JP4585130B2 - 電流検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のバッテリーの負荷電流を電路に非接触の状態で検出する電流検出装置に関するものであり、詳細には前記電路の磁束変化を磁電変換素子により検出してなるものに係る。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の電流検出装置90の例を示すものが図4であり、フェライトや珪素鋼板などにより全体形状が略ロ字状で中空部91bを有するように形成され、一辺にギャップ部91aが設けられたコア91は、熱可塑性樹脂によるケース92内に前記ケース92の開口部92aと前記中空部91bが合致するように取付けられるものとされている。なお、前記ケース92には、入出力用のコネクタ端子93a内蔵コネクタ93が一体成形されている。
【0003】
又、磁束を検出するホール素子などの磁電変換素子94を、前記磁電変換素子94の出力を増幅する回路95などとともに、コネクタ端子接続用のランド穴96aを設けたプリント回路基板96にリードを直立させて実装し、前記プリント回路基板96を螺着などにより前記ケース92に固定し、前記コア91の前記ギャップ部91aに臨むものとされている。そして、前記プリント回路基板96のランド穴96aとコネクタ端子93aを半田付けなどで接続する。
【0004】
その後、磁電変換素子94自体の持つ感度のばらつきと、不平衡電圧のばらつきや、増幅回路で使用しているオペアンプのオフセット電圧のばらつきをキャンセルするため、プリント回路基板96に実装している回路95の抵抗器の定数を調整する。さらに、前記コア91のギャップ部91aにはある程度の公差を持たせてあり、前記磁電変換素子94の取付け角度による感度も変化してしまうため、この感度の変化分も含めて、前記回路95で調整する必要がある。この調整には、前記回路95のボリュームによる調整やレーザートリミングによる調整などがある。
【0005】
この調整後、前記ケース92内にモールド材を充填して前記コア91とプリント回路基板96の固定と、蓋の代わりに耐防水を確保し、前記コア91やプリント回路基板96の耐振動性を確保する。
【0006】
このように構成した電流検出装置90は、前記コア91の中空部91bを通る前記ケース92の開口部92a内に、バスバーなどの電路97を貫通し、コネクタ93のコネクタ端子93aに外部装置を取付けることにより、前記電路97に流れる電流を計測できるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の構成の電流検出装置90においては、前記した調整作業を必要とするため、回路調整面は上部から調整しやすい位置に制限され、前記プリント回路基板96を立てるなど構造的に小型化の実施が困難なものであった。
【0008】
又、前記コア91は磁性体により構成されているが、磁性体の持つヒステリシスにより電路97に電流が流れた後0に戻っても前記コア91のギャップ91aには残留磁束と呼ばれる磁束が残ってしまう。この磁束を磁電変換素子94が検出し電流検出装置90が誤差として出力してしまう問題点がある。
【0009】
さらに、比較的大きな電流を検出する場合、電路97の断面積も大きくなる。
前記コア91の内径は電路97の断面の大きさにより決まるため、大電流用では前記コア91のサイズが大きくなり、結果電流検出装置90の外形も大きくなるという問題点を生じていた。
【0010】
本発明は、上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、検出すべき電流が流れる電路の磁束変化を磁電変換素子により非接触で検出し、前記磁電変換素子の出力により電流を測定する電流検出装置において、前記電路はエッジワイズ巻線により形成しケース内に搭載され、前記エッジワイズ巻線は内孔部に磁電変換素子である回路内蔵ホールICを配置し、前記エッジワイズ巻線の両端の端子部は前記ケースに設けた電路接続用端子に接続し、前記回路内蔵ホールICのリードは前記ケースに設けたコネクタ端子に接続してなり、前記ケース内に前記回路内蔵ホールICを前記エッジワイズ巻線の高さ方向の中心に配置されるように高さが調整された前記回路内蔵ホールICを載置する台座を設けたことを特徴とする電流検出装置を提供することで課題を解決するものである。
【00011】
【発明の実施の形態】
次に本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図1〜図3は本発明の実施形態を示すものであり、図中に符号1で示すものは本発明に係る電流検出装置である。前記電流検出装置1は基本的にケース2、エッジワイズ巻線3及び回路内蔵ホールIC4から構成されてなるものである。
【0012】
まず、前記ケース2は上面が開放されてなり、側壁に検出すべき電流が流れるバスバーなどによる電路5が接続される電路接続用端子2aと、前記回路内蔵ホールIC4のリード4aが接続されるコネクタ端子2bが一体成形されている。
又、前記ケース2の底部には前記回路内蔵ホールIC4を載置する台座2cが設けられており、この台座2cもケース2に一体形成されてなるものである。
【0013】
次に、エッジワイズ巻線3は銅など導電性の良い材料よりなる平角線を、幅広面が中心軸に直交する方向でコイル状に形成した従来からある巻線形状であり、線積率(巻線がしめる割合)を稼ぐことができる特徴を持つ。このエッジワイズ巻線3を計測する電流の大きさにより1段〜数段重ねにすることで、エッジワイズ巻線3の中心部の内孔部3bには、エッジワイズ巻線3に流れる電流に応じてアンペアの右ねじの法則により、磁束を集中させることができるものである。
【0014】
さらに、回路内蔵ホールIC4はホール素子の感度やオフセットのばらつきを調整する調整回路及び、出力を増幅する増幅回路を内蔵したものであり、回路内蔵ホールIC4単体で、ばらつきの補正、出力の増幅、温度特性の補正など完結するものである。この回路内蔵ホールIC4は専用の通信による調整機能を持ち、パーソナルコンピュータなどによりシリアル通信を行うことにで各調整を行うことができるものである。
【0015】
そして、上記各部品の組付けは、まず、前記ケース2の上面より前記エッジワイズ巻線3を挿入し、前記エッジワイズ巻線3の巻き始めと巻き終わりの端部の端子部3aを前記ケース2に一体成形した電路接続用端子2aとネジ締めやスポット溶接などにより電気的に接続する。この際、前記ケース2の底面に設けた台座2cがエッジワイズ巻線3の内孔部3bに入るように配置される。
【0016】
次に、前記回路内蔵ホールIC4のリード4aを所定形状にフォーミングしておき、前記エッジワイズ巻線3の中央に位置する台座2c上に配置するとともに、前記リード4aを前記ケース2の側壁に設けたコネクタ端子2bに電気的に接続する。この際、前記台座2cは前記回路内蔵ホールIC4が前記エッジワイズ巻線3の高さ方向の中心に配置されるように高さが調整されており、これにより、前記エッジワイズ巻線3の磁束が最も強い場所に配置される。又、前記回路内蔵ホールIC4のリード4aは前記エッジワイズ巻線3に接触しないようにフォーミングされており、必要であれば絶縁テープを挟む等して絶縁を保つものである。
【0017】
その後、前記電流検出装置1に防水構造が必要な場合には、前記ケース2の内部に樹脂モールドを施したり、樹脂の蓋を超音波溶着することで防水構造が得られるものとなる。又、防水構造が必要でない場合は、単にケース1の上面を樹脂の蓋で塞ぎ、ねじ締めなどをすれば良い。
【0018】
以上の構成とした電流検出装置1によれば、ケース2に設けた電路接続用端子2aに電路5を接続し、コネクタ端子2bに外部装置を取付けることにより、従来と同様に電路5に流れる電流を計測できるものとなる。
【0019】
そして、磁電変換素子として回路内蔵ホールIC4を使用しているため、従来のようにプリント基板を使用する必要がないものとなるとともに、このプリント基板に実装される回路の調整も、電流検出装置1の組立時には必要がないものとなるため、電流検出装置1を小型にできるとともに、組立を容易なものとすることができる。又、使用する部品の数を少ないものとすることができるため、部品間どうしの配置関係を精度の高いものとすることができる。
【0020】
【発明の効果】
本発明により電流検出装置1を以上の構成としたことで、増幅や調整用の回路及びプリント回路基板が不要となり、組立て作業が簡単になるとともに、小型化が可能なものとなる。
【0021】
又、従来のコアを廃止し、エッジワイズ巻線3を使用していることにより、コアによるヒステリシスによる精度の悪化、コアのギャップにホール素子を挿入するような複雑な構造、コアのギャップが温度特性により変化することによって起こる磁束の変化等の問題等をなくし、精度が良いものとなる。前記エッジワイズ巻線3は温度特性をほとんど持たないため、電流検出装置1としての温度特性も良好となる。
【0022】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電流検出装置の第一実施形態を示す説明図である。
【図2】図1に示す電流検出装置の正面図である。
【図3】図2に示す電流検出装置のA―A線に沿う断面図である。
【図4】従来の電流検出装置を示す説明図である。
【符号の説明】
1 ……電流検出装置
2 ……ケース
2a……電路接続用端子
2b……コネクタ端子
2c……台座
3 ……エッジワイズ巻線
3a……端子部
3b……内孔部
4……回路内蔵ホールIC
4a……リード
5……電路
Claims (2)
- 検出すべき電流が流れる電路の磁束変化を磁電変換素子により非接触で検出し、前記磁電変換素子の出力により電流を測定する電流検出装置において、前記電路はエッジワイズ巻線により形成しケース内に搭載され、前記エッジワイズ巻線は内孔部に磁電変換素子である回路内蔵ホールICを配置し、前記エッジワイズ巻線の両端の端子部は前記ケースに設けた電路接続用端子に接続し、前記回路内蔵ホールICのリードは前記ケースに設けたコネクタ端子に接続してなり、前記ケース内に前記回路内蔵ホールICを前記エッジワイズ巻線の高さ方向の中心に配置されるように高さが調整された前記回路内蔵ホールICを載置する台座を設けたことを特徴とする電流検出装置。
- 前記電路接続用端子、コネクタ端子及び台座は前記ケースに一体形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電流検出装置。
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- 2001-02-21 JP JP2001044362A patent/JP4585130B2/ja not_active Expired - Fee Related
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