JP2022051841A - 電子機器及び電流検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】構成部品を損傷することなく容易に筐体に収容させる技術を提供する。【解決手段】電子機器である電流センサ１００は、複数の構成部品を内部に収容するケース体１０２と、構成部品としてケース体１０２内に収容され環状の磁路の途中にギャップ１０４ｃが形成された磁性体コア１０４と、磁性体コア１０４とともにケース体１０２内に収容され、ギャップ１０４ｃ内に配置されるホール素子１１２からの出力信号を用いて被検出電流を検出する回路が形成された回路基板１１０と、ケース体１０２内での収容状態で、ホール素子１１２と他の構成部品との間に干渉が生じない位置関係が保持される規定位置に回路基板１１０を位置決めして配置させるギャップ位置リブ１０２ｂと、ホール素子１１２と他の構成部品との干渉を生じない正規経路を通じてのみ、外部からケース体１０２内への回路基板１１０の収容を許容するケース体１０２及び回路基板１１０の構造を備える。【選択図】図１９

Description

本発明は、複数の構成部品を有した電子機器、及び電流検出器に関する。

例えば従来、この種の電子機器の１つとして電流センサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この電流センサは、筐体に回路基板を配置するときに、コイルをギャップに配置した後、回路基板をコアの周方向に沿って移動させることで、コアがコイルを貫通した状態とする。次に、コイルの中心軸線の周りに回路基板を回転させることで、磁気センサがギャップに配置されるものとなっている。

先行技術の電流センサによれば、筐体内にコイルやコア、回路基板といった複数の構成部品を収容して完成品とする際、コイルをコアに巻装させるための専用機械を必要としないので、製造コストを低減することができると考えられる。

特開２０１３－６８４９０号公報

しかしながら、先行技術の構造では、磁気センサをギャップ内に正しく配置して回路基板を筐体に収容するまでには、複雑な手順を必要とするため、作業性が悪いという問題がある。また、回路基板を筐体に収容するまでの間に、コイルのような配置的にギャップとは全く無関係な部品を一旦ギャップ内に仮で配置させたり、回路基板を筐体内の取り付け位置とは無関係な方向に回転させたりしなければならないため、途中でコイルや磁気センサが他の部品に干渉し、何らかのダメージを受けやすいという問題がある。

そこで本発明は、構成部品を損傷することなく容易に筐体に収容させる技術を提供するものである。

〔第１発明〕
第１に本発明は電子部品を提供する。本発明の電子部品は、複数の構成部品を内部に収容する筐体に加えて、位置決め手段及び経路規制手段の構成を備える。このうち「位置決め手段」は、複数ある構成部品の筐体内での収容状態において、ある特定の構成部品を他の構成部品との干渉が生じない位置関係が保持される規定位置に位置決めする。これにより、筐体内への収容状態において、複数の構成部品が正しい位置関係となり、干渉による損傷等を抑えることができる。ただし、これは収容状態でのことであり、ある意味で必然の構成であるといえる。本発明が解決すべき課題は、筐体への収容に際しての容易性や部品損傷の防止である。

このため本発明は、上記の「経路規制手段」を採用した。この「経路規制手段」は、筐体内への収容に際して、ある特定の構成部品を他の構成部品との干渉が生じない正規経路を通じてのみ、収容状態における規定位置への収容を許容するものである。これにより、複数ある中で特定の構成部品を筐体内に収容する際は、これを正規経路に乗せるだけの簡単な手順だけでよく、途中で特定の構成部品が他の構成部品と干渉することを確実に防止することができる。

裏を返せば、「経路規制手段」は、正規経路以外からは特定の構成部品が筐体内に収容されることを規制していることになる。したがって、筐体内への収容に際して、正規経路以外の間違った経路からのアプローチを試みたとしても、収容は規制されることになる。これにより、特定の構成部品の筐体内へのアプローチが唯一の正規経路のみとなるため、確実に構成部品の損傷を防止することができる。

〔第２発明〕
第２に本発明は、電流検出器を提供する。本発明の電流検出器は、複数の構成部品を内部に収容するケース体を備え、また、複数の構成部品として磁性体コア、回路基板等を備える。磁性体コアは、環状をなす磁路の途中にギャップが形成されており、回路基板には、実装状態でギャップ内に配置される磁気検出素子を含む回路が形成されている。

加えて本発明の電流検出器は、「位置決め手段」及び「経路規制手段」の構成を備えている。このうち「位置決め手段」は、ケース体内での収容状態で、磁気検出素子と他の構成部品（磁性体コアでもよいが、これに限らない）との間に干渉が生じない位置関係が保持される規定位置に回路基板を位置決めして配置させるものである。これにより、ケース体内への収容状態において、磁気検出素子を含む回路基板とその他の構成部品とが正しい位置関係となり、干渉による損傷等を抑えることができる。ただし、これは収容状態でのことであり、ある意味で必然の構成であるといえる。本発明が解決すべき課題は、ケース体への収容に際しての容易性や部品損傷の防止である。

このため本発明は、上記の「経路規制手段」を採用した。この「経路規制手段」は、ケース内への収容に際して、回路基板の磁気検出素子を他の構成部品との干渉が生じない正規経路を通じてのみ、収容状態における規定位置への収容を許容するものである。これにより、複数ある中で磁気検出素子を含む回路基板をケース体内に収容する際は、これを正規経路に乗せるだけの簡単な手順だけでよく、途中で磁気検出素子が他の構成部品と干渉することを確実に防止することができる。

裏を返せば、「経路規制手段」は、正規経路以外からは磁気検出素子を含む回路基板がケース体内に収容されることを規制していることになる。したがって、ケース体内への収容に際して、正規経路以外の間違った経路からのアプローチを試みたとしても、その収容は規制されることになる。これにより、磁気検出素子を含む回路基板のケース体内へのアプローチが唯一の正規経路のみとなるため、確実に損傷を防止することができる。

本発明によれば、構成部品を損傷することなく容易に筐体に収容させることができる。

一実施形態の電流センサの組み立て状態を示す斜視図である。 一実施形態の電流センサの構成を概略的に示す分解斜視図である。 一実施形態の電流センサの構成を概略的に示す分解斜視図である。 ケース体の内部構造を示した斜視図である。 ギャップ間スペーサのケース体内での配置を示した斜視図である。 磁性体コア（コア部材）のケース体内での配置を示した斜視図である。 ケース体内に収容された磁性体コアの配置を示す正面図である。 図７中のVIII－VIII線に沿う断面図である。 磁性体コアに対する位置決めスペーサのケース体内での配置を示した斜視図である。 ケース体内に収容された位置決めスペーサの配置を示す正面図である。 位置決めスペーサをケース体及びコア部材から分離した状態を示した分解斜視図である。 図１０中のＸII－ＸII線に沿う断面図である。 図１０中のＸIII－ＸIII線に沿う断面図である。 図１０中のＸIＶ－ＸIＶ線に沿う断面図である。 位置決めスペーサによるコア部材の位置決めを解説した図である。 回路基板のケース体内での配置を示した斜視図である。 回路基板を含む電流センサの正面図である。 電流センサの組み立て過程における回路基板を取り付け途中の状態で示した図である。 電流センサの組み立て過程における回路基板を取り付け途中の状態で示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の実施形態では、電子機器の一例として電流センサを挙げているが、電子機器はその他のものでもよい。また、電流検出器の一例として磁気比例式の電流センサを挙げているが、本発明はこれに限られるものではなく、磁気平衡式の電流センサであってもよいし、フラックスゲートタイプ電流センサであってもよい。

図１は、一実施形態の電流センサ１００の組み立て状態を示す斜視図である。また、図２及び図３は、一実施形態の電流センサ１００の構成を概略的に示す分解斜視図である。なお、図１中（Ａ）に示す電流センサ１００を異なる方向（１８０°反対側）から示すと、図１中（Ｂ）の斜視図となる。また、図２と図３とでは、斜視する方向が反転している。

〔全体構成〕
図２及び図３に示されているように、電流センサ１００は主にケース体１０２、磁性体コア１０４、ギャップ間スペーサ１０６、位置決めスペーサ１０８及び回路基板１１０を備えており、ケース体１０２に磁性体コア１０４、ギャップ間スペーサ１０６、位置決めスペーサ１０８及び回路基板１１０を収容した状態で、図１に示されるような一使用形態となる。図１～３は、この使用形態を想定した姿勢で電流センサ１００を示しており、この使用形態では、被検出電流を導通する図示しない導体（バスバー等）が横方向（水平方向）に挿通されることを想定している。なお、電流センサ１００はその他の姿勢（例えば平置き姿勢、小端立て姿勢、倒立姿勢等）で使用される形態であってもよい。

〔ケース体〕
ケース体１０２は、一端面が開放し、他端面が閉塞された矩形の容器状をなしている。また、ケース体１０２は、その中央に矩形状の貫通孔１０２ａが形成されており、このためケース体１０２の容器形状は、全体として矩形の環状をなしている。貫通孔１０２ａは、組み立て状態で電流センサ１００の中央を厚み方向に貫通しており、上記の図示しない導体は、図１に示す電流センサ１００の立姿勢において、貫通孔１０２ａ内を横方向（水平方向）に挿通されることになる。このためケース体１０２には、電流センサ１００を立姿勢で設置するためのフランジ（参照符号なし）が一体に形成されている。なお、ケース体１０２の内部構造（図中に符号を付した多数のリブ類）については後述する。

〔コア部材，磁性体コア〕
磁性体コア１０４は、全体として矩形の環状をなしている。この磁性体コア１０４は、一対をなすコア部材１０４ａ，１０４ｂから構成されている。一対のコア部材１０４ａ，１０４ｂは、個々に横向きのＵ字形状（いわゆるＵ－Ｕ型）をなしており、互いにＵ字の両先端面を対向させた状態で環状に配置され、１つの磁性体コア１０４を構成する。このとき、一対のコア部材１０４ａ，１０４ｂの端面間（２箇所）にはギャップ１０４ｃが形成される。コア部材１０４ａ，１０４ｂには軟磁性材料（例えばフェライト、珪素鋼等）が用いられており、図示しない導体に被検出電流が導通すると、その周囲に発生した磁界が磁性体コア１０４に収束される。このとき磁性体コア１０４は、その周方向に磁界の収束経路（磁気回路、磁気経路、磁束経路）を形成する。

〔保持部材〕
ギャップ間スペーサ１０６は、例えば樹脂製の薄板材料からなる。ギャップ間スペーサ１０６は、磁性体コア１０４のギャップ１０４ｃ間にそれぞれ介挿して配置されるものとなっている。ギャップ間スペーサ１０６は、一対のコア部材１０４ａ，１０４ｂの端面間に挟み込まれた状態で、ギャップ１０４ｃを規定の間隔に保持する。具体的には、ギャップ間スペーサ１０６は、その厚みに相当する寸法を規定寸法としてギャップ１０４ｃの間隔を保持することができる。

〔位置決め部材〕
位置決めスペーサ１０８は、ケース体１０２の一端面開口や磁性体コア１０４の一側面に合わせた環形状（孔空き矩形状）をなしている。また、位置決めスペーサ１０８は、環形状をなす板状部分（参照符号なし）に一対の開口１０８ａが形成されている他、板状部分の周縁（四隅）に脚部１０８ｂ及び掛止爪１０８ｃが４本ずつ形成されるとともに、対向する両側縁にばね部１０８ｄが形成されている。これら脚部１０８ｂや掛止爪１０８ｃ、ばね部１０８ｄは板状部分からケース体１０２の内部に向けて延びており、電流センサ１００の組み立て状態では、脚部１０８ｂ、掛止爪１０８ｃ及びばね部１０８ｄは磁性体コア１０４の外周面とケース体１０２内面との間に配置される。このため位置決めスペーサ１０８は、ケース体１０２の一端面開口側から磁性体コア１０４の一側面及び外周面に被さるようにしてケース体１０２に収容されるものとなっている。この収容状態で、位置決めスペーサ１０８は磁性体コア１０４を所定位置に位置決めする。なお、位置決めスペーサ１０８による位置決めについてはさらに後述する。

〔回路基板〕
回路基板１１０もまた、ケース体１０２の一端面開口や磁性体コア１０４の一側面に合わせた形状をなしているが、環状にはつながっておらず、孔空き矩形状を半割にしたようなコ字形状の実装面を有している。一方の実装面には磁気検出素子として２つのホール素子１１２がスルーホール実装されており、また、他方の実装面にはコネクタ１１４がスルーホール実装されている。電流センサ１００の組み立て状態では、回路基板１１０は位置決めスペーサ１０８の一側面に宛がうようにしてケース体１０２に収容される。この収容状態で、２つのホール素子１１２は位置決めスペーサ１０８の開口１０８ａを通じて磁性体コア１０４のギャップ１０４ｃ内に配置されるものとなっている。回路基板１１０には、ホール素子１１２の磁気検出信号を用いて被検出電流を検出するための回路が形成されている。このため、回路基板１１０の各実装面には図示しない各種の電子部品（チップ部品、ＩＣ等）が実装されており、また、各実装面及び内層には、各種の配線パターンやビアホールが形成されている。なお、回路基板１１０は環状に形成されていてもよい。

〔内部構造〕
次に、ケース体１０２の内部構造について説明する。
図４は、ケース体１０２の内部構造を示した斜視図である。視認の便宜のため、図４中（Ａ）と（Ｂ）とでケース体１０２を斜視する方向を異ならせている。なお、以下の説明では便宜上、電流センサ１００の使用形態（図１の立姿勢）におけるケース体１０２の一端面開口側からみた矩形の長寸方向を長手方向（横方向）、短寸方向を短手方向（縦方向）とする。

上記のようにケース体１０２は、中央に貫通孔１０２ａが形成されているため、その周囲を矩形状の内周壁（参照符号なし）により囲っている。そして、内周壁から間隔を空けて収容空間を矩形状の外周壁（参照符号なし）により囲っており、この外周壁の内面及び内周壁の外面（ケース体１０２にとっての内側）に多数のリブ類が形成されている。なお、多数のリブ類はいずれも、ケース体１０２の他端側面から一端面開口に向けて筋状に延びている。

具体的には、先ず長手方向でみた中央位置には、短手方向で対をなす２条のギャップ位置リブ１０２ｂ，１０２ｃがそれぞれ形成されている。このうち短手方向で対向する外周壁の各内面に２条ずつギャップ位置リブ１０２ｂが形成されており、対向する内周壁の各外面には２条ずつギャップ位置リブ１０２ｃが形成されている。なお、内周壁の各外面には、ギャップ位置リブ１０２ｃの間に溝（参照符号なし）が形成されている。

次に、ギャップ位置リブ１０２ｂから長手方向の両側にそれぞれある程度の間隔を空けた位置には、短手方向で一対をなす中間リブ１０２ｅが外周壁の内面に形成されている。また、長手方向で中間リブ１０２ｅの両側に間隔を空けた位置には、短手方向で一対をなす案内リブ１０２ｄが形成されるとともに、さらにその両側に間隔を空けた位置にも短手方向で一対をなす案内リブ１０２ｄが形成されている。なお、中間リブ１０２ｅ及び案内リブ１０２ｄは、外周壁の内面のみに形成されている。

以上は、長手方向に延びる内面に形成されたリブ類について説明したものであるが、短手方向に延びる内面にもリブ類が形成されている。具体的には、長手方向で対向する外周壁の各内面には、２対をなす補助リブ１０２ｆが２条ずつ形成されている。これら補助リブ１０２ｆは、短手方向の中央位置から間隔を空けて対称に配置されている。

その他にもケース体１０２の内面にはいくつかのリブ類が形成されているが、特に本実施形態の機能に関係しないものについては説明を省略する。

次に、ケース体１０２内での各種構成部分の配置について説明する。

〔ギャップ間スペーサの配置〕
図５は、ギャップ間スペーサ１０６のケース体１０２内での配置を示した斜視図である。ここでも同様に、視認の便宜のため図５中（Ａ）と（Ｂ）とでケース体１０２等を斜視する方向を異ならせている（これ以降も同様。）。

ギャップ間スペーサ１０６は、２条ずつあるギャップ位置リブ１０２ｂ，１０２ｃの間に挿入した状態で配置されており、その位置は、磁性体コア１０４のギャップ１０４ｃの位置に対応している。なお、内周壁側のギャップ位置リブ１０２ｃについては、上記のように間に形成された溝内にギャップ間スペーサ１０６の一縁部が嵌まり込んでいる。

〔磁性体コアの配置〕
図６は、磁性体コア１０４（コア部材１０４ａ，１０４ｂ）のケース体１０２内での配置を示した斜視図である。

磁性体コア１０４は、２つのコア部材１０４ａ，１０４ｂの間にギャップ間スペーサ１０６を挟み込んだ状態で、互いに端面同士を対向させた状態でケース体１０２内に配置されている。このとき、コア部材１０４ａ，１０４ｂは、上述した多数のリブ類（ギャップ位置リブ１０２ｂ、案内リブ１０２ｄ、中間リブ１０２ｅ、補助リブ１０２ｆ等）に外周面を支持（又は案内）された状態でケース体１０２内に収容された状態となる。なお、コア部材１０４ａ，１０４ｂの内周面については、ケース体１０２の内周壁の外面によって支持（又は案内）されることになる。

ここで、電流センサ１００にとっての磁性体コア１０４は、その検出精度（特性、性能）に大きく関わる要素であることは既に述べたとおりである。磁性体コア１０４は、その材料の特性（透磁率、ヒステリシス等）はもとより、実際の配置状態においてギャップ１０４ｃの間隔が予め規定された通りに正しく設定されていることや、ギャップ１０４ｃを挟んで対向するコア部材１０４ａ，１０４ｂの端面同士が正対して配置されていることが極めて重要である。

この点、量産過程においてギャップ１０４ｃの間隔や端面同士の位置関係を１つ１つ細かく人の目視等によって検査・管理すればよいといえるが、そのような工程を設けることは工数の上でも製造コストの面でもあまり現実的でない。したがって、現実はある程度のばらつきを見越した上で品質を管理することになるが、それでもばらつきは最小に抑えられていることが好ましい。

そこで本実施形態では、各種構成部分に位置決めの機能を持たせることで、ギャップ１０４ｃの間隔や端面同士の位置関係を正しく設定することとしている。以下、コア部材１０４ａ，１０４ｂの位置決めについて説明する。

図７は、ケース体１０２内に収容された磁性体コア１０４の配置を示す正面図である。なお、ここではケース体１０２の一端面開口を正面としている（これ以降も同様。）。
この状態で、コア部材１０４ａ，１０４ｂの端面間（２箇所）にギャップ１０４ｃが形成されているが、ギャップ１０４ｃ内にはギャップ間スペーサ１０６が挟み込まれているものの、ギャップ間隔ＤＧが規定通りの寸法であることの確証はない。すなわち、各コア部材１０４ａ，１０４ｂの外面とケース体１０２内面やリブ類との間には、長手方向及び短手方向のいずれにも、各コア部材１０４ａ，１０４ｂがある程度の位置ずれを生じるだけの余裕（隙間）が存在しているからである。

〔短手方向位置決め〕
一方、図７に示される状態では既に、２つのコア部材１０４ａ，１０４ｂは、２箇所ある端面同士を正しく対向させた状態に位置決めされている。このような位置決めは、コア部材１０４ａ，１０４ｂを短手方向に位置決めすることによってなされており、その位置決めは、案内リブ１０２ｄによって実現されている。

〔案内部〕
図８は、図７中のVIII－VIII線に沿うケース体１０２及び磁性体コア１０４の断面図である。図８中（Ａ）が断面全体を示し、図８中（Ｂ）はその一部（一点鎖線の囲み部）を拡大して示している。

案内リブ１０２ｄは、上記のようにケース体１０２の外周壁の内面を筋状に延びるようにして形成されているが、ケース体１０２の外周壁の内面と他端面との間の隅角部には、外周壁内面と他端面との間にかけてテーパ状をなす傾斜案内面１０２ｇが一体に形成されている。このような傾斜案内面１０２ｇは、各コア部材１０４ａ，１０４ｂの収容状態でその外周縁を案内（又は支持）する位置にある。

このとき各コア部材１０４ａ，１０４ｂは、傾斜案内面１０２ｇの案内によって短手方向の中央に寄せられ、ケース体１０２内で短手方向に位置決めされる。これにより、２つのコア部材１０４ａ，１０４ｂは、互いに対向する端面同士を正しく向き合わせることできる。これを端面間でみると、磁性体コア１０４内に形成される磁束経路に沿って端面同士が正対した状態となる。

〔長手方向位置決め〕
次に、長手方向の位置決めについて説明する。長手方向の位置決めは、上記の位置決めスペーサ１０８によって実現される。

図９は、磁性体コア１０４に対する位置決めスペーサ１０８のケース体１０２内での配置を示した斜視図である。
上記のように位置決めスペーサ１０８は、コア部材１０４ａ，１０４ｂの一側面側から被さるようにしてケース体１０２内に収容されている。この状態で、位置決めスペーサ１０８はコア部材１０４ａ，１０４ｂのケース体１０２内からの脱落を防止するとともに、長手方向の位置決めをなしている。また、位置決めスペーサ１０８の２箇所の開口１０８ａは、それぞれ対応するギャップ１０４ｃに通じる位置にある。

図１０は、ケース体１０２内に収容された位置決めスペーサ１０８の配置を示す正面図である。また図１１は、位置決めスペーサ１０８をケース体１０２及びコア部材１０４ａ，１０４ｂから分離した状態を示した分解斜視図である。
上記のように位置決めスペーサ１０８は、脚部１０８ｂ、掛止爪１０８ｃ及びばね部１０８ｄを有している。このうち脚部１０８ｂは、全体として薄板状をなしており、挿入方向で厚みや幅は略一定である。掛止爪１０８ｃは、先端部分に「返し」が形成されたボス状をなしている。ばね部１０８ｄは、長手方向で対をなす板ばね形状（クリップ形状）をなしており、これら一対のばね部１０８ｄは、間に２つのコア部材１０４ａ，１０４ｂを挟み込んで対向方向に付勢することができる。

電流センサ１００の組み立て過程において、これら脚部１０８ｂ、掛止爪１０８ｃ及びばね部１０８ｄは、コア部材１０４ａ，１０４ｂの収容後にコア部材１０４ａ，１０４ｂの外周面とケース体１０２内面との間に挿入されるものとなっている。このような挿入過程において、脚部１０８ｂ、掛止爪１０８ｃ及びばね部１０８ｄは時間差を置いて順番に挿入されることで、それぞれ固有の機能を果たすことになる。以下、挿入過程について説明する。

〔脚部の挿入〕
図１２は、図１０中のＸII－ＸII線に沿うケース体１０２及び位置決めスペーサ１０８（脚部１０８ｂ）の断面図である。
位置決めスペーサ１０８の挿入過程において、最初に脚部１０８ｂの先端部分がケース体１０２の内面に沿って差し込まれ、四隅で位置決めスペーサ１０８の挿入を案内する。これにより、電流センサ１００の組み立て過程においてケース体１０２の一端面開口に対する位置決めスペーサ１０８の挿入開始位置を容易に得ることができる。なお、挿入初期に脚部１０８ｂの先端部分が差し込まれた段階で、他の掛止爪１０８ｃ及びばね部１０８ｄはケース体１０２やコア部材１０４ａ，１０４ｂと接触することはない。また、脚部１０８ｂはケース体１０２の内面に接するが、挿入の完了後もコア部材１０４ａ，１０４ｂとは接触しない。

〔掛止爪の挿入〕
図１３は、図１０中のＸIII－ＸIII線に沿うケース体１０２、磁性体コア１０４及び位置決めスペーサ１０８（掛止爪１０８ｃ）の断面図である。図１３中（Ａ）が挿入初期の状態を示し、図１３中（Ｂ）が挿入完了時の状態を示している。

図１３中（Ａ）：挿入初期において、脚部１０８ｂに続いて掛止爪１０８ｃが挿入されるが、この段階では掛止爪１０８ｃが特段機能していない。なお、掛止爪１０８ｃもまたコア部材１０４ａ，１０４ｂと接触しない。
図１３中（Ｂ）：ケース体１０２の内面には、掛止爪１０８ｃが配置される位置に対応して出っ張り状の掛止部１０２ｈが形成されており、掛止爪１０８ｃは、掛止部１０２ｈとともに挿入過程の終盤において機能する。すなわち、挿入過程の終盤において、掛止爪１０８ｃの先端部分（返し部分）が掛止部１０２ｈに接することでコア部材１０４ａ，１０４ｂ側に撓む（弾性変形する）。このとき、挿入過程の初期段階で位置決めスペーサ１０８の挿入開始位置が決定しているため、掛止爪１０８ｃが受ける曲げ荷重及び撓み量の安定した管理が可能となる。

この後、挿入に伴って掛止爪１０８ｃの先端部分（返し部分）が掛止部１０２ｈを通り過ぎると、掛止爪１０８ｃが撓んだ状態から復元し、先端部分（返し部分）が掛止部１０２ｈに引っ掛かる。これにより、位置決めスペーサ１０８のケース体１０２からの脱落が防止され、コア部材１０４ａ，１０４ｂの保持が行われる。

〔ばね部の挿入〕
図１４は、図１０中のＸIＶ－ＸIＶ線に沿うケース体１０２、磁性体コア１０４及び位置決めスペーサ１０８（ばね部１０８ｄ）の断面図である。ここでは、図１４中（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順番に挿入過程が進行している。

図１４中（Ａ）：ばね部１０８ｄは、その基端から中央方向に向けて傾斜するように延びているが、先端部分がコア部材１０４ａ，１０４ｂの対向方向とは反対に反り返っている。この反り返り部分は、長手方向でみてコア部材１０４ａ，１０４ｂの外周縁よりもオーバラップＲＰ分だけ内側に入り込んでいる。このため挿入過程においては、ばね部１０８ｄの反り返り部分がコア部材１０４ａ，１０４ｂの外周縁と接する位置関係にある。

図１４中（Ｂ）：挿入が進むと、ばね部１０８ｄが反り返り部分においてコア部材１０４ａ，１０４ｂの外周縁に接する。ここでも同様に、挿入過程の初期段階で位置決めスペーサ１０８の挿入開始位置が決定しているため、ばね部１０８ｄが受ける曲げ荷重及び撓み量の安定した管理が可能となる。

この後、さらに挿入が進行することにより、コア部材１０４ａ，１０４ｂの外周縁に押されてばね部１０８ｄが全体的に撓む（弾性変形する）。このとき長手方向の両側一対でみると、ばね部１０８ｄが外側に広がるようにして曲げ変形されることになる。

図１４中（Ｃ）：挿入の完了状態において、ばね部１０８ｄは元の自然状態（二点鎖線で示す）からみて長手方向の外側への曲げ変形が残ったままの状態（実線で示す）となる。このとき、ばね部１０８ｄはその復元力でコア部材１０４ａ，１０４ｂを互いの対向方向に付勢しており、コア部材１０４ａ，１０４ｂはばね部１０８ｄからの付勢力Ｆによって位置決めされることになる。なお、位置決めスペーサ１０８の挿入完了状態において、ばね部１０８ｄは補助リブ１０２ｄの間に収容される。

〔長手方向の位置決め〕
図１５は、位置決めスペーサ１０８によるコア部材１０４ａ，１０４ｂの位置決めを解説した図である。なお、図１５は図１４に示す断面を長手方向に延長したものに相当する。

図１５中（Ａ）：本実施形態では、位置決めスペーサ１０８の一対のばね部１０８ｄ同士のピッチＷ１に対し、磁性体コア１０４の全幅Ｗ２が長く設定されている。
ここで、ばね部１０８ｄ同士のピッチＷ１は、上記のようにばね部１０８ｄの反り返り部分間の最短距離である。また、磁性体コア１０４の全幅Ｗ２は、各コア部材１０４ａ，１０４ｂの長手方向寸法ＬＣを２倍したものに、ギャップ１０４ｃの正規間隔ＤＧを加えた長さである。なお、ピッチＷ１及び全幅Ｗ２はある程度の公差があってもよい。

図１５中（Ｂ）：位置決めスペーサ１０８を配置した状態では、上記のようにばね部１０８ｄからの付勢力Ｆが作用し、一対のコア部材１０４ａ，１０４ｂ同士が互いの対向方向に付勢されて位置決めされている。このとき、コア部材１０４ａ，１０４ｂは、対向する端面の間にギャップ間スペーサ１０６を挟み込むことで、長手方向の中央位置に確実に位置決めされる。これにより、ギャップ１０４ｃを規定の間隔ＤＧに正しく設定することができる。

〔回路基板の配置〕
図１６は、回路基板１１０のケース体１０２内での配置を示した斜視図である。
上記のように回路基板１１０は、実装面がコ字形状をなす外形をなしており、電流センサ１００の組み立て状態では、位置決めスペーサ１０８の外面に宛がうようにしてケース体１０２内に配置されている。また、ホール素子１１２（図１６、図１７には示されていない）については、その感磁部分（感磁面）が位置決めスペーサ１０８の開口１０８ａを通じてギャップ１０４ｃ内に配置されている。

ここで、電流センサ１００においてホール素子１１２を正しく検出動作させるためには、ギャップ１０４ｃ内でのホール素子１１２（感磁部分）の配置が正しく位置決めされている必要がある。ホール素子１１２は回路基板１１０に実装されていることから、回路基板１１０に対するホール素子１１２の位置を一定と考えることができる。このため本実施形態では、回路基板１１０をケース体１０２に対して正規に位置決めすることで、ギャップ１０４ｃ内でのホール素子１１２（感磁部分）の位置を正規に位置決めすることとしている。

〔回路基板の位置決め〕
図１７は、回路基板１１０を含む電流センサ１００の正面図である。回路基板１１０の位置決めには、ケース体１０２のギャップ位置リブ１０２ｂ及び補助リブ１０２ｆが用いられている。このため回路基板１１０には、外縁部の２箇所に切欠部１１０ａが形成されている他、１箇所に切欠部１１０ｃが形成されており、各切欠部１１０ａの位置は、回路基板１１０の配置状態においてギャップ位置リブ１０２ｂの位置に対応しており、切欠部１１０ｃの位置は、補助リブ１０２ｆの位置に対応している。なお、この他にも回路基板１１０の外縁部には、切欠部１１０ｂが形成されている。

具体的には、ギャップ位置リブ１０２ｂは、各ギャップ１０４ｃに対応して２条ずつ、長手方向に並べて配置されている。これに対応する切欠部１１０ａは、２条のギャップ位置リブ１０２ｂの配列全体を受け入れ可能な大きさを有している。また、補助リブ１０２ｆは、長手方向で両側２対をなして設けられているが、切欠部１１０ｃに対応するものはこのうち１箇所である。切欠部１１０ｃもまた、対応する１つの補助リブ１０２ｆを受け入れ可能な大きさを有している。このため、回路基板１１０がケース体１０２に収容された状態では、２箇所ある切欠部１１０ａがそれぞれギャップ位置リブ１０２ｂの配列全体を受け入れた状態となるとともに、１箇所の切欠部１１０ｃが１つの補助リブ１０２ｆを受け入れた状態となることで、回路基板１１０が正規（規定位置）に位置決めされる。これにより、ホール素子１１２をコア部材１０４ａ，１０４ｂやギャップ間スペーサ１０６等に干渉させることなく、ギャップ１０４ｃ内の正規の位置に位置決めすることができる（位置決め手段）。なお、補助リブ１０２ｆ及び切欠部１１０ｃは省略してもよい。

〔配置自由度〕
回路基板１１０は、図１７に示す第１配置とは異なる第２配置に変更することができる。具体的には、回路基板１１０を第１配置から貫通孔１０２ａの周方向に１８０°回転させると第２配置となる（図示していない）。第１配置では、コネクタ１１４が図１７に示す正面視で右下隅に位置しているが、第２配置では、コネクタ１１４が左上隅に位置することになる。これにより、実際の電流センサ１００の使用環境に応じてコネクタ１１４への接続（配線取り回し）に便宜となる位置を選択することが可能になる。

また、第２配置においても、上記のように２箇所ある切欠部１１０ａがそれぞれギャップ位置リブ１０２ｂの配列全体を受け入れた状態で、回路基板１１０を正規に位置決めすることができる。

上記のように、回路基板１１０のケース体１０２への収容状態（取り付け状態）においては、回路基板１１０が正規に位置決めされることにより、２つのホール素子１１２がいずれも対応するギャップ１０４ｃ内へ適切に配置されている。このようにしてホール素子１１２を含む回路基板１１０を正規に位置決めできることについては、上記のようにコア部材１０４ａ，１０４ｂの位置決めが正しくなされていることも寄与している。

しかし、コア部材１０４ａ，１０４ｂが予め正しく位置決めされていたとしても、電流センサ１００の組み立て過程（取り付け前の段階）で、仮に回路基板１１０を不適切な経路でケース体１０２に取り付けてしまったとすると、例えばホール素子１１２が他の構成部品と干渉するおそれがある。すなわち、ケース体１０２への収容前では、当然に回路基板１１０は位置決めされていないので、例えば、回路基板１１０をケース体１０２に収容する作業の途中で２つのホール素子１１２がそれぞれ対応するギャップ１０４ｃに正対していることも保証されていない。

このように、電流センサ１００の組み立て過程において、未だ位置が不確定の状態で回路基板１１０を取り付けようとすると、実装面から大きく突出しているホール素子１１２がギャップ１０４ｃ以外の箇所（位置決めスペーサ１０８の外面やコア部材１０４ａ，１０４ｂの外面等）に接触し、少なからずダメージ（リード端子ごと曲がる等の変形、素子自身の破損等）を受けるおそれがある。

もちろん、組み立て作業に慎重を期し、量産過程において回路基板１１０の取り付け前にホール素子１１２等の位置を１つ１つ細かく人の目視等によって調整すればよいといえるが、そのような工程を設けることは工数の上でも製造コストの面でもあまり現実的でない。

そこで本実施形態では、ケース体１０２の一端面開口に対して回路基板１１０が正規の取り付け位置に正対している場合にのみ、回路基板１１０の取り付け（規定位置への収容）を許容する構造を設けている。以下、この点について説明する。

〔収容の規制態様（１）〕
図１８は、電流センサ１００の組み立て過程における回路基板１１０を取り付け途中の状態で示した図（図１７中ＸVIII－ＸVIII線に沿う断面図）である。

ケース体１０２への収容前、つまり、取り付け途中にある回路基板１１０は、当然に未だ正規の位置には配置されておらず、また、正規の取り付け位置に必ず正対していることも保証されていない。図示の例では、回路基板１１０が全体的に本来の取り付け位置から図中の矢印Ａ１方向（短手方向）にずれているため、ホール素子１１２の中心が開口１０８ａの中心よりも矢印Ａ１方向に偏っている。

本実施形態では、例えば図１８に示すように、回路基板１１０が正規の取り付け位置に正対していないまま回路基板１１０をケース体１０２に収容しようとしても、回路基板１１０（実装面）がケース体１０２の一端開口縁に接触してその収容が阻まれる。加えて、回路基板１１０がケース体１０２の開口縁に接触したとしても、ここではホール素子１１２の実装高さＨＴに比較して、ケース体１０２の開口縁から位置決めスペーサ１０８の外面までの深さＤＰが大きく設定されているため、ホール素子１１２が他の構成部品と干渉することはない。

〔収容許容時（１）〕
なお、図示していないが、図１８に示す状態から回路基板１１０を正しくケース体１０２に収容するとすれば、作業者や作業機械は回路基板１１０を正規の取り付け位置と正対する状態に修正する必要がある。その上で、ホール素子１１２が位置決めスペーサ１０８やコア部材１０４ａ，１０４ｂの外面と干渉しない経路を通じてのみ、回路基板１１０をケース体１０２内に収容することが許容されることになる。

〔収容の規制態様（２）〕
図１９は、図１８とは異なる方向から電流センサ１００の組み立て過程における回路基板１１０を取り付け途中の状態で示した図（図１７中ＸIＸ－ＸIＸ線に沿う断面図）である。

〔収容規制時〕
図１９中（Ａ）：例えば、回路基板１１０が正規の取り付け位置に正対しておらず、ケース体１０２の長手方向（図中矢印Ａ２方向）に位置がずれたまま回路基板１１０をケース体１０２に収容しようとしても、やはり回路基板１１０（実装面）がケース体１０２の一端開口縁に接触してその収容が阻まれる。また同様に、回路基板１１０がケース体１０２の開口縁に接触したとしても、やはりホール素子１１２の実装高さＨＴに比較して、ケース体１０２の開口縁から位置決めスペーサ１０８の外面までの深さＤＰが大きく設定されているため、ホール素子１１２が他の構成部品と干渉することはない。

〔収容許容時（２）〕
図１９中（Ｂ）：その後、作業者や作業機械が回路基板１１０を正規の取り付け位置と正対させると、その状態から取り付け位置に向かう正規の経路を通じてのみ、回路基板１１０をケース体１０２に収容することが許容される。このような正規経路を通じてのみ、回路基板１１０の収容（取り付け作業）を許容することにより、ホール素子１１２が位置決めスペーサ１０８やコア部材１０４ａ，１０４ｂの外面と干渉してダメージを受けることを確実に防止することができる。

なお、上記の例は、回路基板１１０がいずれか一方向（矢印Ａ１，Ａ２）に偏っていた場合についてであるが、両方向へ複合的に偏っていた場合も同様に、そのような状態から回路基板１１０をケース体１０２に収容することは規制される。

いずれにしても、本実施形態では、電流センサ１００の組み立て過程において回路基板１１０のケース体１０２への収容は、ホール素子１１２とその他の構成部品との干渉が生じない正規の経路を通じてのみ、許容されている。これにより、組み立て過程でホール素子１１２がダメージを受けることがなく、完成後の電流センサ１００の品質を保持することができる。

上述した実施形態の電流センサ１００によれば、以下の優位性が得られる。
（１）複数のコア部材１０４ａ，１０４ｂで磁性体コア１０４を構成している場合、構造上、各コア部材１０４ａ，１０４ｂの位置精度のばらつきによってギャップ１０４ｃの間隔を要求値に近づけることが困難になるが、本実施形態では、位置決めスペーサ１０８のばね部１０８ｄによって２つのコア部材１０４ａ，１０４ｂを互いの対向方向に付勢して位置決めするので、端面間に挟み込んだギャップ間スペーサ１０６によってギャップ間隔を要求値に近づけたまま維持することができる。

（２）製品出荷後も位置決めスペーサ１０８による付勢及び位置決めは有効に作用するため、電流センサ１００の使用環境の影響（例えば温度変化等）があったとしても、ばね部１０８ｄからの付勢力がギャップ間隔を要求値に維持する方向に作用するため、検出精度を長期にわたって維持することができる。

（３）位置決めスペーサ１０８は、コア部材１０４ａ，１０４ｂの取り付け後にケース体１０２の外側から被せるようにして取り付けるだけであるため、作業性が高く、単純かつ容易な作業だけでコア部材１０４ａ，１０４ｂを正しく位置決めすることができる。

（４）位置決めスペーサ１０８には、それ自身をケース体１０２の一端面開口への挿入開始位置に位置決めする機能（脚部１０８ｂ）が備わっているため、取り付け時に掛止爪１０８ｃやばね部１０８ｄが掛止部１０２ｈやコア部材１０４ａ，１０４ｂと接触する態様（位置や角度）を安定させることができる。これにより、掛止爪１０８ｃやばね部１０８ｄが受ける荷重及び撓み量を容易に管理することができ、組み立て作業時における破損等を確実に防止することができる。

（５）また、コア部材１０４ａ，１０４ｂをケース体１０２に収容するだけで、案内リブ１０２ｄがコア部材１０４ａ，１０４ｂを短手方向の中央位置にセルフアラインメントさせるため、作業者や作業機械が位置決めをいちいち気にする必要がなく、さらに作業性が向上する。

（６）回路基板１１０の取り付け作業（ケース体１０２への収容）に際しては、正規でない不適切な経路からの取り付けが規制されるので、作業者や作業機械が誤ってホール素子１１２等の電子部品を損傷させるおそれがない。

（７）逆に、作業者等が回路基板１１０の取り付けが許容される正規経路を手探りして試行錯誤しても問題はなく、回路基板１１０の取り付けが許容されれば、それが正規の取り付け経路であることから、特段注意を払わなくても容易且つ確実に作業を完了させることができる。

（８）これにより、電流センサ１００の生産効率を向上し、コスト低減を図ることができる。

本発明は、上述した一実施形態に制約されることなく、種種に変形して実施することができる。例えば、電流センサ１００の全体的な形状は、矩形環状以外であってもよい。また、ケース体１０２の収容空間内は、磁性体コア１０４やギャップ間スペーサ１０６、位置決めスペーサ１０８、回路基板１１０等を収容した状態で封止樹脂等により充填される態様であってもよい。この場合でも、位置決めスペーサ１０８による付勢力を用いた位置決めが有効に作用するので、充填樹脂の体積変化等による影響を補償し、ギャップ１０４ｃの間隔を長期間にわたって維持することができる。

ケース体１０２は、複数パーツに分割された形態であってもよいし、開閉式の蓋体を備えていてもよい。また、ケース体１０２の形状やリブ類（ギャップ位置リブ１０２ｂ，１０２ｃ、案内リブ１０２ｄ、中間リブ１０２ｅ、補助リブ１０２ｄ等）の配置は、使用するコア部材１０４ａ，１０４ｂの形状に合わせて適宜に変形可能であるし、それらの数も実施形態で挙げた例に限定されない。

磁性体コア１０４は、長手方向の中央位置にギャップ１０４ｃを有しているが、その他の位置にギャップ１０４ｃを有していてもよい。また、ギャップ１０４ｃの数は２箇所より多くてもよい。この場合でも、位置決めスペーサ１０８により対向方向に付勢しつつ位置決めがなされることにより、それぞれのギャップ１０４ｃの間隔を適正に維持することができる。

実施形態では、磁性体コア１０４の一例として２分割式のコア部材１０４ａ，１０４ｂから構成されるものを挙げているが、複数の板状コア部材を積層して構成される磁性体コアを用いてもよい。この場合、位置決めスペーサのばね部を用いた位置決めは、例えば板状コア部材を積層した状態で、これらを互いの積層方向に付勢しつつ位置決めするものとすることができる。

回路基板１１０の位置決めは、ギャップ位置リブ１０２ｂと切欠部１１０ａとの嵌め合わせ以外の手段を用いて行ってもよい。例えば、別途位置決め専用のリブをケース体１０２に形成し、これに対応する切欠部を回路基板１１０に形成してもよい。また、回路基板１１０の外縁に凸状の部位を突出して形成し、これを受け入れ可能な凹部をケース体１０２に形成して位置決め手段としてもよい。また、位置決めする箇所は３箇所以上でもよい。

上述した実施形態では、電子機器の一例として電流センサ１００を挙げているが、本発明は電流センサ１００以外の電子機器であってよい。例えば、電子通信機器、携帯情報端末、タブレット、パーソナルコンピュータ、サーバ、リモートコントローラ等、筐体内に複数の構成部品が収容される電子機器であれば、どのようなものについても適用することができる。したがって、筐体の例としてはケース体１０２の他に上記の各種電子機器に適用されるものを挙げることができる。

回路基板１１０等の収容を許容する手段（経路規制手段）は、実施形態で挙げたもの以外に、例えばガイド溝とスライダとの組み合わせ等によって実現されるものでもよい。この場合、ケース体１０２の内面に回路基板１１０の取り付けを案内するガイド溝を形成し、回路基板１１０にはガイド溝内に嵌まり込む凸状のスライダを形成することで、スライダをガイド溝内に正しく嵌め込んでいる場合にのみ、回路基板１１０のケース体１０２への収容（取り付け作業）が許容されることとしてもよい。この場合、ガイド溝に沿ってスライダが案内される経路以外からの回路基板１１０の収容は規制されることになる。

また、実施形態ではホール素子１１２と位置決めスペーサ１０８やコア部材１０４ａ，１０４ｂとの干渉が生じない位置関係が保持される規定位置に回路基板１１０を位置決めしているが、例えば、ホール素子１１２以外のＩＣチップが他の構成部品と干渉しない位置関係を保持する位置を規定位置としてもよい。また、互いに干渉を生じない構成部品は回路基板１１０の実装部品とその他の構成部品との組み合わせに限らず、例えばコア部材１０４ａ，１０４ｂと回路基板１１０全体との組み合わせであってもよいし、コネクタ１１４とコア部材１０４ａ，１０４ｂとの組み合わせであってもよいし、その他のあらゆる干渉を避けるべき構成部品同士の組み合わせであってもよい。

また、ホール素子１１２等の構成部品との干渉を避けるべき他の構成部品は、ケース体１０２に外部から取り付けられるものに限らず、ケース体１０２（筐体）と一体に形成された状態で内部に収容されているものであってもよい（外部からの取り付け作業を必須とするものに限らない。）。

その他、実施形態等において図示とともに挙げた構造はあくまで好ましい一例であり、基本的な構造に各種の要素を付加し、あるいは一部を置換しても本発明を好適に実施可能であることはいうまでもない。

１００ 電流センサ
１０２ ケース体（経路規制手段）
１０２ｂ ギャップ位置リブ（位置決め手段）
１０４ 磁性体コア
１１０ 回路基板（経路規制手段）
１１０ａ 切欠部（位置決め手段）
１１２ ホール素子

Claims (4)

1. 複数の構成部品を内部に収容する筐体と、
   前記筐体内での収容状態で、特定の前記構成部品を他の前記構成部品との干渉が生じない位置関係が保持される規定位置に位置決めする位置決め手段と、
   前記筐体内への収容に際して、特定の前記構成部品の収容方向において他の前記構成部品との干渉を生じない正規経路を通じてのみ、特定の前記構成部品が外部から前記筐体内で前記規定位置に収容されることを許容する経路規制手段と
   を備えた電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記経路規制手段は、
   前記正規経路以外からは特定の前記構成部品が前記筐体内に収容されることを規制していることを特徴とする電子機器。
3. 複数の構成部品を内部に収容するケース体と、
   前記構成部品として前記ケース体内に収容され、被検出電流の導通により発生する磁界を収束させる環状の磁路の途中にギャップが形成された磁性体コアと、
   前記磁性体コアとともに前記構成部品として前記ケース体内に収容され、前記ギャップ内に配置される磁気検出素子からの出力信号を用いて被検出電流を検出する回路が形成された回路基板と、
   前記ケース体内での収容状態で、前記磁気検出素子と他の前記構成部品との間に干渉が生じない位置関係が保持される規定位置に前記回路基板を位置決めして配置させる位置決め手段と、
   前記ケース体内への収容に際して、前記磁気検出素子と他の前記構成部品との干渉を生じない正規経路を通じてのみ、外部から前記ケース体内への前記回路基板の収容を許容する経路規制手段と
   を備えた電流検出器。
4. 請求項３に記載の電流検出器において、
   前記経路規制手段は、
   前記正規経路以外からは前記回路基板が前記ケース体内に収容されることを規制していることを特徴とする電流検出器。

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