JP2009139272A

JP2009139272A - 電流センサ

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Publication number: JP2009139272A
Application number: JP2007317053A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hashio; 真一橋尾; Toshiro Mochizuki; 利朗望月; Takeshi Ai; 武史阿井; Yasuhiro Sugimori; 康弘杉森; Taisuke Kawaguchi; 泰典川口
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: JP5222542B2; CN101952732A; CN101952732B; WO2009072668A1; US20100315066A1; US8917085B2

Abstract

【課題】異なる外径の電線に対してがたつくことなく簡単に取り付けることができる電流センサを提供する。
【解決手段】電流センサ１は、磁電変換素子２４を内部に収容したケース２と、ケース２に取り付けられるカバー３と、ケース２の外表面に設けられ電線８を内部に通す溝部６とを備えている。溝部６の幅は、奥側に向かうにしたがって狭くなるように設けられている。ケース２にカバー３が取り付けられると、溝部６内に通された電線８がケース２とカバー３とに挟持されて、電流センサ１が電線８に取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、導体に取り付けられて該導体に流れる電流を計測する電流センサに関する。

従来、電線に取り付けられて該電線に流れる電流を計測する電流センサとしては、例えば、次のようなものが知られている（例えば、特許文献１ないし３参照）。

特許文献１に記載された電流センサは、電気部品を内部に収容したケースと、カバーとを備えている。ケースは、平面ドーナツ形状の底壁と、該底壁の内縁及び外縁から立設した周壁とを備え、有底筒状に形成されている。カバーは、ケースの開口を覆うようにケースに取り付けられる。カバーには、ケースの中心に通されてその内部に電線を通す筒状ガイド部が設けられている。筒状ガイド部の内径は、電線の外径よりも僅かに大きく形成されている。電線は筒状ガイド部内にがたつくことなく通され、電線のがたつきによる電流センサの測定精度の悪化を防止することができる。

また、特許文献２に記載された電流センサは、電気部品を内部に収容したケースと、締結手段とを備えている。ケースは、箱状に形成されている。ケースには、電線を通す貫通孔が設けられている。締結手段は、貫通孔に通された電線をケースに締結し、例えば、貫通孔の外縁から突出してその上面に電線が載置される固定載置部と、該固定載置部に載置された電線をこの固定載置部に締結する締結バンドとを備えている。電線は締結手段によって貫通孔内にがたつくことなく通されるので、電線のがたつきによる電流センサの測定精度の悪化を防止することができる。

また、特許文献３に記載されたクランプ形状の電流センサは、一対のセンサヘッドと、一方のセンサヘッドに設けられた平板状の一側隔壁部と、他方のセンサヘッドに設けられたＵ字溝状の他側隔壁部とを備えている。一対のセンサヘッドが重ね合わされると、一側隔壁部と他側隔壁部とによって電線の外径と略等しい内径のクランプ測定窓が形成され、このクランプ測定窓内に電線が通される。電線はクランプ測定窓内にがたつくことなく通されるので、電線のがたつきによる電流センサの測定精度の悪化を防止することができる。
特開２００３−１２１４７６号公報特開２００６−７８３１６号公報特開２００５−３７２８４号公報

しかしながら、前述した特許文献１ないし３に記載された電流センサにおいては、異なる外径の電線に対応しづらいといった問題があった。即ち、電線の外径に合わせて、筒状ガイド部の内径を変更したり、貫通孔の内径及び締結バンドの長さを変更したり、クランプ測定窓の内径を変更したりする必要があった。

また、前述した特許文献１及び２に記載された電流センサにおいては、電線に電流センサを取り付けた後に電線の端末に端子金具等を取り付けたり電線を配索したりする作業を行っていたが、これら作業中に電流センサが周囲と衝突して故障したり、電流センサが邪魔になって前記作業の効率が低下したりするといった問題があった。また、電線が所定の配索経路に配索された後に電流センサが故障した場合、電流センサの取替作業に大変な手間がかかるといった問題があった。前述した問題の解決策の一つとして、電線に端子金具等を取り付けた後に該電線に電流センサを取り付けることが考えられるが、先に端子金具等を取り付けてしまうと、端子金具等が筒状ガイド部や貫通孔内を通り抜けなくてはならないので、筒状ガイド部や貫通孔の内径が大きくなって電流センサが大型化するといった問題があった。

本発明は、このような問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、異なる外径の電線に対してがたつくことなく簡単に取り付けることができる電流センサを提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、導体に取り付けられて該導体に流れる電流を計測する電流センサにおいて、電気部品を内部に収容したケースと、前記ケースに取り付けられるカバーと、前記ケースと前記カバーとのうち少なくとも一方の外表面に設けられ前記導体を内部に通す溝部と、を備え、前記ケースに前記カバーが取り付けられると前記溝部内に通された前記導体が前記ケースと前記カバーとに挟持されるとともに、前記溝部の幅が、奥側に向かうにしたがって狭くなるように設けられたことを特徴とした電流センサである。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された電流センサにおいて、前記ケースと前記カバーとの間に配され、前記ケースとの間に前記溝部内に通された前記導体を挟持する固定部材を備えたことを特徴とした電流センサである。

請求項３に記載された発明は、請求項１または請求項２に記載された電流センサにおいて、前記カバーが、磁気シールド性を有する材料から構成されたことを特徴とした電流センサである。

請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された電流センサにおいて、前記カバーが、前記電流の流れる方向に沿ったギャップを有した環状に形成されたことを特徴とした電流センサである。

請求項５に記載された発明は、請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載された電流センサにおいて、前記ケースと前記カバーとのうち一方から他方に向かって突出して設けられ、前記ケースに前記カバーが取り付けられると他方と当接する突部を備えたことを特徴とした電流センサである。

請求項６に記載された発明は、請求項１ないし請求項５のうちいずれか一項に記載された電流センサにおいて、前記ケースと前記カバーとを相対的に位置決めする位置決め手段を備えたことを特徴とした電流センサである。

請求項１に記載された発明によれば、電気部品を内部に収容したケースと、ケースに取り付けられるカバーと、ケースとカバーとのうち少なくとも一方の外表面に設けられ前記導体を内部に通す溝部とを備え、ケースにカバーが取り付けられると溝部内に通された導体がケースとカバーとに挟持されるとともに、溝部の幅が奥側に向かうにしたがって狭くなるように設けられているので、溝部内に異なる外径の導体をがたつくことなく通すことができ、導体を通した後でケースにカバーを取り付けてケースとカバーとで該導体を挟持することによって、異なる外径の導体に対してがたつくことなく簡単に電流センサを取り付けることができる。また、溝部の幅が奥側に向かうにしたがって狭く、即ち、開口側に向かうにしたがって広くなるように設けられているので、溝部内に簡単に電線を通すことができる。

請求項２に記載された発明によれば、ケースとカバーとの間に配され、ケースとの間に溝部内に通された導体を挟持する固定部材を備えているので、導体の外径に合わせて固定部材のみを取り替えるだけで異なる外径の導体に電流センサを取り付けることができ、コストを抑制することができる。

請求項３に記載された発明によれば、カバーが磁気シールド性を有する材料から構成されているので、ケース内に周囲からの磁界ノイズが届かなくなり、精度良く電流を測定することができる。

請求項４に記載された発明によれば、カバーが電流の流れる方向に沿ったギャップを有した環状に形成されているので、導体に電流が流れた時に導体から発生する磁束と該磁束によってギャップに発生する磁束とが合成されて導体とギャップとの間に磁束密度変化の平坦な領域が生じ、該領域に電気部品を配することによって電気部品の位置が変動しても精度良く電流を測定することができるとともに、カバーが小電流で飽和するのを防止することができる。

請求項５に記載された発明によれば、ケースとカバーとのうち一方から他方に向かって突出して設けられ、ケースにカバーが取り付けられると他方と当接する突部を備えているので、ケースとカバーとのがたつきを確実に防止することができる。

請求項６に記載された発明によれば、ケースとカバーとを相対的に位置決めする位置決め手段を備えているので、ケースとカバーとを簡単に位置決めすることができる。

以下、本発明の第一の実施形態にかかる電流センサを図１ないし図７を参照して説明する。本発明の第一の実施形態にかかる電流センサ１は、図２に示すように、電線（導体に相当する）８に取り付けられて、電線８に流れる電流を計測する。電流センサ１は、図１に示すように、ケース２と、カバー３と、固定部材４と、位置決め手段５（図２）とを備えている。

電線８は、移動体としての自動車に配索されるワイヤハーネスを構成する。電線８は、導電性の芯線と、絶縁性の被覆部とを備えている。芯線は、複数の素線が撚られて形成されている。芯線を構成する素線は、導電性の金属材料からなる。また、芯線は、一本の素線から構成されていてもよい。被覆部は、例えば、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂からなる。被覆部は、芯線を被覆している。芯線と該芯線を被覆する被覆部とで、電線８は断面形状が円形に形成されている。

ケース２は、絶縁性の合成樹脂等からなる。ケース２は、図２ないし図４に示すように、ケース本体２１と、コネクタ部２２とを一体に備えている。ケース本体２１には、図３に示すように、その外表面から凹に設けられた素子収容部２１ａと、素子収容部２１ａを覆うカバー部２１ｂとが設けられている。素子収容部２１ａ内には、磁電変換素子（電気部品に相当する）２４や配線板２５等が収容される。

磁電変換素子２４は、例えばホール素子等から構成され、電線８に電流が流れた時に発生する磁界の磁束密度を検知して、磁界を磁束密度の大きさに応じた電気信号に変換して出力する素子である。配線板２５は、電流センサ１が取り付けられる電線の長手方向Ｌに沿って配されている。配線板２５の電線８寄りの外表面には、磁電変換素子２４が実装されている。

コネクタ部２２は、電線の長手方向Ｌに沿ってケース本体２１と並んで設けられている。コネクタ部２２は、図３に示すように、コネクタハウジング２６と、コネクタハウジング２６内に突出した端子金具２７とを備えている。コネクタハウジング２６は、一端がケース本体２１の外表面に連なり、他端が開口した有底筒状に形成されている。

端子金具２７は、導電性の金属材料等を折り曲げる等して形成されている。端子金具２７の長手方向中央はケース本体２１とコネクタ部２２との連結部２３内に収容され、一端はケース本体２１の素子収容部２１ａ内に突出して配線板２５と電気的に接続され、他端は相手方のコネクタ（図示せず）の端子金具と電気的に接続される。

前述した構成のコネクタ部２２には相手方のコネクタが嵌合する。コネクタ部２２と相手方のコネクタとが嵌合することによって、磁電変換素子２４等に電源が供給されるとともに、磁電変換素子２４が発する電気信号が出力される。

さらに、ケース２には、溝部６と、突部７１とが設けられている。溝部６は、図３及び図４に示すように、ケース２の外表面に設けられている。溝部６は、電線の長手方向Ｌに沿って設けられ、電線８を内部に通す。溝部６は、ケース本体２１の底面２１ｃから立設した一対の側壁６１と、一対の側壁６１の両端及び中央同士を互いに連結する複数の立壁６２と、これら立壁６２にそれぞれ設けられた切り欠き部６３とを備えている。

一対の側壁６１は、電線の長手方向Ｌに沿って設けられている。一対の側壁６１の外表面は、それぞれ、ケース本体２１の側面２１ｄと面一に設けられている。一対の側壁６１は、互いに平行に設けられている。一対の側壁６１には、それぞれ、該側壁６１を貫通したロック孔６１ａが複数設けられている。

立壁６２は、図示例（図４）では三つ設けられている。三つの立壁６２は、それぞれ、電線の長手方向Ｌに直交するように配されている。三つの立壁６２は、電線の長手方向Ｌに沿って互いに等間隔をあけて互いに平行に配されている。

切り欠き部６３は、図１に示すように、立壁６２の先端からケース本体２１に近づく方向に立壁６２を切り欠いて形成されている。切り欠き部６３は、ケース本体２１に近づくにしたがって幅が狭くなるような略Ｖ字状に立壁６２を切り欠いている。電線８が溝部６内に通されると、電線８はそれぞれの切り欠き部６３の一部と接触する。さらに、切り欠き部６３の表面（縁部）には断面略Ｖ字状の凸部が切り欠き部６３の内方向に突出しており、電線８を保持する際に該凸部が電線８の被覆部に食い込むことによって、電流センサ１の電線８に対する相対的な位置ずれを防止する。

突部７１は、図２に示すように、ケース本体２１の側面２１ｄから凸に設けられている。突部７１は、ケース２からカバー３に向かって突出するように設けられている。突部７１は、電線の長手方向Ｌに直交する方向Ｌ’に沿ったリブ状に設けられている。突部７１は、複数設けられている。複数の突部７１は、電線の長手方向Ｌに沿って並んで設けられ、互いに間隔をあけて互いに平行に設けられている。ケース２にカバー３が取り付けられると、突部７１の先端はカバー３の後述する一対の壁３１の内面と当接し、ケース２とカバー３とが相対的にがたつくのを防止する。

カバー３は、パーマロイ等の透磁率の高い金属材料からなり、磁気シールド性を有する。カバー３は、図１、図５及び図６に示すように、一対の壁３１と、一対の壁３１のそれぞれの壁３１の一端部同士を互いに連結する連結壁３２とを備え、コ字状に形成されている。一対の壁３１と連結壁３２とは、それぞれ、帯板状に形成され、互いに直交するように配されている。一対の壁３１は、互いに間隔をあけて相対し、互いに平行に配されている。一対の壁３１の間隔は、ケース２の幅（図１中、左右方向）より僅かに大きくなるように形成されている。

一対の壁３１のそれぞれの壁３１の先端には、折り曲げ片３１ａが設けられている。折り曲げ片３１ａは、それぞれの壁３１の幅方向両端から該壁３１の長手方向に沿って突出している。折り曲げ片３１ａは、カバー３がケース２に取り付けられた後にケース２の外表面に沿うように折り曲げられて、カバー３がケース２から脱落するのを防止する。

前述した構成のカバー３は、固定部材４が取り付けられたケース２に対して、前記直交する方向Ｌ’に沿ってケース２に取り付けられる。カバー３がケース２に取り付けられると、外部からの磁界ノイズがカバー３内を通ることによってケース２内に磁界ノイズが届かなくなる。このため、磁電変換素子２４が電線８に電流が流れた時に発生する磁界の磁束密度を正確に検知して、精度良く電流を測定することができる。

固定部材４は、図１及び図７に示すように、矩形状の底壁４１と、底壁４１の外縁から立設した周壁４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄとを備え、開口を有した箱状に形成されている。周壁４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄには、切り欠き部４３と、ロック突起４４が設けられている。

切り欠き部４３は、互いに相対する周壁４２ａ、４２ｃに設けられている。切り欠き部４３は、周壁４２ａ、４２ｃの先端から底壁４１に近づく方向に周壁４２ａ、４２ｃを切り欠いて形成されている。切り欠き部４３は、底壁４１に近づく方向に凸の円弧状に周壁４２ａ、４２ｃを切り欠いている。

ロック突起４４は、周壁４２ａ、４２ｃと直交する周壁４２ｂ、４２ｄの外表面に設けられ、該外表面から固定部材４の外方向に突出して設けられている。固定部材４がケース２に取り付けられると、ロック突起４４はケース２のロック孔６１ａと係合して、固定部材４がケース２から脱落するのを防止する。

前述した構成の固定部材４は、溝部６に電線８が通された後で、電線の長手方向Ｌと直交する方向Ｌ’に沿ってケース２に取り付けられて、切り欠き部４３と溝部６の切り欠き部６３との間に電線８を挟持することによって、ケース２との間に電線８を挟持する。なお、周壁４２ａ、４２ｃの高さや切り欠き部４３の形状を適宜変更することによって、異なる外径の電線８を挟持することができる。

位置決め手段５は、図２に示すように、カバー３の壁３１の幅方向の外縁３１ｂと、ケース２に設けられた複数のリブ２８とを備えている。リブ２８は、ケース本体２１の両側面２１ｄから凸に設けられ、前記直交する方向Ｌ’に沿って設けられている。リブ２８は、ケース本体２１の各側面２１ｄにそれぞれ一対（合計で四つ）設けられ、互いの間に突部７１を位置付けるように配されている。一対のリブ２８は、互いに間隔をあけて互いに平行に設けられている。一対のリブ２８の間隔は、一対の壁３１の幅より僅かに広く設けられている。前述した構成の位置決め手段５は、一対のリブ２８の間に壁３１を位置付けることによって、ケース２とカバー３とを相対的に位置決めする。

前述した構成の電流センサ１を電線８に取り付ける際には、まず、ケース２の溝部６内に電線８を通した後に、ケース２との間に電線８を挟持するように前記直交する方向Ｌ’に沿って固定部材４を取り付ける。続いて、カバー３の一対の壁３１の間にケース２を位置付けるように、前記直交する方向Ｌ’に沿ってカバー３をケース２に近づけていく。そして、カバー３の内面をケース本体２１の側面２１ｄ、溝部６の一対の壁３１や固定部材４の底壁４１と接触させた後、カバー３の折り曲げ片３１ａを折り曲げてカバー３を取り付ける。以上のように電流センサ１を電線８に取り付けた後に、電流に流れる電線８を計測する。

本実施形態によれば、磁電変換素子２４を内部に収容したケース２と、ケース２に取り付けられるカバー３と、ケース２の外表面に設けられ電線８を内部に通す溝部６とを備え、ケース２にカバー３が取り付けられると溝部６内に通された電線８がケース２とカバー３とに挟持されるとともに、溝部６の幅が奥側に向かうにしたがって狭くなるように設けられているので、溝部６内に異なる外径の電線８をがたつくことなく通すことができ、電線８を通した後でケース２にカバー３を取り付けてケース２とカバー３とで該電線８を挟持することによって、異なる外径の電線８に対してがたつくことなく簡単に電流センサ１を取り付けることができる。また、溝部６の幅が奥側に向かうにしたがって狭く、即ち、開口側に向かうにしたがって広くなるように設けられているので、溝部６内に簡単に電線８を通すことができる。

ケース２とカバー３との間に配され、ケース２との間に溝部６内に通された電線８を挟持する固定部材４を備えているので、電線８の外径に合わせて固定部材４のみを取り替えるだけで異なる外径の電線８に電流センサ１を取り付けることができ、コストを抑制することができる。

カバー３が磁気シールド性を有する材料から構成されているので、ケース２内に周囲からの磁界ノイズが届かなくなり、精度良く電流を測定することができる。

ケース２からカバー３に向かって突出して設けられ、ケース２にカバー３が取り付けられるとカバー３と当接する突部７１を備えているので、ケース２とカバー３とのがたつきを確実に防止することができる。

ケース２とカバー３とを相対的に位置決めする位置決め手段５を備えているので、ケース２とカバー３とを簡単に位置決めすることができる。

次に、本発明の第二の実施形態にかかる電流センサ１０１を、図８ないし図１１を参照して説明する。なお、前述した第一の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本発明の第二の実施形態にかかる電流センサ１０１は、図８に示すように、カバー１０３と、ケース１０２と、位置決め手段１０５（図９）と、固定部材４とを備えている。電流センサ１０１は、カバー１０３と、ケース１０２と、位置決め手段１０５とが前述した第一の実施形態と異なる。

カバー１０３は、図８に示すように、一対の壁３１と、一対の壁３１のそれぞれの壁３１の一端部同士を互いに連結する連結壁３２と、一対の壁３１のそれぞれの壁３１の先端から互いに近づく方向に延びた一対の突出壁３３とを備えている。一対の突出壁３３の間にはギャップ（隙間）３４が形成されている。カバー１０３がケース１０２に取り付けられると、ギャップ３４は電流の流れる方向（電線の長手方向Ｌ）と平行に配される。即ち、カバー１０３は、電流の流れる方向に沿ったギャップ３４を有した環状に形成されている。また、カバー１０３の内径は、ケース１０２の外径より僅かに大きくなるように形成されている。

本発明者らは、前述した構成のカバー１０３を用いて、電線８に１００Ａの電流を流したときのＺ軸上の磁束密度を計測して、Ｚ軸上における電線８の外表面からの距離と磁束密度との関係を調べた。なお、Ｚ軸とは、ギャップ３４の中心を通り電線８と直交する軸とする（図１０）。結果を図１１に示す。図１１に示すように、電線８からの磁界の磁束密度は、電線８から離れるにしたがって減少して最小φminとなり、その後、カバー１０３からの漏れ磁束の影響によりギャップ３４に近づくにしたがって増加し、ギャップ３４の中心部で最大φmaxとなる。

磁束密度が最小値φminとなる位置Ｐmin付近である領域Ａ１は、カバー１０３のギャップ３４間の磁束と電線８の磁束とが合成されるため、ギャップ３４の領域Ａ２に比べて磁束密度の変化が平坦である。即ち、領域Ａ１では、領域Ａ２に比べて配置位置の変動に応じた磁束密度の変化が小さい、ということがわかった。

前述した位置Ｐminに磁電変換素子２４を配置すれば、磁電変換素子２４の配置位置が多少変動しても磁束密度の変化が平坦な領域Ａ１内に磁電変換素子２４を配置することができる。そして、例えば周囲温度の変化によって磁電変換素子２４を保持するケース１０２が伸縮して磁電変換素子２４の配置位置が変動しても、前述したように磁束密度の変化が小さいので磁電変換素子２４の出力変動はほとんどなく、精度良く電流を測定することができる。また、このようなカバー１０３を用いることによって、カバー１０３が小電流で磁気飽和するのを防止することができる。なお、この磁束密度が最小値φminとなる位置Ｐminは、製品毎に異なる。

ケース１０２には、図９に示すように、突部７２が設けられている。突部７２は、ケース本体２１の側面２１ｄ及び溝部６の一対の側壁６１の外表面から凸に設けられている。突部７２は、電線の長手方向Ｌに沿ったリブ状に設けられている。突部７２は、複数設けられている。複数の突部７２は、前記直交する方向Ｌ’に沿って並んで設けられ、互いに間隔をあけて互いに平行に設けられている。突部７２は、ケース１０２からカバー１０３に向かって突出するように設けられている。ケース１０２にカバー１０３が取り付けられると、突部７２の先端はカバー１０３の後述する一対の壁３１の内面と当接し、ケース１０２とカバー１０３とが相対的にがたつくのを防止する。

位置決め手段１０５は、図９に示すように、カバー１０３の一対の壁３１のそれぞれの壁３１の幅方向の外縁３１ｂと、ケース１０２に設けられた複数のリブ２９とを備えている。リブ２９は、ケース本体２１の両側面２１ｄから凸に設けられ、前記直交する方向Ｌ’に沿って設けられている。リブ２９は、ケース本体２１の各側面２１ｄにそれぞれ一つ（合計で二つ）設けられている。リブ２９は、該側面２１ｄのコネクタ部２２寄りに配されている。

前述した構成の位置決め手段１０５は、後述するように電線の長手方向Ｌに沿ってカバー１０３内にケース本体２１を通すようにカバー１０３をケース１０２に押し込んでいくと、壁３１の外縁３１ｂがリブ２９と当接することによって、ケース１０２とカバー１０３とを相対的に位置決めする。

前述した構成の電流センサ１０１を電線８に取り付ける際には、まず、ケース１０２の溝部６内に電線８を通した後に、ケース１０２との間に電線８を挟持するように前記直交する方向Ｌ’に沿って固定部材４を取り付ける。

続いて、ケース本体２１にカバー１０３を取り付ける。このとき、まず、前記直交する方向Ｌ’に沿って、ケース本体２１側から突出した電線８にカバー１０３を近づけて、カバー１０３のギャップ３４を通してカバー１０３内に電線８を位置付ける（図９）。

その後、カバー１０３を電線の長手方向Ｌに沿ってケース１０２に近づけていき（図９中、点線矢印で示す）、カバー１０３内にケース本体２１を通すようにカバー１０３をケース１０２に対して押し込んでいく。そして、一対の壁３１の外縁３１ｂがリブ２９と当接するまでカバー１０３を押し込んで、カバー１０３の内面をケース本体２１のカバー部２１ｂや側面２１ｄ、溝部６の一対の壁３１や固定部材４の底壁４１と接触させて、カバー１０３を取り付ける。以上のように電流センサ１０１を電線８に取り付けた後に、電線８に流れる電流を計測する。

本実施形態によれば、磁電変換素子２４を内部に収容したケース１０２と、ケース１０２に取り付けられるカバー１０３と、ケース１０２の外表面に設けられ電線８を内部に通す溝部６とを備え、ケース１０２にカバー１０３が取り付けられると溝部６内に通された電線８がケース１０２とカバー１０３とに挟持されるとともに、溝部６の幅が奥側に向かうにしたがって狭くなるように設けられているので、溝部６内に異なる外径の電線８をがたつくことなく通すことができ、電線８を通した後でケース１０２にカバー１０３を取り付けてケース１０２とカバー１０３とで該電線８を挟持することによって、異なる外径の電線８に対してがたつくことなく簡単に電流センサ１０１を取り付けることができる。また、溝部６の幅が奥側に向かうにしたがって狭く、即ち、開口側に向かうにしたがって広くなるように設けられているので、溝部６内に簡単に電線８を通すことができる。

カバー１０３が電流の流れる方向に沿ったギャップ３４を有した環状に形成されているので、電線８に電流が流れた時に電線８から発生する磁束と該磁束によってギャップ３４に発生する磁束とが合成されて電線８とギャップ３４との間に磁束密度変化の平坦な領域が生じ、該領域に磁電変換素子２４を配することによって磁電変換素子２４の位置が変動しても精度良く電流を測定することができるとともに、カバー１０３が小電流で飽和するのを防止することができる。

ケース１０２とカバー１０３との間に配され、ケース１０２との間に溝部６内に通された電線８を挟持する固定部材４を備えているので、電線８の外径に合わせて固定部材４のみを取り替えるだけで、異なる外径の電線８に電流センサ１０１を取り付けることができ、コストを抑制することができる。

カバー１０３が磁気シールド性を有する材料から構成されているので、ケース１０２内に周囲からの磁界ノイズが届かなくなり、精度良く電流を測定することができる。

ケース１０２からカバー１０３に向かって突出して設けられ、ケース１０２にカバー１０３が取り付けられるとカバー１０３と当接する突部７２を備えているので、ケース１０２とカバー１０３とのがたつきを確実に防止することができる。

ケース１０２とカバー１０３とを相対的に位置決めする位置決め手段１０５を備えているので、ケース１０２とカバー１０３とを簡単に位置決めすることができる。

次に、本発明の第三の実施形態にかかる電流センサ１を、図１２を参照して説明する。なお、前述した第一及び第二の実施形態と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本発明の第三の実施形態にかかる電流センサ１は、図１２に示すように、前述した第一の実施形態の電流センサ１において、ロック孔６１ａに加え、さらにロック孔６１ｂ、６１ｃが設けられている。

ロック孔６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、それぞれ、一対の側壁６１のそれぞれの側壁６１を貫通し、電線の長手方向Ｌに沿った一対の孔を備えている。また、これら三対のロック孔６１ａ、６１ｂ、６１ｃは、前記直交する方向Ｌ’に沿って設けられている。

前述した構成のロック孔６１ａ、６１ｂ、６１ｃのいずれかと固定部材４のロック突起４４とが係合して固定部材４がケース２に取り付けられるので、ケース２に取り付けられる固定部材４の位置を前記直交する方向Ｌ’に沿って変更することができ、同一の固定部材４であっても異なる外径の電線８をケース２との間に挟持することができる。

本実施形態においては、ロック孔６１ａ、６１ｂ、６１ｃが三対設けられていたが、勿論、二対でもよいし、四対以上でもよい。また、本実施形態においては、第一の実施形態の電流センサ１にさらにロック孔６１ｂ、６１ｃが設けられていたが、第二の実施形態の電流センサ１０１にさらにロック孔６１ｂ、６１ｃを設けてもよい。

前述した第一ないし第三の実施形態においては、固定部材４を備えていた。しかしながら本発明では、図１３に示すように、電線８の外径や切り欠き部６３の形状によってはケース２（１０２）とカバー３（１０３）との間に電線８を挟持することができ、その場合には、固定部材４を備えていなくてもよい。

また、前述した第一ないし第三の実施形態においては、突部７１（７２）はケース２（１０２）に設けられていた。しかしながら本発明では、突部７１（７２）がカバー３（１０３）に設けられていてもよい。

また、前述した第一ないし第三の実施形態においては、導体は電線８とされていた。しかしながら本発明では、導体がバスバ等であってもよい。

また、前述した第一ないし第三の実施形態においては、溝部６はケース２（１０２）に設けられていた。しかしながら本発明では、溝部６は、カバー３（１０３）に設けられていてもよく、ケース２（１０２）とカバー３（１０３）の両方に設けられていてもよい。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の第一の実施形態にかかる電流センサを分解して示す正面図である。図１に示されたケースが電線に取り付けられた状態を示す側面図である。図２に示されたケースの断面図である。図２に示されたケースの下面図である。図１に示されたカバーの上面図である。図１に示されたカバーの側面図である。図１に示された固定部材の上面図である。本発明の第二の実施形態にかかる電流センサを分解して示す正面図である。図８に示されたケース及びカバーが電線に取り付けられた状態を示す側面図である。図９に示されたケースの断面図である。ギャップの中心を通り電線と直交する軸上における電線からの距離と、磁束密度との関係を示すグラフである。本発明の第三の実施形態にかかる電流センサのケースを示す断面図である。本発明の他の実施例を示す正面図である。

符号の説明

１、１０１電流センサ
２、１０２ケース
３、１０３カバー
４固定部材
５、１０５位置決め手段
６溝部
８電線（導体）
２４磁電変換素子（電気部品）
２８、２９リブ
３４ギャップ
７１、７２突部

Claims

導体に取り付けられて該導体に流れる電流を計測する電流センサにおいて、
電気部品を内部に収容したケースと、前記ケースに取り付けられるカバーと、前記ケースと前記カバーとのうち少なくとも一方の外表面に設けられ前記導体を内部に通す溝部と、を備え、前記ケースに前記カバーが取り付けられると前記溝部内に通された前記導体が前記ケースと前記カバーとに挟持されるとともに、
前記溝部の幅が、奥側に向かうにしたがって狭くなるように設けられたことを特徴とする電流センサ。
前記ケースと前記カバーとの間に配され、前記ケースとの間に前記溝部内に通された前記導体を挟持する固定部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
前記カバーが、磁気シールド性を有する材料から構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電流センサ。
前記カバーが、前記電流の流れる方向に沿ったギャップを有した環状に形成されたことを特徴とする請求項３に記載の電流センサ。
前記ケースと前記カバーとのうち一方から他方に向かって突出して設けられ、前記ケースに前記カバーが取り付けられると他方と当接する突部を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか一項に記載の電流センサ。
前記ケースと前記カバーとを相対的に位置決めする位置決め手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか一項に記載の電流センサ。