電流検出装置及び車両用電気接続箱
【課題】 大電流でも検出精度が低下せず広範囲の電流領域で高精度の電流検出を行うことができる電流検出装置を提案する。
【解決手段】 金属板に流れる電流を分流するような少なくとも二つの電流分流路を金属板に形成し、当該電流分流路のうち一つの電流分流路を覆うように磁性体コアを配置し、当該一つの電流分流路に流れる電流の検出結果に基づいて金属板に流れる電流を検出するようにしたことにより、金属板を流れる電流値が大きくても、磁性体コア及び感磁素子により高精度の検出結果が得られるので、金属板を流れる電流を高精度で検出できるようになる。
【解決手段】 金属板に流れる電流を分流するような少なくとも二つの電流分流路を金属板に形成し、当該電流分流路のうち一つの電流分流路を覆うように磁性体コアを配置し、当該一つの電流分流路に流れる電流の検出結果に基づいて金属板に流れる電流を検出するようにしたことにより、金属板を流れる電流値が大きくても、磁性体コア及び感磁素子により高精度の検出結果が得られるので、金属板を流れる電流を高精度で検出できるようになる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電流検出装置及び車両用電気接続箱に関し、例えば車両の電源線に流れる負荷電流値を検出する場合に適用し得る。
【０００２】
【従来の技術】従来、図１５に示すように、電気接続箱（いわゆるジャンクションボックス）１には当該電気接続箱１から各負荷に出力される負荷電流を検出するために電流検出装置が設けられている。ここで電気接続箱１は、バッテリやオルタネータからの電源電流をバスバー２Ａを介して入力し、これをメインヒューズ部３やヒューズ部４Ａ、４Ｂを介すると共にバスバー２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを介して当該電気接続箱１に接続されている各負荷に分配して出力するようになっている。
【０００３】また電気接続箱１には、バスバー２Ｂを覆うようにＵ字状の磁性体コア５が配設されており当該磁性体コア５の磁気ギャップ部６（図１６）には感磁素子としてのホール素子７が配置されている。このバスバー２Ｂ、磁性体コア５、ホール素子７の様子を、図１６に示す。ホール素子７は電気接続箱１内に設けられている負荷検出ユニットのプリント配線基板（図示せず）に接続されている。
【０００４】ここでバスバー２Ｂに電流が流れると磁性体コア５に磁界が発生し、ホール素子７からは当該磁界に応じた電圧が得られる。そしてこの電圧がプリント配線基板に形成された電気回路により計測され、かくしてバスバー２Ｂに流れている電流値すなわち負荷電流値を検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、バスバーに流れる電流値とホール素子から出力される電圧値の関係は、図１７に示すように、電流値に比例した出力電圧が得られる線形領域と電流値に比例した出力電圧を得ることができない非線形領域に分かれる。これは、磁性体コアの特性に基づくものであり、線形領域では正確な電流検出を行うことができるが、非線形領域では正確な電流検出を行うことができない。
【０００６】図からも明らかなように、バスバーに流れる電流値が大きくなると正確な電流値検出ができないことになる。この結果、この種の電流検出装置では、電流検出の可能範囲が比較的電流値の小さい領域に限られ、電流値が大きくなると検出精度が悪化する問題がある。
【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもので、大電流でも検出精度が低下せず広範囲の電流領域で高精度の電流検出を行うことができる電流検出装置を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するため本発明により成された請求項１に記載の電流検出装置は、金属板を覆うようにＵ字状の磁性体コアを配置し、当該金属板を流れる電流に応じて磁性体コアから発生する磁界を磁性体コアの磁気ギャップ部に配置された感磁素子により電圧変換し、当該変換電圧に基づいて金属板に流れる電流値を検出する電流検出装置において、金属板に流れる電流を分流するような少なくとも二つの電流分流路を金属板に形成し、当該電流分流路のうち一つの電流分流路を覆うように磁性体コアを配置し、当該一つの電流分流路に流れる電流の検出結果に基づいて金属板に流れる電流を検出するようにした。
【０００９】以上の構成において、磁性体コア及び感磁素子による電流検出対象となるのは金属板を流れる全電流ではなく、分流路によって分流された全電流よりも電流値の小さな電流であり、全電流値はこの分流電流の検出結果に基づいて例えば演算機能を有する電気回路により求められる。この結果、金属板を流れる電流値が大きくても、磁性体コア及び感磁素子により高精度の検出結果が得られるので、金属板を流れる電流を高精度で検出できるようになる。
【００１０】また本発明により成された請求項２に記載の電流検出装置は、金属板の、電流が流れる方向に対して平行な両側辺からそれぞれ所定の距離だけ離れた位置に切欠部を形成することにより、金属板上にふたつの電流分流路を形成するようにした。
【００１１】以上の構成において、切欠部と金属板の一方の側辺との間に第１の電流分流路が形成され、切欠部と金属板の他方の側辺との間に第２の電流分流路が形成されるようになり簡単にふたつの分流路を形成することができるようになる。また金属板を流れる全電流値は、第１の電流分流路の幅と第２の電流分流路の幅との比から容易に求めることができる。
【００１２】また本発明により成された請求項３に記載の電流検出装置は、磁性体コアを、ふたつの電流分流路のうち幅の狭い方の電流分流路を覆うように配置するようにした。
【００１３】以上の構成において、幅の狭い方の電流分流路には幅の広い電流分流路よりも小さな電流が流れており、磁性体コア及び感磁素子の検出対象電流を一段と小さくできる。この結果磁性体コア及び感磁素子による検出精度が一段と向上し、かくして金属板を流れる電流を一段と高精度で検出できるようになる。
【００１４】また本発明により成された請求項４に記載の電流検出装置は、金属板を、電流が流れる方向にほぼ平行でかつ切欠部を通る折り曲げラインに沿ってほぼ直角に折り曲げ、磁性体コアを、前記直角に折り曲げられた部分の電流分流路を覆うように配置するようにした。
【００１５】以上の構成において、磁性体コアを前記直角に折り曲げられた部分の電流分流路を覆うように配置する際、先ず磁性体コアの磁気ギャップ部と切欠部を位置合わせしながら金属板を磁性体コアの方向に移動させる。次に感磁素子を磁気ギャップ部の位置に配置するときも感磁素子を金属板の移動方向と同一方向に移動させる。この結果、請求項２の効果に加えて、各部材を一方向に移動させるだけ所定の位置に配置することができるため、組み立てがしやすくなる。
【００１６】また本発明により成された請求項５に記載の電流検出装置は、金属板に、電流が流れる方向に対して平行な両側辺のうち一方の側面から側方に延長するような突出部を形成すると共に、当該突出部の周縁から所定の距離だけ離れた位置に切欠部を形成することにより電流分流路を形成し、かつ突出部を、金属板の両側辺にほぼ平行でかつ切欠部を通る折り曲げラインに沿ってほぼ直角に折り曲げ、磁性体コアを、直角に折り曲げられた部分に形成されている電流分流路を覆うように配置するようにした。
【００１７】以上の構成において、磁性体コアを前記直角に折り曲げられた部分に形成されている電流分流路を覆うように配置する際、磁性体コアを金属板の電流が流れる方向から移動させて配置することもでき、または磁性体コアを金属板の電流が流れる方向に対して直交する方向から移動させて配置することもできるようになる。この結果、請求項２の効果に加えて、組み立ての際の柔軟性を増すことができると共にレイアウトの自由度が増すといった効果を得ることができる。
【００１８】また本発明により成された請求項６に記載の車両用電気接続箱は、請求項１乃至請求項５の何れかの電流検出装置を用いるようにした。
【００１９】この結果、当該車両用電気接続箱内で各負荷に分配される負荷電流をたとえその電流値が大きくても高精度で検出できるようになり、さらに当該車両用電気接続箱の組み立ての作業性を向上し得、さらに内部のレイアウトの自由度を増すことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（１）第１の実施形態図１は、本発明の電流検出装置に用いられる電流検知バスバーを示し、例えば上述した図１５の車両の電気接続箱１内のバスバー２Ｂに代えて用いられる。電流検知バスバー１０には電流が流れる方向に対して平行な両側辺Ｈ１、Ｈ２からそれぞれ距離Ｌ１、Ｌ２だけ離れた位置に当該電流検知バスバー１０の厚みを貫通するような長方形形状の切欠部１１が形成されている。
【００２１】これによりバスバー１０では切欠部１１の両側位置に２つの電流路１２及び１３が形成され、バスバー１０を流れる電流Ｉは電流路１２及び１３に分流される。このとき電流路１２を流れる電流値をＩ1、電流路１３を流れる電流値をＩ2とすると、電流Ｉ、Ｉ1、Ｉ2の関係は、Ｉ＝Ｉ1＋Ｉ2となる。
【００２２】また電流路１２及び電流路１３の幅はそれぞれＬ１及びＬ２に選定されているので、電流Ｉ1、Ｉ2の関係は、Ｉ1：Ｉ2＝Ｌ１：Ｌ２となる。この結果、電流値Ｉ1又はＩ2の一方の電流値が分かれば、バスバー１０を流れる電流値Ｉは計算により求めることができる。
【００２３】そこで図２に示すように、電流路１２を覆うようにＵ字状の磁性体コア１４を配置し、当該磁性体コア１４の磁気ギャップ部１４Ａにホール素子１５を配置する。また図３に示すように、ホール素子１５とプリント配線基板１６を導電部材１７により電気的に接続する。
【００２４】これにより電流路１２に電流が流れると磁性体コア１４からこれに応じた磁界が発生し、ホール素子１５からは当該磁界に応じた出力電圧が得られる。そしてこの電圧値がプリント配線基板１６に形成された電気回路で検出されることにより電流値Ｉ1が求められ、さらに電気回路によりＩ＝（１＋Ｌ２／Ｌ１）×Ｉ1の演算が行われることによりバスバー１０を流れる電流値Ｉが求められる。
【００２５】以上の構成において、この実施形態では、バスバー１０を流れる電流値Ｉを電流路１２を流れる電流値Ｉ1を検出することで求めるようになされている。ここで当然電流値Ｉに比して電流値Ｉ1は小さな値なので、例えばバスバー１０に磁性体コア１４及びホール素子１５の検出能力を超えるような（すなわちホール素子１５の出力電圧が電流値に対して非線形となってしまうような）電流値Ｉが流れた場合でも、電流値Ｉ1はそれほど大きな値とはならないので、ホール素子１５からは電流値Ｉ1に比例した電圧が出力される。
【００２６】この結果、磁性体コア１４及びホール素子１５は電流値Ｉ1を高精度で検出し得、かくしてプリント配線基板１６の電気回路で高精度の検出電流値Ｉを得ることができる。またこの実施形態では、２つの電流路１２、１３のうち幅の狭い方の電流路１２を電流値の検出対象としていることにより、すなわち電流値の小さい方を検出対象としていることにより、一段と検出精度を上げることができる。
【００２７】以上の構成によれば、バスバー１０を流れる電流Ｉを分流しその一方の電流値を磁性体コア１４及びホール素子１５による検出対象としたことにより、前記バスバー１０に流れる電流Ｉを高精度で検出できるようになる。
【００２８】またバスバー１０全体を磁性体コア１４で覆う場合と比較して、磁性体コア１４が覆う電流路１２の形状が小さくなるので磁性体コア１２として小さな形状のものを用いることができるようになり、この結果構成を小型化及び廉価化することができる。従って、これを車両の電気接続箱に用いるようにすれば、当該電気接続箱を小型化することができる。また同様にホール素子１５も小電流用のものを用いることができるようになるため、廉価なものを用いることができるようになる。
【００２９】（２）第２の実施形態図１との対応部分に同一符号を付して示す図４及び図５において、この実施形態のバスバー２０は電流Ｉが流れる方向にほぼ平行でかつ切欠部１１を通る折り曲げラインＢ（図中二点鎖線で示す）に沿ってほぼ直角に折り曲げられている。
【００３０】図６に、バスバー２０に磁性体コア１４を取り付けたときの様子を示す。この取り付けは、先ず磁性体コア１４の磁気ギャップ部１４Ａと切欠部１１を位置合わせしながらバスバー２０を矢印の方向に下降させることにより行う。次にプリント配線基板１６に導電部材１７により接続されているホール素子１５を矢印の方向に下降させることにより磁気ギャップ部１４Ａの位置に配置させる。
【００３１】このようにこの実施形態では、各部材を一方向に移動させるだけ所定の位置に配置することができるため、組み立てがしやすくなる。
【００３２】かくして、以上の構成によれば、バスバー２０を、電流Ｉが流れる方向にほぼ平行でかつ切欠部１１を通る折り曲げラインＢに沿ってほぼ直角に折り曲げるようにしたので、第１の実施形態の効果に加えて、組み立ての容易な電流検出装置を実現できる。
【００３３】さらに図７に示すように、バスバー２０が設けられている配線板２１上に磁性体コア１４を接合できるようになるため、磁性体コア１４の固定が容易になる。
【００３４】（３）第３の実施形態図８は、第３の実施形態のバスバー３０を示し、電流Ｉが流れる方向に対して平行な両側辺Ｈ１、Ｈ２のうち一方の側辺から側方に延長するような突出部３１が形成されている。また突出部３１の周縁から所定の距離Ｌ１だけ離れた位置にはバスバー３０の厚みを貫通するような切欠部３２が形成されている。これによりバスバー３０には、２つの電流路３３及び３４が形成されることになる。
【００３５】このとき電流路３３を流れる電流値をＩ1、電流路３４を流れる電流値をＩ2とすると、電流Ｉ、Ｉ1、Ｉ2の関係は、Ｉ＝Ｉ1＋Ｉ2となる。また電流値Ｉ1、Ｉ2と電流路３３、３４の各抵抗Ｒa、Ｒbとの間には、Ｉ1：Ｉ2＝１／Ｒa：１／Ｒbの関係が成り立つ。また抵抗Ｒa、Ｒbは、各電流路３３、３４の幅Ｌ１、Ｌ２よりある定数として定まる。すなわち、１／Ｒa：１／Ｒb＝一定の値、となる。従って、電流値Ｉ1又はＩ2の一方の電流値が分かれば、バスバー３０を流れる電流値Ｉは計算により求めることができる。
【００３６】ここでこの実施形態のバスバー３０は、図８R>８の状態からさらに、図９に示すように、バスバー３０の両側辺Ｈ１、Ｈ２にほぼ平行でかつ切欠部３２を通る折り曲げラインＢ（図８）に沿ってほぼ直角に突出部３１を折り曲げることにより形成される。そして図１０に示すように、磁性体コア１５は直角に折り曲げられた部分に形成されている電流分流路３３を覆い、かつ磁気ギャップ部１４Ａが切欠部３２の位置にくるように配置される。このときホール素子１５は予め切欠部３２の位置に配置させておけばよい。
【００３７】図１１は、図１０のようにバスバー３０、磁性体コア１４及びホール素子１５を配置した場合のバスバー３０、当該バスバー３０が設けられている配線板３１及びプリント配線基板１６の配置を表すものであり、プリント配線基板１６を配線板３１と平行かつ配線板３１に隣接して配置することができる。これにより空間を有効利用できるようになる。
【００３８】ここで図９〜図１１では、磁性体コア１４をバスバー３０の直角に折り曲げられた部分３１に形成されている電流分流路３３を覆うように配置させる際に、磁性体コア１４をバスバー３０に平行な方向から移動させるようにした場合を示したが、この実施形態のバスバー３０を用いれば、図１２〜図１４に示すように磁性体コア１４をバスバー３０に対して垂直な方向から移動させて組み立てを行うこともできる。
【００３９】このようにこの実施形態のバスバー３０を用いれば、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態と同様にバスバー３０に流れる電流を高精度で検出できるのに加えて、組み立ての際の柔軟性を増すことができ、かつレイアウトの自由度が増すといった効果を得ることができる。
【００４０】（４）他の実施形態なお実施形態においては、本発明による電流検出装置を車両用電気接続箱に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電流値の検出が必要な種々の電子機器に適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】上述のように請求項１に記載の発明によれば、金属板を流れる電流値が大きくても、磁性体コア及び感磁素子により高精度の検出結果を得ることができるので、金属板を流れる広範囲の電流を高精度で検出できる電流検出装置を実現できる。
【００４２】また請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、簡単にふたつの分流路を形成することができると共に最終的な電流値を容易に求めることができる電流検出装置を実現できる。
【００４３】また請求項３に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、磁性体コア及び感磁素子による検出精度を一段と向上し得、かくして金属板を流れる電流を一段と高精度で検出できる電流検出装置を実現できる。
【００４４】また請求項４に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、組み立ての容易な電流検出装置を実現できる。
【００４５】また請求項５に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、組み立ての際の柔軟性を増すことができると共にレイアウトの自由度が増すことができる電流検出装置を実現できる。
【００４６】さらに請求項６に記載の発明によれば、各負荷に分配される負荷電流をたとえその電流値が大きくても高精度で検出でき、さらに組み立ての容易な、さらに内部のレイアウトの自由度が増した車両用電気接続箱を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のバスバーを示す平面図である。
【図２】第１の実施形態のバスバー、磁性体コア及びホール素子の配置を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態のバスバー、磁性体コア、ホール素子及びプリント配線基板のの配置を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態のバスバーの説明に供する平面図である。
【図５】第２の実施形態のバスバーの断面図である。
【図６】第２の実施形態のバスバー、磁性体コア、ホール素子及びプリント配線基板の配置を示す斜視図である。
【図７】第２の実施形態のバスバー、磁性体コア、ホール素子、プリント配線基板及び配線板の配置を示す断面図である。
【図８】第３の実施形態のバスバーの説明に供する平面図である。
【図９】第３の実施形態の組み立ての説明に供する斜視図である。
【図１０】第３の実施形態のバスバー、磁性体コア及びホール素子の配置を示す斜視図である。
【図１１】第３の実施形態のバスバー、磁性体コア、ホール素子、プリント配線基板及び配線板の配置を示す断面図である。
【図１２】第３の実施形態の組み立ての説明に供する斜視図である。
【図１３】第３の実施形態のバスバー、磁性体コア及びホール素子の配置を示す斜視図である。
【図１４】第３の実施形態のバスバー、磁性体コア、ホール素子、プリント配線基板及び配線板の配置を示す断面図である。
【図１５】従来の車両用電磁接続箱の構成を一部破断して示す斜視図である。
【図１６】バスバー、磁性体コア及びホール素子の配置を示す断面図である。
【図１７】磁性体コア及びホール素子による電流検出特性を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１０ 金属板（バスバー）
１１ 切欠部
１２、１３ 電流分流路（電流通過部）
１４ 磁性体コア
１４Ａ 磁気ギャップ部
１５ 感磁素子（ホール素子）
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電流検出装置及び車両用電気接続箱に関し、例えば車両の電源線に流れる負荷電流値を検出する場合に適用し得る。
【０００２】
【従来の技術】従来、図１５に示すように、電気接続箱（いわゆるジャンクションボックス）１には当該電気接続箱１から各負荷に出力される負荷電流を検出するために電流検出装置が設けられている。ここで電気接続箱１は、バッテリやオルタネータからの電源電流をバスバー２Ａを介して入力し、これをメインヒューズ部３やヒューズ部４Ａ、４Ｂを介すると共にバスバー２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを介して当該電気接続箱１に接続されている各負荷に分配して出力するようになっている。
【０００３】また電気接続箱１には、バスバー２Ｂを覆うようにＵ字状の磁性体コア５が配設されており当該磁性体コア５の磁気ギャップ部６（図１６）には感磁素子としてのホール素子７が配置されている。このバスバー２Ｂ、磁性体コア５、ホール素子７の様子を、図１６に示す。ホール素子７は電気接続箱１内に設けられている負荷検出ユニットのプリント配線基板（図示せず）に接続されている。
【０００４】ここでバスバー２Ｂに電流が流れると磁性体コア５に磁界が発生し、ホール素子７からは当該磁界に応じた電圧が得られる。そしてこの電圧がプリント配線基板に形成された電気回路により計測され、かくしてバスバー２Ｂに流れている電流値すなわち負荷電流値を検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、バスバーに流れる電流値とホール素子から出力される電圧値の関係は、図１７に示すように、電流値に比例した出力電圧が得られる線形領域と電流値に比例した出力電圧を得ることができない非線形領域に分かれる。これは、磁性体コアの特性に基づくものであり、線形領域では正確な電流検出を行うことができるが、非線形領域では正確な電流検出を行うことができない。
【０００６】図からも明らかなように、バスバーに流れる電流値が大きくなると正確な電流値検出ができないことになる。この結果、この種の電流検出装置では、電流検出の可能範囲が比較的電流値の小さい領域に限られ、電流値が大きくなると検出精度が悪化する問題がある。
【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもので、大電流でも検出精度が低下せず広範囲の電流領域で高精度の電流検出を行うことができる電流検出装置を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するため本発明により成された請求項１に記載の電流検出装置は、金属板を覆うようにＵ字状の磁性体コアを配置し、当該金属板を流れる電流に応じて磁性体コアから発生する磁界を磁性体コアの磁気ギャップ部に配置された感磁素子により電圧変換し、当該変換電圧に基づいて金属板に流れる電流値を検出する電流検出装置において、金属板に流れる電流を分流するような少なくとも二つの電流分流路を金属板に形成し、当該電流分流路のうち一つの電流分流路を覆うように磁性体コアを配置し、当該一つの電流分流路に流れる電流の検出結果に基づいて金属板に流れる電流を検出するようにした。
【０００９】以上の構成において、磁性体コア及び感磁素子による電流検出対象となるのは金属板を流れる全電流ではなく、分流路によって分流された全電流よりも電流値の小さな電流であり、全電流値はこの分流電流の検出結果に基づいて例えば演算機能を有する電気回路により求められる。この結果、金属板を流れる電流値が大きくても、磁性体コア及び感磁素子により高精度の検出結果が得られるので、金属板を流れる電流を高精度で検出できるようになる。
【００１０】また本発明により成された請求項２に記載の電流検出装置は、金属板の、電流が流れる方向に対して平行な両側辺からそれぞれ所定の距離だけ離れた位置に切欠部を形成することにより、金属板上にふたつの電流分流路を形成するようにした。
【００１１】以上の構成において、切欠部と金属板の一方の側辺との間に第１の電流分流路が形成され、切欠部と金属板の他方の側辺との間に第２の電流分流路が形成されるようになり簡単にふたつの分流路を形成することができるようになる。また金属板を流れる全電流値は、第１の電流分流路の幅と第２の電流分流路の幅との比から容易に求めることができる。
【００１２】また本発明により成された請求項３に記載の電流検出装置は、磁性体コアを、ふたつの電流分流路のうち幅の狭い方の電流分流路を覆うように配置するようにした。
【００１３】以上の構成において、幅の狭い方の電流分流路には幅の広い電流分流路よりも小さな電流が流れており、磁性体コア及び感磁素子の検出対象電流を一段と小さくできる。この結果磁性体コア及び感磁素子による検出精度が一段と向上し、かくして金属板を流れる電流を一段と高精度で検出できるようになる。
【００１４】また本発明により成された請求項４に記載の電流検出装置は、金属板を、電流が流れる方向にほぼ平行でかつ切欠部を通る折り曲げラインに沿ってほぼ直角に折り曲げ、磁性体コアを、前記直角に折り曲げられた部分の電流分流路を覆うように配置するようにした。
【００１５】以上の構成において、磁性体コアを前記直角に折り曲げられた部分の電流分流路を覆うように配置する際、先ず磁性体コアの磁気ギャップ部と切欠部を位置合わせしながら金属板を磁性体コアの方向に移動させる。次に感磁素子を磁気ギャップ部の位置に配置するときも感磁素子を金属板の移動方向と同一方向に移動させる。この結果、請求項２の効果に加えて、各部材を一方向に移動させるだけ所定の位置に配置することができるため、組み立てがしやすくなる。
【００１６】また本発明により成された請求項５に記載の電流検出装置は、金属板に、電流が流れる方向に対して平行な両側辺のうち一方の側面から側方に延長するような突出部を形成すると共に、当該突出部の周縁から所定の距離だけ離れた位置に切欠部を形成することにより電流分流路を形成し、かつ突出部を、金属板の両側辺にほぼ平行でかつ切欠部を通る折り曲げラインに沿ってほぼ直角に折り曲げ、磁性体コアを、直角に折り曲げられた部分に形成されている電流分流路を覆うように配置するようにした。
【００１７】以上の構成において、磁性体コアを前記直角に折り曲げられた部分に形成されている電流分流路を覆うように配置する際、磁性体コアを金属板の電流が流れる方向から移動させて配置することもでき、または磁性体コアを金属板の電流が流れる方向に対して直交する方向から移動させて配置することもできるようになる。この結果、請求項２の効果に加えて、組み立ての際の柔軟性を増すことができると共にレイアウトの自由度が増すといった効果を得ることができる。
【００１８】また本発明により成された請求項６に記載の車両用電気接続箱は、請求項１乃至請求項５の何れかの電流検出装置を用いるようにした。
【００１９】この結果、当該車両用電気接続箱内で各負荷に分配される負荷電流をたとえその電流値が大きくても高精度で検出できるようになり、さらに当該車両用電気接続箱の組み立ての作業性を向上し得、さらに内部のレイアウトの自由度を増すことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（１）第１の実施形態図１は、本発明の電流検出装置に用いられる電流検知バスバーを示し、例えば上述した図１５の車両の電気接続箱１内のバスバー２Ｂに代えて用いられる。電流検知バスバー１０には電流が流れる方向に対して平行な両側辺Ｈ１、Ｈ２からそれぞれ距離Ｌ１、Ｌ２だけ離れた位置に当該電流検知バスバー１０の厚みを貫通するような長方形形状の切欠部１１が形成されている。
【００２１】これによりバスバー１０では切欠部１１の両側位置に２つの電流路１２及び１３が形成され、バスバー１０を流れる電流Ｉは電流路１２及び１３に分流される。このとき電流路１２を流れる電流値をＩ1、電流路１３を流れる電流値をＩ2とすると、電流Ｉ、Ｉ1、Ｉ2の関係は、Ｉ＝Ｉ1＋Ｉ2となる。
【００２２】また電流路１２及び電流路１３の幅はそれぞれＬ１及びＬ２に選定されているので、電流Ｉ1、Ｉ2の関係は、Ｉ1：Ｉ2＝Ｌ１：Ｌ２となる。この結果、電流値Ｉ1又はＩ2の一方の電流値が分かれば、バスバー１０を流れる電流値Ｉは計算により求めることができる。
【００２３】そこで図２に示すように、電流路１２を覆うようにＵ字状の磁性体コア１４を配置し、当該磁性体コア１４の磁気ギャップ部１４Ａにホール素子１５を配置する。また図３に示すように、ホール素子１５とプリント配線基板１６を導電部材１７により電気的に接続する。
【００２４】これにより電流路１２に電流が流れると磁性体コア１４からこれに応じた磁界が発生し、ホール素子１５からは当該磁界に応じた出力電圧が得られる。そしてこの電圧値がプリント配線基板１６に形成された電気回路で検出されることにより電流値Ｉ1が求められ、さらに電気回路によりＩ＝（１＋Ｌ２／Ｌ１）×Ｉ1の演算が行われることによりバスバー１０を流れる電流値Ｉが求められる。
【００２５】以上の構成において、この実施形態では、バスバー１０を流れる電流値Ｉを電流路１２を流れる電流値Ｉ1を検出することで求めるようになされている。ここで当然電流値Ｉに比して電流値Ｉ1は小さな値なので、例えばバスバー１０に磁性体コア１４及びホール素子１５の検出能力を超えるような（すなわちホール素子１５の出力電圧が電流値に対して非線形となってしまうような）電流値Ｉが流れた場合でも、電流値Ｉ1はそれほど大きな値とはならないので、ホール素子１５からは電流値Ｉ1に比例した電圧が出力される。
【００２６】この結果、磁性体コア１４及びホール素子１５は電流値Ｉ1を高精度で検出し得、かくしてプリント配線基板１６の電気回路で高精度の検出電流値Ｉを得ることができる。またこの実施形態では、２つの電流路１２、１３のうち幅の狭い方の電流路１２を電流値の検出対象としていることにより、すなわち電流値の小さい方を検出対象としていることにより、一段と検出精度を上げることができる。
【００２７】以上の構成によれば、バスバー１０を流れる電流Ｉを分流しその一方の電流値を磁性体コア１４及びホール素子１５による検出対象としたことにより、前記バスバー１０に流れる電流Ｉを高精度で検出できるようになる。
【００２８】またバスバー１０全体を磁性体コア１４で覆う場合と比較して、磁性体コア１４が覆う電流路１２の形状が小さくなるので磁性体コア１２として小さな形状のものを用いることができるようになり、この結果構成を小型化及び廉価化することができる。従って、これを車両の電気接続箱に用いるようにすれば、当該電気接続箱を小型化することができる。また同様にホール素子１５も小電流用のものを用いることができるようになるため、廉価なものを用いることができるようになる。
【００２９】（２）第２の実施形態図１との対応部分に同一符号を付して示す図４及び図５において、この実施形態のバスバー２０は電流Ｉが流れる方向にほぼ平行でかつ切欠部１１を通る折り曲げラインＢ（図中二点鎖線で示す）に沿ってほぼ直角に折り曲げられている。
【００３０】図６に、バスバー２０に磁性体コア１４を取り付けたときの様子を示す。この取り付けは、先ず磁性体コア１４の磁気ギャップ部１４Ａと切欠部１１を位置合わせしながらバスバー２０を矢印の方向に下降させることにより行う。次にプリント配線基板１６に導電部材１７により接続されているホール素子１５を矢印の方向に下降させることにより磁気ギャップ部１４Ａの位置に配置させる。
【００３１】このようにこの実施形態では、各部材を一方向に移動させるだけ所定の位置に配置することができるため、組み立てがしやすくなる。
【００３２】かくして、以上の構成によれば、バスバー２０を、電流Ｉが流れる方向にほぼ平行でかつ切欠部１１を通る折り曲げラインＢに沿ってほぼ直角に折り曲げるようにしたので、第１の実施形態の効果に加えて、組み立ての容易な電流検出装置を実現できる。
【００３３】さらに図７に示すように、バスバー２０が設けられている配線板２１上に磁性体コア１４を接合できるようになるため、磁性体コア１４の固定が容易になる。
【００３４】（３）第３の実施形態図８は、第３の実施形態のバスバー３０を示し、電流Ｉが流れる方向に対して平行な両側辺Ｈ１、Ｈ２のうち一方の側辺から側方に延長するような突出部３１が形成されている。また突出部３１の周縁から所定の距離Ｌ１だけ離れた位置にはバスバー３０の厚みを貫通するような切欠部３２が形成されている。これによりバスバー３０には、２つの電流路３３及び３４が形成されることになる。
【００３５】このとき電流路３３を流れる電流値をＩ1、電流路３４を流れる電流値をＩ2とすると、電流Ｉ、Ｉ1、Ｉ2の関係は、Ｉ＝Ｉ1＋Ｉ2となる。また電流値Ｉ1、Ｉ2と電流路３３、３４の各抵抗Ｒa、Ｒbとの間には、Ｉ1：Ｉ2＝１／Ｒa：１／Ｒbの関係が成り立つ。また抵抗Ｒa、Ｒbは、各電流路３３、３４の幅Ｌ１、Ｌ２よりある定数として定まる。すなわち、１／Ｒa：１／Ｒb＝一定の値、となる。従って、電流値Ｉ1又はＩ2の一方の電流値が分かれば、バスバー３０を流れる電流値Ｉは計算により求めることができる。
【００３６】ここでこの実施形態のバスバー３０は、図８R>８の状態からさらに、図９に示すように、バスバー３０の両側辺Ｈ１、Ｈ２にほぼ平行でかつ切欠部３２を通る折り曲げラインＢ（図８）に沿ってほぼ直角に突出部３１を折り曲げることにより形成される。そして図１０に示すように、磁性体コア１５は直角に折り曲げられた部分に形成されている電流分流路３３を覆い、かつ磁気ギャップ部１４Ａが切欠部３２の位置にくるように配置される。このときホール素子１５は予め切欠部３２の位置に配置させておけばよい。
【００３７】図１１は、図１０のようにバスバー３０、磁性体コア１４及びホール素子１５を配置した場合のバスバー３０、当該バスバー３０が設けられている配線板３１及びプリント配線基板１６の配置を表すものであり、プリント配線基板１６を配線板３１と平行かつ配線板３１に隣接して配置することができる。これにより空間を有効利用できるようになる。
【００３８】ここで図９〜図１１では、磁性体コア１４をバスバー３０の直角に折り曲げられた部分３１に形成されている電流分流路３３を覆うように配置させる際に、磁性体コア１４をバスバー３０に平行な方向から移動させるようにした場合を示したが、この実施形態のバスバー３０を用いれば、図１２〜図１４に示すように磁性体コア１４をバスバー３０に対して垂直な方向から移動させて組み立てを行うこともできる。
【００３９】このようにこの実施形態のバスバー３０を用いれば、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態と同様にバスバー３０に流れる電流を高精度で検出できるのに加えて、組み立ての際の柔軟性を増すことができ、かつレイアウトの自由度が増すといった効果を得ることができる。
【００４０】（４）他の実施形態なお実施形態においては、本発明による電流検出装置を車両用電気接続箱に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電流値の検出が必要な種々の電子機器に適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】上述のように請求項１に記載の発明によれば、金属板を流れる電流値が大きくても、磁性体コア及び感磁素子により高精度の検出結果を得ることができるので、金属板を流れる広範囲の電流を高精度で検出できる電流検出装置を実現できる。
【００４２】また請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、簡単にふたつの分流路を形成することができると共に最終的な電流値を容易に求めることができる電流検出装置を実現できる。
【００４３】また請求項３に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、磁性体コア及び感磁素子による検出精度を一段と向上し得、かくして金属板を流れる電流を一段と高精度で検出できる電流検出装置を実現できる。
【００４４】また請求項４に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、組み立ての容易な電流検出装置を実現できる。
【００４５】また請求項５に記載の発明によれば、請求項２の効果に加えて、組み立ての際の柔軟性を増すことができると共にレイアウトの自由度が増すことができる電流検出装置を実現できる。
【００４６】さらに請求項６に記載の発明によれば、各負荷に分配される負荷電流をたとえその電流値が大きくても高精度で検出でき、さらに組み立ての容易な、さらに内部のレイアウトの自由度が増した車両用電気接続箱を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態のバスバーを示す平面図である。
【図２】第１の実施形態のバスバー、磁性体コア及びホール素子の配置を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態のバスバー、磁性体コア、ホール素子及びプリント配線基板のの配置を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態のバスバーの説明に供する平面図である。
【図５】第２の実施形態のバスバーの断面図である。
【図６】第２の実施形態のバスバー、磁性体コア、ホール素子及びプリント配線基板の配置を示す斜視図である。
【図７】第２の実施形態のバスバー、磁性体コア、ホール素子、プリント配線基板及び配線板の配置を示す断面図である。
【図８】第３の実施形態のバスバーの説明に供する平面図である。
【図９】第３の実施形態の組み立ての説明に供する斜視図である。
【図１０】第３の実施形態のバスバー、磁性体コア及びホール素子の配置を示す斜視図である。
【図１１】第３の実施形態のバスバー、磁性体コア、ホール素子、プリント配線基板及び配線板の配置を示す断面図である。
【図１２】第３の実施形態の組み立ての説明に供する斜視図である。
【図１３】第３の実施形態のバスバー、磁性体コア及びホール素子の配置を示す斜視図である。
【図１４】第３の実施形態のバスバー、磁性体コア、ホール素子、プリント配線基板及び配線板の配置を示す断面図である。
【図１５】従来の車両用電磁接続箱の構成を一部破断して示す斜視図である。
【図１６】バスバー、磁性体コア及びホール素子の配置を示す断面図である。
【図１７】磁性体コア及びホール素子による電流検出特性を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
１０ 金属板（バスバー）
１１ 切欠部
１２、１３ 電流分流路（電流通過部）
１４ 磁性体コア
１４Ａ 磁気ギャップ部
１５ 感磁素子（ホール素子）
【特許請求の範囲】
【請求項１】 金属板を覆うようにＵ字状の磁性体コアを配置し、当該金属板を流れる電流に応じて前記磁性体コアから発生する磁界を前記磁性体コアの磁気ギャップ部に配置された感磁素子により電圧変換し、当該変換電圧に基づいて前記金属板に流れる電流値を検出する電流検出装置において、前記金属板に流れる電流を分流するような少なくとも二つの電流分流路を前記金属板に形成し、当該電流分流路のうち一つの電流分流路を覆うように前記磁性体コアを配置し、当該一つの電流分流路に流れる電流の検出結果に基づいて前記金属板に流れる電流を検出するようにしたことを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】 前記金属板の、電流が流れる方向に対して平行な両側辺からそれぞれ所定の距離だけ離れた位置に切欠部を形成することにより、前記金属板上にふたつの前記電流分流路を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】 前記磁性体コアを、ふたつの前記電流分流路のうち幅の狭い方の電流分流路を覆うように配置したことを特徴とする請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項４】 前記金属板を、前記電流が流れる方向にほぼ平行でかつ前記切欠部を通る折り曲げラインに沿ってほぼ直角に折り曲げ、前記磁性体コアを、前記直角に折り曲げられた部分の電流分流路を覆うように配置するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項５】 前記金属板に、電流が流れる方向に対して平行な両側辺のうち一方の側面から側方に延長するような突出部を形成すると共に、当該突出部の周縁から所定の距離だけ離れた位置に切欠部を形成することにより、前記電流分流路を形成し、かつ前記突出部を、前記金属板の両側辺にほぼ平行でかつ前記切欠部を通る折り曲げラインに沿ってほぼ直角に折り曲げ、前記磁性体コアを、前記直角に折り曲げられた部分に形成されている電流分流路を覆うように配置するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項６】 請求項１乃至請求項５の何れかの電流検出装置を用いた車両用電気接続箱。
【請求項１】 金属板を覆うようにＵ字状の磁性体コアを配置し、当該金属板を流れる電流に応じて前記磁性体コアから発生する磁界を前記磁性体コアの磁気ギャップ部に配置された感磁素子により電圧変換し、当該変換電圧に基づいて前記金属板に流れる電流値を検出する電流検出装置において、前記金属板に流れる電流を分流するような少なくとも二つの電流分流路を前記金属板に形成し、当該電流分流路のうち一つの電流分流路を覆うように前記磁性体コアを配置し、当該一つの電流分流路に流れる電流の検出結果に基づいて前記金属板に流れる電流を検出するようにしたことを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】 前記金属板の、電流が流れる方向に対して平行な両側辺からそれぞれ所定の距離だけ離れた位置に切欠部を形成することにより、前記金属板上にふたつの前記電流分流路を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】 前記磁性体コアを、ふたつの前記電流分流路のうち幅の狭い方の電流分流路を覆うように配置したことを特徴とする請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項４】 前記金属板を、前記電流が流れる方向にほぼ平行でかつ前記切欠部を通る折り曲げラインに沿ってほぼ直角に折り曲げ、前記磁性体コアを、前記直角に折り曲げられた部分の電流分流路を覆うように配置するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項５】 前記金属板に、電流が流れる方向に対して平行な両側辺のうち一方の側面から側方に延長するような突出部を形成すると共に、当該突出部の周縁から所定の距離だけ離れた位置に切欠部を形成することにより、前記電流分流路を形成し、かつ前記突出部を、前記金属板の両側辺にほぼ平行でかつ前記切欠部を通る折り曲げラインに沿ってほぼ直角に折り曲げ、前記磁性体コアを、前記直角に折り曲げられた部分に形成されている電流分流路を覆うように配置するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項６】 請求項１乃至請求項５の何れかの電流検出装置を用いた車両用電気接続箱。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図１６】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図１６】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【公開番号】特開平１０−７３６１９
【公開日】平成１０年（１９９８）３月１７日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平８−２３０７８８
【出願日】平成８年（１９９６）８月３０日
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【公開日】平成１０年（１９９８）３月１７日
【国際特許分類】
【出願日】平成８年（１９９６）８月３０日
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
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