JP2001083186A - 電流検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １次電源側のコイルと２次電源側のコアとの
絶縁距離を十分に確保できてコイルの巻回作業が簡単で
ある小型で安価な電流検出器を提供すること。 【解決手段】 この電流検出器１００は、回周形状を有
する磁路の一部に磁気ギャップ１９を形成した強磁性体
コア１３，１４と、磁気ギャップ１９内に配設された感
磁素子であるホールセンサ１１と、ホールセンサ１１か
らの検出信号を増幅する増幅回路が配備された回路基板
１２と、強磁性体コア１３，１４と回路基板１２とを保
持する絶縁樹脂から成るボビン１６，１７と、ボビン１
６，１７に巻回されたコイル１５とを備えるが、ここで
のボビン１６，１７は、両鍔１６ａ，１７ａをそれぞれ
別体として筒状の巻胴１６ｂ，１７ｂ及び隔壁１６ｃ，
１７ｃで分割可能な一対のものを互いに組み合わせて成
り、巻胴１６ｂの内径面に巻胴１７ｂの外径面を重ね合
わせて嵌合する構造になっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として各種産業
機器である動力機器，電化製品，電子機器等に使用され
る直流（ＤＣ）パルス電流を検出するための電流検出器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電流検出器としては、例
えば図２の上面方向からの断面図に示されるような構成
のものが挙げられる。

【０００３】この電流検出器１００′は、一つの樹脂製
のトロイダル状のボビン２６を保持体として各部を保持
して構成されるもので、強磁性体コアとして回周形状を
有する磁路の一部に磁気ギャップが形成される構成、即
ち、腕の長さが異なる強磁性体である略コ字状の一対の
第１のコア１３，第２のコア１４をそれらの長腕部分の
端面を互いに突き合わせて短腕部分の間隔で磁気ギャッ
プ１９が形成される構成とし、ボビン２６における略中
央部に配置された貫通口１８を有する隔壁２６ｃの外周
側面と、ボビン２６における一端側の両側に鍔２６ａを
成して両鍔２６ａ間に配置された巻胴２６ｂの内壁面並
びに他端側に配置された基板係止溝２６ｄを有する基板
係止片２６ｅの内壁面との間に第１のコア１３及び第２
のコア１４を装着固定している。

【０００４】又、この電流検出器１００′では、ボビン
２６において両鍔２６ａに隣接して配置されたコイル１
５の端末部を位置決めするための所定の間隔を持った二
つのコイル係止溝２６ｆを利用して被測定電流を通すた
めのコイル１５を巻胴２６ｂに対して巻回し、コイル１
５の端部を隔壁２６ｃの貫通口１８側の巻胴２６ｂ側方
向における内周側面に沿って引き出している。

【０００５】更に、この電流検出器１００′では、感磁
素子であるホールセンサ１１が備えられると共に、ホー
ルセンサ１１からの検出信号を増幅する増幅回路が配備
された回路基板１２をボビン２６における基板係止片２
６ｅの基板係止溝２６ｄに装着固定し、この状態で第１
のコア１３及び第２のコア１４の短腕部分の間の磁気ギ
ャップ１９内にホールセンサ１１が配置される構成とな
っている。

【０００６】このような電流検出器１００´の場合、被
測定電流を供給するためのコイル１５を高電圧の１次電
源側とし、且つ低電圧で２次電源側の第１のコア１３，
第２のコア１４及び回路基板１２側との絶縁を必要とす
るため、ボビン２６ではコイル１５と第１のコア１３，
第２のコア１４との間に十分な厚みを有するように巻胴
２６ｂ及び隔壁２６ｃを絶縁樹脂で形成している。これ
により、ボビン２６はトロイダル状になるため、コイル
１５を巻回する作業を人手で行っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した電流検出器の
場合、高電圧の１次電源側のコイルと低電圧の２次電源
側である第１のコア，第２のコアとの絶縁を計るべく、
ボビンをその巻胴及び隔壁がコイルと第１のコア，第２
のコア及び回路基板との間に十分な厚みを有するように
トロイダル状に形成しているため、コイルの巻回作業を
人手によって行わざるを得ず、これによって検出電流が
小さくて細い線材を数多く巻回する構成としたり、或い
は逆に検出電流が大きくて太い線材を巻回する構成とす
ると、特に巻回作業における巻き線の作業費が全体のコ
ストに占める比率が大きくなってしまい、結果として価
格的に割高になってしまうという問題がある。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、高電圧の１次電源
側のコイルと低電圧の２次電源側のコアとの絶縁距離を
十分に確保できてコイルの巻回作業が簡単であり、しか
も小型で安価な電流検出器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、回周形
状を有する磁路の一部に磁気ギャップを形成した強磁性
体コアと、磁気ギャップ内に配設された感磁素子と、感
磁素子からの検出信号を増幅する増幅回路が配備された
回路基板と、強磁性体コアと回路基板とを保持する絶縁
樹脂から成るボビンと、ボビンに巻回されたコイルとを
備えた電流検出器において、ボビンは、両側に鍔を成し
て該両鍔間に配置された巻胴にコイルを巻回可能である
と共に、該両鍔をそれぞれ別体として該巻胴で分割可能
な一対のものを互いに組み合わせて成る電流検出器が得
られる。

【００１０】又、本発明によれば、上記電流検出器にお
いて、一対のボビンは、それぞれ巻胴を両側に鍔の延在
方向と垂直な方向に延在する筒状とする樹脂成型品から
成ると共に、該筒状の巻胴の一方のものの内径面に他方
のものの外径面を重ね合わせて嵌合可能な電流検出器が
得られる。

【００１１】更に、本発明によれば、上記何れかの電流
検出器において、コイルには、全体に金属メッキを施し
た銅線を用いた電流検出器が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の電
流検出器について、図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施例に係る電流検出
器１００の基本構成を示したもので、同図（ａ）は上面
方向からの断面図に関するもの，同図（ｂ）は側面方向
からの断面図に関するものである。

【００１４】この電流検出器１００は、一対の分割可能
な樹脂製（樹脂成型品）のボビン１６，１７を組み合わ
せて一体化した上で保持体として各部を保持して構成さ
れるもので、ボビン１６には、一つの鍔１６ａと、この
鍔１６ａの延在方向と垂直な方向に延在する筒状の巻胴
１６ｂ及び隔壁１６ｃと、鍔１６ａに隣接して配置され
たコイル１５の端末部を位置決めするための所定の間隔
を持った二つのコイル係止溝１６ｆと、鍔１６ａの反対
側に回路基板１２を装着するための基板係止溝１６ｄを
有する基板係止片１６ｄとが形成されており、ボビン１
７にはボビン１６に対向する位置に同様に、一つの鍔１
７ａと、この鍔１７ａの延在方向と垂直な方向に延在す
る筒状の巻胴１７ｂ及び隔壁１７ｃと、鍔１７ａの反対
側に回路基板１２を装着するための基板係止溝１７ｄを
有する基板係止片１７ｄとが形成されている他、基板係
止片１７ｄ及びコイル係止溝１６ｆの開口部に蓋をして
コイル１５の端末部を押さえるためのコイル係止片１７
ｇが形成されている。

【００１５】ここでボビン１７の巻胴１７ｂの外径は、
ボビン１６の巻銅１６ｂの内径より小さく設定されてお
り、巻胴１６ｂの内径面に巻胴１７ｂの外径面を重ね合
わせて嵌合することでボビン１６，１７が一体的に組み
合わされる。これにより、ボビン１６，１７は、両鍔１
６ａ，１７ａをそれぞれ別体として巻胴１６ｂ，１７ｂ
及び隔壁１６ｃ，１７ｃで分割可能な構造となってい
る。

【００１６】コイル１５は、予め機械巻きされた空芯の
もので、全体に金属メッキを施した銅線を用いており、
その内径をボビン１６の巻胴１６ｂの外径より大きく設
定している。

【００１７】組み立てに際しては、上述した２つのボビ
ン１６，１７を嵌合する前にコイル１５を巻胴１６ｂに
通してその両端末部をコイル係止溝１６ｆに嵌め込んで
仮止めした後、ボビン１７をボビン１６に嵌合してから
コイル１５の両端末部をコイル係止片１７ｇで押さえて
一体化されたボビン１６，１７にコイル１５を形成する
ようにすれば良い。コイル１５の形成に際しては、コイ
ル１５の端部が図１（ａ）に示されるように隔壁１６
ｃ，１７ｃの貫通口１８側の巻胴１６ｂ，１７ｂ側方向
における内周側面に沿って引き出される。

【００１８】この後は、図２で説明した場合と同様に、
強磁性体コアとして回周形状を有する磁路の一部に磁気
ギャップが形成される構成、即ち、腕の長さが異なる強
磁性体である略コ字状の一対の第１のコア１３，第２の
コア１４をそれらの長腕部分の端面を互いに突き合わせ
て短腕部分の間隔で磁気ギャップ１９が形成される構成
とし、一体化されたボビン１６，１７における略中央部
に配置された貫通口１８を有する隔壁１６ｃ，１７ｃの
外周側面と、ボビン１６，１７における一端側の両側に
鍔１６ａ，１７ａを成して両鍔１６ａ，１７ａ間に配置
された巻胴１６ｂ，１７ｂの内壁面並びに他端側に配置
された基板係止溝１６ｄ，１７ｄをそれぞれ１対１で有
する基板係止片１６ｅ，１７ｅの内壁面との間に第１の
コア１３及び第２のコア１４を装着固定する。

【００１９】更に、感磁素子であるホールセンサ１１が
備えられると共に、ホールセンサ１１からの検出信号を
増幅する増幅回路が配備された回路基板１２を一体化さ
れたボビン１６，１７における基板係止片１６ｅ，１７
ｅの基板係止溝１６ｄ，１７ｄにそれぞれ装着固定し、
この状態で第１のコア１３及び第２のコア１４の短腕部
分の間の磁気ギャップ１９内にホールセンサ１１が配置
される構成とする。尚、回路基板１２の所定箇所には外
部装置との間で電気信号を授受させるための入出力端子
２０が接続される。これにより、ホールセンサ１１の出
力が増幅回路を備えた回路基板１２を通して増幅，調整
されて入出力端子２０を介して外部に取り出される。

【００２０】このような電流検出器１００の場合、高電
圧の１次電源側のコイル１５と低電圧の２次電源側の第
１のコア１３及び第２のコア１４とは一体化されたボビ
ン１６，１７の巻胴１６ｂ，１７ｂ及び隔壁１６ｃ，１
７ｃによって絶縁されており、それぞれの重なりの長さ
を所定値以上にすることで沿面絶縁距離を十分に確保す
ることができる。又、この電流検出器１００の場合、一
体化されたボビン１６，１７がトロイダル状と異なる形
態となってその樹脂材料で十分な絶縁を確保できるた
め、コイル１５の巻数が少なくて巻線が重ならない場合
には、マグネットワイヤでコイル１５を空芯なものとし
て形成し、その両端末部を半田剥離する形態とするより
も、上述したようにコイル１５を全体に金属メッキを施
した銅線として空芯を形成する形態とした方が価格を低
減させるための効果が大きくなる。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の電流検
出器によれば、各部を保持するボビンを一対の分割可能
な樹脂成型品を組み合わせて一体化した構成とすると共
に、その巻胴を筒状にして一方のものの内径面に他方の
ものの外径面を重ね合わせて嵌合可能な構成としている
ので、高電圧の１次電源側のコイルと低電圧の２次電源
側のコアとの絶縁距離を十分に確保できてコイルの巻回
作業が簡単となり、しかも小型で安価に提供できるよう
になる。又、外方の巻胴に対するコイルの巻数が少なく
て巻線が重ならない場合にはコイルには全体に金属メッ
キを施した銅線を用いるようにしているので、価格を十
分に低減させられるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電流検出器の基本構成
を示したもので、（ａ）は上面方向からの断面図に関す
るもの，（ｂ）は側面方向からの断面図に関するもので
ある。

【図２】従来の電流検出器の基本構成を示した上面方向
からの断面図である。

【符号の説明】 １１ ホールセンサ １２ 回路基板 １３，１４ コア １５ コイル １６，１７，２６ ボビン １６ａ，１７ａ，２６ａ 鍔 １６ｂ，１７ｂ，２６ｂ 巻銅 １６ｃ，１７ｃ，２６ｃ 隔壁 １６ｄ，１７ｄ，２６ｄ 基板係止溝 １６ｅ，１７ｅ，２６ｅ 基板係止片 １６ｆ，２６ｆ コイル係止溝 １７ｇ コイル係止片 １８ 貫通口 １９ 磁気ギャップ ２０ 入出力端子 １００，１００′ 電流検出器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回周形状を有する磁路の一部に磁気ギャ
   ップを形成した強磁性体コアと、前記磁気ギャップ内に
   配設された感磁素子と、前記感磁素子からの検出信号を
   増幅する増幅回路が配備された回路基板と、前記強磁性
   体コアと前記回路基板とを保持する絶縁樹脂から成るボ
   ビンと、前記ボビンに巻回されたコイルとを備えた電流
   検出器において、前記ボビンは、両側に鍔を成して該両
   鍔間に配置された巻胴に前記コイルを巻回可能であると
   共に、該両鍔をそれぞれ別体として該巻胴で分割可能な
   一対のものを互いに組み合わせて成ることを特徴とする
   電流検出器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電流検出器において、前
   記一対のボビンは、それぞれ前記巻胴を前記両鍔の延在
   方向と垂直な方向に延在する筒状とする樹脂成型品から
   成ると共に、該筒状の巻胴の一方のものの内径面に他方
   のものの外径面を重ね合わせて嵌合可能なことを特徴と
   する電流検出器。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の電流検出器におい
   て、前記コイルには、全体に金属メッキを施した銅線を
   用いたことを特徴とする電流検出器。