JP2011099751A - 電流検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的安価で製造可能であり、また省資源化をも図ることができる電流検出装置を提供する。
【解決手段】幅の薄いＣ字状の金属板３ａ、３ａ・・を電流路２と平行な方向へ複数枚並べて一体とすることにより磁性体３を形成した。したがって、磁性体を製造するにあたり厚み及び幅のある金属板を加工する必要がなく、磁性体３、ひいては電流検出装置１を比較的安価に製造することができる。また、磁性体３を構成する各金属板３ａの両端部の外周面を、ギャップ４へ向かって徐々に先細りする傾斜曲面とした。したがって、磁束の集磁にあまり関与しない余分な箇所がなく、更なる低コスト化や省資源化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電流が発生する磁気を検出することによって、電流量を測定する電流検出装置に関する。

従来、図３に示す如く、Ｃ字又はコ字状に加工された磁性体５３を用いて、電流路５２に電流が流れることによって発生する磁束を磁性体５３のギャップ（端部間）５４に集磁するとともに、当該ギャップ５４に配置されたホール５５素子に磁束を検出させることによって、電流路５２を流れる電流量を測定するとした電流検出装置５１が考案されている（特許文献１）。そして、磁性体５３を製造するにあたっては、パーマロイや電磁軟鉄等のソフトマグネティック金属材料からなる金属板を、折り曲げたり打ち抜いたりして製造していた。

特開平５−３１２８３９号公報

近年、電流値の大きな電流をも検出することができる電流検出装置が求められている。そして、電流値の大きな電流を検出するためには、磁性体５３の体積を大きく（すなわち、幅や厚みを大きく）形成する必要がある。しかしながら、厚みや幅の大きな鋼板をＣ字又はＵ字に折り曲げたり打ち抜いたりする作業は困難であるため、上記従来の方法で磁性体５３を製造しようとすると、コスト高になるという問題がある。
また、磁束は電流を中心として円周状に発生するため、当該磁束を集磁するにあたり、磁性体５３の先端部の外縁部５３ａはあまり関与しない。つまり、従来の磁性体５３は、余分な部分を備えており、資源を無駄に使用しているという問題もある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、比較的安価で製造可能であり、また省資源化をも図ることができる電流検出装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ギャップを有し、電流が流れる電流路を囲むように設けられる磁性体と、前記ギャップに配置される磁気検出手段とを備えており、前記電流路に電流が流れることにより発生する磁束を、前記磁性体によって前記ギャップに集磁させ、当該磁束を前記磁気検出手段により検出する電流検出装置であって、前記磁性体が、金属板を前記電流路に平行な方向へ複数並べて、又は、金属板を前記電流路を中心線とする放射方向に複数重ねて一体としたものであることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、前記磁性体の両端部が前記ギャップへ向かって徐々に先細りするように、前記両端部の外周面を傾斜面或いは傾斜曲面としたことを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明のうち請求項３に記載の発明は、ギャップを有し、電流が流れる電流路を囲むように設けられる磁性体と、前記ギャップに配置される磁気検出手段とを備えており、前記電流路に電流が流れることにより発生する磁束を、前記磁性体によって前記ギャップに集磁させ、当該磁束を前記磁気検出手段により検出する電流検出装置であって、前記磁性体を、粉末冶金製法で製造したことを特徴とする。

本発明によれば、磁性体を、金属板を電流路に平行な方向へ複数並べて、又は、金属板を電流路を中心線とする放射方向に複数重ねて一体とすることによって形成したり、粉末冶金製法によって形成したりしているため、厚み及び幅のある金属板を加工する必要がない。したがって、磁性体、ひいては電流検出装置を比較的安価に製造することができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、磁性体の両端部がギャップへ向かって徐々に先細りするように、両端部の外周面を傾斜面或いは傾斜曲面としているため、磁束の集磁にあまり関与しない余分な箇所がなく、更なる低コスト化や省資源化を図ることができる。

本発明に係る電流検出装置を示した説明図である。 電流検出装置の変更例を示した説明図である。 従来の電流検出装置を示した説明図である。

以下、本発明の一実施形態となる電流検出装置について、図面をもとに詳細に説明する。

電流検出装置１は、たとえばブレーカといった配線機器（図示せず）の内部空間に設けられ、配線機器の電流路２に流れる電流を検出するためのものであって、電流路２を囲むように配置され、電流路２に電流が流れることで発生する磁束を集磁するＣ字状の磁性体３と、磁性体３のギャップ４に設置され、集磁された磁束を検出するホール素子５とを備えてなる。また、ホール素子５には、ホール素子５が検出した磁束にもとづいて電流路２に流れる電流の電流値を計測する制御手段（図示せず）等が接続されている。

そして、本発明の要部となる磁性体３は、幅１ｍｍの薄いＣ字状の金属板３ａ、３ａ・・を電流路２と平行な方向へ８枚並べて一体とし、全体寸法が幅８ｍｍ、厚み４ｍｍのブロック体に形成してなる。各金属板３ａは、厚み１ｍｍの金属板をＣ字型に打ち抜くことによって製造されている。また、各金属板３ａの両端部の外周面は傾斜曲面とされており、ギャップ４へ向かって徐々に先細りする形状となっている。

以上のような構成を有する電流検出装置１によれば、幅の薄いＣ字状の金属板３ａ、３ａ・・を電流路２と平行な方向へ複数枚並べて一体とすることにより磁性体３を形成しているため、磁性体を製造するにあたり厚み及び幅のある金属板を加工する必要がない。したがって、磁性体３、ひいては電流検出装置１を比較的安価に製造することができる。
また、磁性体３を構成する各金属板３ａの両端部の外周面を、ギャップ４へ向かって徐々に先細りする傾斜曲面に形成しているため、磁束の集磁にあまり関与しない余分な箇所がなく、更なる低コスト化や省資源化を図ることができる。

なお、本発明に係る電流検出装置は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、磁性体の形状や構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施形態の磁性体３の代わりに、図２に示すような磁性体１３を採用することも可能である。すなわち、磁性体１３は、厚み１ｍｍの薄いＵ字状の金属板１３ａ、１３ａ・・を電流路２を中心線とした放射方向へ４枚重ねて一体とし、全体寸法が幅８ｍｍ、厚み４ｍｍのブロック体に形成してなる。各金属板１３ａは、厚み１ｍｍの金属板をＵ字状に折り曲げることで製造されている。尚、図２において、実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。
当該磁性体１３を採用しても、厚みの薄い金属板１３ａ、１３ａ・・を複数枚重ねて一体としているため、上記実施形態同様、磁性体を製造するにあたり、厚み及び幅のある金属板を加工する必要がない。したがって、磁性体１３、ひいては電流検出装置を比較的安価に製造することができる。尚、磁性体１３の両端部を、上記磁性体３同様、ギャップ４へ向かって徐々に先細りする形状に形成しても良いことは言うまでもない。

また、複数の部材を組み合わせて磁性体を形成するのではなく、パーマロイの粉末等から粉末冶金製法によってＣ字状又はＵ字状の磁性体を製造してもよい。当該方法で磁性体を製造することにより、厚み及び幅のある金属板を加工する必要がなく、上記実施形態同様、電流検出装置を製造コストを比較的安価に抑えることが可能となる。尚、粉末冶金製法については、たとえば特開平６−６５６１０号公報や特開平６−６５６１１号公報にも記載されているように、従来公知の方法であるため詳細な説明は省略する。
加えて、磁性体の形状は、上記Ｃ字状やＵ字状に何ら限定されることはなく、ギャップを有する形状であれば、コ字状等の他の形状であっても問題はないし、磁性体の両端部の外周面を傾斜曲面ではなく、ギャップへ向かって徐々に先細りする傾斜面としてもよい。

１、１１・・電流検出装置、２・・電流路、３、１３・・磁性体、４・・ギャップ、５・・ホール素子（磁気検出手段）。

Claims (3)

1. ギャップを有し、電流が流れる電流路を囲むように設けられる磁性体と、前記ギャップに配置される磁気検出手段とを備えており、
   前記電流路に電流が流れることにより発生する磁束を、前記磁性体によって前記ギャップに集磁させ、当該磁束を前記磁気検出手段により検出する電流検出装置であって、
   前記磁性体が、金属板を前記電流路に平行な方向へ複数並べて、又は、金属板を前記電流路を中心線とする放射方向に複数重ねて一体としたものであることを特徴とする電流検出装置。
2. 前記磁性体の両端部が前記ギャップへ向かって徐々に先細りするように、前記両端部の外周面を傾斜面或いは傾斜曲面としたことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
3. ギャップを有し、電流が流れる電流路を囲むように設けられる磁性体と、前記ギャップに配置される磁気検出手段とを備えており、
   前記電流路に電流が流れることにより発生する磁束を、前記磁性体によって前記ギャップに集磁させ、当該磁束を前記磁気検出手段により検出する電流検出装置であって、
   前記磁性体を、粉末冶金製法で製造したことを特徴とする電流検出装置。

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