(57)【要約】【課題】部品点数の削減及び小型化に適した電圧降下式電流計測装置を提供する。【解決手段】この電圧降下式電流計測装置１では、バスバー３がシャント抵抗としての機能と、回路基板５及びケース体７の基台等としての機能とを担っている。ケース体７に設けた係合爪４９，５１等によりケース体７をバスバー３に固定する。ケース体７にはナット３３を収容して回り止めするナット収容部４３が設けられている。バスバー３は、その中間部分３ａが部分的に片側に台形状に張り出すように屈曲され、これによってケース体７がバスバー３に装着された際に中間部分３ａの回路基板５の実装面がケース体７の基板収容部４１の開口部よりもさらに内方に嵌まり込むようになっている。このため、基板収容部４１内に注入された封止材内に回路基板５を含む中間部分３ａの実装面が確実に埋没される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測電流が流れる経路に介装され、前記被計測電流を計測する電圧降下式電流計測装置であって、
前記経路に介装される導電性の配線材と、
前記配線材上に配設され、前記配線材の所定の２点間に生じる電圧降下量に基づいて前記被計測電流を計測する回路の少なくとも一部が設けられた回路基板と、
前記配線材上における前記回路基板が配設せれた部分を少なくとも覆うように、前記配線材に装着されるケース体をさらに備える、電圧降下式電流計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電圧降下式電流計測装置において、
前記ケース体の側縁部には、前記配線材の側縁部に前記配線材の幅方向の両側から抱え込むように係合してケース体を前記配線材に固定する係合爪が設けられる、電圧降下式電流計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電圧降下式電流計測装置において、
前記配線材の両端部には、電気接続用及び固定用の固定具が挿通される貫通孔が設けられる、電圧降下式電流計測装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電圧降下式電流計測装置において、
前記固定具はボルトであり、
前記ケース体には、前記配線材の前記貫通孔に対応する部分に、前記ボルトに螺着されるナットを収容して回り止めするナット収容部が設けられる、電圧降下式電流計測装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置において、
前記ケース体には、前記配線材に配設された前記回路基板に対応する部分に、前記回路基板を収容する凹状の基板収容部が設けられ、
前記基板収容部に注入された封止材により、前記回路基板が封止される、電圧降下式電流計測装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電圧降下式電流計測装置において、
前記配線材は、前記回路基板が配設されたその中間部分が他の部分に対して片側に部分的に張り出し、これによって前記ケース体が装着された際に前記中間部分の前記回路基板の実装面が前記基板収容部の開口部よりもさらに内方に嵌まり込むように屈曲されている、電圧降下式電流計測装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置において、
前記被計測電流を計測する回路は、
前記配線材と、
前記配線材と同じ抵抗温度係数の材料で構成されて前記配線材に対して所定の接続点で電気的に接続されるセンス導体と、
前記配線材において前記接続点から前記被計測電流の流れる方向に一定距離離れた第１の点と前記センス導体において前記接続点から所定の距離離れた第２の点との電位差を比較する電位差比較回路と、
前記電位差比較回路からの信号に基づいて、前記第１の点と前記第２の点の電位が等しくなるまで前記センス導体に前記接続点から前記第２の点に向かって計測用電流を流す電流制御回路と、
前記計測用電流に基づいて前記被計測電流を計測する電流計測回路と、
を備えて構成され、
前記回路基板には、前記配線材を除いた前記被計測電流を計測するための回路の構成要素のうちの前記センス導体が少なくとも設けられる、電圧降下式電流計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧降下式電流計測装置及びそれに関連する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車等に搭載されて様々な負荷を駆動するに際して、電流センサで電流を計測し、発電機の制御パラメータ等に使用されている。
【０００３】
この場合に使用される電流センサとしては、ホール素子を用いたものもあるが、大電流を流す導体の大きさに準じて部品サイズが比較的大きくなり、このため小型化の要請に合致しない場合がある。そこで、電流経路内にシャント抵抗を配置し、このシャント抵抗に流れる電流を計測することが行われている。
【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、従来のシャント抵抗を用いた電流センサでは、所定の回路基板上にシャント抵抗を設ける構成が採用される場合が多い。このような構成では、シャント抵抗を専用部品として必要とする分だけ、部品点数が嵩み、装置構成の大型化等を招くとともに、回路基板を取り付けるための何らかの基台部材を用意する必要がある場合もある。
【０００５】
そこで、本発明の第１の目的は、部品点数の削減及び小型化に適した電圧降下式電流計測装置を提供することである。
【０００６】
本発明の第２の目的は、温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮しなくても、シャント抵抗に流れる電流を温度変化に影響されずに容易に計測することができる電圧降下式電流計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための技術的手段は、被計測電流が流れる経路に介装され、前記被計測電流を計測する電圧降下式電流計測装置であって、前記経路に介装される導電性の配線材と、前記配線材上に配設され、前記配線材の所定の２点間に生じる電圧降下量に基づいて前記被計測電流を計測する回路の少なくとも一部が設けられた回路基板と、前記配線材上における前記回路基板が配設せれた部分を少なくとも覆うように、前記配線材に装着されるケース体をさらに備える。
【０００８】
また、好ましくは、前記ケース体の側縁部には、前記配線材の側縁部に前記配線材の幅方向の両側から抱え込むように係合してケース体を前記配線材に固定する係合爪が設けられるのがよい。
【０００９】
さらに、好ましくは、前記配線材の両端部には、電気接続用及び固定用の固定具が挿通される貫通孔が設けられるのがよい。
【００１０】
また、好ましくは、前記固定具はボルトであり、前記ケース体には、前記配線材の前記貫通孔に対応する部分に、前記ボルトに螺着されるナットを収容して回り止めするナット収容部が設けられるのがよい。
【００１１】
さらに、好ましくは、前記ケース体には、前記配線材に配設された前記回路基板に対応する部分に、前記回路基板を収容する凹状の基板収容部が設けられ、前記基板収容部に注入された封止材により、前記回路基板が封止されるのがよい。
【００１２】
また、好ましくは、前記配線材は、前記回路基板が配設されたその中間部分が他の部分に対して片側に部分的に張り出し、これによって前記ケース体が装着された際に前記中間部分の前記回路基板の実装面が前記基板収容部の開口部よりもさらに内方に嵌まり込むように屈曲されているのがよい。
【００１３】
さらに、好ましくは、前記被計測電流を計測する回路は、前記配線材と、前記配線材と同じ抵抗温度係数の材料で構成されて前記配線材に対して所定の接続点で電気的に接続されるセンス導体と、前記配線材において前記接続点から前記被計測電流の流れる方向に一定距離離れた第１の点と前記センス導体において前記接続点から所定の距離離れた第２の点との電位差を比較する電位差比較回路と、前記電位差比較回路からの信号に基づいて、前記第１の点と前記第２の点の電位が等しくなるまで前記センス導体に前記接続点から前記第２の点に向かって計測用電流を流す電流制御回路と、前記計測用電流に基づいて前記被計測電流を計測する電流計測回路と、を備えて構成され、前記回路基板には、前記配線材を除いた前記被計測電流を計測するための回路の構成要素のうちの前記センス導体が少なくとも設けられるのがよい。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、配線材がシャント抵抗として利用されるとともに、電流計測用の回路の少なくとも一部が設けられる回路基板の基台としても利用される構成であるため、専用のシャント抵抗や回路基板の基台を設ける構成に比して、部品点数の削減及び小型化により適した構成とすることができる。
【００１５】
また、回路基板の配線材に面した裏面側は配線材によって覆われて保護されるため、実質的に回路基板の表面側をケース体で覆うだけで、回路基板の保護を行うことができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、ケース体に設けた係合爪によりケース体を配線材に固定するため、簡易な構成によりケース体の着脱を容易に行うことができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、配線材の両端部に設けられた貫通孔を利用して、電圧降下式電流計測装置の電気接続及び固定を同時に行うことができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、ケース体にナットを収容して回り止めするナット収容部が設けられているため、ボルト及びナットを用いた電気接続及び固定を容易に行うことができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、ケース体の基板収容部に注入された封止材により回路基板が封止されるため、雨水や埃等から回路基板を保護することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、配線材がその中間部分が部分的に片側に張り出すように屈曲され、これによってケース体が配線材に装着された際に中間部分の回路基板の実装面が基板収容部の開口部よりもさらに内方に嵌まり込むようになっているため、基板収容部内に注入された封止材中に回路基板を含む中間部分の実装面を確実に埋没させることができ、回路基板を確実に封止することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、配線材における電圧降下と、この配線材と同一の抵抗温度係数を有する材料のセンス導体の電圧降下とが、同一の温度変化による抵抗値変化を受けることを利用して、センス導体から流れ出る計測用電流を計測することで、配線材に流れる被計測電流を計測するので、温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮しなくても、配線材から流れ出るメイン電流を容易に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は本発明の一実施形態に係る電圧降下式電流計測装置（以下、単に「電流計測装置」という）の斜視図であり、図２はその断面図である。この電流計測装置１は、図１及び図２に示すように、金属製のバスバー（配線材）３と、回路基板５と、ケース体７とを備えて構成される。
【００２３】
＜回路構成等について＞
一般に、自動車など小電流〜大電流までを扱う環境においては、ジャンクション・ボックスと称される配線部品等での配電に、バスバーと呼ばれる銅や銅合金もしくはアルミなどで作られた板状の金属片が使用されることがあり、このバスバー３を、電流計測のためのシャント抵抗として利用することが可能である。そこで、本実施形態では、被計測電流の経路に介装するバスバー３をシャント抵抗として利用するとともに、回路基板５の基台等としても用いている。
【００２４】
また、例えばバスバー３の金属材料として銅を使用する場合、この銅の抵抗温度係数は、およそ０．００４／℃である。そして、自動車内の回路でシャント抵抗を使用する場合、雰囲気温度が−４０℃〜＋８５℃または＋１２５℃と温度変化の幅が１００℃以上と大きい。このように雰囲気温度の温度差が１００℃あれば、その抵抗値は１．４倍となる。よって、シャント抵抗としてバスバー３を用いて正確な電流値を知るためには、何らかの手段により抵抗値を補正する必要がある。
【００２５】
そこで、本実施形態では、回路基板５に、シャント抵抗して用いるバスバー３と同じ抵抗温度係数を有する材料（同じ材料を含む）で構成された温度補償用抵抗体としてのセンス導体１１（図３及び図４参照）を設け、このセンス導体１１をバスバー３に近接して配置し、バスバー３とセンス導体１１との温度変化が互いに同等となることを利用して、バスバー３の抵抗値の温度変化の補正を行うようにしている。
【００２６】
具体的には、この電流計測装置１には、電流計測用の回路構成として、図３及び図４に示すように、メイン電流（被計測電流）Ｉ１が流れる経路に介装されるシャント抵抗としてのバスバー３と、このバスバー３内の所定の接続点Ｐｃｎに接続する温度補償用抵抗体としてのセンス導体１１と、バスバー３内において上記の接続点Ｐｃｎからメイン電流Ｉ１の流れる方向に一定距離だけ離れた点Ａ（第１の点）の電位とセンス導体１１内において上記接続点Ｐｃｎから所定の距離だけ離れた点Ｂ（第２の点）の電位とを比較する電位差比較回路１３と、点Ｂの電位と点Ａの電位が等しくなるまでセンス導体１１に上記の接続点Ｐｃｎから点Ｂに向かって計測用電流Ｉ２を流す電流制御回路１５と、この計測用電流Ｉ２に基づいてメイン電流Ｉ１を計測する電流計測回路１７とが備えられている。このバスバー３を除く電流計測用の回路構成のうち、少なくともセンス導体１１が回路基板５上に設けられるようになっている。本実施形態では、回路基板５には、センス導体１１、電位差比較回路１３、電流制御回路１５及び電流計測回路１７が設けられている。
【００２７】
次に、各回路要素の電気的構成及び機能について簡単に説明する。バスバー３は、詳しくは後に説明するが、金属材料（ここでは、銅）で形成された板状体であり、シャント抵抗及び回路基板５の基台等として機能している。
【００２８】
センス導体１１は、例えばその端部が所定接続用の導体を介してバスバー３中の所定の接続点Ｐｃｎに接続されるもので、バスバー３と同じ抵抗温度係数を持つ金属材料（例えば、銅）が使用される。センス導体１１の抵抗値は、バスバー３の抵抗値と異なって設定していても差し支えなく、例えば１０，０００：１等の所定の比率に設定される。
【００２９】
そして、バスバー３とセンス導体１１の温度に対する変化をほぼ同等とするために、回路基板５上のセンス導体１１がバスバー３に近接するように配置される。これにより、センス導体１１の電流を計測すれば、バスバー３の温度変化に対する抵抗値の変化率を考慮した計測を行うことができることから、計測時にバスバー３とセンス導体１１の温度係数をキャンセルすることができる。
【００３０】
電位差比較回路１３は例えば演算増幅器（オペアンプ）であり、図４に示した非反転入力端子が、図３のようにバスバー３における上記接続点Ｐｃｎよりも負荷Ｍ側の中間点である接続点Ａに接続され、図４に示した反転入力端子が、図３のようにセンス導体１１の点Ｂに接続され、図４に示すように、両入力端子に与えられる電圧の差分が出力端子から出力される。
【００３１】
そして、図３において、接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離は、この間を流れる電流に対する抵抗値を規定することになるが、通電時に接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの間で所定の電圧降下が生じて電位差比較回路１３での電圧検知精度に適応するような抵抗値を有するように、接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離が設定される。このように、バスバー３の中間位置を接続点Ｐｃｎ及び接続点Ａとしているので、電位差比較回路１３での電圧検知精度に適応するような電圧降下を実現する場合に、その抵抗値を決定するための接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離の設定を極めて容易に行うことができ便利である。
【００３２】
電流制御回路１５は、例えばＰチャネルＦＥＴであって、ソースがセンス導体１１の点Ｂに接続され、ドレインが電流計測回路１７に接続される。そして、電流制御回路１５のゲートは電位差比較回路１３の出力端子に接続されている。すなわち、点Ｂからは、電位差比較回路１３の反転入力端子への経路と、電流制御回路１５への経路の２経路に分岐した回路が構成されていることになる。
【００３３】
これにより、図３及び図４中のバスバー３にメイン電流Ｉ１が流れた際に生じるバスバー３での電圧降下によって電位差比較回路１３が電流制御回路１５のゲート入力を制御し、Ａ点とＢ点の電圧降下が等しくなるようにＢ点に電流Ｉ２が流れることになる。
【００３４】
電流計測回路１７は、例えば図４に示すように、計測用電流Ｉ２を電圧に変換するための抵抗器２１と、この抵抗器２１の一端の電位を計測するＡ／Ｄ変換器（検出回路）２３とを備える。抵抗器２１の他端は、Ａ／Ｄ変換器２３の基準電位（接地レベル）に接続される。抵抗器２１は、その抵抗温度係数がバスバー３の抵抗温度係数よりも十分に小さなものが用いられる。このため、本実施形態のように抵抗器２１を回路基板５上に配設しても、温度変化が生じた際の抵抗器２１の抵抗値の変化が、バスバー３の抵抗値の変化に比して十分に小さく抑えられる。
【００３５】
次に上記回路構成の動作を説明する。
【００３６】
図３及び図４中の元電源（＋Ｂ）からの電源電圧が供給されると、バスバー３にメイン電流Ｉ１が流れ、このメイン電流Ｉ１が負荷Ｍに供給される。
【００３７】
ここで、バスバー３にメイン電流Ｉ１が流れると、バスバー３での電圧降下によって、図４に示すように、電位差比較回路１３の非反転入力端子がローとなる。そうすると、電位差比較回路１３の出力端子がローとなり、これがＰチャネルＦＥＴである電流制御回路１５のゲートに与えられ、このゲート入力が制御されることで、電位差比較回路１３の動作に基づき図４中のＡ点とＢ点の電圧降下が等しくなるようにセンス導体１１に計測用電流Ｉ２が流れる。
【００３８】
この場合、バスバー３の抵抗値をＲ１とし、センス導体１１の抵抗値をＲ２として、「Ｒ１×Ｉ１＝Ｒ２×Ｉ２」となるように、電位差比較回路１３が電流制御回路１５を制御する。かかる動作において、電位差比較回路１３の各入力端子には電流が流れ込まないので、分流電流としての計測用電流Ｉ２は全て電流制御回路１５のドレイン電流として電流計測回路１７に出力される。
【００３９】
電流計測回路１７の抵抗器２１に計測用電流Ｉ２が流れると、この抵抗器２１の一端に生じる電圧がＡ／Ｄ変換器２３に与えられ、これにより計測用電流Ｉ２を計測することで、メイン電流Ｉ１を計測する。
【００４０】
この場合、抵抗器２１の抵抗値をＲｏｕｔ、抵抗器２１の両端電圧をＶｏｕｔとすると、「Ｖｏｕｔ＝Ｒｏｕｔ×Ｉ２」であり、また「Ｉ２＝（Ｒ１／Ｒ２）×Ｉ１」であるため、「Ｖｏｕｔ＝Ｒｏｕｔ×（Ｒ１／Ｒ２）×Ｉ１」である。したがって、メイン電流Ｉ１は、Ａ／Ｄ変換器２３で計測されたＶｏｕｔに基づいて、「Ｉ１＝Ｖｏｕｔ×（Ｒ２／Ｒ１）／Ｒｏｕｔ」という式により演算で求めることができる。
【００４１】
＜構造等について＞
図５は本実施形態に係る電流計測装置の適用例を示す斜視図であり、図６はその電流計測装置等の分解斜視図である。この電流計測装置１は、図５及び図６に示すように、ボルト（固定具）３１とナット３３を用いて電気接続及び固定が行われるようになっている。
【００４２】
電流計測装置１のバスバー３は、図１、図２及び図６に示すように、所定の金属材料（ここでは、銅）によって形成された所定厚み（例えば、１〜２mm）を有する板状体であり、上述のようにシャント抵抗としての機能と、回路基板５の基台等としての機能とを担っている。このバスバー３は、被検出電流であるメイン電流Ｉ１の流れる方向に沿ってやや細長い略矩形板状の形態を有し、その長手方向の両端部に、ボルト３１が挿通される貫通孔３５が設けられている。
【００４３】
また、バスバー３は、図２等に示すように、バスバー３の回路基板５が配設される長手方向の中間部分３ａがその他の部分（両端部分）に対して片側（回路基板５が配設される面側）に台形状に張り出すように、プレス成形等により屈曲されている。このバスバー３の屈曲形状の作用等については後述する。中間部分３ａには、後述する封止材３７（図２参照）の注入のための切欠部３９が設けられている。
【００４４】
回路基板５は、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）、ＦＰＣ(Flexible Printed Circuit）等の基板（本実施形態では、ＰＣＢ）が用いられ、上述のように、電流計測用の上記回路構成のうちの、バスバー３を除く少なくともセンス導体１１（本実施形態では、センス導体１１、電位差比較回路１３、電流制御回路１５及び電流計測回路１７）が設けられている。そして、回路基板５は、バスバー３の台形状に片側に張り出す中間部分３ａに配設される。回路基板５とバスバー３との固定は、回路基板５の接点のバスバー３への電気接続を兼ねた半田付け等により行われる。
【００４５】
ケース体７は、絶縁材料（本実施形態では、樹脂）により形成され、バスバー３に装着されることにより、回路基板５の保護及びナット３３の収容保持の役目等を担っている。ケース体７は、図１及び図７ないし図９に示すように、バスバー３とほぼ同サイズの一方向にやや細長い矩形の平面形状を有している。
【００４６】
ケース体７のバスバー３の中間部分３ａに対向する部分には、バスバー３に配設された回路基板５を収容する凹状の基板収容部４１が設けられている。バスバー３は、上述のように中間部分３ａが片側に張り出すように屈曲されているため、図２に示すように、ケース体７がバスバー３に装着された際に、中間部分３ａの回路基板５の実装面が基板収容部４１の開口部よりもさらに内方に嵌まり込むようになっている。このため、ケース体７の装着後に、バスバー３の切欠部３９の部分を介してゲル状の封止材３７を基板収容部４１内に注入する際、封止材３７を基板収容部４１の開口部又はその近傍まで充填すれば、回路基板５を含む中間部分３ａの実装面が封止材３７中に確実に埋没されるようになっている。
【００４７】
また、ケース体７のバスバー３の両端の貫通孔３５に対向する部分には、ナット３３を収容保持するナット収容部４３が設けられている。ナット収容部４３は、例えばバスバー３側に開口する凹状の構造を有し、その内周壁がナット３３の多角形状（ここでは、六角形）に対応した多角形の平面形状を有している。このため、ナット３３がナット収容部４３に嵌め込まれると、ナット収容部４３の内周壁がナット３３に外嵌し、ナット３３の回転を止めるようになっている。なお、ナット３３の回転を止めるための構造としては、これに限らず、ナット３３の複数の角部又は辺に係合してその回転を止める構造であれば、任意の構造を採用することができる。本実施形態では、外部からナット３３への操作及び状態確認等を行うため等の目的で、ナット収容部４３の底部に開口４５が設けられているとともに、ナット収容部４３の長手方向の端部の側壁が部分的に除去されて開口４６が設けられている。
【００４８】
このナット収容部４３にナット３３を嵌め込んだ状態でケース体７をバスバー３に装着すると、ナット３３が回り止めされた状態でバスバー３の貫通孔３５に対向配置される。このため、この電流計測装置１の電気接続等の際に、ナット３３が対向配置される側と反対側からボルト３１をバスバー３の貫通孔３５に挿入し、回転駆動するだけで、ナット３３がボルト３１に螺着されて締結されるため、作業者がわざわざナット３３の位置決め保持及び回り止め等を行う必要がない。
【００４９】
また、ケース体７の長手方向と垂直な幅方向の両側の側縁部には、両側からバスバー３の側縁部に抱え込むようにして係合してケース体７をバスバー３に固定する第１ないし第３の係合爪４７，４９，５１が設けられている。第１の係合爪４７は、ケース体７の前記幅方向の一方側の側縁部におけるその長手方向の中間部分に、長手方向に所定区間連なって設けられている。第２及び第３の係合爪４９，５１は、ケース体７の前記幅方向の他方側の側縁部に、第１の係合爪４７と対向するように長手方向に互いに所定間隔をあけて設けられている。また、第２及び第３の係合爪４９，５１は、その両側にそれぞれ設けられたスリット４９ａ，５１ａにより形成されたその脚部４９ｂ，５１ｂが撓み変形することにより、第１の係合爪４７から離反する方向Ｃ（図１０参照）に撓み変形可能となっている。
【００５０】
このため、図１０の二点鎖線で示す状態のように、バスバー３の幅方向の一方側の側縁部を第１の係合爪４７に先に係合させた状態で、バスバー３の幅方向の他方側の側縁部を矢印Ｄで示すようにケース体７側に押し込むことにより、第２及び第３の係合爪４９，５１が第１の係合爪４７から離反する方向Ｃに撓み変形し、これによってバスバー３の他方側の側縁部の通過が許容される。そして、バスバー３の他方側の側縁部が第２及び第３の係合爪４９，５１を通過するのに伴って、係合爪４９，５１が復元力により元の状態に復帰し、図１０の実線で示す状態のように、バスバー３の幅方向の他方側の側縁部に係合し、ケース体７がバスバー３に固定される。
【００５１】
この装着状態では、バスバー３の台形状に張り出した中間部分３ａの長手方向の両側部分がケース体７の基板収容部４１の開口部から長手方向両側に連なる当接面５３に当接した状態で、第１ないし第３の係合爪４７，４９，５１がバスバー３の中間部分３ａの幅方向の両側の側縁部とケース体７側に引き付けるようにして係合することにより、ケース体７がバスバー３にがたつきなく固定されている。ケース体７の取外しは、第２及び第３の係合爪４９，５１を方向Ｃに撓ませて係合を解除することにより行うことができる。
【００５２】
次に、電流計測装置１の組立について説明する。まず、回路基板５がバスバー３に半田付け等により電気接続及び固定される。続いて、ナット３３をナット収容部４３に嵌め込んだ状態で（他の手段により接続等を行う場合はボルト３３は省略可）、上述の図１０に示す要領でケース体７の係合爪４７，４９，５１をバスバー３に係合させて、ケース体７をバスバー３に装着する。続いて、バスバー３の切欠部３９の部分を介して、ケース体７の基板収容部４１内にゲル状の封止材３７を充填し、回路基板５を封止し、電流計測装置１の組立が完了する。
【００５３】
次に、図５及び図６を参照して電流計測装置１の取付について説明する。図５及び図６に示す適用例では、車載用のバッテリ６１のプラス端子６３に接続される電流経路に電流計測装置１が介装され、その電流経路を流れる電流を計測するようになっている。具体的には、電流計測装置１の長手方向の一方側端部が中継用の導電金具６５を介してバッテリ６１のプラス端子６３に電気接続されている。
【００５４】
導電金具６５の一端部６５ａは、略リング状の構造を有し、プラス端子６３に外嵌されてボルト６６及びナット（図示せず）により締結固定及び電気接続される。
【００５５】
導電金具６５の他端部６５ｂは、バッテリ１の側面に沿うように直角に折り曲げられてボルト３１の挿通用の貫通孔６５ｃが設けられており、電流計測装置１のバスバー３の上側にセットされた状態で、その貫通孔６５ｃを介してボルト３１がバスバー３の貫通孔３５内に挿入されてその内部のナット３３に螺着、締結され、これによって電流計測装置１の一方側端部と電気接続及び固定される。
【００５６】
電流計測装置１の他方側の端部には、電源供給用の電線６７，６９（図６では電線６９を省略）の末端部に圧着等により電気接続された端子７１が接続される。例えば、端子７１は、リング状の接続端７１ａを有しており、電流計測装置１のバスバー３の上側にセットされた状態で、その接続端７１ａの貫通孔を介してボルト３１がバスバー３の貫通孔３５内に挿入されてその内部のナット３３に螺着、締結され、これによって電流計測装置１の他方側端部と電気接続及び固定される。ここで、図５に示す電線６７はスタータへの電源供給用のものであり、電線６９はその他の負荷への電源供給用のものである。
【００５７】
このように電線計測装置１の取付が完了すると、図５に示すようにカバー７３が装着される。このカバー７３は、バッテリ６１のプラス端子６３から電流計測装置１までの電流経路に沿った構成部分を覆って絶縁及び保護する。
【００５８】
なお、図５の図示例ではバッテリ６１のプラス端子６３に接続される電流経路に電流計測装置１を介装する構成としたが、電流計測装置１をバッテリ１のマイナス端子７５とボディとを結ぶ電流経路に介装するようにしてもよい。この場合、図５の構成とほぼ同様な構成を利用して、電流計測装置１の取付等を行うことができる。
【００５９】
以上ように、本実施形態によれば、バスバー３がシャント抵抗として利用されるとともに、回路基板５及びケース体３の基台等としても利用される構成であるため、専用のシャント抵抗や回路基板５の基台を設ける構成に比して、部品点数の削減及び小型化により適した構成とすることができる。
【００６０】
また、回路基板５のバスバー３に面した裏面側はバスバー３によって覆われて保護されるため、実質的に回路基板５の表面側をケース体７等で覆うだけで、回路基板５の保護を行うことができる。
【００６１】
さらに、ケース体７に設けた係合爪４７，４９，５１によりケース体７をバスバー３に固定するため、簡易な構成によりケース体７の着脱を容易に行うことができる。
【００６２】
また、バスバー３の両端部に設けられた貫通孔３５を利用して、電流計測装置１の電気接続及び固定を同時に行うことができる。
【００６３】
さらに、ケース体７にナット３３を収容して回り止めするナット収容部４３が設けられているため、ボルト３１及びナット３３を用いた電気接続及び固定を容易に行うことができる。
【００６４】
また、ケース体７の基板収容部４１に注入されたゲル状の封止材３７により回路基板５が封止されるため、雨水や埃等から回路基板５を保護することができる。
【００６５】
さらに、板状基台５がその中間部分３ａが部分的に片側に台形状に張り出すように屈曲され、これによってケース体７がバスバー３に装着された際に中間部分３ａの回路基板５の実装面が基板収容部４１の開口部よりもさらに内方に嵌まり込むようになっているため、基板収容部４１内に注入された封止材３７中に回路基板５を含む中間部分３ａの実装面を確実に埋没させることができ、回路基板５を確実に封止することができる。
【００６６】
また、バスバー３における電圧降下と、このバスバー３と同一の抵抗温度係数を有する材料のセンス導体１１の電圧降下とが、同一の温度変化による抵抗値変化を受けることを利用して、センス導体１１から流れ出る計測用電流を計測することで、バスバー３に流れるメイン電流を計測するので、温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮しなくても、バスバー３から流れ出るメイン電流を容易に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電圧降下式電流計測装置の斜視図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】図１の電圧降下式電流計測装置の模式ブロック図である。
【図４】図１の電圧降下式電流計測装置のブロック図である。
【図５】図１の電圧降下式電流計測装置の適用例を示す斜視図である。
【図６】図１の電圧降下式電流計測装置等の分解斜視図である。
【図７】ケース体の平面図である。
【図８】図７のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図９】図７のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１０】バスバーにケース体を装着する際の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  電圧降下式電流計測装置
３  バスバー
５  回路基板
７  ケース体
１１  センス導体
１３  電位差比較回路
１５  電流制御回路
１７  電流計測回路
３５  貫通孔
３７  封止材
４１  基板収容部
４３  ナット収容部
４７，４９，５１  係合爪
【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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