JP2015011021A - Current sensor - Google Patents
Current sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015011021A JP2015011021A JP2013139176A JP2013139176A JP2015011021A JP 2015011021 A JP2015011021 A JP 2015011021A JP 2013139176 A JP2013139176 A JP 2013139176A JP 2013139176 A JP2013139176 A JP 2013139176A JP 2015011021 A JP2015011021 A JP 2015011021A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- holding
- current sensor
- electric wire
- magnetic material
- conductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電線に流れる電流を検出するための電流センサーに関する。特に、電線を接続端子等から取り外すことなく、単に電線に差し込むだけで電流を測定できる構造を有する電流センサーに関する。 The present invention relates to a current sensor for detecting a current flowing in an electric wire. In particular, the present invention relates to a current sensor having a structure capable of measuring a current simply by being inserted into an electric wire without removing the electric wire from a connection terminal or the like.
電線に流れる電流の検出は、その電流によって発生する磁界を検出することで行われている。このような磁界を検出し測定する手段には、磁性体のコアとコイルからなる電線を貫通させて測定する型の電流センサーが知られている。詳しくは、コアにコイルを巻回し、コアで電線を囲むと、電線に流れる電流によって発生する磁界が変化しコイルに電流が流れる。このコイルの電圧値に基づいて、電線に流れる電流値を測定するものである。 Detection of the current flowing through the electric wire is performed by detecting a magnetic field generated by the current. As a means for detecting and measuring such a magnetic field, there is known a current sensor of a type in which an electric wire composed of a magnetic core and a coil is passed through. Specifically, when the coil is wound around the core and the electric wire is surrounded by the core, the magnetic field generated by the current flowing through the electric wire changes, and the current flows through the coil. Based on the voltage value of the coil, the current value flowing through the electric wire is measured.
この原理を利用した電流センサーは、種々の構造を有するものが多数提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2)。特許文献1に記載された計器用変流器は、被測定導体である電線の導入が自在なU字形の空間部を有し、このU字形に一対の支腕部を備えている。この支腕部は、U字形の空間部内に導入された電線を保持するために、この空間部に開閉自在な機構である掛止片を備えている。
Many current sensors using this principle have various structures (for example,
この掛止片は、被測定導体を所定位置に把持し押圧するためのスプリングを備えている。また、固定センサアームと可動センサアームを備え、測定時には可動センサアームを開き、被測定導体である電線を押さえアームで所定位置に固定するものも提案されている(特許文献3)。 The latch piece includes a spring for holding and pressing the conductor to be measured at a predetermined position. There has also been proposed a device that includes a fixed sensor arm and a movable sensor arm, opens the movable sensor arm at the time of measurement, and fixes an electric wire, which is a conductor to be measured, at a predetermined position with a holding arm (Patent Document 3).
しかながら、特許文献1〜3に記載された従来の磁気コア式の電流センサーは、U字状の測定空間の奧の位置に、電線を固定する機構を備えているが、測定するとき、電線への安定した取り付けが困難である。このために、電流センサーと被測定導体である電線との相対位置が測定毎にランダムに変化することである。言い換えると、従来のこれらの電線の固定機構は、電線を磁気コア式である電流センサーの所定の測定位置に固定することと、測定空間の中心線と電線の中心線との角度を一定角度になるように保持できない欠点がある。
However, the conventional magnetic core type current sensors described in
電線の軸中心線が磁気コアの中心線に一致するときと、一致しない斜めのときとは、電流センサーに対する電線の検出有効長さが異なる。このように、電線と電流センサーとの間の相対的な位置と角度が測定するたびに異なると、正しい測定が困難になり、測定誤差が出てくることになる。また、従来の2分割できない磁気コアの場合、磁気コア式の電流センサーを電線に取り付けるとき、電線をその磁気コア内に挿入できないので、電線を接続端子から取り付け、取り外しする必要があり、電気工事資格を有する者が取付け工事をしなくてはならないという制約がある。 The effective detection length of the electric wire with respect to the current sensor differs when the axial center line of the electric wire coincides with the center line of the magnetic core and when it does not coincide. As described above, if the relative position and angle between the electric wire and the current sensor are different each time it is measured, correct measurement becomes difficult and a measurement error occurs. In addition, in the case of a conventional magnetic core that cannot be divided into two parts, when a magnetic core type current sensor is attached to an electric wire, the electric wire cannot be inserted into the magnetic core. There is a restriction that a qualified person must perform installation work.
また、特許文献1〜3に記載の電流センサーの磁気コアの場合、測定時に磁気回路が磁性体による閉回路を構成しない又は、電線と電流センサーとの間の角度が相対的に傾きやすいので、微少な電流の測定は困難であり、かつ測定誤差も大きくなる。
本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記の目的を達成する。
本発明の目的は、電流センサーと被測定導体との相対位置を一定にして、計測誤差が少なくする構造の電流センサーを提供することにある。
In the case of the magnetic core of the current sensor described in
The present invention has been made based on the technical background as described above, and achieves the following objects.
An object of the present invention is to provide a current sensor having a structure in which a relative position between a current sensor and a conductor to be measured is constant and measurement errors are reduced.
本発明の他の目的は、被測定導体である電線への取り付けと取り外しが容易な構造を有する電流センサーを提供することにある。
本発明の他の目的は、被測定導体である電線の被測定箇所(場所)にしっかり保持することができて、姿勢等が不安定にならない電流センサーを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a current sensor having a structure that can be easily attached to and detached from an electric wire as a conductor to be measured.
Another object of the present invention is to provide a current sensor that can be firmly held at a measurement location (place) of an electric wire that is a conductor to be measured and that does not become unstable in posture or the like.
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
本発明1の電流センサーは、
本体と、
前記本体に設けられ、磁性材からなるコアと、前記コアに巻かれたコイル又は磁束を検知する検知素子からなる検知部、及び被測定導体を着脱自在に保持固定するための保持部を備え、
前記保持部で前記被測定導体を保持し、前記検知部で前記被測定導体を流れる電流によって発生する磁束の変化に基づいて、前記被測定導体を流れる前記電流又は電力を測定するための電流センサーにおいて、
前記保持部は、前記本体に配置され、前記検知部を挟んでその近傍にそれぞれ配置され、前記被測定導体を両側から挟みこみで前記被測定導体を固定するための第1保持部と第2保持部とからなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
The current sensor of the
The body,
Provided in the main body, comprising a core made of a magnetic material, a coil wound around the core or a detection unit consisting of a detection element for detecting magnetic flux, and a holding unit for detachably holding and fixing the conductor to be measured,
A current sensor for holding the measured conductor in the holding unit and measuring the current or power flowing through the measured conductor based on a change in magnetic flux generated by the current flowing through the measured conductor in the detection unit In
The holding part is disposed in the main body, and is arranged in the vicinity of the detection part, and a first holding part and a second holding part for fixing the measured conductor by sandwiching the measured conductor from both sides. And a holding portion.
本発明2の電流センサーは、
本体と、
前記本体に設けられ、固定磁性材と可動式磁性材からなるコアと、前記固定磁性材に巻かれたコイル又は磁束を検知する検知素子からなる検知部、及び被測定導体を挟み込んで着脱自在に固定するための保持部を備え、
前記保持部で前記被測定導体を保持し、前記検知部で前記被測定導体を流れる電流によって発生する磁束の変化に基づいて、前記被測定導体を流れる前記電流又は電力を測定するための電流センサーにおいて、
前記可動式磁性材は、第1可動式磁性材と第2可動式磁性材とからなり、
前記第1可動式磁性材、及び前記第2可動式磁性材は、前記本体内をそれぞれ移動し、
前記電流センサーの測定時、前記第1可動式磁性材、前記固定磁性材、及び前記第2可動式磁性材が互いに接触して、前記被測定導体を取り囲んで閉じた磁気回路を形成することを特徴とする。
The current sensor of the
The body,
A core provided with the fixed magnetic material and a movable magnetic material, a coil wound around the fixed magnetic material, a detection unit consisting of a detection element for detecting magnetic flux, and a conductor to be measured are sandwiched between the core and the measurement subject. It has a holding part for fixing,
A current sensor for holding the measured conductor in the holding unit and measuring the current or power flowing through the measured conductor based on a change in magnetic flux generated by the current flowing through the measured conductor in the detection unit In
The movable magnetic material comprises a first movable magnetic material and a second movable magnetic material,
The first movable magnetic material and the second movable magnetic material move in the body, respectively.
When measuring the current sensor, the first movable magnetic material, the fixed magnetic material, and the second movable magnetic material are in contact with each other to form a closed magnetic circuit surrounding the conductor to be measured. Features.
本発明3の電流センサーは、本発明1において、
前記第1保持部は、前記本体内を移動し、前記被測定導体を保持する方向に第1バネと第2バネでそれぞれ付勢されている第1保持爪と第2保持爪からなり、前記第1保持爪と前記第2保持爪は前記被測定導体を両側から前記第1バネと前記第2バネのバネ圧で挟みこみ固定するものであり、
前記第2保持部は、前記本体内を移動し、前記被測定導体を保持する方向にそれぞれ第3バネと第4バネでそれぞれ付勢されている第3保持爪と第4保持爪からなり、前記第3保持爪と前記第4保持爪は前記被測定導体を両側から前記第3バネと前記第4バネのバネ圧で挟みこみ固定するものであることを特徴とする。
The current sensor of the
The first holding portion includes a first holding claw and a second holding claw that are moved in the main body and are urged by a first spring and a second spring in a direction to hold the conductor to be measured, The first holding claw and the second holding claw sandwich and fix the measured conductor from both sides with the spring pressure of the first spring and the second spring,
The second holding portion includes a third holding claw and a fourth holding claw that are moved in the main body and are urged by a third spring and a fourth spring, respectively, in a direction to hold the conductor to be measured. The third holding claw and the fourth holding claw are configured to sandwich and fix the measured conductor from both sides with spring pressures of the third spring and the fourth spring.
本発明4の電流センサーは、本発明2において、
前記第1可動式磁性材は、前記本体内を移動する第1スライダに搭載され、前記検知部測定位置方向に第5バネのバネ圧で付勢されており、
前記第2可動式磁性材は、前記本体を移動する第2スライダに搭載され、前記検知部の測定位置方向に第6バネのバネ圧で付勢されていることを特徴とする。
The current sensor of the
The first movable magnetic material is mounted on a first slider that moves within the main body, and is biased by a spring pressure of a fifth spring in the detection unit measurement position direction,
The second movable magnetic material is mounted on a second slider that moves the main body, and is biased by a spring pressure of a sixth spring in the measurement position direction of the detection unit.
本発明5の電流センサーは、本発明1又は2において、
前記検知部は、断面形状がU字形状の測定空間を成し、前記測定空間に前記被測定導体が入り込んで前記測定を行うことを特徴とする。
The current sensor of the
The detection section forms a measurement space having a U-shaped cross section, and the measurement conductor performs the measurement by entering the measurement space.
本発明6の電流センサーは、本発明3において、
前記第1保持爪、第2保持爪、第3保持爪、及び第4保持爪は、前記本体内で揺動可能な揺動型保持爪であることを特徴とする。
The current sensor of the sixth aspect of the present invention is the third aspect of the present invention.
The first holding claw, the second holding claw, the third holding claw, and the fourth holding claw are swing-type holding claws that can swing within the main body.
本発明7の電流センサーは、本発明2において、
前記第1可動式磁性材と前記第2可動式磁性材の接触面には、相互に挿入嵌合される凹部と凸部が形成されていることを特徴とする。
The current sensor of the
The contact surface of the first movable magnetic material and the second movable magnetic material is formed with a concave portion and a convex portion that are inserted and fitted to each other.
本発明によると、次の効果が奏される。本発明の電流センサーは、計測する電線への取り付けを容易に行える。詳しくは、本発明の電流センサーは、電線に押し付けるのみで、磁気コアの役割をする磁性板で囲まれ、閉じた磁気回路の内部に電線を差し込んで設置できるので、取り付けが容易でかつ正確な計測が可能となった。 According to the present invention, the following effects can be obtained. The current sensor of the present invention can be easily attached to the electric wire to be measured. Specifically, the current sensor of the present invention can be installed by simply pressing it on the electric wire, surrounded by a magnetic plate serving as a magnetic core, and inserted into the closed magnetic circuit so that it can be installed easily and accurately. Measurement became possible.
また、電流を計測するとき、電線を接続端子から取り外した後、再び取り付ける必要がなくなり、電気工事資格者ではなくとも使用が可能になった。更に、本発明の電流センサーによる電線の把持機構は、上下2箇所で電線を把持するので、測定時に電線の保持姿勢、保持位置が一定になるので、正確な計測が可能となった。 Also, when measuring the current, it is no longer necessary to reattach the wires after removing them from the connection terminals, making it possible to use them even if you are not a qualified electrician. Furthermore, since the electric wire gripping mechanism using the current sensor according to the present invention grips the electric wire at two positions, the holding posture and holding position of the electric wire are constant at the time of measurement, so that accurate measurement is possible.
本発明の第1の実施の形態である電流センサーを、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態である電流センサー1の外観を示す斜視図である。図2は、本発明の第1の実施の形態である電流センサー1を、その構成部品毎に分解した分解部品図である。電流センサー1は、図1に図示するように、被測定導体の電線2に取付けて、電線2を流れる電流を測定するためのものである。
A current sensor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a
電流センサー1は、断面形状がU字の形状を成す溝である空間部3を有し、電流測定時、この空間部3に電線2を差し込み、その中を流れる電流を測定する。詳しくは、電流センサー1には、空間部3の導入口からその空間部3の最奥(U字の底部)まで電線2を差し込んで、所定位置に保持し、この状態で電線2を流れる電流を測定する。その測定の原理は、上述した通り、電線2内に流れる電流によってコイルに発生する誘導磁界を検知するものである。
The
電流センサー1は、誘導磁界を検知する検知部5(図2を参照。)と、電線2を位置決めし保持固定するための、上下(図示上)に配置された一対の第1保持部6a、第2保持部6b等からなる。検知部5と、この上下に配置された第1保持部6a、及び第2保持部6bは、ケース4に内蔵されている。合成樹脂製のケース4は、ケース本体4c、上蓋4a、底蓋4b等からなる(図2を参照。)。
The
ケース本体4cは、検知部5及び第1保持部6a、第2保持部6b等を収納するための電流センサー1の本体部品である。ケース本体4cの前部(図示上)には、前述した断面形状がU字の形状である空間部3が形成されている。空間部3の上下には、誘導磁界を検知するときに電線2を固定保持する一対の第1保持部6a、第2保持部6bが配置され、この第1保持部6aと第2保持部6bの中間部には、誘導磁界を検知する検知部5が配置されている。
The case
上蓋4aは、ケース本体4cの上部を閉じる蓋であり、底蓋4bはケース本体4cの底部を閉じる蓋である。この底蓋4bには後述する回路基板8が搭載されている。上蓋4aと一体に形成された2個の係止部4a’は、ケース本体4cに形成された2個の嵌合部4c’に嵌め込むための部分である。2個の係止部4a’をそれぞれ嵌合部4c’に嵌め込み、上蓋4aをケース本体4cに固定する。
The
同様に、底蓋4bと一体に形成された4個の係止部4b’は、ケース本体4cに形成された4個の嵌合部4d’にそれぞれ嵌め込まれ、底蓋4bをケース本体4cに固定する。底蓋4b及び上蓋4aの前部(図示上)には、ケース本体4cの空間部3の形状に沿った略U字形の切欠きが形成されている。
Similarly, the four
〔検知部5〕
ケース本体4cの空間部3の最奥(底部)で、かつ検知部5が配置されている位置の断面形状は、略半円形、又はC字形を呈している(図3参照)。検知部5は、電線2を流れる電流を検知するものであり、磁気回路を形成するコア、検知コイル20、回路基板8等からなる。このコアは、図2に図示したように、磁性板7a、検知コイル20が巻かれた磁性板7c、及び磁性板7bから構成される。検知コイル20が巻かれた磁性板7cは、ケース本体4c内に固定されている。
[Detector 5]
The cross-sectional shape at the innermost position (bottom) of the
磁性板7cの形状は、空間部3の形状に相似するように、断面形状がU字状(以下、平行部分を支腕部ともいう。)で、その両端に平坦部を有している。コイルはこのU字部分に巻かれている。図3に示すように、磁性板7cのケース本体4cへの固定は、ケース本体4cに形成され、断面形状がU字状のスリットに挿入して固定する。そして、磁性板7cの両端の平坦部は、後述するケース本体4cに形成され、スライダ8a、スライド8bの案内面4dに接している。
The shape of the
磁性板7a、及び磁性板7bは、対向して配置され、各々ケース本体4c内に収納されているが、磁性板7cとケース本体4cとの間で相対的にスライドする可動式の部品である。検知部5は、磁性板7a、7bを、各々個別に前述のスライドをさせるためのスライド機構を有する。一方のスライド機構は、スライダ8a、コイルバネ8c、スライダ蓋8eからなる(図2、3参照)。このスライダ8aには、磁性板7aが搭載されている。これと対向して配置された他方のスライド機構は、同様に、スライダ8b、コイルバネ8d、スライダ蓋8fからなる。
The
このスライダ8bには、磁性板7bの中間部と合致するスリットが形成されており(図3参照)、このスリットに磁性板7bが挿入固定して搭載されている。従って、磁性板7bの両端は、スライダ8bのスリットから露出していることになる。コイルバネ8dの一端は、スライダ8bに形成された止まり穴に挿入されている。このコイルバネ8dは、後部のスライダ蓋8fとスライダ8bの間に配置されているので(図3参照)、スライダ8bはケース本体4cに形成された貫通孔の内面である案内面4d上を摺動する。
The
同様の構造で、スライダ8bに対向して、スライダ8aがケース本体4cに摺動自在に配置されており、コイルバネ8cは、後部のスライダ蓋8eとスライダ8aの間に配置されている。スライダ8aとスライダ8bには、この両端部が露出(表面を覆う)するように、板材で作られた磁性板7aと磁性板7bがそれぞれ挿入固定されている(図3参照)。結局、磁性板7aと磁性板7bは、前述した磁性板7cの両端の平坦部に接しており、電流測定時、空間部3の入口を塞ぐように配置されていることになる。
With the same structure, the
磁性板7aと磁性板7bは、磁性体で作られており、磁性体で作られた磁性板7cと共に、測定時には閉じた磁気回路を形成する。閉じた磁気回路を形成することにより、測定精度が向上する。以上の構造から理解されるように、検知部5は、測定のために電線2を取り込んだ後は、図3に示すように、磁性板7aと磁性板7bの先端は突き当たって当接して互いに接触し、かつコイルが巻かれた磁性板7cの両端部と、磁性板7aと磁性板7bの後端部はそれぞれ互いに接触することになる。
The
ケース本体4cの前方の上下(図示上)に配置された一対の第1保持部6a、第2保持部6bは、電線2を上下で保持するための保持機構である。第1保持部6a、第2保持部6bは、電流センサー1を電線2に固定して保持するためのものである。この一対の第1保持部6a、第2保持部6bは、検知部5の上下に位置するものであり、同じ把持機構である。言い換えると、第1保持部6aと第2保持部6bは、上下の2箇所で電線2を保持することにより、空間部3の奥(底部)までに差し込まれ、挿入された電線2を所定位置と角度で把持し、電流センサー1に正確に固定する。
A pair of first holding
第1保持部6aと第2保持部6bは互いに所定距離離れている。第1保持部6a、第2保持部6bは、検知部5の上下に配置されているので、磁性板7cの円孔の中心線と、電線2の中心線とが平行になるように、保持固定することができる。前述したように、検知部5、第1保持部6a、及び第2保持部6bは、ケース本体4cに収納されている。また、ケース本体4cの内部には、回路基板8が内蔵されている。本例では、回路基板8は、底蓋4bに固定されている。
The
回路基板8は、検知部5のコアとコイル20(図5を参照。)で検知した信号を処理するための電気回路又は電子回路である。コイル20は、磁性板7cに巻かれている。電線2を電流が流れると、その周囲に交番磁界が発生し、この交番磁界の磁束は、磁性板7cを含むコアを流れる。この磁束の変化によって、コイル20に誘導起電力が発生する。回路基板8は、コイル20に発生した誘導起電力を信号処理して、電線2を流れる電流を計算して出力する。
The
ただし、電線2の電流を検知する手段として、コイル20の他に種々の半導体素子を利用することができる。例えば、ホール素子、GMR(Giant Magneto-Resistance effect)素子、AMR(Anisotropic Magneto Resistance)素子、TMR(Tunnel Magneto-Resistance effect)素子等の磁界検知素子を利用する場合は、コイル20が不要になり、その代わり、磁性板7cに近傍に又は、磁性板7cに接触して又は、磁性板7cからなるコアの隙間に、ホール素子、GMR、AMR、TMR素子等の素子が配置され、これらの素子で検知した信号を回路基板8で信号処理する。
However, various semiconductor elements other than the
回路基板8はこの検知信号を信号処理して、最終的に、電線2を流れる電流、又は電力を計算して出力する。磁界検知素子としては、磁界の強度に応じて抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗素子であるGMR素子、AMR素子、TMR素子等を用いることができる。詳しくは、巨大磁気抵抗効果を利用したGMR素子、特定の磁界方向で抵抗値が変わる効果を利用したAMR素子、トンネル効果により絶縁体に電流額流れる効果を利用したTMR素子等を磁界検知素子として利用することができる。
The
電線2に電流が流れた際に発生する磁界に応じて磁気抵抗素子の抵抗が変化する。詳しくは、磁気抵抗素子を貫通するこの磁界の磁束線に応じて、磁気抵抗素子の抵抗が変化し、この抵抗の変化を測定し、回路基板8に出力する。ホール素子の場合は、電線2に電流が流れた際に発生する磁界の磁束は、ホール素子を貫通するとき、ホール効果によるホール電圧がホール素子に発生し、このホール電圧を、回路基板8に出力する。
The resistance of the magnetoresistive element changes according to the magnetic field generated when a current flows through the
〔検知部5の機能〕
図3は、本発明の第1の実施の形態の電流センサー1の検知部5の断面A−A(図1参照。)を示す断面図である。図示したように、磁性板7cは、ケース本体4cの中央付近に位置し、空間部3の奥から入口にかけて配置されている。磁性板7cは、測定時には電線2を取り囲むように配置したものである。磁性板7cは、前述したように磁性体からなる平板を折り曲げて、電線2を取り囲むような形状であり、半月形状、U字形状である。
[Function of detection unit 5]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross section AA (see FIG. 1) of the
磁性板7cは、本例では四角形の板を略U字の形状に折り曲げた形状であり、ケース本体4cの空間3の奥の略半円形の周りを沿って配置されている。磁性板7cは、略円形を半割した略半円形部とその両端が略平行に伸びた両端部(接触部)からなる構造である。磁性板7cの両端部は、磁性板7a、磁性板7bに摺動して接触する部分である。電線2は空間部3に差し込まれるが、磁性板7cはケース本体4cのスリットに挿入固定されているので、電線2と磁性板7cは直接接触することはない(図3参照)。
In this example, the
前述したように、測定時には、磁性板7aと磁性板7bの側面は、固定された磁性板7cの両端部にそれぞれ接触し、かつその先端面は互いに当接して接触する。これにより、磁性体で作られた磁性板7a、磁性板7b、磁性板7cが連続して接触した構成になり、閉じた磁気回路を形成する(図3参照)。磁性板7aと磁性板7bは、四角形の磁性板を曲げたものである。本例では、磁性板7aと磁性板7bが互いに接触(当接)する接触端部は、接触面を確保するために、その先端を略L字形に曲げて形成されている。
As described above, at the time of measurement, the side surfaces of the
磁性板7aと磁性板7bの他の端部は、スライダ8aとスライダ8bに挿入して固定されている(図3参照)。スライダ8aとスライダ8bの動きに伴って、磁性板7aと磁性板7bは互いに離れその間に隙間が生じたり、再び接近し接触したりする。図3に示すように、空間部3の電線2の挿入側(入口)のスライダ8aとスライダ8bの側面は、磁性板7aと磁性板7bでカバーされていない。スライダ8aとスライダ8bには、空間部3の電線2の挿入側は傾斜面が形成されている。
The other end portions of the
この傾斜面に電線3が当接され押圧されると、スライダ8aとスライダ8bにそれぞれ分力が働き、スライダ8aとスライダ8bが、スライダバネ8c、8dのバネ圧に抗して左右(図3の図示上)に開く。同様に、スライダ8aとスライダ8bには、空間部3の奧側には傾斜面が形成されており、測定が終了し電線2が空間部3から出るときに、スライダ8aとスライダ8bにそれぞれ分力が働き、スライダ8aとスライダ8bが左右に開くことになる。
When the
更に、電線2が空間部3から出ると、スライダ8aとスライダ8bはスライダバネ8c、8dのバネ力で閉じる。更に、電線2が空間部3に侵入すると、スライダ8aとスライダ8bはスライダバネ8c、8dのバネ力で閉じる。これにより磁性板7a、7bは接触し、磁性板7cと一緒に閉じた磁気回路を形成する。
Further, when the
〔第1保持部6a、第2保持部6b〕
電線2を保持する保持機構は、前述したように、第1保持部6aと第2保持部6bからなり、それぞれ保持爪9a、9bと保持爪バネ10a、10bからなる。第1保持部6aは、検知部5とケース蓋4aの間に設置され、第2保持部6bは、検知部5とケース底4bの間に設置される。第1保持部6aと第2保持部6bは、同じ構造と同じ機能であるので、以下は、第1保持部6aのみを例に説明する。
[First holding
As described above, the holding mechanism that holds the
図4は、本発明の第1の実施の形態の電流センサー1の第1保持部6aの断面を示す断面図である。第1保持部6aの保持爪9a、9bは、本例では、両方とも同じ板状のものであり、ケース本体4cの空間部3の上部に配置されている。ケース本体4cの上部には、長方体の内部空間を有し、この内部空間に保持爪9a、9bが対向して配置されている。保持爪9a、9bは、ケース本体4cと下蓋4bとの間で摺動自在に設けられている。この摺動方向は、空間部3の中心方向である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross section of the
即ち、図4に示すように、保持爪9a、9bの一方の側面は、ケース本体4cの壁と平行であるが、ケース本体4cの壁までに隙間を有している。この隙間によって、保持爪9a、9bfは、互いに空間部3の中心方向へ摺動可能である。保持爪バネ10a、10bの一端は、ケース本体4cに係合又は固定され、保持爪バネ10a、10bの他端は、保持爪9a、9bに係合又は固定される。本例では、保持爪9a、9bには、保持爪バネ10a、10bの他端を係止するための止まり穴を有する。
That is, as shown in FIG. 4, one side surface of the holding
この構造により、電線2を差し込むときに保持爪9a、9bがスライドして開くと、保持爪バネ10a、10bが圧縮され、保持爪9a、9bを互いに閉じるための力が蓄えられる。言い換えると、スライドバネ10a、10bは、保持爪9a、9bをスライドさせるためのものである。1対の保持爪9a、9bが閉じたとき、その中央部に三角形状の貫通孔が形成され(図4参照)、この貫通孔に入った電線2を両側からスライドバネ10a、10bのバネ力で挟んで保持する。
With this structure, when the holding
即ち、保持爪9a、9bの三角形状を成す傾斜面がテーパーとなり、電線2を奧の方向(空間部3の底部)に配置する力が働き、電線2は、ケース4cの空間3の奥のU字部を介して磁性板7cのコイル20(図5を参照。)に間接的に接することになる。結局、電線2は、1対の保持爪9a、9bと磁性板7cに挟まれた位置で保持される。ただし、この貫通孔の形状は、電線2が入るようなものであれば任意の形状に形成しても良い。例えば、保持爪9a、9bによって形成される貫通孔の形状は、三角形、略三角形等の多角形、楕円形等の形状であっても良い。
That is, the triangular inclined surfaces of the holding
また、保持爪9aと保持爪9bが接触する部分で、空間部3の導入側で電線2が差し込まれる入口部分は、傾斜角度を有する傾斜面構造である。電線2がこの傾斜面に接触し、更に力を加えて電線2を押し込むと、押し込むときの力の分力により、1対の保持爪9a、9bは、両側へ開き隙間ができる。電線2がこのできた隙間から、保持爪9a、9bの間を通過して、保持爪9a、9bが形成する貫通孔までに差し込まれる。
Moreover, the entrance part into which the
電線2が貫通孔に入ると、保持爪9a、9bは、両側から保持爪バネ10a、10bによって引き寄せられて、電線2を挟み込み固定する。このようにして保持爪9a、9bは電線2を両側から挟みこみ固定するものである。同様に、保持爪9aと保持爪9bには、空間部3の奧側は傾斜角度を有する傾斜面構造である。測定が終了し電線2が空間部3、言い換えると保持爪9a、9bの貫通孔から出るときに、電線2がこの傾斜面に接触し、更に力を加えて電線2を引っ張ると、引っ張るときの力の分力により、1対の保持爪9a、9bは、両側へ開き隙間ができる。
When the
そして、1対の保持爪9a、9bが左右に開くことになり、その隙間から電線2が保持爪9a、9bの貫通孔から出る。電線2が貫通孔から出ると、保持爪9a、9bは、両側から保持爪バネ10a、10bによって引き寄せられて閉じる。図4の例では、電線2は、ケース4の空間部3の奥の略円形部と、保持爪9a、9bで囲まれて固定されており、保持爪9a、9bは互い直接接触せず両者の間で隙間がある。更に、保持爪バネ10a、10bが保持爪9a、9bの両側から力を加え、押している。
Then, the pair of holding
よって、電線2は空間部3内で移動することなく保持固定される。図4の例では、両者の間に形成される隙間である貫通孔の形状は略三角形の構造になっており、測定できる電線2の許容太さは、この貫通孔の大きさで決定される。即ち、保持爪9a、9bが接触したときのできる空間で、ケース4の空間部3の奥(底部)の略円形部と、保持爪9a、9bで囲まれた部分が電線2の最小外径を決定する。この最小外径より太い電線2を、保持爪9a、9bで保持する。
Therefore, the
電線2の最大外径は、空間部3の大きさが決定する。本例のスライダバネ8c、8dと保持爪バネ10a、10bは、コイルバネであるが他のバネであってもよく、例えば、板ばねであっても良い。図5は、磁性板7cにコイル20を巻いた例を示す図である。コイル20は、回路基板8に接続される。コイル20は、図5に示すように、磁性板7cの中央部分の一部に巻かれているが、磁性板7c全体に巻いたものであっても良い。
The maximum outer diameter of the
[電流センサー1の機能、作用]
従来の磁気コア式電力センサーは、取り付け時、コアを分割し、電線を磁気コア内に入れていた。本実施の形態の電流センサー1の場合は、電流センサー1を電線2に押しつけ、磁気コア内に電線2を差し込むだけで良い。この電流センサー1は、電線2の横から差し込むための構造を有するので、計測する電力線へ取付けるとき固定する操作をすることもなくなり、電流センサー1を電線2に差し込むだけで取り付けが容易に行えるようになった。
[Function and function of current sensor 1]
When a conventional magnetic core type power sensor is attached, the core is divided and the electric wire is put in the magnetic core. In the case of the
従来の磁気コア式電力センサーの機構と比べると、配線された電線2をそのままにした状態で、取付けと取外しすることができる。また、従来の磁気コア式電力センサーで、特に、分割できない磁気コアを備えたものは、電線を接続部から取り外すための作業が必要であり、電気工事の有資格者がその作業を行わなければならなかった。これに対して、本実施の形態の電流センサー1は、そのように配線工事が必要なく、電気工事の有資格者ではなくても、電流センサー1を電線2に設置、取り外しすることができる。
Compared with the mechanism of the conventional magnetic core type power sensor, it can be attached and detached while the wired
言い換えると、本実施の形態の電流センサー1は、これを設置する者は、電力線に直接触れることなく取付けて測定できる。また、従来の磁気コア式電力センサーは、電線を磁気コア内に入れる際に開閉する時、磁気コアを半割して開いてその中に電線を入れてから、開いたコアを閉じるものもある。このコアを閉じるとき、互いに嵌合部の爪が破損することが問題となっていた。本発明の電流センサー1は、クリップ式の第1保持部6a、第2保持部6bを採用することにより、従来のように爪を有する構造ではないので破損防止ができ、取り扱い易く、信頼性の高い電流センサー1を提供できた。
In other words, the
本実施の形態の電流センサー1は、保持部を有し、電線を磁気コアのU字部の底部の位置近傍で確実に保持する。従来の電力センサーは、電線を磁気コア内にはめ込み固定するとき、そのための操作が必要であったが、本実施の形態の場合は電流センサー1を電線2に押し込みするだけで良く、それ以外の操作が必要なくなった。また、本実施の形態の電流センサーは、空間部3を電線2に差し込むだけであるので、測定スペースが狭い電力線への取付けでも簡単にできるようになった。
The
また、一対の保持部6a、6bは、電流センサー1を電線に確実に固定し、特に磁性板7cが電線2と平行に確実に保持されるので、磁性板7cが電線2の位置関係が明確になり、センサー性能が向上する。よって、本例では、0.03A、3W程度の小電流からの電流量を計測することが可能になった。これは、従来のセンサーでなかった精度である。特に、空間部3の底部近傍に電力線を配置固定し、U字状の磁性板7cと電線2の位置関係が変化することがないので、このような高い精度が実現でき、電力線に流れる電流を安定して計測できる。
The pair of holding
〔第2の実施の形態〕
次に、本発明の第2の実施の形態の電流センサー11の概要を図6により説明する。電流センサー11は、上述の第1の実施の形態の電流センサー1と基本的に同じ構造であるので、異なる部分のみを説明する。電流センサー11は、第1の実施の形態の電流センサー1にあった磁性板7a、7bがなく、従って、スライダ8a、8b、スライダバネ8c、8d、及びスライダ蓋8e、8fを備えていない。
[Second Embodiment]
Next, the outline of the
図6は、本発明の第2の実施の形態の電流センサー11の検知部の断面を示す断面図である。電流センサー11の検知部は、磁気回路のコアは磁性板17cのみからなる。磁性板17cは、略U字タイプである。磁性板17cの終端は略平行の一対の支腕部である。磁性板17cは、四角形の平面の磁性板を、折り曲げてその中心部を断面が略半円形にし、両端部は平行な支腕部にしている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross section of the detection unit of the
〔第3の実施の形態〕
次に、本発明の第3の実施の形態の電流センサー12の概要を図7により説明する。電流センサー12は、上述の第1又は第2の実施の形態の電流センサーと基本的に同じ構造であるので、異なる部分のみを説明する。本発明の電流センサー12は、第1、2の実施の形態の電流センサー1にあった保持機構が異なる構造である。電流センサー12の保持機構は、同じ構造と機能を有する第1保持部と第2保持部からなるので、第1保持部のみを例に説明する。
[Third Embodiment]
Next, the outline of the
図7は、本発明の第3の実施の形態の電流センサー12の第1保持部の概要を示す概念図である。電流センサー12の第1保持部は、電線2を保持するために、揺動型の保持爪19a、19bと、保持爪バネ10a、10bからなる。保持爪19a、19bは、本例では、両方とも同じ肉厚を有する板状のものであり、ケース本体4cの空間部3の上部に配置されている。保持爪19a、19bの一端部はそれぞれ孔を有し、この穴が空間部3の底部側で、ケース本体4cに固定されたピン18a、18bに揺動自在に支持されている。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing an outline of the first holding unit of the
よって、保持爪19a、19bは、このピン18a、18bを軸にして、ケース本体4c上で揺動可能である。この揺動方向は、ケース本体4cの壁方向である。保持爪バネ10a、10bの1端は、ケース本体4cに接しており、保持爪バネ10a、10bの他端は、保持爪19a、19bの止まり穴に係合又は固定される。従って、保持爪19a、19bは、保持爪バネ10a、10bのバネ力で常時閉じる方向に付勢されている。この構造により、電線2を差し込むと、この押し込みするときの力の分力により、保持爪19a、19bが両側へ揺動して開き、保持爪バネ10a、10bが圧縮され、保持爪19a、19bを互いに閉じるための力が蓄えられる。
Therefore, the holding
1対の保持爪19a、19bが閉じたとき、その中央部に三角形状の貫通孔が形成され、この貫通孔に入った電線2を両側から挟んで保持する。また、電線2が保持爪19a、19bの貫通孔から出るときに、電線2が保持爪19a、19bの傾斜面に接触し、更に力を加えて電線2を引っ張ると、引っ張るときの力の分力により、1対の保持爪19a、19bは、両側へ揺動して開き隙間ができる。そして、1対の保持爪19a、19bが左右に開くことになり、その隙間から電線2が保持爪9a、9bの貫通孔から出る。電線2が貫通孔から出ると、保持爪19a、19bは、両側から保持爪バネ10a、10bによって引き寄せられて閉じる。
When the pair of holding
〔その他〕
上述のように、第1〜第3の実施の形態において、空間部3の奥部はU字形をしているが、三角形、略三角形等の多角形、楕円形等の形状であっても良い。磁性板7aと磁性板7bが互いに突き当たって接触している端部は、前述したものは平坦な面であるが、凹部と凸部を形成して、凸部を凹部に挿入する嵌め込み式の構造にしたものでも良い。磁性材の面接触部を凹部と凸部にする理由は、接触面積を増加させて、嵌合部の磁束を安定させることであり、電流センサーの精度を向上させるためである。また、凹部と凸部により、嵌合強度が向上するため、衝撃や振動等に強くなり、接触面のずれを予防できる。
[Others]
As described above, in the first to third embodiments, the inner part of the
1…電流センサー
2…電線
3…空間部
5…検知部
4…ケース
4a…ケース蓋
4b…ケース底
5…検知部
6a…第1保持部、6b…第2保持部
7a、7b、7c…磁性板
8a、8b…スライダ
8c、8d…スライダバネ
8e、8f…スライダ蓋
9a、9b…保持爪
10a、10b…保持爪バネ
20…検知コイル
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記本体に設けられ、磁性材からなるコアと、前記コアに巻かれたコイル又は磁束を検知する検知素子からなる検知部、及び被測定導体を着脱自在に保持固定するための保持部を備え、
前記保持部で前記被測定導体を保持し、前記検知部で前記被測定導体を流れる電流によって発生する磁束の変化に基づいて、前記被測定導体を流れる前記電流又は電力を測定するための電流センサーにおいて、
前記保持部は、前記本体に配置され、前記検知部を挟んでその近傍にそれぞれ配置され、前記被測定導体を両側から挟みこみで前記被測定導体を固定するための第1保持部と第2保持部と
からなることを特徴とする電流センサー。 The body,
Provided in the main body, comprising a core made of a magnetic material, a coil wound around the core or a detection unit consisting of a detection element for detecting magnetic flux, and a holding unit for detachably holding and fixing the conductor to be measured,
A current sensor for holding the measured conductor in the holding unit and measuring the current or power flowing through the measured conductor based on a change in magnetic flux generated by the current flowing through the measured conductor in the detection unit In
The holding part is disposed in the main body, and is arranged in the vicinity of the detection part, and a first holding part and a second holding part for fixing the measured conductor by sandwiching the measured conductor from both sides. A current sensor comprising: a holding portion.
前記本体に設けられ、固定磁性材と可動式磁性材からなるコアと、前記固定磁性材に巻かれたコイル又は磁束を検知する検知素子からなる検知部、及び被測定導体を挟み込んで着脱自在に固定するための保持部を備え、
前記保持部で前記被測定導体を保持し、前記検知部で前記被測定導体を流れる電流によって発生する磁束の変化に基づいて、前記被測定導体を流れる前記電流又は電力を測定するための電流センサーにおいて、
前記可動式磁性材は、第1可動式磁性材と第2可動式磁性材とからなり、
前記第1可動式磁性材、及び前記第2可動式磁性材は、前記本体内をそれぞれ移動し、
前記電流センサーの測定時、前記第1可動式磁性材、前記固定磁性材、及び前記第2可動式磁性材が互いに接触して、前記被測定導体を取り囲んで閉じた磁気回路を形成する
ことを特徴とする電流センサー。 The body,
A core provided with the fixed magnetic material and a movable magnetic material, a coil wound around the fixed magnetic material, a detection unit consisting of a detection element for detecting magnetic flux, and a conductor to be measured are sandwiched between the core and the measurement subject. It has a holding part for fixing,
A current sensor for holding the measured conductor in the holding unit and measuring the current or power flowing through the measured conductor based on a change in magnetic flux generated by the current flowing through the measured conductor in the detection unit In
The movable magnetic material comprises a first movable magnetic material and a second movable magnetic material,
The first movable magnetic material and the second movable magnetic material move in the body, respectively.
When measuring the current sensor, the first movable magnetic material, the fixed magnetic material, and the second movable magnetic material are in contact with each other to form a closed magnetic circuit surrounding the conductor to be measured. Characteristic current sensor.
前記第1保持部は、前記本体内を移動し、前記被測定導体を保持する方向に第1バネと第2バネでそれぞれ付勢されている第1保持爪と第2保持爪からなり、前記第1保持爪と前記第2保持爪は前記被測定導体を両側から前記第1バネと前記第2バネのバネ圧で挟みこみ固定するものであり、
前記第2保持部は、前記本体内を移動し、前記被測定導体を保持する方向にそれぞれ第3バネと第4バネでそれぞれ付勢されている第3保持爪と第4保持爪からなり、前記第3保持爪と前記第4保持爪は前記被測定導体を両側から前記第3バネと前記第4バネのバネ圧で挟みこみ固定するものである
ことを特徴とする電流センサー。 In claim 1,
The first holding portion includes a first holding claw and a second holding claw that are moved in the main body and are urged by a first spring and a second spring in a direction to hold the conductor to be measured, The first holding claw and the second holding claw sandwich and fix the measured conductor from both sides with the spring pressure of the first spring and the second spring,
The second holding portion includes a third holding claw and a fourth holding claw that are moved in the main body and are urged by a third spring and a fourth spring, respectively, in a direction to hold the conductor to be measured. The current sensor, wherein the third holding claw and the fourth holding claw sandwich and hold the conductor to be measured from both sides by the spring pressure of the third spring and the fourth spring.
前記第1可動式磁性材は、前記本体内を移動する第1スライダに搭載され、前記検知部測定位置方向に第5バネのバネ圧で付勢されており、
前記第2可動式磁性材は、前記本体を移動する第2スライダに搭載され、前記検知部の測定位置方向に第6バネのバネ圧で付勢されている
ことを特徴とする電流センサー。 The current sensor according to claim 2,
The first movable magnetic material is mounted on a first slider that moves within the main body, and is biased by a spring pressure of a fifth spring in the detection unit measurement position direction,
The second movable magnetic material is mounted on a second slider that moves the main body, and is biased by the spring pressure of a sixth spring in the measurement position direction of the detection unit.
前記検知部は、断面形状がU字形状の測定空間を成し、前記測定空間に前記被測定導体が入り込んで前記測定を行う
ことを特徴とする電流センサー。 The current sensor according to claim 1 or 2,
The current sensor characterized in that the detection unit forms a measurement space having a U-shaped cross-section, and the measurement conductor enters the measurement space.
前記第1保持爪、第2保持爪、第3保持爪、及び第4保持爪は、前記本体内で揺動可能な揺動型保持爪である
ことを特徴とする電流センサー。 The current sensor according to claim 3.
The current sensor, wherein the first holding claw, the second holding claw, the third holding claw, and the fourth holding claw are swing-type holding claws that can swing in the main body.
前記第1可動式磁性材と前記第2可動式磁性材の接触面には、相互に挿入嵌合される凹部と凸部が形成されている
ことを特徴とする電流センサー。 The current sensor according to claim 2,
The contact surface of the first movable magnetic material and the second movable magnetic material is formed with a concave portion and a convex portion that are inserted and fitted to each other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013139176A JP2015011021A (en) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Current sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013139176A JP2015011021A (en) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Current sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015011021A true JP2015011021A (en) | 2015-01-19 |
Family
ID=52304290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013139176A Pending JP2015011021A (en) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Current sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015011021A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105044433A (en) * | 2015-07-03 | 2015-11-11 | 东莞电子科技大学电子信息工程研究院 | Anti-interference adjustable giant magnetoresistance effect current sensor |
CN109470907A (en) * | 2018-12-06 | 2019-03-15 | 江苏海事职业技术学院 | One kind being based on new-energy automobile inverter current detecting sensor |
-
2013
- 2013-07-02 JP JP2013139176A patent/JP2015011021A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105044433A (en) * | 2015-07-03 | 2015-11-11 | 东莞电子科技大学电子信息工程研究院 | Anti-interference adjustable giant magnetoresistance effect current sensor |
CN109470907A (en) * | 2018-12-06 | 2019-03-15 | 江苏海事职业技术学院 | One kind being based on new-energy automobile inverter current detecting sensor |
CN109470907B (en) * | 2018-12-06 | 2020-12-22 | 江苏海事职业技术学院 | Sensor for current detection based on new energy automobile inverter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5799246B2 (en) | Energization information measuring device | |
TW512236B (en) | Non-contact type current measuring instrument | |
US9541581B2 (en) | Flexible current sensor | |
WO2016194240A1 (en) | Electric current sensor | |
JP2011149827A (en) | Energization information measuring device | |
RU2650092C2 (en) | Magnetic substance detection device | |
EP2860535B1 (en) | Hall effect sensor core with multiple air gaps | |
JP6338381B2 (en) | Detection sensor and measuring device | |
US9482700B2 (en) | Current detector to sense current without being in series with conductor | |
JP2015011021A (en) | Current sensor | |
JP6285268B2 (en) | Magnetic property measuring device | |
EP2921864B1 (en) | Current Sensor | |
JP2006343157A (en) | Current sensor | |
WO2013063773A1 (en) | Devices and methods for sensing current | |
JP5683511B2 (en) | Current sensor | |
KR20150100198A (en) | Current sensing unit | |
JP6242158B2 (en) | Clip-type probe and probe device | |
JP4551629B2 (en) | Current sensor | |
JP6423727B2 (en) | Clamp sensor and measuring device | |
JP6995661B2 (en) | Clamp sensor and measuring device | |
JP2014219320A (en) | Current measuring apparatus | |
JP5070673B2 (en) | Magnetic measurement apparatus and method | |
JP2011179866A (en) | Adapter for measurement | |
JP5776905B2 (en) | Current sensor | |
JP2009063396A (en) | Current sensor |