(57)【要約】【課題】モールド材によるケース内部のシール状態が不十分になったとしても、ケース内部の基板等に液水が回り込むといった事態を適切に抑制することができるシャント抵抗式電流センサ及びその取付構造を提供する。【解決手段】シャント抵抗式電流センサ１は、バスバ１０と、天部が開口された箱状体であってバスバ１０をインサート成形したケース５０と、ケース５０内に存在してバスバ１０に配設された一対の接続端子４０と、バスバ１０に流れる被測定電流の大きさを検出するために一対の接続端子４０と接続される回路基板２０と、ケース５０内をモールド材によりモールドした封止部６０と、を有している。そして、このシャント抵抗式電流センサ１は、バスバ１０がバッテリターミナルとして用いられてバッテリ７０に配設されたバッテリポスト７１に取り付けられた状態において、ケース５０の天部側が下方を臨むこととしている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平板形状のバスバと、
底部及び当該底部の周囲に立設された側部を有して天部が開口されるとともに、前記バスバをインサート成形したケースと、
前記ケース内に存在し、前記バスバに配設された一対の接続端子と、
前記バスバと向かい合って配置され、前記バスバに流れる被測定電流の大きさを検出するために前記一対の接続端子と接続される回路基板と、
前記ケース内をモールド材によりモールドした封止部と、を有し、
前記バスバがバッテリターミナルとして用いられてバッテリに配設されたバッテリポストに取り付けられた状態において、前記ケースの前記天部側が下方を臨むことを特徴とするシャント抵抗式電流センサ。
【請求項２】
前記バスバは、前記ケースの底部の内側に一体化されるとともに両端部を前記ケースの外側に延出して構成されることを特徴とする請求項１に記載されたシャント抵抗式電流センサ。
【請求項３】
バッテリの上方に回路基板、当該回路基板の上方にバスバが順番で並ぶように構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載されたシャント抵抗式電流センサ。
【請求項４】
シャント抵抗式電流センサの取付構造において、
バッテリポストが配設されたバッテリと、
前記シャント抵抗式電流センサと、を備え、
前記シャント抵抗式電流センサは、
略平板形状のバスバと、
底部及び当該底部の周囲に立設された側部を有して天部が開口されるとともに、前記バスバをインサート成形したケースと、
前記ケース内に存在し、前記バスバに配設された一対の接続端子と、
前記バスバと向かい合って配置され、前記バスバに流れる被測定電流の大きさを検出するために前記一対の接続端子と接続される回路基板と、
前記ケース内をモールド材によりモールドした封止部と、を有し、
前記バスバをバッテリターミナルとして用いてバッテリに配設されたバッテリポストに取り付ける場合、前記ケースの前記天部側を下方に臨ませて配置することを特徴とするシャント抵抗式電流センサの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャント抵抗式電流センサ及びその取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パルス電流や交流大電流等を検出するため抵抗値が既知なシャント抵抗部に被測定電流を流し、このシャント抵抗部に生じる電圧降下を検出することで被測定電流の大きさを検出するシャント抵抗式電流センサが提案されている。例えば、自動車などの車両では配電にバスバと呼ばれる金属片が使用されることがあり、電流の経路に相当するバスバの一部をシャント抵抗部として利用している。このバスバには一対の接続端子が配設されており、バスバに流れる被測定電流の大きさを検出するために一対の接続端子に対して回路基板が接続される。
【０００３】
例えば特許文献１には、バッテリ状態検知センサ装置が開示されている。この装置は、シャント抵抗器の電気接続部と、電子制御基板の電気接続部を電気的に接続する超弾性合金のリード線と、シャント抵抗器を保持し電子制御基板とリード線を収容した状態で樹脂モールド材が充填されて加熱硬化された樹脂モールド材により電子制御基板と接続導体が封止されている保護ケースと、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３６９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示された手法によれば、蓋部材によりケースが覆われているももの、ケースの天部が開口されている。また、バスバをバッテリターミナルとして用いるような使用状態では、ケースの天部は上方を向くこととなる。このため、悪天候や洗車時といった際に、経年劣化等でモールド材のシール状態が不十分であると、ケース内部の基板等に液水が回り込み易いという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モールド材によるケース内部のシール状態が不十分になったとしても、ケース内部の基板等に液水が回り込むといった事態を有効に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
係る課題を解決するために、第１の発明は、略平板形状のバスバと、底部及びその周囲に立設された側部を有して天部が開口されるとともに、バスバをインサート成形したケースと、ケース内に存在し、バスバに配設された一対の接続端子と、バスバと向かい合って配置され、バスバに流れる被測定電流の大きさを検出するために一対の接続端子と接続される回路基板と、ケース内をモールド材によりモールドした封止部と、を有し、バスバがバッテリターミナルとして用いられてバッテリに配設されたバッテリポストに取り付けられた状態において、ケースの天部側が下方を臨むことを特徴とするシャント抵抗式電流センサを提供する。
【０００８】
ここで、第１の発明において、バスバは、ケースの底部の内側に一体化されるとともに両端部をケースの外側に延出して構成されることが好ましい。
【０００９】
また、第１の発明は、バッテリの上方に回路基板、当該回路基板の上方にバスバが順番で並ぶように構成されることが望ましい。
【００１０】
また、第２の発明は、シャント抵抗式電流センサの取付構造を提供する。この取付構造は、バッテリポストが配設されたバッテリと、シャント抵抗式電流センサと、を備えている。ここで、シャント抵抗式電流センサは、略平板形状のバスバと、底部及びその周囲に立設された側部を有して天部が開口されて構成されるとともに、バスバをインサート成形したケースと、ケース内に存在し、バスバに配設された一対の接続端子と、バスバと向かい合って配置され、バスバに流れる被測定電流の大きさを検出するために一対の接続端子と接続される回路基板と、ケース内をモールド材によりモールドした封止部と、を有する。この場合、バスバをバッテリターミナルとして用いてバッテリに配設されたバッテリポストに取り付ける場合、ケースの天部側を下方に臨ませて配置する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シャント抵抗式電流センサは、その取付状態において、モールド材でなる封止部が露出するケースの天部側が下方を臨むこととなる。重力に逆らう方向には液水が流れ難くなるので、経年劣化等でモールド材のシール状態が不十分になったとしても、取付状態においては、ケース内への液水の進入を抑制することができる。これにより、ケース内部の回路基板に液水が回り込むといった事態を有効に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサを模式的に示す下面図
【図２】図１に示すシャント抵抗式電流センサを模式的に示す側面図
【図３】本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサの使用状態を模式的に示す説明図
【図４】シャント抵抗式電流センサの製造工程を模式的に示す説明図
【図５】シャント抵抗式電流センサの製造工程を模式的に示す説明図
【図６】シャント抵抗式電流センサの製造工程を模式的に示す説明図
【図７】シャント抵抗式電流センサの製造工程を模式的に示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサ１を模式的に示す下面図であり、図２は、図１に示すシャント抵抗式電流センサ１を模式的に示す側面図である。本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサ１は、例えばバッテリターミナルとして用いられるものであって、バスバ１０と、回路基板２０と、ケース５０とを備えている。なお、シャント抵抗式電流センサ１がバッテリターミナルとして用いられる場合には、このシャント抵抗式電流センサ１自体がバッテリターミナルそのものとして機能してもよいし、他の部材と結合されてバッテリターミナルの一部として機能するものであってもよい。
【００１４】
バスバ１０は、略平板形状の導電部材であって、例えば銅マンガン合金や銅ニッケル合金などにより形成されている。このバスバ１０は、その一部をシャント抵抗部として機能させることができ、被測定電流が流れるようになっている。バスバ１０は、平板形状の鋼材からプレス成形により所望の形状に形成されている。バスバ１０の各先端部（図示せず）には、貫通孔が形成されている。一方の貫通孔は、バッテリポスト用の孔として機能するとともに、他方の貫通孔はワイヤーハーネス固定ネジ用の孔として機能している。
【００１５】
ケース５０は、底部５０ａ及びその周囲に立設された側部５０ｂを有して天部が開口された樹脂製の箱状体である。このケース５０は、インサート成形によって底部５０ａの内面側にバスバ１０が一体化されている。これにより、バスバ１０の中央部は、ケース５０に覆われた状態となり、その両先端部は、ケース５０の外側にそれぞれ延出している。
【００１６】
回路基板２０は、バスバ１０と向かい合うようにして所定のスペースを隔てて離間されている。図２に示すように、シャント抵抗式電流センサ１の使用状態において、回路基板２０は、バスバ１０の下方にレイアウトされている。この回路基板２０上には、図示しない電圧検出ＩＣが搭載されている。電圧検出ＩＣは、バスバ１０に流れる被測定電流の大きさを検出するために、後述する一対の接続端子４０を介して回路基板２０に印加される電圧値、すなわち、バスバ１０のシャント抵抗部に印加される電圧値を検出する。これにより、電圧検出ＩＣは、バスバ１０のシャント抵抗部に生じる電圧降下を検出し、その電圧降下からバスバ１０に流れる被測定電流の大きさを検出する。
【００１７】
バスバ１０と、回路基板２０とは、一対の接続端子４０を介して電気的に接続されている。個々の接続端子４０は、例えばピン形状の導電部材で構成されており、バスバ１０の中央部、すなわち、ケース５０の内部に含まれる領域に立設されている。個々の接続端子４０の立設位置は、被測定電流の電圧降下が測定できる範囲であればどこでもよく、被測定電流の流れ方向において所定距離だけ隔てて配置されている。すなわち、バスバ１０のシャント抵抗部の両端部分に接続端子４０がそれぞれ接続されていることとなる。そして、個々の接続端子４０の他方の端部は、回路基板２０に接続されている。
【００１８】
このような構成において、ケース５０の内部には、バスバ１０、回路基板２０が階層的に収容された状態となっており、これらの要素は、封止部６０によって封止されている。封止部６０は、ケース５０内を樹脂等のモールド材によりモールドして構成されており、これにより、回路基板２０の周囲が封止部６０によって覆われた状態が形成されることとなる。
【００１９】
図３は、本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサ１の使用状態を模式的に示す説明図である。本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサ１のバスバ１０はバッテリターミナルとして用いられる。例えば、バスバ１０の一方の貫通孔は、バッテリ７０の負極側のバッテリポスト７１に接続され、他方の貫通孔には、ボルト７２及びナット７３を介して、バッテリケーブル７５の端子７５ａが接続されている。
【００２０】
このような使用状態において、シャント抵抗式電流センサ１は、ケース５０の天部側が下方を臨む格好となっている。本実施形態では、バッテリ７０の上面部にバッテリポスト７１が形成されており、シャント抵抗式電流センサ１は、ケース５０の天部側がバッテリ７０の上面部に臨むこととなる。すなわち、シャント抵抗式電流センサ１は、その使用状態を基準として、バッテリ７０の上方に回路基板２０、そしてその上方にバスバ１０が順番で並ぶように構成されている。
【００２１】
図４から図７は、シャント抵抗式電流センサ１の製造工程を模式的に示す説明図である。以下、係るシャント抵抗式電流センサ１のバスバ１０をバッテリターミナルとして用いることとして、シャント抵抗式電流センサ１の製造方法について説明する。
【００２２】
第１の工程として、バスバ１０をインサート部品として、ケース５０の形状に応じた所望の成形型を用いて所定の樹脂材により箱状体のケース５０をインサート成形する。これにより、図４，５に示すように、バスバ１０は、ケース５０の底部５０ａに一体化されるとともに両端部をケース５０の外側に延出して構成される。
【００２３】
同図に示すように、バスバ１０の中央、すなわち、ケース５０の内部に相当する領域には、一対の接続端子４０が立設される。この接続端子４０は、インサート部品の一部として予めバスバ１０に一体で又は別体で形成しておいてもよいし、インサート成形の後に、バスバ１０の対応部分に形成してもよい。バスバ１０と接続端子４０との接続は、ハンダ付け、溶接、熱圧着等といった周知の手法にて行うことができる。
【００２４】
第２の工程として、回路基板２０をケース５０の開口側（天部側）から組み付けて、回路基板２０をバスバ１０に立設された一対の接続端子４０と接続する。回路基板２０と、接続端子４０との接続は、回路基板２０の所定位置に形成された一対の貫通孔に、接続端子４０の他方の端部側を貫通させた上で、ハンダ付け、溶接、熱圧着等といった周知の手法にて接続することができる。
【００２５】
第３の工程として、ケース５０内の回路基板２０の周囲を樹脂等のモールド材によりモールドする。これにより、ケース５０の内部空間に、モールド材からなる封止部６０が形成される。
【００２６】
そして、このように製造されたシャント抵抗式電流センサ１は、バスバ１０をバッテリターミナルとして用いてバッテリ７０に配設されたバッテリポスト７１に取り付ける場合、ケース５０の天部側を下方に臨ませて配置する。この取付構造により、図３に示すような使用状態に相当するシャント抵抗式電流センサ１を得ることができる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサ１は、バスバ１０と、バスバ１０をインサート成形したケース５０と、天部が開口された箱状体のケース５０内に存在してバスバ１０に配設された一対の接続端子４０と、バスバ１０に流れる被測定電流の大きさを検出するために一対の接続端子４０と接続される回路基板２０と、ケース５０内をモールド材によりモールドした封止部６０と、を有している。そして、このシャント抵抗式電流センサ１は、バスバ１０がバッテリターミナルとして用いられてバッテリ７０に配設されたバッテリポスト７１に取り付けられた状態において、ケース５０の天部側が下方を臨むこととしている。
【００２８】
この構成によれば、シャント抵抗式電流センサ１は、その取付状態において、モールド材でなる封止部６０が露出するケース５０の天部側が下方を臨むこととなる。重力に逆らう方向には液水が流れに難くなるので、取付状態においては、ケース５０内への液水の進入を抑制することができる。これにより、経年劣化等でモールド材のシール状態が不十分になったとしても、ケース５０内部の回路基板２０に液水が回り込むといった事態を有効に抑制することができる。
【００２９】
また、本実施形態において、バスバ１０は、ケース５０の底部５０ａの内側に一体化されるとともに両端部をケース５０の外側に延出して構成される。
【００３０】
この構成によれば、バッテリ７０（バッテリポスト７１）などとの接続を、バスバ１０の両端部にて行うことができる。また、インサート成形を用いることで、バスバ１０の延出部位のシール性を確保することができるので、ケース５０内に液水が進入するといった事態を抑制することができる。
【００３１】
また、本実施形態において、シャント抵抗式電流センサ１は、バッテリ７０の上方に回路基板２０、この回路基板２０の上方にバスバ１０が順番で並ぶように構成されている。
【００３２】
この構成によれば、回路基板２０がバッテリ７０とバスバ１０に挟まれた構造となる。そのため、回路基板２０からの電気ノイズの放射を抑制することができる。
【００３３】
以上、本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサについて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。また、本発明は、シャント抵抗式電流センサそのもののみならず、上述したシャント抵抗式電流センサの取付構造も本発明の一部として機能する。
【符号の説明】
【００３４】
１    シャント抵抗式電流センサ
１０    バスバ
２０    回路基板
４０    接続端子
５０    ケース
５０ａ  底部
５０ｂ  側部
６０    封止部
７０    バッテリ
７１    バッテリポスト
７２    ボルト
７３    ナット
７５    バッテリケーブル
７５ａ  端子
【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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