(57)【要約】【課題】組み付け誤差の問題を解決するとともに、設計上の自由が大きくなり、コストを低減することができる電流センサ内蔵ヒューズ装置を提供する。【解決手段】ヒューズ装置Ｆは導電端子１１と導電端子１２とが共通のハウジング１０に設けられ、ハウジング１０内において導電端子１１，１２間には連結部１３が形成され、連結部１３には溶断部１３ｂが形成されている。又、連結部１３に流れる電流を検出する電流センサ３０がハウジング１０内に設けられ、電流センサ３０の検出信号を外部に出力するためのリード端子３３がハウジング１０に設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１接続端子と第２接続端子とが共通のハウジングに設けられ、
前記ハウジング内において前記第１接続端子と第２接続端子間には電流通路部が形成され、
前記電流通路部にはヒューズ要素が形成され、
前記電流通路部に流れる電流を検出する電流センサ部が前記ハウジング内に設けられており、前記電流センサの検出信号を外部に出力するための電極が前記ハウジングに設けられていることを特徴とする電流センサ内蔵ヒューズ装置。
【請求項２】
前記電流通路部には、前記電流センサ部の少なくとも一部の形状に沿って配置して、流れる電流が互いに反対方向に向くように被検出領域が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ内蔵ヒューズ装置。
【請求項３】
前記第１接続端子と前記第２接続端子は、それぞれ１つの電極片にて形成されおり、同一方向に向かって配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電流センサ内蔵ヒューズ装置。
【請求項４】
前記電流センサ部は、電流通路部を囲むように配置されたリングコアと、前記リングコアに設けられたギャップの間に配置された磁電変換素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の電流センサ内蔵ヒューズ装置。
【請求項５】
前記第１接続端子は、１つの電極片にて形成されており、前記第２接続端子は、前記電流通路部から分岐された複数の電極片にて形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電流センサ内蔵ヒューズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサ内蔵ヒューズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等の車両において、車載電装品の増加や、各種装置の電子化等により、使用電力の増加や、電気負荷の精密な制御が増えつつある。そして、車載電装品の機能や各種装置の制御機能の実現のために、回路の電流をセンシングする電流センサが必須の構成となってきている。そこで、従来、電流センサを備えたものとして、特許文献１が提案されている。特許文献１の構成は、フュージブルリンクブロックに設けられたバッテリ接続端子に対して、フュージブルリンクブロックと別体に設けられた電流センサを貫通させた上で、同バッテリ接続端子に対して取着する構成とされている。なお、フュージブルリンクブロックは、前記バッテリ端子にそれぞれ並列にヒューズを集中配置した構成とされ、これらヒューズを介して、電装品にバッテリ電源の電力を分配するようにしている。そして、特許文献１の電流センサは、検出信号を各種電装品の制御部に出力して、その検出信号に基づいて種々の制御を行えるようにされている。
【特許文献１】特開２００２−２８００８３号公報、「図１、図２」、「図１２、図１３」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来は、バッテリ接続端子のように電流が流れる部材、すなわち、電流を検出するための部材と、別体に設けられた電流センサとは、両者を組み付けした組付体を、バッテリ等に取り付けする際、外部から、一方の部材に何かが衝接した際、両者の組み付け誤差が生ずる問題がある。又、電流センサと、電流を検出するための部材とが別体となっているため、別体構成を前提とした設計を行う必要があり、設計上の制限が大きく、別々の構成にすることによってコストアップとなる。又、前記のように組み付け誤差があると検出精度が悪くなる問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記問題点を解消して、組み付け誤差の問題を解決するとともに、設計上の自由が大きくなり、コストを低減することができる電流センサ内蔵ヒューズ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１接続端子と第２接続端子とが共通のハウジングに設けられ、前記ハウジング内において前記第１接続端子と第２接続端子間には電流通路部が形成され、前記電流通路部にはヒューズ要素が形成され、前記電流通路部に流れる電流を検出する電流センサ部が前記ハウジング内に設けられており、前記電流センサの検出信号を外部に出力するための電極が前記ハウジングに設けられていることを特徴とする電流センサ内蔵ヒューズ装置を要旨とするものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１において、前記電流通路部には、前記電流センサ部の少なくとも一部の形状に沿って配置して、流れる電流が互いに反対方向に向くように被検出領域が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２において、前記第１接続端子と前記第２接続端子は、それぞれ１つの電極片にて形成されおり、同一方向に向かって配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１において、前記電流センサ部は、電流通路を囲むように配置されたリングコアと、前記リングコアに設けられたギャップの間に配置された磁電変換素子を含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４において、前記第１接続端子は、１つの電極片にて形成されており、前記第２接続端子は、前記電流通路部から分岐された複数の電極片にて形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、電流通路部と同電流通路部を流れる電流を検出する電流センサ部は、共通のハウジングにてカバーされて、外部に露出していない。このため、電流センサ内蔵ヒューズ装置を、使用するべきところに取り付けする際、電流通路部と電流センサ部とは外部から触れられることがなく、電流通路部と電流センサ部との組み付け誤差が生ずることがない。このため、検出精度が落ちることがない。又、電流通路部と同電流通路部を流れる電流を検出する電流センサ部は、共通のハウジング内に位置する。このため、電流センサ付きのヒューズ装置として、電流センサ部と、電流センサ部が検出する電流が流れる部材とを別体にする場合に比して、ハウジングの外部において両者を組み付け構成する設計を行わなくてすみ、設計上の自由が大きくなる。又、別体構成としていないため、その分、コスト低減を図ることができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、電流通路部には、電流センサ部の少なくとも一部の形状に沿って配置された被検出領域を形成することにより、電流センサ部と、電流通路部とを近接配置することができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、第１接続端子と前記第２接続端子を、それぞれ１つの電極片にて形成し、同一方向に向かって配置する構成の電流センサ内蔵ヒューズ装置において、請求項２の効果を奏することができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、電流センサ部を電流通路部を囲むように配置されたリングコアと、同リングコアに設けられたギャップの間に配置された磁電変換素子とを含む構成の電流センサ内蔵ヒューズ装置において、請求項１の効果を奏することができる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、第１接続端子を、１つの電極片にて形成し、第２接続端子を、電流通路部から分岐された複数の電極片にて形成した電流センサ内蔵ヒューズ装置において、請求項４の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明を、具体化した第１実施形態を図１を参照して説明する。図１（ａ）は電流センサ内蔵ヒューズ装置（以下、ヒューズ装置という）の断面図、図１（ｂ）は同じく平面図、図１（ｃ）は正面図、図１（ｄ）は側面図である。なお、説明の便宜上、図１（ａ）を基準にして、左方向を左、右方向を右、上方向を上、下方向を下という。
【００１６】
本実施形態のヒューズ装置Ｆは、後述する電流センサ３０にて検出された検出信号を外部の図示しない制御装置に出力する。そして、同制御装置は、その検出された電流値に応じて、各種制御を行う。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、ヒューズ装置Ｆのハウジング１０は、耐熱・絶縁性の合成樹脂等から平面視四角ボックス状に形成されている。ハウジング１０の上部は開口部とされ、蓋４０にて閉塞されている。ハウジング１０の底部において、左右の下部には、有蓋の筒状部１０ａ，１０ｂが形成されている。同底部の筒状部１０ａ，１０ｂ内において、互いに離間された一対の導電端子１１，１２が前記底部を貫通して、ハウジング１０から下方に延出され、有蓋の筒状部１０ａ，１０ｂから突出されている。筒状部１０ａ，１０ｂ内面には、導電端子１１，１２から切起し形成された有弾性の係止片１１ａ，１２ａが弾性的に係止されている。この係止片１１ａ，１１ｂにより、導電端子１１，１２は、ハウジング１０に対してガタ付くことがない。又、導電端子１１，１２において、ハウジング１０から突出した部位の両側部は、内方に折り曲げされている。さらに、導電端子１１，１２において、先端側の中央には、貫通孔１２ｂが形成されている。なお、図１（ｄ）には、導電端子１２側の貫通孔１２ｂのみ図示している。
【００１８】
導電端子１１は本発明の第１接続端子に相当し、導電端子１２は第２接続端子に相当する。そして、導電端子１１，１２は、それぞれ１つの電極片にて構成されている。
導電端子１１，１２の基端は連結部１３にて互いに連結されている。連結部１３は、電流通路部に相当する。連結部１３は上下方向に延びるように略平行に配置された一対の平行部１３ａと、平行部１３ａに対して略直交するように配置され両者間を連結する溶断部１３ｂと、平行部１３ａと導電端子１１の基端とを連結する接続部１３ｃから構成されている。平行部１３ａ間は、導電端子１１，１２間よりも離間距離が狭くなるように設定されている。溶断部１３ｂは、平行部１３ａ，接続部１３ｃ，導電端子１１，１２よりも断面積が小さくされており、所定以上の通電容量で溶断するようにされている。溶断部１３ｂは、ヒューズ要素に相当する。一対の平行部１３ａ間には、収納空間Ｓが形成されている。又、ハウジング１０の内側面には、互いに離間した一対の突条２０，２１が、上下方向に延びるように突出されており、突条２０，２１にて両平行部１３ａを挟み込むようにしている。
【００１９】
平行部１３ａ間に形成された収納空間Ｓには、ハウジング１０の上下方向に延びる中心線Ｌに同軸上となるように電流センサ部としての電流センサ３０が配置されている。又、電流センサ３０と、溶断部１３ｂ間には、所定の距離離間するように配置されている。この距離は、溶断部１３ｂが溶断時のアークの熱影響を受けない距離とされている。このように離間することによって、溶断時に電流センサ３０の電流検出が支障がないようにされている。
【００２０】
電流センサ３０は、磁電変換素子としてのホール素子から構成されている。電流センサ３０は、各平行部１３ａとは互いに近接して同等の距離（１ｍｍ以下が好ましい）を有するように配置されており、各平行部１３ａを流れる電流は、互いに反対方向に流れるようにされている。このことによって、磁束を集めるための磁路を形成する必要がない。又、平行部１３ａを流れる電流は平行部１３ａの周囲に磁界を発生することになり、この磁界の強さである磁束密度は前記電流の大きさに比例する。電流センサ３０は、この磁束密度を検出することにより、前記電流の大きさを検出する。
【００２１】
電流センサ３０には、電流センサ制御用のリード端子３１，３２と、検出信号出力用のリード端子３３が接続されている。リード端子３１〜３３はハウジング１０の一側壁を貫通して外部に突出され、その屈曲部３１ａ，３２ａ，３３ａを介して、下方に延出されている。リード端子３３は、電極に相当する。又、平行部１３ａは被検出領域に相当する。
【００２２】
第１実施形態の作用及び効果は下記の通りである。
（１）上記のように構成されたヒューズ装置Ｆは、電流センサ３０を電流を検出するための部材である一対の平行部１３ａ間に配置し、さらに平行部１３ａに沿って配置しているため、各平行部１３ａを流れる電流は、互いに反対方向に流れる。このことによって、磁束を集めるための磁路を形成する必要がない。
【００２３】
（２）又、電流センサ３０の各平行部１３ａに対する配置位置は、互いに同等の距離としている。このように、各平行部１３ａに対する距離が同等であり、図１（ａ）に示すように、上下方向に延びる中心線Ｌに対して、線対称状となるように近接（１ｍｍ以下）して配置しているため、検出する磁束密度は、略一定となることが期待できる。
【００２４】
（３）さらに、電流センサ３０と電流を検出するための部材としての平行部１３ａとは、共通のハウジング１０内に配置されているため、外部から何かが一方の部材にのみ衝接することがなく、両者の配置関係がずれることがない。又、組付けに起因して、検出精度が落ちることがない。
【００２５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を、図２〜図４を参照して説明する。図２（ａ）はヒューズ装置Ｆの正面側から見た斜視図、図２（ｂ）は同じく一部切り欠き斜視図である。図３は導電部材２００の斜視図、図４は、電流センサ３００の取付状態を示す説明図である。
【００２６】
第２実施形態のヒューズ装置Ｆは、ハウジング１００、導電部材２００、及び電流センサ部としての電流センサ３００とから構成されている。ハウジング１００はモールド形成されており、導電部材２００の一部及び電流センサ３００がインサートされている。図３に示すように導電部材２００は、一枚の銅材からなる導電板から形成されている。導電部材２００は、バッテリ接続端子２１０、連結板部２２０、複数の溶断部２３０、複数の分岐端子２４０を備えている。バッテリ接続端子２１０は、断面が逆チャンネル状に形成され、図３に示すようにＬ字状に折り曲げ形成されている。バッテリ接続端子２１０は、貫通孔２１２が形成されている。バッテリ接続端子２１０は、前記貫通孔２１２に対して図示しないバッテリのポール状のプラス端子を貫通させた状態で、同プラス端子にナットを締め付けすることにより前記プラス端子に着脱可能に取付される。バッテリ接続端子２１０は、図２（ａ）に示すようにハウジング１００の一側面上部から外部へ突出されている。
【００２７】
連結板部２２０は平板状に形成され、上部中央にバッテリ接続端子２１０のＬ字状の端部が一体に連結されている。複数の溶断部２３０はそれぞれ連結板部２２０の下部の横幅方向に亘って略等間隔に離間配置され、連結板部２２０に対して一体に接続されている。各溶断部２３０の下部には、電極片としての分岐端子２４０が一体に接続されている。各溶断部２３０は、接続されている分岐端子２４０及び連結板部２２０よりも断面積が小さくされており、所定以上の通電容量で溶断するようにされている。溶断部２３０は、ヒューズ要素に相当する。なお、各溶断部は、遮断通電容量が異なるように、かつその形状が異なるように形成されている。各分岐端子２４０は、それぞれ同じ方向を向くように並設されている。本実施形態では、各分岐端子２４０は、ハウジング１００の下部から下方に向かって突出されている。ハウジング１００において、各溶断部２３０に対応した部分は、窓１２０が形成されており、溶断部２３０は外部に露出されている。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、ハウジング１００の上部内において、電流センサ３００が埋設されている。電流センサ３００は、リングコア３１０と、ホール素子３２０（磁電変換素子）とから構成されている。リングコア３１０は、バッテリ接続端子２１０の周囲を囲むように配置されたＣ字形リングにて構成されている（図２（ｂ）、図４参照）。リングコア３１０の対向した両端間には図４に示すように、ホール素子３２０が配置されている。バッテリ接続端子２１０に流れる電流によって、リングコア３１０に磁路が形成されるが、その磁路の一部となるリングコア３１０の対向した両端間に、ホール素子３２０が配置されることにより、ホール素子３２０にて、バッテリ接続端子２１０に流れる電流の検出が行われる。
【００２９】
ホール素子３２０には電流センサ制御用のリード端子３３０，３４０と、検出信号出力用のリード端子３５０を備えており、それらの各端子は、ハウジング１００の一側部側において設けたコネクタ開口１３０内において、メス型端子に形成されている。
【００３０】
リード端子３５０は、電極に相当する。又、バッテリ接続端子２１０は第１接続端子に相当し、各分岐端子２４０は第２接続端子に相当する。バッテリ接続端子２１０において、リングコア３１０にて囲まれた部位は電流通路部に相当する。
【００３１】
第２実施形態では、複数の各分岐端子２４０を備えたヒューズ装置Ｆにおいて、バッテリ接続端子２１０において、リングコア３１０にて囲まれた部位（電流通路部）と電流センサ３００とは、共通のハウジング１００にて覆われているため、組み付け誤差が生ずることがない効果を奏する。
【００３２】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
○  第２実施形態では、電流センサ３００をバッテリ接続端子２１０に対応して設けたが、各分岐端子２４０にホール素子をそれぞれ配置し、各分岐端子２４０に流れる電流を検出するようにしてもよい。
【００３３】
○  第１実施形態では、導電端子１１、１２は、オス形端子としているが、メス形端子としてもよい。
○  第２実施形態では、分岐端子２４０は、オス形端子としているが、メス形端子としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は本発明を具体化した第１実施形態の電流センサ内蔵ヒューズ装置の断面図、（ｂ）は同じく平面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は側面図。
【図２】（ａ）は第２実施形態の電流センサ内蔵ヒューズ装置の斜視図、（ｂ）は同じく一部切欠斜視図。
【図３】同じく導電部材２００の斜視図。
【図４】同じく電流センサ３００の取付状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００３５】
Ｆ…ヒューズ装置
１０…ハウジング
１１…導電端子（第１接続端子）
１２…導電端子（第２接続端子）
１３…連結部（電流通路部）
１３ａ…平行部（被検出領域）
１３ｂ…溶断部（ヒューズ要素）
３０…電流センサ（電流センサ部、磁電変換素子）
３３…リード端子（電極片）
１００…ハウジング
２１０…バッテリ接続端子（第１接続端子）
２３０…溶断部（ヒューズ要素）
２４０…分岐端子（第２接続端子）
３００…電流センサ（電流センサ部）
３１０…リングコア
３５０…リード端子（電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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