JP2019039732A - Current detection sensor and current measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定対象電路の周りを囲む状態で装着されてこの測定対象電路に流れる電流を検出する電流検出センサ、およびこの電流検出センサを備えた電流測定装置に関するものである。 The present invention relates to a current detection sensor that is mounted in a state of surrounding a measurement target electric circuit and detects a current flowing through the measurement target electric circuit, and a current measurement device including the current detection sensor.
この種の電流検出センサの一例として、本願出願人は下記の特許文献1に開示された電流検出センサ装置を既に提案している。この電流検出センサは、1つの環状磁気コア、および環状磁気コアに形成された空隙部内に配設された磁電変換素子(フラックスゲート素子やホール素子)を備えて、環状磁気コアに挿通された被測定信号線に流れる被測定電流の電流値に比例した電圧値の検出信号を磁電変換素子が出力可能に構成されている。
As an example of this type of current detection sensor, the present applicant has already proposed a current detection sensor device disclosed in
ところで、上記の特許文献1には具体的な記載はないが、環状磁気コアは、一般的にフェライトなどの磁性材料の粉体を所定の形状に成型して焼成することによって形成されている。また、このようにして形成された環状磁気コアは、硬く、衝撃が加わったときに欠けたり、割れたりする可能性があることから、この環状磁気コアでは、内部に生じる磁束の向き(磁路の向き)と直交する平面に沿った断面の厚みを、欠けや割れの生じにくい厚みまで厚くするようにしている。
By the way, although there is no specific description in the
ところが、この環状磁気コアを備えた電流検出センサには、環状磁気コアが厚いことに起因して、電流検出センサを測定対象電路に装着しにくいといった改善すべき課題や、重くなるといった改善すべき課題が存在している。 However, the current detection sensor provided with the annular magnetic core should be improved such that it is difficult to attach the current detection sensor to the measurement target electric path due to the thick annular magnetic core, or it becomes heavy. There are challenges.
本発明は、かかる課題を改善するためになされたものであり、測定対象電路への装着性の向上および軽量化が可能な電流検出センサ、およびこの電流検出センサを備えた電流測定装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made to improve such a problem, and provides a current detection sensor that can be mounted on a measurement target circuit and can be reduced in weight, and a current measurement device including the current detection sensor. The main purpose.
上記目的を達成すべく請求項1記載の電流検出センサは、1つの環状磁気コア、および当該環状磁気コアに形成された空隙部に配設されると共に当該環状磁気コア内に誘起された磁束を検出して検出信号を出力する磁電変換素子を備えている電流検出センサであって、前記環状磁気コアは、可撓性を有する長尺の磁性シート体を、長手方向に沿った一端部および他端部の当該一端部における端面および側面を除く表面と当該他端部における端面および側面を除く表面とが互いに等間隔で対向する環状に湾曲させて形成され、前記空隙部は、互いに対向する前記一端部における前記表面と前記他端部における前記表面とで挟まれた領域で構成されている。
In order to achieve the above object, the current detection sensor according to
請求項2記載の電流検出センサは、1つの環状磁気コア、および当該環状磁気コアに形成された空隙部に配設されると共に当該環状磁気コア内に誘起された磁束を検出して検出信号を出力する磁電変換素子を備えている電流検出センサであって、前記環状磁気コアは、可撓性を有する長尺の複数の磁性シート体を長手方向に沿って並設し、かつ当該複数の磁性シート体のうちの隣接する任意の2つの磁性シート体における一方の磁性シート体の前記長手方向に沿った一端部における端面および側面を除く表面と、当該2つの磁性シート体における他方の磁性シート体の前記長手方向に沿った他端部における端面および側面を除く表面とを互いに等間隔で対向させることによって全体として環状に形成され、前記空隙部は、互いに対向する前記一端部における前記表面と前記他端部における前記表面とで挟まれた領域で構成されている。
The current detection sensor according to
請求項3記載の電流検出センサは、請求項1または2記載の電流検出センサにおいて、前記磁電変換素子は、前記空隙部を構成する前記一端部における前記表面および前記他端部における前記表面のうちの一方に固定されている。
The current detection sensor according to
請求項4記載の電流検出センサは、可撓性を有する長尺の磁性シート体と、環状に湾曲させられた前記磁性シート体における長手方向に沿った一端部および他端部を、当該一端部および当該他端部のうちの一方の端部を着脱自在で、かつ当該一端部における端面および側面を除く表面と当該他端部における端面および側面を除く表面とが互いに等間隔で対向する対向状態で保持可能な保持部と、前記保持部内における前記対向状態での前記一端部の前記表面と前記他端部の前記表面とで挟まれた領域で構成される空隙部に配設されて、前記磁性シート体内に誘起された磁束を検出して検出信号を出力する磁電変換素子とを備えている。 The current detection sensor according to claim 4, wherein the one end portion and the other end portion in the longitudinal direction of the long magnetic sheet body having flexibility and the annularly curved magnetic sheet body are provided at the one end portion. And one end of the other end is detachable, and the surface excluding the end face and the side face at the one end and the surface excluding the end face and the side face at the other end face each other at equal intervals. A holding portion that can be held in the holding portion, and a gap formed by a region sandwiched between the surface of the one end portion and the surface of the other end portion in the holding state in the holding portion, And a magnetoelectric conversion element that detects a magnetic flux induced in the magnetic sheet and outputs a detection signal.
請求項5記載の電流測定装置は、測定対象電路に装着される請求項1から4のいずれかに記載の電流検出センサと、前記測定対象電路に電流が流れることによって前記磁性シート体内に前記磁束が誘起されているときの前記検出信号に基づいて前記電流の電流値を測定する処理部とを備えている。
The current measuring device according to claim 5 is provided with the current detection sensor according to any one of
請求項1,2,4記載の電流検出センサおよびこの電流検出センサを備えた請求項5記載の電流測定装置によれば、磁性シート体(偏平な磁性体)を使用する構成のため、磁性シート体に相当する磁性体としてフェライトなどの磁性材料の粉体を所定の形状に成型し焼成することによって形成された一般的な磁気コアを使用する構成と比較して、磁性体の体積を大幅に低減することができることから、大幅な軽量化を図ることができる。また、この電流検出センサおよびこの電流測定装置によれば、偏平な磁性シート体を使用する構成のため、上記の一般的な磁気コアを使用する構成では挿入し得ない狭い隙間にも挿入できることから、測定対象電路への装着性についても向上させることができる。また、電流検出センサおよびこの電流測定装置によれば、磁性シート体の長手方向に沿った一端部の端面と他端部の端面との間に磁電変換素子を配設するのではなく、この一端部およびこの他端部を対向させるようにして磁性シート体を環状に湾曲させると共に、実際に対向するこの一端部における表面とこの他端部における表面とで挟まれた領域を空隙部としてこの空隙部内に磁電変換素子を配設する構成としたことにより、磁性シート体の幅を磁電変換素子の幅よりも長く規定し、かつ一端部および他端部の長さ(対向する部分の長さ)を磁電変換素子の長さよりも長く規定することで、偏平な磁性体である磁性シート体を使用しつつ、空隙部に漏れ出す高い密度の磁束を均一な状態で磁電変換素子に通過させるようにすること、つまり十分な検出感度を確保することができる。
According to the current detection sensor according to
請求項3記載の電流測定装置およびこの電流検出センサを備えた請求項5記載の電流測定装置によれば、空隙部を構成する磁性シート体の一端部における表面および他端部における表面のうちの一方に磁電変換素子が固定されているため、磁性シート体のこの一方を固定するだけて、磁電変換素子についても固定できるため、磁電変換素子単体での固定作業を省略することができる。
According to the current measuring device according to
請求項4記載の電流測定装置およびこの電流検出センサを備えた請求項5記載の電流測定装置によれば、磁性シート体の一方の端部を着脱自在としたことにより、取り外しできない測定対象電路に対しても装着することができる。 According to the current measuring device according to claim 4 and the current measuring device according to claim 5 provided with the current detection sensor, by making one end of the magnetic sheet body detachable, the current measuring device cannot be removed. You can also wear it.
以下、電流検出センサおよび電流測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a current detection sensor and a current measurement device will be described with reference to the accompanying drawings.
最初に、電流測定装置としての電流測定装置1の構成について、図面を参照して説明する。
First, the configuration of the
電流測定装置1は、図1に示すように、電流検出センサ2および測定装置本体3を備え、例えば電線やバスバーなどの電流供給用の線状導体または棒状導体のような測定対象電路51に、電流検出センサ2を環状に湾曲させて測定対象電路51の周りを囲む状態で装着することにより、測定対象電路51に流れる測定電流I(直流電流および交流電流のうちの少なくとも一方)の電流値I1を測定可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the
電流検出センサ2は、図1に示すように、一例として、磁気コア部11、保持部12、磁気センサ(磁電変換素子)13、信号ケーブル14およびコネクタ15を備えている。
As shown in FIG. 1, the
磁気コア部11は、一例として、図1,2に示すように、磁性シート体21および絶縁被覆22を備えている。磁性シート体21は、均一な厚みの偏平な、かつ長尺な外形の磁性体であって、例えば、可撓性を有する平面視形状が長方形状で、かつ偏平な磁性シートの単体、またはそれぞれ可撓性を有すると共に同じ平面視形状(例えば長方形状)で、かつ偏平に形成されて互いに積層された複数の磁性シートの積層体で構成されている。この場合、この積層体は、全体としても可撓性を有し、かつ平面視形状が長方形状に形成された長尺で偏平な磁性体として構成されている。また、この磁性シートは、一例として、軟磁性粉末を、樹脂材料などの結合材料を用いて均一な厚さのシート状に成型することで作製されている。
As an example, the
絶縁被覆22は、絶縁性および柔軟性を有する非磁性の樹脂材料を用いて、図2に示す磁気コア部11の断面図で表されるように、磁性シート体21の外面全体(一対の側面21a,21b、一対の表面21c,21d、および一対の端面21e,21f(図3,4参照))を覆う状態で形成されている。なお、絶縁被覆22は、本例では1層に形成されているが、2層などの多層に形成されていてもよい。また、絶縁被覆22は、磁性シート体21の外面全体に亘って均一な厚みで形成されていてもよいが、磁気センサ13を配設するための空隙部GPが後述するようにして相互間に形成される磁性シート体21の一対の表面21c,21d上での厚みについては少なくとも均一に形成されるのが好ましい。
The
上記の構成の磁気コア部11は、磁性シート体21が上記したように長尺で偏平な長方形状に形成されていることから、絶縁被覆22が施された状態においても、長尺で偏平な長方形状に形成されている。これにより、磁気コア部11は、フェライトなどの磁性材料の粉体を所定の形状に成型し焼成することによって形成された一般的な磁気コアを使用する構成と比較して、大幅な軽量化が図られている。
Since the
保持部12は、剛性を有する樹脂材料(非磁性材料および磁性材料のいずれでもよいが、後述する磁気センサ13への不要な外部磁界の影響を軽減するためには磁性材料が好ましい)を用いて、一例として図1に示すように内部が中空の箱状に形成されている。また、保持部12は、内部に不図示の2つの保持機構が配設されて、内部に挿入された磁気コア部11における長手方向に沿った一端部11aおよび他端部11bのうちの一方の端部(本例では一例として一端部11a)を2つの保持機構のうちの一方の保持機構によって着脱不能に保持すると共に、磁気コア部11が湾曲させられて(捻らないように湾曲させられて)、図1に示すように、上記の一方の端部の挿入方向(図1では、右から左に向かう方向)とは逆の向き(図1では、左から右に向かう方向)で内部に挿入された一端部11aおよび他端部11bのうちの他方の端部(本例では一例として他端部11b)を2つの保持機構のうちの他方の保持機構によって着脱自在に保持可能に構成されている。
The holding
このようにして湾曲させられて、一端部11aおよび他端部11bが保持部12によって保持された磁気コア部11は、図1において実線で示されるように、一端部11aおよび他端部11bが保持部12内において近接して配置されることにより、全体として環状に形成される。この状態においては、磁気コア部11を構成する磁性シート体21もまた、図1,3に示すように、湾曲させられて長手方向に沿った一端部EN1(一端部11a内に位置する端部)および他端部EN2(他端部11b内に位置する端部)が接近して配置された状態となることにより、全体として環状に形成される(つまり、環状磁気コアにに形成される)。
The
また、保持部12は、図1に示すように、磁気コア部11の一端部11aおよび他端部11bが互いに等間隔で対向するように(例えば、同図に示すように、互いに平行な状態で対向するように)、一端部11aおよび他端部11bを各保持機構で保持するように構成されている。この構成により、磁性シート体21の一端部EN1および他端部EN2についても、図1,3,4に示すように、互いに等間隔で対向するように(例えば、各図に示すように、互いに平行な状態で対向するように)保持される。具体的には、磁性シート体21が図1,3に示すように湾曲されて環状に形成されている状態において、図1,3,4に示すように、一端部EN1および他端部EN2は、一端部EN1における端面21eおよび側面21a,21bを除く表面(本例では、表面21c,21dのうちの表面21c)と他端部EN2における端面21fおよび側面21a,21bを除く表面(本例では、表面21c,21dのうちの表面21d)とが互いに等間隔で対向する状態(本例では平行となる状態)に保持される。
In addition, as shown in FIG. 1, the holding
また、図1に示すようにして電流検出センサ2が装着された測定対象電路51に測定電流Iが流れている状態においては、測定対象電路51の周囲に磁界が発生し、これに伴い環状の磁性シート体21内には、この磁界の強さに応じた密度で磁束が誘起する。この場合、上記のようにして互いに対向して保持された磁性シート体21の一端部EN1および他端部EN2間の空間には、図4において矢印を付した線で示すように、磁性シート体21内の磁束が種々の方向に漏れ出すが、互いに等間隔で対向する一端部EN1の表面21cと他端部EN2の表面21dとで挟まれた領域(図4において破線で囲まれた領域)には他の領域よりも高い密度で磁束が漏れ出す。つまり、図1,3に示すように環状に形成されて環状磁気コアとして構成された磁性シート体21において、この一端部EN1の表面21cと他端部EN2の表面21dとで挟まれた領域は、環状磁気コアにおけるギャップ(空隙部)GPとして機能する。
In addition, in the state where the measurement current I is flowing in the measurement target
このため、この電流検出センサ2では、磁性シート体21と共に上記の磁束についての磁気回路を構成するこの空隙部GPに磁気センサ13が配設されている。この場合、図5に示すように、互いに対向する磁性シート体21の一端部EN1および他端部EN2を平面視した状態において、磁気センサ13が空隙部GPからはみ出さないようにするため(磁気センサ13全体が空隙部GPに含まれるようにするため、つまり空隙部GPに漏れ出す高い密度の磁束が均一な状態で磁気センサ13を通過し得るようにするため)、磁性シート体21は、その幅L2が磁気センサ13の幅よりも長く規定され、かつ互いに対向する一端部EN1および他端部EN2の長さ(対向する部分の長さ)L3が磁気センサ13の長さよりも長く規定されている。
For this reason, in the
また、磁気センサ13は、この磁気センサ13と共に保持部12内に配設された不図示の駆動回路によって駆動されることにより、空隙部GPを通過する磁束を検出して、磁束密度に応じた電圧値で、かつ磁束の向きに応じた極性の検出信号S1(電圧信号)を出力する。この検出信号S1は、例えば、保持部12内に配設された不図示の増幅器で増幅されて、検出信号S2として信号ケーブル14を介してコネクタ15から外部(電流検出センサ2が接続された測定装置本体3)に出力される。
Further, the
また、この種の電流検出センサでは、環状に湾曲させられた磁気コア部11内での測定対象電路51の位置が空隙部GP(磁気センサ13の配設部位)に近すぎると、磁気センサ13は、測定対象電路51の影響を受けて、測定電流Iの電流値I1を正確に示す検出信号S1を出力できない場合が生じることがある。このため、本例の電流検出センサ2では、環状に湾曲させられた磁気コア部11の内側に位置する保持部12の外面から空隙部GP(空隙部GP内に配設された磁気センサ13)までの距離L1が、測定対象電路51の影響を受けにくい長さに規定されている。
Further, in this type of current detection sensor, if the position of the measurement target
測定装置本体3は、ケース31、ケース31の外面に配設されて電流検出センサ2のコネクタ15が接続されるコネクタ32、ケース31に内蔵された処理部33および出力部34を備えている。この測定装置本体3では、処理部33が、測定対象電路51に装着された電流検出センサ2から出力された検出信号S2をコネクタ32を介して入力し、この検出信号S2の電圧値に基づいて測定対象電路51に流れる測定電流Iの電流値I1を算出すると共にこの検出信号S2の極性に基づいて測定電流Iの極性を特定して、特定した極性を示す情報と共に電流値I1を示す情報を電流情報として出力部34に出力する。
The measuring apparatus
出力部34は、一例として、LCDなどのディスプレイ装置で構成されて、処理部33から出力された電流情報に基づいて電流値I1とその極性とを画面に表示する。なお、出力部34は、ディスプレイ装置に代えて、種々のインターフェース回路で構成してもよく、例えば、メディアインターフェース回路としてリムーバブルメディアに上記の電流情報を記憶させたり、ネットワークインターフェース回路としてネットワーク経由で外部装置に上記の電流情報を伝送させたりする構成を採用することもできる。
For example, the
次に、測定対象電路51の測定電流Iについての電流測定装置1による測定動作と共に電流検出センサ2の検出動作について説明する。
Next, the detection operation of the
電流測定装置1では、測定電流Iの測定動作に先立ち、まず、図1において破線で示すように、他端部11bが保持部12に装着されていない状態の磁気コア部11を、湾曲させながら(曲げながら)測定対象電路51を取り囲むように測定対象電路51の周囲に配置し、次いで、同図において実線で示すように、磁気コア部11の他端部11bを保持部12内に挿入して保持部12に装着する。これにより、電流検出センサ2は、磁気コア部11が測定対象電路51の周りを囲んだ状態で、測定対象電路51に装着される。また、磁気コア部11を構成する磁性シート体21は、図1,3に示すように、1つの環状磁気コアとして構成される。
In the
この場合、磁気コア部11は偏平な長方形状に形成されているため、例えば測定対象電路51が他の電路と近接して配設されて、周囲に狭い隙間しかない場合であっても、狭い隙間を通して磁気コア部11を測定対象電路51に装着することが可能となっている。また、保持部12内に挿入された磁気コア部11の他端部11bは、図1に示すように、磁気センサ13を挟んで磁気コア部11の一端部11aと等間隔で対向した状態に配置される。これにより、磁気コア部11の一端部11aにおける表面21cと他端部11bにおける21dとで挟まれた領域が空隙部GPとして構成されて、磁気センサ13がこの空隙部GP内に位置する状態となる。
In this case, since the
この状態において測定対象電路51に測定電流Iが流れたときには、測定対象電路51の周囲に測定電流Iの電流値I1に応じた強さの磁界が発生し、これに伴い磁気コア部11を構成する磁性シート体21内には、この磁界の強さに応じた密度で磁束が誘起する。保持部12内の空隙部GPに配設されている磁気センサ13は、この磁束を検出して、磁束密度に応じた電圧値で、かつ磁束の向きに応じた極性の検出信号S1を出力する。また、保持部12内に配設された不図示の増幅器は、この検出信号S1を増幅し、検出信号S2として信号ケーブル14を介してコネクタ15に出力する。
In this state, when the measurement current I flows through the
測定装置本体3では、処理部33が、電流検出センサ2から出力された検出信号S2をコネクタ32を介して入力し、この検出信号S2の電圧値に基づいて測定対象電路51に流れる測定電流Iの電流値I1を算出すると共にこの検出信号S2の極性に基づいて測定電流Iの極性を特定して、特定した極性を示す情報と共に電流値I1を示す情報を電流情報として出力部34に出力する。出力部34は、処理部33から出力された電流情報に基づいて電流値I1とその極性とを画面に表示する。これにより、測定電流Iの測定が完了する。
In the measurement apparatus
このように、この電流検出センサ2では、磁気コア部11を構成する磁性シート体21を、長手方向に沿った一端部EN1および他端部EN2のこの一端部EN1における端面21eおよび側面21a,21bを除く表面(表面21c,21dのうちの表面21c)とこの他端部EN2における端面21fおよび側面21a,21bを除く表面(表面21c,21dのうちの表面21d)とが互いに等間隔で対向する環状に湾曲させて環状磁気コアが形成され、磁気センサ13が配設される空隙部GPは、互いに対向する一端部EN1における表面21cと他端部EN2における表面21dとで挟まれた領域で構成されている。
As described above, in the
したがって、この電流検出センサ2、およびこの電流検出センサ2を備えた電流測定装置1によれば、磁性シート体21(偏平な磁性体)を使用する構成のため、磁性シート体21に相当する磁性体としてフェライトなどの磁性材料の粉体を所定の形状に成型し焼成することによって形成された一般的な磁気コアを使用する構成と比較して、磁性体の体積を大幅に低減することができることから、大幅な軽量化を図ることができる。また、この電流検出センサ2およびこの電流測定装置1によれば、偏平な磁性シート体21を使用する構成のため、上記の一般的な磁気コアを使用する構成では挿入し得ない狭い隙間にも挿入できることから、測定対象電路51への装着性についても向上させることができる。
Therefore, according to the
また、この電流検出センサ2およびこの電流測定装置1によれば、磁性シート体21の長手方向に沿った一端部EN1の端面21eと他端部EN2の端面21fとの間に磁気センサ13を配設するのではなく、一端部EN1および他端部EN2を対向させるようにして磁性シート体21を環状に湾曲させると共に実際に対向する一端部EN1における表面21cと他端部EN2における表面21dとで挟まれた領域を空隙部GPとしてこの空隙部GP内に磁気センサ13を配設する構成としたことにより、図5に示すように、磁性シート体21の幅L2を磁気センサ13の幅よりも長く規定し、かつ一端部EN1および他端部EN2の長さ(対向する部分の長さ)L3を磁気センサ13の長さよりも長く規定することで、偏平な磁性体である磁性シート体21を使用しつつ、空隙部GPに漏れ出す高い密度の磁束を均一な状態で磁気センサ13に通過させるようにすること、つまり十分な検出感度を確保することができる。
In addition, according to the
なお、上記の例では、図1に示すように、磁気コア部11の一端部11aおよび他端部11bを互いに逆方向から保持部12に挿入する構成を採用しているが、この構成に代えて、図6に示すように、互いに同じ方向から保持部12に挿入する構成を採用することもできる。この構成においても、保持部12内に配設された2つの保持機構で一端部11aおよび他端部11bを互いに平行な状態で保持させるようにすることで、一端部11aおよび他端部11b内に配設された磁性シート体21の一端部EN1および他端部EN2についても互いに平行な状態となることから、互いに対向する一端部EN1における表面21cと他端部EN2における表面21cとで挟まれた領域を空隙部GPとすることができる。したがって、この図6に示す構成の電流検出センサ2、およびこの電流検出センサ2を備えた電流測定装置1においても、図1に示す構成の電流検出センサ2および電流測定装置1と同じ上記の効果を奏することができる。なお、一端部EN1および他端部EN2の保持部12内への挿入方向が異なることに起因する上記の構成以外の構成については、図1に示す電流検出センサ2および電流測定装置1と同じ構成であるため、説明を省略する。
In the above example, as shown in FIG. 1, a configuration in which one
また、磁気センサ13の保持部12内での固定構造については、磁気コア部11の一端部11aおよび他端部11bのいずれにも直接固定しないで、保持部12内に配設された固定台(図示せず)などに固定する構成を採用することもできるし、磁気コア部11における一端部11aおよび他端部11bのうちの保持機構によって着脱不能に保持される一方(上記の例では一端部11a)の表面(保持機構によって着脱自在に保持される他方と対向する表面)に直接固定する構成(つまり、磁性シート体21における一端部EN1および他端部EN2のうちの一方(この例では、一端部11a側の一端部EN1)に直接固定する構成でもある)を採用することもできる。この直接固定する構成においては、磁気センサ13に対して駆動回路からの駆動信号を供給したり、磁気センサ13から出力される検出信号S1を伝達させたりするための不図示の配線パターンが形成されたフレキシブル基板41を図7,8に示すように磁気コア部11に取り付けると共に、このフレキシブル基板41上に磁気センサ13を配設(固定)する構成を採用することができる。この構成によれば、磁気コア部11における一端部11aおよび他端部11bのうちの一方(上記の例では一端部11a)を保持機構に保持させることで、つまり、磁性シート体21における一端部EN1および他端部EN2のうちの一方(上記の例では一端部EN1)を保持機構に保持させることで、磁気センサ13についても保持部12に固定することができるため、磁気センサ13単体での保持部12への固定作業(取付け作業)を省略することが可能となる。
The fixing structure of the
また、このフレキシブル基板41を使用する構成におけるフレキシブル基板41の大きさについては、図7に示すように、磁気コア部11における一端部11aおよび他端部11bのうちの保持機構によって着脱不能に保持される一方(上記の例では一端部11a)にのみ存在する大きさとすることもできるし、図8に示すように、磁気コア部11における一端部11aおよび他端部11bのうちの保持機構によって着脱不能に保持される一方(上記の例では一端部11a)から、保持機構によって着脱自在に保持される他方(上記の例では他端部11b)に亘って存在する大きさとすることもできる。図7,8に示す構成を比較した場合、図7に示す構成の電流検出センサ2では、フレキシブル基板41が小さくて済む分だけ、電流検出センサ2のコストを低減できるという効果が奏される。一方、図8に示す構成の電流検出センサ2では、若干のコストの上昇は伴うものの、フレキシブル基板41によって磁気コア部11の可撓性を確保しつつ強度を向上させることができるという効果が奏される。
Moreover, about the magnitude | size of the
また、上記の例では、電流検出センサ2は、磁気コア部11を環状の状態(一端部11aおよび他端部11bを保持部12に保持させた状態)から非環状の状態(一端部11aだけを保持部12に保持させた状態)に、また逆に非環状の状態から環状の状態にし得る構成(他端部11bが着脱自在な構成)を採用して、取り外しできない測定対象電路51への装着も可能としているが、この構成に限定されるものではない。例えば、図示はしないが、環状ケースに磁気コア部11を環状の状態(一端部11aおよび他端部11bを互いに対向させた状態)で配設すると共に、この環状ケース内における一端部11aおよび他端部11b間の空隙部GP内に磁気センサ13を配設する構成を採用することもできる。この構成においても、磁性シート体21(偏平な磁性体)を使用する構成のため、磁性シート体21に相当する磁性体としてフェライトなどの磁性材料の粉体を所定の形状に成型し焼成することによって形成された一般的な磁気コアを使用する構成と比較して、磁性体の体積を大幅に低減することができることから、大幅な軽量化を図ることができる。なお、図1に示す電流検出センサ2と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Further, in the above example, the
また、上記の例では、電流検出センサ2は、1つの磁気コア部11で構成されているが、この構成に限定されるものではない。例えば、複数(2つまたは3つ以上)の磁気コア部11を、長手方向に沿って並設し、かつこの複数の磁気コア部11のうちの隣接する任意の2つの磁気コア部11のいずれについても、2つの磁気コア部11における一方の磁気コア部11の長手方向に沿った一端部11aにおける端面および側面を除く表面と、この2つの磁気コア部11における他方の磁気コア部11の長手方向に沿った他端部11bにおける端面および側面を除く表面とを互いに等間隔で対向させることによって全体として環状に形成する構成を採用することもできる。
In the above example, the
この構成においては、各磁気コア部11を構成する磁性シート体21も長手方向に沿って並設され、かつ複数の磁性シート体21のうちの隣接する任意の2つの磁性シート体21における一方の磁性シート体21の長手方向に沿った一端部EN1における端面および側面を除く表面と、2つの磁性シート体21における他方の磁性シート体21の長手方向に沿った他端部EN2における端面および側面を除く表面とについても、互いに等間隔で対向させられた状態となる。このため、この互いに対向する一端部EN1における上記の表面と他端部EN2における上記の表面とで挟まれた領域で空隙部GPが形成されることから、各空隙部GPのそれぞれの内部に磁気センサ13が配設される。
In this configuration, the
一例として、2つの磁気コア部11を使用する構成(つまり、2つの磁性シート体21(以下、一方を磁性シート体211と表記し、他方を磁性シート体212と表記するものとする)を使用する構成)を例に挙げて具体的に説明する。この場合、2つの磁性シート体211,212を並設する構成としては、図9に示すように、2つの磁性シート体211,212を環状に湾曲させた状態において、隣接する2つの磁性シート体211,212における一方の磁性シート体21の一端部EN1が他方の磁性シート体21の他端部EN2の外側に位置した状態で、一端部EN1および他端部EN2が互いに対向するように並設する構成でもよいし、また図10に示すように、2つの磁性シート体211,212を環状に湾曲させた状態において、隣接する2つの磁性シート体211,212における一方の磁性シート体21(同図では磁性シート体211)の一端部EN1および他端部EN2が、共に、他方の磁性シート体21(同図では磁性シート体212)の一端部EN1および他端部EN2の外側に位置した状態で、一端部EN1および他端部EN2が互いに対向するように並設する構成でもよい。
As an example, configuration using two magnetic core portion 11 (that is, two magnetic sheets 21 (hereinafter, denoted one
また、図9,10に示す構成において、上記した図7,8に示す構成、すなわち、磁気コア部11の長手方向に沿った端部に(つまり、磁性シート体21の長手方向に沿った端部に)、磁気センサ13を固定する構成を採用するときには、各磁性シート体211,212の一端部EN1側に磁気センサ13を固定する構成でもよいし、各磁性シート体211,212の他端部EN2側に磁気センサ13を固定する構成でもよい。また、各磁性シート体211,212のうちの一方の磁性シート体21の一端部EN1側および他端部EN2側に磁気センサ13をそれぞれ固定し、各磁性シート体211,212のうちの他方の磁性シート体21の一端部EN1側および他端部EN2側には磁気センサ13を固定しない構成でもよい。
9 and 10, the configuration shown in FIGS. 7 and 8 described above, that is, the end along the longitudinal direction of the magnetic core portion 11 (that is, the end along the longitudinal direction of the magnetic sheet 21). When the configuration for fixing the
また、上記した図8に示すように磁気コア部11における一端部11aから他端部11bに亘る大きさにフレキシブル基板41を形成する構成においては、図11,12に示すフレキシブル基板41の構成を採用することもできる。このフレキシブル基板41では、フレキシブル基板41を構成する樹脂製の長尺なフィルム体42,42間に、ほぼ均一な厚みの磁性シート体21をフィルム体42,42の一端部42aから他端部42bに亘って挟み込んで、磁性シート体21および各フィルム体42,42を一体化して形成している。
Moreover, in the structure which forms the
このフレキシブル基板41では、磁性シート体21が一体化されている(磁性シート体21を含んでいる)ため、このフレキシブル基板41自体が磁気コア部11を構成する。また、このフレキシブル基板41では、磁性シート体21における表面21cがフィルム体42,42のうちの一方と全面に亘って密着し、磁性シート体21における表面21dがフィルム体42,42のうちの他方と全面に亘って密着している。また、このフレキシブル基板41では、磁性シート体21におけるフィルム体42,42の各一端部42a間で挟まれた部位が一端部EN1を構成し、この一端部EN1とフィルム体42,42の各一端部42aとで磁気コア部11の一端部11aが構成される。また、このフレキシブル基板41では、磁性シート体21におけるフィルム体42,42の各他端部42b間で挟まれた部位が他端部EN2を構成し、この他端部EN2とフィルム体42,42の各他端部42bとで磁気コア部11の他端部11bが構成される。この図11,12に示すフレキシブル基板41を予め作製して若しくは購入して使用することにより、電流検出センサ2の製造工程において、磁性シート体21とフレキシブル基板41とを接着して一体化する手間を省くことができる。なお、図1〜3に示す構成と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略した。
In this
1 電流測定装置
2 電流検出センサ
13 磁気センサ
21 磁性シート体(環状磁気コア)
21c 磁性シート体の一端部における端面および側面を除く表面
21d 磁性シート体の他端部における端面および側面を除く表面
EN1 磁性シート体の一端部
EN2 磁性シート体の他端部
GP 空隙部
S1 検出信号
DESCRIPTION OF
21c Surface excluding end and side surfaces at one end of
Claims (5)
前記環状磁気コアは、可撓性を有する長尺の磁性シート体を、長手方向に沿った一端部および他端部の当該一端部における端面および側面を除く表面と当該他端部における端面および側面を除く表面とが互いに等間隔で対向する環状に湾曲させて形成され、
前記空隙部は、互いに対向する前記一端部における前記表面と前記他端部における前記表面とで挟まれた領域で構成されている電流検出センサ。 A current provided with one annular magnetic core and a magnetoelectric conversion element that is disposed in a gap formed in the annular magnetic core and detects a magnetic flux induced in the annular magnetic core and outputs a detection signal A detection sensor,
The annular magnetic core is composed of a long magnetic sheet body having flexibility, a surface excluding end surfaces and side surfaces at one end portion and one end portion along the longitudinal direction, and end surfaces and side surfaces at the other end portion. The surface excluding is formed in an annular shape facing each other at equal intervals,
The gap is a current detection sensor configured by a region sandwiched between the surface at the one end and the surface at the other end facing each other.
前記環状磁気コアは、可撓性を有する長尺の複数の磁性シート体を長手方向に沿って並設し、かつ当該複数の磁性シート体のうちの隣接する任意の2つの磁性シート体における一方の磁性シート体の前記長手方向に沿った一端部における端面および側面を除く表面と、当該2つの磁性シート体における他方の磁性シート体の前記長手方向に沿った他端部における端面および側面を除く表面とを互いに等間隔で対向させることによって全体として環状に形成され、
前記空隙部は、互いに対向する前記一端部における前記表面と前記他端部における前記表面とで挟まれた領域で構成されている電流検出センサ。 A current provided with one annular magnetic core and a magnetoelectric conversion element that is disposed in a gap formed in the annular magnetic core and detects a magnetic flux induced in the annular magnetic core and outputs a detection signal A detection sensor,
The annular magnetic core includes a plurality of flexible long magnetic sheet bodies arranged in parallel along the longitudinal direction, and one of any two adjacent magnetic sheet bodies among the plurality of magnetic sheet bodies. The surface of the magnetic sheet body excluding the end surface and the side surface at one end along the longitudinal direction and the end surface and the side surface at the other end of the two magnetic sheet bodies along the longitudinal direction are excluded. It is formed in a ring shape as a whole by facing the surface at equal intervals,
The gap is a current detection sensor configured by a region sandwiched between the surface at the one end and the surface at the other end facing each other.
環状に湾曲させられた前記磁性シート体における長手方向に沿った一端部および他端部を、当該一端部および当該他端部のうちの一方の端部を着脱自在で、かつ当該一端部における端面および側面を除く表面と当該他端部における端面および側面を除く表面とが互いに等間隔で対向する対向状態で保持可能な保持部と、
前記保持部内における前記対向状態での前記一端部の前記表面と前記他端部の前記表面とで挟まれた領域で構成される空隙部に配設されて、前記磁性シート体内に誘起された磁束を検出して検出信号を出力する磁電変換素子とを備えている電流検出センサ。 A long magnetic sheet body having flexibility;
One end portion and the other end portion in the longitudinal direction of the magnetic sheet body curved in an annular shape are detachable from one end portion of the one end portion and the other end portion, and an end surface at the one end portion And a holding portion that can be held in an opposing state in which the surface excluding the side surface and the surface other than the end surface and the side surface in the other end face each other at equal intervals,
Magnetic flux induced in the magnetic sheet disposed in a gap formed by a region sandwiched between the surface of the one end and the surface of the other end in the opposed state in the holding unit. A current detection sensor comprising a magnetoelectric conversion element that detects a current and outputs a detection signal.
前記測定対象電路に電流が流れることによって前記磁性シート体内に前記磁束が誘起されているときの前記検出信号に基づいて前記電流の電流値を測定する処理部とを備えている電流測定装置。 The current detection sensor according to any one of claims 1 to 4, which is attached to a measurement target electric circuit;
A current measuring device comprising: a processing unit that measures a current value of the current based on the detection signal when the magnetic flux is induced in the magnetic sheet due to a current flowing through the measurement target electric circuit.
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