JP2000322996A - 電流検出器を備えた電磁開閉器及びこの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易で、磁気的に飽和しにくい電流検出器を
備えた電磁開閉器を得ること。 【解決手段】 固定接触子２２を有する電磁開閉器２０
と、固定接触子２２を貫通させると共に、固定接触子２
２に流れる電流によって発生する磁界を検出する孔２０
２ｅを有するリング状の電流検出器２００と、電流検出
器２００は、非磁性材料からなるリング状の巻心部２０
２と、この巻心部２０２に電線２０４が巻回された巻始
め部２０６ｓと巻終り部２０６ｅとを有すると共に、巻
き始め部２０６ｓと巻終り部２０６ｅとが近傍にあるコ
イル２０６とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電流検出機能を
有する電磁開閉器の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電磁開閉器は、電磁コイルを励磁して鉄
心に連結された可動接点を駆動し、固定接点と可動接点
とを開閉することにより、電源と負荷機器間との電路を
開閉するものである。ここで、該負荷機器などを過電流
などから保護するために電流検出器が電磁開閉器に組み
込まれることがある。

【０００３】電流の流れている半導体などを、磁界中に
置いて電圧が発生するホール素子を用いる電流検出器で
は、電磁開閉器の導電部を周回する比較的透磁率が高い
リング状のコアを備え、該コアには、ギャップを設けて
ホール素子が埋め込まれている。かかる構成によれば、
ホール素子が導電部に流れる電流により発生する磁束
を、コアを介して検出して電圧に変換して導電部の電流
を正確に検出することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電流検出器を備えた電磁開閉器は、導電部に流れる電流
が高くなるとコアが磁気的に飽和して、最大電流検出値
が制限されて電流検出値を正確に測定することが困難と
なる。これは、変流器型の電流検出器でも同様である。
よって、電流値が高い領域では、磁気的に飽和しにくい
断面積の大きいコアに交換しなければならず作業が煩雑
であり、検出電流値に応じて複数種類の電流検出器を準
備しなければならないという問題点があった。

【０００５】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、簡易で、磁気的に飽和しにくい
電流検出器を備えた電磁開閉器及びこの製造方法を提供
することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【０００６】第１の発明に係る電流検出器を備えた電磁
開閉器は、電流が流れる固定接触子と、該固定接触子を
有する電磁開閉器と、上記固定接触子を貫通させると共
に、上記固定接触子に流れる電流によって発生する磁界
を検出する孔を有するリング状の電流検出器と、該電流
検出器は、非磁性材料からなるリング状の巻心部と、こ
の巻心部に電線が巻回された巻始め部と巻終り部とを有
すると共に、上記巻き始め部と上記巻終り部とが近傍に
あるコイルとを備えたことを特徴とするものである。

【０００７】第２の発明に係る電流検出器を備えた電磁
開閉器は、電流検出器の巻心部が柔軟性を有することを
特徴とするものである。

【０００８】第３の発明に係る電流検出器を備えた電磁
開閉器は、巻心部の内部には、空洞部を有しており、空
洞部に挿入される棒状の連結部材を備え、この連結部材
の両端部には、上記巻心部内に装入させる突起を設けた
ことを特徴とするものである。

【０００９】第４の発明に係る電流検出器を備えた電磁
開閉器の、電流検出器の孔は、固定接触子の上下面に対
してほぼ水平であることを特徴とするものである。

【００１０】第５の発明に係る電流検出器を備えた電磁
開閉器の製造方法は、コイルが巻き始め部から巻終り部
まで巻回してから、上記巻き始め部まで巻回することを
特徴とするものである。

【００１１】第６の発明に係る電流検出器を備えた電磁
開閉器は、電流検出器を固定すると共に、電流検出器に
設けられた複数の取付けピンと、固定接触子を貫通させ
る孔を有すると共に、取付けピンを取付ける取付け孔を
有するプリント基板とを備え、該プリント基板の取付け
孔に上記電流検出器の取付けピンが固定されたことを特
徴とするものである。

【００１２】第７の発明に係る電流検出器を備えた電磁
開閉器は、電流検出器には、コイルのリード線をプリン
ト基板の導電性パターンに電気的に接続する導電性のリ
ードピンを有し、プリント基板に設けたリードピン用の
孔にリードピンが電気的に接続されたことを特徴とする
ものである。

【００１３】第８の発明に係る電流検出器を備えた電磁
開閉器は、電流検出器が複数に分割されており、複数の
電流検出器の出力を直列接続したことを特徴とするもの
である。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１.この発明の一実施
の形態を図１から図３によって説明する。図１はこの発
明の一実施の形態による電流検出器を備えた電磁開閉器
の部分断面図、図２は電流検出器の孔に固定接触子を貫
通させた斜視図、図３は図２に示す電流検出器の巻心部
の結合部を示す部分断面図である。

【００１５】図１から図３において、電流検出器を備え
た電磁開閉器１００は、電磁開閉器２０の内部に、固定
接触子２２の周囲に電流検出器２００を備え付けたもの
である。そして、電磁開閉器２０は、箱状に形成された
絶縁状の取付け台２４と、取付け台２４に固定されたベ
ース２６と、取付け台２４に装着されると共に、操作コ
イル２８が巻回された固定鉄心３０と、この固定鉄心３
０と所定の間隙をもって対向配設された可動接触子３２
に連結された可動鉄心３４と、可動接触子３２には、可
動接点３６を有しており、可動接点３６と対向する固定
接点３８とを備え、操作コイル２８の励磁により発生し
た磁界で固定鉄心３０と可動鉄心３４との間の間隙に働
く電磁力により可動鉄心３４が固定鉄心３０に吸引され
る。

【００１６】電流検出器２００は、非磁性材料からなる
孔２０２ｅを有するリング状の巻心部２０２と、この巻
心部２０２に電線２０４が一定の間隔で、巻回された巻
始め部２０６ｓと巻終り部２０６ｅとを近傍に有すると
共に、対向配値されたコイル２０６とを備え、電流検出
器２００の孔２００ｅに固定接触子２２を貫通させてい
る。よって、電流検出器２００は、固定接触子２２に流
れる電流によって発生する磁界を固定接触子２２の一周
にわたって積算して検出することで、固定接触子２２と
巻心部２０２の位置に無関係に固定接触子２２に流れる
電流に比例した電圧がコイル２０６の両端に得られるよ
うに構成されている。

【００１７】電流検出器２００の巻心部２０２は、好ま
しくは柔軟性のある材料を用いることで、リング状に曲
げることによっても製作できる。かかる材料によれば、
固定接触子２２を電磁開閉器２０に組み込み後にもコイ
ル２０６を取り付けできる。

【００１８】また、巻心部２０２は、好ましくは内部が
空洞２０２ｅを有して筒状に形成されており、連結部材
としての芯棒２５０は、一端には巻心部２０２の外周と
ほぼ同じ外周の円板２５０ａを有し、一端の近傍表面に
は、楔形状の突起２５０ｃが円周に沿って設けられ、同
様に他端の近傍表面にも突起２５０ｔを有している。巻
心部２００の空洞２０２ｅ全周に、ほぼ巻心部２０２の
一周の長さを有する棒状の連結部材としての芯棒２５０
が装入されて、突起２５０ｃ，２５０ｔが巻心部２００
の内面に食い込んで、芯棒２５０がはめ込まれる。

【００１９】実施形態２．この発明の他の実施の形態を
図４によって説明する。図４は電流検出器の孔に固定接
触子を貫通させた斜視図である。図４において、電流検
出器３００の孔３００ｅは、固定接触子２２の上下面に
対してほぼ水平で、例えば、長方形状になっている。か
かる構成によれば、固定接触子２２を電流検出器３００
の孔３００ｅに無駄無く貫通させることができる。よっ
て、電流検出器３００の幅を大きくせずに、電流検出器
３００の巻心部３０３の断面積を増加できるから、磁気
飽和が生じにくくなり、電流検出器３００の検出精度が
向上する。

【００２０】実施の形態３．この発明の他の実施の形態
を図５によって説明する。図５は電流検出器の斜視図で
ある。図５において、電流検出器４００は、略長方形で
リング状の巻心部４０２に電線２０４で巻回されてコイ
ル４０６ができる。コイル４０６は、コイル４０６の一
端（始端）４０６ｓから電線２０４の巻回を始め、他端
（終端）４０６ｅまで巻回したら、該終端４０６ｅから
該始端４０６ｓまで重ねて巻回されてコイル４０６がで
きあがる。かかる電流検出器４００によれば、同一外形
寸法で巻回数を増加することができ、コイル４０６のほ
ぼ同じ部位からリード線４０６ｒを引き出すことができ
るので、電流検出器４００の感度が向上し、ノイズ耐量
も向上する。

【００２１】実施の形態４．この発明の他の実施の形態
を図６によって説明する。図６は、電流検出器がプリン
ト基板に取付けられた状態を示す側面図である。図６に
おいて、電流検出器５００はプリント基板６００に固定
するための取付けピン５００ｔが水平に複数設けられて
いる。プリント基板６００には、固定接触子２２を貫通
させる孔６００ｅが設けられており、電流検出器５００
の取付けピン５００ｔを半田付けして固定するための孔
６００ｈも複数設けられている。

【００２２】なお、電流検出器５００の口出し線を上記
のような導電性のリードピンにして、プリント基板６０
０の導電性の銅箔パターンを有する孔に電流検出器５０
０のリードピンを半田付けで固定しても良い。かかる実
施の形態によれば、電流検出器５００の取付け、リード
線の接続が、プリント基板６００に取り付けることによ
って、完了できるから作業性が極めて向上する。

【００２３】実施の形態５．この発明の他の実施の形態
を図７によって説明する。図７は、電流検出器がプリン
ト基板に取付けられた状態を示す側面図である。図７に
おいて、半月状の二つの電流検出器７００，７００は、
ちょうど電流検出器５００を二つに分割したもので、電
流検出器７００には、複数の取付けピン７００ｔと、コ
イルの口出し線となる導電性のリードピン７０６ｒと、
二つの電流検出器７００を互いに直列に接続させる直列
ピン７００ｓが設けられている。プリント基板６００に
は、リードピン７０６ｒを固定させるリード孔６００ｒ
と、直列ピン７００ｓ同士を接続する導電性の銅箔パタ
ーン６００ｐとが設けられている。

【００２４】上記実施の形態によれば、電磁開閉器２０
を組立て後に、二つに分割した電流検出器７００，７０
０で固定接触子２２を取付けることができるから、組立
性が向上する。

【００２５】

【発明の効果】第１の発明によれば、電流検出器は、非
磁性材料からなるリング状の巻心部と、この巻心部に電
線が巻回された巻始め部と巻終り部とを有すると共に、
巻き始め部と巻終り部とが近傍にあるコイルとを備えた
ので、高い電流領域でも、電流検出器の巻心部が飽和し
にくいから一つの電流検出器で、広範囲の検出電流値を
カバーでき、しかも、電流検出の精度が向上するという
効果がある。

【００２６】第２の発明によれば、第１の発明の効果に
加え、電流検出器の巻心部は柔軟性を有するようにした
ので、巻心部をリング状に曲げることで、電磁開閉器の
固定接触子の周囲に電流検出器を容易に設置できるとい
う効果がある。

【００２７】第３の発明によれば、第２の発明の効果に
加え、巻心部の内部には、空洞部を有し、該空洞部に挿
入される棒状の連結部材を備え、この連結部材の両端部
には、巻心部内に装入させる突起を設けたので、リング
状の電流検出器の製作が容易であるという効果がある。

【００２８】第４の発明によれば、第２又は第３の発明
の効果に加え、電流検出器の孔は、固定接触子の上下面
に対してほぼ水平としたので、電流検出器の高さ寸法を
抑えて、電流検出感度を向上できるという効果がある。

【００２９】第５の発明によれば、第１から第４の発明
の何れかの効果に加え、コイルは巻き始め部から巻終り
部まで巻回してから、巻き始め部まで巻回したので、電
流検出器のコイル巻き線を往復することで、巻き線回数
を増加しつつコイルの引き出し位置をほぼ一個所に集中
でき、ノイズ耐量が向上できるという効果がある。

【００３０】第６の発明によれば、第１から第４の発明
の何れかの効果に加え、電流検出器を固定すると共に、
電流検出器に設けられた複数の取付けピンと、固定接触
子を貫通させる孔を有すると共に、取付けピンを取付け
る取付け孔を有するプリント基板とを備え、該プリント
基板の取付け孔に電流検出器の取付けピンを固定したの
で、電流検出器をプリント基板に容易に固定できるとい
う効果がある。

【００３１】第７の発明によれば、第６の発明の効果に
加え、電流検出器には、コイルのリード線をプリント基
板の導電性パターンに電気的に接続する導電性のリード
ピンを有し、プリント基板に設けた孔にリードピンを電
気的に接続したので、コイルのリード線がプリント基板
の導電性パターンを介して配線できるから、リード線と
外部回路などの接続が容易で、ノイズの影響も受けにく
いという効果がある。

【００３２】第８の発明によれば、第７の発明の効果に
加え、電流検出器は分割された複数の電流検出器で、リ
ング状に形成されており、複数の電流検出器の出力を直
列接続したので、電磁開閉器を組立て後に、二つに分割
した電流検出器で固定接触子の周囲に取付けることがで
きるから、組立性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施の形態による電流検出器を
備えた電磁開閉器の部分断面図である。

【図２】 図１における、電流検出器が固定接触子に取
り付いた状態を示す斜視図である。

【図３】 図１における、電流検出器の正面部分拡大図
である。

【図４】 この発明の他の実施形態による電流検出器が
固定接触子に取り付いた状態を示す斜視図である。

【図５】 この発明の他の実施形態による電流検出器を
示す斜視図である。

【図６】 この発明の他の実施形態による電流検出器が
プリント基板に取付けられた状態を示す側面図である。

【図７】 この発明の他の実施形態による電流検出器が
プリント基板に取付けられた状態を示す側面図である。

【符号の説明】

２０ 電磁開閉器、２２ 固定接触子、１００ 電流検
出器を備えた電磁開閉器、２００，３００，４００，５
００，７００ 電流検出器、２００ｅ，３００ｅ 電流
検出器の孔、２０２，３０３，４０２ 巻心部、２０
６，４０６ コイル、２０６ｓ 巻き始め部、２０６ｅ
巻き終り部、２５０ 連結部材（芯棒）、２５０ｃ，
２５０ｔ 突起、５００ｔ，７００ｔ 取付けピン、６
００ プリント基板、６００ｈ 取付け孔、６００ｐ
導電性パターン、７０６ｒ リードピン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０２Ｈ 3/02 Ｇ０１Ｒ 15/02 Ｇ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電流が流れる固定接触子と、 該固定接触子を有する電磁開閉器と、 上記固定接触子を貫通させると共に、上記固定接触子に
   流れる電流によって発生する磁界を検出する孔を有する
   リング状の電流検出器と、 該電流検出器は、非磁性材料からなるリング状の巻心部
   と、 この巻心部に電線が巻回された巻始め部と巻終り部とを
   有すると共に、上記巻き始め部と上記巻終り部とが近傍
   にあるコイルと、 を備えたことを特徴とする電流検出器を備えた電磁開閉
   器。
2. 【請求項２】 上記電流検出器の巻心部は柔軟性を有す
   る、 ことを特徴とする請求項１に記載の電流検出器を備えた
   電磁開閉器。
3. 【請求項３】 上記巻心部の内部には、空洞部を有して
   おり、空洞部に挿入される棒状の連結部材を備え、 この連結部材の両端部には、上記巻心部内に装入させる
   突起を設けたことを特徴する請求項２に記載の電流検出
   器を備えた電磁開閉器。
4. 【請求項４】 上記電流検出器の孔は、上記固定接触子
   の上下面に対してほぼ水平である、 ことを特徴とする請求項２又は3に記載の電流検出器を
   備えた電磁開閉器。
5. 【請求項５】 上記コイルは、上記巻き始め部から上記
   巻終り部まで巻回してから、上記巻き始め部まで巻回す
   る、 ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電流検
   出器を備えた電磁開閉器の製造方法。
6. 【請求項６】 上記電流検出器を固定すると共に、上記
   電流検出器に設けられた複数の取付けピンと、 上記固定接触子を貫通させる孔を有すると共に、上記取
   付けピンを取付ける取付け孔を有するプリント基板とを
   備え、 該プリント基板の取付け孔に上記電流検出器の取付けピ
   ンが固定された、 ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電流検
   出器を備えた電磁開閉器。
7. 【請求項７】 上記電流検出器には、上記コイルのリー
   ド線を上記プリント基板の導電性パターンに電気的に接
   続する導電性のリードピンを有し、 上記プリント基板に設けた上記リードピン用の孔に上記
   リードピンが電気的に接続された、 ことを特徴とする請求項６に記載の電流検出器を備えた
   電磁開閉器。
8. 【請求項８】 上記電流検出器は、複数に分割されてお
   り、 上記複数の電流検出器の出力を直列接続した、 ことを特徴とする請求項７に記載の電流検出器を備えた
   電磁開閉器。