JP2010008179A - Current detector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current detector capable of achieving an optimum measurement environment. <P>SOLUTION: The current detector 100 includes: a magnetic core 102 disposed along a circumferential direction of the magnetic field generated by a current to be detected; and a Hall element 106 disposed in a gap 102d in the magnetic core 102. The Hall element 106 is inserted in the gap 102d while being held by a holding member 108, so that it is positioned in an appropriate position in the gap 102d by the holding member 108. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電流の測定や検出、フィードバック制御等に利用される磁気比例方式の電流検出器に関する。   The present invention relates to a magnetic proportional current detector used for current measurement and detection, feedback control, and the like.

この種の電流検出器に関する先行技術として、被検出電流によって生じる磁界をホール素子で電圧信号に変換し、そこから間接的に電流値を検出する電流センサが知られている(例えば、特許文献1参照。)。この公知の電流センサは磁気回路を構成する磁性体コアを備えており、このコアに形成されたギャップ(有効空隙)内にホール素子が配置されている。被検出電流によってコア内部に生じる磁界はギャップ間を通って周回し、ホール素子で電圧信号(ホール電圧)に変換される。   As a prior art related to this type of current detector, there is known a current sensor that converts a magnetic field generated by a current to be detected into a voltage signal by a Hall element and indirectly detects a current value therefrom (for example, Patent Document 1). reference.). This known current sensor includes a magnetic core constituting a magnetic circuit, and a Hall element is arranged in a gap (effective gap) formed in the core. A magnetic field generated in the core by the detected current circulates through the gap and is converted into a voltage signal (Hall voltage) by the Hall element.

特に上記の先行技術は、被検出電流が流れる電流ライン(電線)や磁性体コア、ホール素子等を樹脂製のモールドで一体的に固定し、これら全体を1つの部品として形成している。このため、磁性体コアとホール素子との位置関係が常に一定であることから、電流測定時にギャップ内でホール素子に作用する磁界の強さが安定し、それによって測定誤差の発生を抑えることができると考えられる。
特開昭59−9565号公報
In particular, in the above prior art, a current line (electric wire) through which a current to be detected flows, a magnetic core, a hall element, and the like are integrally fixed by a resin mold, and these are formed as one part. For this reason, since the positional relationship between the magnetic core and the Hall element is always constant, the strength of the magnetic field acting on the Hall element in the gap during current measurement is stabilized, thereby suppressing the occurrence of measurement errors. It is considered possible.
JP 59-9565 A

上記の先行技術は、電流センサの製造時にホール素子をギャップ内に挿入した状態でこれらを樹脂モールドで固めることにより、製造後のホール素子の位置ずれによる測定誤差の発生を抑えようとするものである。しかしながら、厳密に言うとギャップ内で発生する磁界の分布は均一でなく、同じギャップ内でも微少な位置の違いによって磁界の強度は異なってくる。このため例えば、ギャップ内で磁界の分布に偏りが生じている場合、ホール素子の位置を予め一箇所に固定していたとしても、その位置で常に適切な測定環境が得られているとは限らない。   The above prior art is intended to suppress the occurrence of measurement errors due to the positional deviation of the Hall element after manufacture by hardening the Hall element with a resin mold while the Hall element is inserted into the gap during the manufacture of the current sensor. is there. However, strictly speaking, the distribution of the magnetic field generated in the gap is not uniform, and the strength of the magnetic field varies depending on a minute position within the same gap. For this reason, for example, when there is a bias in the magnetic field distribution in the gap, an appropriate measurement environment is not always obtained at that position even if the position of the Hall element is fixed in one place in advance. Absent.

例えば、ギャップ内での磁界の分布状況からみて、最も効率的に測定結果が得られる最適位置があったとしても、先行技術の手法では必ずしもその最適位置にホール素子が固定されるとは限らない。このため、場合によっては非効率な位置(例えば測定対象となる磁界がほとんど分布していない位置、あるいは測定対象でない磁界の方が多く分布している位置)にホール素子が固定されてしまう可能性がある。このような状況にあっては、測定誤差を抑えるより以前に測定環境そのものが適切でないため、電流センサが本来意図している測定結果を満足に得ることができないという問題がある。   For example, even if there is an optimum position where the measurement result can be obtained most efficiently in view of the distribution state of the magnetic field in the gap, the prior art technique does not necessarily fix the Hall element at the optimum position. . For this reason, in some cases, the Hall element may be fixed at an inefficient position (for example, a position where the magnetic field to be measured is hardly distributed or a position where more magnetic fields not to be measured are distributed). There is. In such a situation, since the measurement environment itself is not appropriate before the measurement error is suppressed, there is a problem that the measurement result originally intended by the current sensor cannot be obtained satisfactorily.

そこで本発明は、電流検出器にとって適切な測定環境を実現することができる技術の提供を課題としたものである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique capable of realizing a measurement environment suitable for a current detector.

本発明は、被検出電流の導通時に発生する磁界の周回方向に沿って環状に配置され、その一部にギャップが形成された磁性体コアと、磁性体コアのギャップ内に配置され、被検出電流の導通時に磁性体コアを通じてギャップ内に発生する磁界の強さに応じた電圧信号を出力するホール素子とを備えた電流検出器である。特に本発明の電流検出器は、ギャップ内にホール素子とともに保持部材を挿入してホール素子を保持するとともに、保持部材がホール素子を保持した状態で、ギャップ内の所定位置にホール素子を位置決めすることで上記の課題を解決する。   The present invention is arranged in a ring shape along the circulation direction of a magnetic field generated when a current to be detected is conducted, and a magnetic core in which a gap is formed in a part thereof, and a magnetic core disposed in the gap of the magnetic core. A current detector including a Hall element that outputs a voltage signal corresponding to the strength of a magnetic field generated in a gap through a magnetic core when current is conducted. In particular, the current detector of the present invention inserts a holding member together with the Hall element into the gap to hold the Hall element, and positions the Hall element at a predetermined position in the gap while the holding member holds the Hall element. This solves the above problem.

本発明の電流検出器によれば、保持部材がホール素子とともにギャップ内に挿入されてホール素子を保持しているため、確実にホール素子をギャップ内の所定位置に位置決めすることができる。このため、例えばギャップ内で測定に適した位置(例えば、測定対象となる磁界の分布が多い位置、あるいは測定対象でない磁界がほとんど存在していない位置)が事前に明らかであれば、その位置を狙ってホール素子を正確に位置決めすることができるので、それだけ電流検出器の精度を向上することができる。   According to the current detector of the present invention, since the holding member is inserted into the gap together with the Hall element and holds the Hall element, the Hall element can be reliably positioned at a predetermined position in the gap. For this reason, for example, if a position suitable for measurement within the gap (for example, a position where the distribution of the magnetic field to be measured is large or a position where there is almost no magnetic field to be measured) is known in advance, the position is determined. Since the Hall element can be accurately positioned by aiming, the accuracy of the current detector can be improved accordingly.

より好ましくは、上記の保持部材は、ギャップ内での磁性体コアの周方向に関してホール素子を位置決めするものである。すなわち、同じギャップ内でも磁性体コアの周方向に関して磁界の分布にばらつきがある場合、その分布状況からみて測定に適した位置にホール素子を正確に位置決めすることができる。   More preferably, the holding member positions the Hall element in the circumferential direction of the magnetic core in the gap. That is, if the magnetic field distribution varies in the circumferential direction of the magnetic core even within the same gap, the Hall element can be accurately positioned at a position suitable for measurement in view of the distribution state.

本発明の電流検出器は、磁性体コアに対してギャップの近傍に配置され、磁性体コアの周方向でみて被検出電流の導通時に発生する磁界を打ち消す方向への逆磁界を発生させる二次巻線をさらに備える。この場合、保持部材は、二次巻線による逆磁界の発生に伴いギャップ内で磁界が消失する位置にホール素子を位置決めするものである。   The current detector of the present invention is disposed in the vicinity of the gap with respect to the magnetic core, and generates a secondary magnetic field in a direction to cancel the magnetic field generated when the detected current is conducted as viewed in the circumferential direction of the magnetic core. A winding is further provided. In this case, the holding member positions the Hall element at a position where the magnetic field disappears in the gap as a reverse magnetic field is generated by the secondary winding.

上記のように二次巻線を備える場合、電流検出器はいわゆるサーボタイプとなる。このようなサーボタイプの電流検出器は、被検出電流の導通時に発生する磁界を二次巻線への通電により発生する逆磁界で打ち消しつつ、ホール素子から得られる電圧信号に基づいて二次巻線に流れる電流をフィードバック制御する目的に用いられる。例えば、逆磁界によってギャップ内の磁界が完全に打ち消されている状態をシステム(例えば電気回路)の定常状態とすれば、実際に制御上で目的とする定常状態にシステムが安定したとき、ホール素子からの電圧信号は適正値(=0)となる。この場合、電圧信号を適正値に近づける方向に二次巻線の電流をフィードバック制御することで、システムの安定化を図ることができる。   When the secondary winding is provided as described above, the current detector is a so-called servo type. Such a servo-type current detector cancels the magnetic field generated when the current to be detected is conducted with a reverse magnetic field generated by energizing the secondary winding, and performs secondary winding based on the voltage signal obtained from the Hall element. It is used for the purpose of feedback control of the current flowing through the line. For example, assuming that the state in which the magnetic field in the gap is completely canceled by the reverse magnetic field is the steady state of the system (for example, an electric circuit), when the system is actually stabilized in the target steady state for control, the Hall element The voltage signal from becomes an appropriate value (= 0). In this case, the system can be stabilized by feedback-controlling the current of the secondary winding in a direction in which the voltage signal approaches an appropriate value.

ただし、実際にシステムが目的の定常状態で安定していたとしても、同じギャップ内で理想的に磁界が打ち消し合う位置は限られていることがある。この場合、その位置で正確にホール素子が位置決めされていなければ、得られる電圧信号にばらつきが生じることになり、電流検出器としての精度が低下してしまう。このため本発明では、ギャップ内で磁界が消失する位置で正確にホール素子を位置決めすることで、システムの状態を正確に表した電圧信号をホール素子から出力させている。これにより、本発明の電流検出器を用いてより高精度なフィードバック制御を実現することができる。   However, even if the system is actually stable in the desired steady state, the position where the magnetic field ideally cancels out in the same gap may be limited. In this case, if the Hall element is not accurately positioned at that position, the obtained voltage signal varies, and the accuracy as a current detector is lowered. For this reason, in the present invention, the Hall element is accurately positioned at the position where the magnetic field disappears in the gap, so that a voltage signal that accurately represents the state of the system is output from the Hall element. Thereby, more accurate feedback control can be realized using the current detector of the present invention.

以上のように本発明の電流検出器は、ギャップ内での磁界の分布状況に合わせて適切な位置にホール素子を正しく配置することにより、高精度な測定結果を得ることができる。また、製造時にホール素子が正しく位置決めされた後も、保持部材によってその位置決め状態が保持されているため、電流検出器の使用時にホール素子の位置がずれてしまうことがなく、長期間にわたって最適な状態を維持し、高い検出精度を発揮し続けることができる。   As described above, the current detector of the present invention can obtain a highly accurate measurement result by correctly arranging the Hall elements at appropriate positions in accordance with the magnetic field distribution in the gap. In addition, even after the Hall element is correctly positioned at the time of manufacture, since the positioning state is maintained by the holding member, the position of the Hall element is not shifted when the current detector is used, and it is optimal for a long period of time. The state can be maintained and high detection accuracy can continue to be exhibited.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、一実施形態の電流検出器100の構成を概略的に示す斜視図である。以下、電流検出器100の構成について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a current detector 100 according to an embodiment. Hereinafter, the configuration of the current detector 100 will be described.

〔磁性体コア〕
電流検出器100は、例えばフェライト製の磁性体コア102を備えており、この磁性体コア102は全体として略角リング形状をなしている。磁性体コア102の内側(リングの内周)には略矩形状の電流導通部102aが形成されており、この電流導通部102aにはバスバー等の導体105が挿通されるものとなっている。電流検出器100は導体105を通る電流を検出対象とするものであり、磁性体コア102は、導体105に被検出電流が流れる際に発生する磁界の周回方向に沿って環状に配置されている。
[Magnetic core]
The current detector 100 includes a magnetic core 102 made of ferrite, for example, and the magnetic core 102 has a substantially square ring shape as a whole. A substantially rectangular current conducting portion 102a is formed inside the magnetic core 102 (inner circumference of the ring), and a conductor 105 such as a bus bar is inserted into the current conducting portion 102a. The current detector 100 is for detecting the current passing through the conductor 105, and the magnetic core 102 is arranged in an annular shape along the direction of the magnetic field generated when the current to be detected flows through the conductor 105. .

上記のように磁性体コア102は略角リング形状をなしており、そのため磁性体コア102にはそれぞれ一対の短辺部102b及び長辺部102cが含まれている。また磁性体コア102には、一方の長辺部102cをその長手方向でみて部分的に切り欠くことでギャップ102dが形成されている。この例では、磁性体コア102の角リング内における1つのコーナー部近傍にギャップ102dが位置しており、このためギャップ102dの磁性体コア102の周方向でみて、ギャップ102dの片側には直近の位置に一方の短辺部102bが位置している。   As described above, the magnetic core 102 has a substantially square ring shape, and therefore the magnetic core 102 includes a pair of short side portions 102b and long side portions 102c. In addition, a gap 102d is formed in the magnetic core 102 by partially notching one long side portion 102c when viewed in the longitudinal direction. In this example, the gap 102d is positioned in the vicinity of one corner portion in the corner ring of the magnetic core 102. Therefore, when viewed in the circumferential direction of the magnetic core 102 of the gap 102d, the gap 102d is closest to one side. One short side portion 102b is located at the position.

〔二次巻線〕
また本実施形態では、磁性体コア102に二次巻線104が取り付けられている。図1では簡略化して示されているが、二次巻線104は例えば樹脂製のボビン104aの外周に導線104bを螺旋状に巻き付けた構造である(図2中に参照符号を付す。)。ボビン104aは例えば角筒形状をなしており、その外周面に沿って導線104bが必要なターン数だけ巻かれている。二次巻線104は、ギャップ102dに隣接した長辺部102cの外周に被せられるようにして取り付けられており、このため二次巻線104の一端(巻始め又は巻終わり)がギャップ102dの近傍に位置している。この状態で、二次巻線104の軸線(螺旋の中心線)は長辺部102cの長手方向でみた中心線と略一致している。なお図示されていないが、二次巻線104からはその巻始めと巻終わりにそれぞれつながるリード線が延びており、電流検出器100の使用時には、これらリード線は例えば図示しない電気回路に接続される。
[Secondary winding]
In the present embodiment, the secondary winding 104 is attached to the magnetic core 102. Although shown in a simplified manner in FIG. 1, the secondary winding 104 has a structure in which, for example, a conductive wire 104b is spirally wound around the outer periphery of a resin bobbin 104a (reference numeral is given in FIG. 2). The bobbin 104a has, for example, a rectangular tube shape, and the conductive wire 104b is wound along the outer peripheral surface by the required number of turns. The secondary winding 104 is attached so as to cover the outer periphery of the long side portion 102c adjacent to the gap 102d. For this reason, one end (winding start or winding end) of the secondary winding 104 is in the vicinity of the gap 102d. Is located. In this state, the axis line (spiral center line) of the secondary winding 104 substantially coincides with the center line seen in the longitudinal direction of the long side portion 102c. Although not shown, lead wires extending from the secondary winding 104 to the beginning and end of the winding respectively extend. When the current detector 100 is used, these lead wires are connected to, for example, an electric circuit (not shown). The

〔ホール素子〕
この他に、電流検出器100はホール素子106を備えている。図1ではホール素子106が磁性体コア102から分離した状態で示されているが、ホール素子106はギャップ102d内に挿入した状態で磁性体コア102に取り付けられる。ホール素子106は例えば樹脂封止によりパッケージされた電子部品であり、このホール素子106からも端子(例えばピン端子)が延びている。電流検出器100の使用時には、これらピン端子は例えば図示しない基板上の増幅回路に接続される。
〔Hall element〕
In addition, the current detector 100 includes a Hall element 106. Although FIG. 1 shows the Hall element 106 separated from the magnetic core 102, the Hall element 106 is attached to the magnetic core 102 while being inserted into the gap 102 d. The Hall element 106 is an electronic component packaged by, for example, resin sealing, and terminals (for example, pin terminals) extend from the Hall element 106. When the current detector 100 is used, these pin terminals are connected to an amplifier circuit on a substrate (not shown), for example.

〔保持部材〕
さらに本実施形態では、ホール素子106が保持部材108により保持された状態でギャップ102d内に挿入されるものとなっており、この保持部材108はホール素子106を保持した状態で、ギャップ102d内でホール素子106を適切に位置決めすることができる。以下、この点について詳細に説明する。
[Holding member]
Further, in the present embodiment, the Hall element 106 is inserted into the gap 102d while being held by the holding member 108. The holding member 108 holds the Hall element 106 in the gap 102d. The Hall element 106 can be appropriately positioned. Hereinafter, this point will be described in detail.

図2は、保持部材108とともにホール素子106をギャップ102d内に設置した状態を示す断面図(図1中のII−II断面)である。保持部材108は、図2に示されるように断面が略コ字形状(又はC字形状)をなしており、その内側には溝形状の保持部(図中参照符号なし)が形成されている。保持部材108は、この保持部を挟んで両側に一対の側壁108aを有するほか、これら側壁108aの一端を互いに連結する連結壁108bを有している。また、各側壁108aの他端にはフランジ部108cが形成されており、これらフランジ部108cは各側壁108aからギャップ102dの外側に向かって延びている。   FIG. 2 is a cross-sectional view (II-II cross section in FIG. 1) showing a state in which the Hall element 106 is installed in the gap 102d together with the holding member 108. As shown in FIG. 2, the holding member 108 has a substantially U-shaped cross section (or C shape), and a groove-shaped holding portion (no reference numeral in the figure) is formed inside thereof. . The holding member 108 has a pair of side walls 108a on both sides of the holding portion, and also has a connecting wall 108b that connects one end of the side walls 108a to each other. Further, flanges 108c are formed at the other ends of the respective side walls 108a, and these flanges 108c extend from the respective side walls 108a toward the outside of the gap 102d.

保持部材108は、上記の保持部内にホール素子106を収容(挿入)した状態で、その一対の側壁108aの間にホール素子106を挟み込んで保持している。このとき、一対の側壁108aの間の内法はホール素子106の幅寸法(図中参照符号W)に略一致しており、また保持部材108の外形寸法(一対の側壁108aの外面間)は磁界の周回方向(磁性体コア102の周方向)でみたギャップ102dの全長(図中参照符号LG)に略等しく設定されている。このため保持部材108は保持部内にホール素子106を収容した状態で、ギャップ102d内にぴったりと収まるようにして挿入されている。   The holding member 108 holds the Hall element 106 between the pair of side walls 108a in a state where the Hall element 106 is accommodated (inserted) in the holding portion. At this time, the inner method between the pair of side walls 108a substantially matches the width dimension of the Hall element 106 (reference symbol W in the figure), and the outer dimension of the holding member 108 (between the outer surfaces of the pair of side walls 108a) is It is set to be approximately equal to the entire length (reference symbol LG in the figure) of the gap 102d viewed in the magnetic field circulation direction (circumferential direction of the magnetic core 102). For this reason, the holding member 108 is inserted so as to fit in the gap 102d in a state where the Hall element 106 is accommodated in the holding portion.

一対の側壁108aの厚み(図中参照符号T)は互いに等しく設定されており、このため保持部材108はホール素子106を保持した状態で、ホール素子106を、ギャップ102d内の中央位置に位置決めすることができる。なお、ギャップ102dの全長(LG)が一定でも、ホール素子106によってその幅寸法(W)が異なる場合、各側壁108aの厚み(T)を適宜に調整することで上記の位置関係を保持すればよい。また保持部材108は、例えば樹脂等の非磁性材料で成型されており、このため保持部材108がギャップ102d内で発生する磁界に対して特段の影響を及ぼすことはない。   The thicknesses of the pair of side walls 108a (reference symbol T in the figure) are set to be equal to each other. For this reason, the holding member 108 holds the Hall element 106 and positions the Hall element 106 at the center position in the gap 102d. be able to. Even if the overall length (LG) of the gap 102d is constant, if the width dimension (W) differs depending on the Hall element 106, the above positional relationship can be maintained by appropriately adjusting the thickness (T) of each side wall 108a. Good. In addition, the holding member 108 is formed of a nonmagnetic material such as a resin, and thus the holding member 108 does not particularly affect the magnetic field generated in the gap 102d.

〔保持部材による位置決め〕
次に、保持部材108によるホール素子106の位置決めについて説明する。上記のように、保持部材108はギャップ102dの中央位置(磁界の周回方向でみた中央位置)にホール素子106を位置決めするものであるが、この位置を本実施形態において最適とする理由は以下の通りである。
[Positioning by holding member]
Next, positioning of the Hall element 106 by the holding member 108 will be described. As described above, the holding member 108 positions the Hall element 106 at the center position of the gap 102d (the center position in the magnetic field circulation direction). The reason why this position is optimized in this embodiment is as follows. Street.

図3は、電流検出器100の使用時におけるギャップ102d内での磁界の分布状況を模式的に示した図である。一般にサーボタイプの電流検出器100では、その使用時に被検出電流によってギャップ102d内に発生する磁界に対し、これを打ち消す方向に二次巻線104から逆磁界を発生させることで、ギャップ102d内での磁界を消失させた状態を保持するべく二次巻線104の電流を制御している。この場合、ホール素子106からの電圧信号はほとんど0になることから、このときの電圧信号(ホール電圧)をフィードバック信号として制御対象のシステム(例えば電気回路)を定常状態に制御することができる。   FIG. 3 is a diagram schematically showing the distribution state of the magnetic field in the gap 102d when the current detector 100 is used. In general, in the servo type current detector 100, a reverse magnetic field is generated from the secondary winding 104 in a direction to cancel the magnetic field generated in the gap 102d by the detected current when used, so that the magnetic field is generated in the gap 102d. The current of the secondary winding 104 is controlled so as to maintain the state in which the magnetic field is lost. In this case, since the voltage signal from the Hall element 106 is almost zero, the control target system (for example, an electric circuit) can be controlled in a steady state using the voltage signal (Hall voltage) at this time as a feedback signal.

ただし、上記のようにギャップ102d内の全域で磁界が完全に消失した状態はあくまで理論上の理想状態であり、実際にはシステムが定常状態で安定していたとしても、ギャップ102d内にはわずかに残留磁界が存在していることがある。本発明の発明者等が行った検証(例えばシミュレーション解析)によれば、図3に示されているように、定常状態でもギャップ102d内の両側縁部分にある程度の強度で残留磁界MF2が存在することが確認されており、さらにギャップ102dの角部にはより強い残留磁界MF1が存在することも確認されている。   However, as described above, the state in which the magnetic field completely disappears in the entire region in the gap 102d is a theoretical ideal state. In fact, even if the system is stable in a steady state, the gap 102d has a slight amount. There may be a residual magnetic field. According to the verification (for example, simulation analysis) performed by the inventors of the present invention, as shown in FIG. 3, there is a residual magnetic field MF2 with a certain level of strength at both side edges in the gap 102d even in a steady state. It has also been confirmed that a stronger residual magnetic field MF1 exists at the corner of the gap 102d.

本発明の発明者等は上記の検証結果に基づき、同じギャップ102d内でも残留磁界MF1,MF2の影響を受けない中央の領域Aにホール素子106を正しく配置することで、システムの定常状態でホール素子106から得られる電圧信号を理論上の値(=0)に近づけることが可能であるとの結論に達した。すなわち、領域Aでは磁界が消失しているため、ホール素子106をギャップ102d内の中央位置(領域A内)に正しく位置決めすることにより、電流検出器100の検出信号として理論上の適正値を正確に出力させることができ、それによって電流検出器100の製品としての精度を大幅に向上することができるのである。   Based on the above verification results, the inventors of the present invention correctly place the Hall element 106 in the central region A that is not affected by the residual magnetic fields MF1 and MF2 even in the same gap 102d, thereby allowing the Hall element 106 in a steady state of the system. It was concluded that the voltage signal obtained from the element 106 can be close to the theoretical value (= 0). That is, since the magnetic field disappears in the region A, the theoretically appropriate value is accurately obtained as the detection signal of the current detector 100 by correctly positioning the Hall element 106 at the center position (in the region A) in the gap 102d. Therefore, the accuracy of the current detector 100 as a product can be greatly improved.

さらに、本実施形態の電流検出器100を複数個製造し、個々の性能を本発明の発明者等が統計的に評価した結果、ギャップ102d内で保持部材108によるホール素子106の位置決めを行わない場合に比較して、保持部材108による位置決めを行った場合、ホール電圧の出力分布において標準偏差が大幅に向上することが確認されている。   Furthermore, as a result of manufacturing a plurality of current detectors 100 according to the present embodiment and statistically evaluating the individual performance by the inventors of the present invention, the Hall element 106 is not positioned by the holding member 108 within the gap 102d. In comparison with the case, it is confirmed that when the positioning by the holding member 108 is performed, the standard deviation is greatly improved in the output distribution of the Hall voltage.

さらに本実施形態では、保持部材108に一対のフランジ部108cが形成されているため、これらフランジ部108cを磁性体コア102の外面に密着させた状態で保持部材108を取り付けることができる。この状態で、フランジ部108cは磁界の周回方向と直交する方向(図2中でみて上方向)に関して保持部材108の変位を拘束し、その位置を安定化させるとともに、ギャップ102dから保持部材108が脱落するのを防止している。これにより、ギャップ102d内でホール素子106が位置決めされた状態をより安定化させることで、電流検出器100の精度をさらに向上することができる。   Furthermore, in this embodiment, since the pair of flange portions 108 c are formed on the holding member 108, the holding member 108 can be attached in a state where these flange portions 108 c are in close contact with the outer surface of the magnetic core 102. In this state, the flange portion 108c restrains the displacement of the holding member 108 in the direction orthogonal to the magnetic field rotating direction (upward in FIG. 2), stabilizes the position thereof, and the holding member 108 moves from the gap 102d. Prevents falling off. Thereby, the accuracy of the current detector 100 can be further improved by further stabilizing the state in which the Hall element 106 is positioned in the gap 102d.

〔保持部材の別形態〕
図4は、別形態の保持部材208を用いてホール素子106を位置決めした場合の断面図である。別形態の保持部材208は、上記の側壁108aを互いに分離したようなセパレートタイプであり、このような保持部材208は、例えばギャップ102d内でホール素子106を両側から挟み込むようにして設置されている。この場合も同様に、保持部材208はホール素子106をギャップ102d内で保持するとともに、その中央位置に保持部材208を正しく位置決めすることができる。
[Another form of holding member]
FIG. 4 is a cross-sectional view when the Hall element 106 is positioned using a holding member 208 of another form. Another type of holding member 208 is a separate type in which the side walls 108a are separated from each other, and such holding member 208 is installed, for example, so as to sandwich the Hall element 106 from both sides in the gap 102d. . In this case as well, the holding member 208 can hold the Hall element 106 in the gap 102d and correctly position the holding member 208 at the center position thereof.

本発明は上述した一実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施可能である。例えば、磁性体コア102の具体的な形状や大きさ、厚み等の仕様は、実際に対象とする被検出電流の特性に合わせて適宜に変更することができる。   The present invention can be implemented with various modifications without being limited to the above-described embodiment. For example, the specifications such as the specific shape, size, and thickness of the magnetic core 102 can be appropriately changed according to the characteristics of the current to be detected.

また、一実施形態では磁性体コア102のコーナー部にギャップ102dを形成した例を挙げているが、ギャップ102dは長辺部102c又は短辺部102bの中央部に形成されていてもよい。   In the embodiment, the gap 102d is formed at the corner of the magnetic core 102. However, the gap 102d may be formed at the center of the long side 102c or the short side 102b.

一実施形態では、電流検出器100をサーボタイプとしているが、特にこのタイプに限られることなく、二次巻線がないオープンタイプの電流検出器として本発明を実施してもよい。   In the embodiment, the current detector 100 is a servo type. However, the present invention is not limited to this type, and the present invention may be implemented as an open type current detector having no secondary winding.

磁性体コア102の形状は一実施形態で挙げた四角リング形状だけでなく、その他の多角形リング形状であってもよいし、円形状や楕円形状であってもよい。また磁性体コア102は、フェライト以外の磁性材料(珪素鋼板、鉄−ニッケル合金等)を用いて制作してもよい。   The shape of the magnetic core 102 is not limited to the square ring shape described in the embodiment, but may be other polygonal ring shapes, circular shapes, or elliptical shapes. The magnetic core 102 may be produced using a magnetic material (silicon steel plate, iron-nickel alloy, etc.) other than ferrite.

その他、図示とともに挙げた電流検出器100やその一部の構造はあくまで好ましい一例であり、基本的な構造に各種の要素を付加し、あるいは一部を置換しても本発明を好適に実施可能であることはいうまでもない。   In addition, the current detector 100 and a part of the structure shown together with the drawings are just preferable examples, and the present invention can be suitably implemented even if various elements are added to the basic structure or a part thereof is replaced. Needless to say.

一実施形態の電流検出器の構成を概略的に示す斜視図である。It is a perspective view showing roughly the composition of the current detector of one embodiment. 保持部材とともにホール素子をギャップ内に設置した状態を示す断面図(図1中のII−II線に沿う断面図)である。It is sectional drawing (sectional drawing which follows the II-II line | wire in FIG. 1) which shows the state which installed the Hall element in the gap with the holding member. 電流検出器の使用時におけるギャップ内での磁界の分布状況を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the distribution condition of the magnetic field in the gap at the time of use of a current detector. 別形態の保持部材を用いてホール素子を位置決めした場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of positioning a Hall element using the holding member of another form.

符号の説明Explanation of symbols

100 電流検出器
102 磁性体コア
102a 電流導通部
102b 短辺部
102c 長辺部
102d ギャップ
104 二次巻線
106 ホール素子
108,208 保持部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Current detector 102 Magnetic body core 102a Current conduction | electrical_connection part 102b Short side part 102c Long side part 102d Gap 104 Secondary winding 106 Hall element 108,208 Holding member

Claims (3)

被検出電流の導通時に発生する磁界の周回方向に沿って環状に配置され、その一部にギャップが形成された磁性体コアと、
前記ギャップ内に配置され、被検出電流の導通時に前記磁性体コアを通じて前記ギャップ内に発生する磁界の強さに応じた電圧信号を出力するホール素子と、
前記ホール素子とともに前記ギャップ内に挿入されて前記ホール素子を保持するとともに、この保持状態にて、前記ギャップ内の所定位置に前記ホール素子を位置決めする保持部材と
を備えた電流検出器。
A magnetic core disposed in a ring shape along the circumferential direction of the magnetic field generated when the current to be detected is conducted, and a gap formed in a part thereof;
A Hall element that is arranged in the gap and outputs a voltage signal corresponding to the strength of a magnetic field generated in the gap through the magnetic core when a current to be detected is conducted;
A current detector comprising: a holding member which is inserted into the gap together with the Hall element to hold the Hall element and positions the Hall element at a predetermined position in the gap in this holding state.
請求項1に記載の電流検出器において、
前記保持部材は、
前記ギャップ内での前記磁性体コアの周方向に関して前記ホール素子を位置決めすることを特徴とする電流検出器。
The current detector of claim 1,
The holding member is
A current detector, wherein the Hall element is positioned in a circumferential direction of the magnetic core within the gap.
請求項1又は2に記載の電流検出器において、
前記磁性体コアに対して前記ギャップの近傍に配置され、前記磁性体コアの周方向でみて被検出電流の導通時に発生する磁界を打ち消す方向への逆磁界を発生させる二次巻線をさらに備え、
前記保持部材は、
前記二次巻線による逆磁界の発生に伴い前記ギャップ内で磁界が消失する位置に前記ホール素子を位置決めすることを特徴とする電流検出器。
The current detector according to claim 1 or 2,
A secondary winding that is disposed in the vicinity of the gap with respect to the magnetic core and that generates a reverse magnetic field in a direction that cancels the magnetic field generated when the detected current is conducted when viewed in the circumferential direction of the magnetic core; ,
The holding member is
A current detector, wherein the Hall element is positioned at a position where the magnetic field disappears in the gap as a reverse magnetic field is generated by the secondary winding.
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