JP2001289884A - 電流センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スイッチギヤ等の主回路電流及び零相電流を
検出するための電流センサを小型化する。 【解決手段】 絶縁ケ−ス９の中に各相主回路導体１に
対応する絶縁管９ｂを横一列に配置し、絶縁管９ｂの外
周に電流検出コイル１３及び零相電流検出コイル１５を
装着する。中央相と両側相に装着する電流検出コイル１
３を主回路導体１の長手方向にずらして電流検出コイル
幅部Ｗを互いに重ねて配置するとともに、さらに同一ケ
ース１２内に零相電流検出コイル１５を重ねて配置し
た。

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、電力用のスイッ
チギヤあるいは制御盤の主回路電流及び零相電流を検出
するための変流器の構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１、図１２は、例えば特開平７−２
２９９２７号公報に示された従来の電流センサを示す図
である。図において、１は主回路導体でＡ、Ｂ、Ｃ相の
３相回路の例を示す。２は主回路導体１の外周部に装着
した電流検出コイル（すなわち電流センサ）、３は前記
電流検出コイル２に接続されて検出信号を外部に導出す
るリード線、４は３本の主回路導体１を束ねた形でその
外周部に装着した零相電流検出コイル（すなわち零相用
電流センサ）、５は前記零相電流検出コイル４に接続さ
れて検出信号を外部に導出するリード線、６は電流セン
サ２を内蔵したケ−ス、７は零相用電流コイル４を内蔵
したケ−ス、６ａ及び７ａはケース６、７に設けられた
主回路導体１を通す貫通穴である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の電
流センサでは、電流検出コイル２と零相電流検出コイル
４は別のケース６、７に格納するようにしており、例え
ばコンパクト化が強く求められるモータコントロールセ
ンタの制御装置ユニットに使用するには、従来例のよう
な２つのケース６、７の構成では小型化に限界があっ
た。

【０００４】また、主回路導体１用の各３個の貫通穴６
ａ、７ａが三角形状に配置されているため、モータコン
トロールセンタの制御装置ユニット内の遮断器とコンタ
クタ間にこの電流センサを配置する場合に、遮断器とコ
ンタクタの主回路端子はＡ〜Ｃ相が横方向に３列並ぶ形
式が一般的であるため、上記のような電流センサを使用
するならば両端に端子加工をした電線を使用する必要が
あり製造工数が多くなるという問題があった。

【０００５】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、第一の目的は従来に比べてさら
に小型化出来る電流センサを得るものである。また、第
２の目的は、モータコントロールセンタの制御装置ユニ
ット等に使用する場合に、主回路導体ブスバーを使用可
能に出来る電流センサを得るものである。さらに、第３
の目的は、製造の容易な電流センサを得るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる電流セ
ンサにおいては、隣接する各相主回路導体に装着する電
流センサの電流検出コイルを相互に主回路導体の延在方
向にずらし、隣接する電流検出コイル幅部が前記主回路
導体の延在方向からみて互いに重なるように配置したも
のである。

【０００７】また、各相主回路導体の所定の相間距離に
対応して絶縁基板上に配置された絶縁管の外周に電流検
出コイルを装着したものである。

【０００８】さらに、各相の絶縁管相互間の距離を、電
流検出コイル幅の寸法と電流検出コイルの取付裕度寸法
の和としたものである。

【０００９】また、絶縁ケ−スの中に絶縁管を配置し、
この絶縁管の外周に電流検出コイル及び零相電流検出コ
イルを装着したものである。

【００１０】さらに、絶縁管を絶縁ケースの一側壁に一
体に形成したものである。

【００１１】また、絶縁管を絶縁ケースから分離可能に
形成し、絶縁ケースを構成するの側壁にて支持するよう
にしたものである。

【００１２】さらに、各相主回路導体に対応する絶縁管
を横一列に配置し、中央相と両側相に装着する電流検出
コイルを主回路導体の延在方向にずらして電流検出コイ
ル幅部を互いに重ねて配置したものである。

【００１３】また、各相主回路導体に対応する絶縁管を
横一列に配置し、中央相と両側相に装着する電流検出コ
イルを主回路導体の延在方向にずらして電流検出コイル
幅部を互いに重ねて配置するとともに、さらに零相電流
検出コイルを重ねて配置したものである。

【００１４】さらに、零相電流検出コイル枠を樹脂にて
形成し、このコイル枠を絶縁管の外周に挿入して装着し
たものである。

【００１５】また、両側相の電流検出コイルを中央相の
電流検出コイルよりも零相電流検出コイル側に配置した
ものである。

【００１６】さらに、ケースを樹脂にて形成し、零相電
流検出コイル枠の長手方向の寸法をケースの内側寸法よ
りもわずかに大きく形成して、前記ケースの両側板を外
方向にわずかに弾性変形した状態で零相電流検出コイル
枠をケース内に挿入し装着したものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１、図２はこの
発明の実施の形態１である電流センサの外観を示し、図
１は斜視図、図２は図１の平面図である。図において、
８は電流センサ、８ａは主回路導体１を通す貫通穴、９
は電流センサ８のケースで絶縁性材料で形成されてい
る。１０は電流センサの出力を外部に取出すためのコネ
クタ、１１は電流センサ８を固定する足でケース９と一
体に形成され取付穴１１ａを設けている。１２は前記ケ
ース９の正面の開口部にはめ込まれた絶縁物性のカバー
で、貫通穴８ａと連通する穴１２ａを有している。

【００１８】図３は、図１のカバー１２を取り去り、ま
た後述する電流検出コイルを取り去った状態におけるケ
ース９の詳細構造を示す斜視図である。図において、９
ａはケース９の最奥部に位置する絶縁物製の側壁、９ｂ
は絶縁筒で側壁９ａと一体にかつケース９の正面側に向
って突出して形成されその内部に貫通穴８ｂを有してい
る。９ｃはコイル保持壁で前記側壁９ａから前記ケース
９の正面方向に向ってかつ前記絶縁筒と同心状に突出し
た絶縁性の円筒形状としている。９ｄは前記コネクタ１
０を外部に導出するための切欠きである。なお、前記側
壁９ａは絶縁筒９ｂと一体に形成された絶縁物であり、
絶縁筒９ｂを所定位置に保持する絶縁基板でもある。

【００１９】図４乃至図６は電流検出部を示し、図４は
前記カバー１２及び後述する零相電流検出コイルを取り
外した状態で前記ケース９の正面側から見た正面図、図
５は電流検出コイルの斜視図、図６は図５のＡ−Ａ方向
に見た断面図である。図において、１３は電流検出コイ
ル、１３ａはコイル、１３ｂは絶縁物製のコイル枠で略
ドーナッツ形状をしており一側に前記コイル１３ａを挿
入する開口を有している。１３ｃは前記コイル１３ａか
ら導出された一対のリード線、１４は接続回路基板で前
記リード線１３ｃと前記コネクタ１０を接続している。
なお、図６に示すｄはコイル枠１３ｂの内径であり、前
記絶縁筒９ｂの外径よりもわずかに大きい寸法にして絶
縁筒９ｂの外周部に摺動させて電流検出コイルを装着し
ている。

【００２０】このようにすることで、電流検出コイル１
３は所定の相間位置に形成された絶縁筒９ｂに対して精
度よく配置することができる。また、図４に示すよう
に、中央相の電流検出コイル１３のコイル部分に重なる
ように両側相の電流検出コイル１３を配置しており、こ
うように配置することで相間寸法を小さくしている。さ
らに、絶縁筒９ｂ相互の間隔を電流検出コイル１３のコ
イル部の幅寸法Ｗよりもわずかに（取付裕度寸法）大き
い程度にしている。このため、絶縁筒９ｂの間隔を電流
検出コイル１３のコイル部の幅寸法Ｗで決まる最小の寸
法まで狭めることが出来る。

【００２１】図７乃至図９は零相電流検出部を示し、図
７は前記カバー１２を取り外した状態で前記ケース９の
正面側から見た正面図、図８は零相電流検出コイルの斜
視図、図９は図８のＢ−Ｂ方向に見た断面図である。図
において、１５は零相電流検出コイル、１５ａはコイ
ル、１５ｂは絶縁物製のコイル枠で略小判状のドーナッ
ツ形状をしており一側に前記コイル１５ａを挿入する開
口を有している。また、コイル枠１５ｂの両側部には支
持用突起１５ｄを形成し、図７に示すようにケース９の
左右両側板の内面に当接させている。

【００２２】図１０は図７をＣ−Ｃ方向にみた断面図
で、各電流検出コイル１３、零相電流検出コイル１５の
奥行き方向の配置を模式的に示したものである。中央相
の電流検出コイル１３が絶縁筒９ｂの外周部に挿入され
てケース９の最奥に配置されている。その上部に、左右
相の電流検出コイル１３が絶縁筒９ｂの外周部に挿入さ
れている。さらに、その上部に零相電流検出コイル１５
が配置され、さらにその上部にカバー１２が装着されて
いる。

【００２３】このように、各相の電流検出コイル１３を
主回路導体１の延在方向にずらせ、さらにコイル幅Ｗ部
分で重ね合わせることで各相間寸法を小さくすることが
できる。また、ケース９及びカバー１２を絶縁物製とす
ることで、主回路導体１への装着時に電気絶縁性を考慮
する必要がなくなり装着が容易にできるとともに、絶縁
筒９ｂによって電流検出コイル１３及び零相電流検出コ
イル１５を所定の相間および主回路位置に配置出来るた
め電流検出の精度を向上させることが出来る。

【００２４】また、同一のケース９内に電流検出コイル
１３と零相電流検出コイル１５を密着して配置するた
め、双方のケース壁を省略することが出来、主回路導体
１の延在方向の寸法を従来のものに比べてコンパクトに
構成できる。また、断面コの字状のコイル枠１３ｂ、１
５ｂを使用することで、コイルの形状を精度よく仕上げ
る事が出来るとともに、ケース９内への装着精度も向上
できるため、検出精度が向上する。さらに、ケース９内
に形成した絶縁筒９ｂにコイル枠１３ｂ、１５ｂを挿入
する方式であるため、従来のような一体注型のような複
雑な製造方式ではなく、製造の簡単な単品加工ですみ、
また組立ても絶縁筒９ｂに差し込むだけでよく組立て作
業が容易になるという効果がある。また、図１０に示す
ように両側相の電流検出コイル１３を零相電流コイル１
５の直下とすることで、零相電流コイル１５の長手方向
の両側を支持することが出来るので組立てが安定する。

【００２５】さらに、組立ては差込方式であるため、定
格の異なる電流検出コイル１３、零相電流検出コイル１
５をいくつか揃え、必要に応じて適宜組み合わせて使用
することにより多様な定格の電流センサを容易に得るこ
とができる。また、零相電流検出コイル１５のコイル枠
１５ｂの両側に支持用突起１５ｄを形成し、これをケー
ス９の側壁の内側に押し付けるように構成したので、ケ
ース９内へ挿入するのみでこの摩擦力により零相電流検
出コイル１５がケース９に固く係止されるとともに、こ
れによりその内側に装着された電流検出コイル１３を確
実に所定位置に保持することが出来る。このため、組立
て作業が容易になるとともに、輸送中、あるいは据付け
現地での据付・運転・保守中における振動等による故障
を防止することが出来る。

【００２６】また図示しないが、図１に示すように主回
路導体１が貫通する穴８ａを水平方向に一列に配置する
ことにより、モータコントロールセンタの制御ユニット
内に遮断器（図示せず）、コンタクタ（図示せず）を並
べて配置し、その間にこの発明による電流センサを配置
することで、複雑な曲げを必要としない（直線的な形状
も可）ブスバーにて前記遮断器とコンタクタを接続する
ことも可能となり、製造が容易となる。

【００２７】実施の形態２．なお、実施の形態１では、
絶縁筒９ｂは側壁９ａと一体に形成したが、例えば側壁
９ａをカバ−１２のようにケース９に対して着脱自在の
カバーとし、前記両方のカバーの間で絶縁筒９ｂを挟持
するようにしてもよい。このようにすることで、ケース
９の製造用金型の構成が簡単となり、金型費用を削減す
ることができる。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００２９】隣接する各相主回路導体に装着する電流セ
ンサの電流検出コイルを相互に主回路導体の延在方向に
ずらし、隣接する電流検出コイル幅部が前記主回路導体
の延在方向からみて互いに重なるように配置したので、
相間距離の短い電流センサを得ることができる。

【００３０】また、各相主回路導体の所定の相間距離に
対応して絶縁基板上に配置された絶縁管の外周に電流検
出コイルを装着したので、電流検出コイルの取付精度を
向上することができる。

【００３１】さらに、各相の絶縁管相互間の距離を、電
流検出コイル幅の寸法と電流検出コイルの取付裕度寸法
の和としたので、相間距離の短い電流センサを得ること
ができる。

【００３２】また、絶縁ケ−スの中に絶縁管を配置し、
この絶縁管の外周に電流検出コイル及び零相電流検出コ
イルを装着したので、内部に電流検出コイル及び零相電
流検出コイルを精度よく配置できるとともに、絶縁物製
のケース内に一体にまとまっているため主回路導体への
装着が容易となる。

【００３３】さらに、絶縁管を絶縁ケースの一側壁に一
体に形成したので、各相間の寸法精度が向上するととも
に、絶縁間がケースに一体となっているため組立ての作
業性がよくなる。

【００３４】また、絶縁管を絶縁ケースから分離可能に
形成し、絶縁ケースを構成するの側壁にて支持するよう
にしたので、ケースの製作型の構成が簡単となり、製作
が容易となる。

【００３５】さらに、各相主回路導体に対応する絶縁管
を横一列に配置し、中央相と両側相に装着する電流検出
コイルを主回路導体の延在方向にずらして電流検出コイ
ル幅部を互いに重ねて配置したので、相間隔の短い電流
センサが得られるとともに、モータコントロールセンタ
に使用する場合、主回路導体としてブスバーの使用が可
能となり、主回路導体の製造・組立てが容易となる。

【００３６】また、各相主回路導体に対応する絶縁管を
横一列に配置し、中央相と両側相に装着する電流検出コ
イルを主回路導体の延在方向にずらして電流検出コイル
幅部を互いに重ねて配置するとともに、さらに零相電流
検出コイルを重ねて配置したので、相間隔および主回路
導体の延在方向の長さの短い電流センサが得られるとと
もに、モータコントロールセンタに使用する場合、主回
路導体としてブスバーの使用が可能となり、主回路導体
の製造・組立てが容易となる。

【００３７】さらに、零相電流検出コイル枠を樹脂にて
形成し、このコイル枠を絶縁管の外周に挿入して装着し
たので、コイルの寸法精度が向上するとともに、ケース
内における取付寸法の精度が向上する。

【００３８】また、両側相の電流検出コイルを中央相の
電流検出コイルよりも零相電流検出コイル側に配置した
ので、零相電流検出コイルの長手方向の両側が電流検出
コイルによって支持され零相電流検出コイルの取付が安
定する。

【００３９】さらに、ケースを樹脂にて形成し、零相電
流検出コイル枠の長手方向の寸法をケースの内側寸法よ
りもわずかに大きく形成して、前記ケースの両側板を外
方向にわずかに弾性変形した状態で零相電流検出コイル
枠をケース内に挿入し装着したので、零相電流検出コイ
ル枠がケース内で確実に係止することが出来、組立てが
容易になるとともに、輸送・運転中の振動による不具合
の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す電流センサの
斜視図である。

【図２】 図１の平面図である。

【図３】 この発明の実施の形態１を示す電流センサの
ケースの斜視図である。

【図４】 この発明の実施の形態１を示す電流センサの
電流検出コイルの取付状態を示す断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態１を示す電流センサの
電流検出コイルの外観を示す斜視図である。

【図６】 図５のＡ−Ａ断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態１を示す電流センサの
零相電流検出コイルの取付状態を示す断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態１を示す電流センサの
零相電流検出コイルの外観を示す斜視図である。

【図９】 図５のＢ−Ｂ断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態１を示す電流センサ
の流検出コイルおよび零相電流検出コイルの装着状態を
示す模式的断面図である。

【図１１】 従来の電流センサを示す回路図である。

【図１２】 従来の電流センサを示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 主回路導体 ８ 電流センサ ８ａ 貫通穴 ９ ケース ９ａ 側壁 ９ｂ 絶縁筒 １２ カバー １２ａ 穴 １３ 電流検出コイル １３ａ コイル １３ｂ コイル枠 １３ｃ リード線 １５ 零相電流検出コイル １５ａ コイル １５ｂ コイル枠 １５ｄ 支持用突起

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G025 AA01 AA04 AA05 AB14 AC01 2G035 AA00 AA01 AB07 AC00 AD00 5E081 AA07 AA11 BB03 CC30 DD02 DD12 EE03 EE18

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隣接する各相主回路導体の外周にそれぞ
   れ装着された電流センサの電流検出コイルを相互に前記
   主回路導体の延在方向にずらし、隣接する前記電流セン
   サの電流検出コイル幅部が前記主回路導体の延在方向か
   らみて互いに重なるように配置したことを特徴とする電
   流センサ。
2. 【請求項２】 各相主回路導体の所定の相間距離に対応
   して絶縁基板上に配置された絶縁管の外周に電流検出コ
   イルを装着したことを特徴とする請求項１に記載の電流
   センサ。
3. 【請求項３】 各相の絶縁管相互間の距離は、電流検出
   コイル幅の寸法と電流検出コイルの取付裕度寸法の和と
   したことを特徴とする請求項２に記載の電流センサ。
4. 【請求項４】 絶縁ケ−スの中に絶縁管を配置し、前記
   絶縁管の外周に電流検出コイル及び零相電流検出コイル
   を装着したことを特徴とする請求項２に記載の電流セン
   サ。
5. 【請求項５】 絶縁管は、絶縁ケースの一側壁に一体に
   形成したことを特徴とする請求項４に記載の電流セン
   サ。
6. 【請求項６】 絶縁管は、絶縁ケースとは分離可能に形
   成され、絶縁ケースを構成するの側壁にて支持されるこ
   とを特徴とする請求項４に記載の電流センサ。
7. 【請求項７】 各相主回路導体に対応する絶縁管を横一
   列に配置し、中央相と両側相に装着する電流検出コイル
   を主回路導体の延在方向にずらして電流検出コイル幅部
   を互いに重ねて配置したことを特徴とする請求項４に記
   載の電流センサ。
8. 【請求項８】 各相主回路導体に対応する絶縁管を横一
   列に配置し、中央相と両側相に装着する電流検出コイル
   を主回路導体の延在方向にずらして電流検出コイル幅部
   を互いに重ねて配置するとともに、さらに零相電流検出
   コイルを重ねて配置したことを特徴とする請求項４に記
   載の電流センサ。
9. 【請求項９】 零相電流検出コイル枠を樹脂にて形成
   し、このコイル枠を絶縁管の外周に挿入して装着するこ
   とを特徴とする請求項８に記載の電流センサ。
10. 【請求項１０】 両側相の電流検出コイルを中央相の電
    流検出コイルよりも零相電流検出コイル側に配置したこ
    とを特徴とする請求項８に記載の電流センサ。
11. 【請求項１１】 ケースを樹脂にて形成し、零相電流検
    出コイル枠の長手方向の寸法をケースの内側寸法よりも
    わずかに大きく形成して、前記ケースの両側板を外方向
    にわずかに弾性変形した状態で零相電流検出コイル枠を
    ケース内に挿入し装着することを特徴とする請求項９に
    記載の電流センサ。