JP6341427B2 - 回路構成体及び電気接続箱 - Google Patents
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Description
また、バスバーに複数の電流経路を形成するという簡素な構成で、バスバーの電流を分流させることができる。
・前記分流した電流が流れる分流経路の材質は、前記導電路のうち、抵抗を有する素子が接続されていない区間の材質と温度特性が同じ材質とされている。
本構成によれば、分流経路は、抵抗を有する素子が接続されていない区間と温度特性が同じ材質が用いられているため、外部からの熱の影響を受けた場合であっても、精度の高い電流検出を行うことができる。
このようにすれば、バスバーからの分流電流を電流センサが検出するため、比較的大電流を容量の小さい電流センサを用いて検出可能となる。
このようにすれば、通電電流の小さい電流の検出結果の信号は、絶縁基板の導電路に通電させることができる。
このようにすれば、複数の電力端子をバスバーに接続するだけで、バスバーの電流を検出することができる。
このようにすれば、並列回路の抵抗値が導電路の内部抵抗に対してかなり大きいために電流の検出精度の低下を生じるおそれがある場合に、抵抗を有する素子が接続されていない区間の内部抵抗を大きくすることができるため、電流の検出精度の低下を抑制することが可能になる。
実施形態1を図1ないし図6を参照しつつ説明する。
電気接続箱10は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両(図示しない)においてバッテリ等の電源からモータ等の負荷に至る経路に配され、例えば、熱の影響を受けやすいエンジンルーム内に搭載される。
(電気接続箱10)
電気接続箱10は、図1に示すように、回路構成体11と、回路構成体11が収容されるケース30とを備えている。ケース30は、箱形の金属からなるケース本体31と、回路基板12に重ねられる放熱部材32とを備えている。放熱部材32は、熱伝導性が高い金属材料からなり、絶縁性の接着剤を介して回路基板12に重ねられている。
回路構成体11は、図2〜図4に示すように、回路基板12と、回路基板12に装着される電流センサ25等の複数の電子部品(電流センサ25以外は図面上省略)と、を備えている。なお、図2〜図4では、長方形状の回路基板12の全面のうち、1つの角部側を図示し、他は省略している。
回路基板12は、絶縁板の表面に銅箔等の金属からなる導電路(図示しない)がプリント配線技術により形成されてなる絶縁基板13と、導電路の形状に応じた形状の板状の金属からなるバスバー18とを備えている。絶縁基板13には、端子挿通孔14と、部品装着孔15と、連通孔16A,16Bとが貫通形成されている。部品装着孔15は、装着される電子部品(FET(Field Effect Transistor),IC(Integrated Circuit),抵抗,コンデンサ等)の形状に応じた長方形状であって、電子部品の端子を絶縁基板13及びバスバー18のそれぞれの導電路に接続できるように形成されている。連通孔16A,16Bは、円形状であって、導電性を有する内壁を有し、絶縁基板13の導電路に連なる位置に開孔している。連通孔16A,16B内の半田付け等により連通孔16A,16Bと直下のバスバー18とが電気的に接続される。
電流センサ25は、ホール素子を利用するホール式の電流センサ(非接触式電流センサ)であり、抵抗を有する素子が接続されていない並列回路の分流電流を非接触で検出する。電流センサ25は、図5に示すように、扁平な長方形状のパッケージ26にホール素子が収容されるとともに、パッケージ26の側面から8つの端子28A〜28Hが突出している。端子28A〜28Hは、絶縁基板13の表面の導電路に半田付けにより接続されている。
本実施形態によれば、導電路(バスバー18)のうち、分岐点23A,23B間(抵抗を有する素子が接続されていない区間)については、当該区間の内部抵抗RAと、当該区間に並列に接続された並列回路の内部抵抗RB+RCとの比率の逆数で分流された分流電流I2が並列回路に流れる。この分流電流I2を電流センサ25が検出すれば、この分流電流I2と内部抵抗の比率とに基づいて導電路の電流を検出することが可能になる。これにより、導電路(バスバー18)のうち、分岐点23A,23B間については、電流検出の際に抵抗素子(抵抗を有する素子)に通電することによる抵抗損失を生じさせることなく、導電路の電流を検出することが可能になる。
抵抗を有する素子が分流経路に接続されると、この素子の温度特性により、電流検出の精度が低下するおそれがあるが、本実施形態によれば、抵抗を有する素子が分流経路に接続されないため、素子の温度特性の影響を受けないとともに、本流経路と分流経路とで温度特性(温度−抵抗特性)が同じ材質(全て銅又は全て銅合金)が用いられているため、エンジンルーム内のように外部からの熱の影響を受ける環境においても、精度の高い電流検出を行うことができる。なお、電流検出に影響を与えない程度の差異を有する異なる材質を温度特性が同じ材質に含めてもよい。
このようにすれば、バスバー18からの分流電流I2を電流センサ25が検出するため、比較的大電流を容量の小さい電流センサ25を用いて検出可能となる。
このようにすれば、通電電流の小さい電流の検出結果の信号は、絶縁基板13の導電路に通電させることができる。
このようにすれば、並列回路の抵抗値RB+RCが導電路の内部抵抗RAに対してかなり大きいために電流の検出精度の低下を生じるおそれがある場合に、バスバー18(抵抗を有する素子が接続されていない区間)の内部抵抗RAを大きくすることができるため、検出精度の低下を抑制することが可能になる。
実施形態2について、図7,図8を参照して説明する。実施形態1では、絶縁基板13にバスバー18が重ねられていたが、実施形態2の回路構成体40は、絶縁基板13とバスバー18とが同一平面上に間隔を空けて配置されるものである。他の構成は実施形態1と同一であるため、実施形態1と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
このようにすれば、複数の電力端子28A〜28Dをバスバー18に接続するだけで、バスバー18からの分流電流I2を検出することができる。
実施形態3について、図9を参照して説明する。上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態3の回路構成体41は、図9に示すように、絶縁板に銅箔の導電路がプリント配線された絶縁基板45がバスバー18に間隔を空けて重なる位置に配置されており、絶縁基板45における電流センサ43の近傍には、円形状の貫通孔42Aが貫通形成されている。また、電流センサ43における左側の4本の電力端子44は、右側の端子28E〜28Hよりも長く形成されており、貫通孔42Aを貫通して、先端部がバスバー18に半田Sで半田付けされて接続されている。
実施形態4について、図10,図11を参照して説明する。実施形態4の回路構成体45は、同一平面上に間隔を空けて配置された絶縁基板46とバスバー18とがワイヤボンディングによって接続されるものである。以下では、上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態5について、図12を参照して説明する。実施形態5の回路構成体50は、実施形態4とは異なり、バスバー18に絶縁基板61が積層されており、両側のランド47Bに半田付けされた一対のボンディングワイヤ53の他端側を、絶縁基板61を貫通する貫通孔52に通して、バスバー18に半田Sで半田付けするものである。他の構成は、実施形態4と同一であるため説明は省略する。
実施形態6について、図13〜図16を参照して説明する。
実施形態6は、1つのバスバー60における抵抗を有する素子が接続されていない区間B1に通電方向に沿って延びるスリット61を形成することにより、電流を分流させる複数の電流経路62,63を形成したものである。
上記実施形態によれば、バスバーにスリットによって複数の電流経路を形成するという簡素な構成で、バスバーの電流を分流させることができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)電流センサ25は、ホール素子からの出力信号を出力電圧に変換するICとがパッケージ化されたホールICを用いてもよい。また、ホール式の電流センサに限られず、他の電流センサを用いてもよい。他の非接触型の電流センサや、非接触型ではない接触型の電流センサとしてもよい。また、電流センサ25における電力端子28A〜28Dの数は、4本に限られない。例えば、電力端子を2本としてもよい。
(2)回路基板12は、絶縁基板とバスバーとから構成されたが、絶縁基板とバスバーの一方のみから構成されるようにしてもよい。
(4)電気接続箱10が搭載される位置は、車両のエンジンルームに限られず、他の箇所にも搭載することができる。また、車両以外に搭載してもよい。
(5)電流センサは、直流電流を検出するものであったが、交流電流を検出してもよい。
11,40,41,45,50: 回路構成体
12: 回路基板
13,45,46,51,54: 絶縁基板
16: 連通孔
18,60,69,70、71: バスバー
20: 迂回導電路
25,43: 電流センサ
28A〜28D,44A〜44D: 電力端子
28F: 出力端子30: ケース
48,53: ボンディングワイヤ
61: スリット
62: 本流経路(電流経路)
63: 分流経路(電流経路)
I1: 電流
I2: 分流電流
RA,RB,RC: 内部抵抗
S: 半田
Claims (8)
- 導電路としてのバスバーを有する回路基板と、
前記バスバーのうち、抵抗を有する素子が接続されていない区間に並列に接続されて当該導電路から分流した電流を検出する電流センサと、を備え、
前記バスバーにおける前記抵抗を有する素子が接続されていない区間は、通電方向に沿って延びるスリットによって一方の側の電流経路と他方の側の電流経路とに分けられており、前記一方の側の電流経路に電流センサが接続されている回路構成体。 - 前記分流した電流が流れる分流経路の材質は、前記導電路のうち、抵抗を有する素子が接続されていない区間の材質と温度特性が同じ材質とされている請求項1に記載の回路構成体。
- 前記回路基板は、絶縁板に金属箔の導電路が形成された絶縁基板と、前記絶縁基板に重ねられる導電路としての前記バスバーと、を備え、前記抵抗を有する素子が接続されていない区間は前記バスバーの経路に配されている請求項1又は請求項2に記載の回路構成体。
- 前記絶縁基板と、前記バスバーとは積層されている請求項3に記載の回路構成体。
- 前記電流センサは、前記抵抗を有する素子が接続されていない区間に並列に接続される複数の電力端子と、電流の検出結果の信号を出力する出力端子とを備え、
前記出力端子は、前記絶縁基板の導電路に接続されている請求項3又は請求項4に記載の回路構成体。 - 前記複数の電力端子は、前記バスバーに接続されており、前記抵抗を有する素子が接続されていない区間は、前記複数の電力端子間である請求項5に記載の回路構成体。
- 前記導電路のうち、前記抵抗を有する素子が接続されていない区間は迂回するように形成されている請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の回路構成体。
- 請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の回路構成体と、前記回路構成体を収容するケースとを備える電気接続箱。
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