JP3885408B2 - 電流検出器を備えた電磁開閉器及びこの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電流検出機能を有する電磁開閉器の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電磁開閉器は、電磁コイルを励磁して鉄心に連結された可動接点を駆動し、固定接点と可動接点とを開閉することにより、電源と負荷機器間との電路を開閉するものである。ここで、該負荷機器などを過電流などから保護するために電流検出器が電磁開閉器に組み込まれることがある。
【０００３】
電流の流れている半導体などを、磁界中に置いて電圧が発生するホール素子を用いる電流検出器では、電磁開閉器の導電部を周回する比較的透磁率が高いリング状のコアを備え、該コアには、ギャップを設けてホール素子が埋め込まれている。かかる構成によれば、ホール素子が導電部に流れる電流により発生する磁束を、コアを介して検出して電圧に変換して導電部の電流を正確に検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電流検出器を備えた電磁開閉器は、導電部に流れる電流が高くなるとコアが磁気的に飽和して、最大電流検出値が制限されて電流検出値を正確に測定することが困難となる。これは、変流器型の電流検出器でも同様である。よって、電流値が高い領域では、磁気的に飽和しにくい断面積の大きいコアに交換しなければならず作業が煩雑であり、検出電流値に応じて複数種類の電流検出器を準備しなければならないという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易で、磁気的に飽和しにくい電流検出器を備えた電磁開閉器及びこの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る電流検出器を備えた電磁開閉器は、電流が流れる固定接触子と、上記固定接触子を貫通させると共に、上記固定接触子に流れる電流によって発生する磁界を検出する孔を有するリング状の電流検出器と、該電流検出器は、非磁性材料からなるリング状の巻心部と、この巻心部に電線が巻回された巻始め部と巻終り部とを有すると共に、上記巻き始め部と上記巻終り部とが近傍にあるコイルと、を有する電流検出器を備えた電磁開閉器において、
上記巻心部の内部には、空洞部を有しており、空洞部に挿入される棒状の連結部材を備え、この連結部材の両端部には、上記巻心部内に装入させる突起を設けたことを特徴するものである。
【０００９】
第２の発明に係る電流検出器を備えた電磁開閉器の、電流検出器の孔は、固定接触子の上下面に対してほぼ水平であることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１.
この発明の一実施の形態を図１から図３によって説明する。図１はこの発明の一実施の形態による電流検出器を備えた電磁開閉器の部分断面図、図２は電流検出器の孔に固定接触子を貫通させた斜視図、図３は図２に示す電流検出器の巻心部の結合部を示す部分断面図である。
【００１５】
図１から図３において、電流検出器を備えた電磁開閉器１００は、電磁開閉器２０の内部に、固定接触子２２の周囲に電流検出器２００を備え付けたものである。そして、電磁開閉器２０は、箱状に形成された絶縁状の取付け台２４と、取付け台２４に固定されたベース２６と、取付け台２４に装着されると共に、操作コイル２８が巻回された固定鉄心３０と、この固定鉄心３０と所定の間隙をもって対向配設された可動接触子３２に連結された可動鉄心３４と、可動接触子３２には、可動接点３６を有しており、可動接点３６と対向する固定接点３８とを備え、操作コイル２８の励磁により発生した磁界で固定鉄心３０と可動鉄心３４との間の間隙に働く電磁力により可動鉄心３４が固定鉄心３０に吸引される。
【００１６】
電流検出器２００は、非磁性材料からなる孔２０２ｅを有するリング状の巻心部２０２と、この巻心部２０２に電線２０４が一定の間隔で、巻回された巻始め部２０６ｓと巻終り部２０６ｅとを近傍に有すると共に、対向配値されたコイル２０６とを備え、電流検出器２００の孔２００ｅに固定接触子２２を貫通させている。よって、電流検出器２００は、固定接触子２２に流れる電流によって発生する磁界を固定接触子２２の一周にわたって積算して検出することで、固定接触子２２と巻心部２０２の位置に無関係に固定接触子２２に流れる電流に比例した電圧がコイル２０６の両端に得られるように構成されている。
【００１７】
電流検出器２００の巻心部２０２は、好ましくは柔軟性のある材料を用いることで、リング状に曲げることによっても製作できる。かかる材料によれば、固定接触子２２を電磁開閉器２０に組み込み後にもコイル２０６を取り付けできる。
【００１８】
また、巻心部２０２は、好ましくは内部が空洞２０２ｅを有して筒状に形成されており、連結部材としての芯棒２５０は、一端には巻心部２０２の外周とほぼ同じ外周の円板２５０ａを有し、一端の近傍表面には、楔形状の突起２５０ｃが円周に沿って設けられ、同様に他端の近傍表面にも突起２５０ｔを有している。巻心部２００の空洞２０２ｅ全周に、ほぼ巻心部２０２の一周の長さを有する棒状の連結部材としての芯棒２５０が装入されて、突起２５０ｃ，２５０ｔが巻心部２００の内面に食い込んで、芯棒２５０がはめ込まれる。
【００１９】
実施形態２．
この発明の他の実施の形態を図４によって説明する。図４は電流検出器の孔に固定接触子を貫通させた斜視図である。図４において、電流検出器３００の孔３００ｅは、固定接触子２２の上下面に対してほぼ水平で、例えば、長方形状になっている。かかる構成によれば、固定接触子２２を電流検出器３００の孔３００ｅに無駄無く貫通させることができる。よって、電流検出器３００の幅を大きくせずに、電流検出器３００の巻心部３０３の断面積を増加できるから、磁気飽和が生じにくくなり、電流検出器３００の検出精度が向上する。
【００２０】
実施の形態３．
この発明の他の実施の形態を図５によって説明する。図５は電流検出器の斜視図である。図５において、電流検出器４００は、略長方形でリング状の巻心部４０２に電線２０４で巻回されてコイル４０６ができる。コイル４０６は、コイル４０６の一端（始端）４０６ｓから電線２０４の巻回を始め、他端（終端）４０６ｅまで巻回したら、該終端４０６ｅから該始端４０６ｓまで重ねて巻回されてコイル４０６ができあがる。かかる電流検出器４００によれば、同一外形寸法で巻回数を増加することができ、コイル４０６のほぼ同じ部位からリード線４０６ｒを引き出すことができるので、電流検出器４００の感度が向上し、ノイズ耐量も向上する。
【００２１】
実施の形態４．
この発明の他の実施の形態を図６によって説明する。図６は、電流検出器がプリント基板に取付けられた状態を示す側面図である。図６において、電流検出器５００はプリント基板６００に固定するための取付けピン５００ｔが水平に複数設けられている。プリント基板６００には、固定接触子２２を貫通させる孔６００ｅが設けられており、電流検出器５００の取付けピン５００ｔを半田付けして固定するための孔６００ｈも複数設けられている。
【００２２】
なお、電流検出器５００の口出し線を上記のような導電性のリードピンにして、プリント基板６００の導電性の銅箔パターンを有する孔に電流検出器５００のリードピンを半田付けで固定しても良い。
かかる実施の形態によれば、電流検出器５００の取付け、リード線の接続が、プリント基板６００に取り付けることによって、完了できるから作業性が極めて向上する。
【００２３】
実施の形態５．
この発明の他の実施の形態を図７によって説明する。図７は、電流検出器がプリント基板に取付けられた状態を示す側面図である。図７において、半月状の二つの電流検出器７００，７００は、ちょうど電流検出器５００を二つに分割したもので、電流検出器７００には、複数の取付けピン７００ｔと、コイルの口出し線となる導電性のリードピン７０６ｒと、二つの電流検出器７００を互いに直列に接続させる直列ピン７００ｓが設けられている。プリント基板６００には、リードピン７０６ｒを固定させるリード孔６００ｒと、直列ピン７００ｓ同士を接続する導電性の銅箔パターン６００ｐとが設けられている。
【００２４】
上記実施の形態によれば、電磁開閉器２０を組立て後に、二つに分割した電流検出器７００，７００で固定接触子２２を取付けることができるから、組立性が向上する。
【００２５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、電流検出器は、非磁性材料からなるリング状の巻心部と、この巻心部に電線が巻回された巻始め部と巻終り部とを有すると共に、巻き始め部と巻終り部とが近傍にあるコイルとを備えたので、高い電流領域でも、電流検出器の巻心部が飽和しにくいから一つの電流検出器で、広範囲の検出電流値をカバーでき、しかも、電流検出の精度が向上するという効果がある。また、巻心部の内部には、空洞部を有し、該空洞部に挿入される棒状の連結部材を備え、この連結部材の両端部には、巻心部内に装入させる突起を設けたので、リング状の電流検出器の製作が容易であるという効果がある。
【００２８】
第２の発明によれば、第１の発明の効果に加え、電流検出器の孔は、固定接触子の上下面に対してほぼ水平としたので、電流検出器の高さ寸法を抑えて、電流検出感度を向上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施の形態による電流検出器を備えた電磁開閉器の部分断面図である。
【図２】 図１における、電流検出器が固定接触子に取り付いた状態を示す斜視図である。
【図３】 図１における、電流検出器の正面部分拡大図である。
【図４】 この発明の他の実施形態による電流検出器が固定接触子に取り付いた状態を示す斜視図である。
【図５】 この発明の他の実施形態による電流検出器を示す斜視図である。
【図６】 この発明の他の実施形態による電流検出器がプリント基板に取付けられた状態を示す側面図である。
【図７】 この発明の他の実施形態による電流検出器がプリント基板に取付けられた状態を示す側面図である。
【符号の説明】
２０ 電磁開閉器、２２ 固定接触子、１００ 電流検出器を備えた電磁開閉器、２００，３００，４００，５００，７００ 電流検出器、２００ｅ，３００ｅ 電流検出器の孔、２０２，３０３，４０２ 巻心部、２０６，４０６ コイル、２０６ｓ 巻き始め部、２０６ｅ 巻き終り部、２５０ 連結部材（芯棒）、２５０ｃ，２５０ｔ 突起、５００ｔ，７００ｔ 取付けピン、６００ プリント基板、６００ｈ 取付け孔、６００ｐ 導電性パターン、７０６ｒ リードピン。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電流検出機能を有する電磁開閉器の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電磁開閉器は、電磁コイルを励磁して鉄心に連結された可動接点を駆動し、固定接点と可動接点とを開閉することにより、電源と負荷機器間との電路を開閉するものである。ここで、該負荷機器などを過電流などから保護するために電流検出器が電磁開閉器に組み込まれることがある。
【０００３】
電流の流れている半導体などを、磁界中に置いて電圧が発生するホール素子を用いる電流検出器では、電磁開閉器の導電部を周回する比較的透磁率が高いリング状のコアを備え、該コアには、ギャップを設けてホール素子が埋め込まれている。かかる構成によれば、ホール素子が導電部に流れる電流により発生する磁束を、コアを介して検出して電圧に変換して導電部の電流を正確に検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電流検出器を備えた電磁開閉器は、導電部に流れる電流が高くなるとコアが磁気的に飽和して、最大電流検出値が制限されて電流検出値を正確に測定することが困難となる。これは、変流器型の電流検出器でも同様である。よって、電流値が高い領域では、磁気的に飽和しにくい断面積の大きいコアに交換しなければならず作業が煩雑であり、検出電流値に応じて複数種類の電流検出器を準備しなければならないという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易で、磁気的に飽和しにくい電流検出器を備えた電磁開閉器及びこの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る電流検出器を備えた電磁開閉器は、電流が流れる固定接触子と、上記固定接触子を貫通させると共に、上記固定接触子に流れる電流によって発生する磁界を検出する孔を有するリング状の電流検出器と、該電流検出器は、非磁性材料からなるリング状の巻心部と、この巻心部に電線が巻回された巻始め部と巻終り部とを有すると共に、上記巻き始め部と上記巻終り部とが近傍にあるコイルと、を有する電流検出器を備えた電磁開閉器において、
上記巻心部の内部には、空洞部を有しており、空洞部に挿入される棒状の連結部材を備え、この連結部材の両端部には、上記巻心部内に装入させる突起を設けたことを特徴するものである。
【０００９】
第２の発明に係る電流検出器を備えた電磁開閉器の、電流検出器の孔は、固定接触子の上下面に対してほぼ水平であることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１.
この発明の一実施の形態を図１から図３によって説明する。図１はこの発明の一実施の形態による電流検出器を備えた電磁開閉器の部分断面図、図２は電流検出器の孔に固定接触子を貫通させた斜視図、図３は図２に示す電流検出器の巻心部の結合部を示す部分断面図である。
【００１５】
図１から図３において、電流検出器を備えた電磁開閉器１００は、電磁開閉器２０の内部に、固定接触子２２の周囲に電流検出器２００を備え付けたものである。そして、電磁開閉器２０は、箱状に形成された絶縁状の取付け台２４と、取付け台２４に固定されたベース２６と、取付け台２４に装着されると共に、操作コイル２８が巻回された固定鉄心３０と、この固定鉄心３０と所定の間隙をもって対向配設された可動接触子３２に連結された可動鉄心３４と、可動接触子３２には、可動接点３６を有しており、可動接点３６と対向する固定接点３８とを備え、操作コイル２８の励磁により発生した磁界で固定鉄心３０と可動鉄心３４との間の間隙に働く電磁力により可動鉄心３４が固定鉄心３０に吸引される。
【００１６】
電流検出器２００は、非磁性材料からなる孔２０２ｅを有するリング状の巻心部２０２と、この巻心部２０２に電線２０４が一定の間隔で、巻回された巻始め部２０６ｓと巻終り部２０６ｅとを近傍に有すると共に、対向配値されたコイル２０６とを備え、電流検出器２００の孔２００ｅに固定接触子２２を貫通させている。よって、電流検出器２００は、固定接触子２２に流れる電流によって発生する磁界を固定接触子２２の一周にわたって積算して検出することで、固定接触子２２と巻心部２０２の位置に無関係に固定接触子２２に流れる電流に比例した電圧がコイル２０６の両端に得られるように構成されている。
【００１７】
電流検出器２００の巻心部２０２は、好ましくは柔軟性のある材料を用いることで、リング状に曲げることによっても製作できる。かかる材料によれば、固定接触子２２を電磁開閉器２０に組み込み後にもコイル２０６を取り付けできる。
【００１８】
また、巻心部２０２は、好ましくは内部が空洞２０２ｅを有して筒状に形成されており、連結部材としての芯棒２５０は、一端には巻心部２０２の外周とほぼ同じ外周の円板２５０ａを有し、一端の近傍表面には、楔形状の突起２５０ｃが円周に沿って設けられ、同様に他端の近傍表面にも突起２５０ｔを有している。巻心部２００の空洞２０２ｅ全周に、ほぼ巻心部２０２の一周の長さを有する棒状の連結部材としての芯棒２５０が装入されて、突起２５０ｃ，２５０ｔが巻心部２００の内面に食い込んで、芯棒２５０がはめ込まれる。
【００１９】
実施形態２．
この発明の他の実施の形態を図４によって説明する。図４は電流検出器の孔に固定接触子を貫通させた斜視図である。図４において、電流検出器３００の孔３００ｅは、固定接触子２２の上下面に対してほぼ水平で、例えば、長方形状になっている。かかる構成によれば、固定接触子２２を電流検出器３００の孔３００ｅに無駄無く貫通させることができる。よって、電流検出器３００の幅を大きくせずに、電流検出器３００の巻心部３０３の断面積を増加できるから、磁気飽和が生じにくくなり、電流検出器３００の検出精度が向上する。
【００２０】
実施の形態３．
この発明の他の実施の形態を図５によって説明する。図５は電流検出器の斜視図である。図５において、電流検出器４００は、略長方形でリング状の巻心部４０２に電線２０４で巻回されてコイル４０６ができる。コイル４０６は、コイル４０６の一端（始端）４０６ｓから電線２０４の巻回を始め、他端（終端）４０６ｅまで巻回したら、該終端４０６ｅから該始端４０６ｓまで重ねて巻回されてコイル４０６ができあがる。かかる電流検出器４００によれば、同一外形寸法で巻回数を増加することができ、コイル４０６のほぼ同じ部位からリード線４０６ｒを引き出すことができるので、電流検出器４００の感度が向上し、ノイズ耐量も向上する。
【００２１】
実施の形態４．
この発明の他の実施の形態を図６によって説明する。図６は、電流検出器がプリント基板に取付けられた状態を示す側面図である。図６において、電流検出器５００はプリント基板６００に固定するための取付けピン５００ｔが水平に複数設けられている。プリント基板６００には、固定接触子２２を貫通させる孔６００ｅが設けられており、電流検出器５００の取付けピン５００ｔを半田付けして固定するための孔６００ｈも複数設けられている。
【００２２】
なお、電流検出器５００の口出し線を上記のような導電性のリードピンにして、プリント基板６００の導電性の銅箔パターンを有する孔に電流検出器５００のリードピンを半田付けで固定しても良い。
かかる実施の形態によれば、電流検出器５００の取付け、リード線の接続が、プリント基板６００に取り付けることによって、完了できるから作業性が極めて向上する。
【００２３】
実施の形態５．
この発明の他の実施の形態を図７によって説明する。図７は、電流検出器がプリント基板に取付けられた状態を示す側面図である。図７において、半月状の二つの電流検出器７００，７００は、ちょうど電流検出器５００を二つに分割したもので、電流検出器７００には、複数の取付けピン７００ｔと、コイルの口出し線となる導電性のリードピン７０６ｒと、二つの電流検出器７００を互いに直列に接続させる直列ピン７００ｓが設けられている。プリント基板６００には、リードピン７０６ｒを固定させるリード孔６００ｒと、直列ピン７００ｓ同士を接続する導電性の銅箔パターン６００ｐとが設けられている。
【００２４】
上記実施の形態によれば、電磁開閉器２０を組立て後に、二つに分割した電流検出器７００，７００で固定接触子２２を取付けることができるから、組立性が向上する。
【００２５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、電流検出器は、非磁性材料からなるリング状の巻心部と、この巻心部に電線が巻回された巻始め部と巻終り部とを有すると共に、巻き始め部と巻終り部とが近傍にあるコイルとを備えたので、高い電流領域でも、電流検出器の巻心部が飽和しにくいから一つの電流検出器で、広範囲の検出電流値をカバーでき、しかも、電流検出の精度が向上するという効果がある。また、巻心部の内部には、空洞部を有し、該空洞部に挿入される棒状の連結部材を備え、この連結部材の両端部には、巻心部内に装入させる突起を設けたので、リング状の電流検出器の製作が容易であるという効果がある。
【００２８】
第２の発明によれば、第１の発明の効果に加え、電流検出器の孔は、固定接触子の上下面に対してほぼ水平としたので、電流検出器の高さ寸法を抑えて、電流検出感度を向上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施の形態による電流検出器を備えた電磁開閉器の部分断面図である。
【図２】 図１における、電流検出器が固定接触子に取り付いた状態を示す斜視図である。
【図３】 図１における、電流検出器の正面部分拡大図である。
【図４】 この発明の他の実施形態による電流検出器が固定接触子に取り付いた状態を示す斜視図である。
【図５】 この発明の他の実施形態による電流検出器を示す斜視図である。
【図６】 この発明の他の実施形態による電流検出器がプリント基板に取付けられた状態を示す側面図である。
【図７】 この発明の他の実施形態による電流検出器がプリント基板に取付けられた状態を示す側面図である。
【符号の説明】
２０ 電磁開閉器、２２ 固定接触子、１００ 電流検出器を備えた電磁開閉器、２００，３００，４００，５００，７００ 電流検出器、２００ｅ，３００ｅ 電流検出器の孔、２０２，３０３，４０２ 巻心部、２０６，４０６ コイル、２０６ｓ 巻き始め部、２０６ｅ 巻き終り部、２５０ 連結部材（芯棒）、２５０ｃ，２５０ｔ 突起、５００ｔ，７００ｔ 取付けピン、６００ プリント基板、６００ｈ 取付け孔、６００ｐ 導電性パターン、７０６ｒ リードピン。
Claims (2)
- 電流が流れる固定接触子と、
上記固定接触子を貫通させると共に、上記固定接触子に流れる電流によって発生する磁界を検出する孔を有するリング状の電流検出器と、
該電流検出器は、非磁性材料からなるリング状の巻心部と、この巻心部に電線が巻回された巻始め部と巻終り部とを有すると共に、上記巻き始め部と上記巻終り部とが近傍にあるコイルと、を有する電流検出器を備えた電磁開閉器において、
上記巻心部の内部には、空洞部を有しており、空洞部に挿入される棒状の連結部材を備え、この連結部材の両端部には、上記巻心部内に装入させる突起を設けたことを特徴する電流検出器を備えた電磁開閉器。 - 上記電流検出器の孔は、上記固定接触子の上下面に対してほぼ水平である、ことを特徴とする請求項１に記載の電流検出器を備えた電磁開閉器。
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| JP12934699A JP3885408B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 電流検出器を備えた電磁開閉器及びこの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000322996A JP2000322996A (ja) | 2000-11-24 |
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| JP12934699A Expired - Fee Related JP3885408B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 電流検出器を備えた電磁開閉器及びこの製造方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3885408B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104380424A (zh) * | 2012-06-12 | 2015-02-25 | 富士通株式会社 | 电流传感器 |
| CN110323107A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-11 | 欧姆龙株式会社 | 继电器 |
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|---|---|---|---|---|
| JP6297429B2 (ja) * | 2014-06-27 | 2018-03-20 | 大崎電気工業株式会社 | 電力量計の開閉器 |
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1999
- 1999-05-11 JP JP12934699A patent/JP3885408B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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