JP2012057973A - 電流検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流検出装置において、入力端子が電力の入力用と動作パラメータ設定信号の入力用とに兼用される２つの磁電変換素子が電子基板に実装される場合に、運用時に冗長となる外部接続用端子を電子基板に設けることなく、電子基板上の２つの磁電変換素子各々に対して個別に動作パラメータを設定できること。
【解決手段】電流検出装置は、電子基板５０と配線切替部６０とを備える。電子基板５０は、調整用入力端子５３と第２ホール素子の入力端子２２１とを接続し、共用入力端子５１１と第１ホール素子の入力端子２１１とを電気的に接続する。配線切替部６０は、電子基板５０の配線状態を、共用入力端子５１１と第２ホール素子の入力端子２２１とが分断された初期状態から、共用入力端子５１１と２つのホール素子の両方の入力端子２１１，２２１とが接続された運用状態へ切り替える。
【選択図】図３

Description

本発明は、バスバーに流れる電流を検出する電流検出装置に関する。

ハイブリッド自動車又は電気自動車などの車両には、バッテリに接続されたバスバーに流れる電流を検出する電流検出装置が搭載されることが多い。また、そのような電流検出装置としては、磁気比例方式の電流検出装置又は磁気平衡方式の電流検出装置が採用される場合がある。

磁気比例方式又は磁気平衡方式の電流検出装置は、例えば、特許文献１及び特許文献２に示されるように、磁性体コアと磁電変換素子（磁気感応素子）とを備える。磁性体コアは、両端がギャップ部を介して対向し、バスバーが貫通する中空部の周囲を囲んで一連に形成された磁性体である。即ち、磁性体コアは、ギャップ部と併せてリング状に形成されている。磁性体の中空部は、被検出電流が通過する空間（電流検出空間）である。

また、磁電変換素子は、磁性体コアのギャップ部に配置され、中空部を貫通して配置されたバスバーを流れる電流に応じて変化する磁束を検出し、磁束の検出信号を電気信号として出力する素子である。磁電変換素子としては、通常、ホール素子が採用される。

また、バスバー用の電流検出装置は、一般に、磁性体コア及び磁電変換素子の他、コネクタが実装された電子基板を備える。コネクタは、制御部などに繋がる電線の末端に設けられた相手側コネクタが接続されるインターフェースである。電子基板には、コネクタの他、磁電変換素子の入力端子及び出力端子とコネクタの接続ピンとを電気的に接続する回路が設けられている。

例えば、電子基板には、コネクタの接続ピンと磁電変換素子の入力端子とを電気的に接続し、外部から電線を介して入力される電力を磁電変換素子へ供給する配線が実装されている。さらに、電子基板には、磁電変換素子の出力端子とコネクタの接続ピンとを電気的に接続し、磁電変換素子の検出信号を増幅するとともに、増幅後の信号をコネクタの接続ピンへ伝送する回路も設けられている。これにより、電流検出装置は、コネクタに接続されたコネクタ付き電線を通じて、電流検出信号を制御部へ出力することができる。

ところで、電気自動車及びハイブリッド自動車などの車両に搭載される電流検出装置は、高い信頼性が求められる。一般に、金属の塊である磁性体コアは、環境変化に対する耐久性は高いが、電子部品である磁電変換素子は、温度変化、水の浸入及び静電気の発生などの環境変化により故障する場合がある。

そこで、車載用の電流検出装置の信頼性を高めるために、磁性体コアのギャップ部に２つの磁電変換素子を配置すること、即ち、磁電変換素子の二重化が考えられる。これにより、２つの磁電変換素子の検出信号の差が許容範囲を超えた場合に、電流検出装置に異常が発生したことを警報し、異常な電流検出値に基づく誤った制御を回避することができる。

電流検出装置において、一般的に採用される磁電変換素子はホール素子である。ホール素子は、磁束の検出位置に配置される磁束検出部と、＋５Ｖの直流電圧などの動作用の電力が入力される入力端子と、検出信号が出力される出力端子と、グランド端子とを備える。また、ホール素子は、通常、検出信号のゲインなどの動作パラメータが予め設定された上で使用される。動作パラメータは、ホール素子ごとの特性のばらつきを補正するためのパラメータであり、ホール素子ごとに個別に設定される。そして、ホール素子の入力端子は、電力の入力と動作パラメータ設定信号の入力とに兼用される端子である場合が多い。

特開２００６−１６６５２８号公報 特開２００９−１２８１１６号公報

従来の電流検出装置において、ホール素子が二重化された場合、電子基板の配線の形態は２つの形態が考えられる。図５は、従来の電流検出装置においてホール素子が二重化された場合の電子基板の第１の配線形態を示す模式図である。この第１の配線形態は、５つの端子を持つコネクタが採用されたときの電子基板の配線形態である。

電子基板に第１ホール素子２１、第２ホール素子２２及び５端子のコネクタ５１が実装された場合、図５に示される配線が電子基板に形成されることが考えられる。図５において、参照符号２１１、２１２及び２１３は、それぞれ第１ホール素子２１の入力端子、出力端子及びグランド端子を示す。また、参照符号２２１，２２２及び２２３は、それぞれ第２ホール素子２２の入力端子、出力端子及びグランド端子を示す。また、参照符号５１１、５１２、５１３、５１４及び５１５は、それぞれコネクタ５１における第１入力端子、第１出力端子、グランド端子、第２入力端子及び第２出力端子を示す。

図５に示される第１の配線形態では、２つのホール素子２１，２２の入力端子２１１，２２１及び出力端子２１２，２２２は、それぞれコネクタ５１の４つの端子５１１，５１２，５１４，５１５各々と個別に接続される。一方、コネクタ５１における１つのグランド端子５１３は、２つのホール素子２１，２２のグランド端子２１３，２２３の両方と接続され、２つのホール素子２１，２２で兼用される。

図５に示される第１の配線形態によれば、２つのホール素子２１，２２が電子基板に実装された後に、コネクタ５１における第１入力端子５１１、第２入力端子５１２及びグランド端子５１３を用いて、２つのホール素子２１，２２各々に対して個別に動作パラメータを設定することができる。

しかしながら、２つのホール素子２１，２２の入力端子２１１，２２１は、動作パラメータの設定後においては、独立して配線される必要のない電力入力用の端子としてのみ機能する。そのため、第１の配線形態では、動作パラメータの設定後の運用段階においては不要となるべき冗長な端子を含む大きなコネクタが必要となり、電流検出装置が大きくなるという問題点があった。

一方、図６は、従来の電流検出装置においてホール素子が二重化された場合の電子基板の第２の配線形態を示す模式図である。この第２の配線形態は、４つの端子を持つコネクタが採用されたときの電子基板の配線形態である。

電子基板に第１ホール素子２１、第２ホール素子２２及び４端子のコネクタ５１が実装された場合、図６に示される配線が電子基板に形成されることが考えられる。図６において、参照符号２１１、２１２、２１３、２２１、２２２、２２３は、それぞれ図５に示した参照符号と同じ端子を示す。また、参照符号５１１、５１２、５１３及び５１５は、それぞれコネクタ５１における共用入力端子、第１出力端子、グランド端子及び第２出力端子を示す。

図６に示される第２の配線形態では、２つのホール素子２１，２２の出力端子２１２，２２２は、それぞれコネクタ５１の２つの端子５１２，５１５各々と個別に接続される。一方、コネクタ５１における１つの共用入力端子５１１は、２つのホール素子２１，２２における２つの入力端子２１１，２２１の両方に接続され、２つのホール素子２１，２２で兼用される。同様に、コネクタ５１における１つのグランド端子５１３は、２つのホール素子２１，２２のグランド端子２１３，２２３の両方と接続され、２つのホール素子２１，２２で兼用される。

図６に示される第２の配線形態によれば、第１の配線形態とは異なり、コネクタは、動作パラメータの設定後の運用段階において不要となるべき端子を含まず、電流検出装置の大型化を回避できる。

しかしながら、図６に示される第２の配線形態においては、２つのホール素子２１，２２の入力端子２１１，２２１が電気的に接続されている。そのため、第２の配線形態が採用された場合、２つのホール素子２１，２２が電子基板に実装された後に、２つのホール素子２１，２２各々に対して個別に動作パラメータを設定することができないという問題点があった。この場合、電子基板に実装される前のホール素子の端子と動作パラメータ設定信号を出力する端子とを接続する特別な治具を用いて動作パラメータの設定を行うという煩わしい作業が必要となる。

本発明は、バスバーを流れる電流を検出する電流検出装置において、入力端子が電力の入力用と動作パラメータ設定信号の入力用とに兼用される２つの磁電変換素子が電子基板に実装される場合に、運用時に冗長となる外部接続用の端子を電子基板に設けることなく、電子基板上の２つの磁電変換素子各々に対して個別に動作パラメータを設定できることを目的とする。

本発明に係る電流検出装置は、以下に示す各構成要素を備える。
（１）第１の構成要素は、両端がギャップ部を介して対向し、電流が流れるバスバーが貫通する中空部の周囲を囲んで一連に形成された磁性体コアである。
（２）第２の構成要素は、電力の入力と動作パラメータ設定信号の入力とに兼用される入力端子と検出信号を出力する出力端子とを備え、磁性体コアのギャップ部に配置され、磁性体コアの中空部を通過する電流に応じて変化する磁束を検出する２つの磁電変換素子である。
（３）第３の構成要素は、２つの磁電変換素子、２つの磁電変換素子の両方に対応する共用入力端子、一方の磁電変換素子に対応する一方用入力端子及び２つの磁電変換素子の各々に対応する２つの個別出力端子が実装され、２つの磁電変換素子の出力端子各々と２つの個別出力端子各々とを個別に電気的に接続し、一方用入力端子と一方の磁電変換素子の入力端子とを電気的に接続し、さらに、共用入力端子と他方の磁電変換素子の入力端子とを電気的に接続する電子基板である。
（４）第４の構成要素は、電子基板の配線状態を、共用入力端子と一方の磁電変換素子の入力端子とが電気的に分断された初期状態から、共用入力端子と２つの磁電変換素子の両方の入力端子とが電気的に接続された運用状態へ切り替える配線切替部である。

また、本発明において、配線切替部がゼロオーム抵抗素子であることが考えられる。このゼロオーム抵抗素子は、電子基板に実装されることにより、電子基板において共用入力端子と電気的に接続された第１配線から他方の磁電変換素子の入力端子と電気的に接続された第２配線とを電気的に接続する。

また、本発明において、配線切替部が電子基板に実装された手動スイッチであることが考えられる。この手動スイッチは、電子基板に実装され、電子基板において共用入力端子と電気的に接続された第１配線と他方の磁電変換素子の入力端子と電気的に接続された第２配線との接続と非接続とを切り替える。

また、本発明に係る電流検出装置が、さらに、以下に示す部品保持部を備えることが考えられる。この部品保持部は、相互に組み合わされることにより、電子基板を挟み込みつつ磁性体コアと磁電変換素子と電子基板とを一定の位置関係に保持する２つの部材を含む。そして、この場合、配線切替部が、部品保持部における電子基板に対向する面に設けられ、２つの部材が組み合わされることにより、電子基板における共用入力端子と電気的に接続された第１導体と他方の磁電変換素子の入力端子と電気的に接続された第２導体との両方に当接してそれらを電気的に接続する第３導体であることが考えられる。

また、本発明に係る電流検出装置において、一方用入力端子を除いた共用入力端子及び２つの個別出力端子は１つのコネクタの端子であることが考えられる。

本発明に係る電流検出装置は、電子基板の配線状態を、共用入力端子と一の磁電変換素子の入力端子とが電気的に分断された初期状態から、共用入力端子と２つの磁電変換素子の両方の入力端子とが電気的に接続された運用状態へ切り替えることを可能にする配線切替部を備えている。そのため、初期状態においては、電子基板上の共用入力端子と一方用入力端子とを用いて、２つの磁電変換素子各々に対して個別に動作パラメータを設定できる。さらに、運用状態においては、共用入力端子を、２つの磁電変換素子の入力端子への電力の供給用に共用することができ、一方用入力端子は、電線などにより外部と接続される必要がない。そのため、運用状態において冗長となる外部接続用の端子を電子基板に設ける必要がない。

また、配線切替部がゼロオーム抵抗素子であれば、ごく低コストで本発明を実施できる。

また、配線切替部が手動スイッチであれば、電子基板を初期状態から運用状態へ切り替える作業が非常に簡易である。

また、配線切替部が、電子基板を挟み込んで保持する２つの部材の一方に設けられて電子基板上の短絡が必要な部分に当接する導体であれば、２つの部材が組み合わされるだけで、特別な切替作業を伴わずに電子基板が初期状態から運用状態へ切り替わる。

また、一方用入力端子を除いた共用入力端子及び２つの個別出力端子は、外部接続用の端子であるため、１つのコネクタの端子であれば好適である。

本発明の実施形態に係る電流検出装置１の分解斜視図である。 電流検出装置１の平面図である。 電流検出装置１が備える電子基板における配線の模式図である。 電流検出装置１における配線切替部及び電子基板の一例を示す図である。 従来の電流検出装置においてホール素子が二重化された場合の電子基板の第１の配線形態を示す模式図である。 従来の電流検出装置においてホール素子が二重化された場合の電子基板の第２の配線形態を示す模式図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。

まず、図１〜図３を参照しつつ、本発明の実施形態に係る電流検出装置１の構成について説明する。電流検出装置１は、電気自動車又はハイブリッド自動車などの車両において、バッテリとモータなどの機器とを電気的に接続するバスバーに流れる電流を検出する装置である。図１に示されるように、電流検出装置１は、磁性体コア１０、２つのホール素子２１，２２、電流検出用バスバー３０、筐体４０及び電子基板５０を備える。また、電子基板５０には、制御部などに繋がる電線が接続されるコネクタ５１が実装されている。

＜磁性体コア＞
磁性体コア１０は、フェライト又はケイ素鋼などからなる磁性体であり、両端が数ミリメートル程度のギャップ部１２を介して対向し、中空部１１の周囲を囲んで一連に形成された形状を有している。即ち、磁性体コア１０は、狭いギャップ部１２と併せて環状に形成されている。本実施形態における磁性体コア１０は、ギャップ部１２と併せて円形状の中空部１１を囲む円環状に形成されている。磁性体コア１０の両端部は、ギャップ部１２の中心点を通り、ギャップ部１２に形成される磁束の方向に垂直な平面に対して面対称な形状に形成されている。

＜ホール素子（磁電変換素子）＞
２つのホール素子２１，２２は、磁性体コア１０のギャップ部１２に重ねて配置され、磁性体コア１０の中空部１１を通過する電流に応じて変化する磁束を検出し、磁束の検出信号を電気信号として出力する磁電変換素子の一例である。各ホール素子２１，２２は、磁性体コア１０のギャップ部１２に配置される磁束検出部と、その磁束検出部から伸び出た３本の端子とを有している。

２つのホール素子２１，２２各々の磁束検出部は、磁性体コア１０のギャップ部１２に形成される磁束の方向から見て重なり、かつ、各々の表裏の面がギャップ部１２に形成される磁束の方向に対して直交するように配置される。

ホール素子２１，２２各々は、＋５Ｖの直流電圧などの動作用の電力が入力される入力端子と、検出信号が出力される出力端子と、グランド端子とを含む３つの端子を備える。また、ホール素子２１，２２は、検出信号のゲインなどの動作パラメータが予め設定された上で使用される。動作パラメータは、ホール素子ごとの特性のばらつきを補正するためのパラメータであり、ホール素子ごとに個別に設定される。そして、ホール素子２１，２２各々の入力端子は、電力の入力と動作パラメータ設定信号の入力とに兼用される端子である。

＜電流検出用バスバー＞
電流検出用バスバー３０は、銅などの金属からなる導体であり、バッテリと電装機器とを電気的に接続するバスバーの一部である。即ち、電流検出用バスバー３０には、検出対象の電流が流れる。また、電流検出用バスバー３０は、バッテリに対して予め接続されたバッテリ側のバスバーと、電装機器に対して予め接続された機器側のバスバーとは独立した部材である。そして、電流検出用バスバー３０は、その両端が予め敷設された他のバスバー（バッテリ側のバスバー及び機器側のバスバー）に対して接続される。

電流検出用バスバー３０は、磁性体コア１０の中空部１１を貫通する棒状の導体の両端部分に加工が施された部材からなる。電流検出用バスバー３０において、加工された両端部分は、電流伝送経路の前段及び後段各々の接続端と連結される端子部３２である。即ち、電流検出用バスバー３０は、概ね、中央部分において一定の範囲を占める棒状の貫通部３１と、その両側の端部に形成された端子部３２とを有する導体からなる部材である。

貫通部３１は、磁性体コア１０の中空部１１を電流通過方向に沿って貫通する部分である。電流検出用バスバー３０における貫通部３１は、例えば、円柱状、楕円柱状又は角柱状などの棒状に形成されている。また、本実施形態における端子部３２は、平板状であり、他のバスバーとの連結用のネジが通される貫通孔３２Ｚが形成されている。電流検出用バスバー３０は、棒状の金属部材の両端における一定範囲の部分が、プレス機などを用いたプレス加工によって平板状に押しつぶされた構造を有する部材である。その際、棒状の金属部材の両端のうちの少なくとも一方は、磁性体コア１０の中空部１１に棒状の金属部材が挿通された後に、平板状にプレス加工される。これにより、端子部３２は、磁性体コア１０の中空部１１の幅（直径）よりも大きな幅で形成される。

なお、図１、図２及び後述する図４において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は相互に直交する方向である。また、Ｘ軸方向は、検出対象の電流が流れる方向、即ち、磁性体コア１０の中空部１１における電流検出用バスバー３０の貫通方向である。Ｚ軸方向は、電子基板５０のコネクタ５１に接続される電線の引き出し方向である。また、電子基板５０は、電流方向に直交する平面（Ｙ−Ｚ平面）に沿って配置される。

＜筐体（部品保持部）＞
筐体４０は、絶縁体からなり、磁性体コア１０と２つのホール素子２１，２２各々の磁束検出部とコネクタ５１と電子基板５０と電流検出用バスバー３０とを一定の位置関係に保持する部材であり、本体ケース４１及び本体ケース４１に取り付けられる蓋部材４２とを含む。本体ケース４１及び蓋部材４２の各々は、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）又はＡＢＳ樹脂などの絶縁性の樹脂からなる一体成型部材である。なお、筐体４０は、部品保持部の一例である。

本体ケース４１は、開口部を有する箱状に形成され、蓋部材４２は、本体ケース４１に取り付けられることによって本体ケース４１の開口部を塞ぐ。本体ケース４１には、その内側の面において突出する第１保持部４３及び第２保持部４４が形成されている。そして、本体ケース４１は、第１保持部４３及び第２保持部４４により、磁性体コア１０と、中空部１１を貫通する電流検出用バスバー３０と、ギャップ部１２に配置された２つのホール素子２１，２２とを、それらが相互に接触しない状態で保持する。

より具体的には、第１保持部４３は、磁性体コア１０とその中空部１１を貫通する電流検出用バスバー３０の貫通部３１との隙間に嵌り込むことにより、磁性体コア１０と電流検出用バスバー３０とを、それらが相互に接触しない一定の位置関係で保持する。また、第２保持部４４は、磁性体コア１０とそのギャップ部１２に配置される２つのホール素子２１，２２の磁束検出部との隙間に嵌り込む。これにより、第２保持部４４は、磁性体コア１０を、予め定められた方向に向く姿勢で保持するとともに、磁性体コア１０と２つのホール素子２１，２２とを、それらが相互に接触しない一定の位置関係で保持する。

また、本体ケース４１及び蓋部材４２には、電流検出用バスバー３０の両端の端子部３２が内側から外側へ挿入されるスリット孔４５が形成されている。磁性体コア１０の中空部１１を貫通する電流検出用バスバー３０における一方の端子部３２が、本体ケース４１のスリット孔４５に通された状態において、本体ケース４１の第１保持部４３及び第２保持部４４は、磁性体コア１０、ホール素子２１，２２及び電流検出用バスバー３０を相互に接触しない状態で一定の位置関係に保持する。

また、蓋部材４２は、磁性体コア１０、ホール素子２１，２２及び電流検出用バスバー３０を保持する本体ケース４１に対し、電子基板５０を挟み込みつつ、本体ケース４１の開口部を塞ぐように取り付けられる。その際、電流検出用バスバー３０における他方の端子部３２が、蓋部材４２のスリット孔４５に対して内側から外側へ通され、電子基板５０が本体ケース４１と蓋部材４２との間に挟み込まれる。また、本体ケース４１の側壁の内側面に突出して形成された第３保持部４９が、電子基板５０に形成された欠け部５２に嵌り込み、電子基板５０を予め定められた位置に保持する。

図２は、本体ケース４１及び蓋部材４２が組み合わされた状態における電流検出装置１の平面図である。電子基板５０は、本体ケース４１と蓋部材４２との間に挟み込まれ、第３保持部４９が電子基板５０の欠け部５２に嵌り込むことにより、電子基板５０及びそれに実装されたコネクタ５１は、本体ケース４１に形成された欠け部４６に嵌り込んだ状態で保持される。

さらに、本体ケース４１及び蓋部材４２には、それらを組み合わせ状態で保持するロック機構４７，４８が設けられている。図１に示されるロック機構４７，４８は、本体ケース４１の側面に突出して形成された爪部４７と、蓋部材４２の側方に形成された環状の枠部４８とを備える。本体ケース４１の爪部４７が、蓋部材４２の枠部４８が形成する孔に嵌り込むことにより、本体ケース４１及び蓋部材４２は、それらが組み合わされた状態で保持される。以上に示したように、筐体４０は、相互に組み合わされることにより、電子基板５０を挟み込みつつ磁性体コア１０と２つのホール素子２１，２２と電子基板５０とを一定の位置関係に保持する２つの部材（本体ケース４１及び蓋部材４２）を含む部品保持部の一例である。

＜電子基板＞
電子基板５０は、２つのホール素子２１，２２とコネクタ５１とが実装されたプリント回路基板である。コネクタ５１は、不図示の電線に設けられた相手側コネクタが接続される部品であり、後述するように、４つの端子（接続ピン）を備える。さらに、電子基板５０には、２つのホール素子２１，２２各々の３つの端子とコネクタ５１の４つの端子とを電気的に接続する回路が設けられている。

図３は、電子基板５０における配線の模式図である。電子基板５０に実装される２つのホール素子２１，２２は、それぞれ入力端子２１１，２２１、出力端子２１２，２２２及びグランド端子２１３，２２３の３つの端子を備えている。入力端子２１１，２２１は、動作用の電力の入力と動作パラメータ設定信号の入力とに兼用される端子である。以下、２つのホール素子２１，２２の各々を第１ホール素子２１及び第２ホール素子２２と称する。

また、各ホール素子２１，２２の入力端子２１１，２２１は、電力の入力と動作パラメータ設定信号の入力とに兼用される端子である。即ち、電流検出装置１の製造過程において、各ホール素子２１，２２に対して検出ゲインなどの動作パラメータが設定される際には、入力端子２１１，２２１各々に対して個別の動作パラメータ設定信号が入力される。これにより、ホール素子２１，２２各々に対応する個別の動作パラメータ情報が、各ホール素子２１，２２が備える内部メモリに書き込まれる。また、電流検出装置１の運用段階においては、入力端子２１１，２２１各々に対して共通の動作用の電力、例えば、＋５Ｖの直流電力が入力される。

コネクタ５１は、電子基板５０に実装される４つの端子を備え、それら５つの端子は、共用入力端子５１１、第１出力端子５１２、グランド端子５１３及び第２出力端子５１５を含む。なお、第１出力端子５１２及び第２出力端子５１５は、２つのホール素子２１，２２の各々に対応する２つの個別出力端子の一例である。

共用入力端子５１１は、２つのホール素子２１，２２の両方に対応し、外部から電線を通じて得られる電力を、２つのホール素子２１，２２各々に動作用の電力として供給するための端子である。第１出力端子５１２は、第１ホール素子２１の電流検出信号を電線を通じて外部へ出力するための端子である。グランド端子５１３は、２つのホール素子２１，２２の両方に対応し、電線を通じて車体などの接地導体と電気的に接続される端子である。第２出力端子５１５は、第２ホール素子２２の電流検出信号を電線を通じて外部へ出力するための端子である。

また、電子基板５０には、第２ホール素子２２に対応する調整用入力端子５３が実装されている。調整用入力端子５３は、例えば、コネクタが接続されるピン又は動作パラメータ設定信号を出力するピンが押し当てられるランドなどである。即ち、電子基板５０に実装された５つの端子５１１，５１２，５１３，５１５，５３のうち、調整用入力端子５３を除いた共用入力端子５１１、第１出力端子５１２、第２出力端子５１５及びグランド端子５１３は、１つのコネクタ５１の端子である。コネクタ５１の各端子は、外部の制御部などの機器と電線を通じて接続される端子である。なお、調整用入力端子５３は、第２ホール素子２２に対応する一方用入力端子の一例である。

また、電子基板５０には、コネクタ５１の共用入力端子５１１と第１ホール素子２１の入力端子２１１とを電気的に接続する配線パターンが設けられている。さらに、電子基板５０には、２つのホール素子２１，２２の出力端子２１２，２２２各々とコネクタ５１の第１出力端子５１２及び第２出力端子５１５各々とを個別に電気的に接続する配線パターンが設けられている。さらに、電子基板５０には、調整用入力端子５３と第２ホール素子２２の入力端子２２１とを電気的に接続する配線パターンも設けられている。

なお、電子基板５０には、図３に示される機器及び配線の他、各配線パターンにおいて当該配線パターンを流れる信号を処理する回路など、図３に示されない回路が設けられる場合もある。例えば、電子基板５０における、２つのホール素子２１，２２各々の出力端子２１２，２２２各々から、コネクタ５１の第１出力端子５１２及び第２出力端子５１５各々に至る配線経路には、電流検出信号を増幅するアンプなどが実装されている場合がある。

電子基板５０における配線の初期状態は、共用入力端子５１１と第２ホール素子２２の入力端子２２１とが電気的に分断された状態である。この初期状態においては、動作パラメータ設定信号の電圧を共用入力端子５１１とグランド端子５１３との間に印加することにより、第１ホール素子２１に対して動作パラメータを設定することができる。また、動作パラメータ設定信号の電圧を調整用入力端子５３とグランド端子５１３との間に印加することにより、第２ホール素子２２に対して動作パラメータを設定することができる。このように、初期状態においては、電子基板５０に既に実装された２つのホール素子２１，２２各々に対して個別に動作パラメータを設定できる。

＜配線切替部＞
そして、電流検出装置１は、電子基板５０の配線状態を、前述した初期状態から、共用入力端子５１１と２つのホール素子２１，２２の両方の入力端子２１１，２２１とが電気的に接続された運用状態へ切り替える配線切替部６０を備えている。運用状態の電子基板５０においては、共用入力端子５１１が、２つのホール素子２１，２２の入力端子２１１，２２１への電力の供給用に共用される。そのため、運用状態においては、調整用入力端子５３は、電線などにより外部と接続される必要がない。そのため、電流検出装置１においては、運用状態において冗長となる外部接続用の端子を電子基板５０に設ける必要がない。

配線切替部６０は、例えば、ゼロオーム抵抗素子であることが考えられる。この場合、電子基板５０には、第１ホール素子２１の入力端子２１１及びコネクタ５１の共用入力端子５１１とに対して電気的に接続された配線の一部である第１のランドと、第２ホール素子２２の入力端子２２１とに対して電気的に接続された配線の一部である第２のランドとが予め形成される。そして、ゼロオーム抵抗素子は、電子基板５０上に第１のランドと第２のランドとに渡って実装されることにより、第１のランドと第２のランドとを電気的に接続する。即ち、ゼロオーム抵抗素子が実装される前の電子基板５０は初期状態であり、ゼロオーム抵抗素子が実装された後の電子基板５０は運用状態である。配線切替部６０がゼロオーム抵抗素子であれば、ごく低コストで配線切替部６０を実現できる。

また、配線切替部６０は、例えば、電子基板５０に実装されたジャンパスイッチ、スライドスイッチ又はディップスイッチなどの手動スイッチであることが考えられる。この手動スイッチは、電子基板５０に実装され、人の操作に応じて、電子基板５０において共用入力端子５１１に対して電気的に接続された配線パターンと、第２ホール素子２２の入力端子２２１に対して電気的に接続された配線パターンとの接続と非接続とを切り替えるスイッチである。即ち、手動スイッチが「非接続」の状態であるときの電子基板５０は初期状態であり、手動スイッチが「接続」の状態であるときの電子基板５０は運用状態である。配線切替部６０が手動スイッチであれば、電子基板５０を初期状態から運用状態へ切り替える作業が非常に簡易である。

また、配線切替部６０は、例えば、筐体４０の蓋部材４２における電子基板５０に対向する面に設けられた導体であることも考えられる。図４は、電流検出装置１における配線切替部６０及び電子基板５０の一例を示す図である。図４（ａ）は、蓋部材４２側から見た電子基板５０の正面図、図４（ｂ）は、電子基板５０側から見た蓋部材４２の内面の図である。

図４（ａ）に示されるように、電子基板５０には、電子基板５０の表面から突出した導体からなる２つのランド６１が形成されている。２つのランド６１のうちの一方は、コネクタ５１の共用入力端子５１１及び第１ホール素子２１の入力端子２１１の両方と電気的に接続されたランドであり、他方は、第２ホール素子２２の入力端子２２１と電気的に接続されたランドである。

また、図４（ｂ）に示されるように、蓋部材４２における電子基板５０に対向する面には、電子基板５０上の２つのランド６１を短絡する短絡用導体６２が設けられている。この短絡用導体６２は、配線切替部６０の一例である。

短絡用導体６２は、金属板、金属メッキ又はカーボン印刷が施されたラバーシートなどの導体であり、例えば、蓋部材４２の内側面に突出して設けられた土台部４２ａの表面に取り付け又は蒸着されている。この短絡用導体６２は、本体ケース４１と蓋部材４２とが組み合わされることにより、電子基板５０における２つのランド６１の両方に当接してそれらを電気的に接続する。即ち、筐体４０に組み込まれる前の電子基板５０は初期状態であり、筐体４０に組み込まれた後の電子基板５０は運用状態である。なお、２つのランド６１が第１導体及び第２導体の一例であり、短絡用導体６２が第３導体の一例である。

ところで、短絡用導体６２は、電子基板５０と本体ケース４１及び蓋部材４２との位置関係によっては、本体ケース４１における電子基板５０に対向する面に設けられることも考えられる。

図４に示したように、配線切替部６０が、電子基板５０を挟み込んで保持する本体ケース４１及び蓋部材４２の一方に設けられて電子基板５０上の短絡が必要な部分に当接する短絡用導体６２であることも考えられる。この場合、本体ケース４１及び蓋部材４２が組み合わされるだけで、特別な切替作業を伴わずに電子基板５０が初期状態から運用状態へ切り替わるため、動作パラメータ設定及び装置組み立ての作業効率がより高まる。

また、電子基板５０における共用入力端子５１１から第１ホール素子２１の入力端子２１１に至る配線経路に、第１ホール素子２１用の動作パラメータ設定信号を入力するための専用の端子が設けられることも考えられる。

１ 電流検出装置
１０ 磁性体コア
１１ 中空部
１２ ギャップ部
２１，２２ ホール素子
３０ 電流検出用バスバー
３１ 貫通部
３２ 端子部
３２Ｚ 貫通孔
４０ 筐体
４１ 本体ケース
４２ 蓋部材
４３ 第１保持部
４４ 第２保持部
４５ スリット孔
４６ 欠け部
４７ 爪部（ロック機構）
４８ 枠部（ロック機構）
４９ 第３保持部
５０ 電子基板
５１ コネクタ
５２ 欠け部
５３ 調整用入力端子
６０ 配線切替部
６１ ランド
６２ 短絡用導体
２１１，２２１ ホール素子の入力端子
２１２，２２２ ホール素子の出力端子
２１３，２２３ ホール素子のグランド端子
５１１ コネクタの共用入力端子
５１２ コネクタの第１出力端子
５１３ コネクタのグランド端子
５１５ コネクタの第２出力端子

Claims (5)

1. 両端がギャップ部を介して対向し、電流が流れるバスバーが貫通する中空部の周囲を囲んで一連に形成された磁性体コアと、
   電力の入力と動作パラメータ設定信号の入力とに兼用される入力端子と検出信号を出力する出力端子とを備え、前記磁性体コアの前記ギャップ部に配置され、前記磁性体コアの前記中空部を通過する電流に応じて変化する磁束を検出する２つの磁電変換素子と、
   ２つの前記磁電変換素子、２つの前記磁電変換素子の両方に対応する共用入力端子、一方の前記磁電変換素子に対応する一方用入力端子及び２つの前記磁電変換素子の各々に対応する２つの個別出力端子が実装され、２つの前記磁電変換素子の前記出力端子各々と２つの前記個別出力端子各々とを個別に電気的に接続し、前記一方用入力端子と一方の前記磁電変換素子の前記入力端子とを電気的に接続し、さらに、前記共用入力端子と他方の前記磁電変換素子の前記入力端子とを電気的に接続する電子基板と、
   前記電子基板の配線状態を、前記共用入力端子と一方の前記磁電変換素子の前記入力端子とが電気的に分断された初期状態から、前記共用入力端子と２つの前記磁電変換素子の両方の前記入力端子とが電気的に接続された運用状態へ切り替える配線切替部と、を備えることを特徴とする電流検出装置。
2. 前記配線切替部は、
   前記電子基板に実装されることにより、前記電子基板において前記共用入力端子と電気的に接続された第１配線から他方の前記磁電変換素子の前記入力端子と電気的に接続された第２配線とを電気的に接続するゼロオーム抵抗素子である、請求項１に記載の電流検出装置。
3. 前記配線切替部は、
   前記電子基板に実装され、前記電子基板において前記共用入力端子と電気的に接続された第１配線と他方の前記磁電変換素子の前記入力端子と電気的に接続された第２配線との接続と非接続とを切り替える手動スイッチである、請求項１に記載の電流検出装置。
4. 相互に組み合わされることにより、前記電子基板を挟み込みつつ前記磁性体コアと前記磁電変換素子と前記電子基板とを一定の位置関係に保持する２つの部材を含む部品保持部をさらに備え、
   前記配線切替部は、
   前記部品保持部における前記電子基板に対向する面に設けられ、前記２つの部材が組み合わされることにより、前記電子基板における前記共用入力端子と電気的に接続された第１導体と他方の前記磁電変換素子の前記入力端子と電気的に接続された第２導体との両方に当接してそれらを電気的に接続する第３導体である、請求項１に記載の電流検出装置。
5. 前記一方用入力端子を除いた前記共用入力端子及び２つの前記個別出力端子は１つのコネクタの端子である、請求項１から請求項４のいずれかに記載の電流検出装置。

Images