JP2013130447A - Loop core for current sensor and current sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ループコア及びそのループコアを使用した電流センサに関する。 The present invention relates to a loop core and a current sensor using the loop core.
測定対象の電線に流れる電流を測定するための電流センサが従来から知られている。この種の電流センサは、測定対象の電線を挿入するループコアと、ループコアの脚部に巻回されたコイル、及びこの電線に流れる電流により誘導される磁界を検出するためのホール素子またはフラックスゲートセンサにおける磁気プローブから構成される。 Conventionally, a current sensor for measuring a current flowing through an electric wire to be measured is known. This type of current sensor includes a loop core into which an electric wire to be measured is inserted, a coil wound around the leg of the loop core, and a Hall element or a fluxgate sensor for detecting a magnetic field induced by the current flowing through the electric wire. The magnetic probe in FIG.
この電流センサに使用されるループコアとしては各種のものが提案されている。その1つに、例えば特許文献1に記載されている様な2つの環状部を有するものがある。 Various types of loop cores have been proposed for use in this current sensor. One of them has, for example, two annular portions as described in Patent Document 1.
この従来技術のループコアの構成を図7に示す。このループコアでは、無端状に成形された板状のコア材1によって上下一対の脚部21,22と左右一対のヨーク部31,32が形成されている。左右のヨーク部31,32の中央を対向するヨーク側に向かって前記脚部21,22と平行にU字形に突出させ、これらU字形の先端の間に所定のギャップ4を形成することにより、上下の脚部の間に中間脚部5が形成されている。
The configuration of this prior art loop core is shown in FIG. In this loop core, a pair of upper and
この中間脚部5と上下の脚部21,22、及び左右のヨーク部31,32によって、測定対象の電線を挿通する第1の環状部6と、この電線に流れる電流により誘導される磁界を検出するための磁気プローブPを収容する第2の環状部7が形成されている。
The
図8は、図7のようなループコアを使用した電流センサの斜視図である。図8に示すように、ループコアの下方の脚部22の周囲には、ボビン8を介して第1の巻線9が巻回されている。上方の脚部21、第2の環状部内のプローブP及び中間脚部5の周囲には、ボビン10を介して第2の巻線11が巻回されている。
FIG. 8 is a perspective view of a current sensor using the loop core as shown in FIG. As shown in FIG. 8, a first winding 9 is wound around a
このような第1と第2の環状部6,7を有するループコアでは、第1の環状部内に挿入された電線に流れる電流によってループコア内に磁界が発生する。この発生した磁界により発生する磁束を、第2の環状部内に配置したプローブPによって検出することにより、電線に流れる電流の大きさを測定する。
In such a loop core having the first and second
ところで、この種のループコアで主に使用されるフラックスゲートセンサは、電流の検出精度に優れている特徴がある。しかし、そのことは、測定時における外乱の影響、特に、外部磁界の磁束がプローブPに侵入することによる影響が無視できない。 By the way, the fluxgate sensor mainly used in this type of loop core has a feature of excellent current detection accuracy. However, it is not possible to ignore the influence of disturbances during measurement, particularly the influence of the magnetic flux of the external magnetic field entering the probe P.
このような外部磁界の影響を排除するためには、種々の方法が考えられるが、その1つにループコアの脚部に接合部をなくすことで、外部磁界の磁束が脚部を通過しやすくし、プローブ側を経由する割合を抑制する方法がある。しかし、通常、ループコアは、その中心部で2分割された複数の分割コアを組み合わせて作製されることから、脚部に接合部をなくすことは難しい。 In order to eliminate the influence of such an external magnetic field, various methods are conceivable. One of them is to eliminate the joint at the leg of the loop core, thereby making it easier for the magnetic flux of the external magnetic field to pass through the leg. There is a method of suppressing the ratio of passing through the probe side. However, since the loop core is usually manufactured by combining a plurality of split cores divided into two at the center, it is difficult to eliminate the joints at the legs.
特に、この種のループコアは、ギャップを有する中間脚部5を有することから、特許文献1に示すように上下の脚部21,22の部分で分割コア同士を接合することが多い。その結果、図9に示すように、上下の脚部に設けられた接合部21gの磁気抵抗が大きくなる事により外部磁界の磁束がプローブPを経由する割合が増加し、測定誤差の原因となる。
In particular, since this type of loop core has the
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。すなわち、本発明は、脚部に設けられた分割コアの接合部に改良を施すことにより、ギャップ部の磁気抵抗に比べ、接合部の磁気抵抗を小さくし、外部磁界の磁束がプローブ側を経由する割合を低減したループコイルと、このループコイルの使用により検出精度の向上を可能とした電流センサを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed to solve the above-described problems of the prior art. That is, according to the present invention, by improving the joint portion of the split core provided in the leg portion, the magnetic resistance of the joint portion becomes smaller than the magnetic resistance of the gap portion, and the magnetic flux of the external magnetic field passes through the probe side. It is an object of the present invention to provide a loop coil with a reduced ratio and a current sensor that can improve detection accuracy by using the loop coil.
本発明のループコイルは、次のような特徴を有する。
(1)無端状に成形された板状のコア材によって上下一対の脚部と左右一対のヨーク部が形成されている。
(2)左右のヨーク部の中央を対向するヨーク側に向かって前記脚部と平行にU字形に突出させ、これらU字形の先端の間に所定のギャップを形成することにより、上下の脚部の間に中間脚部が形成されている。
(3)中間脚部と上下の脚部、及び左右のヨーク部によって、測定対象の電線を挿通する第1の環状部と、この電線に流れる電流により誘導される磁界を検出するための磁気プローブを収容する第2の環状部が形成されている。
(4)無端状のループコアが、左右のヨーク部に形成された分割線において、前記脚部と平行な方向に分割された複数の分割コアを接合して構成されている。
(5)少なくとも一方の分割コアの脚部は、左右のヨーク部と一対に形成された接合部のない板状の部材から構成されている。
The loop coil of the present invention has the following characteristics.
(1) A pair of upper and lower leg portions and a pair of left and right yoke portions are formed by an endless plate-shaped core material.
(2) The upper and lower leg portions are formed by projecting the center of the left and right yoke portions in a U-shape parallel to the leg portions toward the opposing yoke side, and forming a predetermined gap between the U-shaped tips. An intermediate leg is formed between the two.
(3) A first annular portion through which the electric wire to be measured is inserted by the intermediate leg portion, the upper and lower leg portions, and the left and right yoke portions, and a magnetic probe for detecting a magnetic field induced by the current flowing through the electric wire A second annular portion that accommodates is formed.
(4) An endless loop core is formed by joining a plurality of divided cores divided in a direction parallel to the leg portions in a dividing line formed in the left and right yoke portions.
(5) The leg portion of at least one of the split cores is composed of a plate-like member having no joint portion formed in a pair with the left and right yoke portions.
また、前記の様なループコイルと、前記第2の環状部によって囲われるスペースに配置される磁気プローブと、前記電流センサ用ループコアの脚部にボビンを介して巻回されたコイルを有することを特徴とする電流センサも本件発明の一態様である。 A loop coil as described above; a magnetic probe disposed in a space surrounded by the second annular portion; and a coil wound around a leg portion of the loop core for the current sensor via a bobbin. A featured current sensor is also an embodiment of the present invention.
本発明によれば、次のような効果が発揮される。分割コアの脚部は、左右のヨーク部と一対に形成された接合部のない板状の部材から構成されているので、外部磁界の磁束が接合部分に大きく遮られることなく、脚部の長さ方向に通過することになる。その結果、脚部からプローブを経由する外部磁界の磁束量が低減され、電流測定に当たって外部磁界の影響を低減することが可能となり、測定精度の高い電流センサを得ることができる。 According to the present invention, the following effects are exhibited. Since the leg portion of the split core is composed of a plate-like member formed with a pair of left and right yoke portions and without a joint portion, the magnetic flux of the external magnetic field is not largely blocked by the joint portion, and the length of the leg portion is reduced. It will pass in the direction. As a result, the magnetic flux amount of the external magnetic field passing through the probe from the leg portion is reduced, and the influence of the external magnetic field can be reduced in current measurement, and a current sensor with high measurement accuracy can be obtained.
以下、本件発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図7〜図9に示した従来技術と同一の部分については、同一の符号を付し、説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the part same as the prior art shown in FIGS. 7-9, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
1.ループコアの構成
本実施形態のループコアは、図1の組み立て状態に示すように、無端状のループコアが、左右のヨーク部に形成された分割線Cにおいて、上下の脚部21,22と平行な方向に分割された2つの分割コア1a,1bを接合して構成されている。この場合、左右のヨーク部に形成される分割線Cは、ヨーク部を構成する板状のコア材の長さ方向に対して直角に形成されている。
1. Configuration of Loop Core As shown in the assembled state of FIG. 1, the loop core according to the present embodiment is configured such that endless loop cores are parallel to the upper and
図1の各部品の形状に示すように、上方の分割コア1aは、上方の脚部21の端部から中間脚部5の下方にかけて連続して形成された上方のヨーク部31a,32aを備えている。下方の分割コア1bは、同じく下方の脚部22の端部から連続して形成された下方のヨーク部31b,32bを備えている。上方のヨーク部31a,32aと下方のヨーク部31b,32bを分割線部分で接合することにより、四角形の帯状をした左右のヨーク部が構成されている。
As shown in the shape of each part in FIG. 1, the upper divided
2つの分割コア1a,1bの接合部分、すなわち上方のヨーク部31a,32aと下方のヨーク部31b,32bの接合部分は、圧接、接着、溶接などの手段で接合されている。この接合の手段としては、図6(a)に示すように、双方のヨーク部の端部を突き合わせたり、図6(b)や(c)に示すように、かみ合わせや重ね合わせなどの構造を採用できる。本実施形態では、上方のヨーク部31a,32aと下方のヨーク部31b,32bの接合部分は密着しており、ギャップが存在しないが、この接合部分にギャップを設けることもできる。
The joint portions of the two divided
一方、本実施形態では、分割コア1a,1bの上下の脚部21,22は、左右のヨーク部31,32と一体に形成された接合部のない板状の部材から構成されている。その結果、図5に示すように、脚部全体としてみると、外部磁界に対する磁気抵抗が減少し、プローブを経由する外部磁界の磁束量を抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, the upper and
2.電流センサの組立
前記のような構成を有する本実施形態のループコアを使用して、電流センサを組み立てる方法の一例を図2〜図4によって説明する。
2. Assembly of Current Sensor An example of a method for assembling a current sensor using the loop core of the present embodiment having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.
図2に示すように、上方の分割コア1aに設けられた環状部7内にプローブPを挿入すると共に、上方の脚部21と中間脚部5を取り囲むように、分割コア1aにボビン10を装着する。その状態で、ボビン10の外周に巻線11を巻回する。一方、図3に示すように、下方の分割コア1bの脚部22の外周にボビン8を装着し、その周囲に巻線9を巻回する。なお、この作業は、いずれを先に行ってもよいし、別の箇所で同時に行ってもよい。
As shown in FIG. 2, the probe P is inserted into the
その後、図4に示すように、コイルを装着した上方の分割コア1aと下方の分割コア1bを、上方のヨーク部31a,32aと下方のヨーク部31b,32bの端面を突き合わせて接合することで、ループコアにコイルとプローブを装着した電流センサを得る。
Thereafter, as shown in FIG. 4, the upper divided
3.実施形態の効果
以上の通り、本実施形態では、巻線外に分割部を形成して、巻線内部に接合部を設けないものとしたので、脚部の磁気抵抗が低減することでプローブ側を経由する外部磁界の磁束量が減り、外部磁界による測定精度の低下を低減できる。
3. Advantages of the Embodiment As described above, in this embodiment, the split portion is formed outside the winding and the joint portion is not provided inside the winding. Therefore, the magnetic resistance of the leg portion is reduced to reduce the probe side. The amount of magnetic flux of the external magnetic field passing through can be reduced, and the decrease in measurement accuracy due to the external magnetic field can be reduced.
本実施形態では、ループコアがヨーク部に設けた分割線で分割されているので、上下の分割コアのそれぞれを分離した状態で、脚部にボビンを装着して巻線を巻回することができる。その結果、巻線の巻回時に、他の分割コアが邪魔にならず、作業性が向上する。また、分割コア1a,1bを巻線が存在しないヨーク部分で接合するため、分割コア同士の接合作業が容易である。
In this embodiment, since the loop core is divided by the dividing line provided in the yoke portion, the bobbin can be attached to the leg portion and the winding can be wound with the upper and lower divided cores separated from each other. . As a result, when the winding is wound, the other divided cores do not get in the way and workability is improved. Further, since the
4.他の実施形態
本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような他の実施形態も包含する。
4). Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes other embodiments as described below.
(1)図示の実施形態は、分割線をヨーク部の長さ方向に対して直角な形状としたが、分割線をヨーク部の長さ方向に対して斜めに形成したり、凹凸の噛み合わせとすることもできる。 (1) In the illustrated embodiment, the dividing line has a shape perpendicular to the length direction of the yoke portion. However, the dividing line is formed obliquely with respect to the length direction of the yoke portion, or the concave and convex portions are engaged. It can also be.
(2)ヨーク部に設ける接合部にギャップを設けることなく、磁気抵抗が低い構成としたが、ギャップを設けて下方の脚部を通過する地磁気がヨーク部を通って中間脚部5やプローブP側に回り込むことを防止することも可能である。
(2) Although the magnetic resistance is low without providing a gap in the joint portion provided in the yoke portion, the geomagnetism passing through the lower leg portion by providing the gap passes through the yoke portion and the
(3)図示の実施形態は、上下の脚部の双方を接合部のない構成としたが、いずれか一方の脚部のみを接合部のない構成とすることもできる。その場合、プローブに近接した上方の脚部にギャップを有する接合部を設けて、外部磁界の磁束を接合部のない下方の脚部に誘導することで、プローブPを経由する外部磁界の磁束量を抑制できる。 (3) In the illustrated embodiment, both the upper and lower legs are configured without a joint, but only one of the legs may be configured without a joint. In that case, the amount of magnetic flux of the external magnetic field passing through the probe P is provided by providing a joint having a gap in the upper leg close to the probe and guiding the magnetic flux of the external magnetic field to the lower leg without the joint. Can be suppressed.
(4)本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 (4) The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…コア材
1a,1b…分割コア
21,22…脚部
31,32,31a,32a,31b,32b…ヨーク部
4…ギャップ
5…中間脚部
6…第1の環状部
7…第2の環状部
8,10…ボビン
9,11…巻線
P…プローブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
左右のヨーク部の中央を対向するヨーク側に向かって前記脚部と平行にそれぞれU字形に突出させ、これらU字形の先端の間に所定のギャップを形成することにより、上下の脚部の間に中間脚部が形成され、
この中間脚部と上下の脚部、及び左右のヨーク部によって、測定対象の電線を挿通する第1の環状部と、この電線に流れる電流により誘導される磁界を検出するための磁気プローブを収容する第2の環状部が形成された電流センサ用ループコアであって、
前記電流センサ用ループコアが、左右のヨーク部に形成された分割線において、前記脚部と平行な方向に分割された複数の分割コアを接合して構成され、
少なくとも一方の分割コアの脚部は、左右のヨーク部と一対に形成された接合部のない板状の部材から構成されていることを特徴とする電流センサ用ループコア。 A pair of upper and lower leg portions and a pair of left and right yoke portions are formed by an endless plate-shaped core material,
By projecting the center of the left and right yoke parts into U-shapes parallel to the leg parts toward the opposing yoke side, and forming a predetermined gap between the U-shaped tips, the space between the upper and lower leg parts Intermediate legs are formed on the
The intermediate leg portion, the upper and lower leg portions, and the left and right yoke portions accommodate a first annular portion through which the electric wire to be measured is inserted and a magnetic probe for detecting a magnetic field induced by the current flowing through the electric wire. A loop core for a current sensor in which a second annular portion is formed,
The current sensor loop core is formed by joining a plurality of divided cores divided in a direction parallel to the leg portions in a dividing line formed in the left and right yoke portions,
The leg core of at least one of the split cores is composed of a plate-like member having no joint part formed in a pair with the left and right yoke parts.
前記第2の環状部によって囲われるスペースに配置される磁気プローブと、
前記電流センサ用ループコアの脚部にボビンを介して巻回されたコイルと、
を有することを特徴とする電流センサ。
A loop core for a current sensor according to any one of claims 1 to 3,
A magnetic probe disposed in a space surrounded by the second annular portion;
A coil wound around a leg of the loop core for the current sensor via a bobbin;
A current sensor comprising:
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