JP2013002948A - Current sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被測定電線に流れる電流を検出する電流センサに関し、特に磁気センサによる電流を検出するためのクランプ式の電流センサに関する。 The present invention relates to a current sensor that detects a current flowing through a wire to be measured, and more particularly to a clamp-type current sensor for detecting a current from a magnetic sensor.
各種機器の制御や監視のために、既設の被測定電線に後から取り付けられる電流センサが良く知られている。この種の電流センサとして、被測定電線に流れる電流から生じる磁界を感知するコイルやホール素子を用いた磁気センサを用いることが知られており、この磁気センサは、磁気センサの感度向上や外部磁場からの影響低減等のため、複数個、用いられることがある。 In order to control and monitor various devices, a current sensor that is attached to an existing wire to be measured later is well known. As this type of current sensor, it is known to use a magnetic sensor using a coil or a Hall element that senses a magnetic field generated from the current flowing through the wire to be measured. A plurality of them may be used to reduce the influence from the
上記従来技術として、特許文献1では、既設の被測定電線に後から電流センサを取り付けられるような、複数のホール素子809が配置された検査部803を有した断線検出装置が提案されている。図11には、この従来例1である断線検出装置の検査部803の一例が示されている。検査部803は、図11に示すように、検査部803を被測定電線に沿って動かすためのガイドレールに接合するヒンジ部808と、分割面813で分割できる一対の半円部812(812a、812b)と、一対の半円部812内に配置された複数のホール素子809とから構成されている。そして、この検査部803は、一対の半円部812を分割することによって、円環形状が形成された一対の半円部812の中空部814に既設の被測定電線(図示していない)を通して、被測定電線の断線を検出できるとしている。
As the above-described conventional technique,
また、特許文献2では、図12に示すように、複数の可飽和コイル911を用いた磁気センサを使用したヘッド分割型電流センサ900が提案されている。この従来例2であるヘッド分割型電流センサ900は、ケース912に配置された2つの可飽和コイル911(S1、S2)を有する検出ヘッド910(L1)と、ホルダー915に配置された2つの可飽和コイル911(S3、S4)を有する検出ヘッド914(L2)とから構成され、複数の可飽和コイル911(S1、S2、S3、S4)は、ホルダー915をケース912に取り付けたとき同心円上に等間隔で並ぶように、被測定電線916の中心に対して配置している。そして、このヘッド分割型電流センサ900は、ケース912とホルダー915とで被測定電線916を挟むので、既存の被測定電線916を切断せずに電流を検出できるとともに、この一対の検出ヘッド(910,914)を備えているので、地磁気などによる外部平行磁界をキャンセルし、電流による磁界のみを検出することができるとしている。
In
しかしながら、従来例1では、既設の被測定電線に複数のホール素子809を有した検査部803を取り付ける際に、一対の半円部812を分割するため、複数のホール素子809が、別々の半円部(812a及び812b)に配置されることになり、取り付けた後、組み付け誤差や取り付け後の経時変化で、ホール素子809同士の位置ずれが生じてしまう。このような構成で複数の磁気センサを用いて既設の被測定電線の電流測定を行う場合、この磁気センサ同士の位置ずれは、僅かでも測定精度に大きな影響を与えてしまうので、測定精度が悪く、測定精度の要求されない断線検出にしか使えなかった。
However, in Conventional Example 1, when attaching the
また、従来例2においても、分割されたケース912とホルダー915とに複数の可飽和コイル911が配置されている構成なので、従来例1と同様に、取り付けた後、組み付け誤差や取り付け後の経時変化で、複数の可飽和コイル911(S1、S2、S3、S4)同士の位置ずれが生じてしまう。また、従来例2では、ケース912とホルダー915とで既設の被測定電線916を挟む構成なので、被測定電線916の外径が小さい場合、多くの可飽和コイル911を配置できなく、測定精度が充分得られない問題もあった。
Also, in the conventional example 2, since the plurality of
本発明は、上述した課題を解決するもので、被測定電線に後から取り付けが可能で、測定精度の良いクランプ式の電流センサを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a clamp-type current sensor that can be attached to a wire to be measured later and has high measurement accuracy.
この課題を解決するために、本発明の請求項1による電流センサは、被測定電線の外縁を囲むように配置される支持体と、前記支持体と連結して設けられた筐体と、前記支持体に配置された複数の磁気センサとを備え、前記被測定電線に電流が流れたときに発生する磁気を前記磁気センサで検出する電流センサであって、前記筐体が、本体側筐体と、前記本体側筐体に設けられた本体側軸と重なる蝶番部側軸を有する蝶番部側筐体とからなり、前記支持体が、前記本体側筐体から連結して設けられた本体側支持体と、前記蝶番部側筐体から連結して設けられた蝶番部側支持体とからなり、前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とは、前記本体側軸と前記蝶番部側軸とを中心に回動し、開閉可能であり、前記本体側支持体には、第1の溝が設けられるとともに、前記蝶番部側支持体には、第2の溝が設けられ、前記第1の溝と前記第2の溝とは、前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とが閉じた状態で対向して、前記被測定電線の外縁を囲む前記支持体の内周の一部を形成し、前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とで、前記支持体の外周の一部を形成し、前記本体側支持体の外周に沿って第1の当接部が設けられ、前記蝶番部側支持体の外周に沿って第2の当接部が設けられ、前記本体側軸及び前記蝶番部側軸が、前記本体側軸及び前記蝶番部側軸の軸方向から平面視して、前記支持体の前記内周と前記支持体の前記外周との間に設けられ、前記磁気センサが、可撓性基板に搭載され、前記可撓性基板と前記第1の当接部とを固定する第1の固定部を有し、前記可撓性基板と前記第2の当接部とを固定する第2の固定部を有し、前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とが閉じた状態では、前記可撓性基板が、前記第1の当接部及び前記第2の当接部と接触し、前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とが開いた状態では、前記可撓性基板が、前記第1の当接部の一部及び前記第2の当接部の一部と離間することを特徴としている。
In order to solve this problem, a current sensor according to
また、本発明の請求項2による電流センサは、前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とが閉じた状態で前記支持体を平面視して、前記第1の当接部と前記第2の当接部とを、それぞれ繋いだ仮想形状が正多角形であり、前記磁気センサが、前記正多角形を形成している前記第1の当接部と前記第2の当接部とのそれぞれの辺に配置されていることを特徴としている。
The current sensor according to
また、本発明の請求項3による電流センサは、前記正多角形が、正八角形であるとともに、前記磁気センサが8個であることを特徴としている。
The current sensor according to
また、本発明の請求項4による電流センサは、前記磁気センサが、前記可撓性基板と接触する底面が平面であることを特徴としている。 The current sensor according to claim 4 of the present invention is characterized in that the magnetic sensor has a flat bottom surface in contact with the flexible substrate.
また、本発明の請求項5による電流センサは、前記本体側支持体の開閉側の近傍に前記第1の固定部を設け、前記蝶番部側支持体の開閉側の近傍に前記第2の固定部を設け、前記可撓性基板の両端を該第1の固定部及び該第2の固定部により、前記第1の当接部及び前記第2の当接部に固定したことを特徴としている。
In the current sensor according to
また、本発明の請求項6による電流センサは、前記本体側支持体の開閉側に形成された第1の端面と、前記蝶番部側支持体の開閉側に形成された第2の端面とが対向配置され、前記第1の端面と前記第2の端面とのいずれか一方には凹部が設けられ、いずれか他方には凸部が設けられ、前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とが閉じた状態では、前記凹部に前記凸部が強嵌合し、前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とが固定されることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a current sensor comprising: a first end surface formed on the opening / closing side of the main body side support; and a second end surface formed on the opening / closing side of the hinge portion side support. The main body side support body and the hinge part side support body are disposed so as to face each other, and a concave portion is provided on one of the first end surface and the second end surface, and a convex portion is provided on the other end. In the closed state, the convex portion is strongly fitted into the concave portion, and the main body side support body and the hinge portion side support body are fixed.
請求項1の発明によれば、本発明の電流センサは、本体側軸及び蝶番部側軸が可撓性基板よりも内側に設けられているため、被測定電線に電流センサを装着するために本体側支持体と蝶番部側支持体を開くと、可撓性基板が撓んで、可撓性基板が第1の当接部の一部及び第2の当接部の一部と離間するようになり、本体側支持体と蝶番部側支持体を閉じると、可撓性基板に延ばす方向の力が加わり、可撓性基板が第1の当接部及び第2の当接部と接触するようになる。このことにより、可撓性基板に屈曲等による応力をかけることなく、可撓性基板に搭載された複数の磁気センサを被測定電線に対して高い精度で配置することができる。したがって、被測定電線に後から取り付けが可能で、測定精度の良いクランプ式の電流センサを提供できる。 According to the first aspect of the present invention, the current sensor of the present invention is provided with the main body side shaft and the hinge portion side shaft on the inner side of the flexible substrate. When the main body side support body and the hinge part side support body are opened, the flexible substrate is bent so that the flexible substrate is separated from a part of the first contact part and a part of the second contact part. When the main body side support body and the hinge part side support body are closed, a force in a direction extending to the flexible substrate is applied, and the flexible substrate contacts the first contact portion and the second contact portion. It becomes like this. Accordingly, a plurality of magnetic sensors mounted on the flexible substrate can be arranged with high accuracy with respect to the wire to be measured without applying stress due to bending or the like to the flexible substrate. Accordingly, it is possible to provide a clamp-type current sensor that can be attached to the wire to be measured later and has high measurement accuracy.
請求項2の発明によれば、本発明の電流センサは、複数の磁気センサが、正多角形を形成している第1の当接部と第2の当接部とのそれぞれの辺に配置されているので、被測定電線に対して、隣接する磁気センサ同士の角度がそれぞれ等角度で配置させることができる。このことにより、それぞれの磁気センサの検出値を合算することで、被測定電線の位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができる。 According to a second aspect of the present invention, in the current sensor of the present invention, the plurality of magnetic sensors are arranged on each side of the first contact portion and the second contact portion forming a regular polygon. Thus, the adjacent magnetic sensors can be arranged at equal angles with respect to the wire to be measured. Thus, by adding the detection values of the respective magnetic sensors, it is possible to make it difficult to reduce the measurement accuracy even if the position of the wire under measurement is somewhat shifted.
請求項3の発明によれば、本発明の電流センサは、8個の磁気センサが、正八角形を形成している第1の当接部と第2の当接部とのそれぞれの辺に配置されているので、被測定電線に対して、隣接する磁気センサ同士の角度がそれぞれ等角度で、しかも対向する位置に磁気センサをそれぞれ設けることができる。このことにより、それぞれの磁気センサの検出値を合算することで、被測定電線の位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができるとともに、対向する磁気センサ同士の検出値の差を比較することで、外部磁場の影響を相殺でき、外部磁場からの影響を低減することが容易にできる。 According to the third aspect of the present invention, in the current sensor of the present invention, eight magnetic sensors are arranged on each side of the first contact portion and the second contact portion forming a regular octagon. Therefore, the magnetic sensors can be provided at positions where the adjacent magnetic sensors are at an equal angle with respect to the wire to be measured and at opposite positions. As a result, by adding the detection values of the respective magnetic sensors, it is possible to make it difficult to reduce the measurement accuracy even if the position of the wire under measurement is slightly displaced, and the difference between the detection values of the opposing magnetic sensors. , The influence of the external magnetic field can be offset, and the influence from the external magnetic field can be easily reduced.
請求項4の発明によれば、本発明の電流センサは、可撓性基板と接触する磁気センサの底面が平面であるので、複数の磁気センサのそれぞれの底面と第1の当接部及び第2に当接部とが平面同士で対向し、可撓性基板を介して接触するようになる。このことにより、磁気センサの位置精度や磁気センサの配置角度の精度を高めることができ、測定精度を高めることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the bottom surface of the magnetic sensor in contact with the flexible substrate is a flat surface, the bottom surface of each of the plurality of magnetic sensors, the first contact portion, and the first 2 comes into contact with each other through a flexible substrate. Thereby, the accuracy of the position of the magnetic sensor and the accuracy of the arrangement angle of the magnetic sensor can be increased, and the measurement accuracy can be increased.
請求項5の発明によれば、本発明の電流センサは、本体側支持体の開閉側の近傍に設けられた第1の固定部と、蝶番部側支持体の開閉側の近傍に設けられた第2の固定部とにより、可撓性基板の両端を第1の当接部及び第2の当接部に固定しているので、開いたときに可撓性基板が変形する部分が長くなる。このことにより、可撓性基板の一部に応力が集中することを防ぐことができ、電流センサの寿命を延ばすことができる。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、本発明の電流センサは、本体側支持体の第1の端面と蝶番部側支持体の第2の端面とのいずれか一方に設けられた凹部に、いずれか他方に設けられた凸部が強嵌合し、本体側支持体と蝶番部側支持体とが固定されるので、簡単な機構で簡易に支持体を閉じることができる。このことにより、組み立てがし易いうえに、製造コストを低くすることができる。 According to the invention of claim 6, the current sensor according to the present invention is provided in any one of the recesses provided on either the first end face of the main body side support body or the second end face of the hinge side support body. Since the convex portion provided on the other side is strongly fitted and the main body side support body and the hinge part side support body are fixed, the support body can be easily closed with a simple mechanism. As a result, it is easy to assemble and the manufacturing cost can be reduced.
したがって、本発明の電流センサは、被測定電線に後から取り付けが可能で、測定精度の良いクランプ式の電流センサを提供できる。 Therefore, the current sensor of the present invention can be attached to the wire to be measured later, and can provide a clamp-type current sensor with high measurement accuracy.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する分解斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する斜視図である。図3は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する斜視図であって、カバーK1を省略した図である。図4は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する斜視図であって、図3に示した斜視図の支持体2が開いた状態を示した図である。図5は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する斜視図であって、図4に示した斜視図を別な角度から見た図である。図6は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する図であって、図6(a)は、筐体1及び支持体2の斜視図であり、図6(b)は、図6(a)に示すZ2側から見た底面図である。図7は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する図であって、図7(a)は、図3に示すZ1側から見た上面図であり、図7(b)は、図3に示すZ2側から見た底面図である。図8は、本発明の第1実施形態の電流センサ101を説明する図であって、図8(a)は、図7(b)に示すP部分の拡大図であり、図8(b)は、支持体2が開いた際の同じ部分の拡大図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a
本発明の第1実施形態の電流センサ101は、図1及び図2に示すように、被測定電線CAの外縁を囲むように配置される支持体2と、支持体2と連結して設けられた筐体1と、支持体2に配置された複数の磁気センサ3と、磁気センサ3が搭載される可撓性基板5とを備えて構成され、被測定電線CAに電流が流れたときに発生する磁気を磁気センサ3で検出するようにしている。他に、IC(図示していない)が搭載された制御基板9と制御基板9及び磁気センサ3を覆い保護するためのカバーK1とから構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
筐体1は、図1及び図2に示すように、箱状に形成された本体側筐体11と、本体側筐体11と蝶番された蝶番部側筐体51とから構成されている。そして、本体側筐体11に設けられた本体側軸HJと蝶番部側筐体51に設けられた蝶番部側軸TJが重なるように本体側筐体11と蝶番部側筐体51とを組み合わせ、ネジ等の回動軸体99を使い、の回動軸(本体側軸HJ及び蝶番部側軸TJ)を中心に回動できるようにしている。本体側筐体11には、磁気センサ3からの電気信号を受けて処理を行う制御基板9が収められており、制御基板9は、可撓性基板5の取り出し端子(図示していない)と接続している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
カバーK1は、図1及び図2に示すように、箱状に形成された本体側カバーK11と、半円筒状に形成された蝶番部側カバーK51とから構成されている。本体側カバーK11と蝶番部側カバーK51は、例えばスナップイン機構を用いて、本体側筐体11と蝶番部側筐体51とにそれぞれ取り付けられる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cover K1 includes a main body side cover K11 formed in a box shape and a hinge portion side cover K51 formed in a semi-cylindrical shape. The main body side cover K11 and the hinge part side cover K51 are attached to the main
また、筐体1及びカバーK1は、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、LCP(液晶ポリマー)等の合成樹脂材料を用いている。合成樹脂素材を用いているので、射出成形等で、容易に作製することができる。
The
支持体2は、図1、図4及び図6に示すように、本体側筐体11から連結して設けられた本体側支持体12と、蝶番部側筐体51から連結して設けられた蝶番部側支持体52とから構成されている。そして、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とは、重なって設けられた本体側軸HJと蝶番部側軸TJとを中心に回動し、支持体2が開閉可能となっている。
As shown in FIGS. 1, 4, and 6, the
また、支持体2は、筐体1と一体となって形成されており、合成樹脂材料を用いているので、本体側支持体12と蝶番部側支持体52のそれぞれは、本体側筐体11と蝶番部側筐体51の作製時に、射出成形等で、同時に作製することができる。なお、支持体2は、筐体1と一体となって好適に形成されているが、別体で作製されていても良い。
Further, since the
また、本体側支持体12には、図6(b)、図7(b)及び図8に示すように、第1の溝12mが設けられるとともに、蝶番部側支持体52には、第2の溝52mが設けられ、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とが閉じた状態で(図6(b)に示す)、第1の溝12mと第2の溝52mとが対向しており、被測定電線CAの外縁を囲む支持体2の内周を形成している。更に、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とで、支持体2の外周の殆どを形成していて、支持体2は、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とが閉じた状態で、略円筒形の形状をしている。また、本体側支持体12と蝶番部側支持体52は、回動軸(本体側軸HJ及び蝶番部側軸TJ)を中心に回動し開閉可能となっているが、本体側軸HJ及び蝶番部側軸TJの軸方向から平面視して、支持体2の内周と支持体2の外周との間に回動軸(本体側軸HJ及び蝶番部側軸TJ)が設けられている。
Further, as shown in FIGS. 6B, 7B and 8, the main body
また、図6(b)に示すように、本体側支持体12には、本体側支持体12の外周に沿って第1の当接部12tが5箇所設けられ、蝶番部側支持体52には、蝶番部側支持体52の外周に沿って第2の当接部52tが3箇所設けられている。この第1の当接部12t及び第2の当接部52tは、後述する可撓性基板5が本体側支持体12及び蝶番部側支持体52の外周に沿って配置され、可撓性基板5が当接するようになる(図7(b)及び図8(a)を参照)。この際には、回動軸(本体側軸HJ及び蝶番部側軸TJ)が可撓性基板5よりも内側に位置するようになる。
In addition, as shown in FIG. 6B, the main
また、図6(b)、図7(b)及び図8に示すように、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とが閉じた状態で支持体2を平面視して、第1の当接部12tと第2の当接部52tとを、それぞれ繋いだ仮想形状が正多角形の正八角形であり、8個の磁気センサ3が正八角形を形成している第1の当接部12tと第2の当接部52tとのそれぞれの辺に配置されている。このため、図8(a)に示すように、被測定電線CAに対して、隣接する磁気センサ3同士の角度がそれぞれ等角度で、しかも対向する位置に磁気センサ3をそれぞれ設けることができる。このことにより、それぞれの磁気センサ3の検出値を合算することで、被測定電線CAの位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができる。
In addition, as shown in FIGS. 6B, 7B, and 8, the
また、図3、図6及び図7(b)に示すように、本体側支持体12には、凸状の第1の固定部12kを第1の当接部12tに2箇所有し、この第1の固定部12kを後述する可撓性基板5の貫通孔15t(図1に示す)に挿通して嵌合させることにより、第1の当接部12tに可撓性基板5を固定する。同様にして、蝶番部側支持体52には、凸状の第2の固定部52kを第2の当接部52tに2箇所有し、この第2の固定部52kを後述する可撓性基板5の貫通孔55t(図1に示す)に挿通して嵌合させることにより、第2の当接部52tに可撓性基板5を固定する。また、この第1の固定部12kは、本体側支持体12の開閉側の近傍の第1の当接部12tに設けられているとともに、この第2の固定部52kは、蝶番部側支持体52の開閉側の近傍の第2の当接部52tに設けられている。
Further, as shown in FIGS. 3, 6 and 7B, the main
また、図4及び図5に示すように、本体側支持体12には本体側支持体12の開閉側に第1の端面12pが形成され、蝶番部側支持体52には蝶番部側支持体52の開閉側に第2の端面52pが形成され、第1の端面12pと第2の端面52pとが対向配置されている。そして、第1の端面12pには凸状に突設された凸部24tが設けられており、第2の端面52pには円筒状に窪んだ凹部24rが設けられている。この凸部24tと凹部24rは、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とが閉じた状態では、凹部24rに凸部24tが強嵌合し、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とが固定される。このため、簡単な機構で、簡易に支持体2を閉じることができ、製造時における組み立てがし易くなる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the main
更に、図4及び図5に示すように、本体側筐体11の開閉側の面には、凸状に突設された凸部14tが設けられており、蝶番部側筐体51の開閉側の面には、円筒状に窪んだ凹部14rが設けられている。この凸部14tと凹部14rは、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とが閉じた状態では、凹部14rに凸部14tが強嵌合し、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とがより強く固定される。このため、簡単な機構で簡易に支持体2をより強く閉じることができ、製造時や使用時における外部応力等による支持体2の開放を防ぐことができる。
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, a
磁気センサ3は、被測定電線CAに電流が流れたときに発生する磁気を検出する電流センサであって、例えば、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気検出素子(GMR(Giant Magneto Resistive)素子と言う)を用いている。また、磁気センサ3は、GMR素子をシリコン基板上に作製し、切り出されたGMRチップを熱硬化性の合成樹脂でパッケージングしている。磁気センサ3は、可撓性基板5に搭載され、図8(a)に示す支持体2の内周の中心軸ACに対した円周の接線方向DEにGMR素子の感度軸(磁気を感知する方向)を持つように配置される。
The
また、磁気センサ3のパッケージング面の底面は、平面に作製されており、図7(b)及び図8(a)に示すように、可撓性基板5と平面で接触し、本体側支持体12の第1の当接部12t及び蝶番部側支持体52の第2の当接部52tと複数の磁気センサ3のそれぞれとが、可撓性基板5を介して平面同士で対向し、接触するようになる。このことにより、磁気センサ3の位置精度や磁気センサ3の配置角度の精度を高めることができ、測定精度を高めることができる。
Further, the bottom surface of the packaging surface of the
また、複数の磁気センサ3は、図8(a)に示すように、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とが閉じた状態で支持体2を平面視して、複数の磁気センサ3が同心円上に配置され、隣接する磁気センサ3同士の角度が、同心円の中心に対して、それぞれ等角度になるように配置されている。このため、それぞれの磁気センサ3の検出値を合算することで、被測定電線CAの位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができる。
Further, as shown in FIG. 8A, the plurality of
また、磁気センサ3は、図8(a)に示すように、8個(偶数個)あり、2個の磁気センサ3同士が、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とが閉じた状態で支持体2を平面視して、支持体2の中心軸ACに対して、対向する位置に設けられている。このため、対向する磁気センサ3同士の検出値の差を比較することで、外部磁場の影響を相殺でき、外部磁場からの影響を低減することが容易にできる。なお、磁気センサ3は、その個数が多ければ多いほど精度が高くなるが、電流センサが大型化し、製造コストが高くなる。今回用いた磁気センサ3の性能とサイズから、8個程度が最も良く、比較的より良い精度が得られ、電流センサの大型化や高額化を抑えることができる。なお、外部磁場の影響を低減するために、磁気センサ3は偶数個を等角度で配置することが好ましいが、等角度に磁気センサ3を配置すれば奇数個でも全磁気センサの出力を合計すると外部磁場の影響が相殺される。
Further, as shown in FIG. 8A, there are eight (even number)
可撓性基板5は、一般に用いられているフレキシブルプリント配線板(FPC)であって、ポリイミド樹脂(PI)等の素材のフィルム基材上に設けられた銅(Cu)等の金属箔が、所望の配線パターンが得られるようにパターニングされたものである。この可撓性基板5には、支持体2の第1の当接部12t及び第2の当接部52tのそれぞれの位置に複数の磁気センサ3が配置されるように、複数の磁気センサ3が、所定の間隔で実装されている。このことにより、従来例のようなセンサが搭載された基材を分割して既設の被測定電線CAに装着する場合と比較して、被測定電線CAに対する磁気センサ3の配置位置精度を向上させることができる。
The
以上のように構成された電流センサ101は、本体側軸HJ及び蝶番部側軸TJが可撓性基板5よりも内側に設けられているため、図8(a)に示すように、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とが閉じた状態では、可撓性基板5が撓んで、可撓性基板5が第1の当接部12t及び第2の当接部52tと接触し、図8(b)に示すように、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とが開いた状態では、可撓性基板5に延ばす方向の力が加わり、可撓性基板5が第1の当接部12tの一部及び第2の当接部52tの一部と離間している。このことにより、可撓性基板5に屈曲等による応力をかけることなく、可撓性基板5に搭載された複数の磁気センサ3を被測定電線CAに対して高い精度で配置することができる。したがって、被測定電線CAに後から取り付けが可能で、測定精度の良いクランプ式の電流センサ101を提供できる。
In the
また、本発明の電流センサ101は、本体側支持体12の開閉側の近傍に第1の固定部12kを設け、この第1の固定部12kを可撓性基板5の貫通孔15tに挿通して嵌合させるとともに、蝶番部側支持体52の開閉側の近傍に第2の固定部52kを設け、この第2の固定部52kを可撓性基板5の貫通孔55tに挿通して嵌合させて、可撓性基板5の両端を第1の当接部12t及び第2の当接部52tに固定している。このことにより、図8(a)及び図8(b)に示すように、開いたときに可撓性基板5が変形する部分が長くなるので、可撓性基板5の一部に応力が集中することを防ぐことができる。
Further, the
以上により、本発明の電流センサ101は、本体側軸HJ及び蝶番部側軸TJが可撓性基板5よりも内側に設けられているため、被測定電線CAに電流センサ101を装着するために本体側支持体12と蝶番部側支持体52を開くと、可撓性基板5が撓んで、可撓性基板5が第1の当接部12tの一部及び第2の当接部52tの一部と離間するようになり、本体側支持体12と蝶番部側支持体52を閉じると、可撓性基板5に延ばす方向の力が加わり、可撓性基板5が第1の当接部12t及び第2の当接部52tと接触するようになる。このことにより、可撓性基板5に屈曲等による応力をかけることなく、被測定電線に後から取り付けが可能で、可撓性基板5に搭載された複数の磁気センサ3を被測定電線CAに対して高い精度で配置することができる。
As described above, since the main body side shaft HJ and the hinge portion side shaft TJ are provided on the inner side of the
また、複数の磁気センサ3が、正多角形を形成している第1の当接部12tと第2の当接部52tとのそれぞれの辺に配置されているので、被測定電線CAに対して、隣接する磁気センサ3同士の角度がそれぞれ等角度で配置させることができる。このことにより、それぞれの磁気センサ3の検出値を合算することで、被測定電線CAの位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができる。
In addition, since the plurality of
また、8個の磁気センサ3が、正八角形を形成している第1の当接部12tと第2の当接部52tとのそれぞれの辺に配置されているので、被測定電線CAに対して、隣接する磁気センサ3同士の角度がそれぞれ等角度で、しかも対向する位置に磁気センサ3をそれぞれ設けることができる。このことにより、それぞれの磁気センサ3の検出値を合算することで、被測定電線CAの位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができるとともに、対向する磁気センサ3同士の検出値の差を比較することで、外部磁場の影響を相殺でき、外部磁場からの影響を低減することが容易にできる。
In addition, since the eight
また、可撓性基板5と接触する磁気センサ3の底面が平面であるので、複数の磁気センサ3のそれぞれの底面と第1の当接部12t及び第2の当接部52tとが平面同士で対向し、可撓性基板5を介して接触するようになる。このことにより、磁気センサ3の位置精度や磁気センサ3の配置角度の精度を高めることができ、測定精度を高めることができる。
In addition, since the bottom surface of the
また、本体側支持体12の開閉側の近傍に設けられた第1の固定部12kと、蝶番部側支持体52の開閉側の近傍に設けられた第2の固定部52kとにより、可撓性基板5の両端を第1の当接部12t及び第2の当接部52tに固定しているので、開いたときに可撓性基板5が変形する部分が長くなる。このことにより、可撓性基板5の一部に応力が集中することを防ぐことができ、電流センサ101の寿命を延ばすことができる。
Further, the
また、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とが閉じた状態では、本体側支持体12の第1の端面12pに設けられた凸部24tが、蝶番部側支持体52の第2の端面52pの設けられた凹部24rに強嵌合し、本体側支持体12と蝶番部側支持体52とが固定されるので、簡単な機構で簡易に支持体2を閉じることができる。このことにより、組み立てがし易いうえに、製造コストを低くすることができる。
Further, in a state where the main body
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, it can deform | transform and implement as follows, These embodiments also belong to the technical scope of this invention.
図9は、本発明の第1実施形態の電流センサ101の変形例2を説明する構成図であって、図9(a)は、支持体2の形状を変えた一例の斜視図であって、図9(b)は、図9(a)に示すZ2側から見た底面図である。図10は、本発明の第1実施形態の電流センサ101の変形例3を説明する構成図であって、図10(a)は、支持体2の形状を変えた一例の斜視図であって、図10(b)は、図10(a)に示すZ2側から見た拡大底面図である。
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a second modification of the
<変形例1>
上記第1実施形態では、支持体2の外周の形状が略八角柱形であったが、磁気センサ3が配置される平面視形状が正多角形の場合、正角柱となる。
<
In the first embodiment, the shape of the outer periphery of the
<変形例2>
上記第1実施形態では、支持体2の外周の形状の全てが略八角柱形であったが、図9に示すように、磁気センサC33が配置されるところが、正八角形であれば良い。
<
In the first embodiment, all of the outer peripheral shape of the
<変形例3>
上記第1実施形態では、磁気センサ3が支持体2の外周の同一円周上に配置されている構成にしたが、図10に示すように、支持体C32の外周上で螺旋状に磁気センサC33が配置された構成でも良い。このため、サイズの大きい磁気センサC33であっても、被測定電線CAの周囲に8個配置することができる。また、磁気センサC33を螺旋状に配置するので、1周以上にわたって配置することができ、磁気センサC33を8個以上配置することもできる。
<
In the first embodiment, the
<変形例4>
上記第1実施形態では、第1の端面12pに凸部24tが設けられ、第2の端面52pに凹部24rが設けられている構成にしたが、第1の端面12pに凹部が設けられ、第2の端面52pに凸部が設けられている構成にしても良い。同様にして、本体側筐体11の開閉側の面に凹部が設けられ、蝶番部側筐体51の開閉側の面に凸部が設けられている構成にしても良い。また、上記2組(凸部及び凹部)が入れ替わった組み合わせでも良い。
<Modification 4>
In the first embodiment, the
本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the object of the present invention.
1 筐体
11 本体側筐体
51 蝶番部側筐体
2、C32 支持体
12 本体側支持体
12k 第1の固定部
12m 第1の溝
12p 第1の端面
12t 第1の当接部
52 蝶番部側支持体
52k 第2の固定部
52m 第2の溝
52p 第2の端面
52t 第2の当接部
3、C33 磁気センサ
14r、24r 凹部
14t、24t 凸部
5 可撓性基板
101 電流センサ
CA 被測定電線
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記筐体は、本体側筐体と、前記本体側筐体に設けられた本体側軸と重なる蝶番部側軸を有する蝶番部側筐体とからなり、
前記支持体は、前記本体側筐体から連結して設けられた本体側支持体と、前記蝶番部側筐体から連結して設けられた蝶番部側支持体とからなり、
前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とは、前記本体側軸と前記蝶番部側軸とを中心に回動し、開閉可能であり、
前記本体側支持体には、第1の溝が設けられるとともに、前記蝶番部側支持体には、第2の溝が設けられ、
前記第1の溝と前記第2の溝とは、前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とが閉じた状態で対向して、前記被測定電線の外縁を囲む前記支持体の内周の一部を形成し、
前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とで、前記支持体の外周の一部を形成し、
前記本体側支持体の外周に沿って第1の当接部が設けられ、前記蝶番部側支持体の外周に沿って第2の当接部が設けられ、
前記本体側軸及び前記蝶番部側軸は、前記本体側軸及び前記蝶番部側軸の軸方向から平面視して、前記支持体の前記内周と前記支持体の前記外周との間に設けられ、
前記磁気センサは、可撓性基板に搭載され、
前記可撓性基板と前記第1の当接部とを固定する第1の固定部を有し、前記可撓性基板と前記第2の当接部とを固定する第2の固定部を有し、
前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とが閉じた状態では、前記可撓性基板が、前記第1の当接部及び前記第2の当接部と接触し、前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とが開いた状態では、前記可撓性基板が、前記第1の当接部の一部及び前記第2の当接部の一部と離間することを特徴とする電流センサ。 A support body disposed so as to surround an outer edge of the measured electric wire; a housing provided in connection with the support body; and a plurality of magnetic sensors disposed on the support body; A current sensor for detecting magnetism generated when a current flows by the magnetic sensor,
The housing includes a main body side housing and a hinge portion side housing having a hinge portion side axis that overlaps with a main body side shaft provided in the main body side housing,
The support comprises a main body side support provided by being connected from the main body side housing, and a hinge part side support provided by being connected from the hinge part side housing,
The main body side support body and the hinge part side support body rotate around the main body side axis and the hinge part side axis, and can be opened and closed.
The main body side support is provided with a first groove, and the hinge part side support is provided with a second groove,
The first groove and the second groove are opposed to each other in a state where the main body side support body and the hinge part side support body are closed, and the inner periphery of the support body surrounds the outer edge of the electric wire to be measured. Form part of
The main body side support body and the hinge part side support body form a part of the outer periphery of the support body,
A first contact portion is provided along the outer periphery of the main body side support, and a second contact portion is provided along the outer periphery of the hinge portion support.
The main body side shaft and the hinge portion side shaft are provided between the inner periphery of the support and the outer periphery of the support in a plan view from the axial direction of the main body side shaft and the hinge portion side shaft. And
The magnetic sensor is mounted on a flexible substrate,
A first fixing portion that fixes the flexible substrate and the first contact portion; and a second fixing portion that fixes the flexible substrate and the second contact portion. And
When the main body side support body and the hinge part side support body are closed, the flexible substrate comes into contact with the first contact portion and the second contact portion, and the main body side support body. And the hinge part side support body are open, the flexible substrate is separated from a part of the first contact part and a part of the second contact part. Current sensor.
前記磁気センサが、前記正多角形を形成している前記第1の当接部と前記第2の当接部とのそれぞれの辺に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。 A virtual shape that connects the first contact part and the second contact part in a plan view of the support body in a state where the main body side support body and the hinge part side support body are closed. Is a regular polygon,
The said magnetic sensor is arrange | positioned on each edge | side of the said 1st contact part and the said 2nd contact part which form the said regular polygon, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Current sensor.
前記第1の端面と前記第2の端面とのいずれか一方には凹部が設けられ、いずれか他方には凸部が設けられ、
前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とが閉じた状態では、前記凹部に前記凸部が強嵌合し、前記本体側支持体と前記蝶番部側支持体とが固定されることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の電流センサ。 A first end surface formed on the opening and closing side of the main body side support and a second end surface formed on the opening and closing side of the hinge portion side support are disposed to face each other.
A concave portion is provided on one of the first end surface and the second end surface, and a convex portion is provided on the other,
In a state where the main body side support body and the hinge part side support body are closed, the convex part is strongly fitted into the concave part, and the main body side support body and the hinge part side support body are fixed. The current sensor according to claim 1, wherein the current sensor is a current sensor.
Priority Applications (1)
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JP2011134243A JP2013002948A (en) | 2011-06-16 | 2011-06-16 | Current sensor |
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Publications (1)
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JP2011134243A Withdrawn JP2013002948A (en) | 2011-06-16 | 2011-06-16 | Current sensor |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2013002948A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220134138A (en) * | 2021-03-26 | 2022-10-05 | 한국해양대학교 산학협력단 | Structure Design and Fabrication Techniques of a Rogowski Current Sensor Embedded inside the Spacer of GISs |
-
2011
- 2011-06-16 JP JP2011134243A patent/JP2013002948A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20220134138A (en) * | 2021-03-26 | 2022-10-05 | 한국해양대학교 산학협력단 | Structure Design and Fabrication Techniques of a Rogowski Current Sensor Embedded inside the Spacer of GISs |
KR102563389B1 (en) * | 2021-03-26 | 2023-08-07 | 한국해양대학교 산학협력단 | Structure Design and Fabrication Techniques of a Rogowski Current Sensor Embedded inside the Spacer of GISs |
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