JP2007064643A

JP2007064643A - 磁気センサ

Info

Publication number: JP2007064643A
Application number: JP2005247246A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Nagai; 明博永井
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2007-03-15

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を備え、ボビン２２は、導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂが引き出される引き出し側に位置するその長さ方向の端部にフランジ３１が形成されて構成され、フランジ３１には、導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂをそれぞれ挿通させる切欠き３１ａ，３１ｂが形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、コアを収容したボビンの外周に導線が巻回されたコイル部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、センサ部と、センサ部の周囲に配設されたシールド材とを備えて構成されている。この場合、センサ部は、略円弧状の磁気コアと、磁気コアを被覆するボビンと、ボビンの周囲に巻回（捲着）された巻線と、巻線を覆う絶縁材とを備えて構成されている。また、巻線の始端部および終端部は、ボビン（センサ部）の基端側から引き出されている。
特開平１１−２９５３４６号公報（第３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、ボビンの周囲に巻回された巻線の始端部および終端部がボビンの基端側から引き出されている。この場合、ボビンにおける巻線の巻回部分は絶縁材で覆われているため、巻線の始端部および終端部を引き出すためには、絶縁材とボビンの基端側との間に隙間を設けたり、絶縁材に切欠き等を設けたりする必要がある。このため、例えば、巻線の始端部および終端部の引き出し部位に絶縁テープを貼付することで、絶縁材に隙間や切欠きを設けることに起因する絶縁性の低下を防止する必要がある。したがって、このコアセンサには、絶縁テープを貼付する作業等に起因して、生産効率の向上が困難であ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を備えたクランプ式の磁気センサであって、前記ボビンは、前記導線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その長さ方向の端部にフランジが形成されて構成され、前記フランジには、前記導線の始端部および終端部を挿通させる挿通部が形成されている。

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、前記挿通部は、前記導線の始端部および終端部をそれぞれ個別に挿通可能な一対の切欠きで構成されている。

また、請求項３記載の磁気センサは、請求項２記載の磁気センサにおいて、前記フランジは略矩形に形成され、前記一対の切欠きは、前記フランジにおける互いに対向する２辺にそれぞれ形成されている。

また、請求項４記載の磁気センサは、請求項１から３のいずれかに記載の磁気センサにおいて、前記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ている。

請求項１記載の磁気センサによれば、導線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ボビンの端部にフランジを形成すると共に、導線の始端部および終端部を挿通させる挿通部をフランジに形成したことにより、導線の始端部および終端部を挿通部に挿通させてフランジの外側で例えばリード線とそれぞれ結線することができる。したがって、例えば、導線の巻回部分をコイルカバーで覆う際に、フランジとコイルカバーとの間に導線の始端部および終端部を引き出すための隙間を設けたり、始端部および終端部を通すための切欠きをコイルカバーに設けたりする必要がないため、導線の巻回部分をコイルカバーによって完全に被覆することができる。したがって、この磁気センサによれば、隙間や切欠きを設けることに起因する絶縁性の低下を防止するための絶縁テープ等の貼付作業が不要なため、その分、生産効率を十分に向上することができる。

また、請求項２記載の磁気センサによれば、一対の切欠きで挿通部を構成すると共にその一対の切欠きに導線の始端部および終端部をそれぞれ個別に挿通させることにより、例えば、単一の切欠きに始端部および終端部の両者を挿通させる構成とは異なり、始端部および終端部を例えばリード線とそれぞれ結線する際に、両者が輻輳して両者の判別が困難となる事態を確実に回避することができる。また、始端部および終端部を互いに離間させた位置においてリード線とそれぞれ結線することができるため、始端部および終端部同士の接触を確実に回避することができると共に、始端部および終端部の絶縁耐圧を十分に向上させることができる。

また、請求項３記載の磁気センサによれば、略矩形に形成したフランジにおける互いに対向する２辺に一対の切欠きをそれぞれ形成すると共に、各切欠きに導線の始端部および終端部をそれぞれ個別に挿通させることにより、例えば、フランジの１辺における互いに近接した位置に一対の切欠きを形成する構成と比較して、導線の始端部および終端部を互いに十分に離間させた位置においてリード線とそれぞれ結線することができるため、結線作業を容易に行うことができる。また、始端部および終端部を互いに十分に離間させることができるため、始端部および終端部同士の接触をより確実に回避することができると共に、始端部および終端部の絶縁耐圧を一層向上させることができる。

また、請求項４記載の磁気センサによれば、コイル部における導線の巻回部分を被覆するようにして配設したコイルカバーと、コイルカバーを取り囲むようにして配設した複数のシールド板とを備えたことにより、コイル部における導線の巻回部分をコイルカバーによって完全に被覆することができるため、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。

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シールドタイプの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２３ａおよび終端部２３ｂが引き出される引き出し側に位置するフランジ３１における互いに対向する一対の２辺には、導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂをそれぞれ個別的に挿通させる一対の切欠き３１ａ，３１ｂがそれぞれ形成されている。この場合、この切欠き３１ａ，３１ｂによって本発明における挿通部が構成される。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２３ａをボビン２２におけるフランジ３１の切欠き３１ａに通して（挿通させて）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２３ｂをフランジ３１の切欠き３１ｂに通して（挿通させて）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２３ａおよび終端部２３ｂ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２３ａおよび終端部２３ｂを引き出すための隙間を設けたり、始端部２３ａおよび終端部２３ｂを通すための切欠きをコイルカバー３に設けたりする必要がないため、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。したがって、この磁気センサ１では、隙間や切欠きを設けることに起因する絶縁性の低下を防止するための絶縁テープ等の貼付作業が不要なため、その分、生産効率が向上している。また、一対の切欠き３１ａ，３１ｂに導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂをそれぞれ個別に挿通させるため、例えば、単一の切欠きに始端部２３ａおよび終端部２３ｂの両者を挿通させる構成とは異なり、始端部２３ａおよび終端部２３ｂをリード線６１，６２とそれぞれ結線する際に、両者が輻輳して両者の判別が困難となる事態を確実に回避することが可能となっている。また、切欠き３１ａ，３１ｂがフランジ３１における互いに対向する一対の２辺に形成されているため、導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂを互いに離間した位置でリード線６１，６２とそれぞれ結線することができるため、始端部２３ａおよび終端部２３ｂ同士の接触が確実に回避されると共に、始端部２３ａおよび終端部２３ｂの絶縁耐圧を十分に向上させることが可能となっている。

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、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、導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂが引き出される引き出し側に位置するボビン２２の端部にフランジ３１を形成すると共に、導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂをそれぞれ挿通させる切欠き３１ａ，３１ｂをフランジ３１に形成したことにより、導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂを切欠き３１ａ，３１ｂに通してフランジ３１の外側でリード線６１，６２とそれぞれ結線することができる。したがって、例えば、導線２３の巻回部分をコイルカバー３で覆う際に、フランジ３１とコイルカバー３との間に導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂを引き出すための隙間を設けたり、始端部２３ａおよび終端部２３ｂを通すための切欠きをコイルカバー３に設けたりする必要がないため、フランジ３１の端面からフランジ３２の端面に至る導線２３の巻回部分をコイルカバー３によって完全に被覆することができる。したがって、この磁気センサ１によれば、隙間や切欠きを設けることに起因する絶縁性の低下を防止するための絶縁テープ等の貼付作業が不要なため、その分、生産効率を十分に向上することができる。

また、この磁気センサ１によれば、一対の切欠き３１ａ，３１ｂに導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂをそれぞれ個別に挿通させることにより、例えば、単一の切欠きに始端部２３ａおよび終端部２３ｂの両者を挿通させる構成とは異なり、始端部２３ａおよび終端部２３ｂをリード線６１，６２とそれぞれ結線する際に、両者が輻輳して両者の判別が困難となる事態を確実に回避することができる。また、始端部２３ａおよび終端部２３ｂを互いに離間させた位置においてリード線６１，６２とそれぞれ結線することができるため、始端部２３ａおよび終端部２３ｂ同士の接触を確実に回避することができると共に、始端部２３ａおよび終端部２３ｂの絶縁耐圧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、略矩形に形成したフランジ３１における互いに対向する２辺に一対の切欠き３１ａ，３１ｂをそれぞれ形成して各切欠き３１ａ，３１ｂに導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂをそれぞれ個別に挿通させることにより、例えば、フランジ３１の１辺における互いに近接した位置に一対の切欠きを形成する構成と比較して、導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂを互いに十分に離間させた位置においてリード線６１，６２とそれぞれ結線することができるため、結線作業を容易に行うことができる。また、始端部２３ａおよび終端部２３ｂを互いに十分に離間させることができるため、始端部２３ａおよび終端部２３ｂ同士の接触をより確実に回避することができると共に、始端部２３ａおよび終端部２３ｂの絶縁耐圧を一層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における導線２３の巻回部分を被覆するようにして配設したコイルカバー３と、コイルカバー３を取り囲むようにして配設したシールド板５１〜５４とを備えたことにより、コイル部２におけるフランジ３１の端面からフランジ３２の端面に至る導線２３の巻回部分をコイルカバー３によって完全に被覆することができるため、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。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、フランジ３１における互いに対向する２辺に一対の切欠き３１ａ，３１ｂを形成した例について上記したが、フランジ３１の１辺に切欠き３１ａ，３１ｂを形成する構成を採用することもできる。また、一対の切欠き３１ａ，３１ｂに代えて、導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂを挿通可能な単一の切欠きをフランジ３１に形成することもできる。また、切欠き３１ａ，３１ｂに代えて、導線２３の始端部２３ａおよび終端部２３ｂを挿通可能な孔をフランジ３１に形成することもできる。さらに、シールド板５１〜５４を備えたシールドタイプの磁気センサ１を例に挙げて説明したが、シールド板を備えていないタイプの磁気センサに本発明を適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
３コイルカバー
４シールド部
２１コア
２２ボビン
２３導線
２３ａ始端部
２３ｂ終端部
３１フランジ
３１ａ，３１ｂ切欠き
５１〜５４シールド板

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を備えたクランプ式の磁気センサであって、
前記ボビンは、前記導線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その長さ方向の端部にフランジが形成されて構成され、
前記フランジには、前記導線の始端部および終端部を挿通させる挿通部が形成されている磁気センサ。
前記挿通部は、前記導線の始端部および終端部をそれぞれ個別に挿通可能な一対の切欠きで構成されている請求項１記載の磁気センサ。
前記フランジは略矩形に形成され、
前記一対の切欠きは、前記フランジにおける互いに対向する２辺にそれぞれ形成されている請求項２記載の磁気センサ。
前記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ている請求項１から３のいずれかに記載の磁気センサ。