JP2014092478A - Current sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被測定電流によって生じる磁界に基づいて電流値を算出可能な電流センサに関する。 The present invention relates to a current sensor capable of calculating a current value based on a magnetic field generated by a current to be measured.
近年、各種機器の制御や監視のために、各種機器に取り付けて各種機器に流れる被測定電流を測定する電流センサが一般に用いられている。この種の電流センサとして、電流路に流れる被測定電流から生じる磁界を感知する、磁気抵抗効果素子やホール素子等の磁電変換素子(磁気検出素子)を用いた方法の電流センサがよく知られている。このような電流センサの一例として、非磁性ケースに回路基板上に搭載されたホール素子を収容すると共にバスバーを挿通し、非磁性ケースを覆うように上下から磁気シールド体を取り付けて磁気遮蔽する構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, in order to control and monitor various devices, current sensors that are attached to various devices and measure currents flowing through the various devices are generally used. As this type of current sensor, a current sensor of a method using a magnetoelectric conversion element (magnetic detection element) such as a magnetoresistive effect element or a Hall element that senses a magnetic field generated from a current to be measured flowing in a current path is well known. Yes. As an example of such a current sensor, a nonmagnetic case contains a hall element mounted on a circuit board, and a bus bar is inserted, and a magnetic shield is attached from above and below so as to cover the nonmagnetic case and magnetically shielded. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述した構成においては、磁気シールド体に帯電した静電気を逃がす構造が設けられていないため、磁気シールドと回路基板との間でESD(Electro-Static Discharge;静電気放電)が発生して、電流センサの誤作動を引き起こす可能性がある。このため、上述した構成においては、ESD対策として非磁性ケースを厚くする必要があり、電流センサの小型化が困難であるという問題がある。 However, since the structure described above does not have a structure for releasing the static electricity charged in the magnetic shield body, ESD (Electro-Static Discharge) occurs between the magnetic shield and the circuit board, and the current flows. It may cause malfunction of the sensor. For this reason, in the structure mentioned above, it is necessary to thicken a nonmagnetic case as a countermeasure against ESD, and there exists a problem that size reduction of a current sensor is difficult.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ESD対策を施しつつも装置全体を小型化できる電流センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a current sensor that can downsize the entire apparatus while taking ESD countermeasures.
本発明の電流センサは、絶縁基板と、前記絶縁基板上に設けられた磁電変換素子と、前記絶縁基板が載置される絶縁性の内側ケースと、前記内側ケースに固定された電流路と、前記内側ケースを上下から挟んで覆う金属製の上側磁気シールド及び下側磁気シールドと、を備え、前記内側ケースは、前記電流路を挿通するための挿通部及び前記絶縁基板を固定するための基板固定突起が設けられた底部と、複数の側壁と、を有し、前記上側磁気シールドは、天面部と、複数の側面部と、前記側面部の一部を曲げて設けられた複数の脚部と、を有し、前記絶縁基板は、前記基板固定突起が挿通される固定孔と、を有してなり、前記絶縁基板の前記固定孔に、前記内側ケースの前記基板固定突起が挿通されて前記絶縁基板が前記内側ケースに位置決めされ、前記絶縁性の内側ケースの前記複数の側壁の上端に、前記上側磁気シールドの前記複数の脚部が設置されることで、前記上側磁気シールドが前記内側ケースに位置決めされてなるとともに、さらに前記上側磁気シールドには、前記複数の脚部の少なくとも一つの延長線上に放電部が設けられ、前記絶縁基板は前記放電部と対向する位置に設けられた接地電極を有してなることを特徴とする。 The current sensor of the present invention includes an insulating substrate, a magnetoelectric conversion element provided on the insulating substrate, an insulating inner case on which the insulating substrate is placed, a current path fixed to the inner case, A metal upper magnetic shield and a lower magnetic shield that cover the inner case from above and below, and the inner case has an insertion portion for inserting the current path and a substrate for fixing the insulating substrate. The upper magnetic shield includes a bottom surface provided with a fixing protrusion and a plurality of side walls, and the upper magnetic shield includes a top surface portion, a plurality of side surface portions, and a plurality of leg portions provided by bending a part of the side surface portion. And the insulating substrate has a fixing hole through which the substrate fixing protrusion is inserted, and the substrate fixing protrusion of the inner case is inserted into the fixing hole of the insulating substrate. The insulating substrate is positioned on the inner case. The upper magnetic shield is positioned on the inner case by installing the plurality of legs of the upper magnetic shield at the upper ends of the plurality of side walls of the insulating inner case; and The upper magnetic shield is provided with a discharge portion on at least one extension line of the plurality of legs, and the insulating substrate has a ground electrode provided at a position facing the discharge portion. And
上記電流センサによれば、絶縁基板の接地電極に上側磁気シールドの放電部が接触又は微小な間隔を空けて対向するように配置されるので、静電気が発生したときに、放電部が避電針としてはたらいて接地電極に静電気を逃がし、上側磁気シールドの他の個所から電子部品に向けた放電が防止されるため、絶縁基板が載置される内側ケースを厚くすることなくESD対策を施すことができる。したがって、ESD対策を施しつつも装置全体を小型化できる電流センサを提供できる。 According to the above current sensor, the discharge part of the upper magnetic shield is disposed so as to be in contact with the ground electrode of the insulating substrate or with a small space therebetween, so that when the static electricity is generated, the discharge part is As a result, it is possible to discharge static electricity to the ground electrode and prevent electric discharge from other parts of the upper magnetic shield toward the electronic component. Therefore, it is possible to take ESD countermeasures without increasing the thickness of the inner case on which the insulating substrate is placed. it can. Therefore, it is possible to provide a current sensor that can downsize the entire apparatus while taking ESD countermeasures.
また、上記電流センサによれば、絶縁基板の固定孔に内側ケースの基板固定突起が挿通されることにより絶縁基板が固定され、内側ケースの側壁の上端に上側磁気シールドの脚部が接触することにより上側磁気シールドが固定されることから、絶縁基板及び上側磁気シールドは、同一部材である内側ケースにそれぞれ固定されるため、絶縁基板に対する上側磁気シールドの上下方向の位置精度を高くすることができ、絶縁基板と上側磁気シールドとの間隔を精度よく設定することが可能となる。したがって、放電部と接地電極との間隔を短くすることができ、放電部から効率よく放電することが可能となる。 Further, according to the current sensor, the insulating substrate is fixed by inserting the substrate fixing protrusion of the inner case into the fixing hole of the insulating substrate, and the leg portion of the upper magnetic shield is in contact with the upper end of the side wall of the inner case. Since the upper magnetic shield is fixed by this, the insulating substrate and the upper magnetic shield are respectively fixed to the inner case which is the same member, so that the positional accuracy of the upper magnetic shield relative to the insulating substrate can be increased. It is possible to set the interval between the insulating substrate and the upper magnetic shield with high accuracy. Therefore, the interval between the discharge part and the ground electrode can be shortened, and the discharge from the discharge part can be efficiently performed.
上記電流センサにおいて、前記上側磁気シールドにおいて、前記脚部は、対向する前記側面部の両端部に設けられており、前記内側ケースには、対向する前記側壁それぞれに、上端部から上方に突出する上側磁気シールド固定突起が設けられており、前記脚部の側面部に、前記上側磁気シールド固定突起が接触することが好ましい。この場合には、脚部の側面部に、上側磁気シールド固定突起が接触することから、内側ケースに対する上側磁気シールドの位置精度を高めることができる。 In the current sensor, in the upper magnetic shield, the leg portions are provided at both end portions of the opposing side surface portions, and the inner case protrudes upward from the upper end portion on each of the opposing side walls. It is preferable that an upper magnetic shield fixing protrusion is provided, and the upper magnetic shield fixing protrusion is in contact with a side surface portion of the leg portion. In this case, since the upper magnetic shield fixing protrusion comes into contact with the side surface portion of the leg portion, the positional accuracy of the upper magnetic shield with respect to the inner case can be increased.
また、上記電流センサにおいて、前記内側ケース及び前記下側磁気シールドが載置される外側ケースを備え、前記外側ケースには、対向する側壁それぞれに、内側に突出する一対の外側リブが設けられており、前記下側磁気シールドの側面部の両端部に、前記外側リブが接触してもよい。この場合には、下側磁気シールドの側面部の両端部に、外側リブが接触することから、外側ケースに対する下側磁気シールドの位置精度を高めることができる。 The current sensor further includes an outer case on which the inner case and the lower magnetic shield are placed, and the outer case is provided with a pair of outer ribs protruding inward on each of the opposing side walls. The outer ribs may contact both end portions of the side surface of the lower magnetic shield. In this case, since the outer rib contacts the both end portions of the side surface portion of the lower magnetic shield, the positional accuracy of the lower magnetic shield with respect to the outer case can be increased.
さらに、上記電流センサにおいて、前記外側ケースには、対向する側壁それぞれに、内側に突出する複数の内側リブが設けられており、前記下側磁気シールドの側面部の外面に、前記内側リブが接触してもよい。この場合には、下側磁気シールドの側面部の外面に、内側リブが接触することから、外側ケースに対する下側磁気シールドの位置精度を高めることができる。 Further, in the current sensor, the outer case is provided with a plurality of inner ribs protruding inward on each of the opposing side walls, and the inner rib contacts the outer surface of the side surface portion of the lower magnetic shield. May be. In this case, since the inner rib contacts the outer surface of the side surface portion of the lower magnetic shield, it is possible to increase the positional accuracy of the lower magnetic shield with respect to the outer case.
さらに、上記電流センサにおいて、前記外側ケースには、底面に複数の第1のケース固定孔が設けられており、前記内側ケースには、前記底部から下方側に突出する複数のケース固定突起が設けられており、前記第1のケース固定孔に、前記ケース固定突起が挿入されてもよい。この場合には、第1のケース固定孔に、ケース固定突起が挿入されることから、外側ケースに対する内側ケースの位置精度を高めることができる。 Furthermore, in the above current sensor, the outer case is provided with a plurality of first case fixing holes on the bottom surface, and the inner case is provided with a plurality of case fixing protrusions protruding downward from the bottom. The case fixing protrusion may be inserted into the first case fixing hole. In this case, since the case fixing projection is inserted into the first case fixing hole, the positional accuracy of the inner case with respect to the outer case can be increased.
さらに、上記電流センサにおいて、前記外側ケースには、底面に複数の矩形状の第2のケース固定孔が設けられており、前記内側ケースには、前記側壁から下方側に延出され、先端部にフックを有するフック脚が設けられており、前記第2のケース固定孔に、前記フック脚が挿入されてもよい。この場合には、第2のケース固定孔に、フック脚が挿入されることから、外側ケースに対する内側ケースの上下方向の位置精度を高めることができる。 Furthermore, in the current sensor, the outer case is provided with a plurality of rectangular second case fixing holes on the bottom surface, and the inner case extends downward from the side wall, and has a tip portion. A hook leg having a hook may be provided, and the hook leg may be inserted into the second case fixing hole. In this case, since the hook leg is inserted into the second case fixing hole, the positional accuracy in the vertical direction of the inner case relative to the outer case can be increased.
さらに、上記電流センサにおいて、前記内側ケースには、底面から下方側に突出する複数の下側磁気シールド押さえ突起が設けられており、前記下側磁気シールドの底面部に、前記下側磁気シールド押さえ突起が接触してもよい。この場合には、下側磁気シールドの底面部に、下側磁気シールド押さえ突起が接触することから、内側ケースに対する下側磁気シールドの上下方向の位置精度を高めることができる。 Furthermore, in the current sensor, the inner case is provided with a plurality of lower magnetic shield pressing protrusions protruding downward from the bottom surface, and the lower magnetic shield pressing member is provided on the bottom surface of the lower magnetic shield. The protrusion may contact. In this case, since the lower magnetic shield pressing projection comes into contact with the bottom surface portion of the lower magnetic shield, the positional accuracy of the lower magnetic shield in the vertical direction with respect to the inner case can be increased.
さらに、上記電流センサにおいて、前記上側磁気シールドには、ケーブル貫通孔が設けられており、前記ケーブル貫通孔を貫通したケーブルが、コネクタを介して前記絶縁基板に設けられた配線パターンに電気的に接続されてもよい。この場合には、ケーブル貫通孔を貫通したケーブルが、コネクタを介して絶縁基板に設けられた配線パターンに電気的に接続されることから、電流センサを外部の回路に電気的に接続することができる。 Further, in the current sensor, the upper magnetic shield is provided with a cable through hole, and a cable passing through the cable through hole is electrically connected to a wiring pattern provided on the insulating substrate via a connector. It may be connected. In this case, since the cable penetrating the cable through hole is electrically connected to the wiring pattern provided on the insulating substrate via the connector, the current sensor can be electrically connected to an external circuit. it can.
さらに、上記電流センサにおいて、前記内側ケースには、対向する側壁それぞれに、上側磁気シールド固定リブが設けられており、前記上側磁気シールドには、対向する側面部それぞれに、スリットが設けられており、前記スリット内に、前記上側磁気シールド固定リブが配置されてもよい。この場合には、上側磁気シールドにおけるスリット内に、上側磁気シールド固定リブが配置されることから、内側ケースに対する上側磁気シールドの位置精度を高めることができる。 Further, in the current sensor, the inner case is provided with an upper magnetic shield fixing rib on each of the opposing side walls, and the upper magnetic shield is provided with a slit on each of the opposing side surfaces. The upper magnetic shield fixing rib may be disposed in the slit. In this case, since the upper magnetic shield fixing rib is disposed in the slit of the upper magnetic shield, the positional accuracy of the upper magnetic shield with respect to the inner case can be increased.
さらに、上記電流センサにおいて、前記外側ケースの上面を覆うカバーを備え、前記カバーは、天面部と、前記天面部から下方側に突出する上側磁気シールド押さえ突起と、前記天面部の外縁から下方側に延出する、カバー押さえ穴が設けられた第1の延出片と、を有しており、前記外側ケースには、側壁から外側に突出するカバー押さえ突起が設けられており、前記上側磁気シールドの天面部に、前記上側磁気シールド押さえ突起が接触し、前記カバー押さえ穴と前記カバー押さえ突起とがスナップ結合してもよい。この場合には、上側磁気シールドの天面部に、上側磁気シールド押さえ突起が接触すると共に、カバー押さえ穴とカバー押さえ突起とがスナップフィットにより機械的に接合することから、電流センサの組み立てが容易であり、また、上側磁気シールドが浮き上がることを防止することができる。 The current sensor further includes a cover that covers an upper surface of the outer case, and the cover includes a top surface portion, an upper magnetic shield pressing protrusion that protrudes downward from the top surface portion, and a lower side from the outer edge of the top surface portion. A first extension piece provided with a cover pressing hole, and the outer case is provided with a cover pressing protrusion protruding outward from a side wall, and the upper magnetic The upper magnetic shield pressing projection may contact the top surface portion of the shield, and the cover pressing hole and the cover pressing projection may be snap-coupled. In this case, the upper magnetic shield presser protrusion comes into contact with the top surface of the upper magnetic shield, and the cover presser hole and the cover presser protrusion are mechanically joined by a snap fit. In addition, the upper magnetic shield can be prevented from floating.
さらに、上記電流センサにおいて、前記カバーには、第1のカバー固定リブが設けられた第2の延出片が、前記天面部の直交する外縁から下方側に延出して設けられており、前記外側ケースには、第1のカバー固定スリットが、前記側壁に設けられており、前記第1のカバー固定スリット内に前記第1のカバー固定リブが配置されてもよい。この場合には、第1のカバー固定スリット内に第1のカバー固定リブが配置されることから、外側ケースに対するカバーの位置精度を高めることができる。 Further, in the current sensor, the cover is provided with a second extending piece provided with a first cover fixing rib, extending downward from an orthogonal outer edge of the top surface portion, In the outer case, a first cover fixing slit may be provided on the side wall, and the first cover fixing rib may be disposed in the first cover fixing slit. In this case, since the first cover fixing rib is disposed in the first cover fixing slit, the positional accuracy of the cover with respect to the outer case can be increased.
本発明によれば、ESD対策を施しつつも装置全体を小型化できる。 According to the present invention, the entire apparatus can be reduced in size while taking ESD countermeasures.
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。
図1は、本発明の一実施の形態に係る電流センサを上方側から示した分解斜視図である。図2は、本発明の一実施の形態に係る電流センサを下方側から示した分解斜視図である。以下においては、説明の便宜上、図1に示す左下方向を電流センサ1の前方側と呼び、図1に示す右上方向を電流センサ1の後方側と呼び、図1に示す左上方向を電流センサ1の左方側と呼び、図1に示す右下方向を電流センサ1の右方側と呼ぶものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a current sensor according to an embodiment of the present invention from above. FIG. 2 is an exploded perspective view showing the current sensor according to the embodiment of the present invention from the lower side. In the following, for convenience of explanation, the lower left direction shown in FIG. 1 is called the front side of the
図1、2に示すように、電流センサ1は、絶縁基板2と、絶縁基板2に搭載される磁電変換素子3と、コネクタ4を介して絶縁基板2に設けられた配線パターンに電気的に接続されるケーブル5と、電流路6が挿通されると共に絶縁基板2が固定される内側ケース7と、内側ケース7を上下から挟んで覆う一対の磁気シールド(下側磁気シールド8及び上側磁気シールド9)と、これらの部材を収容する外側ケース10及びカバー11と、を含んで構成される。電流センサ1は、上側磁気シールド9に放電部94を設けることにより、静電気が発生したときに放電部94から絶縁基板2上の接地電極22に電流が流れるようにして、ESD対策を行うものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
絶縁基板2は、一般的に広く知られているプリント配線板で構成されており、例えば、ガラス入りのエポキシ樹脂のベース基板に、銅(Cu)などの金属箔をパターニングして、図示しない配線パターンが形成されている。絶縁基板2は、概して長方形状に設けられており、その四隅部分の近傍には、複数(本実施の形態において4つ)の貫通孔21が設けられている。貫通孔21は、後述する内側ケースの突起73が挿通される固定孔として用いることができる。絶縁基板2の外縁部の一部には、接地電極22が設けられている。
The insulating
磁電変換素子3は、電流路6に電流が流れたときに発生する磁界を検出する素子であって、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)素子ともいう)を用いることができる。電流センサ1において、磁電変換素子3は、リード端子が絶縁基板2の配線パターンにはんだ付けされて、電流路6と対向するように絶縁基板2上に1つ搭載される。
The
ケーブル5は、複数の電線を束ねて構成されており、その先端部はコネクタ4及びコネクタ5aに接続されている。ケーブル5は、コネクタ4を介して、絶縁基板2の配線パターンに電気的に接続される。この構成により、電流センサ1を外部の回路に電気的に接続することができる。なお、ケーブル5は、絶縁基板2上にあらかじめコネクタ4を設置しておき、電流センサ1の組み立て時にコネクタ5aに接続された電線をコネクタ4に組み付けることで絶縁基板2の配線パターンに電気的に接続することができる。
The
電流路6は、例えば銅(Cu)などの導電性のよい材質で構成され、概して直線状に設けられている。電流路6の両端部には、貫通孔61が設けられている。電流路6は、例えば、貫通孔61にボルト及びナットなどを取り付けることにより、被測定電流路と接続される。
The
内側ケース7は、例えば絶縁性の樹脂材料を成形して構成され、上方側に開口する箱状に設けられている。内側ケース7は、上面視にて長方形状を有する底部71と、底部71に直交して設けられた側壁72と、底部71から上方側に突出して設けられた突起73と、底部71から下方側に突出して設けられた突起74及び75(図2参照)と、を備えて構成される。
The
底部71は、厚みを有して構成され、電流路6の一部が挿通される挿通部76が設けられている。挿通部76は底部71を貫通するように設けられている。電流路6は、例えばインサート成形によって挿通部76内に埋設される。
The bottom 71 has a thickness and is provided with an
左右方向において対向する一対の側壁72における下端部には、側壁72から下方側に延出する、先端部にフック77aを有するフック脚77が設けられている。フック脚77は、後述する外側ケース10の貫通孔103bに挿通される。また、フック脚77が設けられた一対の側壁72における上端部には、側壁72から上方側にわずかに突出する突起78が設けられている。突起78は、後述する上側磁気シールド9の脚部93と接触することにより、上側磁気シールド9の位置決めをするための上側磁気シールド固定突起として用いることができる。
At the lower ends of the pair of
前後方向において対向する一対の側壁72には、側壁72からわずかに外方側に突出するリブ79が設けられている。リブ79は、前方側の側壁72においては側壁72の上端部に設けられ、後方側の側壁72においては側壁72の下端部に設けられている(図1、2において不図示、図7参照)。リブ79は、後述する上側磁気シールド9のスリット96内に挿入されて上側磁気シールド9の位置決めをするための上側磁気シールド固定リブとして用いることができる。
A pair of
突起73は、底部71の四隅部分近傍に、複数(本実施の形態において4つ)設けられている。突起73は、概して円錐台形状を有する突起下部73aと、突起下部73aと連結する概して円柱形状を有する突起上部73bと、から構成される。突起73は、絶縁基板2の貫通孔21に挿通されて、絶縁基板2の位置決め及び固定を行う基板固定突起として用いることができる。
A plurality of projections 73 (four in the present embodiment) are provided near the four corners of the bottom 71. The
突起73は、突起上部73bが、突起下部73aよりも細く設けられており、突起上部73bは絶縁基板2の貫通孔21に挿通されるが、突起下部73aは絶縁基板2の貫通孔21に挿通されないサイズに構成されている。すなわち、突起73を絶縁基板2の貫通孔21に挿通した際には、突起下部73aの上面に絶縁基板2の下面が接触して位置決め及び固定される構成となる。この構成により、電流センサ1において、絶縁基板2と後述する上側磁気シールド9との位置精度を高くすることが可能となる。なお、絶縁基板2の貫通孔21に挿通された突起上部73bは、加熱により変形されて絶縁基板2の上面に接触される。
The
突起74は、略円柱形状を有しており、底部71の下面であって、前後方向において対向する辺の中央位置近傍に、複数(本実施の形態において2つ)設けられている。突起74は、後述する外側ケース10の貫通孔103aに挿通されて内側ケース7と外側ケース10との位置決めをするためのケース固定突起として用いることができる。
The
突起75は、概して円形状を有しており、底部71の下面からわずかに下方側に突出して設けられている。突起75は、底部71の下面における各辺の中央位置近傍に、複数(本実施の形態において4つ)設けられている。突起75は、後述する下側磁気シールド8の底面部81に接触する下側磁気シールド押さえ突起として用いることができる。
The
下側磁気シールド8は、例えば高透磁率の磁性材料で構成され、上面視にて概して長方形状に設けられている。下側磁気シールド8は、平板状の底面部81と、折り曲げ加工を施して形成された上方側に延出する一対の側壁82と、を備えて構成される。底面部81のうち、側壁82と連結していない辺の中央位置近傍には、切り欠き部81aが設けられている。また、底面部81の四隅部分近傍には、切り欠き部81bが設けられている。これらの切り欠き部81a、81bは、下側磁気シールド8が内側ケース7の下面に取り付けられたときに、内側ケース7の突起74及びフック脚77を避けるために設けられている。
The lower
下側磁気シールド8は、外側ケース10における外側リブ104aの側面部に側壁82の両端部が接触し、内側リブ104aの内面部に側壁82の外面部が接触した状態で、外側ケース10内に配置される。この構成により、外側ケース10に対する下側磁気シールド8の前後左右方向の位置精度を高めることができる。
The lower
上側磁気シールド9は、下側磁気シールド8と同様に、例えば高透磁率の磁性材料で構成され、上面視にて概して長方形状に設けられている。上側磁気シールド9は、平板状の天面部91と、折り曲げ加工を施して形成された下方側に延出する側面部92と、側面部92の一部に折り曲げ加工を施して形成された内方側に延出する脚部93と、少なくとも1つ以上の脚部93の延長線上に設けられた放電部94(図2参照)と、天面部91及び側面部92の一部を貫通して設けられたケーブル貫通孔95と、を備えて構成される。
Similar to the lower
側面部92のうち、後方側の側面部92は、他の側面部92よりも下方側に延出して設けられている。前後方向において対向する一対の側面部92における下端部には、中央位置にスリット96が設けられている。スリット96には、内側ケース7のリブ79が挿入される。この構成により、内側ケース7に対する上側磁気シールド9の左右方向の位置精度を高めることができる。
Of the
外側ケース10は、例えば絶縁性の樹脂材料を成形して構成され、上方側に開口する箱状に設けられている。外側ケース10は、上面視にて概して長方形状を有する底面部101と、底面部101に直交して設けられた側壁102と、を備えて構成される。ここで、図3は、外側ケース10の上面図である。図3に示す下方向が電流センサ1の前方側であり、図3に示す上方向が電流センサ1の後方側であり、図3に示す左方向が電流センサ1の左方側であり、図3に示す右方向が電流センサ1の右方側である。
The
底面部101における前後方向において対向する辺の中央位置近傍には、概して円形状を有する貫通孔103aが複数(本実施の形態において2つ)設けられている。また、底面部101における四隅部分近傍には、概して矩形状を有する貫通孔103bが複数(本実施の形態において4つ)設けられている。
A plurality of (two in the present embodiment) through-
貫通孔103aは、内側ケース7の突起74を挿通することにより、外側ケース10に対して内側ケース7を前後左右方向に位置決めすると共に、外側ケース10と内側ケース7とを固定するための第1のケース固定孔として用いることができる。一方、貫通孔103bは、内側ケース7のフック脚77を挿通してフック77aとスナップ結合することにより、外側ケース10に対して内側ケース7を上下方向に位置決めすると共に、外側ケース10と内側ケース7とを固定するための第2のケース固定孔として用いることができる。この構成により、外側ケース10に対する内側ケース7の位置精度を高めることができる。
The through-
左右方向において対向する側壁102の内側における下端部には、内方側に突出する外側リブ104a及び内側リブ104bが設けられている。外側リブ104aは、一方の側壁102に対して一対(2つ)設けられており、概して四角柱形状に構成されている。内側リブ104bは、一対の外側リブ104aに挟まれるように設けられており、一方の側壁102に対して複数(本実施の形態において4つ)設けられている。内側リブ104bは、外側リブ104aに比べて小さいサイズに構成され、その上方側は外側が高く内側が低くなる斜め形状に構成されている。
外側リブ104aは、下側磁気シールド8の側壁82の両端部と接触することにより、外側ケース10に対して下側磁気シールド8を前後方向に位置決めする。内側リブ104bは、下側磁気シールド8の側壁82の外側と接触することにより、外側ケース10に対して下側磁気シールド8を左右方向に位置決めする。この構成により、外側ケース10に対する下側磁気シールド8の位置精度を高めることができる。
The
側壁102の外側には、外方側に突出する複数の突起105が設けられている。これらの突起105は、後述するカバー11の延出片114に設けられた開口部114aとスナップ係合するカバー押さえ突起として用いることができる。
A plurality of
左右方向において対向する側壁102の上端部における中央位置には、スリット106が設けられている。スリット106は、後述するカバー11の延出片113に設けられたリブ113aを挿入する第1のカバー固定スリットとして用いることができる。
A
前方側の側壁102は、凹部102aを有している。後方側の側壁102の上端部には、ケーブル5を電流センサ1内に配置すると共に位置決めするための、断面半円形状を有する溝部107が設けられている。
The
カバー11は、例えば絶縁性の樹脂材料を成形して構成され、上面視にて概して長方形状を有している。カバー11は、平板状の天面部111と、折り曲げ加工を施して形成された下方側に延出する壁状部112と、天面部111から下方側に延出する複数の延出片113、114と、天面部111の後方側の下面に設けられた溝部115と、天面部111の下面に設けられた突起116と、を備えて構成される。突起116は、概して円形状を有している。
The
延出片(第2の延出片)113には、外方側に突出するリブ113aが設けられている。リブ113aは、外側ケース10のスリット106内に挿入されることにより、外側ケース10に対するカバー11の位置決めをするための第1のカバー固定リブとして用いることができる。この構成により、外側ケース10に対するカバー11の左右方向の位置精度を高めることができる。
The extension piece (second extension piece) 113 is provided with a
延出片(第1の延出片)114には、開口部114aが設けられている。延出片114の開口部114aは、外側ケース10の突起105とスナップ結合することにより、カバー11を外側ケース10に取り付けるためのカバー押さえ穴として用いることができる。このようにカバー11を外側ケース10に取り付けると、天面部111の下面に設けられた突起116が上側磁気シールド9の天面部91に接触する。この構成により、上側磁気シールド9が浮き上がることを防止すると共に、外側ケース10とカバー11とを容易に組み立てることが可能となる。
The extension piece (first extension piece) 114 is provided with an
溝部115は、断面半円形状を有する。すなわち、外側ケース10の溝部107とカバー11の溝部115とが対向して配置されることにより、断面半円形状を有する溝部107、115とが連結されて、円形状の導入孔が構成される。この導入孔の直径とケーブル5の直径を略同一とすることにより、余計な隙間を作ることなく、ケーブル5を外側ケース10及びカバー11内に導入することができる。したがって、電流センサ1の外部からの磁界による干渉の影響を受けにくくすることが可能となる。
The
続いて、本実施の形態に係る電流センサ1を組み立てた状態について説明する。図4は、電流センサ1を組み立てた状態を上方側から示した斜視図である。図5は、図4に示す電流センサ1のA−A線矢視断面図である。図6は、図4に示す電流センサ1から外側ケース10及びカバー11を取り除いた場合の斜視図である。図7は、図5に示す電流センサ1を後方側から示した斜視図である。図8は、図5に示す電流センサ1から上側磁気シールド9を取り除いた場合の斜視図である。
Then, the state which assembled the
図4及び図5に示すように、このような構成を有する電流センサ1を組み立てると、外側ケース10及びカバー11内に、下側磁気シールド8から上側磁気シールド9までの構成部材が収容される。電流センサ1の前方側及び後方側から電流路6が露出し、さらに後方側からケーブル5が露出している。外側ケース10のスリット106内にはカバー11のリブ113aが挿入されている。この構成により、外側ケース10に対するカバー11の左右方向の位置精度を高めることができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, when the
電流センサ1を組み立てるには、まず、外側ケース10上に、外側リブ104a及び内側リブ104bをガイドとして下側磁気シールド8を載置する。その後、外側ケース10の貫通孔103a,103bに突起74及びフック脚77をそれぞれ挿入するように、電流路6が挿通された内側ケース7を載置する。その後、内側ケース7上に、磁電変換素子3及びコネクタ4が搭載された絶縁基板2を、突起73を絶縁基板2の貫通孔21に挿入するように載置する。その後、内側ケース7上に、脚部93が突起78に接触するように上側磁気シールド9を載置する。その後、上側磁気シールド9のケーブル貫通孔95からケーブル5を導入して、絶縁基板2上に搭載されたコネクタ4にケーブル5を接続する。最後に、カバー11の開口部114aと外側ケース10の突起105とをスナップ結合して、外側ケース10にカバー11を取り付ける。このような構成とすることで、電流センサ1の組み立てを容易にすると共に、位置精度よく各構成部材を配置することが可能となる。ただし、組み立て順序はこれに限定されるものでなく、適宜変更が可能である。
To assemble the
外側ケース10の貫通孔103aには、内側ケース7の突起74が挿通されて位置決め及び固定されている。この構成により、外側ケース10と内側ケース7との前後左右方向の位置精度を高めることができる。また、外側ケース10の貫通孔103bには、内側ケース7のフック脚77が挿通されて、フック77aとスナップ係合している。この構成により、外側ケース10と内側ケース7との上下方向の位置精度を高めることができる。
A
外側ケース10内に配置された下側磁気シールド8上には、内側ケース7が配置される。このとき、下側磁気シールド8の底面部81の上面には、内側ケース7の突起75が接触する。この構成により、下側磁気シールド8の上下方向の位置精度を高めることができる。また、内側ケース7上に配置された上側磁気シールド9上には、カバー11が配置される。このとき、上側磁気シールド9の天面部91の上面には、カバー11の突起116が接触する。この構成により、上側磁気シールド9の上下方向の位置精度を高めることができる。
An
下側磁気シールド8及び上側磁気シールド9の双方が上下方向の位置精度が高く配置されるため、下側磁気シールド8及び上側磁気シールド9の間隔を最小限にするように精度高く配置することができる。これにより、装置全体を小型化することが可能となる。また、下側磁気シールド8と、上側磁気シールド9との間隔が短いことから、下側磁気シールドに溜まった静電気は、上側磁気シールド9を介して放電される。
Since both the lower
上側磁気シールド9の脚部93及び放電部94の内側の側面部は、内側ケース7の側壁72の上端部に設けられた突起78に接触している。この構成により、内側ケース7に対する上側磁気シールド9の前後方向の位置精度を高めることができる。
The
また、脚部93は、内側ケース7の側壁72の上端部に接触するように位置決めされて、内側ケース7上に配置される。一方、放電部94は、絶縁基板2における接地電極22と対向する位置に配置される。脚部93は、絶縁基板2の外側に配置されるため、放電部94が設けられていない脚部93から絶縁基板2に搭載された電子部品に向けた放電が防止される。この構成により、放電部94は、静電気が発生したときに避電針としてはたらき、接地電極22に電流を流す。したがって、絶縁基板2が載置される内側ケース7を厚くすることなく、電流センサ1にESD対策を施すことができる。
The
図6及び図7に示すように、電流路6が挿通されると共に絶縁基板2が固定される内側ケース7は、上下から一対の磁気シールド(下側磁気シールド8及び上側磁気シールド9)で挟んで覆われている。上側磁気シールド9のスリット96内には、内側ケース7のリブ79が挿入されている。また、この構成により、内側ケース7に対する上側磁気シールド9の左右方向の位置精度を高めることができる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
また、絶縁基板2は、突起73を介して位置決めされて内側ケース7に固定される。このように、絶縁基板2及び上側磁気シールド9は、同一部材である内側ケース7にそれぞれ固定されるため、絶縁基板2に対する上側磁気シールド9の上下方向の位置精度を高くすることができる。すなわち、絶縁基板2と上側磁気シールド9との間隔を精度よく設定することが可能となる。
Further, the insulating
ここで、放電部94と接地電極22との間隔は、側壁72の上端部と絶縁基板2の上面との高さの差に等しい。すなわち、側壁72の高さ、又は、突起73の高さを調整することにより、放電部94と接地電極22との間隔を、静電気放電しやすい距離に設定することが容易にできる。例えば、側壁72の上端部が、0.1mm以上1mm以下の範囲内で、内側ケース7に固定された絶縁基板2の上面よりも上方に位置するように設計することにより、放電部94と接地電極22との間隔を0.1mm以上1mm以下の範囲内で設定することが可能となる。放電部94と接地電極22との間隔が短いほど、静電気が発生したときに放電部94から放電しやすくなる。
Here, the distance between the
上側磁気シールド9は、脚部93が内側ケース7の側壁72の上端部に接触するように、内側ケース7上に載置することで組み立てられる。ここで、磁気シールドは、加熱すると不可逆的に特性が悪化するため、はんだ付けなどの方法で固定することが困難である。本実施の形態に係る電流センサ1によれば、はんだ付けなどの方法を用いることなく、内側ケース7上に載置することにより上側磁気シールド9を位置精度よく配置することができるため、静電気耐圧の向上と、組み立てのし易さを両立することができる。
The upper
図8に示すように、絶縁基板2の貫通孔21には、内側ケース7の突起73が挿通されて位置決め及び固定される。この構成により、内側ケース7の側壁72の上端部と絶縁基板2の上面との高さの差を、所望の値に設定することができる。この構成により、一対の磁気シールド(下側磁気シールド8及び上側磁気シールド9)を、電子部品が搭載された絶縁基板2から一定の間隔を空けて配置することが可能となる。なお、一対の磁気シールドと絶縁基板2との間隔は、磁気シールドの大きさや、電流センサ1に加わる静電気の電圧や、放電部94と接地電極22との間隔との関係によって適宜設定すればよい。
As shown in FIG. 8, the
以上説明したように、本実施の形態に係る電流センサ1によれば、絶縁基板2の接地電極22に上側磁気シールド9の放電部94が対向するように配置されると共に、脚部93は絶縁基板2の外側に配置されることから、静電気が発生したときに、放電部94が避電針としてはたらいて接地電極22に電流を逃がし、脚部93から絶縁基板2に搭載された電子部品に向けた放電が防止されるため、絶縁基板2が載置される内側ケース7を厚くすることなくESD対策を施すことができる。したがって、ESD対策を施しつつも装置全体を小型化できる電流センサ1を提供できる。
As described above, according to the
また、上記電流センサ1によれば、絶縁基板2の貫通孔21に内側ケース7の突起73が挿通されることにより絶縁基板2が固定され、内側ケース7の側壁72の上端に上側磁気シールド9の脚部93が接触することにより上側磁気シールド9が固定されることから、絶縁基板2及び上側磁気シールド9は、同一部材である内側ケース7にそれぞれ固定されるため、絶縁基板2に対する上側磁気シールド9の上下方向の位置精度を高くすることができ、絶縁基板2と上側磁気シールド9との間隔を精度よく設定することが可能となる。したがって、放電部94と接地電極22との間隔を短くすることができ、放電部94から効率よく放電することが可能となる。
Further, according to the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、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して実施可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited thereto, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.
例えば、上記実施の形態においては、内側ケース7の挿通部76に、電流路6をインサート成形して埋設する場合について説明している。しかし、内側ケース7に電流路6を固定する構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、内側ケース7の底部71の下面に電流路6を収容する収容部を設け、この収容部に電流路6を収容した後に、板状部材でこの収容部の開口を塞ぐ構成としてもよい。このように構成することで、組み立てにより、電流路6を内側ケース7に固定することができる。
For example, in the above embodiment, the case where the
1 電流センサ
2 絶縁基板
21 貫通孔(固定孔)
22 接地電極
3 磁電変換素子
4 コネクタ
5 ケーブル
5a コネクタ
6 電流路
61 貫通孔
7 内側ケース
71 底部
72 側壁
73 突起(基板固定突起)
73a 突起下部
73b 突起上部
74 突起(ケース固定突起)
75 突起(下側磁気シールド押さえ突起)
76 挿通部
77 フック脚
77a フック
78 突起(上側磁気シールド固定突起)
79 リブ(上側磁気シールド固定リブ)
8 下側磁気シールド
81 底面部
81a、81b 切り欠き部
82 側壁
9 上側磁気シールド
91 天面部
92 側面部
93 脚部
94 放電部
95 ケーブル貫通孔
96 スリット
10 外側ケース
101 天面部
102 側壁
102a 凹部
103a 貫通孔(第1のケース固定孔)
103b 貫通孔(第2のケース固定孔)
104a 外側リブ
104b 内側リブ
105 突起(カバー押さえ突起)
106 スリット(第1のカバー固定スリット)
107 溝部
11 カバー
111 天面部
112 壁状部
113 延出片(第2の延出片)
113a リブ(第1のカバー固定リブ)
114 延出片(第1の延出片)
114a 開口部(カバー押さえ穴)
115 溝部
116 突起(上側磁気シールド押さえ突起)
1
73a Projection
75 Protrusion (lower magnetic shield holding protrusion)
76
79 Rib (Upper magnetic shield fixing rib)
8 Lower
103b Through hole (second case fixing hole)
104a
106 slit (first cover fixing slit)
107
113a rib (first cover fixing rib)
114 Extension piece (first extension piece)
114a Opening (Cover holding hole)
Claims (11)
前記絶縁基板上に設けられた磁電変換素子と、
前記絶縁基板が載置される絶縁性の内側ケースと、
前記内側ケースに固定された電流路と、
前記内側ケースを上下から挟んで覆う金属製の上側磁気シールド及び下側磁気シールドと、を備え、
前記内側ケースは、前記電流路を挿通するための挿通部及び前記絶縁基板を固定するための基板固定突起が設けられた底部と、複数の側壁と、を有し、
前記上側磁気シールドは、天面部と、複数の側面部と、前記側面部の一部を曲げて設けられた複数の脚部と、を有し、
前記絶縁基板は、前記基板固定突起が挿通される固定孔と、を有してなり、
前記絶縁基板の前記固定孔に、前記内側ケースの前記基板固定突起が挿通されて前記絶縁基板が前記内側ケースに位置決めされ、前記絶縁性の内側ケースの前記複数の側壁の上端に、前記上側磁気シールドの前記複数の脚部が設置されることで、前記上側磁気シールドが前記内側ケースに位置決めされてなるとともに、
さらに前記上側磁気シールドには、前記複数の脚部の少なくとも一つの延長線上に放電部が設けられ、前記絶縁基板は前記放電部と対向する位置に設けられた接地電極を有してなることを特徴とする電流センサ。 An insulating substrate;
A magnetoelectric transducer provided on the insulating substrate;
An insulating inner case on which the insulating substrate is placed;
A current path fixed to the inner case;
A metal upper magnetic shield and a lower magnetic shield covering the inner case from above and below,
The inner case includes an insertion portion for inserting the current path, a bottom portion provided with a substrate fixing protrusion for fixing the insulating substrate, and a plurality of side walls.
The upper magnetic shield has a top surface portion, a plurality of side surface portions, and a plurality of leg portions provided by bending a part of the side surface portion,
The insulating substrate has a fixing hole through which the substrate fixing protrusion is inserted;
The substrate fixing protrusion of the inner case is inserted into the fixing hole of the insulating substrate so that the insulating substrate is positioned in the inner case, and the upper magnetic field is formed at the upper ends of the plurality of side walls of the insulating inner case. By installing the plurality of leg portions of the shield, the upper magnetic shield is positioned on the inner case,
Further, the upper magnetic shield is provided with a discharge part on at least one extension line of the plurality of legs, and the insulating substrate has a ground electrode provided at a position facing the discharge part. Characteristic current sensor.
前記内側ケースには、対向する前記側壁それぞれに、上端部から上方に突出する一対の上側磁気シールド固定突起が設けられており、
前記脚部の側面部に、前記上側磁気シールド固定突起が接触することを特徴とする請求項1記載の電流センサ。 In the upper magnetic shield, the leg portions are provided at both end portions of the opposing side surface portions,
The inner case is provided with a pair of upper magnetic shield fixing protrusions protruding upward from the upper end on each of the opposing side walls,
The current sensor according to claim 1, wherein the upper magnetic shield fixing protrusion is in contact with a side surface portion of the leg portion.
前記外側ケースには、対向する側壁それぞれに、内側に突出する一対の外側リブが設けられており、
前記下側磁気シールドの側面部の両端部に、前記外側リブが接触することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電流センサ。 An outer case on which the inner case and the lower magnetic shield are placed;
The outer case is provided with a pair of outer ribs protruding inward on each of the opposing side walls,
The current sensor according to claim 1, wherein the outer rib is in contact with both end portions of a side surface portion of the lower magnetic shield.
前記下側磁気シールドの側面部の外面に、前記内側リブが接触することを特徴とする請求項3記載の電流センサ。 The outer case is provided with a plurality of inner ribs protruding inward on the opposing side walls,
The current sensor according to claim 3, wherein the inner rib is in contact with an outer surface of a side surface portion of the lower magnetic shield.
前記内側ケースには、前記底部から下方側に突出する複数のケース固定突起が設けられており、
前記第1のケース固定孔に、前記ケース固定突起が挿入されることを特徴とする請求項3又は請求項4記載の電流センサ。 The outer case is provided with a plurality of first case fixing holes on the bottom surface,
The inner case is provided with a plurality of case fixing protrusions that protrude downward from the bottom,
The current sensor according to claim 3 or 4, wherein the case fixing protrusion is inserted into the first case fixing hole.
前記内側ケースには、前記側壁から下方側に延出され、先端部にフックを有するフック脚が設けられており、
前記第2のケース固定孔に、前記フック脚が挿入されることを特徴とする請求項3から請求項5のいずれかに記載の電流センサ。 The outer case is provided with a plurality of rectangular second case fixing holes on the bottom surface,
The inner case is provided with a hook leg that extends downward from the side wall and has a hook at the tip,
The current sensor according to claim 3, wherein the hook leg is inserted into the second case fixing hole.
前記下側磁気シールドの底面部に、前記下側磁気シールド押さえ突起が接触することを特徴とする請求項3から請求項6のいずれかに記載の電流センサ。 The inner case is provided with a plurality of lower magnetic shield pressing protrusions that protrude downward from the bottom surface,
The current sensor according to claim 3, wherein the lower magnetic shield pressing protrusion is in contact with a bottom surface portion of the lower magnetic shield.
前記ケーブル貫通孔を貫通したケーブルが、コネクタを介して前記絶縁基板に設けられた配線パターンに電気的に接続されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の電流センサ。 The upper magnetic shield is provided with a cable through hole,
The current sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein a cable penetrating the cable through hole is electrically connected to a wiring pattern provided on the insulating substrate via a connector. .
前記上側磁気シールドには、対向する側面部それぞれに、スリットが設けられており、
前記スリット内に、前記上側磁気シールド固定リブが配置されることを特徴とする請求項4から請求項8のいずれかに記載の電流センサ。 The inner case is provided with an upper magnetic shield fixing rib on each opposing side wall,
The upper magnetic shield is provided with a slit in each of the opposing side surface portions,
The current sensor according to any one of claims 4 to 8, wherein the upper magnetic shield fixing rib is disposed in the slit.
前記カバーは、天面部と、前記天面部から下方側に突出する上側磁気シールド押さえ突起と、前記天面部の外縁から下方側に延出する、カバー押さえ穴が設けられた第1の延出片と、を有しており、
前記外側ケースには、側壁から外側に突出するカバー押さえ突起が設けられており、
前記上側磁気シールドの天面部に、前記上側磁気シールド押さえ突起が接触し、
前記カバー押さえ穴と前記カバー押さえ突起とがスナップフィットによって機械的に接合することを特徴とする請求項3から請求項8のいずれかに記載の電流センサ。 A cover for covering the upper surface of the outer case;
The cover includes a top surface portion, an upper magnetic shield pressing protrusion protruding downward from the top surface portion, and a first extending piece provided with a cover pressing hole extending downward from an outer edge of the top surface portion. And
The outer case is provided with a cover pressing protrusion that protrudes outward from the side wall,
The upper magnetic shield pressing protrusion is in contact with the top surface portion of the upper magnetic shield,
The current sensor according to any one of claims 3 to 8, wherein the cover pressing hole and the cover pressing protrusion are mechanically joined by snap fitting.
前記外側ケースには、第1のカバー固定スリットが、前記側壁に設けられており、
前記第1のカバー固定スリット内に前記第1のカバー固定リブが配置されることを特徴とする請求項10記載の電流センサ。 The cover is provided with a second extension piece provided with a first cover fixing rib, extending downward from an orthogonal outer edge of the top surface portion,
The outer case is provided with a first cover fixing slit on the side wall,
The current sensor according to claim 10, wherein the first cover fixing rib is disposed in the first cover fixing slit.
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