JP2016125839A - 可飽和コアの固定具及び固定方法並びにフラックスゲート電流センサ - Google Patents

Abstract

【課題】組立時の応力や、周囲温度等、可飽和コアの磁気特性に対する悪影響を抑制し且つ低コストで製造可能な固定具及び可飽和コアの固定方法、並びに優れた精度で測定可能なフラックスゲート電流センサを提供する。【解決手段】略Ｃ字状を呈する第１の支持体１２と、第１の支持体１２を収容する第２の支持体１３を備え、第１の支持体１２の内部には、帯状の可飽和コア１１を収容し支持する収容支持部を有し、前記収容支持部は、第１の支持体１２の略Ｃ字状に沿って形成され且つ第１の支持体１２の両端面を貫通し、収容した可飽和コア１１の各々の端部を第１の支持体１２の各々の端面から延出させ、第２の支持体１３は、外周面に励磁コイル１２５が配設された第１の支持体１２を収容する。【選択図】図４

Description

本発明は、高透磁率磁性材料を用いた帯状の可飽和コアを固定する固定具、及び可飽和コアの固定方法、並びに前記固定具に固定された可飽和コアを備えたフラックスゲート電流センサに関する。

従来、フラックスゲート電流センサとして、樹脂材料からなるリング形状の支持体と、この支持体上に巻き付けられた帯状の可飽和コアと、前記支持体及び可飽和コアに巻き付けられ、前記可飽和コアを励磁する励磁コイルを備えたものがある。前記可飽和コアは、前記支持体に巻かれた状態を維持するため、絶縁テープで固定されており、当該絶縁テープは、前記可飽和コアと前記励磁コイルとの電気的絶縁を行うため、前記支持体に巻かれた可飽和コアの全表面を覆う構成となっている（例えば、特許文献１参照）。

また、帯状の可飽和コアを励磁する目的で設置される励磁コイルをトロイダル巻き線として設置したフラックスゲート電流センサも紹介されている（例えば、特許文献２参照）。

そしてまた、トロイダル磁気回路上にコイルを製造する方法として、熱接着性ワニスが被覆された導線を筒状マンドレルの周りに巻き付けることにより直線状コイルを製造する工程と、エアギャップを備えた磁気回路を１４０〜１６０℃の間で加熱する工程と、エアギャップの唇状部をトロイダル磁気回路の平面に垂直な方向に分離することにより磁気回路を開路する工程と、筒状マンドレルから直線状コイルを引き抜く工程と、直線状コイルを加熱してそれに可撓性を与える工程と、開路されたトロイダル磁気回路上に直線状コイルを滑らせる工程と、トロイダル磁気回路を再閉路する工程と、組立体を冷却する工程とを具備する方法が紹介されている（例えば、特許文献３参照）。

国際公開第２０１２／０２５８５９号 欧州特許第０３５６１７１明細書 特開平８−３７１２３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているフラックスゲート電流センサは、前述したように、リング状の支持体に巻かれた可飽和コアの形状維持及び励磁コイルとの電気的絶縁を目的に、前記可飽和コアの全表面を絶縁テープで固定する構成を有している。このため、前記可飽和コアを支持体に巻き付ける際の巻き付け強度や、前記絶縁テープで固定する際に可飽和コアにかかる応力により、当該可飽和コアの磁気特性に支障を来し、フラックスゲート電流センサの測定精度が劣化する虞がある。

また、前記支持体や絶縁テープ等、前記帯状の可飽和コアを固定する部材が、周囲温度によって形状変化を起こす可能性もあり、前記可飽和コアの磁気特性に支障を来し、フラックスゲート電流センサの測定精度が劣化する虞もある。

そしてまた、特許文献１に開示されている励磁コイルは、開放部のないリング状の支持体に巻かれているため、特許文献２と同様に、励磁コイルをトロイダル巻き線にする必要があり、製造コストが増加する。

さらにまた、特許文献３に開示されているコイルの製造方法は、開路されたトロイダル磁気回路上に直線状コイルを滑らせる工程の際に、前記直線状コイル及び又はコアが、ジュール効果か又はあらゆる熱源のどちらかによって加熱され、ワニスを軟化させてしかるべき可撓性を作り出し、前記直線上コイル４が前記コア上を滑らせられ、その後、前記コアのエアギャップの唇状部が互いに対面する位置に戻されるため、前記コアに不要な応力がかかり、コアの磁気特性に支障を来たす虞がある。また、コアと直線上コイルは、当該直線上コイルを構成する導線に熱接着性絶縁ワニスを被覆することで絶縁しているため、十分な絶縁が行えない可能性もある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、組立時の応力や、周囲温度等、可飽和コアの磁気特性に対する悪影響を抑制でき且つ低コストで製造可能であり、可飽和コアを安定して固定することができる固定具、及びこの可飽和コアの固定方法、並びに前記固定具に固定された可飽和コアを備え、優れた精度で測定することができるフラックスゲート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、帯状の可飽和コアを固定する固定具であって、略Ｃ字状を呈する第１の支持体と、前記第１の支持体を収容する第２の支持体とを備え、前記第１の支持体の内部には、前記帯状の可飽和コアを収容し支持する収容支持部を有し、前記収容支持部は、前記第１の支持体の略Ｃ字状に沿って形成され且つ当該第１の支持体の両端面を貫通し、収容した可飽和コアの各々の端部を当該第１の支持体の各々の端面から延出させ、前記第２の支持体は、外周面に励磁コイルが配設された前記第１の支持体を収容する固定具を提供するものである。

この構成を備えた固定具は、前記収容支持部に前記可飽和コアを収容することで当該可飽和コアを支持し、その形状を維持することができるため、前記可飽和コアに組立時の応力がかかることを防止することができる。また、予め形成されている励磁コイルを第１の支持体に配設することができるため、組み立て工程を簡略化することができる。

また、前記第２の支持体は、前記第１の支持体を収容した際に、当該第１の支持体の各々の端面から延出した可飽和コアの両端部を重ねた状態で挟み込み且つ当該可飽和コアの両端部を互いに周方向に移動可能に固定する複数の支柱を有することができる。この構成により、例えば、周囲温度等の影響により、前記第１の支持体の形状が変化したとしても、前記可飽和コアは、前記第１の支持体の形状変化に追従することができるため、周囲温度等の影響により前記可飽和コアにかかる応力の影響を大幅に緩和することができる。さらに、前記可飽和コアを絶縁テープ等で固定する必要がないため、当該絶縁テープの使用による不要な応力が可飽和コアにかかることがない。

さらにまた、前記第１の支持体はその外周面に第１の係合部を有し、前記第２の支持体は、前記第１の係合部と係合する第２の係合部を有し、前記第１の係合部及び第２の係合部は、両者が係合した際に、前記励磁コイルと前記第２の支持体との間に隙間を形成することができる。このような構成にすることにより、前記励磁コイルと前記第２の支持体との直接接触を簡単に防止することができる。

また、前記支柱は、接続端子を支持するための支柱とすることもできる。即ち、接続端子を支持するための支柱を利用して、前記可飽和コアの両端部を重ねた状態で挟み込むことができるため、当該可飽和コアの両端部を止めるための部材を別途設ける必要がなく、構造を簡略化することができる。

そしてまた、前記収容支持部は溝であってもよい。この場合、前記溝は、前記第１の支持体の軸心方向に対し垂直となる一方の面と、当該一方の面とは反対側となる面とが交互に開口する開口部を有することができる。このように、交互に開口する開口部を有することで、前記溝に収容された可飽和コアが、第１の支持体の軸心方向に抜け落ちることをさらに防止することができる。

そしてまた、本発明は、上述した本発明に係る固定具で帯状の可飽和コアを固定する方法であって、前記第１の支持体の外周面に前記励磁コイルを配設する工程と、前記励磁コイルが配設された第１の支持体の一方の端面から前記収容支持部に前記可飽和コアを挿入し、当該可飽和コアの各々の端部を当該第１の支持体の各々の端面から延出させる工程と、を有する可飽和コアの固定方法を提供するものである。

この固定方法により、予め形成されている励磁コイルを第１の支持体に配設することができ、且つ前記収容支持部に前記可飽和コアを簡単に収容することができる。したがって、組み立て工程を簡略化することができると共に、前記可飽和コアに組立時の応力がかかることを防止することができる。

また、本発明に係る可飽和コアの固定方法は、前記第１の支持体の各々の端面から延出した可飽和コアの両端部を重ね合わせ、前記支柱に挟み込む工程をさらに有することができる。この工程を有することで、前記可飽和コアを絶縁テープ等で固定する必要がないため、当該絶縁テープの使用による不要な応力が可飽和コアにかかることがない。また、例えば、周囲温度等の影響により、前記第１の支持体の形状が変化したとしても、前記可飽和コアは、前記第１の支持体の形状変化に追従することができるため、周囲温度等の影響により前記可飽和コアにかかる応力の影響を大幅に緩和することができる。

さらにまた、本発明は、上述した本発明に係る固定具で支持された可飽和コアを備えたフラックスゲート電流センサを提供するものである。この構成を備えたフラックスゲート電流センサは、組立時の応力や、周囲温度等、可飽和コアの磁気特性に対する悪影響を抑制でき、且つ低コストで製造可能であり、前記可飽和コアを安定して固定することができる。このため、優れた精度で測定することができるフラックスゲート電流センサを低価格で提供することができる。

本発明によれば、組立時の応力や、周囲温度等、可飽和コアの磁気特性に対する悪影響を抑制でき且つ低コストで製造可能であり、可飽和コアを安定して固定することができる固定具、及びこの可飽和コアの固定方法、並びに前記固定具に固定された可飽和コアを備え、優れた精度で測定することができるフラックスゲート電流センサを提供することができる。

本発明の実施形態１に係るフラックスゲート電流センサを示す部分断面斜視図である。 図１に示すフラックスゲート電流センサを示す分解斜視図である。 図２に示すフラックスゲート電流センサの構成要素であるフラックスゲート電流検知ユニットの分解斜視図である。 図３に示すフラックスゲート電流検知ユニットの構成要素である可飽和コア及びこの可飽和コアを固定する固定具を示す分解斜視図である。 図３に示す固定具の構成要素である第１の支持体の平面図である。 図５に示すＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 本発明の実施形態２に係るフラックスゲート電流センサを示す分解斜視図である。 図７に示すフラックスゲート電流センサの構成要素であるフラックスゲート電流検知ユニットの分解斜視図である。

次に、本発明の実施形態に係るフラックスゲート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はない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るフラックスゲート電流センサを示す部分断面斜視図、図２は、図１に示すフラックスゲート電流センサを示す分解斜視図、図３は、図２に示すフラックスゲート電流センサの構成要素であるフラックスゲート電流検知ユニットの分解斜視図、図４は、図３に示すフラックスゲート電流検知ユニットの構成要素である可飽和コア及びこの可飽和コアを固定する固定具を示す分解斜視図、図５は、図３に示す固定具の構成要素である第１の支持体の平面図、図６は、図５に示すVI−VI線に沿った断面図である。なお、前記各図では、説明を判り易くするため、各部材の厚さやサイズ、拡大・縮小率等は、実際のものとは一致させずに記載した。

図１及び図２に示すように、実施形態１に係るフラックスゲート電流センサ１は、略リング状のフラックスゲート電流検知ユニット１０（以下、「検知ユニット１０」と記す）と、検知ユニット１０の端子に接続する回路基板２０と、検知ユニット１０の外側に配置され、検知ユニット１０を包囲する筒状の外側磁気シールド３０と、検知ユニット１０の内側空間に配置される筒状の内側磁気シールド４０と、これらの部品を収納するケース本体５０ａ及びケース蓋５０ｂと、を備えている。なお、実施形態１では、ケース本体５０ａとケース蓋５０ｂとによってケース５０が構成される。

回路基板２０は、ケース５０から延出し、電源供給及び測定信号出力用の外部回路への接続に用いる複数の電気端子２１及び複数の電気端子２２を有している。また、回路基板２０には、後に詳述する接続端子１３４ａ〜１３４ｄを各々貫通させる貫通孔２３ａ〜２３ｄが開口されている。

外側磁気シールド３０及び内側磁気シールド４０は、フラックスゲート電流センサ１の周囲または付近に位置する電気導体、電気モータ、及び他の磁界発生装置による外乱等、外部磁界の影響を低減する役割を果たすものであり、例えば、シリコン鋼、パーマロイ、スーパーマロイ、アモルファスまたはナノ結晶合金等の高い透磁率を有する材料から構成することができる。

内側磁気シールド４０は、後に詳述するケース本体５０ａの中央空間５１を貫通する一次導体（図示せず）の片寄りの影響を低減するために、当該一次導体の磁界を再配分する磁気回路を形成する役割を果たすものであり、外側磁気シールド３０と同様の材料から構成することができる。

ケース本体５０ａは、中央部に円筒状に立設した円筒壁５２が形成された略直方体形状を有している。この円筒壁５２は内側に空間を画定し、この画定された空間が前述した中央空間５１となっている。なお、内側磁気シールド４０は、円筒壁５２の外周に沿って配置される。また、ケース本体５０ａには、ケース本体５０ａにケース蓋５０ｂを被せた際に、回路基板２０の電気端子２１及び２２が外部に延出するための隙間を形成する凹部５３ａ及び５４ａが設けられ、ケース蓋５０ｂには、ケース蓋５０ｂをケース本体５０ａに被せた際に、凹部５３ａ及び５４ａと対向して前記隙間を形成する凹部５３ｂ及び５４ｂが、各々設けられている。なお、ケース蓋５０ｂは、例えば、クリップ等の固定部材や、接着剤、あるいは溶接等によって、ケース本体５０ａに固定される。

フラックスゲート電流検知ユニット１０は、図３に示すように、帯状の可飽和コア１１と、可飽和コア１１を支持する第１の支持体１２と、第１の支持体１２を収容して支持する第２の支持体１３と、第２の支持体１３の外側に配設される磁気コア１４ａ及び１４ｂと、これらの部材を包囲するコアケース１５ａ及び１５ｂを備えている。なお、本発明に係る固定具は、第１の支持体１２と第２の支持体１３とで構成される。

第１の支持体１２は、図３〜図６に示すように、両端が自由端である略Ｃ字状を有しており、その略Ｃ字状に沿って形成された溝１２１を有している。この溝１２１は、可飽和コア１１を挿入可能な大きさを備えており、第１の支持体１２の両端面（自由端の端面）を貫通し、この貫通した一方側が、可飽和コア１１を挿入するための挿入口１２８となっている。さらに、溝１２１は、第１の支持体１２の軸心方向に対し垂直となる一方の面１２６と、当該一方の面とは反対側となる面１２７が交互に開口する開口部１２２及び１２９を有している。このように、交互に開口した開口部１２２及び１２９を有することで、溝１２１に収容された可飽和コア１１が、第１の支持体１２の軸心方向に抜け落ちることをさらに防止することができる。なお、実施形態１では、この溝１２１が本発明に係る収容支持部に相当する。

また、第１の支持体１２の挿入口１２８と反対側の端部には、後に詳述する励磁コイル１２５の一端を固定するための巻き線止め１２３が配設されている。また、第１の支持体１２の挿入口１２８近傍には、後に詳述する第２の支持体１３の固定突起１３６が挿入される固定溝１２４が形成されている。また、励磁コイル１２５の他端は、第２の支持体１３に第１の支持体１２を挿入した際に、固定突起１３６に当接し固定される。なお、実施形態１では、この固定溝１２４が本発明に係る第１の係合部に相当する。

前述したように、第１の支持体１２の外周面には励磁コイル１２５が配設されるが、この時、第１の支持体１２は略Ｃ字状を有しており、両端面の間に空間（開放部）が形成されているため、当該空間（開放部）を利用して、励磁コイル１２５の内側空間に第１の支持体１２を簡単に挿入することができる。即ち、予めソレノイド巻きされた励磁コイル１２５を第１の支持体１２の外周面に簡単に配設することができるため、従来のように、励磁コイルを支持体に巻き付ける工程を行う必要がなく、製造コストを削減することができる。

可飽和コア１１は、第１の支持体１２に励磁コイル１２５を配設した後、挿入口１２８から溝１２１に挿入され、一端が巻き線止め１２３側の貫通口から延出され、他端が挿入口１２８から延出された状態で第１の支持体１２に配設される。この構成により、可飽和コアを支持体に巻き付ける必要や、絶縁テープで固定する必要がない。したがって、可飽和コア１１に不要な応力がかかることなく、可飽和コア１１を環状（リング状）に形成し維持することができる。なお、第１の支持体１２は樹脂製であり、溝１２１内に配設される可飽和コア１１と励磁コイル１２５との電気的絶縁を第１の支持体１２によって取ることができる。また、励磁コイル１２５の外表面には、絶縁膜を被覆する等、絶縁処理がなされている。

第２の支持体１３は、図３及び図４に示すように、中央部が開口された環状（ドーナツ状）を有している。この第２の支持体１３には、軸心に平行な断面が略Ｕ字状を呈する第１の支持体収容部１３１が形成されている。この第１の支持体収容部１３１は、励磁コイル１２５が配設された第１の支持体１２を収容する平面視略Ｃ字状の収容部本体１３２と、複数（実施形態１では４本）の接続端子１３４ａ〜１３４ｄを各々支持する支柱１３５ａ〜１３５ｄが形成される支柱形成部１３３とを有している。

また、第２の支持体１３は、収容部本体１３２と支柱形成部１３３との境界部分の一方に、励磁コイル１２５が配設された第１の支持体１２が収容部本体１３２に収容された際に第１の支持体１２の固定溝１２４に挿入され固定される固定突起１３６が形成され、他方には、巻き線止め１２３が挿入され固定される固定部１３７が形成されている。そして、固定突起１３６が固定溝１２４に固定され、巻き線止め１２３が固定部１３７に固定されることで、第１の支持体１２が第２の支持体１３に安定した状態で保持される。

なお、固定溝１２４、固定突起１３６、巻き線止め１２３、固定部１３７は、励磁コイル１２５が配設された第１の支持体１２が収容部本体１３２に収容された際に、励磁コイル１２５と第２の支持体１３との間に所望の隙間が形成される高さで設計されている。また、固定溝１２４及び固定突起１３６の配設数や配設位置は、任意に決定することができる。この時、巻き線止め１２３及び固定部１３７に代えて、固定溝１２４及び固定突起１３６を配設してもよい。この場合、巻き線止め１２３によって固定される励磁コイル１２５の端部は、第２の支持体に固定してもよい。さらにまた、巻き線止め１２３を第１の支持体１２の両端部に配設し、第２の支持体１３の対応位置に固定部１３７を配設してもよい。この場合、固定溝１２４及び固定突起１３６を併用してもよい。なお、実施形態１では、この固定突起１３６が本発明に係る第２の係合部に相当する。

支柱１３５ａ〜１３５ｄは、第２の支持体１３の円周方向に沿って互いに間隔をおいて順に配設されている。支柱１３５ａ及び１３５ｄは、支柱１３５ｂ及び１３５ｃよりも若干内側（軸心側）に配設されている。このように、複数の支柱１３５ａ〜１３５ｄの配設位置をずらすことで、第１の支持体１２の両端から延出した可飽和コア１１の両端部を重ねた状態で支柱１３５ａ〜１３５ｄに挟み込み、且つ可飽和コア１１の両端部を互いに周方向に移動可能に固定することができる。

このように、第１の支持体１２の両端から延出した可飽和コア１１の両端部を重ねた状態で支柱１３５ａ〜１３５ｄに挟み込み、且つ当該両端部を互いに周方向に移動可能に固定できる構成にしたため、例えば、周囲温度等の影響により第１の支持体１２の形状が変化したとしても、可飽和コア１１は、第１の支持体１２の形状変化に追従することができるため、応力の影響を大幅に緩和することができる。具体的には、周囲温度等の影響により第１の支持体１２が収縮した場合、可飽和コア１１は、溝１２１の軸心側から離れるよう移動するため、応力の影響を大幅に緩和することができる。一方、第１の支持体１２が膨張した場合、可飽和コア１１の両端部の支柱１３５ａ〜１３５ｄに重ねて挟み込んだ部分が円周方向にスライドし、応力の影響を大幅に緩和することができる。したがって、周囲温度等の影響により、可飽和コア１１の磁気特性が低下することを確実に防止することができる。

磁気コア１４ａ及び１４ｂは、中央部が開口された環状（ドーナツ状）を有しており、軸心に平行な断面が略Ｕ字状を呈し、この略Ｕ字状を画定する内部空間に、可飽和コア１１及び励磁コイル１２５が配設された第１の支持体１２を収容した第２の支持体１３を収容する。磁気コア１４ａ及び１４ｂは互いに同様の形状を有し、高い透磁率を有する磁性材料で形成されている。磁気コア１４ａ及び１４ｂには、支柱１３５ａ〜１３５ｄが各々貫通する開口部１４１ａ〜１４１ｄ（磁気コア１４ａの開口部は図示せず）が形成されている。

また、磁気コア１４ａ及び１４ｂは、組み合わされた際に、径方向外側の縁部１４２ａと縁部１４２ｂが接触するが、径方向内側の縁部１４３ａと縁部１４３ｂの間には狭い隙間が形成される。この隙間により、フラックスゲート電流センサ１周辺の短絡ループが防止される。

コアケース１５ａ及び１５ｂは樹脂製であり、中央部が開口された環状（ドーナツ状）を有しており、軸心に平行な断面が略Ｕ字状を呈し、この略Ｕ字状を画定する内部空間に、組み合わされた磁気コア１４ａ及び１４ｂを収容する。コアケース１５ａ及び１５ｂは互いに同様の形状を有し、コアケース１５ａの外側底面には、複数（実施形態１では２つ）のフィン１５１ａ及び１５２ａが互いに離間した状態で放射状に形成されている。また、コアケース１５ｂの外側上面には、２つのフィン１５１ｂ及び１５２ｂが同様に形成されている。さらにまた、コアケース１５ａ及び１５ｂには、支柱１３５ａ〜１３５ｄが各々貫通する開口部１５３ａ〜１５３ｄ（コアケース１５ａの開口部１５３ｃ及び１５３ｄ、コアケース１５ｂの開口部１５３ａ及び１５３ｂは図示せず）が共に形成されている。

互いに組み合わされて、磁気コア１４ａ及び１４ｂを収容したコアケース１５ａ及び１５ｂの外周面には、図示しない二次コイル（例えば、絶縁被膜を備える細い導線からなる）が巻き付けられ、ケース５０内に収容される。この時、コアケース１５ａ及び１５ｂに形成されているフィン１５１ａ、１５２ａ、１５１ｂ及び１５２ｂは、前記二次コイルがケース５０に接触しないよう、当該二次コイルとコアケース１５ａ及び１５ｂとの間に所定の空間を形成する役割を果たす。

なお、実施形態１では、収容支持部として、第１の支持体１２に、可飽和コア１１を挿入するための溝１２１を形成した場合について説明したが、これに限らず、収容支持部は、第１の支持体１２の内部を中空とし、この中空部分を溝１２１の代わりにし、当該中空部分の両端から可飽和コア１１の両端部を各々延出させる構成であってもよい。

また、溝１２１は、第１の支持体１２の軸心方向に対し垂直となる一方の面と、当該一方の面とは反対側となる面が交互に開口する構成に限らず、第１の支持体１２の軸心方向に対し垂直となる一方の面または他方の面が開口する構成であってもよい。さらにまた、開口部１２２及び１２９の周方向の長さは、所望により任意に決定することができる。

また、実施形態１では、可飽和コア１１の両端部を重ねた状態で挟み込むため、支柱１３５ａ〜１３５ｄの配設位置を上述のようにずらした場合について説明したが、これに限らず、支柱１３５ａ〜１３５ｄの配設位置は、支柱１３５ａ及び１３５ｄは、支柱１３５ｂ及び１３５ｃよりも若干外側（外周側）に配設してもよい。また、支柱１３５ａ〜１３５ｄの配設位置は、円周方向に沿って順に、内側、外側、内側、外側（即ち、互い違い）であってもよい。さらに、実施形態１では、４本の支柱１３５ａ〜１３５ｄを配設した場合について説明したが、これに限らず、可飽和コア１１の両端部を重ねた状態で挟み込むことができれば、支柱の配設数は任意に設定することができる。

（実施形態２）
次に、本発明に係る実施形態２について図面を参照して説明する。図７は、実施形態２に係るフラックスゲート電流センサを示す分解斜視図、図８は、図７に示すフラックスゲート電流センサの構成要素であるフラックスゲート電流検知ユニットの分解斜視図である。なお、実施形態２では、実施形態１と同様の構成及び同様の処理については、その詳細な説明は省略する。

実施形態２に係るフラックスゲート電流センサ２と、実施形態１に係るフラックスゲート電流センサ１との異なる主な点は、フラックスゲート電流検知ユニット２１０、回路基板２２０、ケース２５０の構成である。

フラックスゲート電流検知ユニット２１０は、図７及び図８に示すように、帯状の可飽和コア１１と、可飽和コア１１を支持する第１の支持体１２と、第１の支持体１２を収容して支持する第２の支持体１３と、第２の支持体１３の外側に配設される磁気コア２１４ａ及び２１４ｂと、これらの部材を包囲するコアケース２１５ａ及び２１５ｂを備えている。

磁気コア２１４ａ及び２１４ｂは、実施形態１と同様に、高い透磁率を有する磁性材料で形成されており、第２の支持体１３の外側に配設される。

磁気コア２１４ａは、図７及び図８に示すように、中央部が開口された環状（ドーナツ状）を有しており、軸心に平行な断面が略Ｕ字状を呈し、この略Ｕ字状を画定する内部空間に、可飽和コア１１及び励磁コイル１２５が配設された第１の支持体１２を収容した第２の支持体１３を収容する。この磁気コア２１４ａは、実施形態１に係る磁気コア１４ａよりも軸心方向の高さが高く形成されており、前記内部空間に、可飽和コア１１及び励磁コイル１２５が配設された第１の支持体１２を収容した第２の支持体１３が完全に収容されるようになっている。なお、磁気コア２１４ａには、支柱１３５ａ〜１３５ｄが各々貫通する開口部（図示せず）が形成されている。

磁気コア２１４ｂは、図７及び図８に示すように、中央部が開口された円盤状を有しており、支柱１３５ａ〜１３５ｄが各々貫通する開口部１４１ａ〜１４１ｄが形成されている。

磁気コア２１４ａ及び２１４ｂは、磁気コア２１４ａに磁気コア２１４ｂを被せた（組み合わせた）際に、径方向外側の縁部２４２ａと縁部２４２ｂが接触するが、径方向内側の縁部２４３ａと縁部２４３ｂの間には狭い隙間が形成される。この隙間により、フラックスゲート電流センサ２周辺の短絡ループが防止される。

コアケース２１５ａ及び２１５ｂは、図７及び図８に示すように、実施形態１に係るコアケース１５ａ及び１５ｂよりもシンプルな構造となっている。コアケース２１５ａ及び２１５ｂは、樹脂製であり、中央部が開口された環状（ドーナツ状）を有しており、軸心に平行な断面が略Ｕ字状を呈し、この略Ｕ字状を画定する内部空間に、組み合わされた磁気コア２１４ａ及び２１４ｂを収容する。コアケース２１５ａ及び２１５ｂは互いに同様の形状を有し、コアケース２１５ａの外側底面には、フィン１５１ａ及び１５２ａが形成され、コアケース２１５ｂの外側上面には、同様に２つのフィン１５１ｂ及び１５２ｂが形成されている。また、コアケース２１５ａ及び２１５ｂには、支柱１３５ａ〜１３５ｄが各々貫通する開口部１５３ａ〜１５３ｄ（コアケース２１５ａの開口部は図示せず）が形成されている。

互いに組み合わされて、磁気コア２１４ａ及び２１４ｂを収容したコアケース２１５ａ及び２１５ｂの外周面には、実施形態１と同様に、図示しない二次コイルが巻き付けられ、ケース２５０内に収容される。

回路基板２２０は、一方の端部に複数の電気端子２１を有しており、当該一方の端部とは反対側の端面は、略半円状に切り欠かれた形状を有している。また、実施形態１と同様に、回路基板２２０には、接続端子１３４ａ〜１３４ｄを各々貫通させる貫通孔２３ａ〜２３ｄが開口されている。

ケース２５０は、ケース本体２５０ａとケース蓋２５０ｂとから構成されている。なお、ケース本体２５０ａとケース蓋２５０ｂは、凹部５４ａ及び５４ｂが形成されていない以外は、ケース本体５０ａとケース蓋５０ｂと同様の構成を備えている。

１、２…フラックスゲート電流センサ、１０、２１０…フラックスゲート電流検知ユニット、１１…可飽和コア、１２…第１の支持体、１３…第２の支持体、１４ａ、１４ｂ、２１４ａ、２１４ｂ…磁気コア、１５ａ、１５ｂ、２１５ａ、２１５ｂ…コアケース、３０…外側磁気シールド、４０…内側磁気シールド、１２１…溝、１２８…挿入口、１２５…励磁コイル、１３５ａ〜１３５ｄ…支柱、１５１ａ、１５１ｂ、１５２ａ、１５２ｂ…フィン

Claims (10)

1. 帯状の可飽和コアを固定する固定具であって、
   略Ｃ字状を呈する第１の支持体と、
   前記第１の支持体を収容する第２の支持体と、
   を備え、
   前記第１の支持体の内部には、前記帯状の可飽和コアを収容し支持する収容支持部を有し、
   前記収容支持部は、前記第１の支持体の略Ｃ字状に沿って形成され且つ当該第１の支持体の両端面を貫通し、収容した可飽和コアの各々の端部を当該第１の支持体の各々の端面から延出させ、
   前記第２の支持体は、外周面に励磁コイルが配設された前記第１の支持体を収容する、固定具。
2. 前記第２の支持体は、前記第１の支持体を収容した際に、当該第１の支持体の各々の端面から延出した可飽和コアの両端部を重ねた状態で挟み込み且つ当該可飽和コアの両端部を互いに周方向に移動可能に固定する複数の支柱を有する、請求項１記載の固定具。
3. 前記第１の支持体は、その外周面に第１の係合部を有し、
   前記第２の支持体は、前記第１の係合部と係合する第２の係合部を有し、
   前記第１の係合部及び第２の係合部は、両者が係合した際に、前記励磁コイルと前記第２の支持体との間に隙間を形成する、請求項１または請求項２記載の固定具。
4. 前記第１の支持体は、その外周面に前記励磁コイルの一端を固定する巻き線止めを有し、
   前記第２の支持体は、前記巻き線止めを固定する固定部を有し、
   前記巻き線止めが前記固定部に固定された際に、前記励磁コイルと前記第２の支持体との間に隙間を形成する、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の固定具。
5. 前記支柱は、接続端子を支持する請求項２記載の固定具。
6. 前記収容支持部が溝である請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の固定具。
7. 前記溝は、前記第１の支持体の軸心方向に対し垂直となる一方の面と、当該一方の面とは反対側となる面とが交互に開口する開口部を有する請求項６記載の固定具。
8. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の固定具で帯状の可飽和コアを固定する方法であって、
   前記第１の支持体の外周面に前記励磁コイルを配設する工程と、
   前記励磁コイルが配設された第１の支持体の一方の端面から前記収容支持部に前記可飽和コアを挿入し、当該可飽和コアの各々の端部を当該第１の支持体の各々の端面から延出させる工程と、
   を有する可飽和コアの固定方法。
9. 前記第１の支持体の各々の端面から延出した可飽和コアの両端部を重ね合わせ、前記支柱に挟み込む工程をさらに有する、請求項８記載の可飽和コアの固定方法。
10. 請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の固定具で支持された可飽和コアを備えたフラックスゲート電流センサ。
    

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