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

電流検出器を備えた電磁開閉器及びこの製造方法

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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。
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