CN105339800A - 分流电阻式电流传感器 - Google Patents

Abstract

一种分流电阻式电流传感器(1)，包括：汇流条(10)；电路板(20)，其安置成与汇流条(10)对置；连接端子，其电连接所述汇流条(10)和所述电路板(20)；以及电压检测IC(30)，其安装在电路板(20)上，并且为了检测流经汇流条(10)的待测量电流的大小而检测施加到汇流条(10)的电压。连接端子与所述汇流条(10)一体地形成为从汇流条(10)的缘部延伸的延伸片，连接端子的板厚比汇流条(10)的板厚小的区域设定在从端子的先端侧的预定范围中，并且连接端子的先端侧贯通电路板(20)，并且与电路板(20)相连接。

Description

分流电阻式电流传感器

技术领域

本发明涉及一种分流电阻式电流传感器。

背景技术

为了检测脉冲电流、大的AC电流等，已经提出一种分流电阻式电流传感器，其中要测量的电流流入具有已知电阻值的分流电阻内，并且检测跨越分流电阻产生的电压降，从而测量要测量的电流的大小。例如，在诸如汽车这样的车辆中，有时将称作汇流条的金属片用于功率分配，并且汇流条对应于电流路径的部分用作分流电阻器。将电路板安置成与汇流条相对。为了检测流经汇流条的要测量的电流的大小，电路板安装了电压检测IC用于检测施加到分流电阻器的电压大小。

专利文献1公开一种电流传感器，其构造成包括：汇流条，其插入充当测量主体的电流路径中；以及电路板，其中含有用于电流测量的电路，并且利用销状部件作为汇流条与电路板之间的连接端子。在这样的电流传感器中，销状部件直立在电路板上，并且连接端子的先端侧贯穿电路板，并且从而汇流条与电路板电地并且机械地连接。

另一方面，由于根据专利文献1的方法使用分开设置的销状部件，所以该方法可能导致成本增加以及组装步骤数量的增加。从而，还考虑将连接端子自身与汇流条一体地形成的方法。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP-A-2005-188973

发明内容

技术问题

在使用汇流条作为电池端子的情况下，诸如起动期间几百安培的电流流入汇流条。鉴于此，要求汇流条配备为具有低电阻。然而，在该情况下，通常汇流条的板厚变为1mm以上。从而，在连接端子与汇流条一体地形成的情况下，连接端子根据汇流条的板厚而变厚。结果，在连接端子贯通电路板的情况下可能导致以下问题。首先，因为在电路板侧上需要大的通孔，所以要求电路板具有对应于这些通孔的充足的空间。第二，因为连接端子的热量耗散的温度降低程度大，所以到电路板的焊接操作是困难的。第三，如果在汇流条与电路板之间产生热膨胀差，则由于连接端子不可能变形，不能够释放应力，因此，可能由于焊接部中产生裂缝而降低可靠性。

鉴于前述情况做出本发明，并且本发明的目的是提供一种分流电阻式电流传感器，其能够连接端子与汇流条一体地形成的同时，在连接端子与电路板之间满意地进行连接。

问题解决方案

通过以下构造实现本发明的前述目的。

(1)一种分流电阻式电流传感器，包括：

大致平板状的汇流条；

电路板，该电路板安置成与所述汇流条对置；

连接端子，该连接端子电连接在所述汇流条与所述电路板之间；以及

电压检测器，该电压检测器安装在所述电路板上，并且为了检测流经所述汇流条的待测量电流的大小，而检测施加到所述汇流条的电压，其中

所述连接端子与所述汇流条一体地形成为从所述汇流条的缘部延伸的延伸片，所述连接端子的板厚比所述汇流条的板厚减小的区域设定在从所述连接端子的先端侧的预定范围中，并且所述连接端子的所述先端侧贯通所述电路板，并且从而所述连接端子连接到所述电路板。

(2)在(1)中描述的分流电阻式电流传感器，其中在从板厚减小的预定范围偏离的位置处，所述连接端子向所述电路板侧弯曲。

(3)在(1)或(2)中描述的分流电阻式电流传感器，其中所述连接端子都包括：

基部，该基部形成为具有与所述汇流条的板厚相同的板厚，并且具有第一宽度；以及

先端部，该先端部形成为具有比所述汇流条的板厚小的板厚，并且具有比所述第一宽度小的第二宽度，并且

连接端子在基部中向电路板弯曲，并且先端部贯通电路板。

(4)在(1)中描述的分流电阻式电流传感器，其中所述连接端子在板厚减小的预定范围中的位置处向所述电路板侧弯曲。

(5)在(4)中描述的分流电阻式电流传感器，其中，所述预定范围设定为从所述先端侧到所述汇流条的所述缘部的整个区域。

发明的有益效果

根据本发明，在从连接端子的先端侧的预定范围中，设定了其板厚比汇流条的板厚减小的区域，并且然后每个连接端子的先端侧贯通电路板。从而，因为电路板侧不需要大的通孔，所以电路板不需要具有大的空间。此外，因为能够使得每个连接端子的热量耗散小，所以能够抑制难以对电路板进行焊接加工这样的问题。此外，因为连接端子容易变形，所以即使在汇流条与电路板之间产生热膨胀差，也能够释放应力。从而，能够抑制诸如焊接部分中产生裂纹这样的可靠性劣化。以该方式，能够在一体地形成连接端子与汇流条的同时，满意地进行连接端子与电路板之间的连接。

附图说明

图1是示意性地示出根据第一实施例的分流电阻式电流传感器的顶视图。

图2是示意性地示出根据第一实施例的分流电阻式电流传感器的底视图。

图3是示意性地示出图1所示的分流电阻式电流传感器的侧视图。

图4是示意性地示出汇流条的截面图。

图5是示意性地示出汇流条的制造方法的说明图。

图6是示意性地示出汇流条的制造方法的说明图。

图7是示意性地示出汇流条的制造方法的说明图。

图8是示意性地示出汇流条的制造方法的说明图。

图9是示意性地示出分流电阻式电流传感器的使用状态的说明图。

图10是示意性地示出汇流条的截面图。

参考标记列表

1分流电阻式电流传感器

10汇流条

20电路板

30电压检测IC(电压检测器)

41电压检测端子

41a基部

41b先端部

42电压检测端子

42a基部基部

42b先端部

43接地端子

43a基部

43b先端部

70电池

71电池极柱

SR分流电阻部

W线束

具体实施方式

图1是示意性地示出根据实施例的分流电阻式电流传感器1的顶视图。图2是示意性地示出根据实施例的分流电阻式电流传感器1的底视图。图2是示意性地示出图1所示的分流电阻式电流传感器1的侧视图，并且示出从板的下侧观看的图1所示的分流电阻式电流传感器1的状态。分流电阻式电流传感器1用作电池端子，并且主要由汇流条10和电路板20构成。

汇流条10是大致平板状的导电部件，并且由例如铜锰合金、铜镍合金等构成。汇流条10的一部分能够充当分流电阻部SR。汇流条以如下方式构成：当电流在汇流条10中流动时，要测量的电流在分流电阻部SR中流动。汇流条10形成为通过按压加工板状钢件而具有期望的形状。

在该实施例中，汇流条10形成为例如大致U形。分流电阻部SR位于汇流条的中心处。通孔11和12分别形成在汇流条的两个端侧处。一个通孔11充当用于电池极柱的孔，并且另一个通孔12充当用于固定线束的孔。

分流电阻式电流传感器1包括分别与正电极和负电极相对应的一对电压检测端子41和42。电压检测端子41和42分别电连接在电路板20与汇流条10之间，并且还将电路板20电连接到汇流条10。在汇流条10用作电池端子并且装接到电池负电极侧上的电池极柱的情况下，一个电压检测端子41对应于正电极测的电压检测端子，并且另一个电压检测端子42对应于负电极侧的电压检测端子。电压检测端子41和42设置在分别与分流电阻部SR的两端相对应的位置处。

在该实施例中，电压检测端子41和42分别构造成从汇流条10的对应边缘部延伸的带状延伸片。电压检测端子41和42从各自边缘部在相反的方向上交替地延伸，从而互相相对并且并行地并置。电压检测端子41和42以通过冲压加工而与汇流条10同时地形成的方式与汇流条10一体地形成。电压检测端子41和42具有相应的构造。后文中，将以电压检测端子42作为实例做出说明。

图4是示意性地示出沿着图1中的线A-A的汇流条10的截面的说明图。电压检测端子42以如下方式构成：汇流条10的边缘部延伸，而后向电路板20侧弯曲。即，电压检测端子构造为大致L形。该端子向着弯曲位置的先端侧部线性地延伸，并且贯通电路板20，从而与电路板20相连接(见图2)。

具体地，电压检测端子42具有如下构成：基部42a，其连接到汇流条10；以及先端部42b，其位于基部42a的先端。基部42a具有与汇流条10的板厚相同的板厚，并且设定为具有与基部42a的板厚大致相同的宽度(在与端子的延伸方向正交的方向上的宽度)。基部42a在其中部向电路板20侧弯曲。另一方面，先端部42b设定成具有比汇流条10，即基部42a的板厚小的板厚。此外，先端部设定成具有与先端部42b的板厚大致相同的宽度，即，具有小于基部42a的板厚的宽度。先端部42b贯通电路板20。先端部42b以如下方式构成：形成从汇流条10的边缘部延伸的带状延伸片，而后延伸片经受厚度减小加工，用以减小其相对于其先端侧的预定范围的板厚。稍后将说明该处理的细节。

因为形成在电路板20处的通孔的内径与先端部42b的外径相匹配，所以仅先端部42b贯通电路板20，而基部42a不能够进入通孔。从而，在汇流条10与电路板20之间，弯曲位置处存在从基部42a到先端部42b的长度的缝隙。以该方式，电压检测端子42连接到与汇流条10分离的电路板20。

分流电阻式电流传感器1还包括接地端子43。接地端子43电连接在汇流条10与电路板20之间，并且此外，与一对电压检测端子41和42相同，将电路板20机械连接到汇流条10。该接地端子43关于流经汇流条10的电流的电流路径安置得比一对电压检测端子41和42向外。换言之，接地端子43安置得比分流电阻部SR向外。在该实施例中，接地端子43设置在另一个电压检测端子42与用于电池极柱的通孔11之间。

接地端子43以如下方式构造成从汇流条10的边缘部延伸的带状延伸片：汇流条10的边缘部延伸，而后向电路板20侧弯曲，并且其先端区域贯通电路板20(参见图2)。因为接地端子43的具体构造与电压检测端子41和42的具体构造大致相同，所以将省略其详细说明。

再次参考图1至3，电路板20安置成在其间具有预定空间的状态下与汇流条10相对。一对电路图案(未示出)形成在电路板20上。一对电路图案中的一个电路图案的各个端部连接到分别贯通电路板20的电压检测端子41和42。一对电路图案中的另一个电路图案的各个端部连接到后文描述的电压检测IC30。此外，接地图案(未示出)形成在电路板20上。接地图案的一端部连接到贯通电路板20的接地端子43，并且其另一端部连接到电压检测IC30。各个电压检测端子41、42与电路图案之间的连接以及接地端子43与接地图案之间的连接分别通过例如焊接进行。

电压检测IC30安装在电路板20上，并且连接到分别形成在电路板20上的电路图案和接地图案。能够将主要由CPU、ROM、RAM和I/O接口构成的微机用作电压检测IC30。为了检测流经汇流条10的待测量的电流的大小，电压检测IC30(电压检测器)经由一对电压检测端子41、42检测施加到汇流条10的电压作为施加到电路板20的电压。即，电压检测IC30检测跨越汇流条10的分流电阻部SR产生的电压降，并且然后基于电压降检测所测量到的流经汇流条10的电流。

图5至8是示出用于分流电阻式电流传感器1的汇流条10的制造方法的说明图。首先，如图5所示，通过冲压加工板状钢件一体地形成电压检测端子41、42和接地端子43。电压检测端子41、42和接地端子43均形成为从汇流条10的对应的边缘部延伸的延伸片，并且设定成具有与汇流条10的板厚大致相同的宽度。

然后，如图6所示，相对于其先端侧的，即对应的先端部41b、42b和先端部43b的对应的一个先端部的预定范围，端子41、42和43均经受用以减小其板厚的冲压加工。通过该冲压加工(厚度减小加工)，先端部41b、42b和43b的板厚分别设定成小于基部41a、42a和基部43a的板厚。先端部41b、42b和43b在该冲压加工之后的宽度分别变得大于基部41a、42a和43a的宽度。

从而，如图7所示，先端部41b、42b和43b均经受冲压加工，并且然后移除其过大的区域。在该情况下，在厚度减小加工之后，先端部41b、42b和43b的各自的宽度设定为与其板厚大致相同。如此，先端部41b、42b和43b的宽度设定成分别小于基部41a、42a和43a的宽度。顺便地，减小先端部41b、42b和43b的宽度的方法不限于冲压加工，而是可以通过切削加工等实现。

接着，如图8所示，为了实现与电路板20连接，端子41、42和43分别经受将基部41a、42a和43a在其中部弯曲的弯曲加工。换言之，分别将端子41、42和43的弯曲位置设定到基部41a、42a和43a。如上所述，因为先端部41b、42b和43b均经受厚度减小加工，所以在它们中产生了加工硬化。鉴于此，弯曲位置分别设定到基部41a、42a和43a，从而在从加工硬化区域偏离的位置处进行弯曲加工。

以该方式通过一系列这样的处理制造分流电阻式电流传感器1中使用的汇流条10。

图9是示意性地示出根据实施例的分流电阻式电流传感器1的使用状态的说明图。根据实施例的分流电阻式电流传感器1的汇流条10用作能够用于电池70的电池端子。例如，汇流条10的一个通孔11借助螺栓14和螺母15连接到电池极柱71的负电极侧(见图1)。此外，另一通孔12经由线束固定螺丝73连接到线束W。

以该方式，根据实施例的分流电阻式电流传感器1包括：汇流条10；电路板20，其安置成与汇流条10对置；连接端子，其电连接在汇流条10与电路板20之间；以及电压检测IC30，其安装在电路板20上，并且为了检测流经汇流条10的待测量电流的大小，而检测施加到汇流条10的电压。每个连接端子都作为从汇流条10的对应的边缘部延伸的延伸片而与汇流条10一体地形成。每个连接端子的板厚比汇流条的板厚减小的区域都设定在其先端侧的预定范围中。每个连接端子的先端侧都贯通电路板20，并且从而每个连接端子都连接到电路板20。在该实施例中，连接端子与一对电压检测端子41、42以及接地端子43相对应。

以该方式，根据实施例，板厚比汇流条10的板厚减小的区域设定在连接端子的先端侧的预定范围中，并且然后连接端子的先端侧贯通电路板20。从而，因为电路板20侧不需要大的通孔，所以电路板20不需要具有大的空间。此外，因为能够使得连接端子的热量耗散小，所以能够抑制难以对电路板20进行焊接加工这样的问题。此外，因为连接端子容易变形，所以即使在汇流条10与电路板20之间产生热膨胀差，也能够解除应力。从而，能够抑制诸如焊接部分中产生裂纹这样的可靠性劣化。以该方式，能够在一体地形成连接端子与汇流条10的同时，满意地进行连接端子与电路板20之间的连接。

此外，在该实施例中，连接端子具有以下构成：基部，其形成为具有与汇流条10的板厚相同的板厚，并且具有第一宽度；以及先端部，其形成为具有比汇流条10的板厚减小的板厚，以及比第一宽度小的第二宽度。连接端子在基部中向电路板20弯曲，并且先端部贯通电路板20。

在通过进行用于减小板厚的厚度减小加工来形成先端部的情况下，在先端部中产生加工硬化。在一体地形成汇流条10与连接端子的情况下，为了进行到电路板20的连接，需要对连接端子的弯曲加工。在该情况下，如果遍及整个连接端子进行厚度减小加工，则鉴于加工硬化而需要进行弯曲加工。然而，因为连接端子分为基部和先端部，并且然后选择性地进行厚度减小加工，所以能够容易地实现连接端子的弯曲加工。

在此方面，在该实施例中，连接端子在弯曲位置处向电路板侧弯曲，该弯曲位置设定在基部处(即，从板厚减小的预定范围偏离的位置)。然而，如图10所示，弯曲位置可以设定在先端部(即，在板厚减小的预定范围中的位置)，并且可以在先端部处进行弯曲加工。根据前者的方法，先端部不能够设定在超出弯曲部的范围中。相比之下，根据后者的方法，因为先端部还能够设定在超出弯曲部的范围中，所以先端部在连接端子中的比例增加。

根据该构造，虽然与在基部处进行弯曲加工的情况下比弯曲可加工性可能退化，但是可能以高的概率存在能够忽略这样的退化的其它加工模式。此外，有利的是，能够有效地松弛作用在电路板与各个连接端子之间的连接部上的应力。这是因为，由于应力松弛取决于部件之间的厚度差，所以板厚比基部的板厚小的先端部可能变形，并且因此对于应力减轻是有效的。

顺便地，在该实施例中，连接端子由基部和先端部构成，并且板厚减小的区域设定在从先端侧的预定范围中。然而，预定范围(先端部)可以设定从先端侧到汇流条的基部的全部区域，而不设置基部。通过这样，能够更加有效地松弛作用在电路板与连接端子之间的连接部上的应力。

此处，将在以下[1]至[5]中简要总结和列出以上描述的根据本发明的分流电阻式电流传感器的实施例的特征。

[1]一种分流电阻式电流传感器(1)，包括：

大致平板状的汇流条(10)；

电路板(20)，该电路板安置成与所述汇流条(10)对置；

连接端子，该连接端子电连接在所述汇流条(10)与所述电路板(20)之间；以及

电压检测器(电压检测IC30)，该电压检测器安装在所述电路板(20)上，并且为了检测流经所述汇流条(10)的待测量的电流的大小，而检测施加到所述汇流条的电压，其中

所述连接端子与所述汇流条(10)一体地形成为从所述汇流条(10)的缘部延伸的延伸片，所述连接端子的板厚比所述汇流条(10)的板厚减小的区域设定在从所述连接端子的先端侧的预定范围中，并且所述连接端子的所述先端侧贯通所述电路板(20)，并且从而所述连接端子连接到所述电路板(20)。

[2]在[1]中描述的分流电阻式电流传感器(1)，其中，在从板厚减小的预定范围偏离的位置处，所述连接端子向所述电路板(20)侧弯曲。

[3]在[1]或[2]中描述的分流电阻式电流传感器(1)，其中每个所述连接端子都具有以下构成：

基部(41a、42a)，该基部形成为具有与所述汇流条(10)的板厚相同的板厚，并且具有第一宽度；以及

先端部(41b、42b)，该先端部形成为板厚比所述汇流条(10)的板厚减小的板厚，并且具有比所述第一宽度小的第二宽度，并且

所述连接端子在所述基部(41a、42a)内向所述电路板(20)侧弯曲，并且所述先端部贯通所述电路板(20)。

[4]在[1]中描述的分流电阻式电流传感器(1)，其中所述连接端子在板厚减小的预定范围内的位置处向所述电路板(20)侧弯曲。

[5]在[4]中描述的分流电阻式电流传感器(1)，其中，所述预定范围设定为从所述先端侧到所述汇流条的所述缘部的整个区域。

已经参考具体实施例给出本发明的详细说明，但是本领域技术人员需要理解的是，能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型。

本发明是基于2013年7月18日提交的日本专利申请(日本专利申请No.2013-149283)，该专利申请的内容通过引用并入本文。

工业适用性

根据本发明，在与汇流条一体地形成连接端子的同时，连接端子能够满意地连接到电路板。产生该优势效果的本发明在分流电阻式电流传感器中是有益的。

Claims (5)

1.一种分流电阻式电流传感器，包括：

大致平板状的汇流条；

电路板，该电路板安置成与所述汇流条对置；

连接端子，该连接端子电连接在所述汇流条与所述电路板之间；以及

电压检测器，该电压检测器安装在所述电路板上，并且为了检测流经所述汇流条的待测量电流的大小，而检测施加到所述汇流条的电压，其中

所述连接端子与所述汇流条一体地形成为从所述汇流条的缘部延伸的延伸片，所述连接端子的板厚比所述汇流条的板厚减小的区域设定在从所述连接端子的先端侧的预定范围中，并且所述连接端子的所述先端侧贯通所述电路板，并且从而所述连接端子连接到所述电路板。

2.根据权利要求1所述的分流电阻式电流传感器，其中在从所述板厚减小的所述预定范围偏离的位置处，所述连接端子向电路板侧弯曲。

3.根据权利要求1或2所述的分流电阻式电流传感器，其中所述连接端子包括：

基部，该基部形成为具有与所述汇流条的所述板厚相同的板厚，并且具有第一宽度；以及

先端部，该先端部形成为具有比所述汇流条的所述板厚减小的板厚，并且具有比所述第一宽度小的第二宽度，并且

所述连接端子在所述基部中向所述电路板侧弯曲，并且所述先端部贯通所述电路板。

4.根据权利要求1所述的分流电阻式电流传感器，其中所述连接端子在所述板厚减小的所述预定范围中的位置处向所述电路板侧弯曲。

5.根据权利要求4所述的分流电阻式电流传感器，其中所述预定范围设定成从所述先端侧到所述汇流条的所述缘部的整个范围。