CN103620421A - 电流检测装置以及电量计 - Google Patents

Abstract

本发明具备：被测定电流流过的导体（11）；多个线圈（12、13），配置于导体的周围；第1磁性体（14），与多个线圈的一端面相面对地设置，并将多个线圈磁短路；第2磁性体（15），与多个线圈的另一端面相面对地设置，将多个线圈磁短路，且供来自多个线圈的线圈配线通过的贯通孔（21、22）分别设于与多个线圈的另一端面相面对的位置。

Description

电流检测装置以及电量计

技术领域

本发明涉及通过磁电转换对流过导体的电流的大小进行检测的电流检测装置以及使用该电流检测装置的电量计。

背景技术

以往，对一般家庭或工厂、事务所等负载电流进行检测的电流检测装置广为人知。该电流检测装置例如具备：通过负载电流的流动来产生磁场的一次导体和对通过该一次导体所产生的磁场进行检测的磁电转换部（例如，参照专利文献1）。

磁电转换部是由在被称为环形铁芯的环状磁性体芯上卷绕了漆包线这样的导线的线圈形成的，将导线卷绕于磁性体芯的操作很耗费时间，因此，存在电流检测装置价格变高的问题点。

为了解决这样的问题，专利文献2公开了一种电流检测装置，该电流检测装置在产生与测定电流成正比的磁场的一次导体的周围设置多个线圈部和支持部，该多个线圈部对通过该一次导体11所产生的磁场进行检测，该支持部支撑这些多个线圈部并由以形成磁性串联的方式通过配线连接多个线圈部的磁性体构成；介由配线，将基于通过一次导体所产生的磁场而由多个线圈部所产生的电信号从输出端子输出。

图1为表示如专利文献2中所公开的以往的一般电流检测装置的构成的示意图。该电流检测装置在产生与测定电流的大小相应的磁场的一次导体11的周围设置对通过该一次导体11所产生的磁场进行检测的第1线圈12以及第2线圈13、和支撑这些第1线圈12以及第2线圈13并用于将这些线圈磁短路的第1磁性体14以及第2磁性体15，介由配线，将基于由一次导体11所产生的磁场而由第1线圈12所产生的电信号从输出端子17输出，并介由配线，将由第2线圈13所产生的电信号从输出端子18输出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005－37297号公报

专利文献2：日本特开2010－256141号公报

发明的概要

发明所要解决的课题

但是，上述以往的电流检测装置具有需要从第1线圈12至输出端子17以及从第2线圈13至输出端子18进行走线的构造，因此，存在制造性因用于走线的操作而变差，并导致成本上升的问题。

发明内容

本发明的课题是提供一种制造性优越的廉价的电流检测装置以及电量计。

用于解决课题的手段

为了解决上述的课题，本发明的电流检测装置具备：被测定电流流过的导体；多个线圈，配置于导体的周围；第1磁性体，与多个线圈的一端面相面对地设置，并将多个线圈磁短路；第2磁性体，与多个线圈的另一端面相面对地设置，将多个线圈磁短路，且供来自多个线圈的线圈配线通过的贯通孔分别设于与多个线圈的另一端面相面对的位置。

此外，本发明的电量计具备：上述电流检测装置；电压检测部，对导体中产生的电压进行检测；功率运算部，基于通过电流检测装置检测出的电流和通过电压检测部检测出的电压，计算电量。

附图说明

图1为用于说明以往的电流检测装置的图。

图2为表示本发明的实施例1的电流检测装置的构成的示意图。

图3为表示本发明的实施例2的电流检测装置的构成的示意图。

图4为表示本发明的实施例3以及其变形例的电流检测装置的构成的示意图。

图5为表示本发明的实施例4的电流检测装置的构成的示意图。

图6为表示本发明的实施例5的电量计的构成的框图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，以下，对于与背景技术栏中已说明的以往的电流检测装置的构成要素相同或相当的部分，赋予与在背景技术栏中所使用的符号相同的符号来加以说明。

（实施例1）

图2为表示本发明的实施例1的电流检测装置的构成的示意图。该电流检测装置具备：线状的一次导体11、配置于该一次导体11周围的第1线圈12、第2线圈13、第1磁性体14以及第2磁性体15。

一次导体11与本发明的“导体”对应，由铁、铜等导电性金属构成。该一次导体11通过作为被测定电流的负载电流的流动来产生磁场。

第1线圈12以及第2线圈13与本发明的“多个线圈”对应，通过将如漆包线这样的导线卷绕于苯酚或酚醛树脂这样的非导电性芯材上来构成。在第1线圈12以及第2线圈13的各个线圈，与流过一次导体11的电流对应的电动势被诱发起来，并作为电信号被输出。

另外，第1线圈12以及第2线圈13可以是具有中空构造的芯材，也可以是具有材质填充至内部的芯材。此外，也可以采用铁氧体或坡莫合金等磁性体来作为芯材。并且，第1线圈12以及第2线圈13也可以不具备芯材，而是通过融合材料或粘接剂等接合剂将线圈导线彼此接合来形成线圈。

第1磁性体14以及第2磁性体15由铁氧体或坡莫合金等构成，并配置于将第1线圈12以及第2线圈13夹在其中的位置。

通过这样的配置，第1磁性体14被设置为与第1线圈12以及第2线圈13的一端面（图1中的下侧端面）相面对，并将第1线圈12和第2线圈13磁短路。

此外，第2磁性体15被设置为与第1线圈12以及第2线圈13的另一端面（图1中的上侧端面）相面对，并将第1线圈12以及第2线圈13磁短路。在该第2磁性体15的规定位置，具体而言在与第1线圈12的另一端面相面对的位置，设置用于将来自第1线圈12的线圈配线向输出端子17引导的贯通孔21，并在与第2线圈13的另一端面相面对的位置设有用于将来自第2线圈13的线圈配线向输出端子18引导的贯通孔22。

输出端子17根据流过一次导体11的电流来输出在第1线圈12所产生的电信号。输出端子18根据流过一次导体11的电流来输出在第2线圈13所产生的电信号。

接下来，对如上述构成的电流检测装置的动作加以说明。第1线圈12以及第2线圈13受到由流过一次导体11的电流所产生的磁场，在线圈导线产生与该电流对应的电信号。第1线圈12的线圈导线连接于输出端子17，并向输出端子17输出与流过一次导体11的电流对应的电信号。同样地，第2线圈13的线圈导线连接于输出端子18，并向输出端子18输出与流过一次导体11的电流对应的电信号。向这些输出端子17以及18输出的电信号表示流过一次导体11的电流的大小。

另外，在上述实施例1的电流检测装置中，第1线圈12以及第2线圈13与第1磁性体14以及第2磁性体15的连接可以采用在第1磁性体14以及第2磁性体15形成凹部，供第1线圈12以及第2线圈13嵌入该凹部的构造。此外，第1线圈12以及第2线圈13也可以采用通过粘接剂等固定于第1磁性体14以及第2磁性体15的构造。并且，第1线圈12以及第2线圈13不必与第1磁性体14以及第2磁性体15接触，也可以采用通过将这些部件装填于树脂制的壳体等来进行固定的构造。

如以上所说明的，根据本发明的实施例1的电流检测装置，构成为在第2磁性体15形成用于供线圈配线通过的贯通孔21以及22，供来自第1线圈12以及第2线圈13的线圈导线分别通过贯通孔21以及22并连接于输出端子17以及18，因此，走线操作变得容易，并能够减少制造所耗费的时间。结果，能够提高制造性，并能降低成本。

（实施例2）

图3为表示本发明的实施例2的电流检测装置的构成的示意图。除了实施例1的电流检测装置的第2磁性体15的构造被变更而采用第2磁性体15a这一点，该电流检测装置与实施例1的电流检测装置相同。以下，以与实施例1的电流检测装置不同的部分为中心加以说明。

第2磁性体15a被设置为与第1线圈12以及第2线圈13的另一端面（图3中的上侧端面）相面对，并将第1线圈12以及第2线圈13磁短路。在该第2磁性体15a的规定位置、具体而言在与第1线圈12的另一端面相面对的位置以外的位置，且与第2线圈13的另一端面相面对的位置以外的位置，设有用于将来自第1线圈12的线圈配线向输出端子17引导，并将来自第2线圈13的线圈配线向输出端子18引导的贯通孔23。

根据本发明的实施例2的电流检测装置，构成为在第2磁性体15a形成用于供线圈配线通过的一个贯通孔23，来自第1线圈12以及第2线圈13的线圈导线通过贯通孔23并连接于输出端子17以及18，因此，走线操作变得容易，能够减少制造所耗费的时间，结果，能够提高制造性，并能减低成本。

此外，供来自第1线圈12以及第2线圈13的线圈配线通过的贯通孔23被设于与第1线圈12以及第2线圈13的另一端面相面对的位置以外的位置，因此，第1线圈12以及第2线圈13的另一端部被磁性体覆盖，能够提高耐干扰性能。

另外，在上述实施例2的电流检测装置中，形成于第2磁性体15a的贯通孔23仅有一个，但如果是在与第1线圈12的另一端面相面对的位置以外的位置，且与第2线圈13的另一端面相面对的位置以外的位置，则也能够设置多个贯通孔。

（实施例3）

图4（a）为表示本发明的实施例3的电流检测装置的构成的示意图。除了实施例1的电流检测装置的第1线圈12以及第2线圈13的线圈导线被变更为卷绕于线轴的构造而采用第1线圈12a以及第2线圈13a这一点，该电流检测装置与实施例1的电流检测装置相同。以下，以与实施例1的电流检测装置不同的部分为中心加以说明。

第1线圈12a以及第2线圈13a与本发明的“多个线圈”对应。第1线圈12a由在线轴31上卷绕了线圈导线的、线轴缠绕的线圈构成，线圈导线的绕线头和绕线尾通过销端子24捆接。同样地，第2线圈13a由在线轴32上卷绕了线圈导线的线轴缠绕的线圈构成，线圈导线的绕线头和绕线尾通过销端子25捆接。线轴31以及32例如由PBT（polybutylene terephthalate：聚对苯二甲酸丁二醇酯）树脂构成。

根据本发明的实施例3的电流检测装置，由于将第1线圈12a以及第2线圈13a设为线轴缠绕的线圈，因此不需要走线，能够减少制造所耗费的时间。结果，能够提高制造性，并能降低成本。

另外，实施例3的电流检测装置也能够进行以下变形。图4（b）为表示本发明的实施例3的变形例的电流检测装置的构成的示意图。除了实施例3的电流检测装置的第1线圈12a以及第2线圈13a中分别包含的线轴31以及32的凸缘形状被变更而采用线轴31a以及32a，并将第1线圈12a以及第2线圈13a分别设为第1线圈12b以及第2线圈13b这一点，该电流检测装置与实施例3的电流检测装置相同。以下，以与实施例3的电流检测装置不同的部分为中心加以说明。

第1线圈12b以及第2线圈13b与本发明的“多个线圈”对应。第1线圈12b的线轴31a的第2磁性体15a侧的凸缘的一部分延伸至与第2磁性体15a的贯通孔23相面对的位置，第1线圈12b的线圈导线自凸缘的延伸部分33，介由贯通孔23，连接于输出端子17。

此外，第2线圈13b的线轴32a的第2磁性体15a侧的凸缘的一部分延伸至与第2磁性体15a的贯通孔23相面对的位置，第2线圈13b的线圈导线自凸缘的延伸部分34，介由贯通孔23，连接于输出端子18。

根据该实施例3的变形例的电流检测装置，除了通过实施例3的电流检测装置所产生的效果以外，还能够减少制造所耗费的时间。结果，能够提高制造性，并能降低成本。

（实施例4）

图5为表示本发明的实施例4的电流检测装置的构成的示意图。该电流检测装置将实施例1～实施例3的电流检测装置的第1磁性体以及第2磁性体设为同一形状。以下，以与实施例1～实施例3的电流检测装置的电流检测装置不同的部分为中心加以说明。

图5（a）为将实施例1的电流检测装置的第1磁性体14变更为具有与第2磁性体15相同形状的第1磁性体14a的图。

图5（b）为将实施例2的电流检测装置的第1磁性体14变更为具有与第2磁性体15a相同形状的第1磁性体14b的图。

图5（c）为将实施例3的电流检测装置的第1磁性体14变更为具有与第2磁性体15相同形状的第1磁性体14a的图。

图5（d）为将实施例3的变形例的电流检测装置的第1磁性体14变更为具有与第2磁性体15a相同形状的第1磁性体14b的图。

通过如以上的图5（a）～图5（d）所示的构成，能够将第1磁性体和第2磁性体设为公用的零件，因此，能够减少零件的种类，并能降低成本。

（实施例5）

本发明的实施例4为利用了上述实施例1～实施例4的电流检测装置的电量计。图6为表示实施例4的电量计的构成的框图。该电量计具备：电流检测装置51、电压检测部52、功率运算部53以及显示部54。

作为电流检测装置51，使用上述实施例1～实施例4的电流检测装置的任一个。电流检测装置51对用户的负载所使用的使用电流（A1）进行检测，将其转换为与该使用电流对应的电信号并进行输出。

电压检测部52为对被测定系统的电压进行检测的部分，并由变压器、和衰减器等分压电阻器、等构成，对用户的负载所使用的使用电压（V1）进行检测，将其转换为与该使用电压成正比的低电平的电压信号，并进行输出。

功率运算部53基于通过电流检测装置51检测出的流过导体11的电流和通过电压检测部52检测出的电压，对电量进行运算。具体而言，功率运算部53由数字乘法电路、DSP（数字信号处理器）等构成，将关于从电流检测装置51输出的使用电流（A1）的信号和关于从电压检测部52输出的使用电压（V1）的信号相乘，并将其转换为与用户的使用功率成正比的数据（A1·V1）。

并且，功率运算部53将与使用功率成正比的数据（A1·V1）的运算结果编辑为使用量数据来加以输出。另外，这里所谓的使用量数据是指用户的负载所使用的总累计使用电量及按各时间段的时间段使用量等、关于用户的使用功率的数据。

此外，除了线圈的芯材为磁性体的情况以外，关于从电流检测装置51输出的使用电流（A1）的信号为与使用电流（A1）被微分后的信号成正比的信号，因此，在被转换为与用户的使用功率成正比的数据（A1·V1）之前，通过功率运算部53进行积分。显示部54由液晶显示器等构成，对使用量数据进行显示。

如以上说明的那样，根据本发明的实施例5的电量计，能够实现具有制造上不耗费时间、制造性优越且能降低成本的电流检测装置的电量计。

根据本发明，走线操作变得容易，能够提高制造性，并能降低成本。

Claims (5)

1.一种电流检测装置，具备：

被测定电流流过的导体；

多个线圈，配置于上述导体的周围；

第1磁性体，与上述多个线圈的一端面相面对地设置，并将上述多个线圈磁短路；以及

第2磁性体，与上述多个线圈的另一端面相面对地设置，将上述多个线圈磁短路，且供来自上述多个线圈的线圈配线通过的贯通孔分别设于与上述多个线圈的上述另一端面相面对的位置。

2.根据权利要求1所述的电流检测装置，

取代与上述多个线圈的另一端面相面对的位置，将上述第2磁性体的上述贯通孔设于与上述多个线圈的上述另一端面相面对的位置以外的位置。

3.根据权利要求1所述的电流检测装置，

上述多个线圈由线轴缠绕的线圈构成。

4.根据权利要求1所述的电流检测装置，

上述第1磁性体具有与上述第2磁性体相同的形状。

5.一种电量计，具备：

权利要求1～权利要求4中的任一项所述的电流检测装置；

电压检测部，检测上述导体中产生的电压；以及

功率运算部，基于通过上述电流检测装置检测出的电流和通过上述电压检测部检测出的电压，计算功率或电量。

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