JP2002093646A - 電流検出器内蔵の外部配線接続端子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術では、電流検出器を半導体素子と外
部配線接続端子の間に別途置くことにより、スペースも
確保してそのための配線も必要になるため、小型化に対
して弊害となっていた。そこで、省配線化、省スペース
化が可能な電流検出器を内蔵した外部配線接続端子を提
供する。 【解決手段】 モールドで形成された長方形部材１の上
面と下面の略中央部に螺子結合部9a,9b をそれぞれ設
け、螺子結合部9a,9b に外部，内部配線配線を導入し螺
子で結合し、上面と下面の両螺子結合部間を棒状電気的
導体３を貫通させ、導体３に電気的検出手段を具備す
る、さらには棒状体３中間部に巻回した磁性体６と、磁
性体６が形成する磁気回路の一部に挿入接続されたホー
ル素子７と、ホール素子７に接続されその出力電圧を増
幅する増幅器８と、棒状体３の両端部に外部，内部配線
接続端子を成す螺子結合部9a,9b とを備え、これらをモ
ールド等で一体化して成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電力変換装
置等に使用する電流検出器内蔵の外部配線接続端子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、商用電源を周波数・電圧を変換し
て出力するた電力変換装置および商用電源に電力を回生
する電力変換装置においては、商用電源を接続する外部
配線接続端子およびモータなどの負荷に接続する接続端
子を装備している。また、これらの電力変換装置におい
ては、制御や保護のために、商用電源の電流や負荷に出
力する電流を検出する電流検出器も併せて装備してい
る。図３は電圧変換装置の主回路主要部分の電気回路構
成を示すブロック図、図４は図３の回路構成を立体的に
示した斜視図である [「従来例１」という] 。図３，図
４は商用電源を直流に変換し、半導体素子を制御してモ
ータへ所定の電圧・周波数を出力する電力交換装置のブ
ロック図である。この場合、出力側への電力の制御用に
出力電流を検出するため、出力側に電流検出器およびモ
ータが発電モードになった時に商用電源側に電力を変換
する機能を有するため、入力側にも電流検出器を備えて
いる。図４は電流検出器にホール素子を利用した貫通型
の電流検出器を使用している例である。入力用の外部配
線接続端子31と入力用半導体素子34の間に電流検出器32
を置くように、スペースを確保し、さらに外部配線接続
端子31と入力用半導体素子34の間の配線を電流検出器32
の中に貫通させている。また、出力側も同様であって、
出力用の内部配線接続端子38と出力用半導体素子36の間
に電流検出器37を置くようにしている。さらに、出力用
電流検出器37に抵抗を用いた場合も同様にスペースを確
保し、内部配線接続端子38から抵抗までと、抵抗から入
力用半導体素子34, 出力用半導体素子36までの配線が必
要となる。

【０００３】また、従来例２として実開平5-40870 号公
報・電流検出器がある。これは、外装ケースを不要と
し、低コストで洗浄液の侵入を防止する電流検出器を得
ることを目的とし、強磁性体コアの磁気ギャップ中に基
板を実装し、基板の回路部分、感磁素子の実装面と反対
面にコイル端末と接合される接続端子を有する構造であ
る。これはコイル接続端子も検出端子も別個に回路基板
上に並べて設けられ、強磁性体コア等の装着そのもの
を、その目的は小型化する方向ではない。

【０００４】さらに、従来例３として、特開平9-318673
号公報・電流検出器が上げられる。これは、導線の巻回
工程をなくすとともに、十ウ容積が小さく、かつ、高い
耐電圧特性とすることの可能な電流検出器を提供するこ
とを目的とし、台座の一方の面び積層された薄板状のコ
イル基板と、磁気−電圧変換素子を備え、前記コイル基
板上に積層された回路基板と、これらの台座、コイル基
板、および、回路基板を鋏み込むようにして装着された
磁性体コアとを具備する電流検出器であって、さらに前
記コイル基板と回路基板との間には、前記台座と強調し
て、前記コイル基板を略全面に亙って被覆する絶縁部材
が介装されている構成である。つまり、従来例３は巻回
工程の省略と実装容積を小さくすることが狙いであっ
て、外部との接続端子そのものについては従来通りであ
り、従来技術として本発明に対比するところはない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような従
来技術では、電流検出器を半導体素子と外部接続端子の
間に別途置くことにより、スペースも確保してそのため
の配線も必要になるため、小型化に対して弊害となると
いう問題があった。本発明は上記課題を解決するために
なされたものであり、省スペース化・省配線化が可能
で、小型の電流検出器内蔵の外部配線接続端子を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１の発明は、棒状の電気的導体と、
前記導体の中間部に巻回した磁性体と、前記磁性体が形
成する磁気回路の一部に挿入接続されたホール素子と、
前記ホール素子に接続されその出力電圧を増幅する増幅
器と、前記導体の両端部に外部配線螺子を介して接続す
るための螺子結合部とを備え、これらを樹脂モールド等
で一体化したことを特徴とする電流検出器内蔵の外部配
線接続端子である。このようにして本発明によれば、商
用電源やモータに接続する外部配線接続端子にホール素
子を用した電流検出器や電流検出用抵抗を内蔵（一体
化）することにより、また、外部端子を支える構造物に
内蔵（一体化）することにより、スペースや配線を省く
という特段の効果を奏する。

【０００７】本発明の請求項２の発明は、前記棒状の電
気的導体と、前記導体の中間部に接続装着した電流検出
用抵抗と、前記電流検出用抵抗の両端電圧を導出する電
圧検出手段と、前記棒状体の外周部を取り巻き前記棒状
体を保持するようにした筒状外部配線接続端子支えと、
前記棒状体の両端部に外部配線接続端子を螺子を介して
接続するための螺子結合部とを備え、これらを樹脂モー
ルド等で一体化してモールド体を形成たことを特徴とす
る電流検出器内蔵の外部配線接続端子である。

【０００８】本発明の請求項３の発明は、前記導体の下
面の螺子結合部を、前記モールド体から突出させ、前記
螺子結合部を取り囲むように前記筒状外部配線接続端子
支えを設けたことを特徴とする請求項２に記載の電流検
出器内蔵の外部配線接続端子である。筒状外部配線接続
端子支えにより、棒状体の接続端子が外部へ突出可能と
なる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。なお、全ての図面にお
いて、同一符号は同一若しくは相当部材を示す。図１は
本発明の一つの実施の形態におけるホール素子を使用し
た外部接続端子を示し、図１(a) は電流検出器を内蔵し
た外部配線接続端子の斜視図、図１(b)は図１(a) にお
ける一つの接続端子を拡大した斜視図である。すなわ
ち、図１(b) ，図２(b) は埋め込まれている導体４と電
流検出器２を書き出したものである。本発明が従来技術
と異なる点は以下の通りである。棒状の電気的導体３
と、導体３の中間部に巻回した磁性体６と、磁性体６が
形成する磁気回路の一部に挿入接続されたホール素子７
と、ホール素子７に接続されその出力電圧を増幅する増
幅器８と、導体３の両端部に外部配線螺子9a,9b を介し
て接続するための螺子結合部1a,1b とを備え、これらを
樹脂モールドＭ等で一体化した電流検出器内蔵の外部配
線接続端子１である。外部配線接続端子１としての本来
の機能は外部配線接続用螺子9a，部配線接続用螺子9bに
おいて、外部, 内部のケーブルまたは導体と強固に螺子
止め結着される。この場合検出電流Ｉf は導体３を通し
て流れ、内部配線接続用9bからケーブルまたはパターン
などを介して半導体素子へ接続される。ホール素子７を
使用した電流検出器２は検出電流Ｉf によって発生する
磁束を磁性体６で集束し、磁性体６の磁気回路の途中に
挿入接続されたホール素子７により電圧または電流の形
に変換して出力する。

【００１０】次に本発明の別の実施形態を説明する。図
２は本発明の他の実施の形態を示す外部配線接続端子で
あって、図２(a) は電流検出器を内蔵した外部配線接続
端子全体の斜視図、図２(b) は一つの接続端子を拡大し
た斜視図である。本発明が従来技術と異なる点は以下の
通りである。棒状の電気的導体３と、導体３の中間部に
接続装着した電流検出用抵抗10と、電流検出用抵抗10の
両端電圧を導出する電圧検出手段11と、棒状体（導体
３）の外周部を取り巻き棒状体を保持するようにした筒
状外部配線接続端子支え５と、棒状体の両端部に外部配
線接続端子１を螺子9a,9b を介して接続するための螺子
結合部1a,1b とを備え、これらを樹脂モールドＭ等で一
体化してモールド体を形成た電流検出器内蔵の外部配線
接続端子１である。同様に図２(b) のように導体３の途
中に電流検出用抵抗10を接続することで、抵抗10の両端
の検出電圧Ｖを取り出せば、電流を検出することができ
る。ここで、導体と外部配線や内部配線とは螺子接続と
は限らず、形状を換えて半田付けなど他の手段を用いて
も良く、また、磁性体とホール素子を内蔵し増幅器を外
部に置くなど、電流検出器の一部を内蔵するようにして
も良い。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
本来、電流を流す目的の外部配線接続端子に電流検出器
を内蔵することで、電流検出器を置く特別なスペース
や、電流検出器への配線を省くことが可能となり、小型
化・省配線化を図ることができ、コストを低く抑えらえ
るという特段の効果を奏することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態におけるホール素子
を使用した外部配線接続端子を示し、(a) は電流検出器
を内蔵した外部配線接続端子全体の斜視図(b) は(a) に
おける一つの接続端子を拡大した斜視図

【図２】本発明の他の実施の形態を示す外部配線接続端
子であって、(a) は電流検出器を内蔵した外部配線接続
端子全体の斜視図(b) は一つの接続端子を拡大した斜視
図

【図３】電力変換装置の主回路の主要部分を電気的回路
構成で示すブロック図

【図４】図３の回路構成を立体的構成を示した斜視図

【符号の説明】

１ 外部配線接続端子 1a 螺子結合部 1b 螺子結合部 ２ 電流検出器 ３ 導体（電気的導体） ４ 検出電流Ｉf ５ 外部配線接続端子支え ６ 磁性体 ７ ホール素子 ８ 増幅器 9a 外部配線接続用螺子 9b 内部配線接続用螺子 10 電流検出用抵抗 41,48 外部配線接続端子 42,47 電流検出器 43 入力電流制御保護回路 44 半導体アーム( コンバータ) 45 平滑コンデンサ 46 半導体アーム( インバータ) 49 出力電流制御保護回路 Ｍ 樹脂モールド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状の電気的導体と、 前記導体の中間部に巻回した磁性体と、 前記磁性体が形成する磁気回路の一部に挿入接続された
   ホール素子と、 前記ホール素子に接続されその出力電圧を増幅する増幅
   器と、 前記導体の両端部に外部配線螺子を介して接続するため
   の螺子結合部とを備え、 これらを樹脂モールド等で一体化したことを特徴とする
   電流検出器内蔵の外部配線接続端子。
2. 【請求項２】 前記棒状の電気的導体と、 前記導体の中間部に接続装着した電流検出用抵抗と、 前記電流検出用抵抗の両端電圧を導出する電圧検出手段
   と、 前記棒状体の外周部を取り巻き前記棒状体を保持するよ
   うにした筒状外部配線接続端子支えと、 前記棒状体の両端部に外部配線接続端子を螺子を介して
   接続するための螺子結合部とを備え、 これらを樹脂モールド等で一体化してモールド体を形成
   たことを特徴とする電流検出器内蔵の外部配線接続端
   子。
3. 【請求項３】 前記導体の下面の螺子結合部を、前記モ
   ールド体から突出させ、前記螺子結合部を取り囲むよう
   に前記筒状外部配線接続端子支えを設けたことを特徴と
   する請求項２に記載の電流検出器内蔵の外部配線接続端
   子。