JP3118257B2 - 間隙を有する磁気回路に電気コイルを搭載する方法 - Google Patents

間隙を有する磁気回路に電気コイルを搭載する方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電流センサにおいて、間隙を有する磁気回
路に電気コイルを搭載する方法に関する。この回路は、
透磁性材料で形成された金属板を積層することによって
構成されている。
現在の電流センサでは、この電流センサの磁気回路が
一個の間隙を備えているにもかかわらず、独立部品また
は金属板を積層させてなる部品を２個用いて、この磁気
回路を構成する必要がある。これは、磁気回路の一方の
ブランチからコイルを搭載するためである。このような
構造のために磁気回路は高価格であり、また、このよう
な構造を得るための組立工程は自動組立装置を比較的複
雑なものとしている。
本発明は、特に大量生産時に自動組立を行うことがで
きる磁気回路に、少なくとも１個のコイルを十分にシン
プル且つ安価に搭載する方法を提供することを目的とす
る。
このため、本発明に係る電気コイルの搭載方法におけ
る特徴は、電流センサ用の間隙を備えると共に透磁性材
料で形成された金属板の積層体よりなる磁気回路に少な
くとも１個の電気コイルを搭載する方法であって、前記
金属板は前記回路の全体形状を有し且つある金属板を他
の金属板に対しそれらの表面において互いに滑らせるこ
とができるものであり、前記間隙に近接する少なくとも
一部分を強固に固定した前記積層体を前記金属板の面に
対して変形する工程と、前記間隙に近接する位置の前記
回路に前記コイルを配設する工程と、前記回路に前記コ
イルを配設した後でこの回路の変形部分を前記金属板の
平面まで戻す工程とを含む方法において、コイルの巻線
が２ヶ所の部分からなり、この２ヶ所の部分を前記回路
の前記間隙の両側にそれぞれ配置する工程をさらに有す
ることにある。
前記積層部分は強固に固定されているが、磁気回路の
前記間隙に近接する少なくとも一部分は金属板の面に対
して変形させられる。これにより、間隙と近接する位置
にコイルを配置することができる。磁気回路の変形部分
は、コイルを配置した後で金属板の面まで戻る。
本発明に係る方法の好適な実施例では、少なくともコ
イルが配置された磁気回路上の一部分及び／又は前記磁
気回路のうち前記間隙に対する少なくとも他の一部分
を、前記回路の少なくとも一部分の前記変形を行う間中
固定する。好ましくは、前記回路の固定および変形は、
前記金属板の変形がこの回路の固定されていない部分の
大部分にまで広がるように行われる。
本発明に係る方法の一実施例では、少なくとも１個の
押圧具によって、前記金属板の変形と、その後の元の面
への復帰とが行われる。この押圧具には、少なくとも一
時的に前記電気コイルに固定される部分を具備させても
よい。
本発明は、特に、磁気回路の直線部分をなす２個のブ
ランチ間に間隙を有する磁気回路に適用され、また、前
記ブランチ間の間隙の長さよりも長いコイルを用いたも
のに関する。この場合、コイルの前記巻線の２ヶ所の部
分がまず前記ブランチの一方に配設され、ひとたび磁気
回路の変形された部分が金属板の面に戻された後で、前
記２ヶ所の巻線部分が前記間隙の両側に位置するように
動かされ、このコイルの内部に間隙が位置する。
また、本発明は、上記特徴に記載の方法を用いて作成
された電流センサに関する。
かかるセンサは、ベースとなる直線状のブランチと、
このベースとなるブランチに対して鋭角をなすように傾
斜させて形成された２本の直線状のブランチとを備え、
これらの傾斜したブランチの一端がベースとなるブラン
チに接続され、これらの傾斜したブランチの他端が磁気
回路の間隙を形成するように配されたことを特徴として
いる。
この場合、２個のコイルを磁気回路に配置する上で好
都合である。すなわち、傾斜したブランチのそれぞれ
に、各コイルを配置できる。そして、２個目のコイルを
配置するために磁気回路をより大きく変形させる必要が
ない。さらに、この方法では、磁気回路の長さとこの磁
気回路に連結されたコイルの巻線との比が最適値となる
ような構造を得ることができる。鋭角は、ほぼ45゜とな
るようにすることが望ましい。間隙は、ベースとなるブ
ランチとほぼ直角となるか或いは傾斜したブランチの一
方とほぼ平行となるように形成することができる。
本発明の他の特徴・長所は、一例としてあげられた後
述の好適な実施例の記載および添付図面により、明らか
にされる。
図１は、本発明を用いてコイルを搭載した磁気回路を
示す図である。
図２は、図１に示した磁気回路において金属板を部分
的に湾曲させてコイルを配設する方法を示す図である。
図３は、磁気回路の金属板の形状の他の例を示す図で
ある。
図４および図５は、それぞれ、図３に示した金属板を
用い、この金属板の中央部或いは端部にコイルを配設し
た磁気回路を示す図である。
図６は、本発明の他の実施例に係わる磁気回路を示す
図であり、２個のコイルを搭載したものである。
図１は、間隙２と、この間隙２に隣接するブランチ
と、コイル芯3aに巻かれたコイル３とを有する磁気回路
１の側面図である。磁気回路１は平板上の金属板を積層
することによって形成され、これは磁気回路１の上方か
らの外観図である図２に示されてる。各金属板は、すべ
て、図１に示した磁気回路と同一の形状を有している。
これらの金属板は、互いに接着されているわけではな
く、各接触面に沿って互いに動かすことができる。しか
し、これらの金属板は、図１に示したような貫通穴4,5
に挿入したリベットにより、互いに締め付け支持されて
いる。コイルの組み立てがなされた後は、これらの金属
板はコイル芯3aにより固定される。
図２は、本発明を実施に際して、下側の部分で互いに
締め付けられて固定された金属板からなる平板の外側に
コイルを挿入するために、上側のブランチを変形させて
曲げた状態を示している。曲がる角度は、コイルの横方
向の寸法（すなわち、コイル芯3aのフランジの半径また
は半幅、或いは、積層された金属板の厚さの半分）に依
存し、曲げられたブランチにコイルを滑り込ませること
ができる角度とする。一旦コイルが配設されると、ブラ
ンチは曲げられて、変形していないときの磁気回路の表
面の位置まで復帰する。
図３〜図５に、他の実施例として、ほぼ長方形で、間
隙が磁気回路の長辺内に配置された磁気回路６を示す。
図３は、本実施例に係わる磁気回路の側面図であり、間
隙の配置以外は図１と類似している。図４は、間隙を構
成する一方のブランチ８にコイル７が配設された磁気回
路６を示している。このコイルは、例えば図２に示した
ものと同様の方法で、このブランチに滑り込ませる。自
動組み立ての場合に顕著な長所を有する変形例において
は、コイルを通すために金属板の面を変形させるのは、
ブランチ８ではなく、磁気回路のそれ以外の部分であ
る。この場合、ブランチ８は直線状に固定される。曲げ
られている間、各金属板は、１個のリベット10或いはこ
れに加えてはさみ具によって互いに固定されている。は
さみ具は、金属板を領域11で固定し、これにより、磁気
回路のブランチ８以外の部分全体を変形させることがで
きる。この点で、リベット穴10の補強箇所の周りの磁気
回路の形状に注意すべきである。この形状により、この
箇所での磁気回路の強度は、図１に示した実施例と比較
して減少する。
図４には、磁気回路の間隙内に配置されるであろう磁
気検出器のためのハウジング22を備えたコイル７が示さ
れている。この実施例では、磁気回路が元の平板形状に
戻った後で、この磁気回路上でコイル７を移動させ、ハ
ウジング22を上述の位置に配置する。その結果、磁気回
路６がコイルの内側に設けられることとなり、このコイ
ル６が磁気回路６を用いた高性能の電流センサとなる。
磁気回路を変形させるためには、押圧型の部材を用い
ることが好ましい。この部材の動作は例えば積層された
金属板の領域12に伝わり、これにより各金属板が変形し
て他の金属板に対して相対的に移動する。変形力の大き
さおよび固定の位置によっては、この変形は曲げ特性ま
たは少なくとも磁気回路の１個のブランチの捩れを伴う
より複雑な変形の特性に従う。
本発明の一実施例によれば、押圧器は、少なくとも変
形または曲げを行う動作中はコイルに固定された部品を
備えており、これにより、ブランチ９側の端部を押圧し
てブランチ８の端部と正反対の位置までコイルを移動さ
せる。
図６は、ベースとなる直線状のブランチ14とこのベー
スとなるブランチ14に対して傾斜した２個の直線状のブ
ランチ15,16と備えた磁気回路13を示している。ブラン
チ15,16の一方の端部は符号17,18で示したような部品に
よってベースとなるブランチに連結されており、他方の
非固定の端部は間隙19を形成している。コイル20,21
は、各ブランチ15,16に配設され、これらのコイル20,21
は磁気回路14に対する大きさを説明するために概略的に
描かれている。同図から解るように、これらのコイル2
0,21（金属板の平面から傾斜したブランチ15,16の非固
定端部を両側から引き離すことによって配設される）の
長さおよび横方向の寸法の最大値は、互いに依存し合
う。同図からすれば、コイルの大きさが最大で磁気回路
の長さが最小である場合は、ブランチ15,16のベースと
なるブランチ14に対する傾斜角の最適値は45゜であると
推定できる。図６で示したような原理に基づく構造は、
コイルを配設する際に変形を生じさせるという観点から
すれば、かなり優れている。この変形は、金属板に比較
的小さい応力しか生じさせない。
図６に示したように、間隙はブランチ14に直角に配設
されるか、或いは、一方の傾斜ブランチの前面と他方の
傾斜ブランチの側面との間に配設されて該他方のブラン
チと平行になるように形成される。
本発明は、スイス特許第677,034号に記載された電流
センサの製造に適用することができることを、さらなる
特徴的としている。スイス特許の内容は、本発明の必須
成分の形成において考慮される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−181117（ＪＰ，Ａ) 米国特許1401493（ＵＳ，Ａ) 英国特許2154806（ＧＢ，Ａ) 仏国特許出願公開734764（ＦＲ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 41/02 - 41/06

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電流センサ用の間隙を備えると共に透磁性
    材料で形成された金属板の積層体よりなる磁気回路に少
    なくとも１個の電気コイルを搭載する方法であって、前
    記金属板は前記回路の全体形状を有し且つある金属板を
    他の金属板に対しそれらの表面において互いに滑らせる
    ことができるものであり、前記間隙に近接する少なくと
    も一部分を強固に固定した前記積層体を前記金属板の面
    に対して変形する工程と、前記間隙に近接する位置の前
    記回路に前記コイルを配設する工程と、前記回路に前記
    コイルを配設した後でこの回路の変形部分を前記金属板
    の平面まで戻す工程とを含む方法において、コイルの巻
    線が２ヶ所の部分からなり、この２ヶ所の部分を前記回
    路の前記間隙の両側にそれぞれ配置する工程をさらに有
    することを特徴とする間隙を有する磁気回路に電気コイ
    ルを搭載する方法。
  2. 【請求項２】磁気回路の直線部分をなす２個のブランチ
    間に間隙を有する磁気回路に適用される方法であって、
    前記巻線の２ヶ所の部分がまず前記ブランチの一方に配
    設され、磁気回路の変形された部分が金属板の面に戻さ
    れた後で、前記２ヶ所の巻線部分が前記間隙の両側に位
    置するように動かされることを特徴とする請求の範囲第
    １項記載の方法。
  3. 【請求項３】前記回路のうち前記間隙に対する少なくと
    も他の一部分を、前記変形を行う間中固定することを特
    徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
  4. 【請求項４】前記回路の固定および変形は前記金属板の
    変形がこの回路の固定されていない部分の大部分にまで
    広がるように行われることを特徴とする請求の範囲第３
    項記載の方法。
  5. 【請求項５】前記金属板の変形と、その後の元の面への
    復帰とが、少なくとも１個の押圧具によって行われるこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。
  6. 【請求項６】前記押圧具が、少なくとも一時的に前記電
    気コイルに固定される部分を備えたことを特徴とする請
    求の範囲第５項記載の方法。
  7. 【請求項７】請求の範囲第１項記載の方法によって作製
    されたことを特徴とする電流センサ。
  8. 【請求項８】前記回路が、ベースとなる直線状のブラン
    チおよびこのベースとなるブランチに対して鋭角を形成
    するように傾斜した２個の直線状のブランチを備え、こ
    れらの傾斜したブランチは、一端がベースとなるブラン
    チに連結され、且つ、他端が前記回路の前記間隙を形成
    するように配置されたことを特徴とする請求の範囲第７
    項記載のセンサ。
  9. 【請求項９】前記鋭角がほぼ45゜に一致することを特徴
    とする請求の範囲第９項記載のセンサ。
  10. 【請求項１０】前記間隙が前記ベースとなるブランチに
    対してほぼ直角となることを特徴とする請求の範囲第８
    項または第９項のいずれかに記載のセンサ。
  11. 【請求項１１】前記傾斜したブランチの一方に対して、
    前記間隙がほぼ平行であることを特徴とする請求の範囲
    第８項または第９項のいずれかに記載のセンサ。
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