(57)【要約】【課題】ケース内部の温度上昇を抑制して、検出精度を安定的に維持することの出来る、新規な構造の電流センサを提供すること。【解決手段】磁性体コア３４とケース４０に挿通されるバスバー１５の被検出部１７に、該被検出部１７の延出方向に延びる屈曲線１８で屈曲されて立ち上げられた立上部２０を形成すると共に、該被検出部１７が挿通されるケース４０に、該立上部２０を含む該被検出部１７の断面の全体を囲む矩形領域よりも大きな断面形状をもって延びる中空挿通孔６８を形成して、該中空挿通孔６８に該被検出部１７を挿通することによって、該中空挿通孔６８の内面７２と該被検出部１７との間に中空部９４を形成した。【選択図】図１４
2014085278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周上の一部が分断されてギャップ部が形成された環状の磁性体コアと、前記ギャップ部に配設されて、前記磁性体コアに挿通されたバスバーの被検出部に流れる電流に応じて変化する磁束を検出する磁電変換素子とがケース内に収容されている
電流センサにおいて、
前記バスバーの被検出部には、該被検出部の延出方向に延びる屈曲線で屈曲されて立ち上げられた立上部が形成されている一方、
前記ケースには、前記立上部を含む前記被検出部の断面の全体を囲む矩形領域よりも大きな断面形状をもって延びる中空挿通孔が形成されており、
前記バスバーの前記被検出部が、前記中空挿通孔に挿通されることにより、該中空挿通孔の内面と前記被検出部との間に中空部が形成されている
ことを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
前記ケースから突出された前記バスバーの前記被検出部を前記ケースと共に収容するアウタケースを備えると共に、
該アウタケースにおいて前記被検出部の延出方向の両側に位置する壁部には、該被検出部の延長上に開口する外部通気口が貫設されている
請求項１に記載の電流センサ。
【請求項３】
前記中空挿通孔の内面にはバスバー支持リブが形成されており、前記バスバーの前記被検出部が、前記バスバー支持リブによって前記中空挿通孔の内面に対して隙間を隔てて支持されている
請求項１又は２に記載の電流センサ。
【請求項４】
前記ケースには前記磁性体コアに挿通されて該磁性体コアを支持する支持部が形成されていると共に、該支持部の外面にはコア支持リブが形成されており、前記磁性体コアが、前記コア支持リブによって前記支持部の外面に対して隙間を隔てて支持されている
請求項１〜３の何れか１項に記載の電流センサ。
【請求項５】
前記バスバーの被検出部の断面形状が、両端部に一対の立上部を有するコの字形状とされている
請求項１〜４の何れか１項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、導体に流れる電流を検知する電流センサに係り、特に、導体としてのバスバーに流れる電流を検知する電流センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車のバッテリの充放電電流を検知したり、ハイブリッドカーや電気自動車のバッテリとインバータとの間に流れる電流を検知するために、電流センサが用いられている。電流センサは、特開２０１２−６３２５６号公報（特許文献１）に記載されているように、環状の磁性体コアと、ホール素子等の磁電変換素子とを備え、磁性体コアの周上の一部が分断されて形成されたギャップ部に磁電変換素子が配設されると共に、導体が磁性体コアに挿通された構造とされている。そして、導体に流れる電流によって生じた磁束を磁電変換素子が電圧信号に変換することによって、導体に流れる電流を検出するようになっている。
【０００３】
ところで、磁電変換素子は、磁性体コアのギャップ内で精度良く位置決めされている必要がある。そこで、磁性体コアと磁電変換素子は、合成樹脂製のケース内に収容されることで相互に位置決めされている。そして、導体の被検出部がケース内に挿通されることで、ケース内に配設された磁性体コアに挿通されるようになっている。
【０００４】
ところが、従来構造の電流センサでは、ケース内部で熱が籠り易く、ケース内に挿通された導体に電流が流れると、ジュール熱でケース内部の温度が上昇し、磁電変換素子の検出精度を低下するおそれがあった。特に、バスバーは高電流が流されることから高温になり易く、ケース内部の温度上昇がより顕著に生じるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−６３２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、ケース内部の温度上昇を抑制して、検出精度を安定的に維持することの出来る、新規な構造の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】
本発明の第一の態様は、周上の一部が分断されてギャップ部が形成された環状の磁性体コアと、前記ギャップ部に配設されて、前記磁性体コアに挿通されたバスバーの被検出部に流れる電流に応じて変化する磁束を検出する磁電変換素子とがケース内に収容されている電流センサにおいて、前記バスバーの被検出部には、該被検出部の延出方向に延びる屈曲線で屈曲されて立ち上げられた立上部が形成されている一方、前記ケースには、前記立上部を含む前記被検出部の断面の全体を囲む矩形領域よりも大きな断面形状をもって延びる中空挿通孔が形成されており、前記バスバーの前記被検出部が、前記中空挿通孔に挿通されることにより、該中空挿通孔の内面と前記被検出部との間に中空部が形成されていることを、特徴とする。
【０００８】
本発明に従う構造とされた電流センサにおいては、ケースに挿通されるバスバーの被検出部に立上部が形成されていると共に、被検出部を挿通する中空挿通孔の断面が、立上部が形成された被検出部の全体を囲む矩形領域よりも大きな断面形状とされている。これにより、中空挿通孔に挿通された被検出部と、中空挿通孔の内面が、少なくとも立上部の高さ寸法だけ離隔されて、中空挿通孔の内面と被検出部との間に、中空部が形成される。そして、中空部内の空気と被検出部を接触させて、被検出部の空気との接触量を多くすることにより、被検出部の温度上昇を抑えることが出来る。その結果、ケース内部の温度上昇を抑えることが出来て、検出精度を安定的に維持することが出来る。
【０００９】
なお、中空挿通孔の断面形状は、ケース内部で変化されていても良い。また、バスバーの被検出部の具体的形状は各種の形状が採用可能であって、１つの立上部が形成されたＬ字形状の断面や、２つの立上部が形成されたコの字形状の断面でも良い。また、立上部を周方向に回り込ませて被検出部を筒形状に形成する等しても良い。
【００１０】
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記ケースから突出された前記バスバーの前記被検出部を前記ケースと共に収容するアウタケースを備えると共に、該アウタケースにおいて前記被検出部の延出方向の両側に位置する壁部には、該被検出部の延長上に開口する外部通気口が貫設されているものである。
【００１１】
本態様に従う構造とされた電流センサにおいては、アウタケースに貫設された外部通気口を通じて、中空挿通孔がアウタケースの外部と連通される。これにより、アウタケースの外部の空気を中空挿通孔内に取り込むと共に、中空挿通孔内の空気をアウタケースの外部に排出して、中空挿通孔内の被検出部を空冷することが出来る。その結果、ケース内部の温度上昇を低減して、検出精度をより安定的に維持することが出来る。
【００１２】
本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に記載のものにおいて、前記中空挿通孔の内面にはバスバー支持リブが形成されており、前記バスバーの前記被検出部が、前記バスバー支持リブによって前記中空挿通孔の内面に対して隙間を隔てて支持されているものである。
【００１３】
本態様によれば、バスバーの被検出部が、中空挿通孔の内面に対して隙間を隔てて配設される。これにより、バスバーからケースへの熱の伝達を低減することが出来る。その結果、ケース内の温度上昇を抑制して、磁電変換素子の検出精度を維持することが出来る。
【００１４】
本発明の第四の態様は、前記第一〜第三の何れか１つの態様に記載のものにおいて、前記ケースには前記磁性体コアに挿通されて該磁性体コアを支持する支持部が形成されていると共に、該支持部の外面にはコア支持リブが形成されており、前記磁性体コアが、前記コア支持リブによって前記支持部の外面に対して隙間を隔てて支持されているものである。
【００１５】
本態様によれば、磁性体コアが、ケースの支持部に対して隙間を隔てて配設される。これにより、ケースから磁性体コアへの熱の伝達を低減することが出来る。その結果、ケース内の温度上昇を抑制して、磁電変換素子の検出精度を維持することが出来る。
【００１６】
本発明の第五の態様は、前記第一〜第四の何れか１つの態様に記載のものにおいて、前記バスバーの被検出部の断面形状が、両端部に一対の立上部を有するコの字形状とされているものである。
【００１７】
本態様によれば、被検出部の両側に立上部を形成することによって、被検出部の表面積と通電断面積をより大きくすることが出来る。その結果、被検出部の温度上昇をより有効に抑制することが出来る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電流センサにおいては、バスバーの被検出部に立上部を形成すると共に、被検出部を挿通する中空挿通孔を、立上部を含む被検出部の断面の全体を囲む矩形領域よりも大きな断面積をもって形成した。これにより、中空挿通孔の内面と被検出部との間に中空部を形成することが出来、被検出部を中空部内の空気と接触させて、被検出部の温度上昇を低減することが出来る。その結果、ケース内部の温度上昇を抑制して、磁電変換素子への熱影響を低減することが出来、検出精度を安定的に維持することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態としての電流センサの斜視図。
【図２】図１に示した電流センサの分解斜視図。
【図３】図１に示した電流センサを構成するセンサ本体の斜視図。
【図４】図３に示したセンサ本体の分解斜視図。
【図５】バスバーの平面図。
【図６】一方のケース分割体の斜視図。
【図７】図６に示した一方のケース分割体の側面図。
【図８】他方のケース分割体の斜視図。
【図９】図３に示したセンサ本体の側面の要部拡大図。
【図１０】図３に示したセンサ本体の正面の要部拡大図。
【図１１】図１０におけるＸＩ−ＸＩ断面図。
【図１２】図１に示した電流センサの上面図。
【図１３】図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面の要部拡大図。
【図１４】図１２におけるＸＩＶ−ＸＩＶ断面の要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
先ず、図１に、本発明の一実施形態としての電流センサ１０が設けられた電気接続箱１１の要部を示す。電流センサ１０は、図２に示すように、センサ本体１２が、電気接続箱１１のアッパケース１３とロアケース１４の間に収容された構造とされており、電気接続箱１１のアッパケース１３とロアケース１４をアウタケースとして含んで構成されている。なお、図１、図２および後述する図９〜図１４においては、後述するバスバー１５の一部を省略して図示している。
【００２２】
図３および図４に示すように、センサ本体１２は、バスバー１５にコア組立体１６が組み付けられた構造とされている。バスバー１５は、図５に示すように、打ち抜き加工された金属板が曲げ加工等されることによって形成された一体成形品とされている。バスバー１５の形状は、要求される電気回路の配索形状等に応じて任意の形状が設定され得る。本実施形態におけるバスバー１５には、一定の幅寸法（図５中、上下方向寸法）をもって延びる被検出部１７が形成されている。被検出部１７には、幅方向（図５中、上下方向）の両端縁部において被検出部１７の延出方向に延びる屈曲線１８，１８で折り曲げられて垂直に立ち上げられた一対の立上部２０，２０が形成されている。なお、立上部２０，２０の高さ寸法は、後述する磁性体コア３４のギャップ部４２に挿通可能な高さに設定される。これにより、被検出部１７は、コの字の断面形状をもって延出されている。
【００２３】
バスバー１５における被検出部１７の両側からは導電路２２ａ，２２ｂが延出されており、導電路２２ａ，２２ｂの延出端部に、接続部２４ａ，２４ｂがそれぞれ形成されている。導電路２２ａにおける被検出部１７との接続部分には、被検出部１７に対して垂直に屈曲する屈曲部２６ａ（図４等参照）が形成されている。更に、導電路２２ａにおいて屈曲部２６ａから接続部２４ａ側には、被検出部１７よりも大きな幅寸法（図５中、上下方向寸法）を有する幅広部２８ａが形成されている。また、接続部２４ａは、中央にボルト孔３０が貫設された平板形状とされている。接続部２４ａには、例えば、バッテリからのワイヤハーネスの端末に設けられた図示しない接続端子が、ボルト孔３０を用いてボルト固定される。一方、導電路２２ｂにおける被検出部１７との接続部分にも、屈曲部２６ａと同様の屈曲部２６ｂ（図４等参照）が形成されている。更に、導電路２２ｂにおける屈曲部２６ｂから接続部２４ｂ側には、被検出部１７よりも大きな幅寸法（図５中、上下方向寸法）を有する幅広部２８ｂが形成されている。なお、幅広部２８ｂには位置決め孔３２が貫設されている。また、導電路２２ｂは、被検出部１７の延出方向（図５中、左右方向）と直交する方向に延出されており、その延出端部に、垂直に立ち上げられた平板形状の接続部２４ｂが形成されている。接続部２４ｂにはボルト孔３０が貫設されており、例えば電気部品と接続するワイヤハーネスの端末に設けられた図示しない接続端子がボルト固定される。このように、被検出部１７から連続する導電路２２ａ，２２ｂは、被検出部１７に対して屈曲する屈曲部２６ａ，２６ｂや、被検出部１７よりも幅寸法が大きな幅広部２８ａ，２８ｂが形成されており、被検出部１７の延出方向（図５中、左右方向）の投影視において、後述するケース４０の開口部７６ａ，７６ｂよりも大きくされている。従って、バスバー１５は、被検出部１７の延出方向で、開口部７６ａ，７６ｂに挿通することが不可能な大きさを有している。
【００２４】
このようなバスバー１５の被検出部１７に、コア組立体１６が組み付けられる。図４に示したように、コア組立体１６は、磁性体コア３４と、磁電変換素子としてのホール素子３６を備えた回路基板３８と、磁性体コア３４および回路基板３８が組み付けられるケース４０とを含んで構成されている。
【００２５】
磁性体コア３４は、フェライトやケイ素鋼等から形成されている。磁性体コア３４は、全体として円環形状とされている。磁性体コア３４には、周上の一部が分断されたギャップ部４２が形成されている。
【００２６】
ホール素子３６は、磁界の強さを電圧信号に変換することの出来る磁電変換素子の一例である。ホール素子３６には、電力の入力用および検出信号の出力用の複数の接続端子４４が突設されている。
【００２７】
ホール素子３６は、接続端子４４において回路基板３８に実装される。回路基板３８には、ホール素子３６に電力を供給する回路、ホール素子３６から出力される磁束の検出信号を増幅する回路や、コネクタ４６等が実装されている。コネクタ４６は、ボルト４８で回路基板３８に固定されて、回路基板３８に設けられた回路を介してホール素子３６と電気的に接続されている。これにより、コア組立体１６は、コネクタ４６に接続される図示しない電線を通じて、電流検出信号を電子制御ユニット等の外部の回路に出力することが可能とされている。
【００２８】
ケース４０は、一方のケース分割体５０と、他方のケース分割体５２が相互に組み合わされて形成されている。図６および図７に、一方のケース分割体５０を示す。一方のケース分割体５０は、合成樹脂から形成された一体成形品とされている。一方のケース分割体５０は、磁性体コア３４の外径寸法と略等しい大きさの円板が所定の弦で切断された部分円板形状を有する円板部５４から、略円柱形状の支持部５６が突出された形状とされている。支持部５６は、磁性体コア３４の内周面よりも僅かに小さな径寸法を有する略円柱形状とされて、円板部５４と同一中心軸上に形成されている。支持部５６の円板部５４からの突出寸法は、磁性体コア３４の軸方向寸法よりも僅かに大きくされている。支持部５６の外面には、周方向の適当な位置に、支持部５６の軸方向に延びる複数のコア支持リブ５８が形成されている。コア支持リブ５８は、好適には、支持部５６の周方向で等間隔に形成され、本実施形態においては、４つのコア支持リブ５８が、支持部５６の周方向で１／４周毎に形成されている。
【００２９】
また、一方のケース分割体５０には、支持部５６から支持部５６の径方向外方に突出する基板取付部６０が形成されている。基板取付部６０は、支持部５６から円板部５４の径方向に突出して円板部５４の外方にまで突出されると共に、その突出先端部において、支持部５６の軸方向の両側に突出されている。基板取付部６０の幅寸法（図７中、左右方向寸法）は、磁性体コア３４のギャップ部４２よりも僅かに小さくされている。基板取付部６０の中央部分には、一方のケース分割体５０の外側に開口する凹形状の素子収容部６２が形成されている。基板取付部６０において素子収容部６２を挟む両側には、ボルト孔６４が設けられたボルト固定部６６が形成されている。
【００３０】
さらに、一方のケース分割体５０の中央部分には、中空挿通孔６８が貫設されている。中空挿通孔６８は、矩形断面をもって支持部５６の軸方向に延出されている。図７に併せ示すように、中空挿通孔６８の矩形の断面は、長辺方向の寸法：Ｌがバスバー１５の被検出部１７の幅寸法：ｗよりも大きく、短辺方向の寸法：Ｈが被検出部１７の立上部２０の縦寸法：ｈよりも大きな矩形状とされている。これにより、中空挿通孔６８の断面は、被検出部１７の断面の全体を囲む矩形領域：Ｓよりも大きな断面形状とされている。
【００３１】
なお、中空挿通孔６８は、長辺方向の一方（図７中、右方）が、円板部５４における直線状端縁部７０に開放されており、三方が内面７２に囲まれている。中空挿通孔６８の内面７２には、周方向の適当な位置に、中空挿通孔６８の延出方向に延びる複数のバスバー支持リブ７４が形成されている。
【００３２】
このような中空挿通孔６８が支持部５６から円板部５４を貫通することにより、一方のケース分割体５０には、開口部７６ａが形成されている。これにより、開口部７６ａは、矩形状をもって円板部５４上に開口すると共に、直線状端縁部７０側に開口する切欠形状とされている。開口部７６ａの切欠は、一方のケース分割体５０の被検出部１７への組み付け状態で、被検出部１７の延出方向（図５中、左右方向）と直交する方向に開口されている。
【００３３】
また、支持部５６の内部において、中空挿通孔６８を挟む両側には、円板部５４および支持部５６を貫通するロック挿通孔７８，７８が形成されている。更に、支持部５６の外周縁部には、一対の位置決め凹部８０，８０が形成されている。位置決め凹部８０，８０は、支持部５６の径方向で対向する位置に形成されている。
【００３４】
一方、図８に、他方のケース分割体５２を示す。他方のケース分割体５２は、合成樹脂から形成された一体成形品とされている。他方のケース分割体５２は、一方のケース分割体５０の円板部５４と略等しい大きさの円板が、互いに直交する２方向の弦で切断された部分円板形状を有する円板部８２を有している。円板部８２の中央部分には、一方のケース分割体５０における支持部５６の突出端面の外形と略等しい凹形状の嵌合凹所８４が形成されている。
【００３５】
他方のケース分割体５２の円板部８２には、開口部７６ｂが貫設されている。開口部７６ｂは、一方のケース分割体５０の開口部７６ａと等しい大きさの矩形状とされている。開口部７６ｂは、円板部８２の直線状端縁部８６に開口する切欠形状とされている。円板部８２の直線状端縁部８６は、一方のケース分割体５０と他方のケース分割体５２の組付状態において、一方のケース分割体５０における直線状端縁部７０の反対側に形成されている。従って、開口部７６ｂの切欠は、他方のケース分割体５２の被検出部１７への組み付け状態で、被検出部１７の延出方向と直交する方向に開口されていると共に、被検出部１７の延出方向と直交する方向で、一方のケース分割体５０の開口部７６ａと反対方向に開口されている。
【００３６】
また、円板部８２において、一方のケース分割体５０のロック挿通孔７８，７８と対応する位置には、ロック片８８，８８がそれぞれ形成されている。ロック片８８は、円板部８２から一方のケース分割体５０側に突出する突片形状とされており、円板部８２からの突出先端部には、係止爪９０が形成されている。更に、円板部８２において、一方のケース分割体５０の位置決め凹部８０，８０と対応する位置には、円板部８２から一方のケース分割体５０側に突出する位置決めボス９２，９２がそれぞれ形成されている。
【００３７】
図４に示したように、磁性体コア３４、回路基板３８、ケース４０を含んで構成されるコア組立体１６は、以下のようにしてバスバー１５に組み付けられる。先ず、バスバー１５の被検出部１７を、磁性体コア３４のギャップ部４２を通じて、磁性体コア３４に挿通する。なお、被検出部１７は、幅寸法：ｗ（図７参照）はギャップ部４２よりも大きいが、立上部２０を含む高さ寸法：ｈ（図７参照）がギャップ部４２よりも小さくされていることから、立上部２０側からギャップ部４２に差し込むことで、磁性体コア３４内に挿通することが出来る。
【００３８】
次に、一方のケース分割体５０を、直線状端縁部７０側から被検出部１７に接近させて、被検出部１７の延出方向に直交する方向から、切欠形状とされた開口部７６ａおよび中空挿通孔６８に被検出部１７を挿入することにより、被検出部１７を開口部７６ａおよび中空挿通孔６８に挿通する。そして、磁性体コア３４のギャップ部４２を、一方のケース分割体５０の基板取付部６０に位置合わせした状態で、支持部５６を磁性体コア３４に挿通する。支持部５６は、コア支持リブ５８が磁性体コア３４の内周面に接触されつつ磁性体コア３４に挿通される。これにより、磁性体コア３４が支持部５６で支持されて、ギャップ部４２内に基板取付部６０を挿入した状態で、一方のケース分割体５０に組み付けられる。
【００３９】
続いて、他方のケース分割体５２を、被検出部１７の延出方向に直交する方向で、一方のケース分割体５０の反対側から被検出部１７に接近させて、切欠形状とされた開口部７６ｂに被検出部１７を挿入することにより、被検出部１７を開口部７６ｂに挿通する。そして、他方のケース分割体５２のロック片８８，８８を一方のケース分割体５０のロック挿通孔７８，７８に挿入すると共に、位置決めボス９２，９２を位置決め凹部８０，８０に嵌合することで位置合わせして、係止爪９０，９０をロック挿通孔７８，７８の内部に形成された段差面と係合させる。これにより、図３に示したように、一方のケース分割体５０と他方のケース分割体５２が、被検出部１７の延出方向で磁性体コア３４を両側から挟んで相互に組み付けられると共に、一方のケース分割体５０と他方のケース分割体５２で構成されたケース４０内に、磁性体コア３４が収容される。なお、磁性体コア３４に挿通された一方のケース分割体５０の支持部５６は、磁性体コア３４から僅かに突出されて、他方のケース分割体５２の嵌合凹所８４に嵌め入れられる。そして、バスバー１５の被検出部１７が、ケース４０の開口部７６ａ，７６ｂを通じてケース４０内に挿通されて、磁性体コア３４に挿通されると共に、被検出部１７の延出方向の両端部が、開口部７６ａ，７６ｂからケース４０の外部に突出される。また、図９に示すように、中空挿通孔６８が、被検出部１７の断面形状の全体を囲む矩形断面とされていることから、被検出部１７が中空挿通孔６８に挿通されることにより、中空挿通孔６８の内面７２と被検出部１７との間に、中空部９４が形成される。一方のケース分割体５０の開口部７６ａと、他方のケース分割体５２の開口部７６ｂが互いに反対方向に開口されており、一方のケース分割体５０と他方のケース分割体５２で被検出部１７を両側から挟むことにより、ケース４０の被検出部１７からの抜けを防止することが出来る。また、図１０に示すように、一方のケース分割体５０と他方のケース分割体５２で、磁性体コア３４を軸方向（図１０の左右方向）の両側から挟むことにより、磁性体コア３４を安定的に保持することが出来る。
【００４０】
そして、一方のケース分割体５０の素子収容部６２にホール素子３６を挿し込んだ後に、予めコネクタ４６が実装された回路基板３８を基板取付部６０に重ね合わせて、ホール素子３６の接続端子４４を回路基板３８のスルーホールに挿通した状態で、ボルト９５，９５で基板取付部６０に固定する。その後、ホール素子３６の接続端子４４を回路基板３８に半田付けする。ホール素子３６の回路基板３８への半田付けを、ホール素子３６を素子収容部６２に挿し込んだ後に行うことにより、ホール素子３６が素子収容部６２の底面に押し付けられた状態で固定されることを回避することが出来る。これにより、ホール素子３６がケース４０の素子収容部６２に収容されて、磁性体コア３４のギャップ部４２内に配設される。以上のようにして、図３および図９〜図１１に示すように、コア組立体１６が組み立てられると共に、バスバー１５の被検出部１７がケース４０の開口部７６ａ，７６ｂおよび磁性体コア３４に挿通されて、センサ本体１２が組み立てられる。
【００４１】
図２に示したように、このようなセンサ本体１２は、電気接続箱１１のアッパケース１３とロアケース１４の間に収容される。アッパケース１３は、合成樹脂から形成されている。アッパケース１３には、センサ収容部９６が形成されている。センサ収容部９６は、中空の略矩形箱体形状とされている。センサ収容部９６の外壁９８ａには、コネクタ挿通孔１００が貫設されている。また、外壁９８ａの両側に位置して互いに対向する外壁９８ｂ，９８ｃには、外部通気口１０２，１０２がそれぞれ貫設されている。外部通気口１０２，１０２は、センサ本体１２の開口部７６ａ，７６ｂと略等しい大きさの矩形の貫通孔とされており、外壁９８ｂと外壁９８ｃの対向方向で、同一直線上に形成されている。なお、アッパケース１３には、ロアケース１４に向けて突出する複数の支持突部１０４が適宜の位置に形成されている。
【００４２】
一方、ロアケース１４は、合成樹脂から形成されている。ロアケース１４には、保護突壁１０６が立設されている。また、後述する図１３に示されているように、保護突壁１０６の裏側（図１３中、右側）には、コア組立体１６の磁性体コア３４に沿う曲率をもって延びる支持湾曲面１０８が形成されている。更に、支持湾曲面１０８における保護突壁１０６と反対側の端縁部の両側には、一対の位置決め突起１１０，１１０（図２には一方のみ図示）が突設されている。
【００４３】
そして、ロアケース１４の支持湾曲面１０８に、センサ本体１２のコア組立体１６が載置されて、センサ本体１２にアッパケース１３が被せられることにより、図１および図１２に示すように、コア組立体１６およびバスバー１５の被検出部１７が、アッパケース１３のセンサ収容部９６に収容されて、アッパケース１３およびロアケース１４を含んで、電流センサ１０が形成される。なお、図１３および図１４に示すように、コア組立体１６は、磁性体コア３４に沿う支持湾曲面１０８に載置されると共に、一対の位置決め突起１１０，１１０で両側から挟まれてロアケース１４上に配設される。また、センサ本体１２にアッパケース１３が被せられることにより、アッパケース１３の支持突部１０４ａが、バスバー１５の位置決め孔３２に挿通されて、センサ本体１２がアッパケース１３に対して位置決めされる（図１参照）。そして、センサ本体１２のコネクタ４６が、コネクタ挿通孔１００を通じて、アッパケース１３の外部に突出される。
【００４４】
また、センサ本体１２にアッパケース１３が被せられることにより、図１４に示すように、コア組立体１６から突出されたバスバー１５の被検出部１７の延出方向（図１４中、左右方向）の両側に、センサ収容部９６の外壁９８ｂ，９８ｃが配設される。そして、外壁９８ｂ，９８ｃの外部通気口１０２，１０２が、被検出部１７の延長線上に位置されて、被検出部１７の延長方向（図１４中、左右方向）に開口される。なお、外壁９８ｂ，９８ｃは、被検出部１７の直近に位置されており、本実施形態においては、外壁９８ｂ，９８ｃが被検出部１７の端縁部１１２，１１２と重ね合わされて、外部通気口１０２，１０２に被検出部１７の端縁部１１２，１１２が位置されている。
【００４５】
このような電流センサ１０は、バスバー１５の被検出部１７に電流が流れることで発生した磁束が磁性体コア３４に集束されることにより、ギャップ部４２内に磁界が発生する。そして、被検出部１７に流れる電流に応じて変化するギャップ部４２内の磁界の強さを、ギャップ部４２内に配設されたホール素子３６で検出して電圧信号に変換することによって、被検出部１７に流れる電流の大きさを検出することが出来る。ホール素子３６で発生された電圧信号は、回路基板３８に設けられた図示しない増幅回路で増幅される等して、コネクタ４６を通じて、例えば電子制御ユニット等の制御装置に伝達される。
【００４６】
本実施形態に従う構造とされた電流センサ１０によれば、バスバー１５の被検出部１７に立上部２０，２０を形成すると共に、被検出部１７が挿通される中空挿通孔６８を、立上部２０，２０を含む被検出部１７の断面の全体を囲む矩形領域よりも大きな断面形状をもって形成して、中空挿通孔６８と被検出部１７との間に、中空部９４を形成するようにした。これにより、中空挿通孔６８内の空間をより大きく確保して、中空部９４内の空気と被検出部１７を接触させることにより、被検出部１７の発熱を抑えることが出来る。その結果、ケース４０内の温度上昇を抑制して、ホール素子３６の検出精度をより安定的に確保することが出来る。また、被検出部１７に立上部２０，２０が形成されて、被検出部１７の表面積および断面積が大きくされることからも、被検出部１７の発熱を軽減することが出来る。
【００４７】
さらに、本実施形態においては、センサ本体１２を収容するアウタケースとしてのアッパケース１３に、被検出部１７の延長上に開口する外部通気口１０２，１０２が形成されている。これにより、外部通気口１０２，１０２を通じて中空挿通孔６８がアッパケース１３の外部に連通されており、アッパケース１３の外部の空気を中空挿通孔６８内に取り入れると共に、中空挿通孔６８内の空気をアッパケース１３の外部に排出することが出来る。その結果、被検出部１７を空冷することが可能とされており、より優れた発熱抑制効果を得ることが出来る。特に本実施形態においては、外部通気口１０２，１０２が被検出部１７の端縁部１１２の直近に位置されていることから、被検出部１７をアッパケース１３の外部の大気と効果的に接触させることが出来る。
【００４８】
また、図１３に示したように、中空挿通孔６８の内面７２にバスバー支持リブ７４が形成されて、被検出部１７がバスバー支持リブ７４で支持されることにより、内面７２に対して隙間を隔てて配設されている。これにより、被検出部１７からケース４０への熱伝達を軽減することが出来て、ホール素子３６への熱影響をより低減することが出来る。更に、支持部５６の外面にコア支持リブ５８が形成されて、磁性体コア３４がコア支持リブ５８で支持されることにより、支持部５６に対して隙間を隔てて配設されている。これにより、ケース４０から磁性体コア３４への熱伝達も軽減することが出来て、ホール素子３６への熱影響を更に低減することが出来る。
【００４９】
更にまた、本実施形態の電流センサ１０は、センサ本体１２のケース４０を構成する一方のケース分割体５０と他方のケース分割体５２の開口部７６ａ，７６ｂがそれぞれ切欠形状とされている。これにより、両ケース分割体５０，５２をバスバー１５の被検出部１７に対して横方向（被検出部１７の延出方向に直交する方向で、図１４中の左右方向）から組み付けることが出来る。そして、磁性体コア３４のギャップ部４２を通じて被検出部１７を磁性体コア３４に挿通することにより、被検出部１７を、ケース４０の開口部７６ａ，７６ｂおよび磁性体コア３４に挿通することが出来る。従って、被検出部１７以外の部位において屈曲部２６ａ，２６ｂや幅広部２８ａ，２８ｂを有し、貫通孔形状の開口部では被検出部１７を挿通することが困難な複雑形状のバスバー１５でも、コア組立体１６を被検出部１７に組み付けることが可能とされている。
【００５０】
そして、バスバー１５に、電線の接続端子等と接続する接続部２４ａ，２４ｂが一体形成されていることから、従来構造の電流センサのように、ケースから突出されたバスバーを、他のバスバーと接続することが不要とされる。従って、バスバー同士の接触抵抗に起因する発熱の問題を回避することも出来て、被検出部１７の温度上昇をより効果的に抑えることが出来る。加えて、バスバー１５の全体寸法も大きくされて、熱が広範囲に分散されることからも、被検出部１７の温度上昇を抑えることが出来る。また、バスバー１５に接続部２４ａ，２４ｂが一体形成されていることから、被検出部１７を他のバスバーと接続する作業も不要になると共に、接触抵抗を管理するために被検出部１７と他のバスバーとの接触圧を管理することも不要となり、製造工数の削減を図ることも出来る。
【００５１】
なお、本実施形態における電流センサ１０は、アッパケース１３とロアケース１４を、センサ本体１２とバスバー１５の被検出部１７を収容するアウタケースとして含んで構成されているが、本発明の電流センサは、アウタケースを備えず、本実施形態におけるセンサ本体１２のみから構成されたものでも良い。そのような電流センサにおいても、前述のように、被検出部１７の立上部２０，２０と、中空挿通孔６８内の中空部９４によって、被検出部１７の発熱を抑えることが出来、検出精度を安定的に確保することが出来る。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、バスバーの被検出部は、幅方向の一方のみに立上部が形成されたＬ字状断面とされても良いし、立上部が回り込まされて形成された筒形状とされる等しても良い。そして、中空挿通孔の断面形状は、必ずしも矩形状に限定されることはなく、例えば台形状やその他多角形状等でも良い。
【００５３】
また、前述のように、アウタケースは必ずしも必要ではないが、アウタケースは、前記実施形態の如き電気接続箱のケースに限定されることはなく、バスバーの被検出部を収容するアウタケースを個別に形成して、任意の場所に取り付け可能な電流センサを構成しても良い。更に、前記実施形態においては、ホール素子３６を備えた回路基板３８が、ケース４０の外部に配設されて、アウタケースとしてのアッパケース１３で覆われる構造とされていたが、アウタケースを備えない場合には、回路基板３８をケース４０内に収容するようにしても良い。
【００５４】
更にまた、前記実施形態においては、特定形状のケース４０を採用することにより、電線への接続部２４ａ，２４ｂが被検出部１７に一体形成された大型のバスバー１５にコア組立体１６が組み付け可能とされていたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、特許文献１に示されているような、バスバーの被検出部の延出方向の両側から相互に組み合わされるケース構造の電流センサにも適用可能であるし、磁性体コアおよびケースに挿通されるバスバーの被検出部のみが個別に形成されて、他のバスバー等と接続される電流センサにも適用可能である。また、磁性体コアの形状は、円環形状に限定されず、矩形の環形状等でも良い。
【符号の説明】
【００５５】
１０：電流センサ、１１：電気接続箱、１２：センサ本体、１３：アッパケース（アウタケース）、１４：ロアケース（アウタケース）、１５：バスバー、１６：コア組立体、１７：被検出部、１８：屈曲線、２０：立上部、３４：磁性体コア、３６：ホール素子（磁電変換素子）、４０：ケース、４２：ギャップ部、５０：一方のケース分割体、５２：他方のケース分割体、５８：コア支持リブ、６８：中空挿通孔、７２：内面、７４：バスバー支持リブ、７６ａ，ｂ：開口部、９４：中空部、９６：センサ収容部、９８ａ〜ｃ：外壁、１０２：外部通気口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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