JP2015068824A

JP2015068824A - 導体及びこれを備えた電流センサ

Info

Publication number: JP2015068824A
Application number: JP2013215846A
Authority: JP
Inventors: 信幸新地; Nobuyuki Shinchi
Original assignee: Kohshin Electric Corp
Current assignee: Kohshin Electric Corp
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2015-04-13

Abstract

【課題】磁気コアの削減と製造組み立て工数の削減ができ且つ導体と磁気コアが共通部品であるため組み合わせ位置が振動等による変化する虞がないことから低コストで測定精度が安定した電流センサを提供する。【解決手段】軟磁性体材であるシートメタルから打ち抜かれた一枚の部材で構成される導体の主幹と主幹と略直角の対向方向に少なくとも２つ以上の枝部を備え、前記少なくとも２つ以上の枝部を曲げ加工することで枝部の端部の面でエアギャップが形成されるよう構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、被測定電流の計測に利用する導体に磁気コアの集磁効果を備えた電流センサに関する。

従来、被測定電流の計測に利用する磁気コアは、被測定電流で発生する磁界を集磁するために導体を取り囲む様に設置し、磁気コアに設けたギャップ部とともに磁気回路を形成する。磁気コアを利用した電流センサは、ギャップ部に設置した磁電変換素子を通じて、被測定電流により磁気回路に生じた磁界の大きさを測定することで、被測定電流を測定する。（例えば、特許文献１〜２参照）

特開平８−２６２０６４特開平１０−２６７９６５

しかしながら、特許文献１〜２に開示されている電流センサは、導体と磁気コアと磁電変換素子等を備え、低コスト化するには部品の削減と製造組み立て工数も削減する必要がある。

また、導体と磁気コアが別部品であるため導体と磁気コアの組み合わせ位置が振動等により変化する虞もあり、電流センサを移動体等に搭載した際に測定精度が安定しない可能性もある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、導体と磁気コアの組み合わせ位置の変化を低減し、電流センサの部品の削減をすることができ且つ製造組み立て工数も削減することで低コストな電流センサを提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は、軟磁性体材であるシートメタルから打ち抜かれた一枚の部材で構成される導体からなり、前記導体は、主幹と主幹と略直角の対向方向に少なくとも２つ以上の枝部を備え、前記少なくとも２つ以上の枝部を曲げ加工することで枝部の端部の面が略平行となることで形成されるエアギャップを構成する導体を備えた電流センサを提供するものである。

この構成を備えた導体は、軟磁性材で製造されるため集磁効果があり、磁電変換素子を設置するエアギャップを備えることから磁気コアを削減できる。

本発明に係る電流センサの好適な実施態様として前記導体を含む構成部品が同方向に容易に組み合わさることで製造組み立て工数が削減できる。

本発明に係る導体は磁気コアと共通部品であるため組み合わせ位置が振動等により変化する虞がない。

本発明によれば、軟磁性体材であるシートメタルから打ち抜かれた一枚の部材を曲げ加工することで構成される導体は、集磁効果を有するため磁気コアの削減と製造組み立て工数の削減ができ且つ導体と磁気コアが共通部品であるため組み合わせ位置が振動等による変化する虞がないことから低コストで測定精度が安定した電流センサを提供することができる。

この発明の実施形態１に係る導体の斜視図である。この発明の実施形態１に係る導体を組み合わせて成る電流センサの分解斜視図である。この発明の実施形態１に係る導体を組み合わせて電流センサを構成した状態を示す斜視図である。この発明の実施形態２に係る導体の斜視図である。

次に、本発明の実施形態に係る導体及びこの導体を備えた電流センサについて図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものでもない。したがって、本発明は、その要旨逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。

（実施形態１）
図１は、この発明の実施形態１に係る導体の斜視図を示すものである。図において、導体１はパーマロイ等の軟磁性体材であるシートメタルから打ち抜かれた一枚の部材からなり、曲げ加工によって形成される。

導体１は、被測定電流が入出力される入出力端子２と前記入出力端子同士と繋がる主幹３と主幹３の略直角の対向方向に少なくとも２つ以上の枝部４ａ、４ｂを備える。

少なくとも入出力端子２、又は導体１の全てはスズメッキ加工され、導体１が基板に実装される際に基板のスルーホールに挿入しハンダ付けされる。

主幹３は、主幹３と略直角の対向方向に少なくとも２つ以上の枝部４ａ、４ｂを備え、前記枝部４ａ、４ｂが主幹３と繋がる反対側の端部の面が互いに略平行となるように曲げ加工されることでエアギャップ５を形成する。このエアギャップ５には、導体１を流れる被測定電流と比例した磁界６が発生する。また、導体１の主幹３と枝部４ａが繋がりできる略直角部に固定部１３を備える。

図２は、この発明の実施形態１に係る絶縁板の斜視図を示すものである。図において、絶縁板８は、樹脂材等で形成され、導体１の枝部４ａと組み合わさる第一の固定ガイド１０と導体１の主幹３と枝部４ａが繋がりできる略直角の固定部１３と組み合わさる固定爪１１を備える。また、シールド板およびホールＩＣと組み合わさる第二の固定ガイド１４と固定溝１２を備える。

図３は、この発明の実施形態１に係るシールド板の斜視図を示すものである。図において、シールド板９は、スズメッキされた銅板等の導電材を打ち抜き、さらに曲げ加工により形成され、絶縁板８と組み合わさるスリット１５とシールド端子１６を備える。

図４は、この発明の実施形態１に係るホールＩＣの斜視図を示すものである。図において、ホールＩＣ７は、その内部にホール効果を有する磁電変換素子と、その磁電変換素子の駆動及び出力信号の増幅や調整回路等を備える。

図５は、この発明の実施形態１に係る導体を組み合わせて成る電流センサの分解斜視図である。導体１の枝部４ａ、４ｂで形成されたエアギャップ５の中には磁界６を検出するホールＩＣ７を挿入する。なお、導体１とホールＩＣ７の間には絶縁板８とシールド板９を挿入する。また、これらの部材は導体１の枝部４ａ、４ｂで形成されたエアギャップ５に対し同方向の組み合わせ方向１８に沿って組み合わさり固定される。

絶縁板８は、導体１と組み合わさる際に導体１の枝部４ａが絶縁板８の第一の固定ガイド１０に嵌め合い固定される。さらに、絶縁板８の固定爪１１は、導体１の主幹３と枝部４ａが繋がりできる略直角の固定部１３に嵌め合うことで導体１と固定される。

シールド板９は、シールド板９のスリット１５が絶縁板８の第二の固定ガイド１４に嵌め合うことで絶縁板８と固定される。さらに、シールド板９のシールド端子１６が絶縁板８の固定溝１２に嵌め合うことで絶縁板８と固定される。また、シールド端子１６は本実施形態１の電流センサを基板に実装することでＧＮＤと接続する。

ホールＩＣ７は、絶縁板８の第二の固定ガイド１４に嵌め合うことで絶縁板８と固定される。さらに、ホールＩＣ７のＩＣ端子１７が絶縁板８の固定溝１２に嵌め合うことで絶縁板８と固定される。

次に、本発明の実施形態１に係る導体とそれを備えた電流センサの動作概要を説明する。
図６は、この発明の実施形態１に係る導体を組み合わせて電流センサを構成した状態を示す斜視図である。入出力端子２より印加される被測定電流は導体１の主幹３を主に流れ磁界が発生する。その発生した磁界は導体１の主幹３と主幹３の略直角の対向方向に少なくとも２つ以上備え前記枝部４ａ、４ｂで集磁され、前記枝部４ａ、４ｂの端部が互いに略平行となり形成されるエアギャップに設置されるホールＩＣ７によって磁電変換される。その際、導体１で発生する電界ノイズはシールド板９により遮断され、ホールＩＣ７の測定精度の劣化を低減する。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係る導体について図面を参照して説明する。
図７は本発明の実施形態２に係る導体の斜視図である。図において、導体１９はパーマロイ等の軟磁性体材であるシートメタルから打ち抜かれた一枚の部材からなり、曲げ加工によって形成される。この導体１９は、図１の導体１の入出力端子２の形状を変えたものであり、導体１９の入出力端子２０は貫通口２１を有しておりネジ止めにより電気的に接続される。

１、１９・・・導体、２、２０・・・入出力端子、３・・・主幹、４ａ、４ｂ・・・枝部、５・・・エアギャップ、６・・・磁界、７・・・ホールＩＣ、８・・・絶縁板、９・・・シールド板、１０・・・第一の固定ガイド、１１・・・固定爪、１２・・・固定溝、１３・・・固定部、１４・・・第二の固定ガイド、１５・・・スリット、１６・・・シールド端子、１７・・・ＩＣ端子、１８・・・組み合わせ方向、２１・・・貫通口

この発明の実施形態１に係る導体の斜視図である。この発明の実施形態１に係る絶縁板の斜視図である。この発明の実施形態１に係るシールド板の斜視図である。この発明の実施形態１に係るホールＩＣの斜視図である。この発明の実施形態１に係る導体を組み合わせて成る電流センサの分解斜視図である。この発明の実施形態１に係る導体を組み合わせて電流センサを構成した状態を示す斜視図である。この発明の実施形態２に係る導体の斜視図である。

Claims

軟磁性材であるシートメタルから打ち抜かれた一枚の部材からなり、入出力端子と繋がる主幹と、前記主幹と略直角の対向方向に少なくとも２つ以上の枝部を備えた導体。
前記少なくとも２つ以上の枝部を曲げ加工することで枝部の端部の面が略平行となり形成されるエアギャップを有する請求項１の導体。
少なくとも主幹と繋がる入出力端子にスズメッキを施した請求項１ないし請求項２のいずれか一項に記載の導体。
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の導体を備えた電流センサ。
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の導体で形成されるエアギャップ内にホールＩＣを備える電流センサ。
前記エアギャップとホールＩＣとの間に絶縁板を備える請求項５の電流センサ。
前記エアギャップ内のホールＩＣと絶縁板の間にシールド板を備える請求項５に記載の電流センサ。
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の導体と絶縁板とホールＩＣが同方向に組み合わさる請求項５に記載の電流センサ。