JP5673085B2 - 電流検出装置 - Google Patents
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Description
(1)第1の構成要素は、両端がギャップ部を介して対向し、中空部の周囲を囲んで一連に形成された磁性体コアである。
(2)第2の構成要素は、磁性体コアのギャップ部の位置で磁性体コアの中空部を通過する電流に応じて変化する磁束を検出する磁電変換素子である。
(3)第3の構成要素は、磁性体コアを支持するコア支持部が形成され、さらに磁性体コアのギャップ部の位置において磁性体コアの外側から磁性体コアの中空部へ連通する電線挿入路が形成された第1モジュールである。
(4)第4の構成要素は、第1モジュールの電線挿入路に嵌る外形を有するとともに内側に磁電変換素子を支持する素子支持部が形成された第2モジュールである。
(5)第5の構成要素は、素子支持部が電線挿入路に嵌め入れられた状態で第2モジュールを第1モジュールに固定するロック機構である。
(1−1)コア支持部は、磁性体コアの中空部に形成され、素子支持部の先端部に接する第1接触面と磁性体コアの両端部各々の内側の面に接するとともに素子支持部の一部と併せて磁性体コアの両端部各々が嵌る窪みを形成する第2接触面とが形成された部分である。
(1−2)電線挿入路は、磁性体コアの両端が露出する状態で磁性体コアの外側から磁性体コアの中空部へ連通する空間である。
(1−3)素子支持部は、磁性体コアの両端部各々の外側の面に接するとともにコア支持部の第2接触面と併せて磁性体コアの両端部各々が嵌る窪みを形成する第3接触面が形成された部分である。
以下、図1から図11を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る電流検出装置1の構成について説明する。図1から図4に示されるように、電流検出装置1は、磁性体コア7を含むコアモジュール10と、ホール素子8を含む素子モジュール20と、コアモジュール10及び素子モジュール20を連結する連結ピン30とを備えている。コアモジュール10及び素子モジュール20は、連結ピン30を中心として、磁性体コア7のギャップ部7Bが開放された開状態からギャップ部7Bが塞がれた閉状態まで相対的に回動可能に構成されている。
磁性体コア7は、フェライト又はケイ素鋼などからなる磁性体であり、両端が数ミリメートル程度のギャップ部7Bを介して対向し、中空部7Cの周囲を囲んで一連に形成された形状を有している。即ち、磁性体コア7は、狭いギャップ部7Bと併せて環状に形成されている。本実施形態における磁性体コア7は、ギャップ部7Bと併せて円形状の中空部7Cを囲む円環状に形成されている。また、本実施形態における磁性体コア7の両端部7Aの内側の部分及び外側の部分各々は、面取り加工が施されている。
ホール素子8は、磁性体コア7のギャップ部7Bに配置され、磁性体コア7の中空部7Cを通過する電流に応じて変化する磁束を検出し、磁束の検出信号を電気信号として出力する磁電変換素子の一例である。このホール素子8には、電力の入力用及び検出信号の出力用の接続端子が伸び出て形成されている。
電子基板6は、ホール素子8がその接続端子の部分において実装されたプリント回路基板である。また、電子基板6には、ホール素子8の他、ホール素子8から出力される磁束の検出信号に対して増幅などの処理を施す回路とコネクタ5とが実装されている。
図3、図4及び図6に示されるように、コアモジュール10は、磁性体コア7と、磁性体コア7を収容するコア筐体13とを含むモジュールである。コア筐体13は、絶縁性の部材であり、第1本体ケース131と第1本体ケース131に取り付けられる第1蓋部材132とで構成されている。第1本体ケース131及び第1蓋部材132の各々は、例えば、ポリアミド(PA)、ポリプロピレン(PP)又はABS樹脂などの絶縁性の樹脂からなる一体成形部材である。
図3、図4及び図8に示されるように、素子モジュール20は、ホール素子8と、ホール素子8及びコネクタ5が実装された電子基板6と、ホール素子8及び電子基板6を収容する素子筐体22とを含むモジュールである。素子筐体22は、絶縁性の部材であり、第2本体ケース221と第2本体ケース221に取り付けられる第2蓋部材222とで構成されている。第2本体ケース221及び第2蓋部材222の各々は、例えば、ポリアミド(PA)、ポリプロピレン(PP)又はABS樹脂などの絶縁性の樹脂からなる一体成形部材である。
コアモジュール10の第1連結部14、素子モジュール20の第2連結部24及び連結ピン30は、コアモジュール10及び素子モジュール20を相対的に回動可能に連結する連結機構を構成する。図11は、電流検出装置1の2つのモジュール10,20とそれらを連結する連結ピン30とを示す斜視図である。
図3、図4及び図6に示されるように、コアモジュール10において、コア支持部11は、素子モジュール20における素子支持部21の先端面21Aに接する第1接触面11Aと、磁性体コア7の両端部7A各々の内側の面に接する第2接触面11Bとが形成された部分である。
コアモジュール10のコア筐体13及び素子モジュール20の素子筐体22には、素子支持部21が電線挿入路12に嵌め入れられた状態で素子モジュール20をコアモジュール10に固定する第3ロック機構40が設けられている。図1及び図2などに示される第3ロック機構40は、コア筐体13の表面に突出して形成された爪部16と、素子筐体22に形成された環状の枠部23とを備える。
以上に示したように、電流検出装置1が採用されれば、磁性体コア7の中空部7Cへの電線9の挿入、及び素子モジュール20の回動という簡易な作業により、電流検出装置1を電線9に取り付けることが可能である。また、完成した電流の経路を形成する電線9に対する取り付けも可能である。
次に、図12に示される三面図を参照しつつ、本発明の第2実施形態に係る電流検出装置1Aについて説明する。この電流検出装置1Aは、図1から図12に示された電流検出装置1に対し、電線9に対する固定用の突起部50が追加された構成を有している。図12において、図1〜図11に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、電流検出装置1Aにおける電流検出装置1と異なる点についてのみ説明する。
次に、図13及び図14に示される断面図を参照しつつ、本発明の第3実施形態に係る電流検出装置1Bについて説明する。この電流検出装置1Bは、図1から図12に示された電流検出装置1に対し、2つのモジュール10,20を移動可能に連結する連結機構が異なる構成を有している。図13及び図14において、図1〜図11に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号が付されている。以下、電流検出装置1Bにおける電流検出装置1と異なる点についてのみ説明する。
電流検出装置1Bにおいて、連結機構が、2つのモジュール10,20を直線方向に沿ってのみ移動可能に支持する機構であることも考えられる。この場合、例えば、角柱状の連結ピン30が採用され、第2連結部24Bの貫通孔は、2つのモジュール10,20を電線9の直径よりも大きな間隔で離隔できる程度に長い長孔状に形成される。
4 結束用バンド
5 コネクタ
6 電子基板
7 磁性体コア
7A 磁性体コアの端部
7C 磁性体コアの中空部
7B 磁性体コアのギャップ部
8 ホール素子
9 電線
10 コアモジュール
21 コア支持部
11A コア支持部の第1接触面
11B コア支持部の第2接触面
12 電線挿入路
13 コア筐体
14 第1連結部(連結機構)
15 第1ロック機構
16 爪部
20 素子モジュール
21 素子支持部
21A 素子支持部の先端面
21B 素子支持部の第3接触面
22 素子筐体
24,24B 第2連結部(連結機構)
25 第2ロック機構
26 素子筐体の溝
30 連結ピン(連結機構)
31 ネジ受けピン
32 ネジ
40 第3ロック機構
50 突起部
51 貫通孔
131 第1本体ケース
132 第1蓋部材
221 第2本体ケース
222 第2蓋部材
Claims (7)
- 両端がギャップ部を介して対向し、中空部の周囲を囲んで一連に形成された磁性体コアと、
前記磁性体コアの前記ギャップ部の位置で前記磁性体コアの前記中空部を通過する電流に応じて変化する磁束を検出する磁電変換素子と、を備える電流検出装置であって、
前記磁性体コアを支持するコア支持部が形成され、さらに前記磁性体コアの前記ギャップ部の位置において前記磁性体コアの外側から前記磁性体コアの前記中空部へ連通する電線挿入路が形成された第1モジュールと、
前記第1モジュールの前記電線挿入路に嵌る外形を有するとともに内側に前記磁電変換素子を支持する素子支持部が形成された第2モジュールと、
前記素子支持部が前記電線挿入路に嵌め入れられた状態で前記第2モジュールを前記第1モジュールに固定するロック機構と、を備えることを特徴とする電流検出装置。 - 前記コア支持部は、前記磁性体コアの前記中空部に形成され、前記素子支持部の先端部に接する第1接触面と前記磁性体コアの両端部各々の内側の面に接するとともに前記素子支持部の一部と併せて前記磁性体コアの両端部各々が嵌る窪みを形成する第2接触面とが形成された部分であり、
前記電線挿入路は、前記磁性体コアの両端が露出する状態で前記磁性体コアの外側から前記磁性体コアの前記中空部へ連通する空間であり、
前記素子支持部は、前記磁性体コアの両端部各々の外側の面に接するとともに前記コア支持部の前記第2接触面と併せて前記磁性体コアの両端部各々が嵌る窪みを形成する第3接触面が形成された部分である、請求項1に記載の電流検出装置。 - 前記素子支持部は、内側の面が前記磁電変換素子を嵌め入れられた穴を形成するとともに外側の面が前記第3接触面を形成する一連の壁からなる、請求項2に記載の電流検出装置。
- 前記第1モジュール及び前記第2モジュールを相対的に移動可能に連結する連結機構をさらに備える、請求項1から請求項3のいずれかに記載の電流検出装置。
- 前記連結機構は、前記第1モジュール及び前記第2モジュールを相対的に回動可能に連結する機構である、請求項4に記載の電流検出装置。
- 前記連結機構は、軸を中心として前記第1モジュール及び前記第2モジュールを相対的に回動可能に連結するとともに前記軸を直線方向に沿ってスライド可能に支持する機構である、請求項4に記載の電流検出装置。
- 前記第1モジュール及び前記第2モジュールの少なくとも一方に、前記磁性体コアの前記中空部を通る電流の経路に沿って形成された突起部が形成されている、請求項1から請求項6のいずれかに記載の電流検出装置。
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