JP2007017188A

JP2007017188A - クランプセンサ

Info

Publication number: JP2007017188A
Application number: JP2005196415A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Nagai; 明博永井
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2007-01-25

Abstract

【課題】製造コストの低減および生産効率の向上を実現し得るクランプセンサを提供する。
【解決手段】磁気コアが収容された可動側ケース１１および固定側ケース１３をそれぞれ有して各ケース１１，１３における基端部２２，４２の軸孔２３ａ，４２ａに挿通された支軸を中心として回動可能に連結された一対の可動側センサ２および固定側センサ３と、可動側センサ２の軸受部２３にコイル部６１が嵌め込まれると共に各基端部２２，４２に両腕部がそれぞれ掛止されて両センサ２，３を付勢するばね４とを備え、固定側センサ３は、軸孔４２ａと平行またはほぼ平行に形成された挿通孔４３ａを有して挿通孔４３ａに挿通されたばね４の腕部６３の先端側部位６３ｂが掛止される掛止部４３を備え、ばね４の腕部６３は、コイル部６１の仮想中心軸と平行またはほぼ平行となるように先端側部位６３ｂが曲げられて構成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、支軸を中心として回動可能に連結された一対のセンサと、これらのセンサを付勢するねじりコイルばねとを備えたクランプセンサに関するものである。

この種のクランプセンサとして、特開平１０−２１３５９８号公報において出願人が開示したクランプセンサが知られている。このクランプセンサは、磁気コアが収容されたコアホルダを有する可動側センサおよび固定側センサ、並びに２つのねじりコイルばね等を備えて構成されている。この場合、両センサは、軸受部に挿通された支軸によって開閉自在に軸支されている。また、各ねじりコイルばねは、コイルスプリング部が軸受部に嵌め込まれると共に、開放一端部および開放他端部が可動側センサおよび固定側センサにそれぞれ掛止されて、両センサを付勢している。

このクランプセンサを組み立てる際に、ねじりコイルばねを取り付けるときには、可動側センサのコアホルダ内に形成されている軸受部に２つのねじりコイルばねのコイルスプリング部をそれぞれ嵌め込む。次いで、各ねじりコイルばねの各開放一端部を可動側センサのコアホルダ内に形成されている支柱部に掛止させる。続いて、各ねじりコイルばねにおける各開放他端部の先端部を掛止カバーに形成されている２つの保持用穴にそれぞれ挿通させる。この際に、掛止カバーを進退させることによって掛止カバーの掛止端が固定側センサにおけるコアホルダの側壁部に当たらないように掛止カバーの位置を調整する。次いで、可動側センサと固定側センサとを軸支した状態で、各ねじりコイルばねの開放他端部（掛止カバー）を掴んで、固定側センサのコアホルダに形成されている掛止用切欠部に開放他端部を掛止させる。これにより、各ねじりコイルばねが取り付けられる。この場合、ねじりコイルばねの開放他端部の長さが短く規定されていたとしても、掛止カバーを用いることで、掛止カバーの掛止端までの距離を長くすることができるため、掛止用切欠部に開放他端部（掛止カバー）を確実に掛止させることが可能となっている。
特開平１０−２１３５９８号公報（第３−５頁、第１−２図）

ところが、上記のクランプセンサには、改善すべき以下の課題がある。すなわち、このクランプセンサでは、ねじりコイルばねの開放他端部に掛止カバーを取り付けたことで、掛止用切欠部に対する開放他端部の確実な掛止を可能としている。しかしながら、このクランプセンサでは、掛止カバーの取り付け工程が必要な分、製造効率が低下するという課題が生じている。また、このクランプセンサでは、掛止カバーを用いる分、製造コストが増加するという課題も存在する。一方、大形のクランプセンサでは、弾性力の強いコイルばねが用いられる。このようなクランプセンサを組み立てる際には、掛止カバーを取り付けたとしても、掛止カバー（開放他端部）を掴んで掛止用切欠部に掛止させるには大きな力が必要なため、作業が困難となることがある。この場合、可動側センサと固定側センサとを軸支せずに両センサが分離している状態、つまりねじりコイルばねの弾性力が加わっていない状態で開放他端部を掛止用切欠部に掛止させた後に、可動側センサを掴んで固定側センサに近づけて（移動させて）両センサの軸孔を一致させて、支軸を軸孔に挿通させる方法も考えられる。しかしながら、ねじりコイルばねの弾性力が加わっていない状態では、ねじりコイルばねの開放他端部が掛止用切欠部から外れ易いため、開放他端部が外れないようにしつつ両センサの軸孔を一致させるには、作業を慎重に行う必要がある。したがって、この方法を採用したときには、製造効率がさらに低下するという課題が生じる。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、製造コストの低減および生産効率の向上を実現し得るクランプセンサを提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載のクランプセンサは、略弧状の磁気コアが収容されたケースをそれぞれ有して当該各ケースにおける各々の基端部の軸孔に挿通された支軸を中心として回動可能に連結された一対のセンサと、当該一対のセンサの一方における軸受部にコイル部が嵌め込まれると共に前記各基端部に両腕部がそれぞれ掛止されて前記各ケースの先端部が互いに係合する回動方向に向けて当該一対のセンサを付勢するねじりコイルばねとを備えたクランプセンサであって、前記一対のセンサの他方は、前記軸孔と平行またはほぼ平行に形成された挿通孔または切り欠きを有して当該挿通孔または当該切り欠きに挿通された前記両腕部の一方における先端側部位が掛止される掛止部を備え、前記ねじりコイルばねにおける前記一方の腕部は、前記コイル部の仮想中心軸と平行またはほぼ平行となるように前記先端側部位がその基端側部位に対して曲げられて構成されている。

また、請求項２記載のクランプセンサは、請求項１記載のクランプセンサにおいて、前記一方の腕部の先端部は、前記仮想中心軸に対して所定の角度をなすように前記先端側部位に対して曲げられている。

請求項１記載のクランプセンサによれば、軸孔と平行またはほぼ平行な挿通孔または切り欠きを有してその挿通孔または切り欠きに挿通されたねじりコイルばねにおける一方の腕部の先端側部位が掛止される掛止部を備えて一対のセンサの他方を構成し、その先端側部位をコイル部の仮想中心軸と平行またはほぼ平行となるように基端側部位に対して曲げたことにより、従来のクランプセンサとは異なり、掛止カバーを用いることなく、掛止部の挿通孔または切り欠きにその先端側部位を挿通させるだけで、腕部を掛止部に確実に掛止させることができる。したがって、このクランプセンサによれば、掛止カバーの取り付け工程が不要な分、製造効率を十分に向上させることができると共に、掛止カバーが不要な分、製造コストを十分に低減することができる。また、一方のセンサの移動方向と一方の腕部の先端側部位が曲げられた方向とが直交しているため、その先端側部位が掛止部の挿通孔または切り欠きから外れ難いため、両センサの連結作業を容易に行うことができる。したがって、このクランプセンサによれば、組立作業の効率を十分に向上させることができる。

また、請求項２記載のクランプセンサによれば、コイル部の仮想中心軸に対して所定の角度をなすようにねじりコイルばねにおける一方の腕部の先端部を先端側部位に対して曲げたことにより、両センサを連結する際に、一方のセンサがコイル部の仮想中心軸に沿った方向に振れたとしても、先端部が掛止部における挿通孔または切り欠きの縁部に当接するため、先端側部位が挿通孔または切り欠きから外れる事態を確実に防止することができる。

以下、本発明に係るクランプセンサの最良の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、クランプセンサ１の構成について、図面を参照して説明する。図１に示すクランプセンサ１は、例えば、導線に流れる電流を非接触で測定する際に用いられるクランプ型のセンサであって、可動側センサ２、固定側センサ３、ばね４（図２参照）、グリップ部５および連結ピン６を備えて構成されている。

可動側センサ２は、本発明における一対のセンサの一方に相当し、図１，２に示すように、可動側ケース１１および磁気コア１２を備えている。可動側ケース１１は、図６に示すように、互いに嵌合可能な樹脂製の第１ケース１１ａおよび第２ケース１１ｂを備えている。この場合、両ケース１１ａ，１１ｂは、嵌合状態において、磁気コア１２を収容する平面視が略弧状のコア収容部２１、およびばね４の一部分を収容すると共にクランプセンサ１の使用時に可動側センサ２を回動させるレバーとして機能する基端部２２を構成する。また、この基端部２２には、中心に軸孔２３ａを有する軸受部２３が形成されている。この場合、この軸受部２３には、図５に示すように、ばね４のコイル部６１が嵌め込まれて、軸孔２３ａには、図７に示すように、連結ピン６が挿通される。また、基端部２２の内部には、図５に示すように、ばね４の腕部６２を掛止させる壁部２４が形成されている。

磁気コア１２は、磁気コア本体、磁気コア本体の外側を覆う絶縁ケース（いずれも図示せず）、および絶縁ケースのさらに外側に取り付けられたシールド３１（図２参照）を備えて平面視が略弧状（略円弧状）に構成されて、同図に示すように、可動側ケース１１のコア収容部２１に収容されている。この場合、磁気コア本体は、平面視が略弧状の金属板を所要の枚数積層したコア、コアにおける両端部を除く部分を被覆するボビン、およびボビンの周囲に巻回された巻線（いずれも図示せず）を備えて構成されている。

固定側センサ３は、本発明における一対のセンサの他方に相当し、図１に示すように、固定側ケース１３および磁気コア１４を備えている。固定側ケース１３は、図６に示すように、互いに嵌合可能な樹脂製の第３ケース１３ａおよび第４ケース１３ｂを備えている。この場合、両ケース１３ａ，１３ｂは、嵌合状態において、磁気コア１４を収容する平面視が略弧状のコア収容部４１、および可動側ケース１１の基端部２２の外側に嵌め合わされると共にグリップ部５（図１参照）が取り付けられる基端部４２を構成する。また、この基端部４２には、可動側ケース１１における軸受部２３の軸孔２３ａに連通させられて連結ピン６が挿通される軸孔４２ａ，４２ａが形成されている。また、基端部４２には、図６，７に示すように、掛止部４３が形成されている。この場合、掛止部４３には、両図に示すように、軸孔４２ａに対して平行（またはほぼ平行）な挿通孔４３ａが形成され、この挿通孔４３ａにばね４の腕部６３の先端側部位６３ｂが挿通されて掛止される。

磁気コア１４は、磁気コア本体、磁気コア本体の外側を覆う絶縁ケース（いずれも図示せず）、および絶縁ケースの外側に取り付けられたシールド５１（図２参照）を備えて平面視が略弧状（略円弧状）に構成されて、同図に示すように、固定側ケース１３のコア収容部４１に収容されている。この場合、磁気コア本体は、上記した可動側センサ２における磁気コア１２の磁気コア本体と同様に構成されている。

ばね４は、ねじりコイルばねであって、図３，４に示すように、コイル部６１および腕部６２，６３で構成されている。この場合、腕部６３は、両図に示すように、その先端側部位６３ｂがコイル部６１の仮想中心軸Ａと平行（またはほぼ平行）となるように基端側部位６３ａに対して曲げられると共に、その先端部６３ｃが仮想中心軸Ａに対して所定の角度だけ傾くように先端側部位６３ｂに対してさらに曲げられて（２段曲げ）構成されている。また、ばね４は、図２に示すように、可動側センサ２における可動側ケース１１の軸受部２３にコイル部６１が嵌め込まれると共に、可動側ケース１１の基端部２２の内部に形成された壁部２４に腕部６２が掛止され、かつ固定側センサ３の固定側ケース１３における掛止部４３の挿通孔４３ａに腕部６３の先端側部位６３ｂが挿通されて掛止部４３に掛止された状態で取り付けられる。この場合、ばね４は、取り付けられた状態において、両センサ２，３の各先端部２ａ，３ａが互いに係合する回動方向（同図に示す矢印Ｂの方向）に両センサを付勢する。

グリップ部５は、図１に示すように、全体として平面視長方形状に構成されると共に、一端部に開口部５ａが形成されて、開口部５ａ側が固定側センサ３の基端部４２に固定されている。また、グリップ部５の内部には、図２に示すように、磁気コア１２，１４から出力される磁気信号に基づいてセンサ信号を出力する基板１００が収容されている。

連結ピン６は、本発明における支軸に相当し、図７に示すように、可動側ケース１１における軸受部２３の軸孔２３ａ、および固定側ケース１３における基端部４２の軸孔４２ａに挿通されて、可動側センサ２と固定側センサ３とを回動可能に連結する。

次に、クランプセンサ１の組み立て方法の一例について、図面を参照して説明する。

まず、可動側センサ２を組み立てる。この場合、第１ケース１１ａにおける平面視が略弧状の部分（図２に示す第１コア収容部２１ａ）に磁気コア１２を嵌め込む。次いで、図５に示すように、第１ケース１１ａの軸受部２３の外側にばね４のコイル部６１を嵌め込むと共に、第１ケース１１ａの基端部２２の内部にばね４の腕部６２を収容して、ばね４を第１ケース１１ａに保持させる。続いて、第２ケース１１ｂを第１ケース１１ａに嵌め合わせて、超音波溶着（ウェルダ溶着）によって両ケース１１ａ，１１ｂを接合する。これにより、可動側センサ２の組立てが完了する。

次に、固定側センサ３を組み立てる。この場合、第４ケース１３ｂと共にコア収容部４１を構成する第３ケース１３ａにおける平面視が略弧状の部分（図２に示す第３コア収容部４１ａ）に磁気コア１４を嵌め込む。次いで、第４ケース１３ｂを第３ケース１３ａに嵌め合わせて、超音波溶着（ウェルダ溶着）によって両ケース１３ａ，１３ｂを接合する。これにより、固定側センサ３の組立てが完了する。

続いて、可動側センサ２と固定側センサ３とを連結する。この場合、図６に示すように、可動側センサ２の可動側ケース１１に保持されているばね４における腕部６３の先端部６３ｃおよび先端側部位６３ｂを、固定側センサ３の固定側ケース１３における掛止部４３の挿通孔４３ａに挿通させて、先端側部位６３ｂを掛止部４３に掛止させる。この場合、このクランプセンサ１では、掛止部４３の挿通孔４３ａが軸孔４２ａ、つまり両センサ２，３が連結した状態の可動側ケース１１の軸孔２３ａと平行となるように形成され、腕部６３の先端側部位６３ｂがコイル部６１の仮想中心軸Ａと平行となるように基端側部位６３ａに対して曲げられている。このため、このクランプセンサ１では、従来のクランプセンサとは異なり、掛止カバーを用いることなく掛止部４３の挿通孔４３ａにばね４の腕部６３の先端側部位６３ｂを挿通させるだけで、ばね４の腕部６３を掛止部４３に確実に掛止させることができる。したがって、掛止カバーの取り付け工程が不要な分、製造効率を向上させることが可能となっている。また、掛止カバーが不要な分、製造コストを低減することが可能となっている。

次いで、ばね４の先端側部位６３ｂを、掛止部４３の挿通孔４３ａに挿通させた状態を維持しつつ、可動側センサ２を掴んで、可動側ケース１１における軸受部２３の軸孔２３ａと固定側ケース１３における基端部４２の軸孔４２ａとが一致する方向（図６に示す矢印Ｃの方向）に沿って、可動側センサ２を固定側センサ３に近接（移動）させる。この場合、可動側センサ２を掴んで移動させるため、可動側センサ２と固定側センサ３とを連結した後にばね４の先端側部位６３ｂを掴んで掛止部４３の挿通孔４３ａに挿通させるときに要する力と比較して、可動側センサ２を固定側センサ３に僅かな力で容易に近接させることができる。

また、このクランプセンサ１では、腕部６３の先端側部位６３ｂがコイル部６１の仮想中心軸Ａと平行となるように、つまり可動側センサ２の移動方向に対して直交（またはほぼ直交）する方向に曲げられている。したがって、腕部６３の先端側部位６３ｂが掛止部４３の挿通孔４３ａから外れ難いため、可動側センサ２を固定側センサ３に近接させる作業を容易に行うことが可能となっている。また、このクランプセンサ１では、コイル部６１の仮想中心軸Ａに対して所定の角度をなすように先端部６３ｃが先端側部位６３ｂに対してさらに曲げられているため、可動側センサ２を移動させる際に可動側センサ２が仮想中心軸Ａに沿った方向に振れたとしても、先端部６３ｃが掛止部４３における挿通孔４３ａの縁部に当接する結果、先端側部位６３ｂが挿通孔４３ａから外れる事態が確実に防止されている。

続いて、可動側センサ２における可動側ケース１１の基端部２２を固定側センサ３における固定側ケース１３の基端部４２の内側に嵌め合わせると共に、可動側ケース１１における軸受部２３の軸孔２３ａと固定側ケース１３における基端部４２の軸孔４２ａとが一致した状態で両軸孔２３ａ，４２ａに連結ピン６を挿通させて可動側センサ２と固定側センサ３とを連結する。次に、グリップ部５を取り付ける。この場合、グリップ部５の内部に基板１００を収容して固定して、可動側センサ２の磁気コア１２における巻線の端部、および固定側センサ３の磁気コア１４における巻線の端部を基板１００に接続する。次いで、グリップ部５の開口部５ａを固定側センサ３の固定側ケース１３における基端部４２に嵌め合わせて、グリップ部５を基端部４２にねじ止めする。以上により、クランプセンサ１が完成する。

このように、このクランプセンサ１によれば、軸孔４２ａと平行な挿通孔４３ａを有して挿通孔４３ａに挿通されたばね４における腕部６３の先端側部位６３ｂが掛止される掛止部４３を備えて固定側センサ３を構成し、ばね４における腕部６３の先端側部位６３ｂをコイル部６１の仮想中心軸Ａと平行となるように基端側部位６３ａに対して曲げたことにより、従来のクランプセンサとは異なり、掛止カバーを用いることなく、掛止部４３の挿通孔４３ａに腕部６３の先端側部位６３ｂを挿通させるだけで、腕部６３を掛止部４３に確実に掛止させることができる。したがって、このクランプセンサ１によれば、掛止カバーの取り付け工程が不要な分、製造効率を十分に向上させることができると共に、掛止カバーが不要な分、製造コストを十分に低減することができる。また、可動側センサ２の移動方向と腕部６３の先端側部位６３ｂが曲げられた方向とが直交しているため、腕部６３の先端側部位６３ｂが掛止部４３の挿通孔４３ａから外れ難いため、可動側センサ２と固定側センサ３との連結作業を容易に行うことができる。したがって、このクランプセンサ１によれば、クランプセンサ１を組み立てる組立作業の効率を十分に向上させることができる。

また、このクランプセンサ１によれば、コイル部６１の仮想中心軸Ａに対して所定の角度をなすように先端部６３ｃを先端側部位６３ｂに対して曲げたことにより、可動側センサ２と固定側センサ３とを連結する際に、可動側センサ２が仮想中心軸Ａに沿った方向に振れたとしても、先端部６３ｃが掛止部４３における挿通孔４３ａの縁部に当接するため、腕部６３の先端側部位６３ｂが掛止部４３の挿通孔４３ａから外れる事態を確実に防止することができる。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、１つのばね４で可動側センサ２および固定側センサ３を付勢する構成例について上記したが、２つ以上の任意の数のばね４で両センサ２，３を付勢する構成を採用することもできる。また、ばね４における腕部６３の先端側部位６３ｂを挿通させる挿通孔４３ａが形成された掛止部４３を例に挙げて説明したが、挿通孔４３ａに代えて、先端側部位６３ｂを挿通させる切り欠きを掛止部４３に形成することもできる。また、ばね４における腕部６３の先端部６３ｃを先端側部位６３ｂに対してさらに曲げた例について上記したが、先端部６３ｃを曲げていない構成を採用することもできる。

クランプセンサ１の平面図である。クランプセンサ１の内部構成を示す平面図である。ばね４の斜視図である。ばね４の側面図である。ばね４の取り付け方法を説明するための説明図である。可動側センサ２と固定側センサ３との連結方法を説明するための説明図である。可動側センサ２および固定側センサ３を連結した状態の斜視図である。

符号の説明

１クランプセンサ
２可動側センサ
２ａ，３ａ先端部
３固定側センサ
４ばね
６連結ピン
１１可動側ケース
１１ａ第１ケース
１１ｂ第２ケース
１２，１４磁気コア
１３固定側ケース
１３ａ第３ケース
１３ｂ第４ケース
２２，４２基端部
２３軸受部
２３ａ，４２ａ軸孔
４３掛止部
４３ａ挿通孔
６１コイル部
６２，６３腕部
６３ａ基端側部位
６３ｂ先端側部位
６３ｃ先端部
Ａ仮想中心軸
Ｂ矢印

Claims

略弧状の磁気コアが収容されたケースをそれぞれ有して当該各ケースにおける各々の基端部の軸孔に挿通された支軸を中心として回動可能に連結された一対のセンサと、当該一対のセンサの一方における軸受部にコイル部が嵌め込まれると共に前記各基端部に両腕部がそれぞれ掛止されて前記各ケースの先端部が互いに係合する回動方向に向けて当該一対のセンサを付勢するねじりコイルばねとを備えたクランプセンサであって、
前記一対のセンサの他方は、前記軸孔と平行またはほぼ平行に形成された挿通孔または切り欠きを有して当該挿通孔または当該切り欠きに挿通された前記両腕部の一方における先端側部位が掛止される掛止部を備え、
前記ねじりコイルばねにおける前記一方の腕部は、前記コイル部の仮想中心軸と平行またはほぼ平行となるように前記先端側部位がその基端側部位に対して曲げられて構成されているクランプセンサ。
前記一方の腕部の先端部は、前記仮想中心軸に対して所定の角度をなすように前記先端側部位に対して曲げられている請求項１記載のクランプセンサ。