| 【発明の名称】 |
電圧センサ |
| 【発明者】 |
【氏名】中嶋 清
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| 【要約】 |
【課題】ドロッパ抵抗の発熱による磁気回路への熱的影響を排除でき、小型化や高密度実装の要求に十分に対応し得る電圧センサを提供する。
【解決手段】ドロッパ抵抗２６及び磁気回路ユニット２４を備えるセンサ本体１４を、ドロッパ抵抗２６が外部に露出するようにハウジング１０に収容し、ハウジング１０のドロッパ抵抗２６が露出している開口面をカバー１２で覆って一体化してなる電圧センサであって、前記カバー１２は、ハウジング１０に被嵌された状態においてドロッパ抵抗２６を搭載したプリント基板２０の表面に至る隔壁３２と、該カバー１２を形成し、ドロッパ抵抗２６と対面する箇所に放熱用スリット３４が開口された壁面とによりドロッパ抵抗２６を包囲することを特徴とする圧電センサ。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ドロッパ抵抗及び磁気回路ユニットを備えるセンサ本体を、ドロッパ抵抗が外部に露出するようにハウジングに収容し、ハウジングのドロッパ抵抗が露出している開口面をカバーで覆って一体化してなる電圧センサであって、前記カバーは、ハウジングに被嵌された状態においてドロッパ抵抗を搭載したプリント基板の表面に至る隔壁と、該カバーを形成し、ドロッパ抵抗と対面する箇所に放熱用スリットが開口された壁面とによりドロッパ抵抗を包囲することを特徴とする圧電センサ。
【請求項２】 センサ本体が、ドロッパ抵抗を搭載した第一のプリント基板と、磁気回路ユニットを搭載した第二のプリント基板とから構成されるとともに、前記第一及び第二のプリント基板を磁気回路ユニットがハウジング内に収容され、かつドロッパ抵抗が外部に露出するように配置してハウジングに収容したことを特徴とする請求項１に記載の電圧センサ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電圧センサに関し、より詳細にはドロッパ抵抗からの発熱が磁気回路ユニットに伝熱することを防止した電圧センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】電圧センサの一つに、「ゼロ磁束法」と呼ばれる測定原理に基づき構成されるものがある。この電圧センサは、図４に示されるように、測定電圧Ｖ１をドロッパ抵抗ＲＤにより電流ＩINに変換し、これを磁気回路１の一次巻線２に流す一方、磁気回路１の二次巻線３側に形成された空隙内にホール素子４を配置して構成され、測定電圧源からの電流ＩINにより磁気回路１の空隙に発生した磁束をホール素子４で検知するとともに電圧に変換し、この電圧出力を増幅素子５、相補型トランジスタ６、６で構成される増幅回路により増幅し、これを二次巻線３に電流として流し、その出力電流ＩOUT を得るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した「ゼロ磁束法」に基づく電圧センサはドロッパ抵抗ＲＤを必須部品として備えるため、このドロッパ抵抗ＲＤからの発熱は避けられず、測定電圧Ｖ１が大きくなるほどその発熱量も大きくなり、磁気回路１や周辺回路要素に影響を及ぼす場合も出てくる。一般的に磁気特性は熱に対して敏感であり、特に磁気回路１への熱的影響を排除することが重要である。
【０００４】しかしながら、電圧センサは、ドロッパ抵抗ＲＤや磁気回路１を一括してハウジング内に収容し、測定電圧側及び外部機器側への接続のためのリード線を外部に引出して使用されるのが一般的であり、多くの場合ドロッパ抵抗ＲＤと磁気回路１とが近接している。しかも、近年では省スペース化のためにハウジングの小型化や実装の高密度化の要求が高まっており、上記したドロッパ抵抗ＲＤからの発熱対策が大きな課題となっている。特に、電気自動車のバッテリのように、高電圧源を有する装置や機器での電圧センサの使用を考慮すると、この発熱の問題は極めて重大である。
【０００５】本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、ドロッパ抵抗の発熱による磁気回路への熱的影響を排除でき、小型化や高密度実装の要求に十分に対応し得る電圧センサを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的は、本発明の、（１）ドロッパ抵抗及び磁気回路ユニットを備えるセンサ本体を、ドロッパ抵抗が外部に露出するようにハウジングに収容し、ハウジングのドロッパ抵抗が露出している開口面をカバーで覆って一体化してなる電圧センサであって、前記カバーは、ハウジングに被嵌された状態においてドロッパ抵抗を搭載したプリント基板の表面に至る隔壁と、該カバーを形成し、ドロッパ抵抗と対面する箇所に放熱用スリットが開口された壁面とによりドロッパ抵抗を包囲することを特徴とする圧電センサ、及び、（２）センサ本体が、ドロッパ抵抗を搭載した第一のプリント基板と、磁気回路ユニットを搭載した第二のプリント基板とから構成されるとともに、前記第一及び第二のプリント基板を磁気回路ユニットがハウジング内に収容され、かつドロッパ抵抗が外部に露出するように配置してハウジングに収容したことを特徴とする上記（１）に記載の電圧センサ、により達成される。本発明の上記電圧センサは、ドロッパ抵抗と磁気回路ユニットとが隔壁により熱的に遮断され、更にドロッパ抵抗からの発熱は放熱用スリットから外部に放出されるため、高電圧源を有する機器や装置でも正確かつ安定した電圧測定が可能となり、また小型化や高密度実装を実現できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る電圧センサの分解斜視図、図２は同組立状態を示す外観斜視図、図３は同断面図を示している。
【０００８】図示されるように、本発明の電圧センサは、上面開口した矩形状のハウジング１０と、ハウジング１０の開口面を蓋するカバー１２と、ハウジング１０内に収容される電圧センサ本体１４と、カバー１２の上部に引出される測定電圧入力用のリード線１６、およびカバー１２の一側部に引出される外部機器接続用のリード線１８とから概略構成されている。測定電圧入力用のリード線１６には、絶縁を目的としてコルゲートチューブ３６が巻装され、端子３８に測定電圧源が接続される。また、リード線１８の一方の端部にはコネクタ４０が接続されており、図示は省略される外部機器との接続を可能としている。
【０００９】センサ本体１４は、図４に示した回路を形成するように成される。即ち、ドロッパ抵抗２６と、図示は省略される磁気回路、一次及び二次卷線、ホール素子、増幅素子、相補型トランジスタを図４の如く結線してなる磁気回路ユニット２４とを備える。ここで、センサ本体１４は、単一のプリント基板にドロッパ抵抗２６や磁気回路ユニット２４を搭載して構成してもよいが、小型化や実装高密度化のために複数のプリント基板に分割し、ハウジング１０の形状に合致するように立体的に結合させて構成することが好ましい。
【００１０】その場合、センサ本体１４は、その表面が略２分され、一方のエリアにドロッパ抵抗２６が搭載され、他方のエリアに測定電圧入力用リード線１６の接続用端子並びに第二のプリント基板２２を挿通可能な開口２１が形成された第一のプリント基板２０と、その表面が略２分され、一方のエリアに磁気回路ユニット２４を搭載し、他方のエリアに外部機器接続用リード線１８が接続された第二のプリント基板２２とを、図４に示す回路を形成するように結合して構成される。また、第一のプリント基板２０と第二のプリント基板２２とは、第一のプリント基板２０の開口２１から第二のプリント基板２２の外部機器接続用リード線１８が接続された側の端部が突出するように直交配置される。上記の構成により、センサ本体１４は、第二のプリント基板２２の磁気回路ユニット２４が第一のプリント基板のドロッパ抵抗２６が搭載された面とは反対側に位置する立体配置を採る。
【００１１】一方、ハウジング１０の開口縁内側には段部１０ａが形成されており、第一のプリント基板２０を、そのドロッパ抵抗２６の搭載面が露出するように嵌合させることにより、センサ本体１４は、磁気回路ユニット２４がハウジング１０の内部に収容された状態でハウジング１０に係止される。そして、ハウジング１０の開口面、即ちドロッパ抵抗２６が露出した面に、カバー１２を被嵌し、その四周をボルト２８で締付けて係止することによって電圧センサの組み付けが完了する。組み付け完了状態を図２に示す。
【００１２】カバー１２の内部には、図３に示すように、第二のプリント基板２２の外部機器接続用リード線１８の接続側端部を挟持する挟持片３０が垂設されている。また、カバー１２の内部には、第一のプリント基板２０の略中央部に相当する位置から第一のプリント基板２０の表面に当接するように延びる隔壁３２が垂設されている。従って、カバー１２を被嵌した状態において、ドロッパ抵抗２６は、カバー１２の壁面及び隔壁３２により包囲されるため、ドロッパ抵抗２６から発生した熱が磁気回路ユニット２４に伝導することはない。更に、カバー１２を形成する壁面には、ドロッパ抵抗２６と対面する箇所に複数の放熱用スリット３４が形成されており、ドロッパ抵抗２６から発生した熱を外部に放出することができる。
【００１３】以上のように、カバー１２により、ドロッパ抵抗２６は熱的に遮蔽され、更にドロッパ抵抗２６から発生した熱が外部に放出されるため、磁気回路ユニット２４への熱的影響は完全に排除される。
【００１４】また、カバー１２の上部には、リード線１６を引出すための開口１２ａが、コルゲートチューブ３６の外径よりも小径となるように形成されており、コルゲートチューブ３６を伸長してその外径を小さくした状態で開口１２ａに押し込むことにより、コルゲートチューブ３６がカバー１２の内部で拡開してリード線１６の抜けを防止する構造となっている、【００１５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係る電圧センサは、ドロッパ抵抗が熱的に遮蔽され、更にドロッパ抵抗から発生した熱が外部に放出されるため、磁気回路ユニットへの熱的影響を完全に解消することができる。従って、高電圧源を有する機器や装置でも問題無く使用でき、また小型化や高密度実装を実現できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６８９５
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月２４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】萩野 平 （外４名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１８３５２７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３５５３９２ |
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