JP2007040856A

JP2007040856A - 磁気センサ

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Publication number: JP2007040856A
Application number: JP2005226049A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Nagai; 明博永井
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2025-08-04
Also published as: JP4933068B2

Abstract

【課題】生産効率を向上し得る磁気センサを提供する。
【解決手段】コア２１を収容したボビン２２の外周に導線２３が巻回された略弧状のコイル部２と、コイル部２における導線２３の巻回部分を被覆するようにして配設されたコイルカバー３と、コイルカバー３を取り囲むようにして配設された複数のシールド板５１〜５４とを備え、コイルカバー３には、シールド板５１，５４の互いに隣接する各々の側端部の間に挟み込まれて各側端部を離間させる筋状の凸部４２ｃがコイルカバー３の長さ方向に沿って形成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、略弧状のコイル部と、コイル部を被覆するコイルカバーを取り囲むようにして配設されたシールド板とを備えたクランプ式の磁気センサに関するものである。

この種の磁気センサとして、特開平１１−２９５３４６号公報において出願人が開示したコアセンサが知られている。このコアセンサは、略円弧状の磁気コアにボビンを介して巻回（捲着）された巻線の巻回部位を絶縁材で覆ったセンサ部と、センサ部に配設されたシールド材と備えて構成されている。この場合、絶縁材は、対面合致が自在に二つ割りされた絶縁用の一側カバー部と他側カバー部とで構成されている。また、シールド材は、センサ部の背側面に沿って配設される背側シールド片と、背側シールド片上に境界部が位置するように半割りされてそれぞれが断面略Ｌ字形に形成されたシールド用の一側カバー部および他側カバー部と、一側縁がシールド用の一側カバー部に接触すると共に他側縁がシールド用の他側カバー部から離間した状態でセンサ部の腹側面に沿って配設される腹側シールド片とを備えている。
特開平１１−２９５３４６号公報（第３−４頁、第１−３図）

ところが、上記のコアセンサには、改善すべき以下の課題がある。すなわち、このコアセンサでは、シールド材を構成する背側シールド片、一側カバー部、他側カバー部および腹側シールド片が互いに電気的に接続されて１ターン分のコイルとして作用することによる測定への悪影響を防止するために、腹側シールド片の他側縁と他側カバー部とを離間させている。この場合、両者を確実に離間させる方法としては、例えば、絶縁性を有する粘着テープを他側カバー部の縁部に貼付する方法が一般的に採用されている。しかしながら、この方法では、他側カバー部の縁部が円弧状のため、粘着テープの貼付作業に比較的長い時間を要する結果、その分、生産効率が低下するという課題が存在する。

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、生産効率を向上し得る磁気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記載の磁気センサは、コアを収容したボビンの外周に導線が巻回された略弧状のコイル部と、当該コイル部における前記導線の巻回部分を被覆するようにして配設されたコイルカバーと、当該コイルカバーを取り囲むようにして配設された複数のシールド板とを備えたクランプ式の磁気センサであって、前記コイルカバーには、前記シールド板の互いに隣接する各々の側端部の間に挟み込まれて当該各側端部を離間させる筋状の凸部が当該コイルカバーの長さ方向に沿って形成されている。

また、請求項２記載の磁気センサは、請求項１記載の磁気センサにおいて、前記コイルカバーは、断面コ字状の樋状にそれぞれ形成された第１カバーおよび第２カバーを備えて構成され、前記第１カバーおよび前記第２カバーは、前記コイル部の前記巻回部分における内周面上および外周面上で各々の側壁が互いに重なり合った状態で前記コイル部の前記巻回部分を被覆可能に構成されている。

請求項１記載の磁気センサによれば、シールド板の互いに隣接する各々の側端部の間に挟み込まれて各側端部を離間させる筋状の凸部をコイルカバーの長さ方向に沿ってそのコイルカバーに形成したことにより、例えば、絶縁用テープをシールド板に貼付することなく、一対のシールド板を電気的に分離させて各シールド板が１ターン分のコイルとして作用する事態を確実に防止することができる。したがって、従来の磁気センサとは異なり、シールド板への絶縁用テープの貼付を不要とすることができるため、その分、シールド板の取り付けを短時間で行うことができる結果、磁気センサの生産効率を十分に向上させることができる。

また、請求項２記載の磁気センサによれば、断面コ字状の樋状にそれぞれ形成された第１カバーおよび第２カバーを備えてコイルカバーを構成すると共に、コイル部の巻回部分における内周面上および外周面上で各々の側壁が互いに重なり合った状態でコイル部の巻回部分を被覆可能に第１カバーおよび第２カバーを構成したことにより、各側壁が重なり合っている長さだけコイル部（導線）とシールド板との間の沿面距離を長くすることができるため、コイルカバーの内側や外側に絶縁用のシート等を配設することなく、コイル部とシールド板との間において十分な沿面距離を確保することができる。したがって、従来の磁気センサとは異なり、シールド板への絶縁用シート等の貼付を不要とすることができるため、その分、磁気センサの組み立てを短時間で行うことができる結果、磁気センサの生産効率を一層向上させることができる。

以下、本発明に係る磁気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、磁気センサ１の構成について、図面を参照して説明する。図１に示す磁気センサ１は、例えば、導線に流れる電流を非接触で測定可能なクランプ式電流計に組み込まれるクランプ式の磁気センサであって、コイル部２、コイルカバー３（図２参照）およびシールド部４を備えて構成されている。なお、クランプ式電流計には、この磁気センサ１と、磁気センサ１とほぼ同様に構成された他の磁気センサとで構成される一対の磁気センサが組み込まれるが、発明の理解を容易とするため、以下、磁気センサ１についてのみ説明する。

コイル部２は、図３に示すように、平面視が略弧状（略円弧状）の金属板を所要の枚数積層したコア２１と、コア２１における両端部２１ａ，２１ｂを除く部分を被覆するボビン２２と、ボビン２２の周囲に巻回された導線２３（図２参照）とを備えて、平面視が略弧状（略円弧状）に構成されている。この場合、ボビン２２の長さ方向における両端部には、図３に示すように、フランジ３１，３２がそれぞれ形成されている。また、図５，６に示すように、導線２３の始端部および終端部が引き出される引き出し側に位置するフランジ３１には、導線２３の始端部および終端部をそれぞれ挿通させる一対の切欠き３１ａ，３１ｂが形成されている。さらに、図２に示すように、ボビン２２の長さ方向における両端部には、コイルカバー３およびシールド部４を位置合わせさせるための円柱状の突起部３３，３３・・が形成されている。

コイルカバー３は、図２に示すように、絶縁性を有する樹脂製の第１カバー４１および第２カバー４２を備えて構成され、コイル部２における導線２３の巻回部分を被覆するようにして配設される。この場合、第１カバー４１は、図２，８に示すように、断面コ字状の樋状に形成されて、コイル部２の厚み方向における奥側（図８における下側）の部分を被覆する。また、第１カバー４１の長さ方向における両端部には、図２に示すように、位置合わせ用の切り欠き４１ｃ，４１ｃがそれぞれ形成されている。一方、第２カバー４２は、図２，８に示すように、断面コ字状の樋状に形成されて、コイル部２の厚み方向における手前側（図８における上側）の部分を被覆する。また、第２カバー４２の長さ方向における両端部には、図２に示すように、位置合わせ用の切り欠き４２ｄ，４２ｄがそれぞれ形成されている。

また、第１カバー４１および第２カバー４２は、図８に示すように、組立状態において、コイル部２の内周面２ａ側で各々の側壁４１ａ，４２ａが互いに重なり合い、かつコイル部２の外周面２ｂ側で各々の側壁４１ｂ，４２ｂが互いに重なり合った状態で嵌合するように構成されている。さらに、第２カバー４２における側壁４２ａの基端部には、同図および図２に示すように、その長さ方向に沿って筋状の凸部４２ｃが形成されている。この場合、凸部４２ｃは、組立状態において一対のコイル部２，２で構成されるリング状のクランプ部の中心側に向けて突出し、隣接する一対のシールド板５１，５４（これについては後述する）における互いに隣接する各々の側端部の間に挟み込まれてその両側端部を離間させる機能を有している。

シールド部４は、磁気センサ１を備えたクランプ式電流計を用いて電流を測定する際の外乱の影響を防止する機能を有しており、図８に示すように、コイル部２に配設されたコイルカバー３を取り囲むようにして配設されている。この場合、シールド部４は、コイルカバー３の内周面３ａの外側に配設されるシールド板５１、コイルカバー３の外周面３ｂの外側に配設されるシールド板５２、コイルカバー３の一方の側面３ｃの外側に配設されるシールド板５３，５３，５３、およびコイルカバー３の他方の側面３ｄの外側に配設されるシールド板５４，５４，５４を備えて構成されている。また、シールド板５３の長さ方向における両端部には、図７に示すように、位置合わせ用の孔５３ａ，５３ａがそれぞれ形成され、シールド板５４の長さ方向における両端部には、図１に示すように、位置合わせ用の孔５４ａ，５４ａがそれぞれ形成されている。

次に、磁気センサ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、図２に示すように、コア２１が収容されたボビン２２におけるフランジ３１からフランジ３２までの部分に導線２３を巻回する。次いで、図５に示すように、導線２３の始端部をボビン２２におけるフランジ３１の切欠き３１ａを通してフランジ３１の外側でリード線６１と結線する。続いて、図６に示すように、導線２３の終端部をフランジ３１の切欠き３１ｂを通してフランジ３１の外側でリード線６２と結線する。これにより、コイル部２が完成する。次いで、図２に示すように、コイル部２を第１カバー４１および第２カバー４２で被覆する。この際に、図８に示すように、第１カバー４１の側壁４１ａと第２カバー４２の側壁４２ａとをコイル部２の内周面２ａ側で重ね合わせると共に、第１カバー４１の側壁４１ｂと第２カバー４２の側壁４２ｂとをコイル部２の外周面２ｂ側で重ね合わせるようにして、第１カバー４１と第２カバー４２とを嵌合させる。この場合、上記したように、導線２３の始端部および終端部をフランジ３１に形成された切欠き３１ａ，３１ｂにそれぞれ通している。したがって、例えば、フランジ３１とコイルカバー３（第１カバー４１および第２カバー４２）との間に導線２３の始端部および終端部を引き出すための隙間を設ける必要がないため、フランジ３１の端面からフランジ３２の端面に至る導線２３の巻回部分がコイルカバー３によって全て被覆される。

続いて、コイルカバー３の外側にシールド部４を取り付ける（配設する）。この場合、図７に示すように、第１カバー４１の切り欠き４１ｃから突出している突起部３３（図４参照）に孔５３ａを嵌め合わせることにより、コイルカバー３における側面３ｃの外側にシールド板５３，５３，５３を取り付ける。次いで、図１に示すように、第２カバー４２の切り欠き４２ｄから突出している突起部３３（図４参照）に孔５４ａを嵌め合わせることにより、コイルカバー３における側面３ｄの外側にシールド板５４，５４，５４を取り付ける。続いて、図８に示すように、コイルカバー３の外周面３ｂの外側にシールド板５２を取り付ける。

次いで、図７に示すように、コイルカバー３の内周面３ａの外側にシールド板５１を取り付ける。この場合、図８に示すように、第２カバー４２の凸部４２ｃとシールド板５３の端部との間に嵌め込むようにしてシールド板５１を取り付ける。ここで、同図に示すように、シールド板５１，５４における互いに隣接する各々の側端部は、凸部４２ｃによって離間させられる。このため、シールド板５１〜５４が互いに電気的に接続されて１ターン分のコイルとして作用することによる測定への悪影響が確実に防止される。また、従来の磁気センサとは異なり、各シールド板の電気的な接続を回避するための絶縁用テープの貼付が不要なため、その分、シールド板５１〜５４の取り付けを短時間で行うことが可能となっている。さらに、この磁気センサ１では、上記したように、第１カバー４１の側壁４１ａと第２カバー４２の側壁４２ａとが互いに重なり合い、第１カバー４１の側壁４１ｂと第２カバー４２の側壁４２ｂとが互いに重なり合っている。このため、例えば、各側壁が重なり合っていない構成ではコイル部２とシールド部４との沿面距離が両者の間の直線距離とほぼ等しい短い距離であるのに対して、この磁気センサ１では、同図に示すように、側壁４１ａ，４２ａが重なり合っている長さＤ１、および側壁４１ｂ，４２ｂが重なり合っている長さＤ２だけ両者の間の沿面距離を長くすることが可能となっている。したがって、この磁気センサ１では、コイルカバー３の内側や外側に絶縁用のシート等を配設することなく、コイル部２とシールド部４との間において十分な沿面距離を確保することが可能となっている。続いて、図１に示すように、シールド板５１〜５４の長さ方向における両端部の周囲を例えば粘着テープ１００によって固定する。以上により、磁気センサ１が完成する。

このように、この磁気センサ１によれば、隣接するシールド板５１，５４における互いに隣接する各々の側端部の間に挟み込まれて両側端部を離間させる筋状の凸部４２ｃをコイルカバー３の長さ方向に沿ってそのコイルカバー３に形成したことにより、例えば、絶縁用テープをシールド板５４に貼付することなく、シールド板５４とシールド板５１とを電気的に分離させて各シールド板５１〜５４が１ターン分のコイルとして作用する事態を確実に防止することができる。したがって、従来の磁気センサとは異なり、シールド板への絶縁用テープの貼付を不要とすることができるため、その分、シールド板５１〜５４の取り付けを短時間で行うことができる結果、磁気センサ１の生産効率を十分に向上させることができる。

また、この磁気センサ１によれば、コイル部２の巻回部分における内周面２ａ上および外周面２ｂ上で各々の側壁４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂが互いに重なり合った状態でコイル部２の巻回部分を被覆可能に第１カバー４１および第２カバー４２を構成したことにより、側壁４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂが重なり合っている長さＤ１，Ｄ２だけコイル部２（導線２３）とシールド部４との間の沿面距離を長くすることができるため、コイルカバー３の内側や外側に絶縁用のシート等を配設することなく、コイル部２とシールド部４との間において十分な沿面距離を確保することができる。したがって、従来の磁気センサとは異なり、シールド板への絶縁用シート等の貼付を不要とすることができるため、その分、磁気センサ１の組み立てを短時間で行うことができる結果、磁気センサ１の生産効率を一層向上させることができる。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、第２カバー４２の側壁４２ａに凸部４２ｃを形成した構成例について上記したが、凸部４２ｃに代えて、第２カバー４２の側壁４２ｂ、および第１カバー４１の側壁４１ａや側壁４１ｂのいずれか１つに凸部４２ｃと同様の凸部を形成する構成を採用することもできる。また、コイルカバー３の内周面３ａ、外周面３ｂ、側面３ｃ，３ｄの外側に４種類の異なるシールド板５１，５２，５３，５４を配設した構成例について上記したが、これら４種類のシールド板５１，５２，５３，５４に代えて、例えば、断面Ｌ字状の２種類のシールド板をコイルカバー３の外側に配設する構成を採用することもできる。

磁気センサ１の平面図である。コイル部２およびコイルカバー３の斜視図である。コア２１を収容したボビン２２の斜視図である。コイル部２にコイルカバー３を取り付けた状態の斜視図である。コイル部２のフランジ３１周辺を一方の側面側から見た斜視図である。コイル部２のフランジ３１周辺を他方の側面側から見た斜視図である。シールド板５１〜５４の取り付け方法を説明するための説明図である。磁気センサ１を図１のＡ面で切断した断面図である。

符号の説明

１磁気センサ
２コイル部
２ａ内周面
２ｂ外周面
３コイルカバー
４シールド部
２１コア
２２ボビン
２３導線
５１，５２，５３，５４シールド板
４２ｃ凸部
４１第１カバー
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ側壁
４２第２カバー

Claims

コアを収容したボビンの外周に導線が巻回された略弧状のコイル部と、当該コイル部における前記導線の巻回部分を被覆するようにして配設されたコイルカバーと、当該コイルカバーを取り囲むようにして配設された複数のシールド板とを備えたクランプ式の磁気センサであって、
前記コイルカバーには、前記シールド板の互いに隣接する各々の側端部の間に挟み込まれて当該各側端部を離間させる筋状の凸部が当該コイルカバーの長さ方向に沿って形成されている磁気センサ。
前記コイルカバーは、断面コ字状の樋状にそれぞれ形成された第１カバーおよび第２カバーを備えて構成され、
前記第１カバーおよび前記第２カバーは、前記コイル部の前記巻回部分における内周面上および外周面上で各々の側壁が互いに重なり合った状態で前記コイル部の前記巻回部分を被覆可能に構成されている請求項１記載の磁気センサ。