121成为蓄电池端子部20。

如图3所示,蓄电池端子部20具备:***部,其形成有供蓄电池极柱41***的***孔21a;以及紧固部22,其与***部21连接设置,而且,利用图2所示的固定用的螺栓51以及螺母52来紧固。

在本实施方式中,根据由图2所示的螺栓51以及螺母52所进行的图3的紧固部22的紧固程度,使***孔21a的内径变化。

蓄电池端子部20例如利用下记的顺序安装在蓄电池极柱41。首先,如图2所示,将蓄电池极柱41***在***孔21a。之后,在已将蓄电池极柱41***在***孔21a的状态下,利用螺栓51以及螺母52来将紧固部22紧固,从而使***孔21a的直径缩小。这样,蓄电池端子部20以与蓄电池极柱41电连接的状态来安装。

连接部30具备主体部31以及从主体部31突出设置的连接端子部32。连接端子部32与蓄电池端子部20电连接。具体而言,连接端子部32经由分流电阻200(参照图4)间接地与蓄电池端子部20电连接。这样,在本实施方式中,线束60和蓄电池端子部20经由连接端子部32而电连接。然而,线束60和蓄电池端子部20只要在线束60与连接部30连接的状态下电连接即可,也可以不经由连接端子部32而电连接。例如,在使线束60以及蓄电池端子部20电连接,并用连接端子部32以及后述的螺母72来连结(固定)的情况下,可以在连接端子部32和蓄电池端子部20之间设置绝缘性的树脂。如此,也可以设置为连接端子部32与蓄电池端子部20不电连接的构成。

在本实施方式中,由第2汇流条130的螺栓安装部131、线束安装用的大头螺栓140以及将大头螺栓140以与螺栓安装部131电连接的状态保持的连接侧壳体112来形成连接部30(参照图4)。具体而言,由螺栓安装部131、大头螺栓140的头部141以及连接侧壳体112来形成主体部31。大头螺栓140的轴部142成为连接端子部32。需要说明的是,连接端子部32被形成为在将蓄电池端子部安装在蓄电池极柱41时,前端朝向上方。

如图2所示,线束60的导电部63与连接部30的连接端子部32电连接。

在本实施方式中,导电部63从线束60的一端露出。通过将线束端子61压接固定在露出的导电部63,从而导电部63与线束端子61电连接。需要说明的是,搭载于车辆的电气部件等负载与线束60的另一端电连接。

在本实施方式中,线束端子61设置成使前端部62大致直角地弯曲的形状。在前端部62形成有供连接端子部32插通的插通孔62a。这样,通过使用设置成使前端部62大致直角地弯曲的形状的线束端子61,从而在将线束端子61安装在连接端子部32时,能够使线束60沿着蓄电池40的侧面,从而能够实现省空间化。

在使连接端子部32插通形成在前端部62的插通孔62a的状态下,通过将前端部62利用螺母72固定,从而线束端子61被固定在连接部30,线束60与连接端子部32电连接。

如上述那样,连接端子部32与蓄电池端子部20电连接。因此,通过将蓄电池端子部20安装在蓄电池极柱41,同时将线束端子61固定在连接端子32,从而电池流过与线束60的另一端连接的负载和蓄电池40之间。

此时,连接端子部32经由分流电阻200与蓄电池端子部20电连接。因此,在负载和蓄电池40之间流过的电流流过作为电流传感器部发挥功能的分流电阻200。

通过使用这样构成的电流传感器1,能够利用电流传感器部来检测流过负载和蓄电池40之间的电流的大小。因此,能够判断蓄电池40的剩余电量、消耗度。

需要说明的是,流过负载和蓄电池40之间的电流的大小能够用电流流过分流电阻200时产生的电压下降和分流电阻200的电阻值来计算出。

在本实施方式中,能够进一步提升利用电流传感器1进行的电流检测的可靠性。

具体而言,电流传感器1具备带汇流条的壳体100(参照图4)。

带汇流条的壳体100具备:第1汇流条120,其与蓄电池极柱41电连接;以及第2汇流条130,其与线束60的导电部63电连接。而且,通过使第1汇流条120以及第2汇流条130保持在由绝缘性的树脂材料形成的壳体110,从而形成带汇流条的壳体100。

在本实施方式中,通过在将包含第1汇流条120以及第2汇流条130在内的嵌入部件配置在预定位置的状态下,利用绝缘性的树脂材料来进行嵌件成型,从而形成带汇流条的壳体100。此时,嵌入部件以一部分被埋设的状态被壳体110保持。

需要说明的是,本实施方式中,第1汇流条120、第2汇流条130、线束安装用的大头螺栓140以及4条连接器引脚150在嵌件成型时成为被嵌入壳体110的嵌入部件。

第1汇流条120具有导电线和刚性,例如,可以通过对形成为预定形状的导电性金属的板材施加弯曲加工、冲压加工而得到。

第1汇流条120具备:蓄电池端子主体121,其安装在蓄电池极柱41;以及延伸片122,其与蓄电池端子主体121连接设置。

蓄电池端子主体121具备:互相对置的第1对置壁124和第2对置壁125以及连结第1对置壁124的端部和第2对置壁125的端部的大致U字形状的连结部126。第1对置壁124以及第2对置壁125例如可以通过将导电性的金属板材的连结部126的部位弯曲成大致U字形状从而形成。进而,在本实施方式中,插通孔124a被形成在第1对置壁124的大致中央部。插通孔125a被形成在第2对置壁125的大致中央部。沿着第1对置壁124和第2对置壁125的对置方向观察时,插通孔124a和插通孔125a重合。当将蓄电池端子主体121安装在蓄电池极柱41时,蓄电池极柱41按照插通孔125a、插通孔124a的顺序插通。如此,在本实施方式中,第1对置壁124以及第2对置壁125构成图2的蓄电池端子部20的***部21。插通孔124a以及插通孔125a构成图2的供蓄电池极柱41***的***孔21a。

在本实施方式中,在第1对置壁124的连结部126侧的相反侧形成有宽度比第2对置壁125宽的宽幅部124b。另一方面,在第2对置壁125的宽度方向的两端分别形成有向着第1对置壁124延伸的侧壁部125b、125b。通过将侧壁部125b、125b的前端与第1对置壁124的宽幅部124b抵接,从而使第1对置壁124和第2对置壁125以仅隔开预定距离(侧壁部125b的高度)的状态对置。

在本实施方式中,在第1对置壁124的宽度方向的两端以沿着侧壁部125b、125b以及第2对置壁125的方式分别连接设置有弯曲的形状的爪部124c、124c。爪部124c、124c卡在第2对置壁125。根据这种构成,能够抑制第2对置壁125相对于第1对置壁124打开。

在电池端子主体121的宽度方向中央部形成有切口127,该切口127从第1对置壁124的插通孔124a起,经大致U字形状的连结部126,直到第2对置壁125的插通孔125a。也就是说,在本实施方式中,以与插通孔124a以及插通孔125a连通的方式形成有切口127。

连结部126被切口127分断成第1连结部126a和第2连结部126b。通过形成切口127,从而能够使插通孔124a以及插通孔125a的内径扩大缩小。也就是说,插通孔124a以及插通孔125a通过缩小切口127的宽度而缩小直径。

在第1连结部126a以及第2连结部126b配置有用于缩小切口127宽度的螺柱51以及螺母52。具体而言,螺柱51的轴部插通在第1连结部126a的内侧以及第2连结部126b的内侧。螺母52与螺柱51的轴部螺纹配合。通过拧紧螺母52,缩小第1连结部126a和第2连结部126b的距离(切口127的宽度),从而插通孔124a以及插通孔125a直径缩小。如此,在本实施方式中,第1连结部126a以及第2连结部126b成为紧固部22。

延伸片122连接设置在第1对置壁124的与连结部126相反侧的端部,并具备平坦部122b。平坦部122b经由弯曲部122a连接设置在第1对置壁124(宽幅部124b)。平坦部122b以相对于第1对置壁124在上下方向上偏移的状态被配置。

输出端子123被一体地形成在平坦部122b的与连结部126侧相反侧的端部。输出端子123与电路基板300连接。输出端子123用于将分流电阻200的两端的电位差输出到电路基板300。

第2汇流条130也与第1汇流条同样具有导电性以及刚性,例如,通过对形成为预定形状的导电性金属的板材施加弯曲加工、冲压加工而得到。

第2汇流条130具备:螺栓安装部131,其安装大头螺栓140;延伸片133,其以与螺栓安装部131在上下方向偏移的状态配置;以及弯曲部132,其连接螺栓安装部131以及延伸片133。

螺栓安装部131形成为大致平坦的板状,在大致中央部形成有供大头螺栓140的轴部142插通的插通孔131a。另外,在螺栓安装部131的端部形成有大致直角地弯曲的形状的延伸片131b。延伸片131b是被形成壳体110的树脂材料埋设的部位,是为了提高壳体110的强度而设置的。

延伸片133是大致平坦的板状。延伸片133具备:对置部133a,其在已形成带汇流条的壳体100的状态下,具有与平坦部122b的端面对置的端面;延伸部133b,其连接设置在对置部133a的与弯曲部132侧相反侧的端部。需要说明的是,延伸部133b的前端是被形成壳体110的树脂材料埋设的部位,其是为了提高壳体110的强度而设置的。

在已形成带汇流条的壳体100的状态下,输出端子134一体地形成在对置部133a的平坦部122b侧的端部。输出端子134与输出端子123都与电路基板300连接,被用于将分流电阻200的两端的电位差输出至电路基板300。

需要说明的是,优选为在第1汇流条120的表面以及第2汇流条130的表面施加锡的镀层处理。通过这种构成,使得在汇流条的表面上的焊接容易进行。

在本实施方式中,大头螺栓140具有导电性,并与线束端子61电连接。也就是说,大头螺栓140以与第2汇流条130的螺栓安装部131电连接的状态被固定。具体而言,将大头螺栓140的轴部142插通螺栓安装部131的插通孔131a的同时,使头部141与螺栓安装部131的插通孔131a的周缘部接触。根据这种构成,大头螺栓140以与螺栓安装部131电连接的状态被固定。

需要说明的是,在使用大头螺栓140以及螺母72来连结(固定)前端部62时,只要线束端子61与第2汇流条130电连接即可。也就是说,线束端子61也可以不经由大头螺栓140以及螺母72与第2汇流条130电连接。例如,线束端子61和螺母72之间或者第2汇流条130和大头螺栓140之间也可以存在树脂等绝缘部。

连接器引脚150是用于将电路基板300与对方侧连接器电连接的部件,其是使棒状的导电性部件弯曲而成的形状。具体而言,连接器引脚150具备:连接器端子部151,其与配对侧连接器的端子金属件导通连接;电路基板侧端子部152,其与电路基板300导通连接;以及连结部153,其将连接器端子部151和电路基板侧端子部152连结。在已形成带汇流条的壳体100的状态下,连结部153的至少一部分被埋设在壳体110内。也就是说,连接器引脚150以贯通壳体110的方式被壳体110保持。

如上所述,这种嵌入部件以一部分被埋设的状态被壳体110保持。

在本实施方式中,壳体110具备:主体壳体111,其构成传感器主体部11的外形的一部分;连接侧壳体112,其构成连接器30的一部分;以及连接器壳体113,其构成连接器部12的一部分。

主体壳体111被形成为在中央具有凹部116,且为大致方形的箱状。主体壳体111具备:里壁115,其相对于凹部116的开口部116a位于里侧;以及周壁114,其连接设置在里壁115的外周缘的全周(参照图6)。凹部116被周壁114的内表面114a以及里壁115的内表面115a划分而成。

在本实施方式中,在主体壳体111的里壁115的内表面115a和开口部116a之间,在从开口部116a侧观察里壁115的状态下,形成有大致L字形状的阶梯部111a。通过形成这种阶梯部111a,从而凹部116的一部分成为比其他部分深度更深的凹部。

在已形成带汇流条的壳体100的状态下,第1汇流条120的平坦部122b的一部分、第2汇流条130的对置部133a的一部分、输出端子123、134的前端以及电路基板侧端子部152的前端露出于凹部116。

具体而言,以平坦部122b的一部分以及对置部133a的一部分在凹部116的深度较深的部位露出的方式来形成主体壳体111。因此,在本实施方式中,平坦部122b的一部分构成在凹部116露出的第1露出部122c,对置部133a的一部分构成在凹部116露出的第2露出部133c。

以输出端子123、134的前端以及电路基板侧端子部152的前端从阶梯部111a向开口部116a侧突出(露出深度较浅的凹部)的方式来形成主体壳体111。

因此,分流电阻200被容纳在凹部116中深度较深的凹部。电路基板300被容纳在凹部116的深度较浅的凹部中。

这样,在本实施方式中,凹部116的被里壁115的内表面115a所划分的凹部构成容纳分流电阻200的第1凹部117。凹部116的被阶梯部111a划分成的凹部构成容纳电路基板300的第2凹部118(参照图10)。

在本实施方式中,如图4以及图10所示,在凹部116内设置有多个肋111b。多个肋111b为了防止向凹部116内注入密封材料从而形成的密封部400的剥落或者为了提升密封部400的密封性而设置。进一步,多个肋111b的一部分在输出端子123和输出端子134之间以及相邻的电路基板侧端子部152之间以向开口部116a侧突出的方式被形成。如图10所示,在将电路基板300容纳在第2凹部118时,电路基板300被放置在向着开口部116a侧突出的肋111b上。

连接侧壳体112被形成为大致长方体状,且一边侧具备与主体壳体111的侧壁连续设置的周壁112a。另外,连接侧壳体112具备固定部112b,该固定部112b被形成在周壁112a的内侧,并以将螺栓安装部131和大头螺栓140电连接的状态固定。在本实施方式中,螺栓安装部131以及被固定在螺栓安装部131的大头螺栓140的头部被埋设在固定部112b内。需要说明的是,固定部112只要以将螺栓安装部131和大头螺栓140电连接的状态被固定即可,也可以将螺栓安装部131的整体以及头部141的整体埋设在固定部112内。

连接器壳体113被形成为大致筒状,与主体壳体111连接设置。具体而言,连接器壳体113被形成为从与主体壳体111的连接侧壳体112连接设置的表面相邻的表面向外侧突出。这样,在本实施方式中,连接侧壳体112以及连接器壳体113以从主体壳体111向互相交叉的方向延伸的方式突出设置。

在本实施方式中,在已形成带汇流条的壳体100的状态下,连接器引脚150的连接器端子部151被连接器壳体113覆盖。用连接器壳体113和连接器端子部151来形成与对方侧连接器嵌合的连接器部12。

这样构成的带汇流条的壳体100例如可以以如下方式形成。

首先,将包含第1汇流条120以及第2汇流条130在内的嵌入部件用模具(图示略)等保持,并配置成图5的状态。也就是说,将第1汇流条120和第2汇流条130以第1汇流条120以及第2汇流条130完全间隔开的状态配置。具体而言,将第1汇流条120以及第2汇流条130配置为平坦部122b的端面和对置部133a的端面以间隔开的状态对置。此时,优选为平坦部122b的表面和对置部133a的表面成为大致相同的平面。

另外,使大头螺栓140的轴部142插通形成在第2汇流条130的螺栓安装部131的插通孔131a,并使头部141与螺栓安装部131接触。此时,以使轴部142a向在主体壳体111形成的凹部116的开口部116a侧的相反侧突出的方式来使轴部142插通插通孔131a。

而且,将4个连接器引脚150以与第1汇流条120、第2汇流条130以及大头螺栓140分隔开的状态配置在对置部133a的上方(开口部116a侧)。此时,4个连接器引脚150以连接器端子部151朝向侧方,电路基板侧端子部152朝向上方(开口部116a侧)的方式配置。各连接器引脚150以与其他的连接器引脚150分隔开的状态被配置。

接着,通过在将嵌入部件以图5所示的状态来配置的状态下进行嵌件成型,从而形成嵌入有嵌入部件的壳体110。具体而言,通过将熔化的绝缘性的树脂材料注射到形成于模具(图示略)中的内腔内,从而形成嵌入有嵌入部件的壳体110。需要说明的是,作为形成壳体110的绝缘性的树脂材料,例如可以使用熔点比焊料高的聚苯硫醚树脂(PPS树脂)。另外,也可以通过使玻璃纤维等混合在绝缘性的树脂材料中,从而提高壳体110的强度。

由此,形成如图6所示的带汇流条的壳体100。需要说明的是,也可以将第1汇流条120和第2汇流条130以将第1露出部122c和第2露出部133c连结的状态嵌入,之后将连结部分切断,从而形成第1露出部122c和第2露出部133c。由此,能够提高第1露出部122c以及第2露出部133c的平面度。

之后,在已形成带汇流条的壳体100之后,将分流电阻200容纳在第1凹部117(凹部116)内,同时安装在第1汇流条120的第1露出部122c以及第2汇流条130的第2露出部133c(参照图7)。由此,第1汇流条120和第2汇流条130在互相隔开配置的状态下被壳体110嵌入保持,并经由分流电阻200电连接(参照图8)。

需要说明的是,分流电阻200是温度变化所导致的电阻值变化相对小的电阻。因此,通过使用分流电阻200,能够得到不容易受到温度变化影响的电流传感器1。

在本实施方式中,使用表面安装类型的结构(芯片状的分流电阻)来作为分流电阻200。可以使用现有公知的部件来作为这种分流电阻200。

分流电阻200通过焊料安装在第1汇流条120和第2汇流条130。如此,通过使用焊料来安装面安装类型的分流电阻200,从而使分流电阻200与汇流条连接时不需要从背面进入,能够更容易地将分流电阻200与汇流条连接。另外,因为可以只在一侧设置开口部(凹部116的开口116a),所以密封材料的注入变得容易,能够更容易形成密封部400。

在本实施方式中,容纳分流电阻200的第1凹部117被形成为比分流电阻200大一圈。也就是说,在将分流电阻200容纳在第1凹部117的状态下,分流电阻200的周围被划分第1凹部117的内表面114a跨全周包围。由此,在将分流电阻200焊接在第1露出部122c以及第2露出部133c时,焊料被内表面114a截止,能够更可靠地进行焊接。另外,由于分流电阻200的位置偏差被内表面114a抑制,所以能够使分流电阻200的连接偏差所导致的误差减小。

在将分流电阻200安装在第1露出部122c以及第2露出部133c后,将电路基板300容纳在第2凹部118(凹部116)。

电路基板300为大致四边形,通过安装各种电子部件,从而形成将输入至电路基板300的分流电阻200的电压(电位差)增幅的增幅电路等。需要说明的是,图中省略了安装在电路基板300的电子部件。另外,在电路基板300形成有供各电路基板侧端子部152的前端插通的插通孔310和供输出端子123、134的前端插通的插通孔320、320。

因此,电路基板300以使各电路基板侧端子部152的前端插通插通孔310,且使输出端子123、134的前端插通插通孔320、320的状态来放置在肋111b上,从而电路基板300被容纳在第2凹部118。此时,优选为分流电阻200的整体被电路基板300覆盖(分流电阻200的整体在上下方向上与电路基板300重叠)。由此,能够将分流电阻200以及电路基板300容纳在凹部116,而不将凹部116设置的太大。

而且,在将电路基板300容纳在第2凹部118的状态下,将电路基板侧端子部152以及输出端子123、134焊接(安装)在电路基板300。

需要说明的是,分流电阻200的安装和电路基板300的安装(电路基板侧端子部152以及输出端子123、134向电路基板300的焊接)例如也可以利用回流焊一次进行。此时,可以同时进行将电子部件安装在电路基板300的安装。

之后,通过向凹部116内填充比形成壳体110的树脂材料更软的密封材料,从而形成密封部400。例如可以使用有弹力和粘性的聚氨酯树脂来作为这种密封材料。而且,通过将容纳有分流电阻200以及电路基板300的凹部116利用密封材料密封,从而界面被粘接,能够提高防水、防尘效果,并且能够抑制静电产生。

需要说明的是,在本实施方式中,将凹部形成为在将电流传感器1安装在蓄电池极柱41时,开口部116a向下方开口。因此,在将电流传感器1安装在蓄电池极柱41时,密封部400的表面朝向下方。因此,即使水暂时浸入凹部116内,也能使其排走而不会留在凹部116内。

从而,通过形成密封部400,本实施方式所涉及的电流传感器1被形成。需要说明的是,上述电流传感器1的制造方法是一个例子,也可以利用其它方法来制作电流传感器1。

如以上说明,本实施方式所涉及的电流传感器1具备带汇流条的壳体100。带汇流条的壳体100具有:壳体110,其由绝缘性的树脂材料来形成;以及第1汇流条120,其以一部分埋设在壳体110的方式被嵌入。带汇流条的壳体100具备第2汇流条130,该第2汇流条130以与第1汇流条120分隔开的状态被配置,而且以一部分被埋设在壳体110的方式被嵌入。

电流传感器1具备将第1汇流条120和第2汇流条130电连接的分流电阻200。

在壳体110形成有凹部116,该凹部116供第1汇流条120的第1露出部122c露出,并且使第2汇流条130的第2露出部133c露出。

分流电阻200以被容纳在凹部116内的状态将第1露出部122c和第2露出部133c电连接。

根据这种构成,在通过嵌件成型来形成带汇流条的壳体100后,分流电阻200能够连接第1汇流条120以及第2汇流条130。因此,不会向将带分流电阻的汇流条嵌件成型的情况那样,树脂材料的压力作用到分流电阻200和汇流条(第1汇流条120和第2汇流条130)的接合部。

其结果,能够抑制分流电阻200变形、分流电阻200和汇流条的接合部变形,而且能够抑制分流电阻200和汇流条变得不再电连接的情况。也就是说,能够使分流电阻200和汇流条进一步可靠地电连接。

将分流电阻200容纳在形成于壳体110内的凹部116中。因此,能够抑制壳体110的热膨胀收缩、电流传感器1的振动等导致的在壳体110产生的力直接传递到分流电阻200以及分流电阻200和汇流条的接合部。其结果,能够使分流电阻200和汇流条进一步可靠地电连接。另外,由于能够不进行分流电阻200与第1汇流条120以及第2汇流条130连接的状态下的嵌件成型,所以能够使成形时产生的成型压力、热膨胀收缩的应力不被施加到分流电阻200。

在壳体110的热膨胀收缩时、电流传感器1的振动时等,能够抑制壳体110和分流电阻200之间产生摩擦的情况。其结果,静电的产生被抑制,从而能够降低电流传感器1的噪声。例如,在使用具有弹力和粘性的树脂来作为形成密封部400的密封材料的情况下,密封部400以具有弹力的状态与分流电阻200紧密接触。因此,在热膨胀收缩时、电流传感器1的振动时等,密封部400与分流电阻200一起移动。这样,密封部400与分流电阻200一起移动,从而能够抑制产生摩擦,进而能够抑制摩擦所导致的静电的产生。

如此,根据本实施方式,能够得到能够进一步提升电流检测的可靠性的电流传感器1。

在将带汇流条的壳体100通过嵌件成型而形成后,将分流电阻200与第1汇流条120以及第2汇流条130连接,从而能够抑制分流电阻200因嵌件成型而导致的劣化。而且,在将带汇流条的壳体100嵌件成型后安装分流电阻200,从而能够在壳体100预先形成分流电阻200的安装形状,从而能够更容易地安装分流电阻200。

在本实施方式中,电流传感器1还具备供分流电阻200的两端的电位差输入的电路基板300。而且,电路基板300被配置在凹部116内。

根据这种构成,壳体110不需要将容纳分流电阻200的凹部和容纳电路基板300的凹部分开形成,能够实现构成的简单化。

在本实施方式中,电流传感器1还具备一对输出端子123、134,该一端端子123、134与电路基板300连接,而且将分流电阻200的两端的电位差输出到电路基板300。

而且,一对输出端子123、134中的一个的输出端子123与第1汇流条120一体形成,另一个输出端子134与第2汇流条130一体形成。

如此,通过将输出端子123、134直接形成在汇流条(第1汇流条120、第2汇流条130),从而能够发送更正确的电压数据。

在本实施方式中,分流电阻200与汇流条(第1汇流条120、第2汇流条130)直接焊接。因此,与将分流电阻200安装在电路基板300的情况相比,能够实现低成本化,也能够应对大电流化。

在本实施方式中,在凹部116内设置有用比树脂材料更柔软的密封材料来密封的密封部400。

利用这种构成,能够提高防水、防尘效果,而且,能够抑制静电的产生。

顺便提及,当壳体110由于温度变化而热膨胀收缩时,被壳体110保持的第1汇流条120以及第2汇流条130会移动。由于该移动,第1汇流条120的第1露出部122c和第2汇流条130的第2露出部133c的间隔会根据壳体110的材料即绝缘性的树脂材料的热膨胀率而变化。

另一方面,在两端分别与第1露出部122c和第2露出部133c焊接的分流电阻200产生温度变化时,分流电阻200会产生与分流电阻200所使用的金属材料的热膨胀率对应的热膨胀收缩。

此处,壳体110的树脂材料和分流电阻200的金属材料热膨胀率不同。因此,壳体10以及分流电阻200在温度变化时,在第1汇流条120的第1露出部122c和第2汇流条130的第2露出部133c的间隔方向上,会以互相不同的热膨胀率来热膨胀收缩。

由此,在第1露出部122c以及第2露出部133c和分流电阻200的焊接位置,会产生与壳体110和分流电阻200的热膨胀率之差对应的第1露出部122c和第2露出部133c的间隔方向上的应力。

顺便提及,在壳体110的树脂材料混合有玻璃纤维等的情况下,壳体110的热膨胀率在树脂材料中混合的玻璃纤维的纤维方向上相对较低,在此外的方向上相对较高。因此,壳体110和分流电阻200的热膨胀率之差在树脂材料中的玻璃纤维的纤维方向上相对较小,在此外的方向上相对较大。

因此,当使树脂材料中的玻璃纤维的纤维方向与第1露出部122c和第2露出部133c的间隔方向一致时,该间隔方向上的壳体110和分流电阻200的热膨胀率的差值变小。于是,在分流电阻200的焊接位置产生的、第1露出部122c和第2露出部133c的间隔方向上的应力变小。而且,玻璃纤维的纤维方向为通过嵌件成型来形成带汇流条的壳体100时的、沿着模具(图示省略)内的树脂材料的流动方向的方向。

需要说明的是,即使树脂材料不含有玻璃纤维,通过嵌件成型而形成的壳体110的热膨胀率也可能在嵌件成型时的树脂的流动方向上相对较小,而在此外的方向上相对变大。

因此,在本实施方式中,要设计带汇流条的壳体100的嵌件成型时的、壳体110的树脂材料的流动方向。以下,对嵌件成型时的树脂材料的流动方向进行说明。

首先,如图6所示,第1汇流条120的第1露出部122c和第2汇流条130的第2露出部133c露出到壳体110的凹部116内,并沿里壁115的内表面115a配置。凹部116的里壁115与设置在壳体110的表面的图2的传感器主体部11是表里的位置关系。

如本实施方式的开头说明的那样,波浪形的散热部11a露出到图2的传感器主体部11的表面。散热部11a的波浪形可以将波浪形的金属板配置在露出到传感器主体部11的表面的部分而构成,也可以将该部分的主体壳体111自身的形状设置成波浪形而构成。

无论是哪一种情况,在利用嵌件成型来形成带汇流条的壳体100时,如图11以及图12所示,都需要在壳体10的表面中露出到传感器主体部11的表面的部分形成与放热部11a的波浪形对应的凹凸部160。

需要说明的是,图11是示出露出到传感器主体部11的表面的壳体110的散热部11a的凹凸部160的电流传感器1的立体图,图12是图11的I-I线剖视图。

如图11所示,凹凸部160具有多个直线的槽161。各槽161分别沿着电流传感器1的长边方向X延伸,且在电流传感器1的宽度方向Y(与间隔方向W正交的方向)隔开相等的间隔而排列配置。而且,在本实施方式中,使各槽161沿电流传感器1的长边方向X延伸,且与图6所示的露出于壳体110的凹部116的第1露出部122c和第2露出部133c的间隔方向W相同的朝向一致。

因此,多个具有将图12所示的各槽161的截面形状翻转的形状的截面的突出(图示省略)排列形成在将带汇流条的壳体100嵌件成型所使用的模具(图示省略)的壳体110的表面形成凹凸部160的部分,因此,如图11所示,被填充到模具的内腔(图示省略)内的壳体110的树脂材料流过凹凸部160的形成部分时的流动方向α被限制为各槽161延伸的电流传感器1的长边方向X。

需要说明的是,图11中的点划线所围的浇口配置区域170示出了设置在模具的树脂材料的填充浇口的位置的范围。在浇口配置区域170的范围内,即使模具的填充浇口的位置相对于凹凸部160在电流传感器1的宽度方向Y偏移,凹凸部160的形成部分的树脂材料的流动方向α也仍然是电流传感器1的长边方向X而不会改变。

另外,在形成凹凸部160的周边的主体壳体111的部分流动的树脂材料,也被在凹凸部160的形成部分被槽161限制而流动的树脂材料引导,而向电流传感器1的长边方向X流动。因此,具有第1汇流条120的第1露出部122c和第2汇流条130的第2露出部133c露出的凹部116的壳体110的主体壳体111利用在沿着电流传感器1的长边方向X的流动方向α流动的树脂材料来形成。

此处,对形成主体壳体11的凹部116的树脂材料的模具内的流动方向α和分流电阻200连接的第1汇流条120的第1露出部122c以及第2汇流条130的第2露出部133c的间隔方向W(参照图6)的关系进行说明。

在模具内使树脂材料流动而形成的主体壳体111的凹部116的热膨胀率在树脂材料的流动方向α上相对较低,在与流动方向α正交的方向上相对较高。因此,主体壳体111的凹部116和分流电阻200的热膨胀率的差值在树脂材料的流动方向α上相对较小,在与流动方向α正交的方向上相对较大。

因此,在本实施方式中,使具有凹部116的主体壳体111的形成部分的树脂材料的流动方向α与露出于凹部116的第1露出部122c和第2露出部133c的间隔方向W一致(参照图6)。该间隔方向W是与槽161延伸的电流传感器1的长边方向相同的方向。

当利用沿着与第1露出部122c和第2露出部133c的间隔方向W一致的流动方向α流动的树脂材料来形成具有凹部116的主体壳体111时,主体壳体111和分流电阻200的热膨胀率的差值在上述间隔方向W上最小。

因此,如图13A的分布图所示,由于温度变化时的热膨胀率的差值而在分流电阻200相对于第1露出部122c以及第2露出部133c焊接的位置分别产生的间隔方向W上的应力(剪切应力)都是小到中程度的值。

为了比较,考虑使具有凹部116的主体壳体111的形成部分的树脂材料的流动方向α与槽161延伸的电流传感器1的长边方向X正交的电流传感器1的宽度方向Y一致的情况。

当利用沿着与电流传感器1的宽度方向Y一致的流动方向α流动的树脂材料来形成具有凹部116的主体壳体111时,主体壳体111和分流电阻200的热膨胀率的差值在电流传感器1的宽度方向Y上最小。换言之,主体壳体111和分流电阻200的热膨胀率的差值在第1露出部122c和第2露出部133c的间隔方向W上最大。

因此,由于温度变化而主体壳体111和分流电阻200热膨胀收缩的情况下的第1露出部122c和第2露出部133c的间隔方向W上的两者的热膨胀收缩量产生会很大的差别。

于是,由于两者的热膨胀收缩量之差,分流电阻200相对于第1露出部122c以及第2露出部133c的焊接位置产生的间隔方向W上的应力(剪切应力)如图13B的分布图所示,为较大的值。当分流电阻200的焊接位置产生的应力(剪切应力较大时),分流电阻200会产生变形等,从而使用分流电阻200的电流检测精度变低,不能维持电流检测的可靠性。

对此,在本实施方式中,使树脂材料的流动方向α与第1流动部122c和第2露出部133c的间隔方向W一致,从而构成为温度变化所导致的两者的间隔方向W上的热膨胀收缩量不会产生大的差别。

因此,如图13A所示,能够将在分流电阻200的焊接位置产生的间隔方向W上的应力(剪切应力)抑制的较小,从而能够抑制分流电阻200的变形等导致的电流检测精度的降低,能够进一步提高电流检测的可靠性。

此外,如图4~图7所示,在本实施方式的电流传感器1中,在分流电阻200的长边方向β的两端,将分流电阻200和第1露出部122c以及第2露出部133c焊接。因此,与将分流电阻200的与长边方向β正交的宽度方向γ的两端和第1露出部122c以及第2露出部133c焊接的情况相比,在由于温度变化而分流电阻200热膨胀收缩时,在焊接位置产生的应力变大。

因此,在本实施方式中,使主体壳体111的形成部分的树脂材料在第1露出部122c和第2露出部133c的间隔方向W上流动,主体壳体111的热膨胀率在间隔方向W上与分流电阻200的热膨胀率最接近。由此,即使将分流电阻200与第1露出部122c以及第2露出部133c在分流电阻200的长边方向β的两端焊接,也能够实现尽力抑制焊接位置产生的应力的大小的构成。

以上,对本发明的适宜的实施方式进行的了说明,但是本发明不限于上述的实施方式,而能够进行各种变形。

例如,在上述的实施方式中,示例为输出端子123与第1汇流条120一体形成,输出端子134与第2汇流条130一体形成的结构,但是也可以将输出端子形成为与第1汇流条、第2汇流条分开的部件。

另外,壳体、第1以及第2汇流条的其他细节的规格(形状、大小、布局等)也可以适当改变。

29页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种同塔四回路线路感应电压、电流的测量方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!