(57)【要約】【課題】コアの電気絶縁性を確保した電流センサを提供する。【解決手段】電流センサ１は、基部１１ａの両端から同じ方向に延在する一対の側部１１ｂの間にギャップ１１ｃを有する環状のコア１１と、ギャップ１１ｃ内に配置された磁気検出素子１２を実装した回路基板１３と、コア１１及び回路基板１３を組み付けて保持する開口部２ａを有するホルダ部材２と、ホルダ部材２の開口部２ａ内にインサート成形により一体化されたモールド部材４とを備える。コア１１の基部１１ａ及び一対の側部１１ｂは、成形金型のキャビティ内に進退自在に設けられたインサート保持ピンの端面と接触する部位に部分的にモールドされた部分モールド部１４を有する。部分モールド部１４は、インサート保持ピンをキャビティ外に後退移動させて溶融樹脂から抜き出すときに形成されるピン抜き孔４ａから隔離するためのコア保持部１４ａを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部の両端から同じ方向に延在する一対の側部の間にギャップを有する環状のコアと、
前記ギャップ内に配置された磁気検出素子を実装した回路基板と、
前記コア及び前記回路基板を組み付けて保持する開口部を有するホルダ部材と、
前記ホルダ部材の前記開口部内にインサート成形により一体化されたモールド部材と、
を備えており、
前記コアの前記基部及び前記一対の側部は、成形金型のキャビティ内に進退自在に設けられたインサート保持ピンの端面と接触する部位に部分的にモールドされた部分モールド部を有し、
前記部分モールド部は、前記インサート保持ピンを前記キャビティ外に後退移動させて溶融樹脂から抜き出すときに形成されるピン抜き孔から隔離するためのコア保持部を有していることを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
前記コア保持部は、前記部分モールド部に突出して形成された突起部であることを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項３】
前記ホルダ部材の前記開口部の内部底面には、軸線方向両側に開口する筒部が突出して形成され、
前記筒部の内部には、電流が流れるバスバーが挿入されるとともに、前記筒部の外部には、前記コアが挿入されていることを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項４】
前記ホルダ部材には、前記回路基板に電気的に接続されるターミナルを一体化したコネクタが設けられていることを特徴とする請求項１又は３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、電流の大きさを検出する電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電流センサの一例としては、一箇所にギャップを有する環状のコアの中央にバスバーを通し、バスバーに流れる電流によりコアに発生する磁界をギャップ内に配設されたセンサ素子で検知することで、バスバーに流れる電流を検出する電流センサがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記特許文献１に記載された電流センサは、コアをホルダ部材内にセットした後、このホルダ部材をインサートとして溶融合成樹脂のインサート成形によりホルダ部材内にコアを固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２４２２９４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、ホルダ部材内にセットされたコアは、金型のキャビティ内に進退自在に設けられたインサート保持ピンにより押し付けて保持した状態で、キャビティ内に注入する溶融合成樹脂と一体化される。
【０００６】
一般には、キャビティ内に注入する溶融合成樹脂が所定量に達したときインサート保持ピンをキャビティ外に後退移動させることで、インサート保持ピンが溶融合成樹脂から抜き出される。しかしながら、溶融合成樹脂にインサート保持ピンのピン抜き孔が残ると、ピン抜き孔を介してコアが外部に露出してコアの電気絶縁性が損なわれる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、コアの電気絶縁性を確保した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】
【０００８】
［１］本発明は、基部の両端から同じ方向に延在する一対の側部の間にギャップを有する環状のコアと、前記ギャップ内に配置された磁気検出素子を実装した回路基板と、前記コア及び前記回路基板を組み付けて保持する開口部を有するホルダ部材と、前記ホルダ部材の前記開口部内にインサート成形により一体化されたモールド部材と、を備えており、前記コアの前記基部及び前記一対の側部は、成形金型のキャビティ内に進退自在に設けられたインサート保持ピンの端面と接触する部位に部分的にモールドされた部分モールド部を有し、前記部分モールド部は、前記インサート保持ピンを前記キャビティ外に後退移動させて溶融樹脂から抜き出すときに形成されるピン抜き孔から隔離するためのコア保持部を有していることを特徴とする電流センサにある。
【０００９】
［２］上記［１］記載の前記コア保持部は、前記部分モールド部に突出して形成された突起部であることを特徴とする。
【００１０】
［３］上記［１］記載の前記ホルダ部材の前記開口部の内部底面には、軸線方向両側に開口する筒部が突出して形成され、前記筒部の内部には、電流が流れるバスバーが挿入されるとともに、前記筒部の外部には、前記コアが挿入されていることを特徴とする。
【００１１】
［４］上記［１］又は［３］記載の前記ホルダ部材には、前記回路基板に電気的に接続されるターミナルを一体化したコネクタが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、簡単な構成をもってコアの電気絶縁性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係る電流センサの内部を示す斜視図である。
【図２】実施の形態に係る電流センサの外観を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、実施の形態に係る電流センサの正面図、（ｂ）は、（ａ）の矢視Ｂ方向からみた図、（ｃ）は、（ａ）の矢視Ｃ方向からみた図、（ｄ）は、（ａ）のＤ−Ｄ線矢視断面図である。
【図４】コア組み付け前のセンサ本体を説明するための図であって、（ａ）は、センサ本体の斜視図、（ｂ）は、センサ本体の正面図である。
【図５】コア組み付け後のセンサ本体を説明するための図であって、（ａ）は、センサ本体の斜視図、（ｂ）は、センサ本体の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１５】
（電流センサの全体構成）
図１及び図２において、全体を示す符号１は、実施の形態に係る典型的な非接触タイプの電流センサの全体構成を示している。この電流センサ１は、例えば車両のモータやバッテリーに流れる電流の大きさを検出するために用いられる。
【００１６】
電流センサ１は、図１〜図３に示すように、開口部２ａを有する箱状のホルダ部材２と、ターミナル３ａをホルダ部材２に一体化したコネクタ３と、ホルダ部材２の開口部２ａ内に組み付けられたセンサ部品を被覆保護するモールド部材４（以下、「カバー部材４」という。）とにより外観を構成している。
【００１７】
ホルダ部材２の内部底面には、バスバー５への通電電流により磁路を形成する環状のコア１１と、バスバー５を流れる電流によりコア１１に発生する磁界の強さを検出する磁気検出素子１２と、磁気検出素子１２及び図示しない周辺回路が実装された回路基板１３とからなるセンサ部品が組み付け保持されている。このセンサ部品を組み付け保持したホルダ部材２によりセンサ本体１０が構成される。
【００１８】
ホルダ部材２の内部底面には、軸線方向両側に開口する略楕円状の筒部２ｂが突出して形成されている。筒部２ｂの内部には、電流が流れる長尺平板状のバスバー５が挿入貫通されている。筒部２ｂの外部には、コア１１が挿入貫通されている。
【００１９】
カバー部材４は、ホルダ部材２の開口部２ａ内に溶融樹脂を射出成形するインサート成形によりホルダ部材２に一体としている。ホルダ部材２及びカバー部材４の材質としては、絶縁性及び耐湿性に優れる材料が好ましく、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂などが用いられる。同一の溶融性を有する樹脂材料同士が融着することで、ホルダ部材２とカバー部材４とに強固な結合が得られ、カバー部材４の密着性及び防水性が確保されている。
【００２０】
コア１１は、湾曲状の基部１１ａと、その基部１１ａの両端から同じ方向に延在する一対の側部１１ｂ，１１ｂとからなる。一対の側部１１ｂの対向端面の間には、磁気検出素子１２を挿入して配置するためのギャップ１１ｃが形成されている。コア１１は、パーマロイや電磁鋼板等の強磁性部材からなり、例えば薄板状のコア片を複数枚に積層し、積層したコア片をプレス加工することで形成される。
【００２１】
磁気検出素子１２は、例えばパッケージにホール素子を収容したホールＩＣから構成される。磁気検出素子１２の全面は、コア１１のギャップ１１ｃ内に発生する磁力線の方向に向けて配置されており、磁気検出素子１２の全面にわたって磁力線が通過するようになっている。
【００２２】
磁気検出素子１２の複数の端子１２ａ，…．１２ａは、図１〜図４に示すように、回路基板１３を介してコネクタ３のターミナル３ａ，…．３ａと電気的に接続されており、バスバー５に電流が流れた際に生じる磁界強度に応じた電流をコネクタ３に供給する構成になっている。コネクタ３を介して磁気検出素子１２の出力信号等の情報が図示しない車載装置へ送られる。
【００２３】
（部分モールド部の構成）
コア１１、磁気検出素子１２、及び回路基板１３からなるセンサ部品を組み付け保持したホルダ部材２からなるセンサ本体１０は、図４及び図５に示すように、コア１１のギャップ１１ｃと磁気検出素子１２との位置関係を保持した状態で、図示しない成形金型内にホルダ部材２をセットした後、ホルダ部材２の開口部２ａ内にカバー部材４となる溶融樹脂をインサート成形することでカバー部材４と一体化して構成される。
【００２４】
ところで、成形金型のキャビティ内に進退自在に設けられたインサート保持ピンによりコア１１を押し付けて保持するインサート成形方法によると、カバー部材４にインサート保持ピンの引き抜きに起因したピン抜き孔が残り、このピン抜き孔を介してコア１１が外部に露出する。バスバー５及びコア１１の露出面間の距離が近づくと、バスバー５と回路基板１３との間で絶縁を確保することでノイズの影響を抑制する構造が必要となる。
【００２５】
しかしながら、ノイズの影響を抑制する構造として、ホルダ部材２に壁や溝等を設けることでバスバー５とコア１１の露出面との間の沿面距離を稼いだり、絶縁封止材によりコア１１を覆ったり、回路基板１３に絶縁膜を形成したりすると、製造工程の増加によりコストアップとなるばかりでなく、電流センサ１の小型化を阻害することが問題となる。特に、電気自動車やハイブリッド自動車のモータを駆動するインバータ用途では、バスバー５が高電圧の電流を流す高電圧回路となり、回路基板１３が低電圧で動作する低電圧回路となるため、前記問題が顕著化する。
【００２６】
そこで、本実施の形態にあっては、インサート品としてのセンサ本体１０のコア１１の基部１１ａ及び一対の側部１１ｂには、成形金型のキャビティ内に進退自在に設けられたインサート保持ピンの端面に押し付け保持される部分モールド部１４が部分的にモールドされている。この部分モールド部１４により磁気検出素子１２のインサート位置に対してコア１１のギャップ１１ｃが位置決めされる。部分モールド部１４の材質としては、カバー部材４のＰＰＳ樹脂との相溶性などを考慮して樹脂を選択することが好ましい。
【００２７】
この部分モールド部１４のインサート保持ピンの端面と接触する部位には、コア保持部１４ａが突出して形成されている。このコア保持部１４ａは、インサート保持ピンを成形金型のキャビティ外に後退移動させて溶融樹脂から抜き出すときに形成されるピン抜き孔４ａから隔離するための部材であり、ピン状に形成された突起部により構成されている。
【００２８】
このコア保持部１４ａは、インサート成形の際にホルダ部材２の開口部２ａ内に注入された溶融樹脂からなるカバー部材４と接合することにより、このカバー部材４とコア保持部１４ａとの接合面が相互に融着一体化する。従って、インサート品としてのコア１１は、インサート保持ピンを成形金型のキャビティ外に後退移動させて溶融樹脂から抜き出すときに形成されるピン抜き孔４ａからコア保持部１４ａを介して大きく隔離される。
【００２９】
コア１１をインサート位置に固定するためのピン抜き孔４ａが、図２に示すように、カバー部材４の表面に開口として残っても、残った開口は、コア１１に連通する連通開口として形成されない。従って、コア１１がピン抜き孔４ａを介して外部に露出することはなくなり、コア１１の気密性が確保される。
【００３０】
（実施の形態の効果）
上記実施の形態に係る電流センサ１は、上記効果に加えて、以下の効果を有する。
【００３１】
インサート保持ピンのピン抜き孔跡となる部位に溶融樹脂を補填する絶縁封止部品を用いることなく、簡単な構成をもってコア１１が外部に露出することを防止することが可能になる。
【００３２】
コア１１が外部に露出することを防止することができるため、バスバー５とコア１１との電気絶縁性を確保することができるばかりでなく、コア１１の腐食や腐食に起因したコンタミ等の異物の発生をも抑制することができる。
【００３３】
ホルダ部材２に壁や溝等の構造を設けることで、バスバー５とコア１１の露出面との間の沿面距離を稼いだり、絶縁封止材によりコア１１を覆ったり、回路基板１３に絶縁膜を形成したりすることがなくなるため、電流センサ１の小型化を阻害することもなく、製造工程の増加やコストアップをも抑制することができる。
【００３４】
コア１１のギャップ１１ｃと磁気検出素子１２との位置を調整する装置等が不要であり、コア１１のギャップ１１ｃと磁気検出素子１２との位置ずれを単純な構造で防止することができる。
【００３５】
保持部材２とカバー部材４とを安定した状態で一体化できるので、正確な電流検出が長期間にわたって十分に確保することが可能となる。
【００３６】
インサート成形でセンサ本体１０のセンサ部品の封止を行う構成となっているので、組付作業がしやすくなって歩留りを向上させることができるようになり、大量生産に適する電流センサ１が得られる。
【００３７】
なお、磁気検出素子１２としては、ホールＩＣを用いたが、ホールＩＣに代えて、ホール素子や磁気抵抗素子などを用いることができる。また、車両のモータやバッテリーに接続される電路に電流センサ１を適用することができるが、これらの電路以外の他の電路に適用することができることは勿論である。
【００３８】
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る代表的な実施の形態及び図示例を例示したが、上記実施の形態及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。従って、上記実施の形態及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００３９】
１…電流センサ、２…ホルダ部材、２ａ…開口部、２ｂ…筒部、３…コネクタ、３ａ…ターミナル、４…カバー部材、４ａ…ピン抜き孔、５…バスバー、１０…センサ本体、１１…コア、１１ａ…基部、１１ｂ…側部、１１ｃ…ギャップ、１２…磁気検出素子、１２ａ…端子、１３…回路基板、１４…部分モールド部、１４ａ…コア保持部
【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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